CN113048446A - 车辆前照灯 - Google Patents

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CN113048446A CN202011550697.1A CN202011550697A CN113048446A CN 113048446 A CN113048446 A CN 113048446A CN 202011550697 A CN202011550697 A CN 202011550697A CN 113048446 A CN113048446 A CN 113048446A
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李贤寿
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Abstract

提供了一种车辆前照灯，包括：产生光的光源；光学单元，其设置在光源的前面，并且通过部分地阻挡或不阻挡从光源发射的光以产生远光束或近光束；以及微透镜阵列，其设置在光学单元的前面并且散射已经穿过光学单元的光，其中，该微透镜阵列包括：光入射板，其在面向光学单元的光入射面上具有多个第一微透镜，该第一微透镜向前折射已经穿过光学单元的光；以及光出射板，其在与光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜，该第二微透镜散射已经穿过第一微透镜的光，并且第一微透镜和第二微透镜具有不同的形状。

Description

车辆前照灯
相关申请的交叉引用
本申请基于于2019年12月26日在韩国知识产权局提交的、申请号为10-2019-0175574的韩国专利申请，并要求其优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及应用了微透镜阵列的车辆前照灯。
背景技术
通常，车辆前照灯用于：(i)提供照明功能以便观察物体；(ii)提供信号、警告和装饰，以允许驾驶员将其驾驶状态告知其他车辆或其他道路使用者。
同时，具有照明功能的车辆前照灯包括：产生光和发射光的光源；折射从光源发射的光以照亮前方道路的透镜；通过阻挡一部分从光源发射的光而形成远光束或近光束的屏蔽件；以及改变屏蔽件的位置的执行器。
然而，上述车辆前照灯在光散射方面有局限性，因此，难以获得更宽的可视角。
相关技术文献
专利文件：韩国专利公开号10-2017-0054121
发明内容
本公开成功解决现有技术中出现的上述问题的同时，将现有技术实现的优点保持不变。
本公开的一方面提供了一种车辆前照灯，其能够通过在其上应用微透镜阵列来显著改善光的散射，从而实现更宽的可视角。
根据本公开的一方面，一种车辆前照灯可以包括：产生光的光源；光学单元，其设置在光源的前面，并且通过部分地阻挡或不阻挡从光源发射的光以产生远光束或近光束；以及微透镜阵列，其设置在光学单元的前面并且散射已经穿过光学单元的光，其中，该微透镜阵列可以包括：光入射板，其在面向光学单元的光入射面上具有多个第一微透镜，该第一微透镜向前折射已经穿过光学单元的光；以及光出射板，其在与光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜，该第二微透镜散射已经穿过第一微透镜的光，并且第一微透镜和第二微透镜可以具有不同的形状。
第一微透镜可以具有旋转对称结构，并且第二微透镜可以具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率。
第一微透镜可以具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率，并且第二微透镜可以具有旋转对称结构。
第二微透镜可以具有连接到光出射面的连接表面，该连接表面为圆形，垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过第一微透镜的垂直光可以被向前折射，并且水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过第一微透镜的横向光可以被横向地散射。
当从水平横截面观察时，第二微透镜的尖端部可以是凹面凹入的。
第一微透镜可以具有连接到光出射面的连接表面，该连接表面为圆形，垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过光学单元的垂直光可以被向前折射，并且水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过光学单元的横向光可以被横向地散射。
设置在光入射板上的第一微透镜和设置在光出射板上的第二微透镜可以具有相同的阵列结构或不同的阵列结构。
第一微透镜可以彼此间隔开以免彼此相接触，并且第二微透镜可以彼此间隔开以免彼此相接触。
所述微透镜阵列还可以包括：一对透明板，其设置在光入射板和光出射板之间；以及透明屏蔽件，其设置在该对透明板之间。
根据本公开的另一方面，一种车辆前照灯可以包括：产生光的光源；光学单元，其设置在光源的前面，并且通过部分地阻挡或不阻挡从光源发射的光以产生远光束或近光束；以及微透镜阵列，其设置在光学单元的前面并且散射已经穿过光学单元的光，其中，该微透镜阵列可以包括：光入射板，其在面向光学单元的光入射面上具有多个第一微透镜，该第一微透镜散射已经穿过光学单元的光；以及光出射板，其在与光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜，该第二微透镜散射已经穿过第一微透镜的光，并且第一微透镜和第二微透镜可以具有相同的形状。
第一微透镜和第二微透镜可以具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率。
第一微透镜可以具有连接到光入射面的连接表面，该连接表面为圆形，第一微透镜的垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过光学单元的垂直光可以被向前折射，并且第一微透镜的水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过光学单元的横向光可以被横向地散射。第二微透镜可以具有连接到光出射面的连接表面，该连接表面为圆形，第二微透镜的垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过第一微透镜的垂直光可以被向前折射，并且第二微透镜的水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过第一微透镜的横向光可以被横向地散射。
第一微透镜和第二微透镜可以具有相同的尺寸。
从水平横截面观察时，第二微透镜的尖端部可以是凹面凹入的。
所述微透镜阵列还可以包括：一对透明板，其设置在光入射板和光出射板之间；以及透明屏蔽件，其设置在该对透明板之间。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他的目的、特征和优点将变得更加明显：
图1示出了根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯的透视图；
图2示出了根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯中的微透镜阵列的侧视图；
图3示出了第一微透镜的放大透视图；
图4示出了第二微透镜的放大透视图；
图5示出了微透镜阵列的垂直横截面视图；
图6示出了微透镜阵列的水平横截面视图；
图7是示出了根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯的使用状态的侧视图；
图8示出了根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯的使用状态的平面图；
图9示出了根据相关技术的车辆前照灯的光散射的仿真结果；
图10示出了根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯的光扩散的仿真结果；
图11示出了根据本公开的第二示例性实施例的车辆前照灯的透视图；以及
图12示出了根据本公开的第三示例性实施例的车辆前照灯的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。此外，将取消对公知的技术和构造的详细描述，以免不必要地使本公开的主旨不清楚，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
[根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯]
如图1至图8所示，根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯100可以包括：产生光的光源110；光学单元120，其通过部分地阻挡或不阻挡从光源110发射的光以产生远光束或近光束；以及微透镜阵列130，其散射已经穿过光学单元120的光。
光源
光源110可以是产生光的装置，并且可以在其上应用发光二极管(light emittingdiode，LED)灯。光源110可以将光发射到光学单元120。
光学单元
可以设置光学单元120以形成远光束或近光束。光学单元120可以设置在光源110的前面，并且使用从光源110发射的光产生远光束或近光束。例如，光学单元120可以通过部分地阻挡或不阻挡光源110的光以产生远光束或近光束。
微透镜阵列
微透镜阵列130可以设置在光学单元120的前面，使得已经穿过光学单元120的光在所有方向上，尤其是横向地扩散。
即，微透镜阵列130可以包括：光入射板131，其在面向光学单元120的光入射面上具有多个第一微透镜131a，该第一微透镜131a向前(即朝向光出射板132)折射已经穿过光学单元120的光；以及光出射板132，其在与光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜132a，该第二微透镜132a在所有方向上散射已经穿过第一微透镜131a的光。
在此，第一微透镜131a和第二微透镜132a可以具有不同的形状。具体地，第二微透镜132a可以形成为增大光散射角的形状。
例如，第一微透镜131a可以具有旋转对称结构，并且第二微透镜132a可以具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面彼此不同。
即，第一微透镜131a可以具有半球形形状，并且折射已经穿过光学单元120的光，以使光聚焦在第一微透镜131a前面的点(焦点)上。
第二微透镜132a可以具有连接到光出射面的连接表面，并且该连接表面可以为圆形。第二微透镜132a的垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过第一微透镜131a的垂直光可以被向前(即，朝向第二微透镜)折射，并且第二微透镜132a的水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过第一微透镜131a的横向光可以被横向地散射。
从后面观察时，第二微透镜132a可以具有圆形形状，从侧面观察时，第二微透镜132a可以具有半球形形状，而从顶部观察时，第二微透镜132a可以具有矩形形状。如图6所示，附接到光出射板132的第二微透镜132a的后部(连接表面)和附接到光入射板131的第一微透镜131a的后部(连接表面)可以具有相同的横向宽度。然而，第二微透镜132a的尖端部的横向宽度可以大于第一微透镜131a的尖端部的横向宽度，因此，第二微透镜132a可以允许已经穿过第一微透镜131a的光被极大地横向散射。因此，光散射角和可视角可以显著增大。
具有上述结构的微透镜阵列130可以增大光散射角，并确保更宽的可视角。
同时，光入射板131和光出射板132可以由透明的合成树脂材料制成，从而防止由于外部和内部冲击而造成的损坏，并提高了制造效率。
从水平横截面观察时，第二微透镜132a的尖端部可以形成为凹面凹入的弯曲表面132a-1。因此，已经穿过光入射板131的光可以被折射从而被极大地横向散射，因此散射角可以增大。
同时，设置在光入射板131上的多个第一微透镜131a和设置在光出射板132上的多个第二微透镜132a可以具有相同的阵列结构。即，多个第一微透镜131a和多个第二微透镜132a可以彼此对应。因此，当已经穿过多个第一微透镜131a的光直接进入多个第二微透镜132a时，该光可以被均匀地散射。因此，前照灯发射的光的亮度可以被均匀地调节。
可替代地，设置在光入射板131上的多个第一微透镜131a和设置在光出射板132上的多个第二微透镜132a可以具有不同的阵列结构。即，多个第一微透镜131a和多个第二微透镜132a可以彼此不对应。因此，当已经穿过多个第一微透镜131a的光在多个第二微透镜132a上扩散，其可以被很大程度地散射。因此，前照灯可以通过将光投射到未被照亮的区域上以提供改善的照明。
同时，设置在光入射板131上的多个第一微透镜131a可以彼此间隔开以免彼此相接触。具体地，多个第一微透镜131a可以彼此间隔0.2mm-2mm。此外，设置在光出射板132上的多个第二微透镜132a可以彼此间隔开以免彼此相接触。具体地，多个第二微透镜132a可以彼此间隔0.2mm-2mm。因此，可以实现制造的容易性，并且可以防止光的不规则散射。
微透镜阵列130还可以包括：一对透明板133和134，其设置在光入射板131和光出射板132之间；以及透明屏蔽件135，其设置在该对透明板133和134之间。即，该对透明板133和134可以增加强度，并且透明屏蔽件135可以允许该对透明板133和134被牢固地附接。
在此，该对透明板和透明屏蔽件可以具有与光入射板和光出射板相同的尺寸。
此外，该对透明板133和134可以由钢化玻璃形成以增加透明性，并且透明屏蔽件135可以包括铬。
因此，如图7和图8所示，根据本公开的第一示例性实施例的车辆前照灯100可以包括微透镜阵列130，以使垂直光可以被向前折射以防止不必要的光散射，并且横向光可以被极大地横向地散射以确保更宽的可视角。
[实验示例]
比较示例
使用根据相关技术的前照灯来模拟光的散射(扩散)，该前照灯包括：光源；光学单元；以及微透镜阵列，其中，具有旋转对称结构的第一微透镜设置在微透镜阵列的两个表面上。得到的仿真结果如图9所示。
发明示例
使用根据本公开的示例性实施例的前照灯来模拟光的散射(扩散)，该前照灯包括：光源；光学单元；以及微透镜阵列，其中，设置有第一和第二微透镜。得到的仿真结果如图10所示。
实验结果
参考图9，比较示例中的光可以以正方形的形式垂直地和横向地散射。即，可以看出，在比较示例中几乎未发生光的散射。
参考图10，与比较示例类似，本发明示例中的光可以被垂直地散射，并且与比较示例相比，可以被极大地横向散射。
因此，可以看出，与相关技术的前照灯相比，根据本公开的示例性实施例的前照灯可以提供改善的横向照明。
在下文中，在描述本公开的以下其他实施例时，具有与先前实施例中的功能相同的功能的元件将由相同的附图标记标示，并且将省略其详细描述。
[根据本公开的第二示例性实施例的车辆前照灯]
如图11所示，根据本公开的第二示例性实施例的前照灯100可以包括产生光的光源110，光学单元120，其使用光源110的光产生远光束或近光束；以及微透镜阵列130，其散射已经穿过光学单元120的光。
微透镜阵列130可以包括：光入射板131，其上设置有多个第一微透镜131b；以及光出射板132，其上设置有多个第二微透镜132b。第一微透镜131b和第二微透镜132b可以具有不同的形状。具体地，第一微透镜131b可以被成形为增大光散射角的形状。
例如，第一微透镜131b可以具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率，并且第二微透镜132b可以具有旋转对称结构。
同时，第二示例性实施例中的第一微透镜131b可以具有与第一示例性实施例中的第二微透镜132a相同的结构，并且将省略其详细描述。
因此，根据本公开的第二示例性实施例的车辆前照灯100可以通过第一微透镜131b显著地横向散射光，并且通过第二微透镜132b向前折射该散射光，从而增大光散射角。即，根据第二示例性实施例的车辆前照灯100可以具有比根据第一示例性实施例的前照灯100更小的光散射角，但是与比较示例相比可以增大光散射角。
[根据本公开的第三示例性实施例的车辆前照灯]
如图12所示，根据本公开的第三示例性实施例的前照灯100可以包括：产生光的光源110；光学单元120，其使用光源110的光产生远光束或近光束；以及微透镜阵列130，其散射已经穿过光学单元120的光。
微透镜阵列130可以包括：光入射板131，其在面向光学单元120的光入射面上具有多个第一微透镜131c，该第一微透镜131c向前折射已经穿过光学单元120的光；以及光出射板132，其在与光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜132c，该第二微透镜132c在所有方向上散射已经穿过第一微透镜131c的光。
在此，第一微透镜131c和第二微透镜132c可以具有相同的形状。即，第一微透镜131c和第二微透镜132c可以具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率。
例如，第一微透镜131c可以具有连接到光入射面的连接表面，并且该连接表面可以为圆形。第一微透镜131c的垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过光学单元120的垂直光可以被向前折射，并且第一微透镜131c的水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过光学单元120的横向光可以被横向地散射。第二微透镜132c可以具有连接到光出射面的连接表面，并且该连接表面可以为圆形。第二微透镜132c的垂直横截面可以具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过第一微透镜131c的垂直光可以被向前折射，并且第二微透镜132c的水平横截面可以具有矩形形状，以使已经穿过第一微透镜131c的横向光可以被横向地散射。
因此，根据本公开的第三示例性实施例的车辆前照灯100可以显著增大光散射角，从而显著增大可视角。
同时，第一微透镜131c和第二微透镜132c可以具有相同的尺寸。因此，当已经穿过第一微透镜131c的光直接进入第二微透镜132c时，光散射角可以被增大。
从水平横截面观察时，第二微透镜132c的尖端部可以是凹面凹入的。因此，它可以更有效地散射光。
同时，微透镜阵列130还可包括：一对透明板，其设置在光入射板和光出射板之间；以及透明屏蔽件，其设置在该对透明板之间，从而提高强度。
如上所述，通过将微透镜阵列应用于根据本公开的示例性实施例的前照灯，可以显著增大光散射角，因此，可以实现更宽的可视角。
上文中，尽管已经参考示例性实施例和附图描述了本公开，但本公开不限于此，而是可以由本公开所属领域的技术人员在不脱离所附权利要求书要求保护的本公开的精神和范围的前提下进行各种修改和改变。

Claims (15)

1.一种车辆前照灯，所述前照灯包括：
产生光的光源；
光学单元，其设置在所述光源的前面，并且通过部分地阻挡或不阻挡从所述光源发射的光以产生远光束或近光束；以及
微透镜阵列，其设置在所述光学单元的前面并且散射已经穿过所述光学单元的光，
其中，所述微透镜阵列包括：
光入射板，其在面向所述光学单元的光入射面上具有多个第一微透镜，所述第一微透镜向前折射已经穿过所述光学单元的光；以及
光出射板，其在与所述光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜，所述第二微透镜散射已经穿过所述第一微透镜的光，并且
所述第一微透镜和所述第二微透镜具有不同的形状。
2.根据权利要求1所述的前照灯，其中，所述第一微透镜具有旋转对称结构，并且
所述第二微透镜具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率。
3.根据权利要求1所述的前照灯，其中，所述第一微透镜具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率，并且
所述第二微透镜具有旋转对称结构。
4.根据权利要求2所述的前照灯，其中，所述第二微透镜具有连接到所述光出射面的连接表面，所述连接表面为圆形，
所述垂直横截面具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过所述第一微透镜的垂直光被向前折射，并且
所述水平横截面具有矩形形状，以使已经穿过所述第一微透镜的横向光被横向地散射。
5.根据权利要求4所述的前照灯，其中，从所述水平横截面观察时，所述第二微透镜的尖端部是凹面凹入的。
6.根据权利要求3所述的前照灯，其中，所述第一微透镜具有连接到所述光出射面的连接表面，所述连接表面为圆形，
所述垂直横截面具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过所述光学单元的垂直光被向前折射，并且
所述水平横截面具有矩形形状，以使已经穿过所述光学单元的横向光被横向地散射。
7.根据权利要求1所述的前照灯，其中，设置在所述光入射板上的所述第一微透镜和设置在所述光出射板上的所述第二微透镜具有相同的阵列结构或不同的阵列结构。
8.根据权利要求7所述的前照灯，其中，所述第一微透镜彼此间隔开以免彼此相接触，并且
所述第二微透镜彼此间隔开以免彼此相接触。
9.根据权利要求1所述的前照灯，其中，所述微透镜阵列还包括：
一对透明板，其设置在所述光入射板和所述光出射板之间；以及
透明屏蔽件，其设置在所述一对透明板之间。
10.一种车辆前照灯，所述前照灯包括：
产生光的光源；
光学单元，其设置在所述光源的前面，并且通过部分地阻挡或不阻挡从所述光源发射的光以产生远光束或近光束；以及
微透镜阵列，其设置在所述光学单元的前面并且散射已经穿过所述光学单元的光，
其中，所述微透镜阵列包括：
光入射板，其在面向所述光学单元的光入射面上具有多个第一微透镜，所述第一微透镜散射已经穿过所述光学单元的光；以及
光出射板，其在与所述光入射面相对的光出射面上具有多个第二微透镜，所述第二微透镜散射已经穿过所述第一微透镜的光，并且
所述第一微透镜和所述第二微透镜具有相同的形状。
11.根据权利要求10所述的前照灯，其中，所述第一微透镜和所述第二微透镜具有非对称结构，其中，垂直横截面和水平横截面具有不同的曲率。
12.根据权利要求11所述的前照灯，其中，所述第一微透镜具有连接到所述光入射面的连接表面，所述连接表面为圆形，
所述第一微透镜的所述垂直横截面具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过所述光学单元的垂直光被向前折射，
所述第一微透镜的所述水平横截面具有矩形形状，以使已经穿过所述光学单元的横向光被横向地散射，
所述第二微透镜具有连接到所述光出射面的连接表面，所述连接表面为圆形，
所述第二微透镜的所述垂直横截面具有有预定曲率的半圆形状，以使已经穿过所述第一微透镜的垂直光被向前折射，并且
所述第二微透镜的所述水平横截面具有矩形形状，以使已经穿过所述第一微透镜的横向光被横向地散射。
13.根据权利要求10所述的前照灯，其中，所述第一微透镜和所述第二微透镜具有相同的尺寸。
14.根据权利要求10所述的前照灯，其中，从所述水平横截面观察时，所述第二微透镜的尖端部是凹面凹入的。
15.根据权利要求10所述的前照灯，其中，所述微透镜阵列还包括：
一对透明板，其设置在所述光入射板和所述光出射板之间；以及
透明屏蔽件，其设置在所述一对透明板之间。
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