CN113091014A - 车灯光学元件、车灯模组和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车灯，公开了一种车灯光学元件、车灯模组和车辆。本发明提供的车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，所述入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构，每个所述入光结构包括入光面和反射面，所述反射面设置为抛物面或类抛物面，所述出光部的前端面形成为出光面，入射至所述入光面的光线能够经该入光面对应的所述反射面反射后进入所述传输部，再经所述传输部传输至所述出光部并经所述出光面投射。本发明还提供包括上述车灯光学元件的车灯模组和车辆。该车灯光学元件能够适用于窄长型车灯，且配光灵活、集成度高、光学效率高。

Description

车灯光学元件、车灯模组和车辆
技术领域
本发明涉及车灯，具体地，涉及一种车灯光学元件。此外，本发明还涉及包含该车灯光学元件的车灯模组和车辆。
背景技术
在车灯技术领域，设置于车灯内起近光或远光照明作用的车灯模组，为了适应不同的车灯造型以及照明性能要求，其形式越来越多样化。近几年远光车灯模组的新技术也层出不穷，随着用户对车灯外观造型及美观的要求越来越高，车灯模组的透镜及模组逐渐发展为窄长型结构。
目前，市场对窄长型透镜出光面的尺寸要求越来越多，多数情况下需要满足上下尺寸小于或等于30mm，尤其是小于或等于20mm，左右尺寸为30mm～300mm不等，甚至大于300mm，比如上下尺寸为20mm、左右尺寸220mm的透镜。为了满足市场需求，透镜出光面尺寸较大的车灯模组一般直接将其透镜缩小或者结合其光学元件的缩小以形成窄长型结构，但是不能满足光形、光学性能和光学效率等方面的要求。如针对窄长型透镜出光面进行开发与设计，往往会存在光学结构复杂、整体尺寸较大以及成本较高等不足，所以对于窄长透镜及其车灯模组，需要提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明第一方面所要解决的问题是提供一种车灯光学元件，该车灯光学元件能够适用于窄长型车灯，且配光灵活、集成度高、光学效率高。
本发明第二方面所要解决的问题是提供一种车灯模组，该车灯模组能够适用于窄长型车灯，且配光灵活、集成度高、光学效率高。
本发明第三方面所要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的车灯能够设计为窄长型，且车灯的配光灵活、集成度高、光学效率高。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种车灯光学元件，包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，所述入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构，每个所述入光结构包括入光面和反射面，所述反射面设置为抛物面或类抛物面，所述出光部的前端面形成为出光面，入射至所述入光面的光线能够经该入光面对应的所述反射面反射后进入所述传输部，再经所述传输部传输至所述出光部并经所述出光面投射。
优选地，所述传输部包括由后向前依次设置的第一光通道和第二光通道，所述第一光通道的成型材质与所述第二光通道的成型材质不同，使得所述第一光通道与所述第二光通道之间形成有分界结构，入射至所述入光面的光线能够经该入光面对应的所述反射面反射后进入所述第一光通道，再依次经所述第一光通道、所述第二光通道传输至所述出光部，最后经所述出光面投射。
更优选地，所述第一光通道与所述入光部形成为第一导光体，所述第二光通道与所述出光部形成为第二导光体。
进一步优选地，所述第一导光体的成型材质的折射率小于所述第二导光体的成型材质的折射率。
具体地，所述分界结构包括多个沿左右方向排列的分界面，所述分界面与所述入光结构一一对应设置。
典型地，所述分界面设置为由分界设定曲线沿竖直方向拉伸形成的顺滑后凸曲面，以能够对入射至该分界面的光线进行水平单方向准直；所述出光面设置为由出光设定曲线沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面，以能够对入射至该出光面的光线进行竖直单方向准直。
作为一种优选方式，所述入光面上设置有向远离所述反射面的一侧凸出的曲面。
优选地，所述反射面靠近该反射面对应的所述入光面的一端设置有截止线结构。
本发明第二方面提供一种车灯模组，包括光源和根据上述技术方案中任意一项所述的车灯光学元件，所述光源与所述入光结构一一对应设置，所述光源位于该光源对应的所述反射面的焦点区域。
优选地，所述光源的发光面相对于水平面倾斜设置，所述光源的发光面与水平面的夹角为10°-30°。
本发明第三方面提供一种车辆，包括根据上述技术方案中任意一项所述的车灯模组。
通过上述技术方案，本发明提供的车灯光学元件在入光部设置有多个沿左右方向排列的入光结构，使得车灯光学元件形成窄长造型、尺寸小、成本低；入光部、传输部和出光部一体成型，使得车灯光学元件的集成度高，且实现入光部的反射面与传输部和出光部集成为一体结构，结合反射面为抛物面或者类抛物面，不仅能够实现对入光面入射的光线进行汇聚、准直，有利于提高光线利用率，还能够提高光线传输的稳定性和光学精度，从而使得形成的光形效果好、光学效率高，且该车灯光学元件的光学结构简单、整体尺寸小。
在本发明的优选实施方式中，第一导光体的成型材质与第二导光体的成型材质不同，两者之间形成分界面作为光学面，从而增加配光参数，使配光更加灵活，进一步优化对光线的配光效果，提高车灯光学元件的集成度；分界面设置为由分界设定曲线沿竖直方向拉伸形成的顺滑的后凸曲面，出光面设置为出光设定曲线沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面，使其分界面具有在水平方向对发散光线单方向准直的光学特点，并使其出光面具有在竖直方向对发散光线单方向准直的光学特点，从而不需要入光面和反射面做特别的光学设计来得到矩形中间光分布，使得该车灯光学元件光学系统结构简单。
有关本发明的其它技术特征和技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1是本发明中车灯光学元件的第一种具体实施方式的结构示意图之一；
图2是图1所示的车灯光学元件的结构示意图之二；
图3是图1所示的车灯光学元件的前视图；
图4是图1所示的车灯光学元件的俯视图；
图5是图4的A-A剖面图；
图6是图1所示的车灯光学元件中第一导光体与第二导光体的结构示意图之一；
图7是图6所示的第一导光体与第二导光体的结构示意图之二；
图8是图1所示的车灯光学元件中第二导光体的结构示意图；
图9是图8所示的第二导光体的俯视图；
图10是图9的B-B剖面图；
图11是图8所示的第二导光体的侧视图；
图12是图11的C-C剖面图；
图13是图1所示的车灯光学元件应用于车灯模组时的结构示意图；
图14是图13所示的车灯模组的光路图；
图15是本发明中车灯光学元件的第二种具体实施方式的结构示意图之一；
图16是图15所示的车灯光学元件的结构示意图之二；
图17是图15所示的车灯光学元件中第一导光体与第二导光体的结构示意图；
图18是图15所示的车灯光学元件中第一导光体的结构示意图；
图19是图15所示的车灯光学元件中第二导光体的结构示意图；
图20是图15所示的车灯光学元件的俯视图；
图21是图20的D-D剖面图；
图22是图15所示的车灯光学元件的侧视图；
图23是图22的E-E剖面图；
图24是图15所示的车灯光学元件应用于车灯模组时的结构示意图；
图25是图24所示的车灯模组的光路图；
图26是本发明中车灯光学元件的第三种具体实施方式的结构示意图之一；
图27是图26所示的车灯光学元件的结构示意图之二；
图28是图26所示的车灯光学元件的结构示意图之三；
图29是图26所示的车灯光学元件的俯视图；
图30是图29的F-F剖面图；
图31是图26所示的车灯光学元件的侧视图；
图32是图31的G-G剖面图；
图33是图26所示的车灯光学元件的光路图；
图34是本发明中车灯光学元件的第四种具体实施方式的结构示意图；
图35是图34所示的车灯光学元件的俯视图；
图36是图35的H-H剖面图；
图37是本发明中车灯光学元件的第五种具体实施方式的结构示意图；
图38是图37所示的车灯光学元件的俯视图；
图39是图38的I-I剖面图；
图40是本发明中车灯光学元件的第六种具体实施方式的结构示意图之一；
图41是图40所示的车灯光学元件的结构示意图之二；
图42是图40所示的车灯光学元件的俯视图；
图43是图42的J-J剖面图；
图44是图40所示的车灯光学元件应用于车灯模组时的结构示意图；
图45是图44所示的车灯模组的光路图；
图46是本发明中车灯光学元件的第七种具体实施方式的结构示意图之一；
图47是图46所示的车灯光学元件的结构示意图之二；
图48是图46所示的车灯光学元件的俯视图；
图49是图48的K-K剖面图；
图50是图46所示的车灯光学元件中第一导光体与第二导光体的结构示意图之一；
图51是图50所示的第一导光体与第二导光体的结构示意图之二；
图52是图46所示的车灯光学元件应用于车灯模组时的结构示意图；
图53是图52所示的车灯模组的光路图；
图54是本发明中车灯光学元件的第八种具体实施方式的结构示意图之一；
图55是图54所示的车灯光学元件的结构示意图之二；
图56是图54所示的车灯光学元件的俯视图；
图57是图56的L-L剖面图；
图58是图54所示的车灯光学元件的侧视图；
图59是图58的M-M剖面图；
图60是本发明中车灯模组形成的光形示意图；
图61是本发明中车灯模组在遇到行人或车辆时形成暗区的光形示意图。
附图标记说明
1第一导光体 11入光结构
111入光面 112反射面
113截止线结构 12第一光通道
2第二导光体 21第二光通道
22出光面 221出光设定曲线
3光源 4分界面
41分界设定曲线 θ光源与水平面的夹角
a自适应远光光形 b远光光形下边界
c近光光形 d暗区
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
首先需要说明的是，在下文的描述中为清楚地说明本发明的技术方案而涉及的一些方位词，例如“前、后、上、下、左、右”所指示的方位或位置关系是基于本发明的车灯光学元件正常安装在车辆上后的方位或位置关系。“前”是指车灯光学元件的出光方向所指的方向，“后”是指与“前”相反的方向，“上”是指车灯光学元件出光方向的上侧，“下”是指车灯光学元件出光方向的下侧，“左”是指车灯光学元件的出光方向的左侧，“右”是指车灯光学元件的出光方向的右侧，即与车辆正常行驶的左右侧方向相同。术语为基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，或者是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明第一方面提供的一种车灯光学元件，参见图1至图39，包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，每个入光结构11包括入光面111和反射面112，反射面112设置为抛物面或类抛物面，出光部的前端面形成为出光面22，入射至入光面111的光线能够经该入光面111对应的反射面112反射后进入传输部，再经传输部传输至出光部并经出光面22投射。
上述基础技术方案所提供的车灯光学元件，入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，相应地，传输部和出光部均与入光结构11相匹配，使得车灯光学元件形成窄长造型、尺寸小、成本低，特别适用于自适应(ADB，Adaptive Driving Beam)远光灯照明。
为了更好地说明本发明提供的车灯光学元件的工作过程，以下结合该车灯光学元件在应用于车灯模组时进行详细的介绍和说明，车灯模组中设置有与入光结构11对应设置的光源3。光源3发出的光线从入光面111入射至该入光面111相对应的反射面112，经抛物面或类抛物面的反射面112进行反射后进入传输部，再经传输部传输至出光部并经出光面22投射形成所需的光形。本发明中，将反射面112设置为抛物面或类抛物面，根据抛物面反射或类抛物面反射的光学特性，可以将光源3设置为点光源且位于反射面112的焦点区域，点光源发出的光线被对应的反射面112反射后呈现平行光或近似平行的光向前照射，上下方向上光线没有扩散，在保证相同光效的前提下，能够减小出光部的上下尺寸，实现出光部在上下方向的尺寸设计达到小于或等于20mm的程度。
在该车灯模组应用于ADB远光灯照明时，光源3可以设置为与入光结构11一一对应，在使用过程中，道路前方出现其他道路使用者时，可关闭其所在位置对应的部分光源3，从而使得对应的局部光形形成暗区，避免其他道路使用者(尤其是对向来车)产生炫目，该过程可配合ADB控制系统，本发明的车灯光学元件配光灵活度高、适用性强。
本发明中，入光部、传输部和出光部一体成型，使得车灯光学元件的集成度高，且实现入光部的反射面112与传输部和出光部集成为一体结构，结合反射面112为抛物面或者类抛物面，不仅能够实现对入光面111入射的光线进行汇聚、准直，有利于提高光线利用率，还能够提高光线传输的稳定性和光学精度，从而使得形成的光形效果好、光学效率高，且该车灯光学元件的光学结构简单、整体尺寸小。
作为本发明中传输部的一种优选实施方式，传输部包括由后向前依次设置的第一光通道12和第二光通道21，入射至入光面111的光线能够经该入光面111对应的反射面112反射后进入第一光通道12，再经第一光通道12传输至第二光通道21、第二光通道21传输至出光部，最后经出光面22投射。此时，第一光通道12和第二光通道21为一体成型，图6至图12、图17至图19、图50、图51中两者虽为相互独立的零件，仅是为了显示两者的具体结构，实际两者是不可分割的。需要进一步说明的是，本发明中车灯光学元件的入光部、第一光通道12、第二光通道21和出光部可以采用相同的材质一体成型，也可以采用不同的材质一体成型，具体地，可以是上述四者的材质分别不同，也可以是其中两者的材质相同，又或者是其中三者的材质相同。第一光通道12与第二光通道21的成型材质不同时，两者之间会形成分界结构，第一光通道12在分界结构处发生折射后进入第二光通道21；第一光通道12与第二光通道21的材质相同时，两者之间则不存在分界结构。
作为本发明中车灯光学元件的一种优选实施方式，第一光通道12与入光部形成为第一导光体1，第二光通道21与出光部形成为第二导光体2，第一导光体1的成型材质与第二导光体2的成型材质不同，以使得第一光通道12与第二光通道21之间形成有分界结构。第一光通道12与入光部的材质相同，第二光通道21与出光部的材质相同，入射至入光面111的光线经该入光面111对应的反射面112反射后，经第一光通道12传输至分界结构，在分界结构处发生折射后进入第二光通道21，再经第二光通道21传输至出光部，最后经出光面22投射。分界结构能够调整改变传输部内光线的光路，形成用于调配光形的配光面，使得配光设计更加灵活，从而使得经出光面22出射的光线投射形成的光形符合法规要求。本发明中的第一导光体1和第二导光体2采用不同的透明材质成型，可分别采用PC、PMMA、硅胶、树脂或玻璃等材质中的一种。
优选情况下，第一导光体1的成型材质的折射率小于第二导光体2的成型材质的折射率，使得光线从第一光通道12传输至第二光通道21时，光线折射角小于光线入射角，能够使更多的光线由第二光通道21传输至出光部进行投射，能够进一步提高第二导光体2对光线的利用率。具体地，第一导光体1可以采用硅胶或者PMMA材料成型，第二导光体2可以采用PC材料成型。
本发明中分界结构可以是平面，也可以是曲面。作为本发明中分界结构的一种优选实施方式，参见图6至图12、图17至图19、图50和图51，分界结构包括多个沿左右方向排列的分界面4，分界面4与入光结构11一一对应设置。此时，每个入光结构11对应的光源3发出的光线从对应的入光面111入射后，经对应的反射面112反射后依次经过该入光结构11对应的第一光通道12、分界面4和第二光通道21，最后经出光面22投射，分界面4与入光结构11一一对应设置，更有利于优化在光线从第一光通道12进入第二光通道21时的配光效果，进而提高光学效率。
优选情况下，参见图6和图7，分界面4设置为由分界设定曲线41沿竖直方向拉伸形成的顺滑的后凸曲面，以能够对入射至该分界面4的光线进行水平单方向准直；出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面，以能够对入射至该出光面22的光线进行竖直单方向准直。分界面4在对从第一光通道12进入第二光通道21的光线进行折射配光的同时，起到水平单方向准直的作用，使得光形效果更佳。分界面4与入光结构11一一对应设置时，不同分界面4的分界设定曲线41可以相同，也可以不同，具体可以根据第一导光体1和第二导光体2的材质和配光要求进行设计，具有配光灵活的优点；出光设定曲线221为向前凸出的曲线，所形成的出光面22连续顺滑、不分段，从而对出射的光线起到上下准直作用。
需要说明的是，所述“水平单方向准直”可以作如下理解：如图4所示，分界面4在水平方向上的截线为后凸曲线，起汇聚效应，对光线的偏折程度较大，能够对发散光线具有一定的准直作用，如图5所示，在竖直剖面中，分界面4在竖直方向上的截线为直线或几乎为直线，使得分界面4在竖直方向对发散光线的偏折能力远不如在水平方向上对发散光线的偏折能力，分界面4在水平剖面位置范围内对发散光线具有单一方向的准直效果，即分界面4主要是对光线在水平方向上进行偏折。所述“竖直单方向准直”可以作如下理解：如图5所示，在竖直剖面中，出光面22在竖直方向上的截线为凸曲线，起汇聚效应，对光线的偏折程度较大，能够对发散光线具有一定的准直作用，如图4所示，出光面22在水平方向上的截线为直线或几乎为直线，使得出光面22在水平方向对发散光线的偏折能力远不如在竖直方向上对发散光线的偏折能力，不具有准直作用，出光面22在竖直剖面位置范围内对发散光线具有单一方向的准直效果，即出光面22主要是对光线在竖直方向上进行偏折。
由于分界面4主要是对光线在水平方向上进行偏折，出光面22主要是对光线在竖直方向上进行偏折，使得分界面4对光源3的在水平方向上的成像放大倍率大于出光面22对光源3在竖直方向上的成像放大倍率，从而使反射面112反射的光线形成的中间光分布通过该分界面4和出光面22投射即可形成矩形的照明光形，不需要入光面111和反射面112做特别的光学设计来得到矩形中间光分布再由分界面4和出光面22投射形成矩形的照明光形，使得该车灯光学元件光学系统结构简单。同时，如果分界面4和出光面22均为与凸透镜出光面一样的凸曲面，其在各个方向上对光线的偏折能力都较大，在设计配光过程中，需要同时兼顾两个面的面型来使其最终出射的光线投射形成预期的照明光形，该配光过程需要反复调整两个面的面型，配光过程复杂，而采用本发明的车灯光学元件，其分界面4和出光面22均具有单一方向的调光功能，可以独立调节两个光学面的面型，大大简化了配光过程中的调光步骤。
本发明中，出光面22还可以设置为其他形式的曲面结构，具体地，可以是如图42所示的凸透镜面，其横纵截线均为向前凸出的曲线。
本发明中入光面111可以设置为平面或者曲面，优选情况下，入光面111上设置有向远离反射面112的一侧凸出的曲面，以使得对光源3入射至入光面111的光线的汇聚的效果更好。
本发明的车灯光学元件在应用于普通远光灯照明或自适应(ADB，AdaptiveDriving Beam)远光灯照明时，一般需要形成远光光形的下边界，在应用于近光照明时，一般需要形成近光光形的上边界。优选情况下，参见图1、图15和图26，反射面112靠近该反射面112对应的入光面111的一端设置有截止线结构113；或者，参见图41，第一光通道12的前端设置有截止线结构113。具体地，在反射面112为抛物面或类抛物面时，截止线结构113可以设置在入光面111与反射面112的交接处。本发明中，并不排除将反射面112设置为其他能够与抛物面或类抛物面形成相似的反射、汇聚作用的形状，例如椭球面或类椭球面。参见图40至图45，在反射面112为椭球面或者类椭球面时，截止线结构113可以设置在第一光通道12的前端与第二光通道21的连接处，此时相应的出光面22可以设置为凸透镜面，且出光面22的焦点设置在截止线结构113处。
作为本发明第二光通道21的一种优选实施方式，参见图1至图45，第二光通道21沿上下方向的厚度大于第一光通道12沿上下方向的厚度，使得光线从分界面4进入第二光通道21进行传输时能够使更多的光线从出光面22出射，提高光效。第二光通道21沿左右方向的宽度可以与第一光通道12沿左右方向的宽度相同，也可以是第二光通道21从后至前沿左右方向的宽度逐渐较小。
具体地，第一光通道12和第二光通道21可分别设置为后端至前端厚度相同，且第二光通道21沿上下方向的厚度大于第一光通道12沿上下方向的厚度；也可以是参见图5和图21，第一光通道12设置为后端至前端厚度相同，将第二光通道21的上壁面和/或下壁面(例如，第二光通道21上与入光面111位于同侧的壁面)由后至前逐渐向外侧倾斜延伸，以使得第二光通道21的厚度逐渐大于第一光通道12沿上下方向的厚度；又或者是参见图30，第一光通道12和第二光通道21均设置为上壁面和/或下壁面由后至前逐渐向外侧倾斜延伸，例如，第一光通道12和第二光通道21两者与入光面111位于同侧的壁面均由后至前逐渐向外侧倾斜延伸且位于同一平面上。
本发明中，并不排除入光结构11设置为其他的结构形式。例如，参见图54至图59，入光结构11为聚光杯结构。聚光杯结构可以有多种形式，例如，聚光杯结构的外部轮廓面为口径由后端向前端逐渐增大的曲面状结构，其为实心体，聚光杯结构的后端和前端可以为平面，也可以为曲面；或者，聚光杯结构的外部轮廓面为口径由后端向前端逐渐增大的曲面状结构，且其内部具有凹腔的结构，凹腔的开口朝向与其对应的光源3，在凹腔内设有凸起，凸起的凸出方向为朝向与其对应的光源3的方向。此时，车灯光学元件的基础结构可以为：包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，入光部包括至少一个沿左右方向排列的入光结构11，每个入光结构11均设置为聚光杯结构，出光部的前端面形成为出光面22，入射至入光结构11的光线能够经聚光杯结构汇聚准直后进入传输部，再经传输部传输至出光部并经出光面22投射。其入光部、传输部和出光部的设置也可以采用上述入光结构11包括入光面111和反射面112时的优选实施方式。
又例如，参见图46至图53，入光结构11背向第一光通道12的一端形成入光面111，入光面111设置为向后凸出的曲面或者锥形面，便于对光源3入射至入光面111的光线进行汇聚、准直。此时，车灯光学元件的基础结构可以为：包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，入光部包括至少一个沿左右方向排列的入光结构11，每个入光结构11背向传输部的一端形成入光面111，入光面111设置为向后凸出的曲面，出光部的前端面形成为出光面22，入射至入光面111的光线能够经该入光面111汇聚准直后进入传输部，再经传输部传输至出光部并经出光面22投射。其入光部、传输部和出光部的设置也可以采用上述入光结构11包括入光面111和反射面112时的优选实施方式。
基于上述提供的车灯光学元件，本发明第二方面提供了一种车灯模组，参见图13和图14、图24和图25、图44和图45、图52和图53，包括光源3和根据上述任意一项所述的车灯光学元件，以能够适用于窄长型车灯，且配光灵活、集成度高、光学效率高。其中，光源3可以是LED光源，也可以是激光光源；光源3的数量小于或者等于入光结构11的数量，且每个光源3能够独立地控制开启和关闭。
作为本发明车灯模组的一种优选实施方式，参见图13和图14，光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的反射面112的焦点区域，以能够提高光源3发出的光线的利用效率。需要说明的是，反射面112的焦点区域指的是该反射面112的焦点处以及焦点附近。
优选情况下，光源3的发光面相对于水平面倾斜设置，光源3的发光面与水平面的夹角θ为10°-30°，进一步优选为15°-25°，以使得光源3发出的光线能够高效地经反射面112反射至第一光通道12，并传输至第二光通道21，提高光学效率。
作为本发明中车灯模组的第一种相对优选的实施方式，参见图1至图14，包括车灯光学元件和光源3，车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，传输部包括由后向前依次设置的第一光通道12和第二光通道21，第一光通道12与入光部形成为第一导光体1，第二光通道21与出光部形成为第二导光体2，第一导光体1采用PMMA材料成型，第二导光体2采用PC材料成型；入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，入光结构11包括入光面111和位于入光面111下方且呈抛物面型的反射面112，入光面111与反射面112的交接处设置有截止线结构113；出光部的前端形成为出光面22，第一光通道12与第二光通道21之间形成有分界结构，分界结构包括与入光结构11一一对应的分界面4，每个分界面4独立设置为由相应的分界设定曲线41沿竖直方向拉伸形成的顺滑后凸曲面，第一光通道12设置为后端至前端厚度相同，第二光通道21上与入光面111位于同侧的壁面由后至前逐渐向上倾斜延伸，出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面；光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的入光面111的上方且位于对应的反射面112的焦点区域，光源3的发光面与水平面的夹角θ为20°。
车灯模组的第一种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线射向各自对应的入光面111，经截止线结构113遮光后入射至反射面112，经反射面112反射并汇聚准直后，入射至第一光通道12内传输，再从分界面4入射至第二光通道21，分界面4具有配光作用和水平单方向准直的光学特性，对光线在水平方向上进行偏折，使更多的光线能够进入第二光通道21，最后光线经第二光通道21传输至出光面22，经出光面22投射形成具有明暗截止线的光形，出光面22具有竖直单方向准直的光学特性，由于分界面4主要是对光线在左右方向上进行偏折，出光面22主要是对光线在竖直方向上进行偏折，使得分界面4对光源3在水平方向上的成像放大倍率大于出光面22对光源3在竖直方向上的成像放大倍率，从而使光源3通过该车灯光学元件即可形成矩形的照明光形，光形效果好、光学效率高，其具体的光路图如图14所示；第一光通道12的折射率小于第二光通道21的折射率，使更多的光线由第二光通道21传输至出光部，进一步提高第二导光体2对光线的利用率。
作为本发明中车灯模组的第二种相对优选的实施方式，参见图15至图25，包括车灯光学元件和光源3，车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，传输部包括由后向前依次设置的第一光通道12和第二光通道21，第一光通道12与入光部形成为第一导光体1，第二光通道21与出光部形成为第二导光体2，第一导光体1采用PMMA材料成型，第二导光体2采用PC材料成型；入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，入光结构11包括入光面111和位于入光面111上方且呈抛物面型的反射面112，入光面111与反射面112的交接处设置有截止线结构113；出光部的前端形成为出光面22，第一光通道12与第二光通道21之间形成有分界结构，分界结构包括与入光结构11一一对应的分界面4，每个分界面4独立设置为由分界设定曲线41沿竖直方向拉伸形成的顺滑的后凸曲面，第一光通道12设置为后端至前端厚度相同，第二光通道21上与入光面111位于同侧的壁面由后至前逐渐向下倾斜延伸，出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面；光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的入光面111的下方且位于对应的反射面112的焦点区域，光源3的发光面与水平面的夹角θ为20°。
车灯模组的第二种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线的传输过程，与第一种相对优选的实施例相同，其具体的光路图如图25所示。
作为本发明中车灯模组的第三种相对优选的实施方式，参见图26至图33，包括车灯光学元件和光源3，车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，传输部包括由后向前依次设置的第一光通道12和第二光通道21，第一光通道12与入光部形成为第一导光体1，第二光通道21与出光部形成为第二导光体2，第一导光体1采用硅胶材料成型，第二导光体2采用PC材料成型；入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，入光结构11包括入光面111和位于入光面111下方且呈抛物面型的反射面112，入光面111与反射面112的交接处设置有截止线结构113；出光部的前端形成为出光面22，第一光通道12与第二光通道21之间形成有分界结构，分界结构包括与入光结构11一一对应的分界面4，每个分界面4独立设置为由分界设定曲线41沿竖直方向拉伸形成的顺滑的后凸曲面，第一光通道12和第二光通道21两者与入光面111位于同侧的壁面均由后至前逐渐向上倾斜延伸且位于同一平面上，出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面；光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的入光面111的上方且位于对应的反射面112的焦点区域。
车灯模组的第三种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线的传输过程，与第一种相对优选的实施例相同，其具体的光路图如图33所示。
作为本发明中车灯模组的第四种相对优选的实施方式，参见图34至图36，其在上述车灯模组的第三种相对优选的实施例的基础上，在入光面111上设置有向远离反射面112的一侧凸出的曲面，入光面111对应的光源3朝向该曲面。
车灯模组的第四种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线射向各自对应的入光面111上的曲面并经该曲面汇聚后，经截止线结构113遮光后入射至反射面112，经反射面112反射并进一步汇聚准直后，入射至第一光通道12内传输，再从分界面4入射至第二光通道21，分界面4具有配光作用和水平单方向准直的光学特性，对光线在水平方向上进行偏折，使更多的光线能够进入第二光通道21，最后光线经第二光通道21传输至出光面22，经出光面22投射形成具有明暗截止线的光形，出光面22具有竖直单方向准直的光学特性，由于分界面4主要是对光线在左右方向上进行偏折，出光面22主要是对光线在竖直方向上进行偏折，使得分界面4对光源3在水平方向上的成像放大倍率大于出光面22对光源3在竖直方向上的成像放大倍率，从而使光源3通过该车灯光学元件即可形成矩形的照明光形。第一光通道12的折射率小于第二光通道21的折射率，使更多的光线由第二光通道21传输至出光部，进一步提高第二导光体2对光线的利用率。
作为本发明中车灯模组的第五种相对优选的实施方式，参见图37至图39，包括车灯光学元件和光源3，车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，入光部、传输部和出光部均采用PC材料成型；入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，入光结构11包括入光面111和位于入光面111下方且呈抛物面型的反射面112，入光面111与反射面112的交接处设置有截止线结构113；出光部的前端形成为出光面22，传输部与入光面111同侧的壁面均由后至前逐渐向上倾斜延伸且位于同一平面上，出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面；光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的入光面111的上方且位于对应的反射面112的焦点区域。
车灯模组的第五种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线射向各自对应的入光面111，经截止线结构113遮光后入射至反射面112，经反射面112反射并汇聚准直后，经传输部传输至出光面22，最后经出光面22投射形成具有明暗截止线的远光光形。
作为本发明中车灯模组的第六种相对优选的实施方式，参见图40至图45，包括车灯光学元件和光源3，车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，传输部包括由后向前依次设置的第一光通道12和第二光通道21，第一光通道12与入光部形成为第一导光体1，第二光通道21与出光部形成为第二导光体2，第一导光体1采用硅胶材料成型，第二导光体2采用PC材料成型；第一光通道12的前端底部设置有截止线结构113，入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，入光结构11包括入光面111和位于入光面111上方且呈椭球面型的反射面112；第一光通道12与第二光通道21之间形成有分界结构，分界结构设置为一个分界面4，第一光通道12设置为后端至前端厚度相同，第二光通道21上与入光面111位于同侧的壁面由后至前逐渐向下倾斜延伸，出光面22设置为凸透镜面且焦点位于截止线结构113处；光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的入光面111的下方。
车灯模组的第六种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线射向各自对应的入光面111并入射至反射面112，经反射面112反射并汇聚准直后，入射至第一光通道12内传输，再经截止线结构113遮光后从分界面4入射至第二光通道21，最后光线经第二光通道21传输至出光面22进行投射形成具有明暗截止线的光形，其具体的光路图如图45所示；分界面4具有配光作用，第一光通道12的折射率小于第二光通道21的折射率，使更多的光线由第二光通道21传输至出光部，进一步提高第二导光体2对光线的利用率。
作为本发明中车灯模组的第七种相对优选的实施方式，参见图46至图53，包括车灯光学元件和光源3，车灯光学元件包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，传输部包括由后向前依次设置的第一光通道12和第二光通道21，第一光通道12与入光部形成为第一导光体1，第二光通道21与出光部形成为第二导光体2，第一导光体1采用PMMA材料成型，第二导光体2采用PC材料成型；入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构11，入光结构11背向第一光通道12的一端形成入光面111，入光面111设置为向后凸出的曲面；出光部的前端形成为出光面22，第一光通道12与第二光通道21之间形成有分界结构，分界结构包括与入光结构11一一对应的分界面4，每个分界面4独立设置为由相应的分界设定曲线41沿竖直方向拉伸形成的顺滑的后凸曲面，第一光通道12和第二光通道21设置为后端至前端厚度相同，出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面；光源3与入光结构11一一对应设置，光源3位于该光源3对应的入光面111的后方。
车灯模组的第七种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线射向各自对应的入光面111并经入光面111汇聚准直后，入射至第一光通道12内传输，再从分界面4入射至第二光通道21，分界面4具有配光作用和水平单方向准直的光学特性，对光线在水平方向上进行偏折，使更多的光线能够进入第二光通道21，最后光线经第二光通道21传输至出光面22，经出光面22投射形成所需的光形，出光面22具有竖直单方向准直的光学特性，由于分界面4主要是对光线在左右方向上进行偏折，出光面22主要是对光线在竖直方向上进行偏折，使得分界面4对光源3在水平方向上的成像放大倍率大于出光面22对光源3在竖直方向上的成像放大倍率，从而使光源3通过该车灯光学元件即可形成矩形的照明光形；其具体的光路图如图53所示。第一光通道12的折射率小于第二光通道21的折射率，使更多的光线由第二光通道21传输至出光部，进一步提高第二导光体2对光线的利用率。
作为本发明中车灯模组的第八种相对优选的实施方式，参见图54至图59，其在上述车灯模组的第七种相对优选的实施例的基础上，将入光结构11设置为聚光杯结构，光源3与聚光杯结构一一对应设置并位于对应的聚光杯结构的后方。
车灯模组的第八种相对优选的实施例中，多个光源3发出的光线射向各自对应的聚光杯结构，并经聚光杯结构汇聚准直后射至第一光通道12内进行传输，再从分界面4入射至第二光通道21，分界面4具有配光作用和水平单方向准直的光学特性，对光线在水平方向上进行偏折，使更多的光线能够进入第二光通道21，最后光线经第二光通道21传输至出光面22，经出光面22投射形成所需的光形，出光面22具有竖直单方向准直的光学特性，由于分界面4主要是对光线在左右方向上进行偏折，出光面22主要是对光线在竖直方向上进行偏折，使得分界面4对光源3在水平方向上的成像放大倍率大于出光面22对光源3在竖直方向上的成像放大倍率，从而使光源3通过该车灯光学元件即可形成矩形的照明光形；第一光通道12的折射率小于第二光通道21的折射率，使更多的光线由第二光通道21传输至出光部，进一步提高第二导光体2对光线的利用率。
上述的第一种、第三种、第四种、第五种、第七种、第八种相对优选的实施方式所提供的车灯模组，可以应用于ADB远光灯照明，在使用过程中能够形成如图60所示的具有远光光形下边界b的自适应远光光形a，道路前方出现其他道路使用者时，可关闭其所在位置对应的部分光源3，从而使得对应的局部光形形成如图61所示的暗区d，避免其他道路使用者(尤其是对向来车)产生炫目，该过程可配合ADB控制系统，所形成的自适应远光光形a可以与近光光形c相配合形成完整的远光照明模式下的车灯光形。上述的第二种、第六种相对优选的实施方式所提供的车灯模组，可以用于形成如图60和图61所示的近光光形c。
本发明第三方面提供了一种车辆，包括根据上述任意一项所述的车灯模组。因此至少具有上述车灯光学元件和车灯模组实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
由以上描述可以看出，本发明提供的车灯光学元件在入光部设置有多个沿左右方向排列的入光结构11，使得车灯光学元件形成窄长造型、尺寸小、成本低；入光部、传输部和出光部一体成型，使得车灯光学元件的集成度高，且实现入光部的反射面112与传输部和出光部集成为一体结构，结合反射面112为抛物面或者类抛物面，不仅能够实现对入光面111入射的光线进行汇聚、准直，有利于提高光线利用率，还能够提高光线传输的稳定性和光学精度，从而使得形成的光形效果好、光学效率高。
在本发明的优选实施方式中，第一导光体1的成型材质与第二导光体2的成型材质不同，两者之间形成分界面作为光学面，从而增加配光参数，使配光更加灵活，进一步优化对光线的配光效果，提高车灯光学元件的集成度；分界面4设置为由分界设定曲线41沿竖直方向拉伸形成的顺滑的后凸曲面，出光面22设置为由出光设定曲线221沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面，使其分界面4具有在水平方向对发散光线单方向准直的光学特点，并使其出光面22具有在竖直方向对发散光线单方向准直的光学特点，从而不需要入光面111和反射面112做特别的光学设计来得到矩形中间光分布，使得该车灯光学元件光学系统结构简单。
需要说明的是，本发明的车灯光学元件不需要再配合其他投射透镜即形成照明用的车灯光形，出光面22即为该车灯模组的出光面。当然，为了车灯造型等需求，可以在该一体成型的车灯光学元件和外配光镜之间设置至少一个内配光镜，该内配光镜可以是普通等壁厚塑料件，只为呈现所需造型，还可以是背面具有配光功能的配光塑料件。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种车灯光学元件，其特征在于，包括由后向前依次设置且一体成型的入光部、传输部和出光部，所述入光部包括多个沿左右方向排列的入光结构(11)，每个所述入光结构(11)包括入光面(111)和反射面(112)，所述反射面(112)设置为抛物面或类抛物面，所述出光部的前端面形成为出光面(22)，入射至所述入光面(111)的光线能够经该入光面(111)对应的所述反射面(112)反射后进入所述传输部，再经所述传输部传输至所述出光部并经所述出光面(22)投射。
2.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述传输部包括由后向前依次设置的第一光通道(12)和第二光通道(21)，所述第一光通道(12)的成型材质与所述第二光通道(21)的成型材质不同，使得所述第一光通道(12)与所述第二光通道(21)之间形成有分界结构，入射至所述入光面(111)的光线能够经该入光面(111)对应的所述反射面(112)反射后进入所述第一光通道(12)，再依次经所述第一光通道(12)、所述第二光通道(21)传输至所述出光部，最后经所述出光面(22)投射。
3.根据权利要求2所述的车灯光学元件，其特征在于，所述第一光通道(12)与所述入光部形成为第一导光体(1)，所述第二光通道(21)与所述出光部形成为第二导光体(2)。
4.根据权利要求3所述的车灯光学元件，其特征在于，所述第一导光体(1)的成型材质的折射率小于所述第二导光体(2)的成型材质的折射率。
5.根据权利要求2所述的车灯光学元件，其特征在于，所述分界结构包括多个沿左右方向排列的分界面(4)，所述分界面(4)与所述入光结构(11)一一对应设置。
6.根据权利要求5所述的车灯光学元件，其特征在于，所述分界面(4)设置为由分界设定曲线(41)沿竖直方向拉伸形成的顺滑后凸曲面，以能够对入射至该分界面(4)的光线进行水平单方向准直；
所述出光面(22)设置为由出光设定曲线(221)沿水平方向拉伸形成的顺滑外凸曲面，以能够对入射至该出光面(22)的光线进行竖直单方向准直。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的车灯光学元件，其特征在于，所述入光面(111)上设置有向远离所述反射面(112)的一侧凸出的曲面。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的车灯光学元件，其特征在于，所述反射面(112)靠近该反射面(112)对应的所述入光面(111)的一端设置有截止线结构(113)。
9.一种车灯模组，其特征在于，包括光源(3)和根据权利要求1至8中任意一项所述的车灯光学元件，所述光源(3)与所述入光结构(11)一一对应设置，所述光源(3)位于该光源(3)对应的所述反射面(112)的焦点区域。
10.根据权利要求9所述的车灯模组，其特征在于，所述光源(3)的发光面相对于水平面倾斜设置，所述光源(3)的发光面与水平面的夹角(θ)为10°-30°。
11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9或10所述的车灯模组。
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