一种带有渐变宽光导结构的光学系统的制作方法

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。

技术实现要素：

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。

进一步改进在于：所述渐变型光导的材料为pc或pmma。

进一步改进在于：所述方形光导的厚度变小，等于或小于圆形光导的一半，由于厚度的变小使得光线在此段区域的光导中单位面积上的光线弹射次数增加，增加了光导齿与光线接触的次数，使得光线有更多的机会接触到宽光导齿的每一个齿面，提高宽光导齿的均匀性。

第三区域的区域大小，即区域长度是可调的，并且第三区域的位置是可调的，即并无固定的区域起始点和终止点要求，由第三区域的区域大小和位置的微调实现均匀点亮效果、控制整个光导此区域的光线均匀过渡。

进一步改进在于：所述光源的数量至少为一个，且无上限限制。

光导的齿形可以是各种各样的，光导的齿形其目的是为了使光线朝行车方向传播。

光源颜色为白色、红色、黄色、或其他车灯光学设计需求的颜色，且光源个数为至少一个，无上限限制。

本发明的有益效果是：结合圆光导和宽光导的各自优势而做成的一种异形光导。同时通过四个异形断面来调控光导的均匀性，从而达到这一效果。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。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。

附图说明

图1为本发明的渐变光导结构图。

图2为本发明的光导齿面整体视图。

图3为本发明的a-a向剖视图。

图4为本发明的b-b向剖视图。

图5为本发明的c-c向剖视图。

图6为本发明的d-d向剖视图。

图7为本发明的光导后视图。

图8为本发明的光线在光导中传播的出射宽度逐渐展宽的示意图。

其中：1-光源，2-渐变型光导。

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的详述，本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。

本实施例提供一种带有渐变宽光导结构的光学系统，包括光源1和渐变型光导2，所述渐变型光导2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。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。

这种四段控制法可以很好的约束光导，精准的控制光导每一段的点亮宽度。因为这种设计的光导是主动使发光光导变宽，相比传统技术会采用拉远光导到内配镜的距离得到更宽的点亮效果，本发明的这种设计可以保证光导到内配镜的距离较小，节省空间，并且依然具有光导的优势，相比厚壁件的点亮效果，本发明的光导在大角度上依旧十分均匀。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。