[发明专利]一种实现车载信号灯的新型光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车载信号灯光学装置，具体地，涉及一种实现车载信号灯的新型光学系统。

背景技术

随着消费者对汽车造型审美的要求越来越高，同时汽车信号灯逐步过渡到LED光源，车灯与车体的一体化融合设计等，使得车灯内部空间越来越小，这对LED信号灯的设计提出了越来越高的要求。

当前信号灯设计常用的聚光器有抛物面反射式和直射式聚光器形式，如图5，图6所示。对于反射式聚光器，当上下开口(如图5中上下二条边的距离)较大时，要么需要较大的纵向空间，要么将抛物面焦距做大从而导致光学效率降低，这两点对信号灯的设计都不利；对于直射式聚光器，往往LED直射位置(如图6中央内凹部位)能量较大，点灯均匀性难以得到保障，同时要想做到较大的长宽比(即开口长度大于宽度的两倍以上)，往往需要较大的纵深空间或者牺牲效率增加LED数量，这些同样不利于有限空间中的信号灯设计。这就要求我们设计出一种新的光学系统，从而有效降低光学零部件对空间的要求以及不影响点灯均匀性的同时，增加信号灯发光面的长宽比。

随着车灯系统的发展，模块化设计得到越来越多的运用,比如前照灯中的PES以及电子控制模块，本光学系统可以做成标准光学系统模块，将模块用作不同功能的灯具中，从而有利于整个车灯开发周期的缩短和成本的降低。

本光学系统多个标准件组合在一起可以实现信号灯中的尾灯、制动灯、转向灯以及倒车灯等功能，具有较强的通用性；通过多个该系统的有机组合，可以得到造型丰富的不同功能信号灯。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：对于上下开口较大且纵向空间较小或者上下开口较小的反射式信号灯，其光学效率偏低且点灯均匀性难以得到保障；同样对于直射式聚光器，在纵向空间有限的情况下，也无法做到较大长宽比的同时，保持较高的效率和点灯效果。本发明的目的在于提供一种新型的车载信号灯光学系统，该光学系统可以得到较大的长宽比发光面，从而获得点灯均匀的信号灯。

即，本发明的目的是生成一个标准光学系统，其可以作为车载信号灯的子系统，多个该系统可以自由组合，从而形成不同造型的信号灯；通过使用不同的光源，即可以满足不同信号灯的法规要求；与传统结构相比(如图5，图6)，该光学系统的结构特点是发光面成长条状，光学特点是光线入射方向与出光面垂直，光线经过两次全反射，从而可以减小灯具横向尺寸的要求；点灯效果均匀，且可以头尾相连构成发光长条，也可以自由组合，形成丰富的造型。

本发明采用的技术方案是：

一种实现车载信号灯的新型光学系统，包括一条状结构，所述条状结构包括光线转换自由曲面(2)，光线偏折台阶面(3)及出射面(4)，其特征在于：

还包括光线聚焦准直面(1)，LED光线由光线聚焦准直面(1)进入该光学系统并在该面的作用下被准直成平行光线，

平行光线在光线转换自由曲面(2)的作用下被转换，并被均匀分布到光线偏折台阶面(3)，

通过偏折台阶面(3)将所述光线均匀转换到出射方向上，通过出射面(4)均匀发出。

根据本发明所述的信号灯光学系统，其特征在于：

所述光学系统的光线入射方向与出射面垂直。

根据本发明所述的信号灯光学系统，其特征在于：

所述光线转换自由曲面为一具有连续渐变曲率的自由曲面，所述光线转换自由曲面和出射面成40-50度设置。

根据本发明所述的信号灯光学系统，其特征在于：

所述光线偏折台阶面(3)为具有多排横向、与转换自由曲面(2)对应的光学偏折台阶的条状光线偏折面，根据光线转换自由曲面(2)转换来的光线方向，所述光线偏折台阶面(3)的每个台阶面的设置方向可作出调整，从而使得通过光线偏折台阶面(3)的每个台阶面偏折后的光线均朝向出光方向；

所述光线偏折台阶面(3)的各排台阶面依据离转换自由曲面(2)的距离，其高度逐渐变高，其台阶面偏折角度逐渐变小。

根据本发明所述的信号灯光学系统，所述光线偏折台阶面(3)其长度方向截面呈锯齿形。

根据本发明所述的信号灯光学系统，其特征在于：

所述偏折台阶面高度为0.2-0.5mm之间，偏折角度在45-60度之间。

根据本发明，随着条状横向尺寸的调整，其台阶面的高度和偏折角度可调。

根据本发明所述的信号灯光学系统，其特征在于：出射面(4)表面为平面或相邻的柱状花纹等微结构。

优选的是，为柱状花纹，其示意图如图7所示。

从而可提高发光面的均匀性。