[发明专利]具有微型结构的光幕光学透镜系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车车灯领域，尤其涉及一种应用于汽车尾灯设计的光学系统，实现点亮外观为具有微型结构的光幕光学透镜系统。

背景技术

随着汽车车灯技术的迅速发展，工程师在需要设计出来的车灯能严格地满足法规要求外，对车灯的点亮效果越来越重视，事实上，一个漂亮的车灯可以提升一辆车的整体品味与视觉冲击力。在现在的市场上，光导之类的光学元件已经用来提升车灯的均匀性，但由于光导自身结构一般呈窄条形，所以其对提升大面积的光学均匀性使用而受到限制，因此解决光导对提升大面积的光学均匀性使用而受到限制的问题就显得尤为重要了。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种应用于汽车尾灯设计的光学系统，实现点亮外观为具有微型结构的光幕光学透镜系统，通过具有光学微结构的光幕实现的车灯功能，能够实现大面积的均匀性，并且具有很强的视觉冲击感及立体感，再配合LED光源的选用，可以实现多种车灯功能，解决了光导对提升大面积的光学均匀性使用而受到限制的问题。

本发明提供一种具有微型结构的光幕光学透镜系统，包括LED光源和PCB板，所述LED光源设置在PCB板上，所述LED光源前设置有透镜，所述PCB板安装在透镜的一端，所述透镜表面设置有光学微结构。

进一步改进在于：所述PCB板上的LED光源安装在透镜的侧面，并且能和透镜表面完好的耦合，尽可能的使LED光源发射出的光线进入透镜中。

进一步改进在于：所述光学微结构的数量至少为20个，且分布在透镜的内表面上。

进一步改进在于：所述透镜和LED光源的接触区域设置一个耦合面，使LED光源发出来的上下方向的光线也能被耦合进透镜中。

使用LED光源放置于透镜的表面并充分耦合，通过在透镜表面的光学微结构阵列，将接触到的光学均匀的向四周通过全反射原理向四周散射。本发明两个主要关键点：一是LED光源必须和透镜完好的耦合，使光源发出的光线尽可能多的进入透镜，同时LED光源之间的间距必须尽可能的近，使透镜在横向上的每个区域都能有光线进入；二是光学微结构的形状及排列密度，通过优化光学微结构的形状，使接触到光学微结构的光线能充分发生全反射，而通过改变光学微结构的排列方式及密度，可以更好地实现各个区域的均匀性。

本发明的有益效果是：通过使用普通LED光源、PCB板、加有光学微结构的透镜，通过对LED光源及透镜位置的合理放置及光学微结构的完美设计布局，使一块普通的透镜能完整充分的被点亮，从而形成大面积光幕的视觉效果；在透镜和LED光源的接触区域设置一个耦合面，使LED光源发出来的上下方向的光线也能被耦合进透镜；选择合适的透镜材料，让进入透镜的光学能在内部充分全反射，使光线能和各个光学微结构充分接触；通过减少光学微结构的尺寸，增大光学微结构分布的密度，使光线能充分被全反射到透镜的正前方，达到均匀性效果。

附图说明

图1是本发明的结构正视图；

图2是本发明的结构侧视图；

图3是本发明的光学微结构局部放大示意图。

其中：1-LED光源，2-PCB板，3-透镜，4-光学微结构。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1-3所示，本实施例提供了一种具有微型结构的光幕光学透镜系统，包括LED光源1和PCB板2，所述LED光源1设置在PCB板2上，所述LED光源1前设置有透镜3，所述PCB板2安装在透镜3的一端，所述透镜3表面设置有光学微结构4。所述PCB板2上的LED光源1安装在透镜3的侧面，并且能和透镜3表面完好的耦合，尽可能的使LED光源1发射出的光线进入透镜3中。所述光学微结构4的数量至少为20个，且分布在透镜3的内表面上。所述透镜3和LED光源1的接触区域设置一个耦合面，使LED光源1发出来的上下方向的光线也能被耦合进透镜3中。

使用LED光源1放置于透镜3的表面并充分耦合，通过在透镜3表面的光学微结构4阵列，将接触到的光学均匀的向四周通过全反射原理向四周散射。本发明两个主要关键点：一是LED必须和透镜完好的耦合，使光源发出的光线尽可能多的进入透镜，同时LED之间的间距必须尽可能的近，使透镜在横向上的每个区域都能有光线进入；二是光学微结构的形状及排列密度，通过优化光学微结构的形状，使接触到光学微结构的光线能充分发生全反射，而通过改变光学微结构的排列方式及密度，可以更好地实现各个区域的均匀性。通过使用普通LED光源1、PCB板2、加有光学微结构4的透镜3，通过对LED光源1及透镜3位置的合理放置及光学微结构4的完美设计布局，使一块普通的透镜3能完整充分的被点亮，从而形成大面积光幕的视觉效果；在透镜3和LED光源1的接触区域设置一个耦合面，使LED光源1发出来的上下方向的光线也能被耦合进透镜3；选择合适的透镜3材料，让进入透镜3的光学能在内部充分全反射，使光线能和各个光学微结构4充分接触；通过减少光学微结构4的尺寸，增大光学微结构4分布的密度，使光线能充分被全反射到透镜3的正前方，达到均匀性效果。