一种带有调光微结构的厚壁件及包含其的聚光系统的制作方法

1.本实用新型涉及光学设计技术领域，尤其涉及一种带有调光微结构的厚壁件及包含其的聚光系统。


背景技术：

2.现有车灯技术领域为实现点亮均匀，通常会加扩散花纹或者加皮纹等方式，使光扩散更均匀，而这些花纹的设计往往是布满整个反射面的，都是通过扩大光斑的方式实现发光均匀的效果，这样会造成发光亮度的降低，在既要求发光均匀性又要求发光亮度的车灯功能上无法使用，例如车灯的转向功能、位置功能，边缘可视角光强会不满足法规，若只设计扩散花纹则会造成光斑增大，出现多余光斑区域，光源不能充分利用，整体发光亮度也会降低。为此需要设计一种不改变发光面大小的情况下能够均匀发光的厚壁件结构。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的车灯都是通过扩大光斑的方式实现发光均匀的效果，会造成发光亮度的降低，在既要求发光均匀性又要求发光亮度的车灯功能上无法使用的技术问题，本实用新型提供了一种带有调光微结构的厚壁件及包含其的聚光系统来解决上述问题。
4.本实用新型提出一种带有调光微结构的厚壁件，包括厚壁件本体和位于厚壁件本体上并成对布置的一对或者多对第一微结构和第二微结构；所述厚壁件本体具有供光束依次经过的入射面、反射面和出光面，第一微结构和第二微结构位于反射面上，反射面具有若干亮区和暗区，所述第一微结构位于亮区，第二微结构位于暗区，第一微结构适于将来自入射面的光束反射至第二微结构，第二微结构适于将来自第一微结构的光束沿平行出光方向反射至出光面。
5.进一步的，所述入射面与出光面垂直布置，入射面位于厚壁件本体的上表面，反射面和出光面分别位于厚壁件本体的两个相对侧面，反射面位于入射面的下方，且反射面由上至下逐渐向出光面方向倾斜。
6.进一步的，所述反射面与入射面的夹角为40
°
～45
°
。
7.进一步的，所述第一微结构包括一组或者多组呈阶梯形布置的第一反射组，每组第一反射组包括相互连接的第一有效面和第一连接面，相邻两个第一反射组的第一有效面和第一连接面连接。
8.所述第二微结构包括一组或者多组呈阶梯形布置的第二反射组，每组第二反射组包括相互连接的第二有效面和第二连接面，相邻两个第二反射组的第二有效面和第二连接面连接。
9.所述第一有效面和第二连接面与出光面垂直布置，第一连接面和第二有效面与入射面垂直布置，第一有效面和第二有效面相对倾斜布置，且两者倾斜角度相同，光束依次经入射面、第一有效面、第二有效面后从出光面射出。
10.进一步的，第一有效面与入射面的夹角为30
°
～45
°
，第二有效面与出光面的夹角为30
°
～45
°
。
11.进一步的，所述第一有效面和第二有效面均为矩形。
12.进一步的，所述第一有效面与第一连接面相接的侧边长度为1.2～1.5mm、第一有效面另一条侧边的长度为0.5～0.8mm。
13.进一步的，所述第二有效面与第二连接面相接的侧边长度为1.9～2.1mm、第二有效面另一条侧边的长度为0.5～0.8mm。
14.本实用新型还提出一种聚光系统，包括以上所述的带有调光微结构的厚壁件、位于所述入射面的若干聚光器和与聚光器一一对应设置的光源。
15.进一步的，所述第一微结构位于与聚光器中心正对的反射面区域，所述第二微结构位于与相邻两个聚光器相接部位正对的反射面区域。
16.本实用新型的有益效果是：
17.(1)本实用新型在反射面上设置有成对布置的第一微结构和第二微结构，第一微结构正对出光面亮度较大的区域，第二微结构正对出光面亮区较低的区域，从而将出光面亮度较大区域的光束通过第一微结构反射至第二微结构，补偿第二微结构处的光强，通过第一微结构和第二微结构面积的调整，将亮度高的位置的光，通过微结构，导到亮度低的位置，光效合理利用的同时，还可改善点亮均匀性，实现点亮效果美观。
18.(2)本实用新型能够改善可视角，有些如转向功能、位置功能，边缘可视角光强会不满足法规，通过微结构面角度的调整，将光路改变至需要补充光强的角度，无需更改出光面大小，且提高光利用率。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
20.图1是本实用新型所述的聚光系统的具体实施方式的立体图；
21.图2是图1中b处放大图(图中实心箭头所示方向为光束传输方向)；
22.图3是本实用新型所述的聚光系统的后视图；
23.图4是图3中a处放大图(图中实心箭头所示方向为光束传输方向)；
24.图5是本实用新型所述的带有调光微结构的厚壁件侧视图(图中实心箭头所示方向为光束传输方向)；
25.图6是图3的a-a向剖视图；
26.图7是本实用新型所述的聚光系统的仰视图(图中实心箭头所示方向为光束传输方向)。
27.图中，1、厚壁件本体，2、第一微结构，201、第一有效面，202、第一连接面，3、第二微结构，301、第二有效面，302、第二连接面，4、入射面，5、反射面，6、出光面，7、聚光器，8、光源。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1-图7所示，一种带有调光微结构的厚壁件，包括厚壁件本体1和位于厚壁件本体1上并成对布置的一对或者多对第一微结构2和第二微结构3，即第一微结构2和第二微结构3一一对应设置；厚壁件本体1具有供光束依次经过的入射面4、反射面5和出光面6，光源8发出的光束经入射面4竖直向下入射至厚壁件本体1内，经过反射面5反射后水平反射至出光面6，并从出光面6射出厚壁件本体1。第一微结构2和第二微结构3位于反射面5上，反射面5具有若干亮区和暗区，反射面5与出光面6的宽度一致，亮区与出光面6上亮度较高的区域正对，暗区与出光面6上亮度较低的区域正对，第一微结构2位于亮区，第二微结构3位于暗区，第一微结构2适于将来自入射面4的光束反射至第二微结构3，第二微结构3适于将来自第一微结构2的光束沿平行出光方向反射至出光面6。这样可以在不改变出光面6大小的情况下，将亮度高的位置的光导到亮度低的位置，光效合理利用的同时，还可改善点亮均匀性，实现点亮效果美观。
30.实施例一
31.一种带有调光微结构的厚壁件，包括厚壁件本体1和位于厚壁件本体1上并成对布置的一对或者多对第一微结构2和第二微结构3，厚壁件本体1具有供光束依次经过的入射面4、反射面5和出光面6，入射面4与出光面6垂直布置，入射面4位于厚壁件本体1的上表面，反射面5和出光面6分别位于厚壁件本体1的两个相对侧面，反射面5位于入射面4的下方，且反射面5由上至下逐渐向出光面6方向倾斜。
32.如图5-图6所示，入射面4位于厚壁件本体1的上表面，反射面5位于厚壁件本体1的后侧面，出光面6位于厚壁件本体1的前侧面，厚壁件本体1的左右两侧为与出光面6和反射面5垂直的竖直侧面。反射面5的上端与入射面4边缘相接，反射面5的下方向前倾斜。反射面5与入射面4的夹角优选为40
°
～45
°
，本实施例中，反射面5与入射面4的夹角为45
°
，此时反射面5可以使垂直的入射光束转变为水平射出。
33.第一微结构2包括一组或者多组呈阶梯形布置的第一反射组，每组所述第一反射组包括相互连接的第一有效面201和第一连接面202，相邻两个第一反射组的第一有效面201和第一连接面202连接。第二微结构3包括一组或者多组呈阶梯形布置的第二反射组，每组第二反射组包括相互连接的第二有效面301和第二连接面302，相邻两个第二反射组的第二有效面301和第二连接面302连接。第一有效面201和第二连接面302与出光面6垂直布置，第一连接面202和第二有效面301与入射面4垂直布置，第一有效面201和第二有效面301相对倾斜布置，光束依次经入射面4、第一有效面201、第二有效面301后从出光面6射出。在其他可选实施方式中，相邻第一反射组也可以采用多个连接面连接。第二反射组同理。从外形上看，第一微结构2和第二微结构3在厚壁件本体1的后侧面形成阶梯形(如图2所示)。
34.第一微结构2和第二微结构3均在反射面5上由上至下延伸。第一连接面202用于将相邻两个第一反射组连接，第二连接面302用于将相邻两个第二反射组连接，第一有效面201和第二有效面301作为反射面5，通过两个微结构将第一微结构2处的光导到第二微结构3处，补偿第二微结构3处的光强。如图4和图7所示，光源8发出的光经入射面4首先到达第一有效面201，再由第一有效面201反射至第二微结构3的第二有效面301上，最后从出光面6射出。
35.为保证出光方向不变，第一有效面201和第二有效面301的倾斜角度需要一致。所述倾斜角度是指第一有效面201朝向第二有效面301倾斜的角度以及第二有效面301朝向第一有效面201倾斜的角度，具体指第一有效面201与入射面4的夹角m和第二有效面301与出光面6的夹角n(如图4和图7所示)。作为优选的，第一有效面201与入射面4的夹角m为30
°
～45
°
，第二有效面301与出光面6的夹角n为30
°
～45
°
。本实施例中的第一有效面201与入射面4的夹角m为45
°
，第二有效面301与出光面6的夹角n为45
°
。
36.第一有效面201和第二有效面301的大小和形状根据需补偿光能量的需要以及均匀性要求具体设定。本实施例中，第一有效面201和第二有效面301均为矩形。第一有效面201与第一连接面202相接的侧边长度为1.2～1.5mm(具体为1.5mm)、第一有效面201另一条侧边的长度为0.5～0.8mm(具体为0.5mm)。第二有效面301与第二连接面302相接的侧边长度为1.9～2.1mm(具体为1.9mm)、第二有效面301另一条侧边的长度为0.5～0.8mm(具体为0.5mm)。其中第一有效面201和第二有效面301的边长可根据需求渐变，如从上至下逐渐变小，或从上至下逐渐变大。
37.实施例二
38.一种聚光系统，包括以上所述的带有调光微结构的厚壁件、位于入射面4的若干聚光器7和与聚光器7一一对应设置的光源8。光源8可以为led灯或者其他单色光、多色光等等。光源8先入射至聚光器7，再进入厚壁件本体1，经厚壁件本体1后侧面反射后出射，当光束经过第一微结构2时，则被反射至第二微结构3，并从第二微结构3的前方出射。光源8通常设置在聚光器7的中心，多个聚光器7并排布置时，通常聚光器7的中心处出射光亮度较大，相邻聚光器7相接处的出射光亮度较小，为此，在优选设计中，第一微结构2位于与聚光器7中心正对的反射面5区域，第二微结构3位于与相邻两个聚光器7相接部位正对的反射面5区域。如图3所示的后视图中，第一微结构2位于光源8的正下方，第二微结构3位于两个聚光器7相接部位的下方。
39.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多对”的含义是两对或两对以上，“多组”的含义是两组或两组以上。
41.在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
42.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。