本發(fā)明涉及一種車載信號燈光學裝置,具體地,涉及一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng)。
背景技術:
在進入led光源之前,車燈光源都是燈泡狀的,很難做到均勻發(fā)光的面光源。隨著led技術的進步,信號燈逐漸進入led時代。起初led光源的信號燈多以led配合反射面,形成直射式或者反射式面光源。這種形式的燈具往往能看到一個個獨立的led單元腔體甚至是點狀發(fā)光的led本身,因此均勻性不是很好。于是配合厚壁注塑內配光鏡的led發(fā)光形式逐漸得到發(fā)展,此類燈具雖然在效率上比反射面式的有一定的提高,但是均勻性仍不夠理想,并且發(fā)光面積相較反射式還有所減小。
因此led直射式或者反射式配合散射體或者皮紋內配形成的光學系統(tǒng)應運而生,雖然從點燈效果上看能夠達到較為均勻的視覺效果,但是其發(fā)光形式只能是二維的、平面化的,無法做到oled面光源較小的結構空間、多變的造型及其前后分明的層次感。
因為采用這種方案的燈具一般需要較深的結構空間,用以布置在散射材料內配光鏡背后的led和反射鏡等組件。
隨著led技術及相關車燈設計的成熟,各大車燈廠開始將目光投向oled光源,期望掀起車燈領域的又一次革命。oled光源相較于傳統(tǒng)需要二次配光的led光源來說,oled平面發(fā)光屬于各向同性的自發(fā)光,表面各點的亮度幾乎一致,并且縱深尺寸超薄,能夠根據造型的需要制作出各種復雜的造型,設計時只要多片oled前后層疊配置,就可以體現出一種很強的立體感。
然而oled壽命大約只有1萬個小時(實驗室恒溫、恒濕、穩(wěn)態(tài)條件下),比起led的10萬個小時的壽命短很多,其次,oled在抗振動、耐溫能力及耐濕性等可靠性方面也不如led。其中,尤其是因為其使用溫度嚴格、苛刻,oled的耐溫能力遠不及l(fā)ed,且oled目前成本非常昂貴,因此其作為車燈光源的前景也不是十分明朗。
然而,oled面光源的均勻性和層次感還是有其獨特特點和技術優(yōu)勢。
因此我們希望利用led光源實現一種比肩oled的均勻薄片式面光源,并且成本要遠低于現有oled水平。
技術實現要素:
本發(fā)明要解決的技術問題是:當前l(fā)ed配合散射材料或者皮紋內配的光學系統(tǒng),雖然從點燈效果上看能夠達到較為均勻的視覺效果,但是需要較深的結構空間布置led和反射鏡等組件,無法做到oled面光源較小的結構空間、多變的造型和前后分明的照明層次感。本發(fā)明的目的在于提供一種全新的車載信號燈光學系統(tǒng),該光學系統(tǒng)可以獲得可以比肩oled的均勻較大發(fā)光面,同時具備較小的結構空間、多變的造型和前后分明的照明層次感。
為達到上述目的,本發(fā)明采用的技術方案如下:
.一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),包括入射面(1)、全反射面(2)及出射面(3),其特征在于:
入射面(1)對led發(fā)射的光線進行能量再分配,并通過形成入射面(1)的自由曲面的折射,將所收集的原本呈高斯分布的led光線均勻分布到全反射面(2)上,在全反射面(2)的全反射作用下,led發(fā)射的光線均勻分布到出射面(3),并通過出射面(3)均勻發(fā)出,形成均勻的面發(fā)光點燈。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
全反射面(2)由基面和設置于所述基面上的多個臺階小平面組成,所述基面為與入射面(1)匹配的自由曲面。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:單個臺階小平面尺寸大小為0.25-0.8mm*0.25-0.8mm。
根據本發(fā)明,優(yōu)選的是,單個臺階小平面尺寸大小為0.25-0.55mm*0.25-0.55mm。
根據本發(fā)明,優(yōu)選的是,單個臺階小平面尺寸大小為0.30mm*0.30mm。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述臺階小平面以傾斜狀設置于所述基面上,其傾斜角度與入射到該臺階小平面的光線夾角保持不變。
這樣,確保臺階小平面全反射后的光線朝向一致。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
在入射面(1)和臺階小平面(2)上設置光學皮紋。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述光學皮紋為vdi系列皮紋。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述面發(fā)光系統(tǒng)為截面為尺寸漸減的坡形或楔形板片狀,所述入射面設置于所述面發(fā)光系統(tǒng)的一光線入射端,所述全反射面和出射面以放射狀分別形成于板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的二板片狀側面,
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)自光線入射端至放射狀形成于板片狀面發(fā)光系統(tǒng)二板片狀側面,所述板片狀的截面為尺寸漸減的坡形或楔形。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的入射端處的截面厚度為5-10mm,所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的遠離入射端、以放射狀分別形成于板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的二板片狀側面的遠端邊緣之間的厚度為2-4mm。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述板片狀面尺寸為35-40mm*35-40mm。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)光線入射端為一缺口形,所述入射面為形成于缺口的全反射面一側、以一定角度傾斜于全反射面設置的凹弧形入射面。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)光線入射端為一圓形缺口。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),其特征在于:
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)側面上設置皮紋。
根據本發(fā)明所述一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),為了提高與出射面(3)相交的側面發(fā)光均勻性,可以在這些側面上添加皮紋。led發(fā)出的光線由入射面(1)進入該系統(tǒng)并在全反射面(2)全反射作用下均勻分布到出射面(3)上,最終通過出射面(3)均勻發(fā)出,形成均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng)。
收集led光線的面(1)對led發(fā)射的光線具有能量再分配作用,將原本呈高斯分布的led光線均勻地分布到全反射面(2)上。為了使全反射面(2)獲得均勻能量分布,其所在的基面為與入射面(1)匹配的自由曲面。
全反射面(2)是由多個臺階小平面組成的,每個臺階小平面與入射到該臺階小平面的光線的夾角保持不變,這樣確保臺階小平面全反射后的光線朝向一致。
本發(fā)明的有益效果是:
1.本發(fā)明利用了光學二次配光,可以獲得可以比肩oled的較大面積均勻發(fā)光面光源;
2.本發(fā)明光學系統(tǒng)由于縱向空間較小,可以獲得較小的結構空間、多變的造型和前后層次感分明的面光源;
3.本光學系統(tǒng)多個標準件組合在一起可以實現信號燈中的尾燈、制動燈、轉向燈等功能,具有較強的通用性;
附圖說明
圖1為本發(fā)明的光學系統(tǒng)結構的前視立體圖;
圖2為本發(fā)明光學系統(tǒng)結構的等軸視圖;
圖3為本發(fā)明光學系統(tǒng)結構的光線入射端部放大示意圖;
圖4是本發(fā)明光學系統(tǒng)結構的光線傳輸示意圖;
圖5是本發(fā)明光學系統(tǒng)結構橫斷面處及其光線傳輸示意圖。
圖中:1-入射面,2-全反射面,3-出射面。
具體實施方式
為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術方案,下面結合附圖和實施例進行進一步地詳細描述。
實施例
一種實現車載信號燈均勻點燈的面發(fā)光系統(tǒng),包括入射面(1)、全反射面(2)及出射面(3)。入射面(1)對led發(fā)射的光線進行能量再分配,并通過形成入射面(1)的自由曲面的折射,將所收集的原本呈高斯分布的led光線均勻分布到全反射面(2)上,在全反射面(2)的全反射作用下,led發(fā)射的光線均勻分布到出射面(3),并通過出射面(3)均勻發(fā)出,形成均勻的面發(fā)光點燈。
所述全反射面(2)由基面和設置于所述基面上的多個尺寸大小為0.25-0.55mm*0.25-0.55mm的臺階小平面組成,所述基面為與入射面(1)匹配的自由曲面。
所述面發(fā)光系統(tǒng)為截面為尺寸漸減的坡形或楔形板片狀,所述板片狀面尺寸為35-40mm*35-40mm。所述入射面設置于所述面發(fā)光系統(tǒng)的一光線入射端,所述全反射面和出射面以放射狀分別形成于板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的二板片狀側面,所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)自光線入射端至放射狀形成于板片狀面發(fā)光系統(tǒng)二板片狀側面,所述板片狀的截面為尺寸漸減的坡形或楔形。
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的入射端處的截面厚度為5-10mm,所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的遠離入射端、以放射狀分別形成于板片狀面發(fā)光系統(tǒng)的二板片狀側面的遠端邊緣之間的厚度為2-4mm。
所述板片狀面發(fā)光系統(tǒng)光線入射端為一圓形缺口形,所述入射面為形成于缺口的全反射面一側、以一定角度傾斜于全反射面設置的凹弧形入射面。
如圖4,圖5所示,led光線由入射面(1)進入該系統(tǒng)并在全反射面(2)作用下轉換均勻分布到出射面(3),最終通過出射面均勻發(fā)出。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到,以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的技術方案,而并非用作為對本發(fā)明的限定,任何基于本發(fā)明的實質精神對以上所述實施例所作的變化、變型,都將落在本發(fā)明的權利要求的保護范圍內。