本發(fā)明涉及車輛面光源，尤其是一種用于車輛的面發(fā)光模組。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有的面光源光學(xué)系統(tǒng)中，主要采用以下三種方法：
2、第一種、mini?led技術(shù)，該系統(tǒng)具有出色的均勻性，并可通過輸入電子程序?qū)崿F(xiàn)動畫編輯及人機(jī)交互功能。然而，由于其高昂的成本，在低端車型中的應(yīng)用極為有限。
3、第二種、oled技術(shù)，該系統(tǒng)作為面光源解決方案，在車輛燈具設(shè)計不過于復(fù)雜的情況下，能夠提供均勻發(fā)光效果以及動態(tài)流水燈效。盡管如此，oled技術(shù)面臨單位面積成本高和使用壽命相對較短的問題，因此目前僅限于少數(shù)高端品牌的使用。
4、第三種、采用led+導(dǎo)光板的光學(xué)系統(tǒng)，具體為：pcb板上安裝一排led光源，光線通過導(dǎo)光板引導(dǎo)從前側(cè)面射出，后側(cè)面則由白色支架支撐。此配置下，在常規(guī)車燈造型條件下可以達(dá)到較為均勻的照明效果，并支持動態(tài)流水效果。但為了確保照明均勻度，必須使用大量的led和大面積的pcb板，導(dǎo)致成本較高。
5、最近市場上出現(xiàn)了第四種方法，在第三種的基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)，其采用黑色前框、導(dǎo)光板、白支架、導(dǎo)光和led光源的組合設(shè)計，導(dǎo)光代替線性排布的led顆粒，減少led數(shù)量，并通過導(dǎo)光與導(dǎo)光板注塑成一體，減少空間占用。但是由于僅靠導(dǎo)光板系統(tǒng)本身的光學(xué)擴(kuò)展量限制，使得該方案無法應(yīng)用于較高亮度需求的信號燈功能中去，例如制動燈、轉(zhuǎn)向燈等。
6、隨著面光源成為行業(yè)發(fā)展趨勢，面對汽車市場對降低成本的迫切需求，現(xiàn)有方案因成本問題限制了許多中低端品牌的應(yīng)用。因此，開發(fā)一種能減少led使用量且高亮度的面光源照明顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決上述背景技術(shù)中的現(xiàn)有技術(shù)在使用導(dǎo)光板作為核心元件的照明系統(tǒng)中，光線在傳播過程中由于吸收、散射等光學(xué)拓展量造成系統(tǒng)整體光效低，導(dǎo)致出光亮度分不足的問題，提供一種用于車輛的面發(fā)光模組，能夠有效提升導(dǎo)光效率、實(shí)現(xiàn)均勻出光且結(jié)構(gòu)緊湊。
2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種用于車輛的面發(fā)光模組，包括外殼及安裝在外殼內(nèi)的：
3、集成led的pcba板，水平布置于外殼內(nèi)底面；
4、扁平導(dǎo)光體，豎直設(shè)置于pcba板上方，其窄面底部設(shè)有用于耦入led光線的準(zhǔn)直器，相對置的扁平面作為光傳輸通道，扁平導(dǎo)光體朝向反射層的斜面上設(shè)有微結(jié)構(gòu)陣列，所述微結(jié)構(gòu)陣列的高度沿光傳播方向呈指數(shù)分布，用于補(bǔ)償光能衰減并均勻出光；
5、反射層，位于扁平導(dǎo)光體后側(cè)，用于反射向后散射的光線；
6、光學(xué)膜層，位于扁平導(dǎo)光體前側(cè)，用于控制出射光角度并將不滿足角度要求的光線折回扁平導(dǎo)光體；
7、其中，所述pcba板、扁平導(dǎo)光體、反射層及光學(xué)膜層構(gòu)成層式緊湊結(jié)構(gòu)，各部件面狀貼靠以實(shí)現(xiàn)扁平化安裝。
8、pcba板平行布置于面發(fā)光模組底部，扁平導(dǎo)光體豎直安裝，形成pcba板、扁平導(dǎo)光體、反射層和膜層的層疊結(jié)構(gòu)，厚度僅由各層材料疊加決定，實(shí)現(xiàn)超薄化，適用于車輛狹小安裝空間。準(zhǔn)直器直接耦入led光線，避免傳統(tǒng)端面入光導(dǎo)致的耦合損失，提升光效。斜面上的微結(jié)構(gòu)陣列通過指數(shù)高度分布補(bǔ)償光傳輸衰減，使邊緣亮度與中心亮度差異明顯減小。光學(xué)膜層篩選出射角，超過指定角度光線被全反射回導(dǎo)光體，經(jīng)反射層或微結(jié)構(gòu)陣列二次反射，循環(huán)利用率高。
9、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述微結(jié)構(gòu)陣列包括相鄰設(shè)置的第一陣列和第二陣列，所述第一陣列由多個呈連續(xù)凹凸分布的微光學(xué)件組成，所述第二陣列與第一陣列的結(jié)構(gòu)相同且凹凸部錯開設(shè)置。
10、第一陣列與第二陣列的凹凸錯位設(shè)計，削弱由于反射結(jié)構(gòu)之間的某些微結(jié)構(gòu)角度集中反射與正常反射面對比引起的點(diǎn)亮條紋感，均勻性指數(shù)提升。交錯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生多向散射，滿足車輛廣角照明需求。
11、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述微光學(xué)件的截面為三角形或矩形。三角形實(shí)現(xiàn)高指向性反射，矩形的垂直側(cè)壁產(chǎn)生多次全反射，提升軸向亮度。
12、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述微結(jié)構(gòu)陣列的高度滿足如下關(guān)系式：
13、，
14、其中，為距離led?x處的微結(jié)構(gòu)陣列高度；為初始位置處的微結(jié)構(gòu)陣列（30）高度；α為基于光損率和均勻性優(yōu)化的增長系數(shù)；x為沿光傳播方向的距離。
15、指數(shù)分布可通過數(shù)控加工或模仁蝕刻實(shí)現(xiàn)。
16、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述扁平導(dǎo)光體斜面的傾斜角度隨微結(jié)構(gòu)陣列的高度增加而增大，滿足如下關(guān)系式：
17、。
18、動態(tài)傾角避免傳統(tǒng)固定傾角導(dǎo)致的邊緣漏光。
19、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述微結(jié)構(gòu)陣列的反射率隨入射角變化的函數(shù)，對于非偏振光，滿足：
20、，
21、其中，為微結(jié)構(gòu)陣列的折射率；為外部介質(zhì)的折射率；為折射角，且。
22、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述扁平導(dǎo)光體為一體成型的塑料透明件，其材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯，其底部設(shè)有準(zhǔn)直器與led一一對應(yīng)。
23、一體成型消除拼接界面的菲涅爾損失，聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯兩種材質(zhì)性能穩(wěn)定。
24、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述pcba板朝向扁平導(dǎo)光體的表面上涂覆有淺色高反射率涂料，或覆蓋金屬鍍層或高反射塑料膜。白色涂料更利于光線均勻回饋導(dǎo)光體。
25、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述反射層為金屬鍍層或白色漫反射膜。
26、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述外殼包括殼體框架和覆蓋其的殼體罩，兩者通過螺釘連接，所述殼體框架的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有安裝孔，所述扁平導(dǎo)光體的兩側(cè)設(shè)有與安裝孔配合的卡合件。
27、卡合件與安裝孔的過盈配合，可承受較大的機(jī)械沖擊，螺釘連接牢固。
28、本發(fā)明的有益效果：
29、（1）實(shí)現(xiàn)了照明裝置的小型化與扁平化設(shè)計，適合嵌入車輛狹小空間：采用pcba板、扁平導(dǎo)光體、反射層、光學(xué)膜層緊密貼合的層疊式結(jié)構(gòu)，整體厚度由各層材料疊加決定，扁平導(dǎo)光體豎直布局結(jié)合底部led耦入設(shè)計，避免傳統(tǒng)l型導(dǎo)光結(jié)構(gòu)對深度空間的依賴；
30、（2）提升了面發(fā)光光源導(dǎo)光效率，具有更高的表面亮度：準(zhǔn)直器直接耦入led光線，減少端面入光的耦合損失，微結(jié)構(gòu)陣列的指數(shù)高度分布動態(tài)補(bǔ)償光傳輸衰減，軸向亮度提升；光學(xué)膜層篩選有效出射角，超過指定角度光線被全反射回導(dǎo)光體循環(huán)利用，光利用率大大提升；
31、（3）改善了出光均勻性，消除了亮暗條紋：第一陣列與第二陣列凹凸錯位，削弱由于反射結(jié)構(gòu)之間的某些微結(jié)構(gòu)角度集中反射與正常反射面對比引起的點(diǎn)亮條紋感，均勻性指數(shù)明顯提升；
32、（4）可兼容多種光源類型，擴(kuò)展性強(qiáng)：支持單色/多色led，pcba板可集成驅(qū)動電路，通過pwm調(diào)光實(shí)現(xiàn)動態(tài)色彩切換；
33、（5）利用后側(cè)反射層與多次反射機(jī)制，提高了光利用率：反射層將逃逸光線高效反射回導(dǎo)光體，結(jié)合微結(jié)構(gòu)陣列的傾角優(yōu)化，使無效光循環(huán)利用率達(dá)90%；
34、（6）可應(yīng)用于尾燈、日間行車燈、內(nèi)飾氛圍燈等多種車用照明場景。