本實用新型涉及光照明與信號指示領(lǐng)域，尤其涉及一種光圖案化裝置與包括該光圖案化裝置的車燈。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，人們對于光學照明或信號指示設(shè)備的要求不再僅僅限于提供照明或信號指示燈的功能。于是，對于光學照明或信號指示設(shè)備(例如用于機動車輛的車燈)的個性化的需求越來越多，可能需要提供更為豐富的光束圖案和點亮效果。比如，可能期望照明或信號指示光包含某些信息或圖案以滿足個性化定制的要求?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提供了在光學照明或信號指示裝置產(chǎn)生圖案的裝置。但在現(xiàn)有的光學照明或信號指示裝置中，尤其是在機動車輛的車燈中，還缺乏能夠?qū)φ彰骰蛐盘栔甘竟膺M行圖案化的同時形成具有3維光學效應的圖案的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種光圖案化裝置，其能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來對照明或信號指示光進行3維圖案化。

本實用新型的目的還在于提供一種包括該光圖案化裝置的車燈。

本實用新型的實施例提供了一種用于車燈的光圖案化裝置，包括：光源；和配光裝置，所述配光裝置包括平行延伸的多個光偏折部，所述多個光偏折部分別用于接收和折射來自光源的光束的不同部分，經(jīng)過光偏折部折射的光束的部分朝向車燈外部射出，其中，每個所述光偏折部具有光入射表面和光出射表面，所述光入射表面面向所述光源布置，所述光出射表面背向所述光源布置。

在一實施例中，所述多個光偏折部中的至少一個光偏折部的光入射表面與所述光源之間的距離和其它光偏折部的光入射表面與所述光源之間的距離不同。

在一實施例中，所述多個光偏折部彼此鄰接地布置。

在一實施例中，所述光出射表面在與光偏折部的延伸方向垂直的方向上的截面中具有圓弧形的輪廓或三角形的輪廓。

在一實施例中，所述光出射表面在與光偏折部的延伸方向垂直的方向上的截面中具有部分圓形的輪廓，每個光偏折部的寬度為d，所述光入射表面至所述光出射表面的根部的距離為H，從光源發(fā)出的相應的光束部分在光入射表面的中心處的入射角為α，光偏折部的材料折射率為n，則一部分光偏折部或所有光偏折部滿足：

H×sinα/n<d/2。

在一實施例中，每個光偏折部的寬度為：

d＝2×H×arcsin(n×sin(arctan(H(n-1))/2r))，

其中r為光出射表面的曲率半徑。

在一實施例中，所有光偏折部的光入射表面位于同一平面，且該平面與從光源發(fā)出的光束的中心軸線垂直或與從光源發(fā)出的光束的中心軸線成傾斜角。

在一實施例中，光源與至少一個光偏折部的光入射表面緊貼設(shè)置。

在一實施例中，所述光圖案化裝置還包括：光準直器，所述光準直器位于所述光源和配光裝置之間，用于對從光源發(fā)出的光束進行準直。

在一實施例中，在所述光準直器的光出射表面上或在光準直器和配光裝置之間設(shè)置有光擴散部件，用于對經(jīng)過準直的光束進行擴散。

在一實施例中，所述光偏折部的寬度小于0.15毫米。

在一實施例中，所述光源在垂直于所述光偏折部和光束的中心軸線的平面中的發(fā)光角度大于30度。

在一實施例中，所述光源包括一個或更多個白光或單色光發(fā)光二極管。

在一實施例中，所述光源為點光源或面光源。

在一實施例中，所述配光裝置由光柵形成。

本實用新型的實施例提供了一種車燈，包括根據(jù)上述任一實施例所述的光圖案化裝置。

如本實用新型的上述至少一個實施例中所述的光圖案化裝置，通過在配光裝置設(shè)置一系列的光偏折部來而形成具有3維效果的圖案，從而提高車燈的照明和/或信號指示光的視覺效果。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置的示意圖；

圖2示出根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置的示意圖，其中配光裝置垂直放置；

圖3示出根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置的示意圖，其中配光裝置傾斜放置；

圖4示出根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置的示意圖，其中設(shè)置有準直器；

圖5示意性地示出光偏折部的工作原理；

圖6示出根據(jù)本實用新型的另一實施例的光圖案化裝置中的配光裝置的側(cè)向示意圖；

圖7示出根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置的示意圖，其中光源緊貼配光裝置放置；

圖8示出根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置中的配光裝置的、從光出射面一側(cè)觀察的示意性視圖；以及

圖9示出根據(jù)本實用新型的另一實施例的光圖案化裝置中的配光裝置的、從光出射面一側(cè)觀察的示意性視圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。在說明書中，相同或相似的附圖標號表示相同或相似的部件。下述參照附圖對本實用新型實施方式的說明旨在對本實用新型的總體實用新型構(gòu)思進行解釋，而不應當理解為對本實用新型的一種限制。

根據(jù)本實用新型的總體構(gòu)思，提供一種用于車燈的光圖案化裝置，包括：光源；和配光裝置，所述配光裝置包括平行延伸的多個光偏折部，所述多個光偏折部分別用于接收和折射來自光源的光束的不同部分，經(jīng)過光偏折部折射的光束的部分朝向車燈外部射出，其中，每個所述光偏折部具有光入射表面和光出射表面，所述光入射表面面向所述光源布置，所述光出射表面背向所述光源布置。

另外，在下面的詳細描述中,為便于解釋,闡述了許多具體的細節(jié)以提供對本披露實施例的全面理解。然而明顯地，一個或更多個實施例在沒有這些具體細節(jié)的情況下也可以被實施。

圖1示意性地示出了根據(jù)本實用新型的一實施例的光圖案化裝置100。該光圖案化裝置100包括：光源10和配光裝置20。所述配光裝置20可以包括平行延伸的多個光偏折部30，所述多個光偏折部30分別用于接收和折射來自光源10的光束40的不同部分。每個所述光偏折部30具有光入射表面31和光出射表面32，所述光入射表面31面向所述光源10布置，所述光出射表面32背向所述光源10布置。經(jīng)過光偏折部30折射的光束40的部分可以從車燈射出，用于形成照明和/或信號指示光束。

借助于根據(jù)本實用新型的實施例的光圖案化裝置100，可以實現(xiàn)對光束的圖案化。例如，當光源10為一點光源(如發(fā)光二極管)時，經(jīng)過光圖案化裝置100的光束可能會形成一條亮線的圖案。當光源10包括一列點光源時，經(jīng)過光圖案化裝置100的光束可能會形成一組亮線的圖案。

在一示例中，所述多個光偏折部30中的至少一個光偏折部30與所述光源10之間的光程可以和其它光偏折部30與所述光源10之間的光程不同。例如，所述多個光偏折部30中的至少一個光偏折部30的光入射表面31與所述光源10之間的距離和其它光偏折部30的光入射表面31與所述光源10之間的距離不同。如圖1所示，位于配光裝置20中間部分的光偏折部30與位于配光裝置20上下兩端的光偏折部30至光源10的距離是不同的。

由于每個光偏折部30的光入射表面31與光源10之間的距離并不都相同，當觀察者觀看從各個光偏折部30的光出射表面32射出的各個光束部分時，會產(chǎn)生3維視覺效果。例如，在圖1所示的情形中，即使各個光偏折部30并排地排列，觀察者會感覺到經(jīng)過位于配光裝置20上下兩端的光偏折部30的光束部分與經(jīng)過位于配光裝置20中間部分的光偏折部30的光束部分相比，是從更遠的位置發(fā)出的。于是，在視覺上會感覺到圖案存在縱深感，甚至可能會產(chǎn)生圖案(例如線)的彎曲，從而產(chǎn)生3維效果。

光源10與配光裝置20的擺放方式也可能會影響3維效果。例如，如圖2至4所示，光偏折部30的光入射表面31所在的平面可以與從光源10發(fā)出的光束40的中心軸線41垂直(例如圖2所示)，也可以與從光源10發(fā)出的光束40的中心軸線41成傾斜角(例如圖3和圖4所示)。將配光裝置20相對于光束40的中心軸線41傾斜放置，有利于增大各個光偏折部30與光源10之間的距離差(參見圖3)，從而使得從各個光偏折部30出射的光中的3維視覺效果得到增強。通常而言，該傾斜角度越大，3維視覺效果也越強。作為示例，所有光偏折部30的光入射表面31可以位于同一平面，但這不是必須的，例如各個光偏折部30的光入射表面31也可以彼此之間存在夾角。

作為示例，由并行排列的多個光偏折部30形成的配光裝置20可以相對于從光源10發(fā)出的光束40的中心軸線41成20度至70度的傾斜角，例如30度至60度的傾斜角，如45度的傾斜角。

作為示例，所述多個光偏折部30彼此鄰接地布置，如圖1所示。這可以提高從所述多個光偏折部30出射的光束的光強的均勻性。在一示例中，各個光偏折部30可以具有同樣的尺寸(包括寬度、高度、入射面和出射面的形狀等)，這有助于形成連續(xù)均勻的圖案。然而，在另外的示例中，例如為了形成不均勻的圖案，各個光偏折部30的尺寸也可以不同，甚至在相鄰的光偏折部30之間可以設(shè)定一定的間隔。

下面以出射面為圓弧面的光偏折部30為例，對光偏折部30的工作原理進行簡要的介紹。

圖5示意性地示出了單個光偏折部30。該光偏折部30的光出射表面32在與光偏折部30的延伸方向垂直的方向(即圖1和圖5中的X方向)上的截面中具有部分圓形的輪廓，該光偏折部30的寬度為d，所述光入射表面31至所述光出射表面32的根部的距離為H，從光源10發(fā)出的相應的光束部分在光入射表面31的中心處的入射角為α，光偏折部30的材料折射率為n。在一示例中，所述光偏折部30可以滿足：

H×sinα/n<d/2 (式1)

在滿足式1的條件下，可以使至少入射到光入射表面31上的大部分光能夠從該光偏折部30的光出射表面32射出，這樣，當迎著光偏折部30的光出射表面32觀察時，該光偏折部30是亮的，或者說，該光偏折部30對應的區(qū)域被點亮。當每個光偏折部30均滿足式1時，配光裝置20整體將呈現(xiàn)均勻的亮圖案。然而，在本實用新型的實施例中，并不限于所有光偏折部30都必須滿足式1，例如，光源10所發(fā)出的光束部分在各個光偏折部30上的入射角可以不相同，這樣，當光束部分的入射角非常大時，其所對應的光偏折部30可能就不再滿足式1，這時，從該光偏折部30出射的光的強度就會減小，而可能形成圖案中的暗區(qū)域。在另外的示例中，也可以根據(jù)實際的要求來調(diào)整上述光偏折部30的尺寸來獲得不同的亮暗區(qū)域。

作為示例，每個光偏折部30的寬度d可以為：

d＝2×H×arcsin(n×sin(arctan(H(n-1))/2r)) (式2)

其中r為光出射表面32的曲率半徑。

作為示例，光偏折部30的寬度d可以小于5mm，優(yōu)選小于0.15mm，例如可以為大于0.01mm且小于0.15mm、或大于0.05mm且小于0.15mm或大于0.1mm且小于0.15mm。作為示例，所述光入射表面31至所述光出射表面32的根部的距離H可以為0.1mm至5mm，例如小于0.3mm，如0.237mm。

在如上所述的實施例中，所述光出射表面32在與光偏折部30的延伸方向垂直的方向上的截面中具有圓弧形的輪廓，但本實用新型不限于此。光出射表面32也可以有其他任何形狀的輪廓，例如，所述光出射表面32在與光偏折部30的延伸方向垂直的方向上的截面中可以具有三角形的輪廓，如圖6所示。

在如圖1所示的實施例中，光源10與光偏折部30間隔一定距離設(shè)置，但本實用新型不限于此。例如，光源10可以與配光裝置20上的至少一個光偏折部30的光入射表面31緊貼設(shè)置，如圖7所示。這種方式可以使得，配光裝置20上的某些光偏折部30與光源10之間的距離盡可能短，從而增強3維效果。例如，在圖7中配光裝置20的中間部分的光偏折部30與光源10之間的距離同配光裝置20的上下兩端部分的光偏折部30與光源10之間的距離的差距與圖1中的示例相比更大，因而從光偏折部30出射的光束中的3維效果更強。

在一示例中，光圖案化裝置100還可以包括光準直器50，如圖4所示。所述光準直器50位于所述光源10和配光裝置20之間，用于對從光源10發(fā)出的光束40進行準直。光準直器50的設(shè)置可以起到擴大光源10的發(fā)光面積的作用，例如，當光源10為點光源時，光準直器50可以將其轉(zhuǎn)化成面光源。這樣可以在從配光裝置20出射的光束中形成更寬的圖案(例如更寬的線)。作為示例，光準直器50可以為透鏡或現(xiàn)有技術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)光學準直的任何合適的裝置。

在一示例中，在所述光準直器50的光出射表面51上設(shè)置有光擴散部件52(例如設(shè)有凸起的光學擴散層)，用于對經(jīng)過準直的光束進行擴散。通常，經(jīng)過準直的光趨向于成平行光束形式，而該光擴散部件52能夠擴大光束的照射范圍，從而更好地提高光強的均勻性和3維效果。作為示例，光擴散部件52也可以設(shè)置在光準直器50和配光裝置20之間，例如可以是光擴散板。

在一示例中，所述光源10在垂直于所述光偏折部30和光束40的中心軸線的平面(即圖1的紙面所在的平面)中的發(fā)光角度大于30度。較大的發(fā)光角度有助于使不同的光偏折部30與光源10之間的距離差增大，從而提高3維效果。

作為示例，所述光源10可以包括白光或單色光發(fā)光二極管。在光偏折部30的寬度d與可見光波長相比相對較大的情況下(例如在0.1mm以上)，光偏折部30對于白光的分色效果不明顯，不會影響出射光的視覺效果。因此，該光源10可以采用白光發(fā)光二極管。所述光源10可以包括一個發(fā)光二極管，或是發(fā)光二極管的陣列。光源10可以由現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何用于承載光源的部件來支撐，例如燈座、印刷電路板等等。

作為示例，所述光源10既可以是點光源，也可以是面光源(例如可以由有機發(fā)光二極管(OLED)來制成)。作為示例，在配光裝置20上的光偏折部30可以成線條形式延伸，例如參見圖8；也可以成封閉環(huán)形式延伸，例如參見圖9。作為示例，所述配光裝置20可以為一體件，從而簡化制作工藝，且有助于提高光學效率。例如，配光裝置20可以由透明的玻璃、樹脂或塑料材料制成，例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。光偏折部30的折射率例如可以在1.3至2.0之間。

在本實用新型的一實施例中，所述配光裝置20可以由光柵形成。在此情況下，每個光偏折部30可以對應于一個光柵單元，光柵的節(jié)距可以等于光偏折部30的寬度。利用光柵來形成配光裝置20，可以簡化制作工藝和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。需要說明的是，光柵在光學系統(tǒng)中通常用于衍射，但在本實用新型中，衍射效應不是主要的。尤其是，在光偏折部30的寬度d與可見光波長相比相對較大的情況下(例如在0.1mm以上)，光偏折部30主要通過折射來實現(xiàn)所需的3維顯示效果。這與現(xiàn)有技術(shù)中的光柵的通常意義上的應用是有很大區(qū)別的。

本實用新型的實施例還提供了一種包括如上述任一實施例所述的光圖案化裝置100的車燈。從配光裝置20射出的光束可以用于形成車燈的照明和/或信號指示光，以提高視覺效果。

在本實用新型的實施例中，配光裝置20可以由任何已知的用于保持光學元件的合適的裝置來支撐或懸掛，例如支座，吊臂等。

根據(jù)本實用新型的實施例的車燈可以包括任何類型的機動車輛照明燈和/或信號燈，例如前照燈、中央高位剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、位置燈、尾部剎車燈等等。

雖然結(jié)合附圖對本實用新型進行了說明，但是附圖中公開的實施例旨在對本實用新型優(yōu)選實施方式進行示例性說明，而不能理解為對本實用新型的一種限制。附圖中的尺寸比例僅僅是示意性的，并不能理解為對本實用新型的限制。

雖然本實用新型總體構(gòu)思的一些實施例已被顯示和說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本總體實用新型構(gòu)思的原則和精神的情況下，可對這些實施例做出改變，本實用新型的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。