用于汽车照明的包括光导的光学设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于汽车照明的光学设备。所述光学设备（10、20、30、40）包括：多个光源（11）；多个初级光学器件（12），其以矩阵布置并配置成接收和重定向来自所述多个光源（11）的光；以及次级光学器件（13），其被配置成接收来自所述多个初级光学器件（12）的重定向的光，并将所接收的光投射成期望的光束图案。每个初级光学器件（12）成形为在其两个相对的端处具有入光面（221、321）和出光面（222、322、622a、622b、722）的光导（22、32、42、62a、62b），所述光导（22、32、42、62a、62b）配置成经由全内反射而将入光面（221、321）处入射的光引导到出光面（222、322、622a、622b、722），光朝向所述次级光学器件（13）而折射出所述出光面（222、322、622a、622b、722）。每个光导（22、32、42、62a、62b）进一步包括在入光面（221、321）和出光面（222、322、622a、622b、722）之间延伸的多个侧面（223、323、224、324）。对于至少一个光导（22、32、42、62a、62b），至少一个侧面包括曲面（224、324），该曲面（224、324）不同位置处的曲率通过沿着垂直于所述期望的方向并且垂直于所述至少一个光导（32）的导光方向的方向扫描折线来设计，使得所述次级光学器件沿着期望的方向投射出第一期望的梯度光强度分布。期望的梯度光强度分布。期望的梯度光强度分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于汽车照明的包括光导的光学设备


[0001]本专利技术涉及一种用于汽车照明的光学设备。

技术介绍

[0002]在诸如汽车照明的光学照明的领域中，经常对期望的平面中的光束图案或沿着期望的方向的光强度分布施加要求。在这种情况下，应付出努力为光学设备中的组件选择合适的设计。例如，在汽车前灯中，通常要求远光在水平位置处具有其最大强度，并且在水平线上方和下方的强度都逐渐减小，使得不仅获得了到近光的平滑过渡，而且减少了来自例如标志牌的反射。进一步地，考虑到效率和成本，还存在对光学设备中的组件的设计和/或配置的要求。
[0003]DE102009053581B3公开了一种汽车前照明LED矩阵灯，其使用初级光学器件来改进光强度分布的均匀性以及颜色一致性。除了其它措施之外，该文献提出了用于初级光学器件的漏斗形光导的矩阵，即，具有弯曲的下侧面和上侧面并朝其出光侧开口的光导。WO2017015684A1公开了一种类似的基础系统，但在弯曲的侧面的精细凹槽结构上进一步发展。
[0004]仍然，期望提供一种用于汽车照明的光学设备，其有助于根据实际要求给出期望的光束图案或光强度分布，同时仍然实现光的高的效率或利用。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种光学设备，以便消除或至少减轻上述缺点中的一个或多个。
[0006]根据本专利技术，提出了一种用于汽车照明的光学设备。该光学设备包括多个光源、多个初级光学器件、和次级光学器件。初级光学器件以矩阵布置，并配置成接收和重定向来自光源的光。次级光学器件将接收来自初级光学器件的重定向的光，并将接收到的光投射成期望的光束图案。进一步，每个初级光学器件被成形为光导，该光导包括在其两个相对端处的入光面和出光面，以及在入光面和出光面之间延伸的多个侧面。此外，光导还被配置成经由全内反射而在光导的导光方向上将在入光面处入射的光引导到出光面，光朝向次级光学器件而折射出该出光面。对于至少一个光导，其至少一个侧面被配置成曲面，该曲面不同位置处的曲率被设计成使得次级光学器件沿着期望的方向投射出第一期望的梯度光强度分布。
[0007]可以看出，在由本专利技术提出的光学设备中，光导被用作初级光学器件，使得通过光导内的全内反射来确保光传输。以这种方式，如果全内反射发生更多次，则初级光学器件（即光导）的出光面上的光分布可以更均匀。进一步，本专利技术人还发现，通过为至少一个光导提供至少一个弯曲侧面，并做出关于弯曲侧面不同位置处的曲率的特殊选择，则次级光学器件可以沿着期望的方向（例如沿着垂直方向）投射出第一期望的梯度光强度分布。如果需要沿着规定的方向的某个光强度分布，则这是非常有帮助的，因为已经发现光导的不同位置处的弯曲侧面的曲率在最终的光束图案以及由此由次级光学器件投射出的光强度分布
上施加重大的影响。这意味着，如果改变不同位置处的弯曲侧面的曲率，则沿着期望的方向的不同位置处的光强度将相应地改变，这有助于获得沿着所述期望的方向的光强度的期望的梯度分布。
[0008]根据本专利技术，在如上所提出的光学设备中，曲面具体地包括多个刻面，如果需要沿着期望方向的期望的光强度分布，则每个刻面通过沿着垂直于所述期望方向的方向扫描（sweeping）相应的线而形成。进一步，在该实施例中，每条线的两端沿着光导的光轴间隔相同的距离，并且每条线具有斜率，使得由多个刻面投射到光导的出光面上的光强度沿着所述期望的方向呈现第二期望的梯度光强度分布。
[0009]为了提供在不同位置处具有适当曲率的光导的弯曲侧面从而在光导的出光面上获得第二期望的梯度光强度分布，本专利技术人已经提出利用如下过程，其中上述期望的方向被选择为例如垂直方向。首先，多条线在垂直平面中首尾相连，每条线的两端沿着光导的光轴等距地间隔开并且每条线显示出不同的斜率，使得在同一垂直平面中形成折线。此后，可以沿着水平方向扫描该折线，以便获得由多个刻面组成的弯曲表面，其中每个刻面通过沿着水平方向扫描相应的线而形成。然后，某个光强度分布入射到多个刻面上，并且同时监视光导的出光面的不同位置处（例如沿着垂直方向）的光强度。在最后的步骤中，改变多条线的斜率并相应地测量出光面的不同位置处的光强度，直到由多个刻面投射到光导的出光面上的光强度分布至少沿着期望的（这里是垂直的）方向获得期望的形状。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，在如上所提出的光学设备中，第二期望的梯度光强度分布由多个刻面投射到光导的出光面上并且在从其出射之后，然后由次级光学器件二次投射为如上述的第一期望的梯度光强度分布。在可选的实例中，次级光学器件包括例如投射透镜，该投射透镜有助于沿着期望的方向（例如垂直方向）而将输入光束投射成为第一期望的光强度分布，该输入光束对应于从光导的出光面出射的第二期望的梯度光强度分布。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，在如上所述的光学设备中，光导的光轴，特别是远离次级光学器件的光轴的光导的光轴，朝向次级光学器件的光学中心定向，以便促进更多来自光导的光进入次级光学器件。容易理解，如果离轴光导以与轴上光导（即，位于设备的光轴处的光导，诸如次级光学器件的光导）相同的方式保持定向，则从离轴光导（即，远离设备的光轴的光导，诸如次级光学器件的光导）出射的初级光中仅有一小部分入射到次级光学器件上是高度可能的。鉴于上述情况，本专利技术人提出：基于光导相对于次级光学器件的光轴的不同位置而引入不同的取向，使得光导的光轴都指向次级光学器件的光学中心。这最大限度地确保所有初级光落到次级光学器件上，从而有助于实现改进的光利用。
[0012]进一步可选地，在由本专利技术提出的光学设备的一些实施例中，光导的出光面构成连续的弯曲出光面，其目的是一方面促进由光导折射出的光进入次级光学器件，并且另一方面补偿次级光学器件的场曲率。优选地，连续的弯曲出光面具有鞍形表面，该鞍形表面进一步成形为在垂直于期望方向的第一平面中远离次级光学器件而凸起，并且在平行于期望方向的第二平面中朝向次级光学器件而凸起。此外，优选地选择第一平面中的凸起程度要比第二平面中的凸起程度弱。
[0013]如上所述，在本专利技术的实施例中，连续的鞍形出光面由光导的出光面形成，并且特别设计成在两个平面中具有相反的凸起，一个平面垂直于期望的方向并且另一个平面平行于期望的方向。这有助于至少在以下两个方面中取得优势。根据第一方面，当例如将垂直方
向用作期望的方向并且在鞍形出光面中以水平面（即，垂直于垂直方向的平面）取截面时，找到第一曲线，该第一曲线远离次级光学器件而凸起，使得那些离轴定位的光导沿着次级光学器件的光轴而放置得更靠近次级光学器件，从而至少补偿次级光学器件的场曲率。在第二方面中，如果在鞍形出光面中以垂直平面（即，平行于期望的——这里是垂直的——方向的平面）取截面，则找到第二曲线，该第二曲线朝向次级光学器件而相反地凸起，使得离开鞍形出光面的光尽可能多地从光导朝向次级光学器件的光学中心折射出。以这种方式，确保从光导出射的光再次最大程度地入射到次级光学器件上。
[0014]根据本专利技术的一些其他实施例，在如上所提出的光学设备中，至少一个光导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于汽车照明的光学设备（10、20、30、40），其特征在于，所述光学设备（10、20、30、40）包括：多个光源（11）；多个初级光学器件（12），所述多个初级光学器件（12）以矩阵布置并配置成接收和重定向来自所述多个光源（11）的光；以及次级光学器件（13），所述次级光学器件（13）配置成接收来自所述多个初级光学器件（12）的重定向的光并将所接收的光投射成期望的光束图案，其中，每个初级光学器件（12）被成形为在其两个相对的端处具有入光面（221、321）和出光面（222、322、622a、622b、722）的光导（22、32、42、62a、62b），所述光导（22、32、42、62a、62b）被配置成经由全内反射而在光导（22、32、42、62a、62b）的导光方向上将入光面（221、321）处入射的光引导到出光面（222、322、622a、622b、722），光朝所述次级光学器件（13）而折射出所述出光面（222、322、622a、622b、722），并且其中，每个光导（22、32、42、62a、62b）进一步包括在入光面（221、321）和出光面（222、322、622a、622b、722）之间延伸的多个侧面（223、323、224、324），其中，对于至少一个光导（22、32、42、62a、62b），至少一个侧面包括曲面（224、324），所述曲面（224、324）不同位置处的曲率被设计成使得所述次级光学器件沿着期望的方向投射出第一期望的梯度光强度分布，并且其中，所述曲面（324）包括多个刻面（3240），每个刻面（3240）通过沿着垂直于所述期望的方向并且垂直于所述至少一个光导（32）的导光方向的方向扫描相应的线而形成，所述多个刻面（3240）中的刻面（3240）的相应的线形成折线，其中，每条线的两端沿着所述至少一个光导（32）的光轴（x）间隔相同的距离（d），并且其中，每条线具有不同的斜率，使得由所述多个刻面（3240）投射到所述至少一个光导（32）的出光面（322）上的光强度沿着所述期望的方向呈现第二期望的梯度光强度分布。2.根据权利要求1所述的光学设备（10、20、30、40），其中所述第二期望的梯度光强度分布由所述次级光学器件（23）投射为所述第一期望的梯度光强度分布。3.根据权利要求1所述的光学设备（10、20、30、40），其中所述光导（42）的光轴朝向所述次级光学器件（43）的光学中心（O）定向。4.根据权利要求3所述的光学设备（10、20、30、40），其中所述光导（42）的出光面构成连续的曲面（4220）以用于以下中的至少一个：促进由所述光导（42）折射出的光进入所述次级光学器件（43），以及补偿所述次级光学器件（43）的场曲率。5.根据权利要求4所述的光学设...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：亮锐控股有限公司，
类型：新型
国别省市：