光学构件的制作方法

1.本公开涉及一种光学构件，其将从入射表面入射的光的一部分在内部反射并且将入射光和反射光从与入射表面不同的表面发射到外部。

背景技术：

2.jp 6372305 b公开了一种具有光导和半透射镜的光学构件。光导具有外部光入射到其上的入射表面、外部光从入射表面入射后第一次前往的第一表面、以及与第一表面相反的第二表面。半透射镜与第一表面相邻地布置。在该光学构件中，从入射表面入射的外部光的一部分被半透射镜反射到第二表面，并且其余的被半透射镜吸收或透射。光学构件具有棱镜片，棱镜片在第一表面上布置有棱镜，并且透过半透射镜透射的光通过棱镜发射到外部。
3.结果，从入射表面入射的外部光通过棱镜在大范围出到与入射表面不同的第一表面上。因此，位于第一表面附近的用户能够视觉识别入射表面后面的场景。该光学构件被用作例如盲点辅助装置，该盲点辅助装置布置在预定障碍物上，并且该盲点辅助装置允许用户视觉识别被障碍物阻挡而使用户不能直接看到的盲点区域的场景。

技术实现要素：

4.半透射镜例如由通过沉积金属材料而获得的单层金属气相沉积膜或通过在多个层中涂覆电介质材料而获得的电介质多层涂覆膜构成。
5.然而，当半透射镜由单层金属气相沉积膜构成时，金属气相沉积膜中的光吸收率是大的，并且半透射镜中多次光反射的损失变大。在这种情况下，通过光学构件视觉识别的场景对于用户来说变暗。
6.当半透射镜由电介质多层涂覆膜构成时，电介质多层涂覆膜具有比单层金属气相沉积膜小的光吸收率，因此半透射镜中的光损失能够被抑制。
7.然而，在电介质多层涂覆膜中，半透射镜的反射率根据光在半透射镜上的入射角和波长而变化。与使用金属气相沉积膜时相比，使用电介质多层涂覆膜时制造步骤的数量更大。因此，当使用电介质多层涂覆膜时，用户视觉识别的场景的亮度和调根据用户观察第一表面的角度而改变，并且光学构件的制造成本增加。
8.鉴于以上几点，本公开的目的在于提供一种光学构件，其包括具有入射表面、第一表面和第二表面的导光体，在该导光体中，通过第一表面视觉识别的外部景象的亮度和调的变化得到抑制，同时减少第一表面上的光损失。
9.根据本公开的一个方面，在内部反射外部光的光学构件包括导光体。导光体具有入射表面，外部光入射到其上；第一表面，其是从入射表面入射的入射光第一次到达的表面，并且具有平坦部分和棱镜部分；以及第二表面，其与平坦部分相反地布置。平坦部分将入射光朝向第二表面全反射。第二表面将由平坦部分反射的反射光朝向第一表面全反射。棱镜部分具有射出表面，将入射光的一部分或由第二表面反射的光的一部分发射到外部。
10.该光学构件包括导光体，导光体具有入射表面、入射光从入射表面第一次到达的第一表面、以及与第一表面相反的第二表面。第一表面由多个棱镜部分和多个平坦部分构成。平坦部分将入射光全反射到第二表面。第二表面将由平坦部分反射的光反射到第一表面。结果，光学构件能够在导光体的内部引导入射光而无需半透射镜，并且不存在由半透射镜引起的光吸收。此外，导光体中的光反射率不依赖于光的波长。因此，光学构件具有在减少导光体中的光损失的同时抑制由用户通过第一表面看到的外部景象的亮度和调中的变化。
11.附于部件等的附图标记表示部件等与以下要描述的实施例中的具体部件等之间的对应关系的示例。
附图说明
12.图1是显示根据第一实施例的光学构件的剖视图。
13.图2是用于说明在第一实施例的光学构件中被引导的光的第一说明图。
14.图3是用于说明在第一实施例的光学构件中被引导的光的第二说明图。
15.图4是用于说明第一表面上的平坦部分和棱镜部分两者的宽度与可见光量之间的关系的说明图。
16.图5是显示第一实施例的光学构件的修改的剖视图。
17.图6是用于说明在其中射出表面和面对表面彼此相邻的棱镜部分中产生噪音的说明图。
18.图7是显示图5的光学构件中的棱镜部分的放大剖视图。
19.图8是显示根据第二实施例的光学构件的剖视图。
20.图9是用于说明光在第二实施例的光学构件中被引导的说明图。
21.图10是显示第二实施例的光学构件的修改的剖视图。
22.图11是显示根据第三实施例的光学构件的剖视图。
23.图12是用于说明在第三实施例的光学构件中被引导的光的说明图。
24.图13是用于说明第一表面上的光线之间的间隙的说明图。
25.图14是用于说明第三实施例的光学构件中间隙的抑制的说明图。
26.图15是用于说明间隙与在入射表面和第二表面之间的倾斜表面的角度之间的关系的说明图。
27.图16是显示因入射表面与第二表面之间的倾斜表面的角度引起的间隙的抑制的图。
28.图17是显示第三实施例的光学构件中的第四表面的剖视图。
29.图18是显示第三实施例的光学构件的修改的剖视图。
30.图19是用于说明图18的光学构件的第一表面的说明图。
31.图20是显示根据第四实施例的光学构件的剖视图。
32.图21是用于说明在第四实施例的光学构件中被引导的光的说明图。
33.图22是用于说明入射部分的第二棱镜部分的倾斜表面的角度与光线间的间隙之间的关系的说明图。
34.图23是用于说明因入射部分的第二棱镜部分的倾斜表面的角度引起的间隙的抑
制的说明图。
35.图24是显示根据第五实施例的光学构件的剖视图。
36.图25是用于说明因入射部分的宽度而产生间隙的说明图。
37.图26是用于说明因入射部分的宽度引起光损失的说明图。
38.图27是用于说明因入射部分的宽度引起的光损失抑制和间隙的抑制的说明图。
具体实施方式
39.在下文中，将参照附图描述本公开的实施例。在以下实施例中，相同的附图标记被分配给彼此相同或等同的部分以进行描述。
40.(第一实施例)
41.将参照图1至图4描述第一实施例的光学构件1。光学构件1能够例如作为盲点辅助装置使用，盲点辅助装置附接到遮挡用户视野的构件或障碍物，以便使用户能够视觉识别盲点的场景。例如，在车载使用的情况下，光学构件1附接到车辆的支柱，并将来自因支柱引起的盲点的外部光引导到用户，从而提供盲点的景象。
42.在图4中，为了容易理解在光学构件1中被引导的光，将要入射到光学构件1上的光、入射光和从光学构件1发射出的光加上阴影线。
43.如图1所示，光学构件1包括透明导光体2，透明导光体2具有入射表面2a、与入射表面2a不同的第一表面2b、和与第一表面2b相反的第二表面2c。第一表面2b具有平坦部分3和棱镜部分4，并且可以由平坦部分3和棱镜部分4构成。导光体2还具有连接第一表面2b和第二表面2c的第三表面2d。在光学构件1中，如图2和图3所示，外部光l1从入射表面2a在导光体2内部被引导，并且从与入射表面2a不同的第一表面2b发射。
44.以下，为了便于说明，将从入射表面2a入射到导光体2中的光称为“入射光l
2”，并将从第一表面2b上的棱镜部分4发射出的光称为“发射光l
3”。另外，将从第三表面2d逸出的光称为“余辉l
4”。
45.导光体2例如由透明材料诸如玻璃、或者树脂材料诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯或丙烯酸构成。导光体2设计成使得入射光l2被平坦部分3和第二表面2c全反射并在内部被引导。具体而言，导光体2设计成满足公式(1)，其中构成材料具有折射率n1，导光体2的外部介质具有折射率n2(例如，在空气层的情况下，n2＝1)，并且入射光l2相对于平坦部分3和第二表面2c具有入射角ф。
46.公式(1)：sinф≥n2/n147.结果，即使导光体2没有半透射镜，来自入射表面2a的入射光l2的一部分也被平坦部分3和第二表面2c全反射，并射出到外部。
48.具体而言，例如，如图2所示，外部光l1以入射角θ1入射到光学构件1的入射表面2a上，在导光体2中折射而变成入射光l2以第一次到达第一表面2b。入射光l2的以引导角ф到达平坦部分3的一部分在与外部的界面处被全反射，并且被导向第二表面2c而不被发射到外部。已经以引导角ф到达第二表面2c的入射光l2在与外部的界面处再次被全反射，并前往第一表面2b。一部分光在棱镜部分4的射出表面4a发生折射，并以发射角θ2射出到外部；剩余的部分被平坦部分3全反射。另外，如图3所示，例如，来自入射表面2a的入射光l2的一部分第一次到达棱镜部分4的射出表面4a，并以发射角θ2被折射并发射到外部。入射光l2的
被平坦部分3和第二表面2c重复反射而没有到达棱镜部分4的一部分最终到达第三表面2d，并且余辉l4被折射并射出到外部。如上所述，光学构件1配置为使得从第一表面2b的射出和全部内反射在导光体2中重复发生。因此，第一表面2b上的观察区域，即，用户可以视觉识别发射光l3的区域可以增加。
[0049]“入射角θ
1”是指限定在外部光l1关于入射表面2a的入射方向与相对于第一表面2b的平坦部分3的平坦表面的法线方向(以下称为“法线方向”)之间的角度。“引导角ф”形成于入射光l2在平坦部分3上的行进方向与法线方向之间。备选地，“引导角ф”形成于入射光l2在第二表面2c上的行进方向与相对于第二表面2c的法线方向之间。当平坦部分3和第二表面2c平行时，平坦部分3和第二表面2c中的引导角ф具有相同的值，而与反射次数无关。“发射角θ
2”是指发射光l3的行进方向与相对于平坦部分3的平坦表面的法线方向之间所形成的角度，并且当入射表面2a与发射表面4a彼此平行时，与θ1的值相同。引导角ф例如基于入射到导光体2的外部光l1的最大入射角的导光角。如图4所示，外部光l1的最大入射角是指在法线方向与连接位于第一表面2b附近的用户的眼睛和第一表面2b附近的入射表面2a端点的虚拟直线之间形成的角度。因为超过最大入射角的外部光l1包括来自用户能够直接观察的区域而无需通过导光体2的光线，故进行了上述参考。
[0050]
外部光l1入射到导光体2的入射表面2a上。在本实施例中，入射表面2a与第一表面2b相交。入射表面2a相对于法线方向以倾斜角ψ倾斜。即，在本实施例中，入射表面2a处于倾斜状态，从而与平坦表面形成的角度变成锐角。如图2所示，入射表面2a相对于平坦部分的法线方向的倾斜角ψ小于入射光l2相对于平坦部分3和第二表面2c的引导角ф。此时，如果由于折射条件满足ψ《π/2-ф，则入射光l2沿ф变得大于外部光l1的入射角θ1的方向折射，并被引导到比第一表面2b更宽的范围。进一步地，导光体2构造为满足ф》ψ，因为ф是全反射角，正常透明树脂材料的折射率为1.4或更高，并且由于n
·
sinф》1，ф》45.3。
[0051]
来自入射表面2a的入射光l2第一次到达具有平坦部分3和棱镜部分4的导光体2的第一表面2b。在本实施例中，第一表面2b与入射表面2a在棱镜部分4处相交，并且平坦部分3和棱镜部分4朝向第三表面2d交替且重复地布置。具有平坦部分3和棱镜部分4的第一表面2b通过使用例如模具的已知塑料模制方法形成。
[0052]
第二表面2c是与第一表面2b基本平行的光滑表面。第二表面2c用作将由平坦部分3反射的入射光l2向第一表面2b全反射的反射表面。即，第二表面2c是与由下述的平坦部分3形成的第一反射表面成对的第二反射表面。
[0053]
第三表面2d连接第一表面2b和第二表面2c，并且例如是以预定角度倾斜的倾斜表面。被平坦部分3和第二表面2c重复反射并且没有到达棱镜部分4的入射光l2的一部分将作为余辉l4从第三表面2d逃逸到外部。通过执行遮光处理例如在第三表面2d上布置光吸收膜(未图示)，能够防止余辉l4的发射。由此，能够抑制因余辉l4的泄漏而产生的诸如重影的噪音。
[0054]
如图2和图3所示，平坦部分3用作将已经到达平坦部分3的入射光l2通过全内反射朝向第二表面2c反射的反射表面。结果，导光体2能够在内部引导入射光l2，而不需要具有由金属材料或介电材料制成的半透射镜。此外，不会产生因平坦部分3中的入射光l2吸收引起的损失。平坦部分3具有从入射表面2a到第三表面2d沿着平坦表面的导光方向，并且具有在导光方向上的宽度ws，使得入射光l2在第一表面2b上的反射率变为等于或高于预定值。
具体而言，第一表面2b的平坦部分3是入射光l2的反射部分，并且棱镜部分4是用于入射光l2的吸收部分和发射部分。因此，第一表面2b的反射率rw由平坦部分3的比率决定。第一表面2b的反射率rw由公式(2)表示，其中在导光方向上与具有宽度ws的平坦部分3相邻的棱镜部分4的宽度定义为wp。
[0055]
公式(2)：rw＝ws/(wp+ws)
[0056]
优选平坦部分3满足rw≥0.5，即wp/ws≤1。即，平坦部分3具有宽度ws，使得入射光l2在第一表面2b上的反射等于或大于入射光l2在第一表面2b上的发射。在这种情况下，导光体2将超过一半的入射光l2引导到第一表面2b上，并在比第一表面2b宽的范围内对发射光l3进行发射，使得发射光l3的亮度能够得到保证。
[0057]
另外，在导光体2满足公式(1)且引导角ф为全反射角的情况下，第一表面2b的反射率rw仅由平坦部分3与棱镜部分4的宽度之比决定，如公式(2)所示。即，在光学构件1中，导光体2的反射率rw不依赖于入射光l2的角度或波长。因此，发射光l3的调和亮度的变化与使用半透射镜的传统光学构件相比受到了抑制。
[0058]
棱镜部分4与平坦部分3相邻配置，并且具有从平坦部分3向外突出的射出表面4a，以将入射光l2的一部分发射到外部。如图1所示，棱镜部分4具有突出形状，其具有射出表面4a、和面对射出表面4a并与射出表面4a相交的面对表面4b。棱镜部分4彼此相似。
[0059]
棱镜部分4的射出表面4a与入射表面2a基本平行。当射出表面4a与入射表面2a平行时，来自发射表面4a的发射光l3的发射角θ2与入射角θ1相同，使得位于第一表面2b附近的用户由于光学构件1而能够视觉地识别与外部光l1相同的光线。入射表面2a和射出表面4a相互平行的情况包括入射表面2a和射出表面4a由于例如导光体2的加工精度中不可避免的误差而基本平行的情况。本说明书中以下的“基本平行”也是这样的。
[0060]
如图2所示，棱镜部分4的面对表面4b以倾斜角δ相对于法线方向倾斜，并与射出表面4a相交。面对表面4b被光吸收膜5覆盖，并且入射光l2在面对表面4b上的反射和来自第一表面2b的外部光的侵入两者都被抑制。结果，抑制了由发射光l3和来自第一表面2b的外部光之间的重叠引起的诸如重影的噪音的产生。此外，能够抑制由入射光l2在面对表面4b上的无意反射光从发射表面4a发射引起的噪音。光吸收膜5由任意的遮光性树脂材料、金属材料等构成，并通过如印刷或气相沉积的任意工艺形成。
[0061]
面对表面4b的倾斜角δ大于或等于发射光l3的发射角θ2。当入射表面2a和发射表面4a平行时，倾斜角δ大于或等于外部光l1的入射角θ1。结果，发射光l3不被面对表面4b阻挡地发射到外部。另外，优选面对表面4b的倾斜角δ小于平坦部分3中的引导角ф。结果，能够抑制入射光l2进入面对表面4b并与之干涉，并且能够抑制入射光l2在面对表面4b上的无意反射和由反射引起的噪音。
[0062]
当平坦部分3的宽度ws和棱镜部分4的宽度wp都相同时，在反射光线之间形成与棱镜宽度wp对应的间隙。如果间隙与后部部分中的棱镜部分4之间的关系具有周期性变化，则可能产生不均匀的亮度，即莫尔条纹。从抑制这样的莫尔条纹的观点出发，优选ws和wp例如具有以某个值为中心的预定范围内的值，即具有分布。例如，平坦部分3在导光方向上的宽度ws优选位于由下列公式表示的预定范围内，在该公式中，第一表面2b上的平坦部分3的个数为k1，并且平均值wsa是中心值。
[0063][0064]
棱镜部分4在导光方向上的宽度wp优选位于由下列公式表示的预定范围内，在该公式中，第一表面2b上的棱镜部分4的个数为k2，并且平均值wpa为中心值。
[0065][0066]
ws和wp的预定范围例如是中心值的
±
10％。由于ws和wp的值以这种方式分布，因此能够避免平坦部分3中的反射光线间的间隙和随后的棱镜部分4之间的周期性关系，并且能够抑制莫尔条纹的发生。此外，ws和wp可以位于如上所述的距中心值的预定范围内，并且可以适当地改变数值。此外，k1和k2例如是2或更大的自然数。
[0067]
由于发射光l3在第一表面2b上仅从棱镜部分4的发射表面4a以发射角θ2发射，因此到达用户的发射光l3如图4所示具有明暗图案，其具有棱镜部分4的宽度wp和平坦部分3的宽度ws之和的周期。发射光l3在用户观察方向上的节距pe由公式(3)表示。
[0068]
公式(3)：pe＝(wp+ws)cosθ2[0069]
优选将彼此相邻的平坦部分3和棱镜部分4的宽度ws和wp设计为使得发射光l3的节距pe小于2mm。这是因为人在明亮位置的最小瞳孔直径为2mm或更大。当发射光l3的节距pe小于2mm时，由用户视觉识别的发射光l3的量被平均化，并且当用户的视点移动时，明/暗的变化被抑制。
[0070]
平坦部分3和第二表面2c不一定必须完全平行，这取决于希望由用户视觉识别的盲点区域的距离。
[0071]
具体而言，当平坦部分3与第二表面2c平行时，入射光l2的引导角ф是恒定的而与导光体2内的位置无关，从而发射光l3的发射角θ2是恒定的。由于具有相同发射角θ2的发射光l3也进入用户的眼睛，即使用户的视点位置不同，这与来自无穷远的光线进入人眼是相同的。即，在由用户视觉识别的盲点区域位于距离用户预定距离或更远(例如数十米至数百米)时，优选平坦部分3和第二表面2c相互平行。
[0072]
当平坦部分3和第二表面2c中的一个相对于另一个稍微倾斜时，入射光l2的引导角ф根据导光体2中的位置而改变。在这种状态下，由于发射光l3的发射角θ2根据用户的视点位置而变化，它与从低于预定距离例如数米至数十米的有限距离的光线进入人眼时的状态相同。即，当要由用户视觉识别的盲点区域位于距用户小于或等于预定距离的有限距离处时，优选平坦部分3和第二表面2c是不平行的。在这种情况下，彼此面对的平坦部分3与第二表面2c之间的距离随着远离入射表面2a而增加。如果平坦部分3和第二表面2c布置为彼此接近，则发射光l3在彼此远离的方向上发射，并且不能进行双眼融合。
[0073]
根据本实施例，来自入射表面2a的入射光l2第一次到达的第一表面2b具有平坦部分3和棱镜部分4。因此，光学构件1能够引导入射光l2而不存在半透射镜。结果，与具有半透射镜的传统光学构件相比，能够简化制造工艺并且能够降低制造成本。另外，由于导光体2配置为入射光l2通过平坦部分3和与平坦部分3面对的第二表面2c全反射，所以导光体2中的光吸收损失得到抑制。另外，由于入射光l2在第一表面2b上的反射率rw由彼此相邻的平坦部分3的宽度ws与棱镜部分4的宽度wp的比确定，因此反射率rw不依赖于入射光l2的波长
和角度。因此，本实施例的光学构件1能够抑制用户通过第一表面2b视觉识别的外部景象的亮度和调的变化，同时抑制导光体2中的光的损失。
[0074]
(第一实施例的修改)
[0075]
如图5所示，在光学构件1中，棱镜部分4的一部分可以具有连接射出表面4a和面对表面4b的顶侧4c。在这种情况下，光吸收膜5布置成覆盖顶侧4c而不是面对表面4b。
[0076]
在该修改中，除了最靠近入射表面2a的棱镜部分4以外，棱镜部分4具有梯形形状，其具有射出表面4a、面对表面4b和顶侧4c。棱镜部分4在法线方向上从平坦部分3到顶侧4c以相同的高度排列。棱镜部分4使顶侧4c处于与最接近入射表面2a的棱镜部分4的顶点(射出表面4a和面对表面4b之间的交点)相同的高度。在棱镜部分4中，顶侧4c平行于第二表面2c。
[0077]
在棱镜部分4中，即使入射光l2入射到面对表面4b并在面对表面4b上反射，反射光也被引导向顶侧4c并被光吸收膜5屏蔽。
[0078]
具体地，如图6所示，在射出表面4a和面对表面4b彼此相邻地相交的情况下，如果入射光l2入射到面对表面4b，则入射光l2被面对表面4b反射，并且反射光能够从发射表面4a发射。当入射光l2直接到达发射表面4a时，该光作为发射光l
3a
被发射。如果发射光l
3a
与作为面对表面4b上的反射光并从发射表面4a发射的发射光l
3b
重叠，则将产生噪音。即使面对表面4b以倾斜角δ(《引导角ф)倾斜，引导角ф与倾斜角δ之间的差通常大约为10
°
，并难以提供大于10
°
的角度差。此外，如果具有接近90
°
的入射角的入射光l2入射到面对表面4b上，则难以完全抑制界面反射并用光吸收膜5屏蔽反射光。在这种情况下，反射光从射出表面4a逃逸到外部。结果，在射出表面4a和面对表面4b彼此相邻地相交的情况下，可能无法抑制由面对表面4b引起的噪音的产生。
[0079]
相反地，当棱镜部分4具有梯形形状时，由于顶侧4c存在于射出表面4a和面对表面4b之间，所以面对表面4b的倾斜角显著偏离引导角ф。结果，即使入射光l2在面对表面4b上入射并反射，反射光也朝向顶侧4c被引导，且不会到达发射表面4a，因此能够防止由发射光l
3b
引起的噪音。
[0080]
如图7所示，在棱镜部分4中，法线方向与连接点v和点p的虚拟直线vl1之间所形成的角度ε大于发射光l3的发射角θ2。点v为某棱镜部分4的射出表面4a的与平坦部分3相邻的第一端点，并且点p为与所述某棱镜部分4相邻的另一棱镜部分4的顶侧4c的与面对表面4b相邻的第二端点。结果，来自某棱镜部分4的发射光l3不受相邻的棱镜部分4的面对表面4b的阻碍而发射到外部，从而能够抑制来自射出表面4a的发射光l3的损失。
[0081]
该修改还提供了具有与第一实施例相同的效果的光学构件1。此外，由于棱镜部分4具有含有顶侧4c的梯形形状，因此能够获得防止由于入射光l2在棱镜部分4的面对表面4b上的反射而产生噪音的效果。
[0082]
(第二实施例)
[0083]
将参照图8和图9描述第二实施例的光学构件1。在图9中，为了容易理解在光学构件1中被引导的光，示出了外部光l1的一部分、入射光l
21
至l
23
和发射光l
31
至l
33
，并且对光线加阴影线。
[0084]
在本实施例的光学构件1中，如图8所示，第一表面2b具有三个区域2ba、2bb和2bc，并且彼此相邻的平坦部分3与棱镜部分4的宽度之比在区域2ba、2bb和2bc之间不同。在本实
施例中将主要描述与第一实施例不同的该点。
[0085]
在本实施例中，第一表面2b从入射表面2a依次被分成例如第一区域2ba、第二区域2bb和第三区域2bc，并且彼此相邻的平坦部分3和棱镜部分4的宽度比在区域2ba、2bb和2bc之间不同。具体而言，在第一区域2ba中，平坦部分3的宽度为w
s1
，并且棱镜部分4的宽度为w
p1
。在第二区域2bb中，平坦部分3的宽度为w
s2
，并且棱镜部分4的宽度为w
p2
。值w
s1
/w
p1
大于w
s2
/w
p2
。第三区域2bc仅由棱镜部分4构成，并且平坦部分3的宽度相对于棱镜部分4的宽度为零。在第一表面2b中，平坦部分3的宽度与棱镜部分4的宽度之比即ws/wp在远离入射表面2a的区域中较小。
[0086]
换言之，平坦部分3的宽度在靠近入射表面2a的区域中较大，并且在最远离入射表面2a的区域中宽度为零，即不布置平坦部分。棱镜部分4具有相似的形状，并且可以在每个区域中具有相同的宽度和高度，或者可以在每个区域中具有不同的宽度和高度。此外，在区域2ba至2bc中，平坦部分3的宽度ws和棱镜部分4的宽度wp中的每一个都在以恒定值(例如，由公式1或公式2表示的平均值)为中心的预定范围内，如在第一实施例中。结果，能够抑制因平坦部分3和棱镜部分4的周期性结构而引起的莫尔条纹的产生。另外，由于各区域的结构周期不同，因此即使在每个区域中平坦部分3的宽度ws和棱镜部分4的宽度wp为恒定值时，也能够抑制莫尔条纹的产生。
[0087]
这里，将描述由具有不同ws/wp值的多个区域组成的第一表面2b所获得的效果。例如，如图9所示，作为典型示例，外部光l1入射到导光体2上并被平坦部分3反射两次。
[0088]
为了便于说明，将从入射表面2a直到第一次到达平坦部分3的入射光l2的一部分称为“入射光l
21”。将被平坦部分3反射的入射光l
21
的一部分称为“入射光l
22”。将被平坦部分3反射的入射光l
22
的一部分称为“入射光l
23”。将从棱镜部分4发射的入射光l
21
的一部分称为“发射光l
31”。将从棱镜部分4发射的入射光l
22
的一部分称为“发射光l
32”。将从棱镜部分4发射的入射光l
23
的一部分称为“发射光l
33”。
[0089]
如在第一实施例中，当彼此相邻的平坦部分3和棱镜部分4的宽度之比在第一表面2b的整个区域中相同时，反射率rw是恒定的，从而随着反射次数的增加，入射光l2的量以恒定的速率减少。例如，当反射率rw等于0.6且入射光l
21
定义为100％时，入射光l
22
的量为100
×
0.6＝60％，发射光l
31
的量为100-60＝40％。此外，入射光l
23
的量为60
×
0.6＝36％，发射光l
32
的量为60-36＝24％。入射光l
23
的反射部分的量为36
×
0.6＝21.6％，发射光l
33
的量为36-21.6＝14.4％。当值ws/wp如上所述是恒定的时，发射光l3的量随着反射次数的增加而减少，使得远离第一表面2b的入射表面2a的位置看起来更暗。
[0090]
与此相反，根据本实施例，第一表面2b由具有不同ws/wp值的多个区域构成，并且各区域之间反射率rw是不同的。例如，第一表面2b构造为，第一区域2ba的反射率rw为2/3，第二区域2bb的反射率rw为1/2，并且第三区域2bc的反射率rw为0。在这种情况下，当入射光l
21
定义为100％时，入射光l
22
为100
×
2/3≈67％，并且发射光l
31
为100-67≈33％。另外，入射光l
23
为67
×
1/2≈34％，并且发射光l
32
为67-34≈33％。入射光l
23
全部在第三区域2bc发射，从而发射光l
33
约为33％。这样，当第一表面2b由具有不同ws/wp值、即不同反射率rws的多个区域构成时，能够使发射光l
31
至l
33
的量平均化，以便具有相同量的光。因此，能够减少由于用户的视点位置引起的亮度不均匀。
[0091]
第一表面2b不限于由三个区域2ba至2bc构成，也可以由两个或四个以上的多个区
域构成。例如，当入射光l2在第二表面2c上的最大反射次数为m次(m：大于或等于1的自然数)时，第一表面2b由(m+1)个区域组成。在这种情况下，ws/wp值从与入射表面2a相邻的第一区域到(m+1)区域变小，并且在(m+1)区域中将是零。例如，当第一表面2b由四个区域组成时，第一区域中的反射率rw为3/4，第二区域中的反射率rw为2/3，第三区域中的反射率rw为1/2，并且第四区域中的反射率rw为0。那么，当第一表面2b被分成四个区域时，第一区域中的发射光l3的光强度为100
×
(1-3/4)＝25％，第二区域中的发射光l3的光强度为75
×
(1-2/3)＝25％，第三区域中的发射光l3的光强度为50
×
(1-1/2)＝25％，并且第四区域中的发射光l3的光强度为剩余的25％。如上所述，当第一表面2b由(m+1)个区域组成时，第k个区域的wsk/(wpk+wsk)由wsk/(wpk+wsk)＝(m+1-k)/(m+2-k)表示，使得发光l3的量在区域之间变得均匀。注意，k为1以上且等于或小于m的整数，并且(m+1)区域中的反射率为0。
[0092]
根据本实施例，除了与第一实施例相同的效果以外，第一表面2b上的发射光的量被平均化，并且光学构件1具有确保亮度的效果。
[0093]
(第二实施例的修改)
[0094]
如图10所示，除了最靠近入射表面2a的棱镜部分4和在第三区域2bc中最远离入射表面2a的棱镜部分4之外，第二实施例的棱镜部分4可以是具有顶侧4c的梯形形状。梯形棱镜部分4在射出表面4a和面对表面4b之间具有顶侧4c，并且顶侧4c利用光吸收膜5覆盖，与第一实施例的修改中一样。此外，顶侧4c可以平行于第二表面2c，并且处于与不具有顶侧4c的另一个棱镜部分4的顶点相同的高度。结果，梯形棱镜部分4抑制了由于入射光l2在面对表面4b上的反射而产生的噪音。在棱镜部分4彼此相邻的区域中，难以在棱镜部分4上形成足够宽的顶侧4c，从而只有与平坦部分3相邻的棱镜部分4具有带顶侧4c的梯形形状。
[0095]
根据该修改，光学构件1具有与第二实施例相同的效果，并且还具有抑制在具有梯形棱镜部分4的区域中产生噪音的效果。
[0096]
(第三实施例)
[0097]
将参照图11至图16描述第三实施例的光学构件1。在图13和图14中，为了容易理解在光学构件1中被引导的光，对外部光l1、入射光l2、发射光l3进行阴影线表示。
[0098]
在本实施例的光学构件1中，如图11所示，与第一实施例不同，导光体2具有位于入射表面2a与第二表面2c之间的第四表面6，并且第四表面6从第二表面2c突出。在本实施例中将主要描述该不同点。
[0099]
在本实施例中，导光体2具有连接入射表面2a和第二表面2c的第四表面6，并且第四表面6具有从第二表面2c向外突出的形状。高度to是第二表面2c与平坦部分3之间在平坦部分的法线方向上的距离。高度td是入射表面2a的与第四表面6相邻的端部与平坦部分3之间在法线方向上的距离。导光体2构造为满足td＞to的关系。
[0100]
在本实施例中，如图12所示，由于第四表面6，导光体2的入射表面2a的面积比上述实施例增加。因此，由于来自入射表面2a的入射光l2第一次到达第一表面2b的面积增加，所以导光体2能够引导更多的光。因此，不会出现被引导的光线之间的间隙。
[0101]
将参考图13描述“光线之间的间隙”。如果导光体2不具有第四表面6，并且入射表面2a与第二表面2c彼此相邻地相交，例如，如图13所示，则发射光l3以跨过平坦部分3和棱镜部分4分开的状态被发射。通过平坦部分3和棱镜部分4的发射光l3之间的大间隙gap1是“光线之间的间隙”，在此被引导的外部光l1不能被用户视觉识别。即，如果被引导的光之间
存在间隙，则不能确保第一表面2b上的外部光l1的连续性，即，对用户显示的连续性。
[0102]
与此相反，在本实施例的光学构件1中，导光体2具有第四表面6，并且入射表面2a的高度td大于第二表面2c的高度to。结果，如图14所示，入射光l2到达第一表面2b的宽面积，并且被平坦部分3反射。因此，入射光l2第一次到达的第二表面2c的面积也增大。因此，在入射光l2第一次到达的第一表面2b区域与入射光l2在被平坦部分3和第二表面2c反射后再次到达的第一表面2b区域之间将不存在间隙。结果，如图14所示，发射光l3从第一表面2b的所有棱镜部分4发射，并且在光线之间不产生间隙。因此，根据本实施例的光学构件1，不会产生光线之间的间隙，并确保显示连续性。
[0103]
第四表面6覆盖有光吸收膜5，以便抑制由于外部光的无意侵入和界面反射而产生诸如重影图像的噪音。具体而言，当角度小于入射角θ1的光线入射到入射表面2a时，光线的一部分到达第四表面6。光吸收膜5以该方式吸收到达第四表面6的光使得限制无意的光诸如在与第二表面2c不同的部分反射的光被引导向第一表面2b。因此，能够限制诸如重影图像的噪音的产生。
[0104]
如图11所示，第四表面6是线性连接入射表面2a的端部和第二表面2c的端部的倾斜表面。第四表面6设计成使得相对于法线方向的倾斜角ξ在来自入射表面2a的入射光l2的引导中不产生“光线间隙”。
[0105]
具体地，如图15所示，当第四表面6的倾斜角ξ大于入射光l2的引导角ф时，可能出现光线之间的间隙。
[0106]
以下，为了便于说明，将入射表面2a的与第二表面2c相邻的端部称为“第一端部2aa”，并将从第一端部2aa附近入射的入射光的一部分称为为“入射光l
2a”。另外，将第二表面2c的与入射表面2a相邻的端部称为“第二端部2ca”，并将在第二端部2ca附近被反射的入射光的一部分称为“入射光l
2b”。
[0107]
当第四表面6的倾斜角ξ大于引导角ф时，入射光l
2a
通过远离第二端2ca的位置，并且入射光l
2a
与在第二端部2ca附近被反射的入射光l
2b
之间存在间隙。入射光l
2a
和入射光l
2b
之间的间隙是“光线之间的间隙”。当产生光线之间的间隙时，入射光l2可能不会到达第一表面2b上的棱镜部分4的一部分。在这种情况下，光线之间产生间隙，并且无法保证显示的连续性。
[0108]
因此，第四表面6构造为满足倾斜角ξ小于引导角ф。在这种情况下，如图16所示，入射光l
2a
在第二端部2ca附近通过，并且在入射光l
2a
与入射光l
2b
之间不存在间隙。结果，导光体2不具有光线之间的间隙，即被引导的光之间的间隙，并且光学构件1能够保证第一表面2b上的显示连续性。
[0109]
此外，在第四表面6中，在外部光l1的入射角θ1具有变化θ1±
δθ1并且入射光l2的引导角ф具有变化ф
±
δф的情况下，当满足倾斜角ξ《ф-δф，则能够在θ1±
δθ1的范围内抑制产生光线之间的间隙。
[0110]
上述中，第四表面6为倾斜表面，并且作为典型示例倾斜角ξ小于引导角ф，但第四表面6不限于所述一个倾斜表面，也可以具有多个表面或曲面。例如，如图17所示，第四表面6可以具有含有两个表面的矩形形状。当第四表面6具有一个倾斜表面以外的结构时，在从第一端部2aa附近入射的入射光l2通过第二端部2ca附近的同时，外形不受到特别的限制。具体地，如图16和17所示，倾斜角ξ由连接第一端部2aa与第二端部2ca的虚拟直线vl2和法
线方向形成。因此，第四表面6可以在满足ξ《ф的同时具有任意形状，但从第一端部2aa到第二端部2ca的区域利用光吸收膜5覆盖。
[0111]
入射表面2a优选具有小于π/2-θ1的倾斜角ψ。当折射外部光l1的入射表面2a满足ψ《π/2-θ1时，折射后的入射光l2的引导角ф变得大于外部光l1的入射角θ1。结果，与导光角假设为θ1的情形相比，导光体2构造为使得入射光l2的初始到达宽度较宽，同时导光宽度，即第二表面2c的高度to能够被限制。
[0112]
根据本实施例，除了具有与第一实施例相同的效果以外，光学构件1还具有被引导的光之间不产生间隙和能够保证第一表面2b上的显示连续性的效果。
[0113]
(第三实施例的修改)
[0114]
如图18所示，在第三实施例的光学构件1中，第一表面2b具有仅由棱镜部分4构成的棱镜区域2bp。另外，第三表面2d是与最靠近第三表面2d的棱镜部分4的射出表面4a连续的倾斜表面。换言之，第三表面2d是导光体2的端表面，并且与射出表面4a一起与入射表面2a平行。
[0115]
如图19所示，导光体2具有在导光方向上的宽度la，并且从与入射表面2a相邻的端部到棱镜区域2bp的第一表面2b具有在导光方向上的宽度lb。导光体2构造为满足公式(4)和公式(5)。
[0116]
公式(4)：la＝(2n-1)
×
to
×
tanф
[0117]
公式(5)：lb＝2n
×
to
×
tanф
[0118]
公式(4)和公式(5)中的n为正整数。当导光体2满足公式(4)和公式(5)时，由于在第一表面2b上重复反射而到达第二表面2c的入射光l2的端部(图19中的l
22
)与作为第三表面2d的上端的端表面重合。结果，只有被第二表面2c反射的光线入射到第三表面2d上，而被第一表面2b反射的光线不入射到第三表面2d上。即，来自第三表面2d的发射光仅朝向第一表面2b发射，但不朝向第二表面2c发射。因此，导光体2能够无浪费地在用户的观察方向上发射被引导的光。
[0119]
此外，除了满足公式(4)和公式(5)之外，还通过将第一表面2b的超过la的部分设置为棱镜区域2bp，已经到达棱镜区域2bp的所有入射光l2能够在用户的观看方向上发射。即，在超过la的区域中的棱镜部分4的数量能够被最小化，并且导光体2在导光方向上的长度能够被减小。
[0120]
值la可以在由(2n-1)
×
to
×
tanф表示的值的
±
10％的范围内。此外，lb可以在由2n
×
to
×
tanф表示的值的
±
10％的范围内。这是因为根据入射光的角度可能发生大约10％的偏差。当la和lb中的每一个位于上述范围内时，期待使引导光的损失最小化的效果。
[0121]
根据本修改，除了具有第三实施例的效果以外，光学构件1还具有抑制引导光的损失的效果。此外，在光学构件1中，导光体2在导光方向上的长度被最小化。
[0122]
(第四实施例)
[0123]
将参照图20至图23描述第四实施例的光学构件1。在图22和图23中，外部光l1和入射光l2用阴影表示。入射到导光体2的外部光l1的一部分和未入射到导光体2的外部光l1的一部分用不同的阴影表示。
[0124]
如图20所示，本实施例的光学构件1具有由多个第二棱镜部分7构成的入射部分8。入射部分8是连接导光体2的第一表面2b和第二表面2c的外表面，并且与第三表面2d相反。
在本实施例中将主要描述与第一实施例不同的该点。
[0125]
在本实施例中，导光体2具有作为位于第一表面2b与第二表面2c之间且位于第三表面2d相反侧的区域的入射部分8。入射部分8由第二棱镜部分7构成，而第一表面2b上的棱镜部分4被称为“第一棱镜部分”。
[0126]
第二棱镜部分7成形为具有与入射表面2a对应的第一表面7a和与第一表面7a相邻地相交的第二表面7b。第二棱镜部分7彼此相邻并且沿着连接第一表面2b和第二表面2c的方向平行布置。
[0127]
以下，为了便于说明，将连接第一表面2b和第二表面2c的方向称为“棱镜布置方向”。第二棱镜部分7在棱镜布置方向上布置。
[0128]
如图21所示，第二棱镜部分7具有在棱镜布置方向和平坦部分的法线方向之间形成的角度ω，并且角度ω小于或等于引导角ф。
[0129]
在第二棱镜部分7中，第一表面7a基本平行于第一表面2b的射出表面4a。如图21所示，第一表面7a具有与法线方向形成的角度ψ，并且该角度ψ例如在各实施例中设定为与入射表面2a的倾斜角度相同的角度。
[0130]
在第二棱镜部分7中，角度σ形成在第二表面7b的平面与法线方向之间。角度σ大于或等于外部光l1的入射角θ1且小于或等于入射光l2的引导角ф。即，优选满足θ1≤σ≤ф，以便限制从第一表面7a入射的光线之间形成间隙。
[0131]
具体而言，当σ《θ1时，如图22所示，从第二棱镜部分7的第一表面7a入射的外部光l1的光线到达第二棱镜部分7的顶点与谷之间的位置，并逃逸到外部。此外，由于外部光l1的一部分被相邻的第二棱镜部分7阻挡，所以除了在第二棱镜部分7中位于最邻近第一表面2b的第二棱镜部分7之外，外部光l1不到达第一表面7a的整个区域。结果，在来自某个第二棱镜部分7的第一表面7a的入射光l
2a
和来自与该某个第二棱镜部分7相邻的第二棱镜部分7的第一表面7a的入射光l2b之间产生间隙。在这种情况下，由于在来自第一表面7a的入射光中产生间隙并且周期性光线到达第一表面2b，因此可能导致莫尔条纹。
[0132]
当满足θ1≤σ≤ф时，如图23所示，外部光l1的一部分从某个第二棱镜部分7的第一表面7a入射，并到达第二棱镜部分7的顶点与谷之间，以便逃逸到外部。然而，当满足θ1≤σ≤ф时，与满足σ《θ1的情况相比，逃逸到外部的光的比例更小。另外，外部光l1不被相邻的第二棱镜部分7遮挡而到达第二棱镜部分7的第一表面7a的整个区域。结果，来自某个第二棱镜部分7的入射光l2a和来自相邻的第二棱镜部分7的入射光l
2b
之间不形成间隙，并且能够抑制莫尔条纹的发生。
[0133]
如图23所示，当第二棱镜部分7在法线方向的高度为h且满足ω＝ф时，入射部分8在法线方向的最大高度为to+h。
[0134]
根据本实施例，光学构件1具有与第一实施例相同的效果。
[0135]
(第五实施例)
[0136]
第五实施例的光学构件1将参照图24至图27进行描述。在图25至图27中，为了容易理解在光学构件1中被引导的光，对外部光l1的一部分、入射光l2、发射光l3进行显示并用阴影表示。
[0137]
在本实施例的光学构件1中，如图24所示，导光体2具有与第二表面2c相邻的入射部分8。入射部分8和第二表面2c两者与第一表面2b相反地布置。本实施例与第一实施例的
不同点在于，导光体2具有连接入射部分8与第一表面2b的第五表面2e。在本实施例中将主要描述该不同点。
[0138]
在本实施例中，导光体2具有入射部分8，并且棱镜布置方向是沿着由第二表面2c形成的表面。第五表面2e限定在入射部分8与第一表面2b之间。与第四实施例相同，入射部分8由彼此相邻且平行布置的第二棱镜部分7构成。此外，在第二棱镜部分7中，第一表面7a与第一表面2b上的射出表面4a基本平行。
[0139]
在本实施例中，入射部分8具有其中第二棱镜部分7的谷位于由第二表面2c形成的平面上的构造。即，在入射部分8中，由第二棱镜部分7的谷形成的虚拟平面与平坦部分3平行地布置。结果，从入射部分8第一次到达第一表面2b的光线的光路长度都相同，与入射部分8的位置无关。因此，由用户通过发射光l3视觉识别的外部景象的失真被最小化。当从入射部分8入射的入射光l2被平坦部分3反射并到达第二表面2c时，光路的长度是恒定的。当被第二表面2c反射的入射光l2到达第一表面2b时，光路的长度是恒定的。
[0140]
入射部分8具有在导光方向上的宽度wi，并且从在抑制光损失的同时使第一表面2b上的光线之间的间隙最小化的观点出发，优选宽度wi满足公式(6)。
[0141]
公式(6)：wi＝2to
×
tanф
[0142]
当wi《2to
×
tanф时，如图25所示，入射光l2从入射部分8第一次到达的第一表面2b的面积变得较小。结果，在第一次到达第一表面2b的发射光l3与在被平坦部分3和第二表面2c反射一次之后到达第一表面2b的发射光l3之间产生间隙gap2。
[0143]
当wi》2to
×
tanф时，如图26所示，入射光l2从入射部分8第一次到达的第一表面2b的面积变大。因此，在被引导的光线之间没有间隙。然而，由于反射光到达的第二表面2c的面积变得较大，所以第一次被第一表面2b反射的光的一部分到达入射部分8。由于入射部分8不具有朝向第一表面2b的反射表面，当来自第一表面2b的入射光l2到达入射部分8时，该光透射到外部。因此，当wi＞2to
×
tanф时，由于光线的一部分从入射部分8逃逸到外部，所以会发生光线损失。
[0144]
当wi＝2to
×
tanф时，如图27所示，在导光体2中，入射光l2从入射部分8第一次到达的第一表面2b的面积变大，同时反射光仅到达第二表面2c。结果，在被平坦部分3和棱镜部分4分开的同时，从第一表面2b发射的发射光l3之间不产生间隙。由此，抑制了来自入射部分8的光的损失。由于根据入射光的角度能够出现大约10％的偏差，因此如果wi在2to
×
tanф表示的值的
±
10％范围内，则能够减少光的损失，并且能够减小间隙产生的影响。
[0145]
根据本实施例，光学构件1具有与第一实施例相同的效果。另外，入射部分8与第一表面2b是相互基本平行的，并且导光体2内的光路的长度是恒定的，而与入射部分8的位置无关。因此，光学构件1不受导光体2的布置影响。例如，即使导光体2围绕法线方向以外的方向旋转，水平入射到入射部分8的光线也从第一表面2b水平发射。因此，光学构件1不受诸如导光体2的安装姿势等布置的影响。
[0146]
(其他实施例)
[0147]
尽管已经根据实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于这样的实施例或结构。本公开还包括各种修改和在等同范围内的修改。此外，各种组合和模式，以及进一步地，仅包括这些中的一个要素、或其之上或之下的其他组合和模式也包括在本公开的范围或概念范围内。
[0148]
在第三至第五实施例中，棱镜部分4的沿着第一表面2b的一部分可以具有限定顶侧4c的梯形形状。此外，在第四和第五实施例中，第一表面2b可以具有多个区域，其中平坦部分3的宽度ws与棱镜部分4的宽度wp的比是不同的。如上所述，光学构件1不限于每个实施例及其修改，并且可以自由地组合，除非其明显不兼容。

技术特征：

1.一种光学构件，包括：导光体，其具有外部光入射到其上的入射表面；第一表面，其具有多个平坦部分和多个棱镜部分，从所述入射表面入射的入射光第一次到达所述第一表面，以及第二表面，其与所述多个平坦部分相反地布置，其中所述多个平坦部分是第一反射表面，以将所述入射光朝向所述第二表面全反射，所述第二表面是第二反射表面，以将由所述平坦部分反射的反射光朝向所述第一表面全反射，以及所述多个棱镜部分具有射出表面，以将所述入射光的一部分或由所述第二表面反射的光的一部分发射到外部。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中将所述入射光相对于由所述多个平坦部分形成的平坦表面的入射角和由所述平坦部分反射的光相对于所述第二表面的入射角定义为ф，将所述导光体的折射率定义为n1，将与所述导光体接触的介质的折射率定义为n2，以及所述导光体满足sinф>n2/n1的关系。3.根据权利要求2所述的光学元件，其中将所述外部光在所述入射表面上的入射方向与相对于所述平坦部分的法线方向之间的角度定义为θ1，将所述入射表面与所述法线方向之间的角度定义为ψ，以及所述导光体满足ф>θ1和π/2-ф>ψ的关系。4.根据权利要求1所述的光学元件，其中布置在所述第一表面上的所述多个棱镜部分为第一棱镜部分，所述导光体具有入射部分，所述入射部分具有多个第二棱镜部分，以及所述入射表面是所述多个第二棱镜部分中的每一个的外表面，并且与所述第一棱镜部分的所述射出表面平行。5.根据权利要求4所述的光学构件，其中，所述入射部分布置在由所述第二表面形成的平面上。6.根据权利要求1所述的光学元件，其中相对于由所述平坦部分形成的平坦表面定义法线方向，将所述入射表面的与所述第一表面相反的端点定义为第一端部，将所述第一端部与所述平坦表面之间在所述法线方向上的距离定义为高度td，将所述平坦部分与所述第二表面之间在所述法线方向上的距离定义为高度to，所述入射表面满足td>to的关系，将所述第二表面的与所述入射表面相邻的端点定义为第二端部，将所述法线方向与连接所述第一端部和所述第二端部的虚拟直线之间形成的角度定义为ξ，将所述入射光相对于所述平坦表面的入射角定义为ф，以及所述导光体满足ξ<ф的关系。
7.根据权利要求6所述的光学构件，其中，所述导光体在从所述第一端部到所述第二端部的区域内被光吸收膜覆盖。8.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述第一表面具有多个区域，彼此相邻的所述棱镜部分和所述平坦部分的宽度之比在所述多个区域之间是不同的，以及随着所述多个区域定位得越远离所述入射表面，所述平坦部分的宽度与所述棱镜部分的宽度之比越小。9.根据权利要求8所述的光学元件，其中将所述多个区域的数量定义为m+1(m：1或更大的自然数)，在所述多个区域中从所述入射表面起的第k(1≤k≤m)个区域中，将所述棱镜部分的宽度定义为wpk，并且将所述平坦部分的宽度定义为wsk，以及所述第k个区域满足wsk/(wpk+wsk)＝(m+1-k)/(m+2-k)的关系。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学构件，其中，所述多个平坦部分平行于所述第二表面。11.根据权利要求1至9中任一项所述的光学构件，其中，所述射出表面平行于所述入射表面。12.根据权利要求1至9中任一项所述的光学构件，其中将所述棱镜部分的宽度定义为wp，并且将与所述棱镜部分相邻的所述平坦部分的宽度定义为ws，将所述外部光在所述入射表面上的入射方向与相对于由所述平坦部分形成的平坦表面的法线方向之间形成的角度定义为θ1，以及所述第一表面满足pf(wp+ws)cosθ1<2mm的关系。13.根据权利要求1至9中任一项所述的光学构件，其中所述棱镜部分具有面对所述射出表面的面对表面，将所述面对表面和相对于由所述平坦部分形成的平坦表面的法线方向之间形成的角度定义为δ，将从所述射出表面向外发射的发射光与所述法线方向之间形成的角度定义为θ2，以及所述面对表面满足δ≥θ2的关系。14.根据权利要求1至9中任一项所述的光学构件，其中，所述棱镜部分的至少一部分具有梯形形状，所述梯形形状具有与所述射出表面相邻的顶侧。15.根据权利要求14所述的光学元件，其中所述棱镜部分中的每一个具有带顶侧的梯形形状，所述棱镜部分中的一个具有第一端点，所述第一端点是所述射出表面的与所述平坦部分相邻的端点，与所述棱镜部分中的所述一个相邻的另一个棱镜部分具有第二端点，所述第二端点是所述顶侧的与所述射出表面相反的端点，由连接所述第一端点和所述第二端点的虚拟直线与相对于由所述平坦部分形成的平坦表面的法线方向形成角度ε，由从发射表面向外发射的发射光与所述法线方向形成角θ2，以及
具有所述梯形形状的所述棱镜部分满足ε>θ2的关系。

技术总结

一种光学构件包括导光体(2)。导光体具有：外部光入射到其上的入射表面(2a、7a)；具有平坦部分(3)和棱镜部分(4)的第一表面(2b)，入射到入射表面上的入射光第一次到达所述第一表面；以及与平坦部分相反地布置的第二表面(2c)。平坦部分将入射光朝向第二表面全反射。第二表面将由平坦部分反射的反射光朝向第一表面全反射。棱镜部分具有将入射光发射到外部的射出表面(4a)。的射出表面(4a)。的射出表面(4a)。

技术研发人员：

安藤浩 石原和幸 辻真俊

受保护的技术使用者：

丰田自动车株式会社 未来瞻科技株式会社

技术研发日：

2022.08.17

技术公布日：

2023/2/20