【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种光学系统，尤其是一种薄壁匀光光学系统。
技术介绍
1、随着led汽车灯具在汽车领域的运用越来越普及，除了灯具配光光强必须符合法规规定的标准以外，还要人们正视灯具发光面时，光视觉要均匀饱满，因此很多汽车尾灯都采用了光扩散材料来匀化光视觉。由于光扩散材料对光的扩散角度过大，而法规标准要求的光斑不需要这么大，造成光有效利用率低，尾灯配光光强4至17cd，因此适用于配光光强要求低的尾灯。其它功能的汽车信号灯采用光扩散材料时，需要增加功耗提升配光光强来满足法规标准，功耗过高造成了散热新问题。因此光学设计时需要考虑光视觉的均匀，同时还要提高光有效利用率，降低光扩散角度。
2、图1至7所示为传统光学系统，该传统光学系统特征为10mm×10mm，h＝9.5mm，包括led光源10，光学透镜11，线路板12。led光源10发出的部分光经曲面111折射准直为平行光11a，led光源10发出的其余光经折射面112折射再经全反射面113反射形成平行光11b，该曲面111、面112和全反射面113以led光源10的发光轴旋转形成旋转体，11a和11b平行光再经114颗粒曲面扩散形成11c扩散光。设定10led光源为100lm，图4为11c扩散光的光斑图，通过v＝0.5水平方向的光强曲线图，如图5，中心光强约570cd，水平左右8度约400+cd，而且曲线光滑过渡。图6为该光学系统的光视觉仿真图，图形明显有半径2至3m的圆环暗区，通过v＝0.5水平方向的光强曲线图，如图7，min/max≈10％，明暗差异过大，因此光视觉可以明显看
3、图8至15所示为厚壁光学系统，该特征为了解决上述光学透镜的光视觉不均匀问题，将光学透镜11拉伸做成厚壁透镜21，10mm×10mm，h＝44.5mm，还包括led光源20，厚壁光学透镜21，线路板22。led光源20发出的部分光经曲面211折射为0至3度扩散光21a，led光源20发出的其余光经折射面212折射再经全反射面213反射为0至10度扩散光21b，该曲面211、折射面212和全反射面213以led光源20的发光轴旋转形成旋转体，扩散光21b经214侧面全反射使光线重新混合匀化，扩散光21a和21b再经颗粒曲面215扩散形成扩散光21c。设定led光源20的光通量为100lm，图12为扩散光21c的光斑图，通过v＝0.5水平方向的光强曲线图，如图13，中心光强约500+cd，左右8度约300+cd，曲线未有明显大波峰。图14为该光学系统的光视觉仿真图，图形明显在半径2至3m的圆环暗区有改善，通过v＝0.5水平方向的光强曲线图，如图15，min/max≈46％，明暗差异得到改善。该厚壁光学透镜21，拉伸越高，反射面214反射的角度就越大，光混合的越均匀，光视觉均匀性越好，但是拉伸越高，光在材料内的路径越长，光损耗也就越大；厚壁光学透镜注塑成型需要采用专门注塑厚壁的慢速控制注塑机，注塑时间长，材料厚，重量重，成本高。
技术实现思路
1、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的优点在于比传统光学透镜能够产生更均匀的光照效果。
2、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的另一个优点在于，可以减少光在透镜内的损耗。
3、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的另一个优点在于对比传统厚壁光学透镜可以节省更多材料。
4、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的另一个优点在于对比传统厚壁光学透镜可以缩小整体体积。
5、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的另一个优点在于对比传统厚壁光学透镜可以减轻其整体重量。
6、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的另一个优点在于对比传统厚壁光学透镜可以减少生产时间。
7、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，该薄壁匀光光学系统的另一个优点在于可以被实施为各种形状，具有广泛的应用场景。
8、本技术提供了一种薄壁匀光光学系统，为了实现前述的及其他目的与优点，该薄壁匀光光学系统包括：
9、至少一led光源；
10、至少一准直光学透镜；
11、一扩光光学透镜；和
12、一透镜间隙；
13、其中，所述准直光学透镜被可准直光路地设置于所述led光源，所述扩光光学透镜被可扩散光路地隔空对齐于所述准直光学透镜，所述透镜间隙被成形于所述准直光学透镜和所述扩光光学透镜之间。
14、其中，所述准直光学透镜具有一折射曲面、一折射环面和一全反射面，所述折射曲面被面向所述led光源地凸起于所述准直光学透镜的中部，所述折射环面被向外延伸地环绕成形于所述折射曲面的边缘，所述全反射面被环绕连接于所述折射环面的外端，所述全反射面自所述折射环面的外端向所述准直光学透镜的外周面倾斜。
15、优选地，所述准直光学透镜进一步具有多个直条圆弧面，各所述直条圆弧面被向外凸起地排列连接成形于所述准直光学透镜的出射面。
16、优选地，各所述直条圆弧面也可以是凹形等其它扩光的结构面。
17、优选地，所述扩光光学透镜包括一接光面和一扩光面，所述接光面和所述扩光面分别被成形于所述扩光光学透镜的两侧，所述接光面被面向所述准直光学透镜的各所述直条圆弧面。
18、优选地，所述扩光面为矩阵式排列的微颗粒曲面，每个微颗粒曲面向外凸起于所述扩光面。
19、优选地，所述扩光面的每个微颗粒曲面也可以是凹陷曲面。
20、优选地，所述接光面为皮纹颗粒处理的表面。
21、本技术还提供了一种薄壁匀光光学系统，所述薄壁匀光光学系统包括：
22、一led光源组；
23、一准直光学透镜组；
24、一扩光光学透镜；
25、一第一线路板；
26、和一第二线路板；
27、所述薄壁匀光光学系统还具有一透镜间隙；
28、所述准直光学透镜被可准直光路地对应设置于所述led光源组，所述扩光光学透镜被可扩散光路地隔空对齐于所述准直光学透镜组，所述透镜间隙被成形于所述准直光学透镜组和所述扩光光学透镜之间，所述led光源组被分别设置于所述第一线路板和所述第二线路板。
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1.一种薄壁匀光光学系统，其特征在于，所示薄壁匀光光学系统包括：
2.根据权利要求1所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜具有一折射曲面、一折射环面和一全反射面，所述折射曲面被面向所述LED光源地凸起于所述准直光学透镜的中部，所述折射环面被向外延伸地环绕成形于所述折射曲面的边缘，所述全反射面被环绕连接于所述折射环面的外端，所述全反射面自所述折射环面的外端向所述准直光学透镜的外周面倾斜。
3.根据权利要求2所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜进一步具有多个直条圆弧面，各所述直条圆弧面被向外凸起地排列连接成形于所述准直光学透镜的出射面。
4.根据权利要求3所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光光学透镜包括一接光面和一扩光面，所述接光面和所述扩光面分别被成形于所述扩光光学透镜的两侧，所述接光面被面向所述准直光学透镜的各所述直条圆弧面。
5.根据权利要求4所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光面为矩阵式排列的微颗粒曲面，每个微颗粒曲面向外凸起于所述扩光面。
6.根据权利要求5所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述接
7.根据权利要求6所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述LED光源的数量为四个，各所述LED光源在水平方向被排列设置于所述线路板，所述准直光学透镜的数量为四个，各所述准直光学透镜排列连接，所述扩光光学透镜为长方体匹配于各所述准直光学透镜。
8.根据权利要求7所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述透镜间隙的宽度为15mm，所述扩光光学透镜的所述扩光面和所述接光面的尺寸为10mm×40mm，所述扩光光学透镜的所述扩光面到所述线路板的距离为27mm。
9.根据权利要求6所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述线路板为环状，各所述LED光源被环状排列设置于所述线路板，各所述准直光学透镜被相互连接成环形结构，相应对齐于各所述LED光源，所述扩光光学透镜被实施为环形结构。
10.根据权利要求9所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述线路板为金属板。
11.根据权利要求9所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜的各所述直条圆弧面朝向圆心地环状排列连接。
12.根据权利要求11所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光面为自内向外高度递减的环面。
13.根据权利要求12所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述LED光源为黄白双色LED。
14.根据权利要求13所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述LED光源的个数为三十颗，所述准直光学透镜的个数为三十个，各所述LED光源被环绕排列地设置于所述线路板，各所述准直光学透镜被相应对齐于各所述LED光源。
15.根据权利要求14所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述透镜间隙的宽度为17mm，所述扩光光学透镜的环宽为13mm，所述扩光光学透镜的所述扩光面的内圆到所述线路板的距离为35.4mm，所述扩光面的外圆到所述线路板的距离为31mm。
16.一种薄壁匀光光学系统，其特征在于，所述薄壁匀光光学系统包括：
17.根据权利要求16所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光光学透镜包括一接光面和扩光面，所述接光面和所述扩光面分别被成形于所述扩光光学透镜的两侧，所述接光面被面向所述准直光学透镜组。
18.根据权利要求17所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光面为矩阵排列的微颗粒曲面，每个微颗粒曲面向外凸起于所述扩光面。
19.根据权利要求18所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述接光面为皮纹颗粒处理的表面。
20.根据权利要求19所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述LED光源组包括一红光LED灯组、一第一白光LED灯组和一第二白光LED灯组，所述红光LED灯组被排列设置于所述第一线路板的右半部，所述第一白光LED灯组被排列设置于所述第一线路板的左半部，所述第二白光LED灯组被排列设置于所述第二线路板，所述第二线路板相邻地设置于所述第一线路板的左端。
21.根据权利要求20所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜组包括多个第一透镜和多个第二透镜，各所述第一透镜被可调节光路地对应设置于所述红光LED灯组，各所述第二透镜组被可调节光路地对应设置于所述第一白光LED灯组和所述第二白光LED灯组。
22.根据权利要求21所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述第一透镜具有一折射曲面、一折射环面、一全反射面和多个第一直条圆弧面，所述折射曲面被面向所述LED光源组地凸起于所述第一透镜的中部，所述折射环面被向外延伸地环绕成形于所述折射曲面的边缘，所述全反射面被环绕连接于...
【技术特征摘要】
1.一种薄壁匀光光学系统，其特征在于，所示薄壁匀光光学系统包括：
2.根据权利要求1所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜具有一折射曲面、一折射环面和一全反射面，所述折射曲面被面向所述led光源地凸起于所述准直光学透镜的中部，所述折射环面被向外延伸地环绕成形于所述折射曲面的边缘，所述全反射面被环绕连接于所述折射环面的外端，所述全反射面自所述折射环面的外端向所述准直光学透镜的外周面倾斜。
3.根据权利要求2所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜进一步具有多个直条圆弧面，各所述直条圆弧面被向外凸起地排列连接成形于所述准直光学透镜的出射面。
4.根据权利要求3所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光光学透镜包括一接光面和一扩光面，所述接光面和所述扩光面分别被成形于所述扩光光学透镜的两侧，所述接光面被面向所述准直光学透镜的各所述直条圆弧面。
5.根据权利要求4所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光面为矩阵式排列的微颗粒曲面，每个微颗粒曲面向外凸起于所述扩光面。
6.根据权利要求5所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述接光面为皮纹颗粒处理的表面。
7.根据权利要求6所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述led光源的数量为四个，各所述led光源在水平方向被排列设置于所述线路板，所述准直光学透镜的数量为四个，各所述准直光学透镜排列连接，所述扩光光学透镜为长方体匹配于各所述准直光学透镜。
8.根据权利要求7所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述透镜间隙的宽度为15mm，所述扩光光学透镜的所述扩光面和所述接光面的尺寸为10mm×40mm，所述扩光光学透镜的所述扩光面到所述线路板的距离为27mm。
9.根据权利要求6所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述线路板为环状，各所述led光源被环状排列设置于所述线路板，各所述准直光学透镜被相互连接成环形结构，相应对齐于各所述led光源，所述扩光光学透镜被实施为环形结构。
10.根据权利要求9所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述线路板为金属板。
11.根据权利要求9所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述准直光学透镜的各所述直条圆弧面朝向圆心地环状排列连接。
12.根据权利要求11所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述扩光面为自内向外高度递减的环面。
13.根据权利要求12所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述led光源为黄白双色led。
14.根据权利要求13所述的薄壁匀光光学系统，其中，所述led光源的个数为三十颗，所述准直...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑秋华，张文虎，
申请(专利权)人：上海开腾信号设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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