CN118031152A - 提升点亮均匀性的光学***及使用其的车灯及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车灯技术领域,尤其涉及一种提升点亮均匀性的光学***及使用其的车灯及车辆,提升点亮均匀性的光学***包括光准直部,所述光准直部将光源发出的光进行准直,所述光准直部包括至少一个准直单元;光换向部,包括至少一组光换向单元,所述光换向单元包括入光单元和出光单元,所述入光单元将来自光准直部的光进行汇聚,所述出光单元由多段折射面构成,光线通过每个折射面的端部形成的光锥角近似相等。本发明的提升点亮均匀性的光学***,通过多段折射面实现光的出射,由于每个折射面的光锥角度近似相等,因此能够弱化明暗对比度,进而改善光分布不均,提升点亮均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及车灯技术领域,尤其涉及一种提升点亮均匀性的光学***及使用其的车灯及车辆。
背景技术
信号灯点亮的均匀性是车灯较为重要的主观评价方向,也是目前较难解决的问题之一。
常见的提升均匀性的方法是,在光源接收器表面作扩散花纹,或者在出光方向上的其他光学元件上做花纹,来提升点亮均匀性。但是这种方式存在的问题是,光学效率低,很多光线通过初期的扩散后,以较大的角度出射,无法到达下一级光学元件,光线无法被有效利用,导致效率低。另外仅通过普通的光扩散对于明暗区域的弱化起到的作用比较小,仍然存在点亮不均匀的问题。
因此,基于目前的现状,发明人提出了既能够提升光学效率,又能够提升点亮均匀性的方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了解决现有技术中的技术问题,本发明提供提升点亮均匀性的光学***及使用其的车灯及车辆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种提升点亮均匀性的光学***,包括光准直部,所述光准直部将光源发出的光进行准直,所述光准直部包括至少一个准直单元;光换向部,包括至少一组光换向单元,所述光换向单元包括入光单元和出光单元,所述入光单元将来自光准直部的光进行汇聚,所述出光单元由多段折射面构成,光线通过每个折射面的端部形成的光锥角近似相等。
本发明的提升点亮均匀性的光学***,通过多段折射面实现光的出射,由于每个折射面的光锥角度近似相等,因此能够弱化明暗对比度,进而改善光分布不均,提升点亮均匀性。
进一步,所述提升点亮均匀性的光学***还包括光扩散部,所述光扩散部使得来自光换向部的光线更均匀地分布。
进一步,所述光准直部、光换向部、光扩散部依次沿着光轴正向排布。
进一步,所述光换向单元的入光单元实现平行光的汇聚,汇聚区域位于入光单元与出光单元之间。
进一步,相邻两个所述光换向单元沿准直单元自身的光轴对称。
进一步,所述折射面为平面或曲面。
进一步,所述光换向单元由轮廓线沿着所在平面的法向延伸形成。
进一步,所述准直部采用聚光器或透镜。
一种车灯,包括上述的提升点亮均匀性的光学***。
一种车辆,包括上述的车灯。
本发明的有益效果是,
1、通过多段折射面实现光的出射,由于每个折射面的光锥角度近似相等,因此能够弱化明暗对比度,进而改善光分布不均,提升点亮均匀性;
2、相邻两个换向单元沿着准直单元在水平方向上对称,因此光经过准直单元后分为两部分,分别进入相邻两个换向单元,即将中心最亮的区域的光分散,一部分从左侧换向单元的最左侧折射出,一部分从右侧换向单元的最右侧折射出,一部分从两个换向单元的中间段折射出,因此,中间最亮区域的光最终分散成多部分射出,减弱了中间区域的亮度,同时增加了***区域的亮度,进而提升了整体的点亮均匀性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中体现提升点亮均匀性的光学***典型结构的示意图。
图2是本发明中体现提升点亮均匀性的光学***的平面示意图。
图3是本发明中提升点亮均匀性的光学***在水平面的光线原理图。
图4是本发明中体现出光单元的折射面为三段时的光锥角的示意图。
图5是本发明中体现出光单元的折射面为两段的示意图。
图中:1、光准直部;2、光换向部;21、入光单元;22、出光单元;221、折射面;3、光扩散部。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开一种提升点亮均匀性的光学***及使用其的车灯及车辆。
参照图1至图5,一种提升点亮均匀性的光学***,光学***包含光准直部1、光换向部2、光扩散部3;其中,光准直部1由至少一个准直单元阵列形成,准直单元可以是聚光器、透镜、反射镜或其他能够实现将光源发出的光准直为平行光或近似平行光的光学结构,且近似平行光与平行光之间的偏差角度不超过±10°。
光换向部2则由多组换向单元阵列形成,换向单元由入光单元21和出光单元22构成,入光单元21在水平面内的轮廓线能够将来自准直部的光汇聚于一点或某一区域;出光单元22由多段折射面221构成,出光单元22在水平面内的轮廓线沿着入光单元21在水平面内的中心线对称,每个出光单元22至少包括两段折射面221。出光单元22和入光单元21在水平面内的轮廓线沿着竖直方向延伸,共同构成了换向单元。
定义出光单元22在水平面内的轮廓线段为3段,即将一束平行光分为A、B、C三段,同时定义经过入光单元21的光线汇聚于一点O,从O点发出的光线到达出光单元22后,实现了光线的交换,即原本位于中心线左侧的A段光线从中心线的右侧折射出,原本位于中心线右侧的C段光线从中心线的左侧折射而出。另外,定义经过每段出光轮廓线的端部折射光线的反向延长线相交形成的光锥角分别为α、β、γ,这三个光锥角度差不多,偏差不超过±10°。
需要说明的是,出光单元22在水平面内的轮廓线段数量不止可以3段,还可以是两段或其他,但水平面内,出光单元22的轮廓线需要沿着入光单元21的轮廓线左右对称,而且相邻两个换向单元需要在水平方向沿着准直单元自身的光轴对称。
光扩散单元能够实现来自换向单元的光更均匀地分布。
工作原理:以准直单元为聚光器、换向单元的出光单元22为3段折射面221为例,进行具体说明。
传统聚光器的点亮存在内圈亮、外圈暗,且内外圈之间有一圈暗区,因此人眼看到的点亮效果非常不均匀,而本方案中,相邻两个换向单元沿着准直单元在水平方向上对称,因此从聚光器中心发出的光经过准直单元后分为两部分,分别进入相邻两个换向单元,即将中心最亮的区域的光分散,一部分从左侧换向单元的最左侧折射出,一部分从右侧换向单元的最右侧折射出,一部分从两个换向单元的中间段折射出;因此,中间最亮区域的光最终分散成多部分射出,达到了减弱的效果。
另外,从换向单元的折射单元出射的光锥角度差不多,以一定角度出射,因此又相较上述进一步地弱化了明暗对比度;最终通过光扩散单元,更进一步地均匀点亮效果。
第二方面,本发明公开一种车灯。
一种车灯,包括上述的提升点亮均匀性的光学***。
第三方面,本发明公开一种车辆。
一种车辆,包括上述的车灯。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,包括
光准直部(1),所述光准直部(1)将光源发出的光进行准直,所述光准直部(1)包括至少一个准直单元;
光换向部(2),包括至少一组光换向单元,所述光换向单元包括入光单元(21)和出光单元(22),所述入光单元(21)将来自光准直部(1)的光进行汇聚,所述出光单元(22)由多段折射面(221)构成,光线通过每个折射面(221)的端部形成的光锥角近似相等。
2.根据权利要求1所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,所述提升点亮均匀性的光学***还包括光扩散部(3),所述光扩散部(3)使得来自光换向部(2)的光线更均匀地分布。
3.根据权利要求2所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,所述光准直部(1)、光换向部(2)、光扩散部(3)依次沿着光轴正向排布。
4.根据权利要求1所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,所述光换向单元的入光单元(21)实现平行光的汇聚,汇聚区域位于入光单元(21)与出光单元(22)之间。
5.如权利要求1所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,相邻两个所述光换向单元沿准直单元自身的光轴对称。
6.如权利要求1所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,所述折射面(221)为平面或曲面。
7.如权利要求1所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,所述光换向单元由轮廓线沿着所在平面的法向延伸形成。
8.如权利要求1所述的提升点亮均匀性的光学***,其特征在于,所述准直部采用聚光器或透镜。
9.一种车灯,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的提升点亮均匀性的光学***。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求9所述的车灯。
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