[发明专利]一种带有渐变宽光导结构的光学系统

说明书

本发明提供一种带有渐变宽光导结构的光学系统，包括光源和渐变型光导，通过把光导分为四段通过不同截面造型控制光导过渡结构，从而控制光线可以从光源端普通光导的部分充分耦合，再逐渐进入形变的光导部分，通过控制光导形变的形状，使光导里的光线逐渐朝向上下两侧打宽，即可实现光导尾端照亮更宽的要求。此种光导结构光学系统光线利用率较高，同时可以均匀点亮特别长的光导结构，相对于同样造型比厚壁件节省成本，非常适合点亮长度很长，尾部很宽的造型。

技术领域

本发明涉及汽车灯具技术领域，尤其涉及一种带有渐变宽光导结构的光学系统。

背景技术

随着汽车车灯技术发展的日新月异，在满足设计出的车灯能严格符合法规的前提下，整车客户对车灯的外观，整体的点亮流线型以及整体亮度均匀性越来越重视。一般光导造型，把光导齿放在透镜的焦距上使光导齿透过透镜成放大的像，这种光导效率较高，可以传输很长的距离。但是由于自身放大系统限制，点亮宽度很窄，无法点亮很宽的距离。普通方光导没有焦距，成像为与齿高等高的像，因此方光导点亮的宽度与齿宽相同。这种光导可以点亮较宽的宽度，却无法传播很远的距离，通常只会在尾灯上应用。目前的汽车头灯越来越多的利用光导结合LED做为信号灯的光学系统，这种光学结构十分均匀且节省空间，并且造型多变，十分适合目前主流的流线型车灯设计。因此备受各大主机厂的青睐。选用LED作为光源来对光导进行设计，可以实现多种造型，且对空间的利用也有更大的选择余地。普通光导虽然造型多变，但是受限于点亮宽度很窄，无法满足客户的一些需要点亮特别宽的特定造型，尤其是在应用于具有前瞻性的车灯造型显得有些吃力。由此可见，如何利用光导的优势为前提，突破其自身缺陷，实现更宽点亮效果已为未来的发展趋势以及研究重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种带有渐变宽光导结构的光学系统，通过控制光导形变的形状，使光导里的光线逐渐朝向上下两侧打宽，即可实现光导尾端照亮更宽的要求，具有光线利用率较高，同时可以均匀点亮特别长的光导结构，相对于同样造型比厚壁件节省成本，非常适合点亮长度很长，尾部很宽的造型。

本发明提供一种带有渐变宽光导结构的光学系统，包括光源和渐变型光导，所述渐变型光导包括四个区域结构，所述第一区域为正常光导区间，用来点亮造型前段较窄区域，第一区域的光导效率非常高，利用很少的光线点亮造型，使大量光线往尾端传播，为后方打宽做准备，第二段Ⅱ为圆光导造型截面的过渡区域，尾端截面是圆光导的微变形，区域Ⅱ的从A-A到B-B的光导半径变大，光导齿拉近与半圆的距离，光导齿离焦并且离焦距离越来越大，光线在此段渐进变化光导中产生较小角度偏移，不会引起因角度偏移较大破坏光导全反射导致不均匀的现象，此段区域主要的目的是为了把圆形光导平滑过渡到方形光导，不会产生引起点亮宽度以及亮度的突变，使得后边出现点不亮的现象，第三区域为光导渐变变形主要区域，是能否使尾端点亮特别宽的重点，第三区域尾端的截面草图为类方形光导，光导的前端面用有弧度的弧面代替传统方形光导的平直面，前表面的弧度既能对光线起到放大作用，又能使得光导从前端圆形截面区域平滑过渡过来，有利于光线从圆形光导到方形光导的过渡，同时弧面像放大镜一样会对光导齿反射过来的光有离焦的效果，对方形光导齿也有放大作用使得光线照亮宽度比光导齿本身更宽，提高效率，第四区域为方形光导的过渡区域，第四区域尾端的截面草图为无限趋近于方形光导，光导继续变窄来进一步最大化利用到尾端的光线在齿间弹射，第四区域的光导的前方表面采用微曲面，虽然相较于第三区域，第四区域的前表面的弧度更加趋近于平直面，但仍具有一定的弧度，使光线略微发散，起到对光线的放大作用、进一步平滑过渡、提高效率，第四区域主要目的为最大化利用光线，完成点亮造型的最宽的区域。

进一步改进在于：所述渐变型光导出射时第一区域、第二区域、第三区域和第四区域处的出射宽度的渐变趋势为逐渐变宽，即光源出射的光线沿光导传播时的宽度存在逐渐变宽的渐变趋势。

四段结构区域的距离、位置以及区域的截面的大小是可调非固定的，不同造型的点亮宽度，可以有不同的间距、位置以及不同大小的截面，用来调整整体点亮效果的均匀性。