CN113280304A - 车灯光学元件、前照灯模组、车灯和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆照明装置，公开了一种车灯光学元件，包括依次设置的聚光部(11)、第一通光部(12)和第二通光部(13)，所述聚光部(11)、第一通光部(12)和第二通光部(13)为一体成型件，所述聚光部(11)和第二通光部(13)为硅胶成型部分，所述第一通光部(12)为塑料成型部分。此外，本发明还公开了一种前照灯模组、车灯和车辆。本发明的车灯光学元件能够兼顾成本、耐高温性能以及耐磨性能。

Description

车灯光学元件、前照灯模组、车灯和车辆

技术领域

本发明涉及车辆照明装置，具体地，涉及一种车灯光学元件。此外，本发明还涉及一种包括所述车灯光学元件的前照灯模组、车灯和车辆。

背景技术

现有技术中，为了形成车辆的近光光形和远光光形，车灯中同时设有近光光学元件1a和远光光学元件2a。并且，参考图1和图2，为了实现近光光形和远光光形的良好衔接，避免近光光形和远光光形的衔接处形成暗区，上述两个光学元件的前端相互接触，或者仅相距较小的距离(一般小于1mm)。

但是，由于近光光学元件1a和远光光学元件2a相互接触或者距离较近，上述两者采用同种材料制成且一般采用较硬的PC或PMMA，两者之间多少会存在缝隙使得近光光形和远光光形的衔接处出现暗区，而且，车灯发生振动时两者相互摩擦会产生一定磨损，更加加剧了两者的磨损程度，甚至磨损至出粉，影响了车灯出射光形的稳定性，降低了车灯寿命，同时，由于两者之间磨损，使近光光学元件1a和远光光学元件2a前端的间距增大，又会使得近光光形和远光光形衔接处的暗区更明显。

此外，参考图3和图4，现有技术中的车灯光学元件，其聚光杯3a和光源4a紧挨设置，光源4a开启后产生大量的热量，会使得聚光杯3a受热变形或融化，对车灯出射的光形产生影响，严重影响车灯的性能，甚至导致车灯损坏，给交通安全带来极大的隐患。

为解决车灯光学元件发热变形的问题，本领域技术人员采取了以下方案：(1)将聚光杯3a和光源4a之间的距离设置为较大值，一般至少0.5mm，有的甚至达到1～2mm，使得光源4a尽可能地远离聚光杯3a，但是聚光杯3a和光源4a的距离设置较大会使得车灯的光学效率受到损失；(2)将聚光杯3a靠近光源4a的一端进行部分切割，使得聚光杯3a和光源4a保持一定距离，但是聚光杯3a切割后同样会降低车灯光学元件对光线的利用率，使得车灯的光学效率受损。

综上所述，现有技术的车灯光学元件的出光端无法在保证近光光形和远光光形衔接均匀的同时降低车灯的磨损程度，入光端也无法兼顾成本、光学效率与耐高温性能。

有鉴于此，需要设计一种新型的车灯光学元件。

发明内容

本发明第一方面所要解决的技术问题是提供一种车灯光学元件，该车灯光学元件能够兼顾成本、耐高温与耐磨损性能。

本发明第二方面所要解决的技术问题是提供一种前照灯模组，该前照灯模组能够兼顾成本、耐高温性能与耐磨损性能。

本发明第三方面所要解决的技术问题是提供一种车灯，该车灯能够兼顾成本、耐高温性能与耐磨损性能。

本发明第四方面所要解决的技术问题是提供一种车辆，该车辆的车灯能够兼顾成本、耐高温性能与耐磨损性能。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种车灯光学元件，包括依次设置的聚光部、第一通光部和第二通光部，所述聚光部、第一通光部和第二通光部为一体成型件，所述聚光部和第二通光部为硅胶成型部分，所述第一通光部为塑料成型部分。

优选地，所述聚光部与所述第一通光部之间形成有第一分界面，所述第一通光部与所述第二通光部之间形成有第二分界面，所述第一分界面为平面或曲面，所述第二分界面为平面、曲面或弯折面。

优选地，所述第一通光部的后端形成有多个所述聚光部，多个所述聚光部和所述第一通光部之间形成有多个所述第一分界面，多个所述第一分界面相互连接并且形成顺滑的曲面或平面，或者多个所述第一分界面具有落差地错开设置。

进一步优选地，所述第二分界面上形成有多个向前凸起和/或向后凹陷的曲面。

具体的，所述第二通光部的上边沿形成远光截止线结构以投射形成远光光形截止线，或者所述第二通光部的下边沿形成近光截止线结构以投射形成近光光形截止线。

本发明第二方面还提供一种前照灯模组，包括光源、近光光学元件、远光光学元件和透镜，所述近光光学元件和远光光学元件中至少一者配置为第一方面技术方案中任一项所述的车灯光学元件。

优选地，所述近光光学元件和远光光学元件中的一者配置为所述车灯光学元件，另一者配置为车灯配合光学元件。

可选择地，所述车灯配合光学元件包括入光部、导光部和出光部，所述入光部为硅胶成型部分，所述导光部和出光部为塑料成型部分；或者所述出光部为硅胶成型部分，所述入光部和出光部为塑料成型部分；或者所述车灯配合光学元件为塑料成型件。

本发明第三方面还提供一种车灯，包括第二方面技术方案中任一项所述的前照灯模组。

本发明第四方面还提供一种车辆，包括第三方面技术方案中所述的车灯。

在本发明的基础技术方案中，将该车灯光学元件设置为由两种不同的材料制造的聚光部、第一通光部和第二通光部，所述聚光部、第一通光部和第二通光部为一体成型件，其中，聚光部和第二通光部为硅胶成型部分，第一通光部为塑料成型部分。本发明创造性地将车灯光学元件分割为三部分，聚光部采用成本较高且热变形温度较高的硅胶材料制成，第一通光部采用成本较低且热变形温度相对较低的塑料材料制成，兼顾了车灯光学元件的成本与耐高温性能，使得聚光部不易受热变形从而保障了出射光形的稳定性；而且，由于硅胶制成的第二通光部较软，和其它光学器件均不易产生磨损，第二通光部能够与前照灯模组中的其它光学器件的前端相接触，使得该车灯光学元件出射形成的光形和其它光学器件出射形成的光形之间衔接的更加均匀，不会产生暗区；此外，在本发明的优选技术方案中，聚光部和第一通光部之间以及第一通光部和第二通光部之间相互贴合位置形成第一分界面和第二分界面，第一分界面和第二分界面的两侧为不同的材料，不同材料的折射率不同，使得第一分界面和第二分界面具有二次配光的作用，光线从聚光部偏转入射到第一通光部，再由第一通光部入射至第二通光部，在第一分界面和第二分界面上可以改变光线照射方向，实现调配光形角度和改善光形均匀性的目的，从而使得本发明提出的车灯光学元件可以实现二次配光，提高配光自由度。

有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是现有技术中的一种车灯光学元件的结构示意图之一；

图2是现有技术中的一种车灯光学元件的结构示意图之二；

图3是现有技术中的一种车灯光学元件的结构示意图之三；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明的车灯光学元件的第一种实施例的结构示意图；

图6是本发明的车灯光学元件的第二种实施例的结构示意图之一；

图7是本发明的车灯光学元件的第二种实施例的结构示意图之二；

图8是本发明的车灯光学元件的第二种实施例的结构示意图之三；

图9是图8的B-B剖视图；

图10是本发明的车灯光学元件的第三种实施例的结构示意图；

图11是图10中C处的局部放大图；

图12是本发明的前照灯模组的一种实施例的结构示意图之一；

图13是图12的D-D剖视图；

图14是本发明的前照灯模组的一种实施例的结构示意图之二；

图15是本发明的车灯的一种实施例的结构示意图。

附图标记说明

11聚光部 12第一通光部

13第二通光部 14第一分界面

15第二分界面

2透镜 3光源

4车灯配合光学元件 41入光部

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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

需要理解的是，如图5，基于该车灯光学元件，其正常安装于车灯中时，沿光线出射方向，“前”是指第二通光部13所在端，“后”是指聚光部11所在端，“上”是指沿光线出射方向的上方，“下”是指沿光线出射方向的下方，在实际安装情况中，应当根据实际安装状态并结合本车灯光学元件本身为基准对方位术语进行解释，术语为基于附图所示的方位或位置关系，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，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以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。本发明中“多个”为两个及两个以上。

还需要说明的是，为了车灯造型等需求，可以在该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。

参考图5，本发明的基本实施方式的车灯光学元件，包括一体成型的聚光部11、第一通光部12和第二通光部13，聚光部11和第二通光部13为硅胶成型部分，第一通光部12为塑料成型部分。其中，聚光部11为聚光杯结构，聚光杯结构远离第一通光部12的一端开设有内凹腔体，内凹腔体包括前入光面和侧入光面，前入光面为向远离第一通光部12的一侧凸出的曲面，侧入光面为由远离第一通光部12的一端向靠近第一通光部12的一端口径逐渐减小的曲面，聚光杯结构的外部轮廓面为由远离第一通光部12的一端向靠近第一通光部12的一端口径逐渐增大的曲面。聚光部11通过内凹腔体的前入光面可将光源3所发出的部分光线折射至第一通光部12，该内凹腔体的侧入光面可对光源3所发出的其它光线进行折射，且将折射后的光线再通过外部轮廓面反射至第一通光部12，由此可基本实现对光源3发出光束的全利用，可达到提高光源光束利用率的目的。当然，本发明的聚光部11不限于上述聚光杯结构，聚光部11也可以为向后凸出的曲面结构或其他能够起到聚光作用的结构形式。第一通光部12为沿前后方向延伸的直排型的实心光导体，光源3发出的光线经聚光部11汇聚后射至第一通光部12；或者，第一通光部12为折弯型的实心光导体，整体上形成近似L型的光路。可以理解的是，上述仅为第一通光部12的两种优选地结构形式，还可以根据车灯造型需要，灵活设置第一通光部12的结构以及第一通光部12与聚光部11之间的相对位置，使得车灯造型更加新颖、多变，满足用户对于个性化、科技感的车灯造型的需要。

在本发明的基础技术方案中，将该车灯光学元件分割为由两种不同的材料制造的聚光部11、第一通光部12和第二通光部13，聚光部11和第二通光部13为硅胶成型部分，第一通光部12为塑料成型部分。对于聚光部11来说，由于硅胶的热变形温度大于塑料的热变形温度，使得聚光部11不易受热变形，从而保障了出射光形的稳定性，而且无需为了避免聚光部11受热变形或融化而将聚光部11和光源3之间的距离设计的过大，也无需对聚光部11进行切割或只需要进行少部分的切割，使得聚光部11能够充分收集光源3发出的光线，提升了车灯光学元件对光线的利用率。对于第二通光部13来说，由于硅胶质地较软，当本发明的车灯光学元件与其他光学器件接触时，能够有效避免其它光学器件的磨损。例如，当该车灯光学元件用于形成近光光形时，车灯发生振动使得第二通光部13与前照灯模组中的远光光学元件的前端发生摩擦，由于第二通光部13较软，第二通光部13和远光光学元件均不易产生磨损，车灯的出射光形更加可靠，能够有效改善车灯的振动可靠性。或者，前照灯模组中可以使用多个本发明的车灯光学元件，多个车灯光学元件的第二通光部13之间相互摩擦，由于第二通光部13较软，各个第二通光部13也不会产生剧烈的磨损，由于第二通光部13和其它光学器件均不易产生磨损，第二通光部13能够与前照灯模组中的其它光学器件的前端相接触或者相距较小的距离，进一步使得该车灯光学元件出射形成的光形和其它光学器件出射形成的光形之间衔接的更加均匀，而且，保证了车灯出射光形的稳定性，延长了车灯寿命。可以理解的是，车灯光学元件的聚光部11和第二通光部13中的至少一者使用硅胶材料，即可改善该车灯光学元件的耐热和/或耐耐磨性能。此外，硅胶的热变形温度高但是价格昂贵，因此，体积占比较小的聚光部11和第二通光部13使用硅胶材料；普通塑料的热变形温度低但是价格低廉，因此，体积占比较大且距离光源较远的第一通光部12使用聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等塑料，从而兼顾车灯光学元件的成本、耐热和耐磨性能。

作为一种具体的结构形式，聚光部11与所述第一通光部12之间形成有第一分界面14，所述第一通光部12与所述第二通光部13之间形成有第二分界面15。对于第一分界面14来说，根据配光需求，可选择地，第一分界面14为向前凸出的曲面、平面或向后凹陷的曲面。对于第二分界面15来说，第一通光部12与第二通光部13之间具有多种结合形式，只要保证与其它光学器件接触的部分为硅胶材质即可。作为一种具体的结构形式，参考图5，第二通光部13和第一通光部12之间形成第二分界面15，第二分界面15为向前凸出的曲面、平面或向后凹陷的曲面。或者，作为另一种具体的结构形式，参考图6至图9，该第二分界面15为弯折面，使得第一通光部12包覆在第二通光部13上，仅将第二通光部13的前端面和用于与其它光学器件接触的接触面露出，此种结合形式可以进一步提升第二通光部13与第一通光部12之间的第二分界面15面积，增大两者之间的结合力，减少第二通光部13耗材。优选地，为了与现有技术中的车灯尺寸相适应并节约第二通光部13的材料，第二通光部13的厚度小于20mm。进一步优选地，第二通光部13的厚度小于10mm。

该车灯光学元件可以采用嵌件注塑一体成型，先生产聚光部11和第二通光部13，将聚光部11和第二通光部13作为嵌件与第一通光部12一体成型；或者直接采用双色注塑一体成型。第一分界面14和第二分界面15两侧为不同的材料，两者折射率不同，使得第一分界面14和第二分界面15具有二次配光的作用，光线从聚光部11偏转入射到第一通光部12，再从第一通光部12偏转入射到第二通光部13，在第一分界面14和第二分界面15上可以改变光线照射方向，实现调配光形角度和改善光形均匀性的目的，从而使得本发明提出的车灯光学元件可以实现二次配光，提高配光自由度；此外，该车灯光学元件结构简单，满足嵌件一体成型或者双色注塑一体成型的工艺要求，适于大批量生产。

为了提升车灯亮度、满足用户对于个性化、科技感的车灯造型的需要，第一通光部12的后端形成有多个聚光部11，聚光部11形成为一体，或者聚光部11也可以分隔开设置。参考图5，多个第一分界面14相互连接并且形成顺滑的曲面或平面，简化聚光部11和第一通光部12的结构，提高生产效率，降低生产成本；或者，将多个第一分界面14具有落差的错开设置，这样可以通过调节每个第一分界面14的形状和倾斜角度，使得配光更加灵活以能够更好地进行二次配光。

进一步优选地，参考图10和图11，第二分界面15上形成有多个向前凸起或向后凹陷的曲面，具体地，曲面可以是单排多列、多排单列或者多排多列。这些曲面能够进一步提高二次配光的作用，可以使得该车灯光学元件的光形更加均匀。

可选择地，第二通光部13的上边沿形成远光截止线结构以投射形成远光光形截止线，该远光截止线结构为顺滑的曲线或者具有段差的曲线；或者第二通光部13的下边沿形成近光截止线结构以投射形成近光光形截止线，该近光截止线结构为具有段差的曲线。第二通光部13的前端面可以形成为两侧向前弯曲的顺滑曲面，使得出射光形的截止线更加清晰锐利。

本发明的优选实施方式的车灯光学元件，参考图5，第一通光部12后端形成有多个聚光部11，第一通光部12前端形成有第二通光部12，聚光部11和第二通光部13为硅胶成型部分，第一通光部12为塑料成型部分，聚光部11与第一通光部12之间形成有第一分界面14，第一通光部12与第二通光部13之间形成有第二分界面15，该第二分界面15为平面。具体地，多个第一分界面14相连形成平面，第二分界面15上形成有多个向前凸起或向后凹陷的曲面，第二通光部13的下边沿形成近光截止线结构。该车灯光学元件应用于前照灯模组中时，聚光部11可以距离光源3较近，以取得的较高的光线利用率；第二通光部13与其它光学器件因车灯振动而产生摩擦时，也不会产生剧烈的磨损。

本发明的前照灯模组，参考图12至图14，包括光源3、近光光学元件、远光光学元件和透镜2，近光光学元件和远光光学元件中至少一者配置为第一方面技术方案中任一项的车灯光学元件。光源3设于聚光部11的后方，其中，光源3可以为LED芯片或OLED芯片等。近光光学元件和远光光学元件上下设置，透镜2设置于近光光学元件和远光光学元件的前方。作为一种结构形式，近光光学元件和远光光学元件中的两者均配置为第一方面技术方案中任一项的车灯光学元件：两个车灯光学元件上下设置并且均设有第二通光部13，两个第二通光部13之间相接触，该近光光学元件和远光光学元件的入光部均耐高温且出光部之间不会产生磨损。

优选地，近光光学元件和远光光学元件中的一者配置为所述车灯光学元件，另一者配置为车灯配合光学元件4。车灯光学元件设置于车灯配合光学元件4的上方或下方，受到振动时车灯光学元件的第二通光部13能够与车灯配合光学元件4的出光端产生摩擦。

其中，车灯配合光学元件4包括入光部41、导光部和出光部，该车灯配合光学元件4可以采用多种结构形式。例如，车灯配合光学元件4中仅入光部41为硅胶成型部分，导光部和出光部均为塑料成型部分，该车灯配合光学元件4的出光部与上述车灯光学元件的第二通光部13接触；或者所述车灯配合光学元件4的出光部为硅胶成型部分，入光部和导光部为塑料成型部分，该车灯配合光学元件4的出光部与上述车灯光学元件的第二通光部13接触；或者所述车灯配合光学元件4整体为塑料成型件。也就是说，近光光学元件和远光光学元件的入光部和出光部中的至少一者为硅胶成型部分，即可改善前照灯模组中的光学器件的入光部不耐高温和/或出光部磨损的问题。

本发明的车灯，参考图15，包括第二方面技术方案中的前照灯模组，该前照灯模组封装形成车灯。本发明的车灯可以包括上述实施例中的前照灯模组，因此至少具有上述前照灯模组的实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的车辆，包括第三方面技术方案中的车灯，其可以包括上述实施例中的车灯，因此至少具有上述车灯的实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过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。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种车灯光学元件，其特征在于，包括依次设置的聚光部(11)、第一通光部(12)和第二通光部(13)，所述聚光部(11)、第一通光部(12)和第二通光部(13)为一体成型件，所述聚光部(11)和第二通光部(13)为硅胶成型部分，所述第一通光部(12)为塑料成型部分。

2.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述聚光部(11)与所述第一通光部(12)之间形成有第一分界面(14)，所述第一通光部(12)与所述第二通光部(13)之间形成有第二分界面(15)，所述第一分界面(14)为平面或曲面，所述第二分界面(15)为平面、曲面或弯折面。

3.根据权利要求2所述的车灯光学元件，其特征在于，所述第一通光部(12)的后端形成有多个所述聚光部(11)，多个所述聚光部(11)和所述第一通光部(12)之间形成有多个所述第一分界面(14)，多个所述第一分界面(14)相互连接并且形成顺滑的曲面或平面，或者多个所述第一分界面(14)具有落差地错开设置。

4.根据权利要求2所述的车灯光学元件，其特征在于，所述第二分界面(15)上形成有多个向前凸起和/或向后凹陷的曲面。

5.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述第二通光部(13)的上边沿形成远光截止线结构以投射形成远光光形截止线，或者所述第二通光部(13)的下边沿形成近光截止线结构以投射形成近光光形截止线。

6.一种前照灯模组，其特征在于，包括光源(3)、近光光学元件、远光光学元件和透镜(2)，所述近光光学元件和远光光学元件中至少一者配置为权利要求1至5中任一项所述的车灯光学元件。

7.根据权利要求6所述的前照灯模组，其特征在于，所述近光光学元件和远光光学元件中的一者配置为所述车灯光学元件，另一者配置为车灯配合光学元件(4)。

8.根据权利要求7所述的前照灯模组，其特征在于，所述车灯配合光学元件(4)包括入光部(41)、导光部和出光部，所述入光部(41)为硅胶成型部分，所述导光部和出光部为塑料成型部分；或者所述出光部为硅胶成型部分，所述入光部(41)和出光部为塑料成型部分；或者所述车灯配合光学元件(4)为塑料成型件。

9.一种车灯，其特征在于，包括权利要求6至8中任一项所述的前照灯模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的车灯。

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