CN221402824U - 用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其主要包括支架、透镜、扩散板、导光板和至少一块PCBA。其中，扩散板呈薄板结构。采用以上技术方案，PCBA上LED灯珠出射的光先经导光板导向扩散板，再由扩散板混光和均光后射向对应的立体发光单元，保证了内透镜的各立体发光单元能够达到优秀的光学效果，从而取消了现有立体效果厚壁光导的进光带，大幅减小了氛围灯的宽度，使氛围灯既适用于安装在汽车仪表台上，又适用于安装在空间狭窄的车门内饰板上，进而能够在车内实现环抱式立体氛围灯发光效果；同时，导光板配合小尺寸的PCBA，不仅成本相对低廉，而且能够使各立体发光单元实现整体点亮、闪烁和颜色变化等立体发光效果。

Description

用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统

技术领域

本实用新型涉及汽车氛围灯技术领域，具体涉及一种用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统。

背景技术

目前，线形氛围灯通常都是基于线形光导结构，无论是隐藏式线光源氛围灯，还是直显式线光源氛围灯，都是基于线形光导实现线发光的氛围灯效果，灯效单一，缺乏立体感。

为此，申请人曾提交了中国专利申请CN115164120A，其公开了一种立体线形氛围灯结构，基于立体效果厚壁光导(相当于本申请的内透镜)，通过立体效果发光大面整面出光的设计，极大程度地增大了发光带宽度，使其能够轻松地做到厘米级的宽度，从而使光导能够呈现出立体感极强的发光效果，并且，立体效果发光大面由于造型立体，具有美感，使线形氛围灯即使在熄灭状态下也能清晰地看到立体效果发光大面的整体造型，从而使线形氛围灯在熄灭状态下也能作为汽车的内饰装饰使用。

然后，申请人为了提升立体效果厚壁光导外观结构的立体感，克服其作为装饰件时，颜色单一以及对比不够强烈的问题。申请人还申请了中国专利CN115933046A，其公开了一种钢琴键效果仪表盘氛围灯结构，基于钢琴键效果的厚壁光导(相当于本申请的内透镜)，不仅保证了导光效果，而且通过凸出且透光的白键凸起同不透光的黑键挡条的交替设计，既提升了厚壁光导整体造型的立体感，构成黑白钢琴键的外观效果，美感度佳，又通过采用黑白对比的配色，颜色对比强烈，进一步提升了整体美感。

但是，申请人在实际应用中发现，上述两种立体效果氛围灯的厚壁光导的进光带和出光带由于均沿透光件的宽度方向并排设置，导致为保证光学效果，采用上述两种厚壁光导的氛围灯的宽度最小只能做到48mm(即：造型宽度+混光宽度+PCBA宽度≥48mm)，因而受限于宽度要求，不能安装在车门内饰板上，只能安装在汽车仪表台上，不能形成效果统一的环抱式立体氛围灯发光效果。

解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决基于现有立体效果厚壁光导的立体效果氛围灯宽度大，不能安装在车门内饰板上的技术问题，本实用新型提供了一种用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统。

其技术方案如下：

一种用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，包括支架以及分别安装在支架厚度方向两侧的内透镜和导光板，所述支架长度方向的至少一端安装有PCBA，所述PCBA上均集成有至少一颗LED灯珠，所述PCBA的各LED灯珠的出光面均正对导光板对应端的进光端面，所述内透镜上设有多个能够向外透光的立体发光单元，所述支架上安装有扩散板，该扩散板呈薄板结构，并位于内透镜和PCBA之间，所述扩散板上具有分别与各立体发光单元一一对应的混光均光单元，各LED灯珠出射的光线经对应的进光端面进入导光板后，由导光板射向各混光均光单元，再由各混光均光单元混光和均光后射向对应的立体发光单元，并由立体发光单元向外出射。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、PCBA上LED灯珠出射的光先经导光板导向扩散板，再由扩散板的各混光均光单元混光和均光后射向对应的立体发光单元，保证了内透镜的各立体发光单元能够达到优秀的光学效果，且扩散板为薄板结构，从而取消了现有立体效果厚壁光导的进光带，使基于本面进光式超薄立体效果氛围灯光学系统氛围灯的宽度能够控制在20mm以内，大幅减小了氛围灯的宽度，使氛围灯既适用于安装在汽车仪表台上，又适用于安装在空间狭窄的车门内饰板上，进而能够在车内实现环抱式立体氛围灯发光效果；

2、导光板配合设置在其端部的小尺寸PCBA，不仅成本相对低廉，而且能够使各立体发光单元实现整体点亮、闪烁和颜色变化等立体发光效果，具有较高的科技感和高级感。

附图说明

图1为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一其中一个视角的结构示意图；

图2为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一另外一个视角的结构示意图；

图3为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的爆炸图；

图4为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的剖视图；

图5为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的内透镜其中一个视角的结构示意图；

图6为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的内透镜另外一个视角的结构示意图；

图7为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的支架与扩散板的配合关系示意图；

图8为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的支架的结构示意图；

图9为用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例二的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1-图8所示，一种用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其主要包括支架300、透镜100、扩散板200、导光板600和至少一块PCBA800。其中，支架300为长条形结构，内透镜100和导光板600分别盖合在支架300厚度方向的两侧。扩散板200、内透镜100和导光板600均呈长条形的薄板结构，扩散板200也安装在支架300上，并位于内透镜100和导光板600之间。

每块PCBA800上均集成有至少一颗LED灯珠801，各PCBA800分别位于导光板600长度方向的对应端；当导光板600的长度较短时，只在导光板600的一端设置PCBA800，就能够保证导光板600整体亮度足够的均匀点亮；当导光板600的长度较长时，则在导光板600的两端都设置PCBA800，从而保证导光板600整体亮度足够的均匀点亮。导光板600长度方向的两端均为进光端面601，PCBA800的各LED灯珠801的出光面均正对导光板600对应端的进光端面601。

本实施例中，内透镜100上设有多个能够向外透光的立体发光单元，支架300上安装有扩散板200，扩散板200上具有分别与各立体发光单元一一对应的混光均光单元204，各LED灯珠801出射的光线经对应的进光端面601进入导光板600后，由导光板600射向各混光均光单元204，再由各混光均光单元204混光和均光后射向对应的立体发光单元，并由立体发光单元向外出射。

因此，由于扩散板200为薄板结构，PCBA800上LED灯珠801出射的光先经导光板600导向扩散板200，再由扩散板200的各混光均光单元204进行混光和均光，然后射向对应的立体发光单元，由立体发光单元向外出射，保证了内透镜100的各立体发光单元能够达到优秀的光学效果，且扩散板为薄板结构，从而取消了现有立体效果厚壁光导的进光带，使基于本面进光式超薄立体效果氛围灯光学系统氛围灯的宽度能够控制在20mm以内，大幅减小了氛围灯的宽度，使氛围灯既适用于安装在汽车仪表台上，又适用于安装在空间狭窄的车门内饰板上，进而能够在车内实现环抱式立体氛围灯发光效果。

并且，各LED灯珠801均为RGB-LED灯珠，能够使各立体发光单元同时进行颜色变换。同时，导光板600配合设置在其端部的小尺寸PCBA800，不仅大幅降低了PCBA的成本，使整体成本相对低廉，而且能够使各立体发光单元实现整体点亮、闪烁和颜色变化等立体发光效果，具有较高的科技感和高级感。

需要指出的是，导光板600的为常规的氛围灯导光板，其采用透明塑料材质制成，在导光板600远离扩散板200的一侧表面设有磨砂、皮纹等漫反射结构，以确保大量光线向扩散板200方向射出。

本实施例中，扩散板200优选采用乳白透光塑料材质制成，不仅对光的扩散效果好，起到超短距离混光和均光的效果，而且成本低廉。

并且，扩散板200也可以采用透明塑料材质，再在其表面设置皮纹等漫反射结构，同样能够对光起到良好的扩散效果，实现超短距离混光和均光，同时成本低廉。

进一步地，扩散板200还可以采用乳白透光塑料材质制成，同时表面还设有皮纹等漫反射结构，能够进一步提高扩散板200的混光和均光效果。

支架300具有与扩散板200相适配的扩散板安装槽301，扩散板200安装在扩散板安装槽301的槽底，内透镜100盖合地安装在扩散板安装槽301的槽口处，并且，内透镜100与内侧的扩散板200平行，以提升光学效果。

同样的，支架300具有与导光板600相适配的导光板安装槽309，导光板600安装在导光板安装槽309中，简单可靠。具体地说，导光板安装槽309宽度方向的两侧槽壁上均设有若干与导光板600相适配的导光板卡接头310，导光板600卡入各导光板卡接头310后支承在各条形支撑筋308a上，保证了导光板600的可靠安装。

进一步地，导光板安装槽309宽度方向的两侧槽壁上均设有若干导光板限位筋312，导光板600宽度方向的两侧外缘分别抵接在对应的导光板限位筋312上，从而能够使导光板600安装得更紧，避免因出现晃动而发生异响问题。

本实施例中，内透镜100包括能够透过光线的透光板110和能够遮挡光线的遮光板120，透光板110的内侧表面为进光面，透光板110的外侧表面凸出形成有若干立体发光单元，遮光板120设置在透光板110的外侧，遮光板120上开设有若干分别与各立体发光单元相适配的发光单元过孔121，各立体发光单元向外凸出地分别穿过对应的发光单元过孔121。

因此，本内透镜100相当于中国专利CN217540539U和CN219222199U以及中国专利申请CN115158156A中的立体效果厚壁光导。本内透镜100通过各立体发光单元，既能够实现整体点亮和闪烁的简单效果，又能够各自独立配合RGB LED，实现流水、律动、色块变化等复杂的立体效果，大幅提升了线形氛围灯的科技感和高级感，同时在低配车型上使用时能够取消PCBA和线束，直接作为线形装饰条使用，既不用新开内饰板，也不用新开装饰件，不仅大幅降低了成本，又降低了零部件的管理难度。更重要的是，本内透镜100通过设置遮光板120覆盖在透光板110的外侧表面，同时，遮光板120上的各发光单元过孔121能够一一对应地环绕在各立体发光单元周围，从而能够避免相邻立体发光单元之间发生窜光。

其中，各立体发光单元可以是沿透光板110的长度方向呈线形排布，也可以是随机分布。并且，各立体发光单元的大小也可以不完全统一，根据美学需求进行设计即可。

本实施例中，优选透光板110和遮光板120采用双色注塑工艺一体成型，使二者的结构稳定可靠，结构强度高。其中，遮光板120优选采用黑色塑料，透光板110优选采用能够透光的无色或浅色塑料，能够在氛围灯未点亮时呈现颜色的强烈对比，提升了整体的美感。

本实施例中，立体发光单元由多个发光凸台111组成，造型立体感好，设计灵活。

为了进一步提升防窜光效果，透光板110靠近扩散板200的一侧表面凹陷形成有若干单元防窜光凹槽112，各单元防窜光凹槽112在透光板110远离扩散板200一侧表面的投影分别位于对应的两个相邻立体发光单元之间；同时，扩散板200上开设有分别与各单元防窜光凹槽112一一对应的单元防窜光缝201，相邻单元防窜光缝201之间的区域为混光均光单元204；最重要的，扩散板安装槽301设有分别与各单元防窜光凹槽112一一对应的单元挡光筋302，各单元挡光筋302分别穿过对应的单元防窜光缝201后插入对应的单元防窜光凹槽112中。

需要指出的是，支架300采用遮光塑料材质一体成型，其优选采用黑色塑料，遮光性好，并且可为回收料，成本低廉。因此，挡光筋302的遮光性能优异。各单元挡光筋302分别穿过依次穿过对应的单元防窜光缝201后插入对应的单元防窜光凹槽112中。从而使各单元挡光筋302同时对透光板110和扩散板200进行物理分区隔断，彻底杜绝相邻混光均光单元204和相邻立体发光单元之间出现窜光问题，保证了基于本面进光式超薄立体效果氛围灯光学系统的氛围灯的光学效果。

本实施例中，立体发光单元由多个发光凸台111组成，各发光凸台111沿周向阵列分布，通过这样的设计，使每个立体发光单元的造型不突兀，美感较高。

由于透光板110与扩散板200贴合时会使光学效果不理想，因此，本实施例中，透光板110靠近扩散板200一侧表面的外缘凸出形成有周向分布的间隙支撑凸点114，扩散板200靠近透光板110的一侧表面同时支撑在各间隙支撑凸点114上，从而使透光板110与扩散板200之间留有间隙，同时由于点接触，进而能够最大程度上地避免摩擦异响问题。进一步地，透光板110与扩散板200之间的间隙大于等于0.5mm，能够更好地提升光学效果，而为了使氛围灯更薄，各间隙支撑凸点114的高度优选为0.5mm，即：透光板110与扩散板200之间的间隙等于0.5mm。

本实施例中，支架300的中部设有元件安装架308，该元件安装架308将支架300的内部分隔为扩散板安装槽301和导光板安装槽309，导光板安装槽309位于扩散板安装槽301远离内透镜100的一侧，导光板600和扩散板200分别从两侧支承在元件安装架308上，保证了导光板600和扩散板200的安装可靠性。

进一步地，其中部分条形支撑筋308a靠近扩散板200的一侧凸出形成有元件支撑凸点308a1，还有一部分条形支撑筋308a靠近导光板600的一侧也凸出形成有元件支撑凸点308a1，扩散板200和导光板600分别支承在对应的元件支撑凸点308a1上，从而通过点接触，能够最大程度上地避免扩散板200和导光板600同元件安装架308的摩擦异响问题。

对于内透镜100在支架300上的安装固定，本实施例中，透光板110靠近扩散板200一侧表面的凸出形成有若干螺钉柱115，扩散板200上开设有分别与各螺钉柱115相适配的定位槽203，其中部分条形支撑筋308a上设有分别与对应螺钉柱115相适配的螺钉座304，各螺钉柱115分别卡入对应的定位槽203中，并分别与对应的螺钉座304端面接触，然后通过若干锁紧螺钉锁紧对应的螺钉座304和螺钉柱115。即：锁紧螺钉115穿过螺钉座304后锁紧在对应的螺钉柱115中，锁紧螺钉115的头部保持在螺钉座304上，锁紧螺钉115的螺纹连接部旋入螺钉柱115中。既保证了内透镜100、扩散板200和支架300三者之间的可靠连接，又能够通过螺钉柱115对扩散板200进行定位。并且，部分螺钉柱115还可以用于注塑脱模时顶出模具。

请参见图3、图4、图5和图7，本实施例中，遮光板120的周向外缘凸出于透光板110后形成环形支撑边122，该环形支撑边122延伸至透光板110的周向外缘以外，能够起到更好的挡光效果。

最重要的，环形支撑边122远离灯罩的一侧凹陷形成有一圈环形挡光槽123，支架300为筒状结构，该支架300靠近灯罩500的一侧边缘为与环形支撑边122相适配的环形支撑面305，该环形支撑面305上凸出形成有与环形挡光槽123相适配的环形挡光筋306，内透镜100盖合在支架300靠近灯罩500的一侧，且环形支撑边122支承在环形支撑面305上，同时环形挡光筋306嵌入环形挡光槽123中。

因此，环形挡光筋306与环形挡光槽123配合，使环形支撑边122和环形支撑面305配合形成“Z”字形环形搭接结构，能够可靠地遮挡支架300和遮光板120之间的间隙，防止透光板110出射的光线从支架300和遮光板120之间的间隙漏出，起到了良好的防漏光作用。

请参见图8，由于导光板600的一端或两端布置集成有LED灯珠的PCBA，因此，导光板600的两端为导光板混光部，而导光板混光部的灯效非常差。因此，本实施例中，元件安装架308的两端均设有混光遮光板311，两块混光遮光板311分别遮挡对应的导光板混光部，从而能够有效避免导光板混光部出射的光线从灯罩面板510出射，保证了氛围灯的整体灯效。

实施例二：

如图9所示，本实施例的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统与用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统实施例一的结构基本相同，其区别在于：本实施例的立体发光单元由一个发光凸台111组成，本实施例的各发光凸台111的外端面均可以是钻石面等异形结构，同样能够实现立体发光效果，且在熄灭时外观美感佳。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，包括支架(300)以及分别安装在支架(300)厚度方向两侧的内透镜(100)和导光板(600)，所述支架(300)长度方向的至少一端安装有PCBA(800)，所述PCBA(800)上均集成有至少一颗LED灯珠(801)，所述PCBA(800)的各LED灯珠(801)的出光面均正对导光板(600)对应端的进光端面(601)，所述内透镜(100)上设有多个能够向外透光的立体发光单元，其特征在于：所述支架(300)上安装有扩散板(200)，该扩散板(200)呈薄板结构，并位于内透镜(100)和PCBA(800)之间，所述扩散板(200)上具有分别与各立体发光单元一一对应的混光均光单元(204)，各LED灯珠(801)出射的光线经对应的进光端面(601)进入导光板(600)后，由导光板(600)射向各混光均光单元(204)，再由各混光均光单元(204)混光和均光后射向对应的立体发光单元，并由立体发光单元向外出射。

2.根据权利要求1所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述扩散板(200)采用乳白透光塑料材质制成。

3.根据权利要求1或2所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述扩散板(200)的表面设有漫反射结构。

4.根据权利要求1所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述内透镜(100)包括能够透过光线的透光板(110)和能够遮挡光线的遮光板(120)，所述透光板(110)远离扩散板(200)的一侧表面凸出形成所述立体发光单元，所述遮光板(120)设置在透光板(110)远离扩散板(200)的一侧，并开设有若干分别与各立体发光单元相适配的发光单元过孔(121)，各立体发光单元向外凸出地分别穿过对应的发光单元过孔(121)。

5.根据权利要求4所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述立体发光单元由一个发光凸台(111)组成。

6.根据权利要求4所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述立体发光单元由多个发光凸台(111)组成。

7.根据权利要求5或6所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述透光板(110)靠近扩散板(200)的一侧表面凹陷形成有若干单元防窜光凹槽(112)，各单元防窜光凹槽(112)在透光板(110)远离扩散板(200)一侧表面的投影分别位于对应的两个相邻立体发光单元之间；

所述支架(300)具有扩散板安装槽(301)，所述扩散板(200)安装在扩散板安装槽(301)中，所述扩散板(200)上开设有分别与各单元防窜光凹槽(112)一一对应的单元防窜光缝(201)，相邻单元防窜光缝(201)之间的区域为所述混光均光单元(204)；

所述扩散板安装槽(301)设有分别与各单元防窜光凹槽(112)一一对应的单元挡光筋(302)，各单元挡光筋(302)分别穿过对应的单元防窜光缝(201)后插入对应的单元防窜光凹槽(112)中。

8.根据权利要求1所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：所述支架(300)的中部由若干的条形支撑筋(308a)构成呈网格镂空结构的元件安装架(308)，该元件安装架(308)将支架(300)的内部分隔为扩散板安装槽(301)和导光板安装槽(309)，所述扩散板(200)安装在扩散板安装槽(301)的槽底，所述内透镜(100)盖合在扩散板安装槽(301)的槽口，所述导光板(600)安装在导光板安装槽(309)中。

9.根据权利要求8所述的用于端部进光式超薄立体效果氛围灯的光学系统，其特征在于：其中部分条形支撑筋(308a)靠近扩散板(200)的一侧以及部分条形支撑筋(308a)靠近导光板(600)均凸出形成有元件支撑凸点(308a1)，所述扩散板(200)和导光板(600)分别支承在对应的元件支撑凸点(308a1)上。