CN111396826B - 一种光学系统、汽车大灯及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学系统、汽车大灯及汽车，包括光源、第一透镜、光路分区控制器和第二透镜；所述光路分区控制器包括两个以上的分区控制单元，所述分区控制单元用于控制光向所述第二透镜的传播；每个所述分区控制单元都具有第一状态和第二状态，且每个所述分区控制单元都能够独立地在所述第一状态与所述第二状态之间转换；在所述分区控制单元处于所述第一状态时，所述分区控制单元与所述第二透镜之间的光路导通；在所述分区控制单元处于所述第二状态时，所述分区控制单元和所述第二透镜之间的光路中断。本发明公开的光学系统、汽车大灯及汽车，减小了结构尺寸、使用光源少、无需频繁开关光源，延长了光源的使用寿命，电路控制简单。

Description

一种光学系统、汽车大灯及汽车

技术领域

本发明涉及汽车车灯技术领域，尤其涉及一种光学系统、汽车大灯及汽车。

背景技术

随着智能技术越来越多的应用到新研发的车辆中，人们对灯具照明的提出了更高的要求。滥用远光灯，容易造成交通事故。ADB(Adaptive Driving Beam)技术的导入，会车时不再需要切换到近光灯，且在前方没有车辆的区域远光始终照亮，灯光照射范围更大，从而夜间驾驶更轻松，行车更安全。

ADB是一种能够路况能够自适应变换远光光型的系统或模组，可以根据本车行驶状态、环境状态、道路车辆状态、前方视野中的对方车辆的位置，实现自适应变换远光光型，以避免对对向车辆的驾驶员及道路上的其他人员造成炫目。

现有的透射式ADB模组是通过矩阵排列多颗LED灯，通过电路控制每个LED灯的点亮和熄灭来实现。

由于LED阵列排布，实现的分区数越多，模组的横向尺寸大，难以满足造型需求。多颗LED灯需要单独控制点亮和熄灭，驱动电路复杂。在切换过程中，需要频繁点亮/熄灭LED灯，缩短了LED灯的使用寿命。

有鉴于此，提供一种能够减小结构尺寸、无需频繁开关光源的光学系统、汽车大灯及汽车成为必要。

发明内容

本发明技术方案提供一种光学系统，包括依次布置的光源、第一透镜、能够将光路分区管理控制的光路分区控制器和第二透镜；

所述光路分区控制器包括两个以上的分区控制单元，所述分区控制单元用于控制光向所述第二透镜的传播；

每个所述分区控制单元都具有第一状态和第二状态，且每个所述分区控制单元都能够独立地在所述第一状态与所述第二状态之间转换；

在所述分区控制单元处于所述第一状态时，所述分区控制单元与所述第二透镜之间的光路导通；

在所述分区控制单元处于所述第二状态时，所述分区控制单元和所述第二透镜之间的光路中断。

进一步地，所有的所述分区控制单元同时处于所述第一状态；或者，

一部分所述分区控制单元处于所述第一状态，一部分所述分区控制单元处于所述第二状态。

进一步地，在所述第一透镜与所述第二透镜之间具有光路重合区域；

所述光路分区控制器布置在光路重合区域与所述第二透镜之间；或者，所述光路分区控制器布置在光路重合区域与所述第一透镜之间。

进一步地，所述分区控制单元包括朝向所述第一透镜的第一偏光片、朝向所述第二透镜的第二偏光片和配置在所述第一偏光片与所述第二偏光片之间的液晶体；

在所述第一偏光片上设置有用于对来自所述第一透镜的光进行筛选的第一透光孔，所述第一透光孔沿着第一方向延伸；

在所述第二偏光片上设置有与所述第一透光孔对应的第二透光孔；

其中，在所述液晶体处于通电状态时，经过所述第一透光孔的光能够经所述第二透光孔透射出；

在所述液晶体处于非通电状态时，经过所述第一透光孔的光被所述第二偏光片阻挡而不能从所述第二透光孔透射出。

进一步地，所述分区控制单元包括窗口和布置在所述窗口内并能够摆动的窗口透镜；

所述窗口透镜在所述窗口中具有第一位置和第二位置，且所述窗口透镜能够在所述第一位置与所述第二位置之间摆动转换；

在所述窗口透镜处于所述第一位置时，光经所述窗口透镜折射后能够透经过所述第二透镜；

在所述窗口透镜处于所述第二位置时，光经所述窗口透镜折射后偏离所述第二透镜。

进一步地，在所述窗口透镜处于所述第一位置时，所述窗口透镜封闭所述窗口；

在所述窗口透镜处于所述第二位置时，所述窗口透镜的至少部分位于所述窗口的外侧，所述窗口的至少部分打开。

进一步地，所述第一透镜具有面向所述光源的入光面和面向所述光路分区控制器的出光面；

所述入光面上具有入光花纹阵列，所述出光面上具有出光花纹阵列。

进一步地，所述出光花纹阵列包括中间圆弧面和多个非对称曲面；

多个所述非对称曲面从所述中间圆弧面依次向外排列；

所述中间圆弧面和多个所述非对称曲面分别朝向所述光路分区控制器凸起；

所述中间圆弧面和每个所述非对称曲面分别对应一个出光区域；

每个所述非对称曲面的曲面顶点都位于靠近所述中间圆弧面的一侧；

任意相邻的两个所述非对称曲面中，外侧的所述非对称曲面的曲面顶点突出于内侧的所述非对称曲面的曲面顶点。

进一步地，所述中间圆弧面的曲面顶点位于所述光路分区控制器的中轴线上；

所述光源为点光源；

所述点光源位于所述入光面的中心轴上。

本发明技术方案还提供一种汽车大灯，包括灯壳、电控单元和前述的光学系统；

所述光学系统安装在所述灯壳中；

所述电控单元与所述光学系统中的光路分区控制器信号连接。

本发明技术方案还提供一种汽车，包括有用于监测车辆行驶环境的监测单元和前述的汽车大灯；

所述监测单元与所述汽车大灯中的电控单元信号连接。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的光学系统、汽车大灯及汽车，采用一个光源，光路分区控制器可以控制第一透镜与第二透镜之间的光路的通断，根据需要可以采用控制一部分区域的分区控制单元处于第一状态，一部分区域的分区控制单元处于第二状态，处于第一状态的分区控制单元使得该区域的光路导通，可以通过第二透镜透射出去，处于第二状态的分区控制单元使得该区域的光路中断，不能通过第二透镜透射出去，实现各分区的点亮和熄灭，从而实现远光光型的转换。

在远光光型转换的过程中，光源一直处于点亮状态，无需频繁开关光源，利于延长光源的使用寿命。

由于只采用一个光源，不会占用很大的横向安装空间，可以减小结构的尺寸。

综上所述，本发明提供的光学系统、汽车大灯及汽车，减小了结构尺寸、使用光源少、无需频繁开关光源，延长了光源的使用寿命，电路控制简单。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的光学系统的布置示意图；

图2为本发明实施例中提供的光学系统透射光的示意图；

图3为本发明实施例中提供的光路分区控制器的结构示意图；

图4为光路分区控制器中的所有分区控制单元都处于第一状态时，全范围透射光的示意图；

图5为光路分区控制器中的一部分分区控制单元处于第一状态，一部分分区控制单元处于第二状态时，部分区域透射光的示意图；

图6为第一种结构的分区控制单元在断电时的示意图；

图7为图6所示的分区控制单元在通电时的示意图；

图8为光路分区控制器包括有第二种结构的分区控制单元的结构示意图；

图9为第二种结构的分区控制单元中的窗口透镜都处于所述第一位置时，光经第一位置的窗口透镜折射到第二透镜的示意图；

图10为第二种结构的分区控制单元中的一部分窗口透镜处于所述第一位置，一部分窗口透镜处于所述第二位置时，一部分光经第一位置的窗口透镜折射到第二透镜，一部分经第二位置的窗口透镜折射偏离第二透镜的示意图；

图11为本发明实施例中提供的第一透镜的结构示意图；

图12为光源的光经第一透镜后在光路重合区域汇聚后再发散的示意图；

图13为本发明实施例中提供的汽车大灯的立体图；

图14为光学系统安装在汽车大灯的壳体内的示意图；

图15为电控单元与光学系统中的光路分区控制器信号连接示意图；

图16为汽车大灯向透射区域发光的示意图；

图17为本发明实施例提供的汽车中的监测单元与汽车大灯中的电控单元信号连接的示意图。

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。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-5所示，本发明一实施例提供的光学系统100，包括依次布置的光源1、第一透镜2、能够将光路分区管理控制的光路分区控制器3和第二透镜4。

光路分区控制器3包括两个以上的分区控制单元31，分区控制单元31用于控制光向第二透镜4的传播。

每个分区控制单元31都具有第一状态和第二状态，且每个分区控制单元31都能够独立地在第一状态与第二状态之间转换。

在分区控制单元31处于第一状态时，分区控制单元31与第二透镜4之间的光路导通。

在分区控制单元31处于第二状态时，分区控制单元31和第二透镜4之间的光路中断。

本发明实施例提供的光学系统100可用于实现光型转换，也即是发光区域的改变，其可以用于自适应变换远光光型的ADB系统中。

该光学系统包括光源1、第一透镜2、光路分区控制器3和第二透镜4。光源1、第一透镜2、光路分区控制器3和第二透镜4，可分别通过支架安装固定，也可以将光源1、第一透镜2、光路分区控制器3和第二透镜4对应安装在箱、筒、壳等结构中。

光源1通过导线与电源连接，电源为光源1供电。通过控制开关来控制光源1的开关。控制开关可以为机械开关，也可以为电子开关。控制开关可以连接在电源与光源1之间的导线上。

本实施例中，可以采用多个光源1，也可以采用一个光源1。有关采用一个光源1的优选实施例将在下面内容中详述。

第一透镜2为内透镜，其用于将光源1光折射之后传给光路分区控制器3。第二透镜4为外透镜，其用于将从光路分区控制器3传播来的光折射至外部环境中的照明区域。

光路分区控制器3用于将传来光路进行分区管理控制，例如将光路分成n(n为≥2的自然数)个区域，可以对每个区域分别控制。N的取值可以根据实际使用设定，例如，n≥7、n≥10等等。

例如：光路分区控制器3可以控制一部分区域透光，使得该部分区域的光可传播给第二透镜4，第二透镜4将传来的光折射后透射到指定的照明区域。光路分区控制器3可以控制一部分区域不能透光，使得该部分区域的光不能传播给第二透镜4，第二透镜4对应该部分的区域没有光透出，照明区域中的对应部分光线变暗。

例如，在对向会车时，遇到对向车辆开着远光灯，如本车的光学系统还保持全区域照明，可能会影响对方驾驶员的视线。电控单元向光学系统100中的光路分区控制器3发出指令，关闭一部分区域。根据指令，光路分区控制器3关闭一部分区域，使得被关闭的区域没有光线射出，在维持电源1保持开启的条件下，实现了光型切换，可以提高会车的安全性。

具体地，光路分区控制器3包括两个以上的分区控制单元31，每个分区控制单元31都用于控制光路传播，利于控制光向第二透镜4的传播。

分区控制单元31的个数可以根据需要设定，例如可以为7个以上、10个以上或14个以上等等。

光路分区控制器3将透光区域或光路管理区域分为两个以上的分区，每个分区配置一个分区控制单元31，用于控制该分区内的光路通断。

相应地，第二透镜4可以对应分区控制单元31划分为两个以上的透镜透光区。如有光线传播到第二透镜4的透镜透光区中，则接收到光线的透镜透光区会将光折射或投射到照明区域中。如没有光线传播到第二透镜4的透镜透光区中，则没有接收到光线的透镜透光区不会有光线投射到照明区域中。

每个分区控制单元31具有第一状态和第二状态，且分区控制单元31之间为相互独立的，每个分区控制单元31都能够独立地在第一状态与第二状态之间转换。

在分区控制单元31处于第一状态时，处于第一状态的分区控制单元31与第二透镜4之间的光路导通。也即是光可经处于第一状态的分区控制单元31传播到第二透镜4，第二透镜4中对应的透镜透光区接收到光线，并将光线折射或投射到照明区域。

在分区控制单元31处于第二状态时，处于第二状态的分区控制单元31与第二透镜4之间的光路中断。也即是光不能经处于第二状态的分区控制单元31传播到第二透镜4，第二透镜4对应的透镜透光区不会接收到光线，从而不会投射光线到照明区域，可以了改变照明的光型。

以图2-5举例说明：

光源1发出的光线6经第一透镜2折射后传播到光路分区控制器3中的分区控制单元31。

图4中的分区控制单元31全部处于第一状态，光线可传播到第二透镜4，然后经第二透镜4将光投射到照明区域7中，照明区域7中分区71都被照亮。

图5中的一部分分区控制单元31处于第一状态，一部分分区控制单元31处于第二状态。

处于第一状态的分区控制单元31可使得光线传播到第二透镜4对应的透镜透光区，然后投射到照明区域7中对应分区71，该接收到光亮的分区71被照亮。

处于第二状态的分区控制单元31将光路中断，使得光线不能传播到第二透镜4对应的透镜透光区，相应地，照明区域7中对应分区71不能接收到光亮，该部分分区71没有被照亮。

图5中分区控制单元31中填充有灰色的表示其处于第二状态，光路中断。图5中分区71中填充有黑色的表示该分区71没有被照亮。

综上所述，本发明提供的光学系统、无需频繁开关光源即可实现光型转换，延长了光源的使用寿命，还可以减少使用光源的数量，从而能够减小产品的结构尺寸。

在其中一个实施例中，如图4-5所示，所有的分区控制单元31同时处于第一状态；或者，一部分分区控制单元31处于第一状态，一部分分区控制单元31处于第二状态。

当所有的分区控制单元31同时处于第一状态时，光学系统100的光型最大或最全，其照明范围最大。当一部分分区控制单元31处于第一状态，一部分分区控制单元31处于第二状态时，光学系统100实现了光型转换，光型减小或变形，有些区域没有光，照明范围减小，从而可以实现自动适应远光灯的变换光型的需要。

在其中一个实施例中，如图2所示，在第一透镜2与第二透镜4之间具有光路重合区域5。

光路分区控制器3布置在光路重合区域5与第二透镜4之间；或者，光路分区控制器3布置在光路重合区域5与第一透镜2之间。

光线6在经第一透镜2折射后，会在光路重合区域5重合，然后再继续传播。

根据需要，可以将光路分区控制器3布置在光路重合区域5与第二透镜4之间，也可以将光路分区控制器3布置在光路重合区域5与第一透镜2之间，以满足不同产品的安装要求。

本发明提供的分区控制单元31主要有两种结构，下面将详细描述。

第一种结构的分区控制单元31：

如图6-7所示，分区控制单元31包括朝向第一透镜2的第一偏光片311、朝向第二透镜4的第二偏光片312和配置在第一偏光片311与第二偏光片312之间的液晶体313。

在第一偏光片311上设置有用于对来自第一透镜2的光进行筛选的第一透光孔3111，第一透光孔3111沿着第一方向延伸。

在第二偏光片312上设置有与第一透光孔3111对应的第二透光孔3121。

其中，在液晶体313处于通电状态时，经过第一透光孔3111的光能够经第二透光孔3121透射出。

在液晶体313处于非通电状态时，经过第一透光孔3111的光被第二偏光片312阻挡而不能从第二透光孔3121透射出。

本实施例提供的分区控制单元31为第一种结构的分区控制单元，其包括有第一偏光片311、第二偏光片312和配置在第一偏光片311与第二偏光片312之间的液晶体313。

第一偏光片311朝向或面向第一透镜2，第二偏光片312朝向或面向第二透镜4。在第一偏光片311与第二偏光片312之间布置有液晶显示器(LCD)，包括液晶盒，液晶盒内具有液晶体313。

当液晶体313不带电时，液晶分子会对光线旋转，经过液晶体313的光会被液晶分子带动转向90°。

当液晶体313带电时，液晶分子排布发生变化，不再对光线进行旋转。

可以通过控制单元来控制液晶体313的供电通断。

在前方没有目标时，控制单元或电控单元将闭合控制开关，液晶体313上施加电压，液晶处于通电状态；当前方出现目标时，控制单元或电控单元将断开控制开关，液晶体313上施加的电压断路，液晶处于非通电状态。

在第一偏光片311上设置有第一透光孔3111，其用于对来自第一透镜2的光进行筛选。第一透光孔3111呈长条形，其在第一偏光片311上沿着第一方向延伸。第二方向与第一方向为非平行关系，第二方向与第一方向相交，两者之间具有非零夹角。第一方向的光61能够经过第一透光孔3111而继续传播。第二方向的光62被第一偏光片311挡住或过滤，不能继续传播。

在第二偏光片312上设置有第二透光孔3121，第二透光孔3121与第一透光孔3111对应，第二透光孔3121呈长条形，其第二偏光片312上也沿着第一方向延伸。

如此设置，当经过液晶体313传播给第二偏光片312光为第一方向的光时，可以经过第二透光孔3121继续传播，此时分区控制单元31与第二透镜4之间的光路导通；当经过液晶体313传播给第二偏光片312光为非第一方向的光时，例如为第二方向的光，则被第二偏光片312阻挡或过滤，不能继续传播，此时分区控制单元31与第二透镜4之间的光路中断。

如图6所示，在液晶体313处于非通电状态时，经过第一透光孔3111的第一方向的光61，在经过液晶体313之后，被液晶分子带动发生转向，其方向可能变为第二方向，从而不能从第二透光孔3121透射出，被第二偏光片312阻挡或过滤，没有光传播到第二透镜4。此时，分区控制单元31处于第二状态，分区控制单元31与第二透镜4之间的光路中断。

如图7所示，当液晶体313处于通电状态时，经过第一透光孔3111的第一方向的光61，可以经过液晶体313而不发生转向，从而能够经第二透光孔3121透射出，第一方向的光61可传播到第二透镜4。此时，分区控制单元31处于第一状态，分区控制单元31与第二透镜4之间的光路导通。

在其中一个实施例中，如图6-7所示，在液晶体313处于非通电状态时，从第一透光孔3111进入的第一方向的光61被液晶体313转为第二方向的光62，从而不能从第二透光孔3121透射出。第一方向与第二方向的夹角为90°，在未通电时，液晶体313的液晶分子可以将经过的第一方向的光61转向为第二方向的光62，或者说将光的方向从第一方向转为第二方向。

在其中一个实施例中，如图6-7所示，在第一偏光片311上间隔地设置有多条第一透光孔3111；相应地，在第二偏光片312上设置有多条第二透光孔3121。多条第二透光孔3121与多条第一透光孔3111相互对齐。

任意相邻的两条第一透光孔3111平行，相邻的两条第一透光孔3111之间的间距一样。第二透光孔3121的布置方式与第一透光孔3111一样，每条第二透光孔3121与一条第一透光孔3111对齐。在液晶体313通电时，从第一透光孔3111透出的第一方向的光61可以顺利经第二透光孔3121之后继续传播。

第二种结构的分区控制单元31：

如图8-10所示，分区控制单元31包括窗口314和布置在窗口314内并能够摆动的窗口透镜315。

窗口透镜315在窗口314中具有第一位置和第二位置，且窗口透镜315能够在第一位置与第二位置之间摆动转换。

在窗口透镜315处于第一位置时，光经窗口透镜315折射后能够经过第二透镜4。

在窗口透镜315处于第二位置时，光经窗口透镜315折射后偏离第二透镜4。

本实施例提供的分区控制单元31为第二种结构的分区控制单元，其为数字光处理机构(DLP)。

分区控制单元31包括有窗口314和窗口透镜315，窗口透镜315布置在窗口314内并能够摆动旋转。

窗口透镜315在窗口314中具有第一位置(初始位置)和第二位置(摆动后位置)。该窗口透镜315能够在第一位置与第二位置之间摆动转换。窗口透镜315可以通过转轴安装在窗口314中，可以通过驱动机构(马达)驱动窗口透镜315或转轴转动，从而使得窗口透镜315摆动，并可以在第一位置与第二位置之间摆动转换。

在窗口透镜315处于第一位置时，光经窗口透镜315折射后能够经过第二透镜4。此时，分区控制单元31处于第一状态，分区控制单元31与第二透镜4之间的光路导通。

在窗口透镜315处于第二位置时，光经窗口透镜315折射后偏离第二透镜4。此时，分区控制单元31处于第二状态，分区控制单元31与第二透镜4之间的光路中断。

可以通过控制单元来控制窗口透镜315的摆动转换，或通过控制单元来控制驱动机构的运转。

在其中一个实施例中，窗口透镜315由微机电元件驱动转动，从而在第一位置与第二位置之间摆动转换。微机电元件可以为微型电机，其安装在窗口314的框架内，其输出端直接与窗口透镜315的转轴连接，从而可以带动窗口透镜315摆动。

一般地，窗口透镜315上下两端分别通过转轴与窗口314的框架连接，电机的输出端与其中一根转轴连接。

在其中一个实施例中，如图8-10所示，在窗口透镜315处于第一位置时，窗口透镜315封闭窗口314。

在窗口透镜315处于第二位置时，窗口透镜315的至少部分位于窗口314的外侧，窗口314的至少部分打开。

也即是，在窗口透镜315处于初始状态或初始位置时，其整体位于窗口314内，并封闭或盖住窗口314，以免有光不经窗口透镜315折射。经窗口透镜315折射后的光会投射或传播到第二透镜4，然后经第二透镜4折射后传播到照明区域。

在窗口透镜315处于摆动后位置时，其旋转一定角度(例如15°、30°或45°等等)，打开窗口314，经窗口透镜315折射后的光偏离第二透镜4。

在其中一个实施例中，如图11-12所示，第一透镜2具有面向光源1的入光面21和面向光路分区控制器3的出光面22。

入光面21上具有入光花纹阵列211，出光面22上具有出光花纹阵列221。

入光面21上的入光花纹阵列211，用于对从光源1发出的光线6以准直，将发散的光准直为接近平行再发射到出光面22。

出光面22上的出光花纹阵列221，用于将光或光线分区，以使得光路分区控制器3能够对分区的光或光线进行管理和控制。

在其中一个实施例中，如图11所示，入光花纹阵列211为菲涅尔花纹。菲涅尔花纹为菲涅尔透镜的入射面上的花纹。菲涅尔花纹由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。

在其中一个实施例中，如图11所示，出光花纹阵列221包括中间圆弧面2211和多个非对称曲面2212。

多个非对称曲面2212从中间圆弧面2211依次向外排列。

中间圆弧面2211和多个非对称曲面2212分别朝向光路分区控制器3凸起。

中间圆弧面2211和每个非对称曲面2212分别对应一个出光区域。

每个非对称曲面2212的曲面顶点2213都位于靠近中间圆弧面2211的一侧。

任意相邻的两个非对称曲面2212中，外侧的非对称曲面2212的曲面顶点2213突出于内侧的非对称曲面2212的曲面顶点2213。

该出光花纹阵列221包括中间对称的中间圆弧面2211和四周多个非对称曲面2212。多个非对称曲面2212从中间圆弧面2211逐渐向周围延伸。

中间圆弧面2211和多个非对称曲面2212分别朝向光路分区控制器3凸起，使得中间圆弧面2211和每个非对称曲面2212分别对应一个出光区域。

多个非对称曲面2212的布置如下：

每个非对称曲面2212的曲面顶点2213都位于靠近中间圆弧面2211的一侧，且相邻的两个非对称曲面2212中外侧的非对称曲面2212的曲面顶点2213突出于内侧的非对称曲面2212的曲面顶点2213，使得经非对称曲面2212射出的光线朝着光线控制器3的中轴线方向靠近，最终在光路重合区域5聚焦。

在其中一个实施例中，中间圆弧面2211的曲面顶点位于光路分区控制器3的中轴线上，使得两侧的非对称曲面2212具有相同的配光角度，利于配光。

光源为点光源。点光源位于入光面21的中心轴上。本发明提供的光学系统1可以只使用一个光源1，能够有效利用光源的发光角度和范围，还可以大大地减小汽车大灯的横向尺寸。

点光源优选为小尺寸大功率LED光源。

如图13-16所示，本发明一实施例提供的一种汽车大灯200，包括灯壳201、电控单元202和前述任一实施例所述的光学系统100。

光学系统100安装在灯壳201中，电控单元202与光学系统100中的光路分区控制器3信号连接。

本发明提供的汽车大灯200为汽车的前照灯，其内部具有远光灯系统、近光灯系统和示宽灯系统等。

本发明主要是对远光灯系统做出改进，其余部分不做详述。

汽车大灯200包括有灯壳201、电控单元202和光学系统100。

有关光学系统100的结构、构造及工作原理，请参照前面对光学系统100的描述部分，在此不再赘述。

安装时，光学系统100安装在灯壳201内，其第二透镜4位于灯壳201的前端，用于向周围环境透光或投射光。

电控单元202可以选择安装在灯壳201内，也可以选择安装在灯壳201的外部。

电控单元202与光路分区控制器3信号连接，电控单元202与光路分区控制器3可以通过导线连接，电控单元202与光路分区控制器3之间可以为电信号连接，也可以为通信信号连接。

电控单元202在接收到外界传来的信息后，可以判断哪个区域的灯光需要关闭，其向光路分区控制器3发出指令，光路分区控制器3根据指令关闭相应的分区控制单元31，以改变远光光型。

光路分区控制器3中具有控制器，例如芯片或CPU，以控制各分区控制单元31在第一状态与第二状态之间转换。

当采用第一种结构的分区控制单元31时，光路分区控制器3在接收到来自电控单元202的指令后，需要从第一状态转换为第二状态的分区控制单元31停止对液晶体313供电或施加电压，则该分区控制单元31快速切换至第二状态不能透光，满足切换远光光型的需要。

当采用第二种结构的分区控制单元31时，光路分区控制器3在接收到来自电控单元202的指令后，需要从第一状态转换为第二状态的分区控制单元31控制微机电元件运转，以带动窗口透镜315旋转摆动，则该分区控制单元31快速切换至第二状态不能透光，满足切换远光光型的需要。

在其中一个实施例中，电控单元202与光路分区控制器3中的每一个分区控制单元31都信号连接。每一个分区控制单元31中都具有单独的控制器，电控单元202与每个控制器都信号连接，可以直接向需要切换状态的分区控制单元31中的控制器发出指令，方便快捷。

在其中一个实施例中，如图13-14所示，灯壳201内具有光源安装支架2011、透镜安装支架2012和控制器安装支架2013。

第二透镜4安装在灯壳201的前端，光源1安装在光源安装支架2011上，第一透镜2安装在透镜安装支架2012上，光路分区控制器3安装在控制器安装支架2013上。在灯壳201上还安装有散热器2014。

光源安装支架2011位于灯壳201的后端，透镜安装支架2012位于光源安装支架2011的前侧，控制器安装支架2013位于光源安装支架2011的前侧，散热器2014安装在灯壳201具有光源1的一端。

如图17所示，本发明一实施例提供的一种汽车，包括有用于监测车辆行驶环境的监测单元300和前述任一实施例所述的汽车大灯200。

监测单元300与汽车大灯200中的电控单元202信号连接。

本实施例提供的汽车包括有车身。监测单元300安装在车身的前部，例如安装在车头、前挡风玻璃等地方。汽车大灯200安装在车身的前脸处。

有关汽车大灯200的结构、构造及工作原理，请参照前面对汽车大灯200的描述部分，在此不再赘述。

监测单元300与电控单元202通过导线连接，两者之间可以为通信信号连接，也可以为电信号连接。

监测单元300可以为视觉传感器，其用于监测对象车辆的灯光照射范围、光亮程度、车速、距离等等。有关监测单元300的上述工作原理可以参照现有技术中的内容。

监测单元300将监测得到的信息传递到电控单元202，电控单元202根据本车的车速、远光灯照射范围等因素，得出哪些区域的灯光需要关闭，并将需要关闭的指令传递给光路分区控制器3。有关电控单元202的上述工作原理可以参照现有技术中的内容。

光路分区控制器3根据指令关闭相应的分区控制单元31，以改变远光光型。

综上所述，本发明提供的光学系统、汽车大灯及汽车，减小了结构尺寸、使用光源少、无需频繁开关光源，延长了光源的使用寿命，电路控制简单。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

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 (8)

1.一种光学系统，其特征在于，包括依次布置的光源、第一透镜、能够将光路分区管理控制的光路分区控制器和第二透镜；

所述光路分区控制器包括两个以上的分区控制单元，所述分区控制单元用于控制光向所述第二透镜的传播；

每个所述分区控制单元都具有第一状态和第二状态，且每个所述分区控制单元都能够独立地在所述第一状态与所述第二状态之间转换；

在所述分区控制单元处于所述第一状态时，所述分区控制单元与所述第二透镜之间的光路导通；

在所述分区控制单元处于所述第二状态时，所述分区控制单元和所述第二透镜之间的光路中断；

所述分区控制单元包括窗口和布置在所述窗口内并能够摆动的窗口透镜；

所述窗口透镜在所述窗口中具有第一位置和第二位置，且所述窗口透镜能够在所述第一位置与所述第二位置之间摆动转换；

在所述窗口透镜处于所述第一位置时，光经所述窗口透镜折射后能够经过所述第二透镜；

在所述窗口透镜处于所述第二位置时，光经所述窗口透镜折射后偏离所述第二透镜。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所有的所述分区控制单元同时处于所述第一状态；或者，

一部分所述分区控制单元处于所述第一状态，一部分所述分区控制单元处于所述第二状态。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，在所述第一透镜与所述第二透镜之间具有光路重合区域；

所述光路分区控制器布置在光路重合区域与所述第二透镜之间；或者，所述光路分区控制器布置在光路重合区域与所述第一透镜之间。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，在所述窗口透镜处于所述第一位置时，所述窗口透镜封闭所述窗口；

在所述窗口透镜处于所述第二位置时，所述窗口透镜的至少部分位于所述窗口的外侧，所述窗口的至少部分打开。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜具有面向所述光源的入光面和面向所述光路分区控制器的出光面；

所述入光面上具有入光花纹阵列，所述出光面上具有出光花纹阵列；

所述入光花纹阵列为菲涅尔花纹；

所述出光花纹阵列包括中间圆弧面和多个非对称曲面；

多个所述非对称曲面从所述中间圆弧面依次向外排列；

所述中间圆弧面和多个所述非对称曲面分别朝向所述光路分区控制器凸起；

所述中间圆弧面和每个所述非对称曲面分别对应一个出光区域；

每个所述非对称曲面的曲面顶点都位于靠近所述中间圆弧面的一侧；

任意相邻的两个所述非对称曲面中，外侧的所述非对称曲面的曲面顶点突出于内侧的所述非对称曲面的曲面顶点。

6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于，所述中间圆弧面的曲面顶点位于所述光路分区控制器的中轴线上；

所述光源为点光源；

所述点光源位于所述入光面的中心轴上。

7.一种汽车大灯，其特征在于，包括灯壳、电控单元和权利要求1-6中任一项所述的光学系统；

所述光学系统安装在所述灯壳中；

所述电控单元与所述光学系统中的光路分区控制器信号连接。

8.一种汽车，其特征在于，包括有用于监测车辆行驶环境的监测单元和权利要求7所述的汽车大灯；

所述监测单元与所述汽车大灯中的电控单元信号连接。

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