CN110220162A - 光学元件、照明模组、信号照明复用模组、车灯、汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车灯光学元件，包括至少一个与一组光源一一对应设置的入光面，以及沿出光方向设置于入光面前方的出光面；所述车灯光学元件是车灯对于光线调节的最终光学元件；所述入光面设有聚光结构。本发明体积较小，结构简单，成本较低，集成度高，车灯造型适应性好，信号灯和照明灯复用的车灯模组的发明构思是在上述车灯光学元件的基础上，将信号灯光源和照明光源共同对应一个车灯光学元件进行设置，实现信号灯和照明灯的复用；基于车灯光学元件能够同时解决信号灯和照明灯的照明需求。

Description

光学元件、照明模组、信号照明复用模组、车灯、汽车

技术领域

本发明涉及一种车灯，具体来说，同时涉及一种车灯光学元件、车灯照明模组、信号灯和照明灯复用的车灯模组、车灯、汽车。

背景技术

车灯的造型越来越小，尤其是有窄长的发展趋势，这就使得车灯的结构更加紧凑，相应地车灯照明模组必须适应这种发展趋势，使其结构得以简化，体积也变得小巧。另外，现有车灯中设置有信号灯和照明灯各种用途的车灯模组，在紧凑的车灯空间内，很难布置得下各种用途的车灯模组。

本技术领域亟待相应的技术方案用于解决现有车灯模组不够小巧、集成度低以及造型适应性差的问题。

参考中国专利文献：文献号CN106439672B，公开日2019年1月15日。

发明内容

本发明的目的是提供一种车灯光学元件，光学元件的体积小巧、紧凑，可以适应很多空间紧凑、造型多样的车灯；简化了光学系统。

本发明采取以下技术方案：

一种车灯光学元件，设置于一组光源的前方，包括至少一个与所述光源一一对应设置的入光面，以及沿出光方向设置于所述入光面前方的出光面；所述车灯光学元件是车灯对于光线调节的最终光学元件；所述入光面设有聚光结构。

优选的，所述车灯光学元件与光源之间不设置其他光学元件。

优选的，各个所述入光面和出光面一体设置；或者，所述车灯光学元件分为若干独立的单元个体，每个单元个体具有至少一个所述入光面以及出光面，然后组合使用。

优选的，所述出光面为一连续曲面。

优选的，所述入光面具有多个，呈一字型左右方向排开，多个入光面共用一个出光面。

进一步的，出光面是不具有段差的连续、顺滑前凸曲面；或者，出光面是具有段差的曲面；入光面为中间向后凸的曲面；单个入光面和与其对应的出光面部分构成一凸透镜；该凸透镜将能够设置于其焦点位置的光源发出的光线进行收集、准直后射向前方。

进一步的，所述聚光结构为开设在车灯光学元件后部的一盲孔，盲孔外围轮廓呈沿出光方向逐渐增大的聚光杯结构，所述盲孔能够接收光源射出的光线。

进一步的，所述聚光结构为一实心杯体，所述聚光结构的后端面为平面，所述光源射出的光线经所述聚光结构的后端面射入所述聚光结构。

更进一步的，所述各个入光面沿假想的弧线方向进行排布。

更进一步的，在部分入光面和出光面之间设置截止线结构，所述截止线结构为设置于所述车灯光学元件底部中间位置的凹槽，所述凹槽顶部为截止线形状，用于对光形进行截止，以使形成的光形具有截止线边界，用于形成照明灯其中之一的近光。

优选的，所述车灯光学元件不设置截止线结构，用于远光或Matrix矩阵光形。

一种车灯照明模组，采用上述任意一所述的车灯光学元件，以及和所述车灯光学元件的入光面一一对应设置的光源。

优选的，所述光源为LED光源。

优选的，所述车灯照明模组出光面的上下尺寸为5-25mm，长度根据所述入光面的个数而不同。

一种信号灯和照明灯复用的车灯模组，采用上述的车灯光学元件，包括至少一个信号灯光源、至少一个上述车灯光学元件以及和所述车灯光学元件的入光面一一对应设置的照明灯光源。

优选的，所述信号灯是日间行车灯DRL、转向灯和位置灯中的一种或几种，所述照明灯是近光和/或远光灯。

优选的，所述信号灯光源为低功率LED光源，照明灯光源为中、高功率LED光源。

优选的，所述信号灯光源设置于所述车灯光学元件的两端，面向所述车灯光学元件的侧面进行设置，发出的光线在所述车灯光学元件内沿左右横向进行传播，可用于日间行车灯和位置灯等功能。

进一步的，所述车灯光学元件对应所述信号灯光源的位置设置有柱状入光部，所述入光部的入光面为平面。

进一步的，所述信号灯光源和上述照明灯光源靠近进行设置，二者距离不超过入光面在前后方向上的正投影轮廓；即：所述信号灯光源和照明灯光源均设置于所述入光面后方，使所述信号灯光源和照明灯光源共用所述入光面；信号灯功能时，信号灯光源点亮、照明灯光源关闭，照明灯功能时，信号灯光源关闭、照明灯光源点亮。

一种车灯，包括上述至少一个车灯照明模组和/或信号灯和照明灯复用的车灯模组。

优选的，所述车灯在局部设置有上述车灯照明模组/信号灯和照明灯复用的车灯模组,或者是，整体大部分设置为上述车灯照明模组/信号灯和照明灯复用的车灯模组。

一种汽车，包括上述任意一车灯。

本发明的有益效果在于：

1)体积较小，因为车灯光学元件结构紧凑、车灯照明模组的光源和车灯光学元件之间的设置也很紧凑，空间利用率高，体积较小；

2)结构简单，零件构成上，光学元件只具有光源和本发明的光学元件，结构设置简单，能够使得车灯模组、车灯的结构简化；

3)成本较低，这是因为零件和结构简单、数量较少等原因，使得制造和工艺成本都较低；

4)集成度高，一是因为将多个入光面和一个共用的出光面集成为一体的透明结构，二是因为集成了信号灯和照明的光学元件结构；

5)车灯造型适应性好，因为车灯模组的整体尺寸小、结构紧凑，适用于较异型的车灯造型设计，尤其是狭窄型车灯造型。

6)信号灯和照明灯复用的车灯模组的发明构思是在上述车灯光学元件的基础上，将信号灯光源和照明光源共同对应一个车灯光学元件进行设置，实现信号灯和照明灯的复用；基于车灯光学元件能够同时解决信号灯和照明灯的照明需求。

附图说明

图1是本发明车灯光学元件的立体结构图之一；

图2是本发明车灯光学元件的立体结构图之二；

图3是双凸透镜的示意图；

图4是聚光结构之一结构示意图；

图5是聚光结构之二结构示意图；

图6是本发明车灯光学元件入光面的另一种排布示意图；

图7是设置有截止线的车灯光学元件立体结构图之一；

图8是设置有截止线的车灯光学元件立体结构图之二；

图9是本发明车灯照明模组的立体结构图；

图10是本发明车灯照明模组的光线走向示意图；

图11是本发明信号灯和照明灯复用的车灯模组立体结构图；

图12是本发明另一信号灯和照明灯复用的车灯模组立体结构图；

图13是本发明又一信号灯和照明灯复用的车灯模组立体结构图；

图14是本发明车灯的示意图；

图15是本发明另一车灯的示意图。

其中，1、1′.车灯光学元件，101.入光面，102.出光面，103.截止线结构，104.凹槽，105.盲孔，201.照明灯光源，202.信号灯光源，203.柱状入光部，3、3′.灯体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一：车灯光学元件

参见图1-2，一种车灯光学元件1，包括至少一个和光源一一对应设置的入光面101以及沿出光方向设置于入光面101前方的出光面102。车灯光学元件1是车灯对于光线调节的最终光学元件，入光面101设有聚光结构。所述车灯光学元件1与光源之间不设置其他光学元件。由此可见，本发明的方案不需要设置独立的光导和透镜，节约了空间。需要说明的是，车灯对于光线调节的最终光学元件是指除车灯外配光镜以外的光学元件，车灯外配光镜是车灯的常规配置。

各个入光面101和出光面102一体设置。不是一体设置也可以，例如，车灯光学元件1分为若干独立的单元个体，每个单元个体具有一个或多个入光面以及出光面，然后组合使用。附图中未对此展示。

出光面102设置为连续曲面。

如图1和2所示，入光面101为5个，且呈“一”字型左右方向排开，实现横条形窄长的造型，其中出光面102是不具有段差的连续、顺滑前凸曲面，5个入光面101共用一个出光面102，当然，本领域技术人员也可以根据需要将出光面102设计为具有段差的曲面(附图未对此展示)，另外，图中的5个入光面101设置为中间向后凸出的曲面，上述出光面102向前凸出的曲面和入光面101向后凸出的曲面相当于构成5个双凸透镜，如图3所示，是双凸透镜的入光面101和出光面102的结构示意图，双凸透镜能够将设置于其焦点位置的光源发出的光线进行收集、准直后射向前方。

作为可选的方案，如图4所示，所述聚光结构为开设在车灯光学元件后部的一盲孔105，盲孔105外围轮廓呈沿出光方向逐渐增大的聚光杯结构，盲孔105能够接收光源射出的光线。(附图未展示光源)。

将光源发出的光线进行收集导入车灯光学元件，作为等同方案，如图5所示，所述聚光结构为一实心杯体，所述聚光结构的后端面为平面，所述光源射出的光线经所述聚光结构的后端面射入所述聚光结构，也能达到相应的效果。聚光结构可以按照参考文件CN106439672B进行理解，同时该参考文件还可以作为背景技术进行理解，即现有的车灯照明模组一般都是如参考文件中所描述的设置有光源、一级光学元件(聚光器或反射镜)和二级光学元件(透镜)，使得车灯模组的整体体积较大、不具有丰富的出光面造型。

作为可选的方案，如图6所示，各个入光面101的排布形式非“一”字型排开，这样能够增加各个入光部分的光形可调配性，即可根据各个部分的光形需要进行入光面101的位置调整，如图6所示，示意出一种入光面101沿假想弧线方向进行排布。

作为可选的方案，在上述至少一个入光面101和出光面102之间设置有截止线结构103，如图7和8所示，在中间的3个入光面101和出光面102之间设置有近光截止线结构103，其结构为设置于车灯光学元件底部中间位置的凹槽104，凹槽104顶部为截止线形状，用于对光形进行截止，以使形成的光形具有截止线边界，用于形成照明灯其中之一的近光。

截止线是本技术领域的术语，一般指近光截止线，是近光光形的上边界线，截止线的形状根据不同国家、地区和汽车制造企业的不同标准进行设置，以中国GB为例，近光截止线以纵向0度V轴为界，具有左侧低、右侧高的边界形状，两侧拐点位于V轴上，左侧低的一边向右侧高的一边过渡是通过由左向右具有一定角度的斜向上的斜线实现，该斜线和水平方向的角度一般设置为15°、30°和45°不等。

作为可选的方案，不设置有截止线的车灯光学元件可以用于远光或Matrix矩阵光形。以图示的5个入光面为例，作为Matrix矩阵光形照明用时，能够形成5个照明区域。Matrix矩阵光形是指远光光形被划分为多个光形区域，能够根据车辆所处环境变换光形，避免其他道路使用者的炫目，同时改善本车驾驶员的视觉体验，提高驾驶安全性，比如，在前方无其他道路使用者时，Matrix光形的全部区域照亮，当前方出现对向来车时，Matrix矩阵光形动态关闭对向来车对应的区域，实现局部变暗，其余区域点亮的光形，从避免对向驾驶员炫目，而提高驾驶安全性。

上述5个入光面只是举例，可以是10个、15个、30个不等，本领域技术人员根据车灯的造型以及光学性能进行调整设计，本发明车灯光学元件的发明构思是将入光面101设置为多个(一体或分立设置)，和光源配合，直接将光源发出的光线进行投射，这样的光学系统简单，光学元件的体积小巧、紧凑，可以适应很多空间紧凑、造型多样的车灯。

实施例二：车灯照明模组

一种车灯照明模组，如图9所示，包括至少一个上述车灯光学元件1以及和入光面101一一对应设置的光源201，如图10所示，光源201发出的光线经入光面101进入车灯光学元件1，经车灯光学元件1进行光形调整后由出光面102射出，形成车灯光形，图10仅示意光线的传播方向，不代表实际所有光线的传播。

上述光源201优选为LED光源。

该车灯照明模组出光面的上下尺寸5-25mm，长度根据入光面的个数而不同，可以想到的是，该车灯照明模组的整体结构不一定是横条型，在本发明构思的基础上，可以对模组的整体结构进行调整，以满足更多的车灯造型要求。

实施例三：信号灯和照明灯复用的车灯模组

一种信号灯和照明灯复用的车灯模组，包括至少一个信号灯光源202、至少一个上述车灯光学元件1以及和入光面101一一对应设置的照明灯光源201。

信号灯一般指日间行车灯(DRL)、转向灯和位置灯等，照明灯一般指近光和远光灯。

进一步的，信号灯光源202为低功率LED光源，照明灯光源201为中、高功率LED光源。

可选的，如图11所示，信号灯光源202设置于车灯光学元件1的两端，面向侧面进行设置，发出的光线在车灯光学元件1内沿左右横向进行传播，可用于日间行车灯和位置灯等功能。

进一步的，上述车灯光学元件1对应信号灯光源202的位置设置有柱状入光部203，该入光部的入光面为平面，类似于现在应用较多的光导的入光面，有利于信号灯光源202的入光，如图12所示。

可选的，如图13所示，信号灯光源202和上述照明灯光源201靠近进行设置，二者距离不超过入光面101在前后方向上的正投影轮廓，即信号灯光源202和照明灯光源201均设置于入光面101后方，使信号灯光源202和照明灯光源201共用入光面101，信号灯功能时，信号灯光源202点亮、照明灯光源201关闭，照明灯功能时，信号灯光源202关闭、照明灯光源201点亮。比如，当用于日间行车灯时，对应的信号灯光源202点亮，此时照明灯光源201处于关闭状态，实现白天使用的日间行车灯功能，而晚上要用到近光或远光功能时，此时不再需要日间行车灯，照明灯光源201点亮，而日间行车灯的光源关闭，使用同一个车灯光学元件1实现近光或远光的照明。

本发明信号灯和照明灯复用的车灯模组的发明构思是在上述车灯光学元件1的基础上，将信号灯光源202和照明灯光源201共同对应一个车灯光学元件1进行设置，实现信号灯和照明灯的复用。这种组合设计是有技术难度的，基于本发明的车灯光学元件1能够同时解决信号灯和照明灯的照明需求，而且现有技术也并没有将二者进行复用以解决适应窄长车灯造型的技术启示。

实施例四：车灯

一种车灯，包括至少一个上述车灯照明模组和/或信号灯和照明灯复用的车灯模组。

这种车灯可以是在局部小部分设置有上述车灯照明模组，如图14所示，也可以是整体大部分设置为上述车灯照明模组，如图15所示，这种设计更加凸显本发明的有益效果。

实施例五：汽车

一种汽车，采用上述车灯。

以上五项实施例是本发明在不同主题下的五种可选的实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (23)

1.一种车灯光学元件，设置于一组光源的前方，其特征在于：包括至少一个与所述光源一一对应设置的入光面(101)，以及沿出光方向设置于所述入光面前方的出光面(102)；所述车灯光学元件是车灯对于光线调节的最终光学元件；所述入光面(101)设有聚光结构。

2.如权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于：所述车灯光学元件与光源之间不设置其他光学元件。

3.如权利要求1或2所述的车灯光学元件，其特征在于：各个所述入光面和出光面一体设置；或者，所述车灯光学元件分为若干独立的单元个体，每个单元个体具有至少一个所述入光面(101)以及出光面(102)，然后组合使用。

4.如权利要求1或2所述的车灯光学元件，其特征在于：所述出光面为一连续曲面。

5.如权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于：所述入光面(101)具有多个，呈一字型左右方向排开，多个入光面共用一个出光面。

6.如权利要求1或2或5所述的车灯光学元件，其特征在于：出光面(102)是不具有段差的连续、顺滑前凸曲面；或者，出光面(102)是具有段差的曲面；入光面(101)为中间向后凸的曲面；单个入光面(101)和与其对应的出光面(102)部分构成一凸透镜；该凸透镜将能够设置于其焦点位置的光源发出的光线进行收集、准直后射向前方。

7.如权利要求1或2或5所述的车灯光学元件，其特征在于：所述聚光结构为开设在车灯光学元件后部的一盲孔(105)，盲孔(105)外围轮廓呈沿出光方向逐渐增大的聚光杯结构，所述盲孔能够接收光源射出的光线。

8.如权利要求1或2或5所述的车灯光学元件，其特征在于：所述聚光结构为一实心杯体，所述聚光结构的后端面为平面，所述光源射出的光线经所述聚光结构的后端面射入所述聚光结构。

9.如权利要求6所述的车灯光学元件，其特征在于：所述各个入光面(101)沿假想的弧线方向进行排布。

10.如权利要求6所述的车灯光学元件，其特征在于：在部分入光面(101)和出光面(102)之间设置截止线结构，所述截止线结构为设置于所述车灯光学元件底部中间位置的凹槽，所述凹槽顶部为截止线形状，用于对光形进行截止，以使形成的光形具有截止线边界，用于形成照明灯其中之一的近光。

11.如权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于：所述车灯光学元件不设置截止线结构，用于远光或Matrix矩阵光形。

12.一种车灯照明模组，其特征在于：采用权利要求1-11中任意一所述的车灯光学元件，以及和所述车灯光学元件的入光面(101)一一对应设置的光源。

13.如权利要求12所述的车灯照明模组，其特征在于：所述光源为LED光源。

14.如权利要求12所述的车灯照明模组，其特征在于：所述车灯照明模组出光面(102)的上下尺寸为5-25mm，长度根据所述入光面(101)的个数而不同。

15.一种信号灯和照明灯复用的车灯模组，其特征在于：采用权利要求1-11任意一所述的车灯光学元件，包括至少一个信号灯光源、至少一个上述车灯光学元件以及和所述车灯光学元件的入光面(101)一一对应设置的照明灯光源。

16.如权利要求15所述的信号灯和照明灯复用的车灯模组，其特征在于：所述信号灯是日间行车灯(DRL)、转向灯和位置灯中的一种或几种，所述照明灯是近光和/或远光灯。

17.如权利要求15所述的信号灯和照明灯复用的车灯模组，其特征在于：所述信号灯光源为低功率LED光源，照明灯光源为中、高功率LED光源。

18.如权利要求15所述的信号灯和照明灯复用的车灯模组，其特征在于：所述信号灯光源设置于所述车灯光学元件的两端，面向所述车灯光学元件的侧面进行设置，发出的光线在所述车灯光学元件内沿左右横向进行传播，可用于日间行车灯和位置灯等功能。

19.如权利要求18所述的信号灯和照明灯复用的车灯模组，其特征在于：所述车灯光学元件对应所述信号灯光源的位置设置有柱状入光部，所述入光部的入光面为平面。

20.如权利要求15所述的信号灯和照明灯复用的车灯模组，其特征在于：所述信号灯光源和上述照明灯光源靠近进行设置，二者距离不超过入光面在前后方向上的正投影轮廓；即：所述信号灯光源和照明灯光源均设置于所述入光面(101)后方，使所述信号灯光源和照明灯光源共用所述入光面(101)；信号灯功能时，信号灯光源点亮、照明灯光源关闭，照明灯功能时，信号灯光源关闭、照明灯光源点亮。

21.一种车灯，其特征在于：包括权利要求12-20中的至少一个车灯照明模组和/或信号灯和照明灯复用的车灯模组。

22.如权利要求21所述的车灯，其特征在于：所述车灯在局部设置有上述车灯照明模组/信号灯和照明灯复用的车灯模组,或者是，整体大部分设置为上述车灯照明模组/信号灯和照明灯复用的车灯模组。

23.一种汽车，其特征在于，包括权利要求21-22中任意一车灯。