CN110953547A - 用于车灯的厚壁件及车灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车灯的厚壁件，包括本体和准直透镜，所述本体包括正面发光面、顶面、底面和入光面，多个所述准直透镜排布在所述入光面上，所述准直透镜用于将发光件的光线变为平行光并且入射到所述正面发光面上，所述底面上设有微结构，所述微结构用于将部分平行光全反射到所述顶面上。本发明还公开了一种车灯。本发明中由于微结构用于将部分平行光全反射到所述顶面上，使厚壁件不仅正面发光面能够发光，顶面也能够发光，呈现立体发光效果。

Description

用于车灯的厚壁件及车灯

技术领域

本发明涉及车灯的技术领域，尤其涉及一种用于车灯的厚壁件及车灯。

背景技术

车灯通常包括灯罩、厚壁件、LED灯和PCB板，厚壁件用于传导LED灯发出的光线，并将光线导出灯罩。

厚壁件以其均匀的发光效果和静态晶莹剔透的高品质感，成为时下流行的发光方式。

厚壁件一般采用直射式或侧发光结构，厚壁件的准直透镜将LED等发出的散射光配置成平行光，平行光直射到厚壁件的正面发光面上，再通过正面发光面上的配光花纹将平行光打散，以满足法规规定的光分布要求。

但是，此类厚壁件的侧表面一般不发光或者只有少量由于材料含杂质导致的杂散光。导致厚壁件无法达到立体发光效果(仅正面发光面发光)，或者呈现非常浑浊的立体效果(材料杂质杂散光)。一些厚壁件设计方案将厚壁件侧面隐藏在饰圈内，只露出正面发光面，以规避以上问题。而这恰恰没有发挥厚壁件相比其他发光方式(例如光导)的立体发光优势。相比光导，成本较高(注塑时间长，材料厚重)，发光面发光均匀性较光导式样差(由于配光花纹的存在)。

因此，有必要设计一种能够呈现立体发光效果的用于车灯的厚壁件及车灯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够呈现立体发光效果的用于车灯的厚壁件及车灯。

本发明的技术方案提供一种用于车灯的厚壁件，包括本体和准直透镜，所述本体包括正面发光面、顶面、底面和入光面，多个所述准直透镜排布在所述入光面上，所述准直透镜用于将发光件的光线变为平行光并且入射到所述正面发光面上，所述底面上设有微结构，所述微结构用于将部分平行光全反射到所述顶面上。

进一步地，所述微结构为形成在所述底面上的朝向所述顶面凹陷的凹槽，所述凹槽包括半球面和第一连接面，所述半球面朝向所述准直透镜凸起，所述半球面用于将部分平行光全反射到所述顶面上，所述第一连接面用于连接所述半球面与所述底面。

进一步地，所述微结构为形成在所述底面上的朝向所述顶面凹陷的凹槽，所述凹槽包括弧面、第二连接面和两个侧面，所述弧面朝向所述准直透镜凸起，所述弧面用于将部分平行光全反射到所述顶面上，所述第二连接面用于连接所述弧面与所述底面。

进一步地，所述微结构的纵向截面上形成有朝向所述准直透镜凸起的弧线。

进一步地，所述底面从后往前向上倾斜，所述微结构沿前后方向分布有多个，后方的所述微结构的所述弧线的最高点的高度低于相邻前方的所述微结构的所述弧线的最低点。

进一步地，所述微结构的高度从后往前依次递减，所述微结构的所述弧线的宽度从后往前依次递增。

进一步地，所述弧线的弧面切线与水平线之间的夹角为α，α﹤50.5°。

进一步地，当所述顶面沿水平面分布时，23.94°﹤α﹤45°。

进一步地，所述弧线的弧面切线与水平线之间的夹角域为(α1，β1)，所述微结构包括至少两种不同夹角域的微结构，同一夹角域的所述微结构排列成一种图形。

进一步地，所述微结构包括多个，呈点状排布在所述底面上。

进一步地，所述微结构包括多条，呈相互平行的直线段分布在所述底面上。

本发明还提供一种车灯，从前往后依次包括灯罩、LED灯、PCB板和后壳，还包括上述任一项所述的厚壁件，所述厚壁件位于所述灯罩与所述LED灯之间，所述灯罩的透光部分至少罩设在所述顶面和所述正面发光面之外。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明中由于微结构用于将部分平行光全反射到所述顶面上，使厚壁件不仅正面发光面能够发光，顶面也能够发光，呈现立体发光效果。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明实施例一中厚壁件的立体图；

图2是图1中微结构处的局部放大图；

图3是本发明实施例一中厚壁件的侧视图；

图4是本发明实施例一中厚壁件的侧视局部放大图；

图5是本发明实施例一中多个微结构的对比图；

图6是本发明实施例二中厚壁件的立体图；

图7是图6中微结构处的局部放大图；

图8是本发明实施例三中厚壁件的立体图；

图9是图8中微结构处的局部放大图；

图10是本发明中微结构处全反射的原理图；

图11是本发明实施例四中厚壁件的侧视局部放大图；

图12是本发明实施例四中单个微结构的角度域的标示图；

图13是本发明实施例四中三组不同角度域的微结构的图形排列图；

图14是本发明实施例五中车灯的剖视图；

图15是本发明实施例五中车灯的爆炸图。

附图标记对照表：

厚壁件10、灯罩20、LED灯30、PCB板40、后壳50、饰圈60；

本体1：发光面11、顶面12、底面13、入光面14；

准直透镜2；

微结构3：半球面31、第一连接面32、弧面33、第二连接面34、侧面35、第一微结构3a、第二微结构3b、第三微结构3c；

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

实施例一：

如图1-3所示，为实施例一中厚壁件的结构示意图。

用于车灯的厚壁件10，包括本体1和准直透镜2，本体1包括正面发光面11、顶面12、底面13和入光面14，多个准直透镜2排布在入光面14上，准直透镜2用于将发光件的光线变为平行光并且入射到正面发光面11上，底面13上设有微结构3，微结构3用于将部分平行光全反射到顶面12上。

具体为，本体1为具有一定厚度的扁平的矩形的透光结构。准直透镜2有多个，连续排布在本体1的入光面14上。准直透镜2用于将外部的LED灯发出的光线变为平行光，并且入射到正面发光面11上。正面发光面11位于本体1的前方，正面发光面11上射出的光线经过灯罩20(参见图9)，射出到车灯外面。LED灯的大部分光线都是通过正面发光面11射出的。

本体1还包括顶面12和底面13，两个面均为平面。顶面12通常沿水平方向布置。

底面13上设有微结构3，图1是从本体1的仰视角度观察的。

实施例一中的微结构3为形成的底面13上的长条形的凹槽结构，包括有五条，五条微结构5相互平行。

如图2所示，微结构3包括弧面33、第二连接面34和侧面35，

其中，弧面33沿本体1的长度方向延伸，并且每个纵向截面的大小和形状相同。弧面33的一侧边与底面13直接连接，第二连接面34沿纵向倾斜连接弧面33的另一侧。两个侧面35分别位于弧面33和第二连接面34的两端。

如图8所示，弧面33的凸起方向朝向准直透镜2凸起，弧面33用于将部分平行光全反射到顶面12上。

准直透镜2朝向正面发光面11射出的多条平行光，当平行光打到弧面33上时，在弧面33进行全反射，并且将光线射入到顶面12上。图8中K表示光线射出顶面12的出射角。

进一步地，如图3-图4所示，底面13从后往前向上倾斜，微结构3沿前后方向分布有多个或多条，后方的第一微结构3a的弧线的最高点的高度低于相邻前方的第二微结构3b的弧线的最低点，第二微结构3b的的弧线的最高点的高度低于相邻前方的第三微结构3c的弧线的最低点。

其中，本实施例中的后方是指图3中的左侧，前方是指图3中的右侧。后方是指接近准直透镜2的一侧，前方为接近发光面11的一侧。

由于平行光从入光面14射入后最先射入到后方的第一微结构3a，并进行全反射。为了防止第一微结构3a阻挡第二微结构3b的光线，将底面13从后往前向上倾斜，这样其他的平行光能够射入到第二微结构3b上，并全反射到顶面12上。第一微结构3a的最高点不会阻挡第二微结构3b的最低点的光线，第二微结构3b的最高点不会阻挡第三微结构3c的最低点的光线。同理，前方的其他微结构3的最高点和最低点的设计也以此类推。

由于微结构用于将部分平行光全反射到所述顶面上，使厚壁件不仅正面发光面能够发光，顶面也能够发光，呈现立体发光效果。实施例一中的多条平行排布的微结构，在顶面射出多条平行的光带效果。通过调整厚壁件的底面的倾斜角度设计，能够调整分配到厚壁件的顶面的光通量，以调整正面发光面与顶面的亮度比。

进一步地，如图4-图5所示，微结构的高度H从后往前依次递减，微结构的弧线的宽度L从后往前依次递增。

具体为，第一微结构3a的高度H大于第二微结构3b的高度H，第二微结构3b的高度H大于第三微结构3c的高度H。第一微结构3a的弧线的宽度L小于第二微结构3b的弧线的宽度L，第二微结构3b的弧线的宽度L小于第三微结构3c的弧线的宽度L。

其中，微结构的弧线的宽度沿平行光的传播方向，即沿入光面14到发光面11的水平方向。

由于，第一微结构3a较远离光轴中心线，第三微结构3c较靠近光轴中心线。平面型LED的辐射场型属于余弦场型，越靠近光轴中心线，其辐射强度越强，单位角度内的光通量越高.

若使用尺寸完全相同的微结构，则靠近光轴中心线的微结构会比远离光轴的微结构更亮，单位面积发出更多的光通量。

为了达到每个微结构的发光面亮度相等，则须在微结构的高度和弧度上做差异化处理。靠近光轴中心线的微结构，其高度应该较小，减少接收的光通量；弧度变化应该较平缓，增大接收面积，从而达到减小亮度的目的。

实施例二：

如图6-7所示，为实施例二中厚壁件的结构示意图。

微结构3为形成在底面13上的朝向顶面12凹陷的凹槽，凹槽包括半球面31和第一连接面32，半球面31朝向准直透镜2凸起，半球面31用于将部分平行光全反射到顶面12上，第一连接面32用于连接半球面31与底面13。

实施例二中，包括多个微结构3，微结构3呈点状分布，可以组成任意图形。例如，图6中多个微结构3组成了LED三个字母。

图7中，半球面31绕球心旋转，与第一连接面32的连接线为弧线。半球面31的纵截面的大小和形状不同。第一连接面32的一侧边连接底面13，另一侧边连接半球面31。半球面31的小弧边与第一连接面32连接，大弧边与底面13直接连接。

半球面31也是朝向准直透镜2凸起，微结构3的纵向截面上形成有朝向准直透镜2凸起的弧线，用于将部分平行光全反射到顶面12上。全反射的原理与图8相同。

通过多个点状分布的微结构，能够在厚壁件的顶面形成不同的文字或图案的光效。例如：可以设计成公司LOGO，或产品名称，或车标图案等。

实施例三：

如图8-10所示，为实施例三中厚壁件的结构示意图。

实施例三中的微结构3也是呈点状分布，与实施例二不同的是：微结构3为形成在底面13上的朝向顶面12凹陷的凹槽，凹槽包括弧面33、第二连接面34和侧面35。

与实施例一不同的是，该微结构3的长度较短。

微结构3的纵向截面上也形成有朝向准直透镜2凸起的弧线，并且每个纵向截面的弧形均相同的。

如图10所示，弧线的弧面切线与水平线之间的夹角为α，α﹤50.5°。

当厚壁件10的材料为PC时，α﹤50.5°；

当厚壁件10的材料为PMMA时，α﹤47.5°。

进一步地，当顶面12沿水平面分布时，23.94°﹤α﹤45°。

当厚壁件10的材料为PC时，24.72°﹤α﹤45°；

当厚壁件10的材料为PMMA时，23.94°﹤α﹤45°。

可以保证从顶面12的0-90°的角度域内，能够观察到微结构3的发光。

可选地，微结构3还包括多条，呈直线段分布在底面13上，多个直线段能够排布成不同的文字或图形。

通过实施例实施例三，也能够在顶面实现多个点状图案的效果。微结构的弧面夹角的角度设计，可以控制可见视野角大小。

实施例四：

如图11-图13所示，为实施例四中厚壁件的结构示意图。

弧线的弧面切线与水平线之间的夹角域为(α1，β1)，微结构包括至少两种不同夹角域的微结构，同一夹角域的所述微结构排列成一种图形。

如图11所示，示出了三种不同夹角域的微结构，分别为第一微结构3a、第二微结构3b和第三微结构3c，夹角域(α1，β1)对应的从顶面12观察到可见光的视角范围为(2α1，2β1)。

如图12所示，α1为微结构的弧线的最上端点处的切线与水平线之间的夹角，β1为微结构的弧线的最下端点处的切线与水平线之间的夹角，α1的值最小，β1的值最大。

其中，第一微结构3a的夹角域为(30,35)，第一微结构3a对应的视角a的范围为(60,70)；

第二微结构3b的夹角域为(25,30)，第二微结构3b对应的视角b的范围为(50,60)；

第三微结构3c的夹角域为(20,25)，第三微结构3c对应的视角c的范围为(40,50)。

因此，三种微结构对应的视角范围是不同的，当观察者的视角在(60,70)时，看到第一微结构3a反射的光线；当观察者的视角在(50,60)时，看到第二微结构3b反射的光线；当观察者的视角在(40,50)时，看到第三微结构3c反射的光线。

如图13所示，图形“L”为多个第一微结构3a组成的图案，图形“E”为多个第二微结构3b组成的图案，图形“D”为多个第三微结构3c组成的图案，观察者通过移动视角，可以在不同的视角范围内分别看到三种不同的图案；观察者逐渐变化视角，三种不同图案可以呈现出依次显现的视角效果。

通过实施本实施例，能够实现同一平面上呈现不同发光图案的效果，这些图案效果可以分别从特定的数个观察视角观察到。

可选地，微结构的角度域还可以有其他的角度范围；可以设置两种或三种以上不同夹角域的微结构；每种微结构可以排列成不同的图形，或字母，或文字；每种微结构可以排列在厚壁件10的不同区域，或者交叉排布。

实施例五：

如图14-15所示，为实施例五中车灯的结构示意图。

车灯从前往后依次包括灯罩20、厚壁件10、LED灯30、PCB板40、和后壳50，厚壁件10位于灯罩20与LED灯30之间，灯罩20的透光部分至少罩设在顶面12和正面发光面11之外。

如图14所示，灯罩20至少部分罩设在厚壁件10的顶面12、正面发光面11和底面13的外面。使得顶面12和正面发光面11射出的光线均能够从灯罩20透出，车灯能够呈现立体的发光效果。

厚壁件20的后方安装有LED灯30和PCB板40，PCB板40用于控制LED灯30的发光，LED灯30的灯光直接射入到厚壁件10的准直透镜2中。

厚壁件20的后部外还罩设有饰圈60，用于遮挡内部的LED灯30和PCB板40的结构。

灯罩20与后壳50连接，将厚壁件20、LED灯30、PCB板40和饰圈60罩设在内部空间中。

如图15中的灯罩20的形状仅为示意，在实际车灯中灯罩20可以设计成不同造型的灯罩。

通过实施实施例五，能够实现车灯的立体光效，微结构的全反射结构设计，提高光效，同时使得光线路径可控/简单(仅做数次反射+折射)经过全反射打出的光，非常干净，真正实现晶莹剔透小体发光效果。以避免光线随机，出现多次反射/折射(理论上可以出现非常多次数反射折射)，造成漏光、光线杂乱，进而破坏厚壁件晶莹剔透外观优势，使得厚壁件整体变得浑浊，发光效果不可控，出现亮斑等外观不良。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于车灯的厚壁件，包括本体和准直透镜，所述本体包括正面发光面、顶面、底面和入光面，多个所述准直透镜排布在所述入光面上，所述准直透镜用于将发光件的光线变为平行光并且入射到所述正面发光面上，其特征在于，所述底面上设有微结构，所述微结构用于将部分平行光全反射到所述顶面上。

2.根据权利要求1所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述微结构为形成在所述底面上的朝向所述顶面凹陷的凹槽，所述凹槽包括半球面和第一连接面，所述半球面朝向所述准直透镜凸起，所述半球面用于将部分平行光全反射到所述顶面上，所述第一连接面用于连接所述半球面与所述底面。

3.根据权利要求1所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述微结构为形成在所述底面上的朝向所述顶面凹陷的凹槽，所述凹槽包括弧面、第二连接面和两个侧面，所述弧面朝向所述准直透镜凸起，所述弧面用于将部分平行光全反射到所述顶面上，所述第二连接面用于连接所述弧面与所述底面。

4.根据权利要求1所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述微结构的纵向截面上形成有朝向所述准直透镜凸起的弧线。

5.根据权利要求4所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述底面从后往前向上倾斜，所述微结构沿前后方向分布有多个，后方的所述微结构的所述弧线的最高点的高度低于相邻前方的所述微结构的所述弧线的最低点。

6.根据权利要求5所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述微结构的高度从后往前依次递减，所述微结构的所述弧线的宽度从后往前依次递增。

7.根据权利要求4所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述弧线的弧面切线与水平线之间的夹角为α，α﹤50.5°。

8.根据权利要求7所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，当所述顶面沿水平面分布时，23.94°﹤α﹤45°。

9.根据权利要求4所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述弧线的弧面切线与水平线之间的夹角域为(α1，β1)，所述微结构包括至少两种不同夹角域的微结构，同一夹角域的所述微结构排列成一种图形。

10.根据权利要求1-9任一项所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述微结构包括多个，呈点状排布在所述底面上。

11.根据权利要求1-9任一项所述的用于车灯的厚壁件，其特征在于，所述微结构包括多条，呈相互平行的直线段分布在所述底面上。

12.一种车灯，从前往后依次包括灯罩、LED灯、PCB板和后壳，其特征在于，还包括权利要求1-11任一项所述的厚壁件，所述厚壁件位于所述灯罩与所述LED灯之间，所述灯罩的透光部分至少罩设在所述顶面和所述正面发光面之外。

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