改善光线分布的光学组件及发光装置的制作方法

本技术涉及汽车灯具，涉及一种发光装置，尤其涉及改善光线分布的光学组件。

背景技术：

1、在汽车照明系统中，光线均匀性对驾驶安全和视觉舒适度具有直接影响。如图1所示，在传统结构中，光源的光线在光密介质的光学件中传播时，部分光线在界面发生全反射后投射至出光面。由于全反射角度限制，导致出光面出现亮斑集中或明暗不均现象。为实现光线的均匀分布，传统光学组件通常采用在光学件上设置扩散花纹、皮纹或镀铝等工艺。

2、然而，在实际应用过程中，受限于结构等因素，从特定角度观察光学组件的出光面时，仍会出现亮斑与暗区对比明显的现象，这不仅导致点亮效果欠佳，颗粒感显著，还对整体视觉美感和照明性能产生不利影响。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有光学组件的出光面光线分布不均导致的亮斑与暗区对比明显的问题，本实用新型提供一种改善光线分布的光学组件，通过优化光学设计，改变出光面处的光强分布，有效避免局部过亮或过暗现象。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改善光线分布的光学组件，包括若干光学面组，若干所述光学面组沿特定方向依次排列设置，所述光学面组接收入光面的部分投射光线，并通过折射和/或反射将光线重新分布，从而扩大出光角度，降低单位面积光强峰值，使出射光线在空间中形成连续且平滑的亮度过渡，弱化亮斑与暗区的对比，提升整体照明的柔和性与一致性；

3、所述光学面组至少包括光学面一和光学面二，所述光学面一用于对入射光线进行初次折射或反射，改变其传播方向；所述光学面二对调整后的光线进行再次整形，使光线在出光方向上进一步分散并趋于均匀分布，从而有效降低局部光强差异；相较于传统工艺中单一的光学处理方式，本实用新型通过多级整形结构实现光线的逐层优化，使最终出光角度扩大。

4、进一步地，所述光学面组还包括光学面三，所述光学面一的一侧与光学面三相连，所述光学面三的另一侧与光学面二相连，形成连续的多级整形结构，所述光学面三接收光学面一的折射光线或反射光线并进行二次整形，使光线在投射至光学面二前实现角度的预调整；从而为光学面二的最终整形提供更优的入射条件。

5、进一步地，所述光学面一、光学面三和光学面二构成n型结构，所述n型结构为光密介质与光疏介质的交界面；所述光学面一接收入射光线并将其折射进入光疏介质，所述光学面三接收光学面一折射后的光线，并将其再次折射至光密介质；所述光学面二接收光学面三出射的光线并将其进行全反射；由此，n型结构将投射在其表面的光线经两次折射改善反射的入射角度，从而有效降低全反射临界角的限制，使光线在出射区域均匀分布。该结构通过介质间折射率差异的合理设计，使光线在多级界面间有序传导，避免能量集中或散逸，进一步削弱明暗分界。

6、进一步地，定义光学面一的入射光线与光学面二的出射光线形成夹角为β，所述光学面一的入射光线与特定方向的法线形成的夹角为β2，所述光学面二的出射光线与特定方向的法线形成的夹角为β1；光学面一与特定方向形成夹角为α1，光学面三与特定方向形成夹角为α2，光学面二与特定方向形成夹角为α3；光密介质的折射率为n1，光疏介质的折射率为n2；光学面一的入射光线与光学面一法线的夹角为θ1，光学面一的折射光线与光学面一法线的夹角为θ2；光学面三的入射光线与光学面三法线的夹角为θ3，光学面三的折射光线与光学面三法线的夹角为θ4；光学面二的入射光线与光学面二法线的夹角为θ5，出射光线与法线夹角为θ6；

7、则上述光学面一、光学面三和光学面二之间满足关系式：

8、；

9、；

10、；

11、；

12、；

13、；

14、由此，通过α1、α2与α3的协同设计实现，结合折射率差异对θ1至θ6各角度进行精确约束，可动态控制β角大小，从而适配不同照明需求下的光输出特性，实现高效、均匀、连续的视觉光效。

15、进一步地，所述光学面一、光学面三与光学面二为光滑曲面或平面。

16、进一步地，所述光学面一、光学面三或光学面二设有花纹或皮纹，进而改善光线分布状况。

17、进一步地，相邻所述光学面组之间设有过渡面，所述过渡面可为连续光滑曲面、连续折面或平面，所述过渡面的长度可根据需求设置；所述过渡面的一侧与相邻光学面组的光学面二平滑连接，另一侧与下一相邻光学面组的光学面一平滑连接，确保光线在模块间连续传导而无突变或断裂。

18、进一步地，相邻的所述光学面组重叠设置，使前一模块的光学面二作为后一模块的光学面一实现光学结构的级联复用，有效减少组件数量并提升空间利用率。

19、进一步地，所述光学面一、光学面三和光学面二构成凹状结构，所述光学面一与光学面三的夹角呈钝角，所述光学面二与光学面三的夹角呈钝角；所述光学面一、光学面三与光学面二均为全反射面；所述光学面一接收部分入射光线后通过全反射将光导向光学面三，所述光学面三接收来自光学面一的反射光或直接入射光后，经全反射将光转向光学面二，光学面二再通过全反射将光线导向出射区域。由此，光在多重界面间的全反射传递过程中，逐渐调整入射角与出射角的匹配关系，改变最终出射光线的方向与空间分布，从而实现对光强分布的精确调控。

20、进一步地，所述光学面二远离光学面三的一侧与下一光学面组的光学面一连接。

21、进一步地，所述光学面一的一端与光学面二相连，所述光学面二的另一端与下一光学面组的光学面一相连；所述光学面一与光学面二呈相交于一点的折线形态，所述光学面一与光学面二均为全反射面，该交点处的夹角经优化设计以实现入射光在两面间的高效全反射传递。由此，光学面二接收入射光线后，将光反射至光学面一，光学面一接收光学面二反射的光线或直接入射的光线后，经全反射将光导向出射区域，以此，保证光线均匀投射至目标区域，弱化明暗差异，提升照明区域的视觉舒适度。

22、一种发光装置，包括上述改善光线分布的光学组件。

23、本实用新型的有益效果是，本实用新型为改善光线分布的光学组件，设有光学面组，通过光学面组调整最终出射光线的方向与空间分布，使得最终出射角度扩大至所需范围，弱化明暗差异，提升照明均匀性与视觉舒适度。

24、本实用新型为改善光线分布的光学组件，光学面组通过折射->折射->全反射的光路设计，使最初入射光线经由光学面一、光学面三折射后调整投射至光学面二的入射角，使其满足全反射条件，再经光学面二全反射后导向出射区域，使得最终出射光线趋于中心区域，进而弱化明暗对比，提升整体照明均匀性。

25、本实用新型为改善光线分布的光学组件，光学面组通过多次全反射实现光线在光学面间的有序传导与方向调控，有效扩展出射光的角度范围并优化光强分布。

1.一种改善光线分布的光学组件，其特征在于：包括若干光学面组，若干所述光学面组沿特定方向依次排列设置，所述光学面组接收入光面的部分投射光线，并通过折射和/或反射将出光角度扩大；

2.如权利要求1所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：所述光学面组还包括光学面三(13)，所述光学面一(11)的一侧与光学面三(13)相连，所述光学面三(13)的另一侧与光学面二(12)相连；

3.如权利要求2所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：所述光学面一(11)、光学面三(13)和光学面二(12)构成n型结构，所述n型结构为光密介质与光疏介质的交界面；

4.如权利要求3所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：定义光学面一(11)的入射光线与光学面二(12)的出射光线形成夹角为β，所述光学面一(11)的入射光线与特定方向的法线形成的夹角为β2，所述光学面二(12)的出射光线与特定方向的法线形成的夹角为β1；光学面一(11)与特定方向形成夹角为α1，光学面三(13)与特定方向形成夹角为α2，光学面二(12)与特定方向形成夹角为α3；光密介质的折射率为n1，光疏介质的折射率为n2；光学面一(11)的入射光线与光学面一(11)法线的夹角为θ1，光学面一(11)的折射光线与光学面一(11)法线的夹角为θ2；光学面三(13)的入射光线与光学面三(13)法线的夹角为θ3，光学面三(13)的折射光线与光学面三(13)法线的夹角为θ4；光学面二(12)的入射光线与光学面二(12)法线的夹角为θ5，出射光线与法线夹角为θ6；

5.如权利要求3所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：所述光学面一(11)、光学面三(13)与光学面二(12)为平面或光滑曲面，所述光学面一(11)、光学面三(13)、光学面二(12)中至少一个设有花纹或皮纹。

6.如权利要求5所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：相邻所述光学面组之间设有过渡面，所述过渡面可为连续光滑曲面、连续折面或平面，所述过渡面的长度可根据需求设置，所述过渡面的一侧与相邻光学面组的光学面二(12)平滑连接，另一侧与下一相邻光学面组的光学面一(11)平滑连接。

7.如权利要求5所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：相邻的所述光学面组重叠设置，即所述光学面二(12)为下一光学面组的光学面一(11)。

8.如权利要求2所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：所述光学面一(11)、光学面三(13)和光学面二(12)构成凹状结构，所述光学面一(11)与光学面三(13)的夹角呈钝角，所述光学面二(12)与光学面三(13)的夹角呈钝角；所述光学面一(11)、光学面三(13)与光学面二(12)均为全反射面，所述光学面二(12)远离光学面三(13)的一侧与下一光学面组的光学面一(11)连接；

9.如权利要求1所述的改善光线分布的光学组件，其特征在于：所述光学面一(11)的一端与光学面二(12)相连，所述光学面二(12)的另一端与下一光学面组的光学面一(11)相连；所述光学面一(11)与光学面二(12)呈折线形态，所述光学面一(11)与光学面二(12)均为全反射面。

10.一种发光装置，其特征在于：包括如权利要求1-9中任一项所述的改善光线分布的光学组件。