一种实现均匀深邃的3D点亮效果的车灯光学系统的制作方法

本实用新型涉及汽车照明领域，尤其涉及一种实现均匀深邃的3d点亮效果的车灯光学系统。

背景技术：

汽车造型是科技与艺术的结合，越来越多的新技术在汽车上应用，夸张的造型、复杂的功能、炫目的点亮，车灯作为汽车的主要外观特征，造型也不断演变且具有科技感。目前，随着led光源在车灯上的普及，给车灯方案设计提供了更多的可能性。3d点亮效果是车灯发展的一项趋势，立体感更加能体现汽车造型的科技理念。

最初，设计者是通过使用特殊的半透半反滤波片来实现，立体感很强，但是光效很低，其次滤波片的加工难度大价格高，且难以实现工厂量产一致性，无法得到广泛的推广。而市面上更多的设计是通过遮挡大区域的出光面，实现3d点亮效果，不仅立体感很差，且大部分光线因被遮挡而浪费。后来，厚壁件的广泛应用为此提供了设计基础，其本身具有较强的立体点亮效果，是实现3d点亮的最佳光学系统。较多的设计者通过输入不同的光强使用多组厚壁件系统来实现3d点亮，而多组光学系统容易产生较多的误差，造成点亮效果难以一致，系统繁多成本上升，使其仅在部分高端车型上使用。由此，实用新型一种系统简单、高效，且能够实现均匀深邃的3d点亮的光学系统已成当前急需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供了一种实现均匀深邃的3d点亮效果的车灯光学系统，光源通过后置厚壁件的聚光器将光线汇聚传输并在后置厚壁件出光面处进行一次扩散，并来到前置主厚壁件的入光面，即半透半反微结构面，一部分光线经过半透面进入到前置主厚壁件中，并通过前置主厚壁件出光面扩散出去，另一部分则被半反面全反射到前置辅助厚壁件的入光面处，光线进入前置辅助厚壁件一的半透半反微结构面处，一部分光线被全反射经过前置辅助厚壁件二并通过前置辅助厚壁件二出光面扩散而出，另一部分光线则透过进入前置辅助厚壁件三，光线再次进行全反射和透过，一部分光线被全反射经过前置辅助厚壁件三出光面扩散而出，另一部分光线继续透过进入下一个前置辅助厚壁件，进行全反射和透过，直到光线进入最后一个前置辅助厚壁件进行全反射并通过出光面扩散而出，完成系统的光线传输。整个系统在使用较少的光源，实现了大区域的出光面的点亮，且通过设计半透面和半反面的比例大小实现出光亮度变化，调整各个厚壁件的尺寸实现空间位置变化增强立体感，从而产生均匀的3d效果。

本实用新型提供一种实现均匀深邃的3d点亮效果的车灯光学系统，包括光源、后置厚壁件、前置主厚壁件和前置辅助厚壁件，所述前置辅助厚壁件包括前置辅助厚壁件一、前置辅助厚壁件二、前置辅助厚壁件三、前置辅助厚壁件四和前置辅助厚壁件五，所述后置厚壁件由聚光器和后置厚壁件出光面组成，所述前置主厚壁件由半透半反微结构面和前置主厚壁件出光面组成，所述前置辅助厚壁件一、前置辅助厚壁件二、前置辅助厚壁件三、前置辅助厚壁件四和前置辅助厚壁件五上均设置有半透半反微结构面，所述半透半反微结构面分为半透面和半反面，所述光源发出的光线通过所述后置厚壁件的聚光器汇聚并传输，经过所述后置厚壁件的后置厚壁件出光面进行第一次扩散，光线穿过空气来到所述前置主厚壁件，并经过其后表面的半透半反微结构面进行分光，一部分光线透过半透面并通过出光面扩散出射，另一部分光线被半反面全反射进入前置辅助厚壁件一的入光面进行再一次分光，依次传播到最后一个前置辅助厚壁件五，从厚壁件出光面扩散出射，从而产生3d点亮效果。

进一步改进在于，所述半透半反微结构面中半透面为与入射光线垂直的平面，半反面为与入射光线成45°夹角的平面，从而实现一半透射（实线）一半全反射（虚线）。

进一步改进在于，所述前置辅助厚壁件的个数是可变的，不局限于2个，用于实现不同层次差，增强立体感，提高3d点亮效果。

进一步改进在于，所述前置辅助厚壁件的厚度是可变的，即厚度可以相同也可以不同，并且厚度不同时可以依次递增或依次递减或不规则变化，用于实现不同的点亮面积差，增强立体感，提高3d点亮效果。

进一步改进在于，所述前置辅助厚壁件的长度是可变的，即长度可以相同也可以不同，并且长度不同时可以依次递增或依次递减或不规则变化，用于实现不同的深度差，增强立体感，提高3d点亮效果。

进一步改进在于，所述前置主厚壁件与所述前置辅助厚壁件一、前置辅助厚壁件二、前置辅助厚壁件三、前置辅助厚壁件四、前置辅助厚壁件五一体成型。

进一步改进在于，所述半透半反微结构面都可为带扩散的花纹面，用于增加光线扩散，提高点亮均匀性。

进一步改进在于，所述半透半反微结构面都可为带皮纹的平面，用于增加光线扩散，提高点亮均匀性。

进一步改进在于，所述半透面和半反面的比例可以调节，用于实现不同的亮度差，增强立体感，提高3d点亮效果。

进一步改进在于，所述前置主厚壁件的所有出光面可以是无花纹的皮纹面，用于增加光线扩散，提高点亮均匀性。

进一步改进在于，所述聚光器也可以为菲尼尔透镜或反射式厚壁结构，用以汇聚光源发出的光线，减少扩散损失，提高光学效率。

进一步改进在于，所述光源的颜色可以为琥珀色以实现转向灯功能，可以为红色以实现尾灯位置灯和尾灯制动灯功能，可以为白色以实现日间行车灯、前位置灯和倒车灯，也可以为其他颜色以实现迎宾灯功能。

进一步改进在于，所述光源可以为包含多种颜色的以实现多功能复用。

进一步改进在于，所述后置厚壁件的材料可以为聚碳酸酯（即pc）或聚甲基丙烯酸甲酯（即pmma）；所述前置主厚壁件的材料可以为聚碳酸酯（即pc）或聚甲基丙烯酸甲酯（即pmma）。

本实用新型的有益效果：本实用新型使用一组光源和一组光学系统，减少了多组系统产生的误差，简化了光学系统；并且本实用新型通过半透半反面将光线多次一分为二，仅使用较少的光源，实现大面积区域的点亮，不仅节省了成本、减小热风险，且各个厚壁件不同纵深及尺寸的变化增强了空间立体感，产生深邃的3d点亮效果。同时，聚光器提高了光学效率，各个出光面处的扩散面增大了光线的扩散，提高了均匀性。

附图说明

图1是本实用新型的轴视图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的图2中的a-a线剖面图。

图4是本实用新型的图3局部放大图。

图5是本实用新型的光路图。

其中：1-光源，2-后置厚壁件，21-聚光器，22-后置厚壁件出光面，3-前置主厚壁件，31-半透半反微结构面，32-前置主厚壁件出光面，311-半透面，312-半反面，4-前置辅助厚壁件一，5-前置辅助厚壁件二，6-前置辅助厚壁件三，7-前置辅助厚壁件四，8-前置辅助厚壁件五。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图5所示，本实施例提供一种实现均匀深邃的3d点亮效果的车灯光学系统，包括光源1、后置厚壁件2、前置主厚壁件3，和五个前置辅助厚壁件，其中所述后置厚壁件2由聚光器21和后置厚壁件出光面22组成，所述前置主厚壁件3由半透半反微结构面31和前置主厚壁件出光面32组成，所述多组前置辅助厚壁件4-8也分别具有半透半反微结构面31和其各自的出光面，光源1发出的光线通过所述后置厚壁件2的聚光器21汇聚并传输，经过所述后置厚壁件出光面22进行第一次扩散，光线穿过空气来到所述前置主厚壁件3处，并经过其后表面的半透半反微结构面31进行分光，一部分光线（实线）通过半透面311进入前置主厚壁件，另一部分光线（虚线）则被半反面312全反射而到达前置辅助厚壁件一4的半透半反微结构面进行再次分光，从而依次传播到最后一个前置辅助厚壁件五8，从前置辅助厚壁件五8的出光面扩散出射，从而产生3d点亮效果。

如图3所示，前置主厚壁件3和辅助厚壁件长度依次递减，为了产生空间上的层次感，增强立体效果。如图4所示，半透半反微结构面的局部放大原理图，与入射光线垂直的平面为半透面311，与入射光线成45°夹角的平面为半反面312，且各个厚壁件的半透面311和半反面312比例大小可以调节，来满足设计者的设计需求。且所有半透半反微结构面也均可以在基于平面状态下设计成带有扩散角度的弧面或带皮纹的平面，增加光线扩散，提高均匀性。

如图1所示，后置厚壁件2、前置主厚壁件3和多个前置辅助厚壁件的所有出光面上都设计有扩散花纹，扩散角度大小可以也设计，光线经过多次扩撒，进一步提高点亮均匀性。

使用一组光源和一组光学系统，简化了光学系统，减少了多组光学系统匹配而产生的误差累积。通过半透半反面将光线多次一分为二，产生深邃的3d点亮效果，且所述聚光器提高了光学效率，各个出光花纹面增大了光线的扩散角度，改善了均匀性。

进一步改进在于，所述前置主厚壁件3与所述前置辅助厚壁件一4、前置辅助厚壁件二5、前置辅助厚壁件三6、前置辅助厚壁件四7、前置辅助厚壁件五8一体成型。

所述半透半反微结构面中半透面为与入射光线垂直的平面，半反面为与入射光线成45°夹角的平面，从而实现一半透射一半全反射。

所述半透半反面为带扩散的花纹面，用于增加光线扩散，提高点亮均匀性。所述半透半反微结构面都为带皮纹的平面，用于增加光线扩散，提高点亮均匀性。前置主厚壁件3的所有出光面为无花纹的皮纹面，用于增加光线扩散，提高点亮均匀性。

聚光器为菲尼尔透镜或反射式厚壁结构，用以汇聚光源发出的光线，减少扩散损失，提高光学效率。