CN113531481A - 初级光学元件、远光照明装置、车灯及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车灯，公开了一种初级光学元件，应用于左车灯和右车灯，包括反射单元和设于或一体形成于反射单元上的遮光结构，遮光结构能够遮挡反射单元的部分反射光线，其中初级光学元件为以下两种结构之一：初级光学元件用于左车灯的情形下，遮光结构设于反射单元前方的左侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其右侧边缘和上侧边缘为界；初级光学元件用于右车灯的情形下，遮光结构设于反射单元前方的右侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其左侧边缘和上侧边缘为界。本发明的初级光学元件结构简单，应用于左车灯和右车灯时，可形成具有暗区的远光光形，防止炫目，远光照明装置可防止炫目，且体积小、定位安装误差减小，光学系统精度高。

Description

初级光学元件、远光照明装置、车灯及车辆

技术领域

本发明涉及车灯，具体地，涉及一种初级光学元件。此外，本发明还涉及一种远光照明装置、车灯及车辆。

背景技术

行车安全日益受到人们的关注，每年由于远光灯使用不当带来的行车事故不在少数，例如，在夜间行驶时，在会车或前方有车辆行驶时，通常为了防止炫目需要把远光灯切换为近光灯，或者在超越前方车辆时，为了不给前方车辆造成困扰而切换成近光灯。但这样做却存在超车时明明需要尽量看得更远、却不能使用远光灯的矛盾，具有一定的危险性。

防炫目远光灯解决了上述问题，防炫目远光灯可以将对方或前方车辆所在的区域形成暗区，而其他照明区域无影响，可以在避免干扰其他车辆的同时还能充分照亮自身车辆前方的道路，提高夜间行车的安全性。现有的防炫目远光灯结构可以参照中国专利CN207762807U，该专利公开了通过在遮光滚轮圆周上的不同区域设计不同的面型从而可以实现当滚轮旋转至不同位置时光形产生相应的变化，可以使远光生成特殊的切割形状，远光中被切除的部位形成暗区，暗区对准其他车辆时就不会产生眩目。通过安装在灯具中发光模组上的旋转执行器，车载摄像头识别到汽车前方的车辆的移动位置变化，反馈信号驱使旋转执行器分别旋转汽车左灯和汽车右灯中的发光模组，使暗区随汽车前方的车辆的位置移动而移动。

上述技术方案存在以下几点不足，首先，防炫目远光灯要单独设置遮光滚轮以及驱动遮光滚轮转动的驱动结构，系统结构非常复杂；其次，以反射单元作为初级光学元件的车灯模组，多采用LED光源，其单位面积的光通量只有300-400lm/mm²，导致发光面积大，进而反射单元的反射面较大，与反射单元匹配的透镜尺寸也较大，从而使得整个车灯模组的体积很大；最后，现有技术的车灯模组先将初级光学元件和散热器、安装有透镜的透镜支架和散热器分别进行定位、安装后，再进行整体定位、安装，使得初级光学元件和透镜之间存在多次装配误差，制造精度和定位安装精度很难保证，使得光学系统精度较低。

发明内容

本发明首先所要解决的问题是提供一种初级光学元件，该初级光学元件结构简单，应用于左车灯和右车灯时，可形成具有暗区的远光光形，防止炫目。

此外，本发明还要解决的问题是提供一种远光照明装置，该照明装置可防止炫目，且体积小、定位安装误差减小，光学系统精度高。

进一步地，本发明要解决的问题是提供一种车灯，该车灯可防止炫目，光学系统精度高，且适用性强。

更进一步地，本发明要解决的问题是提供一种车辆，该车辆可防止炫目，且光学系统精度高。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种初级光学元件，应用于左车灯和右车灯，包括反射单元和设于或一体形成于所述反射单元上的遮光结构，所述遮光结构能够遮挡所述反射单元的部分反射光线，其中所述初级光学元件为以下两种结构之一：

所述初级光学元件用于所述左车灯的情形下，所述遮光结构设于所述反射单元前方的左侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其右侧边缘和上侧边缘为界；

所述初级光学元件用于所述右车灯的情形下，所述遮光结构设于所述反射单元前方的右侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其左侧边缘和上侧边缘为界。

优选地，所述初级光学元件用于所述左车灯的情形下，所述遮光结构的右侧边缘和上侧边缘相互垂直；所述初级光学元件用于所述右车灯的情形下，所述遮光结构的左侧边缘和上侧边缘相互垂直。

更优选地，所述遮光结构为矩形遮光板。

进一步优选地，所述反射单元上设有散热片。

第二方面，本发明提供一种远光照明装置，包括上述所述的初级光学元件、电路板和透镜，所述电路板上设有对应的光源，所述电路板和所述透镜分别与所述初级光学元件连接，所述光源发出的光线经所述反射单元反射至所述透镜并经所述透镜投射形成所述左车灯的出射光形或者所述右车灯的出射光形。

优选地，所述透镜上设有或一体形成有透镜连接部，所述初级光学元件上设有或一体形成有初级光学元件连接部，所述透镜连接部与所述初级光学元件连接部连接。

更优选地，所述电路板上远离所述光源的一侧设有散热器。

进一步优选地，所述透镜在与其出光面衔接的侧面上设有遮光罩。

典型地，所述光源为激光光源。

第三方面，本发明提供一种车灯，包括上述所述的远光照明装置和用于驱动所述远光照明装置左右移动的驱动机构。

第四方面，本发明提供一种车辆，包括上述所述的车灯。

通过本发明的上述技术方案可以看出，本发明的初级光学元件的遮光结构能够遮挡反射单元的部分反射光线，以能够使得该初级光学元件应用于左车灯和右车灯时，使左车灯和右车灯分别形成具有左明暗截止线的左车灯远光光形和具有右明暗截止线的右车灯远光光形，进而左车灯远光光形与右车灯远光光形叠加后形成具有暗区的远光光形。使用车灯的远光灯时，如遇到对方或前方车辆或行人，此暗区没有光线照射，防止对对方或前方车辆的驾驶人员或行人产生炫目。此外，本发明的基于上述初级光学元件的远光照明装置，将初级光学元件与透镜直接进行定位安装，避免光源、初级光学元件和透镜三者之间的多次装配，使得该装置不仅体积小，而且零件的定位精度高，进而使得光学系统的精度得到提高。本发明中基于上述远光照明装置的车灯，利用驱动机构使得远光照明装置可左右移动，进而左车灯的远光照明装置与右车灯的远光照明装置相配合，可分别通过左右移动调节暗区的宽度和位置，以满足更多驾驶环境的照明需求，提高车灯的适用性能。

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是本发明中用于左车灯的初级光学元件的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示的初级光学元件另一视角的结构示意图；

图3是本发明中用于右车灯的初级光学元件的一种具体实施方式的结构示意图；

图4是本发明中左明暗截止线和右明暗截止线的第一种具体实施方式的示意图；

图5是本发明中左明暗截止线和右明暗截止线的第二种具体实施方式的示意图；

图6是本发明中左明暗截止线和右明暗截止线的第三种具体实施方式的示意图；

图7是本发明中用于左车灯的远光照明装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图8是图7所示的远光照明装置的剖面图；

图9是图7所示的远光照明装置的光路示意图；

图10是本发明中远光照明装置应用于左车灯时所形成的光形图；

图11是本发明中远光照明装置应用于右车灯时所形成的光形图；

图12是图10和图11所示的光形叠加后的车灯远光光形。

附图标记说明

1反射单元 2遮光结构

21右侧边缘 22上侧边缘

23左侧边缘 3散热片

4光源 5电路板

6透镜 61透镜连接部

62遮光罩 7初级光学元件连接部

8散热器 9左车灯远光光形

10右车灯远光光形 11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，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。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。

在本发明的描述中，需要解释的是，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”、“左右”指的是车辆正常行驶状态下的左右方向。此外，在GB4599-2007中规定，车辆前照灯的配光性能应在距离前照灯基准中心前25m的配光屏幕上进行测量；明暗截止线是指光束投射到配光屏幕上，目视感觉到的明暗显著变化的分界线。其中，L形明暗截止线指的是呈“L”形的明暗截止线，反L形明暗截止线指的是与“L”左右对称的形状的明暗截止线。

本发明第一方面提供的一种初级光学元件，参见图1至图3，应用于左车灯和右车灯，包括反射单元1和设于或一体形成于反射单元1上的遮光结构2，遮光结构2能够遮挡反射单元1的部分反射光线，其中初级光学元件为以下两种结构之一：

初级光学元件用于左车灯的情形下，遮光结构2设于反射单元1前方的左侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其右侧边缘21和上侧边缘22为界；

初级光学元件用于右车灯的情形下，遮光结构2设于反射单元1前方的右侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其左侧边缘23和上侧边缘22为界。

需要说明的是，反射单元1可以是反射镜，也可以是具有反射面的部件，或者是具有光线反射作用的部件。

通过本发明上述基本技术方案的初级光学元件，遮光结构2能够遮挡反射单元1的部分反射光线，以使部分反射光线不能投射至车辆前方而在车辆前方形成无光区域，具体地，初级光学元件应用于左车灯时，利用遮光结构2的右侧边缘21和上侧边缘22，使其遮挡的光线和未遮挡的光线以右侧边缘21和上侧边缘22为界，使得左车灯形成具有左明暗截止线的左车灯远光光形9；初级光学元件应用于右车灯时，利用遮光结构2的左侧边缘23和上侧边缘22，使其遮挡的光线和未遮挡的光线以左侧边缘23和上侧边缘22为界，使得右车灯形成具有右明暗截止线的右车灯远光光形10。

进一步地，左车灯远光光形9与右车灯远光光形10叠加后能够形成远光光形，该远光光形可以是常规的全远光光形，也可以是位于全远光光形中心区域的远光中心区域光形，如将本发明的初级光学元件应用于形成远光中心区域光形，相应地，车灯还需配置辅助照明装置，形成能够与远光中心区域光形相匹配的远光展宽区域光形，两者叠加后形成全远光光形，辅助照明是本领域技术人员所熟知的技术手段。当本车辆前方或对方有车辆或行人时，根据车辆或行人的位置以及所在区域的宽度，左右移动左车灯远光光形9与右车灯远光光形10，两者叠加后形成具有暗区11的远光光形，且该暗区11位于左明暗截止线与右明暗截止线之间。暗区11覆盖前方或对方车辆或行人所在区域，能够有效避免远光对前方或对方车辆驾驶人员或行人产生干扰，防止产生炫目。当本车辆前方或对方没有车辆或行人时，左右移动左车灯远光光形9与右车灯远光光形10，增大两者的重叠部分，使两者叠加后没有暗区11，能够给本车辆驾驶人员提供足够的远光照明。

作为本发明的一个优选实施例，初级光学元件用于左车灯的情形下，遮光结构2的右侧边缘21和上侧边缘22相互垂直；初级光学元件用于右车灯的情形下，遮光结构2的左侧边缘23和上侧边缘22相互垂直。右侧边缘21和上侧边缘22能够使得所对应的左车灯的远光照明装置的出射光形上形成呈L形的左明暗截止线；左侧边缘23和上侧边缘22能够使得所对应的右车灯的远光照明装置的出射光形上形成呈反L形的右明暗截止线。上述遮光结构形成L形的左明暗截止线或者反L形的右明暗截止线，为本发明中一种优选的明暗截止线的形状，需要说明的是，左明暗截止线也可以不是严格意义的L形，右明暗截止线也可以不是严格意义的反L形，只要左明暗截止线与右明暗截止线之间可以形成左右对称或近似对称的遮光暗区形状即可，参见图4至图6，左明暗截止线与右明暗截止线可以是左右对称或近似对称的内折角形、外折角形或者具有圆角的L形，遮光结构2设计为具有相应的边缘形状。

更优选地，参见图1至图3，遮光结构2为矩形遮光板。此时，矩形遮光板的右侧边缘21和上侧边缘22能够形成适用于左车灯的左截止部，以形成呈L形的左明暗截止线；矩形遮光板的左侧边缘23和上侧边缘22能够形成适用于右车灯的右截止部，以形成呈反L形的右明暗截止线。

进一步优选地，反射单元1上设有散热片3，有利于初级光学元件内部的热量散出，避免初级光学元件的局部温度过高，确保该初级光学元件的出射光形稳定、精确。

在本发明上述的初级光学元件的基础上，本发明第二方面提供了一种远光照明装置，参见图7至图8，包括上述所述的初级光学元件、电路板5和透镜6，电路板5上设有对应的光源4，电路板5和透镜6分别与初级光学元件连接，光源4发出的光线经反射单元1反射至透镜6并经透镜6投射形成左车灯的出射光形或者右车灯的出射光形。

远光照明装置应用于左车灯时，在初级光学元件的作用下，反射单元1的反射光线经透镜6投射后使得左车灯的远光光形具有左明暗截止线；远光照明装置应用于右车灯时，在初级光学元件的作用下，反射单元1的反射光线经透镜6投射后使得右车灯的远光光形具有右明暗截止线，左车灯远光光形9与右车灯远光光形10叠加后能够形成具有暗区11的远光光形，且该暗区11位于左明暗截止线与右明暗截止线之间。

基于上述的远光照明装置，将初级光学元件与透镜6直接进行定位安装，减少透镜支架或过渡支架等辅助零件的使用，避免各零件的多次装配，使得光源4、初级光学元件和透镜6三者之间的定位精度高，进而使得光学系统的精度得到提高，同时可减小远光照明装置的体积。

优选地，透镜6上设有或一体形成有透镜连接部61，初级光学元件上设有或一体形成有初级光学元件连接部7，透镜连接部61与初级光学元件连接部7连接。初级光学元件连接部7和透镜连接部61的设置使得初级光学元件与透镜6的安装更加稳固、定位更加精准。

更优选地，电路板5上远离光源4的一侧设有散热器8。散热器8有助于将光源4产生的热量及时散发，避免局部温度过高对电源4和电路板5产生干扰，保持光源4工作的稳定性。

进一步优选地，透镜6在与其出光面衔接的侧面上设有遮光罩62。此处，遮光罩62与透镜6连接的方式可以是螺纹连接、铆接、胶接或者焊接，遮光罩62可有效防止初级光学元件的出射光线从透镜6的侧面射出，仅将透镜6的出光面裸露在外。

本发明中，光源4可以是激光光源、LED光源或其他车灯用照明光源。优选地，光源4为激光光源。激光光源的单位面积光通量为1200lm/mm²左右，单颗激光光源即可达到法规要求的光形亮度，发光面积很小，进而，与之对应的初级光学元件的反射单元1尺寸减小，其焦距可以为10-20mm，优选为10mm，相应地，透镜6的尺寸也可以减小为上下高度5-15mm、宽度20-40mm，其中透镜6的上下高度优选为10mm、宽度优选为30mm，为了使反射单元1反射的光线尽可能多地射入透镜6，透镜6的焦距也相应减小为10-30mm。因此，整个远光灯照明装置前后方向的长度、左右方向的宽度以及上下方向的高度可明显减小，具体可设计为长60-90mm、宽22-42mm、高20-50mm，优选为长80mm，宽32mm，高40mm。此时，远光灯照明装置的体积大大减小，可设计为微型车灯模组。

本发明第三方面提供了一种车灯，包括上述的远光照明装置和用于驱动远光照明装置左右移动的驱动机构。左车灯的远光照明装置形成具有左明暗截止线的左车灯远光光形9，右车灯的远光照明装置形成具有右明暗截止线的右车灯远光光形10，左车灯远光光形9与右车灯远光光形10叠加后能够形成具有暗区11的远光光形，该暗区11位于左明暗截止线与右明暗截止线之间，左车灯远光光形9和右车灯远光光形10分别通过驱动机构进行左右移动，相互配合以调节暗区11的宽度和位置，以适应前方或对方车辆或行人的不同位置和所在区域的不同宽度，能够满足更多的驾驶环境的照明需求。

需要说明的是，本发明中对驱动机构不作特殊的限定，优选地，驱动机构采用AFS旋转机构(Adaptive Front-Lighting System旋转机构，即自适应汽车前照灯系统旋转机构)，AFS旋转机构的具体结构可参考专利CN207049828U。当然，本发明的驱动机构还可以选用其他结构形式的AFS旋转机构。

在本发明的一种优选的具体实施方式中，车灯包括左车灯和右车灯，左车灯的远光照明装置包括左电路板、初级光学元件和左透镜，左电路板上的一侧设有对应的左光源、另一侧设有散热器8，左透镜在与其出光面衔接的侧面上设有遮光罩62，其中，初级光学元件的遮光结构2为矩形遮光板，且位于反射单元1前方的左侧，此时，该矩形遮光板的右侧边缘21和上侧边缘22使得左车灯的远光光形具有左明暗截止线，左车灯内还设有用于驱动相应的远光照明装置左右移动的左驱动机构；右车灯的远光照明装置包括右电路板、初级光学元件和右透镜，右电路板上的一侧设有对应的右光源、另一侧设有散热器8，其中，初级光学元件的遮光结构2为矩形遮光板，且位于反射单元1前方的右侧，此时，该矩形遮光板的左侧边缘23和上侧边缘22使得右车灯的远光光形具有右明暗截止线，右车灯内还设有用于驱动相应的远光照明装置左右移动的右驱动机构；左光源和右光源均采用激光光源，左驱动机构和右驱动机构均采用AFS旋转机构。

上述实施例提供的车灯，在打开左光源和右光源时，左光源的光线光路图参见图9，左光源的光线经反射单元1反射后，经遮光结构2遮挡后射向左透镜并由左透镜投射形成具有L形明暗截止线的左车灯远光光形9，左车灯远光光形9参见图10，相应地，右光源的光线经反射单元1反射后，经遮光结构2遮挡后射向右透镜并由右透镜投射形成具有反L形明暗截止线的右车灯远光光形10，右车灯远光光形10参见图11，左车灯远光光形9与右车灯远光光形10叠加后能够形成具有暗区11的远光光形，远光光形参见图12；根据驾驶所处的情境，可利用左驱动机构调整左车灯中远光照明装置的位置、利用右驱动机构调整右车灯中远光照明装置的位置，以调整暗区11的位置和宽度，形成合适的暗区11，防止对前方或对方车辆驾驶人员或行人产生炫目。

由以上描述可以看出，本发明的初级光学元件的遮光结构2能够遮挡反射单元1的部分反射光线，以能够使得该初级光学元件应用于左车灯和右车灯时，使左车灯和右车灯分别形成具有左明暗截止线的左车灯远光光形9和具有右明暗截止线的右车灯远光光形10，进而左车灯远光光形9与右车灯远光光形10叠加后形成具有暗区11的远光光形，遮光结构2一体形成于初级光学元件上，结构简单。使用车灯的远光灯时，如遇到对方或前方车辆或行人，此暗区11没有光线照射，防止对对方或前方车辆驾驶人员或行人产生炫目。此外，本发明的基于上述初级光学元件的远光照明装置，将初级光学元件与透镜6直接进行定位安装，避免光源4、初级光学元件和透镜6三者之间的多次装配，该装置不仅体积小，而且零件的定位精度高，进而使得光学系统的精度得到提高。本发明中基于上述远光照明装置的车灯，利用驱动机构使得远光照明装置可左右移动，进而左车灯的远光照明装置与右车灯的远光照明装置相配合，可分别通过左右移动调节暗区11的宽度和位置，以满足更多驾驶环境的照明需求，提高车灯的适用性能。

本发明第四方面提供了一种车辆，包括上述的车灯。因此至少具有上述初级光学元件、远光照明装置及车灯实施例的技术方案所带来的所有有益效果。根据本发明实施例的车辆的构成和操作对于本领域技术人员而言是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

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)

1.一种初级光学元件，应用于左车灯和右车灯，其特征在于，所述初级光学元件包括反射单元(1)和设于或一体形成于所述反射单元(1)上的遮光结构(2)，所述遮光结构(2)能够遮挡所述反射单元(1)的部分反射光线，其中所述初级光学元件为以下两种结构之一：

所述初级光学元件用于所述左车灯的情形下，所述遮光结构(2)设于所述反射单元(1)前方的左侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其右侧边缘(21)和上侧边缘(22)为界；

所述初级光学元件用于所述右车灯的情形下，所述遮光结构(2)设于所述反射单元(1)前方的右侧部分，其遮挡的光线和未遮挡的光线以其左侧边缘(23)和上侧边缘(22)为界。

2.根据权利要求1所述的初级光学元件，其特征在于，所述初级光学元件用于所述左车灯的情形下，所述遮光结构(2)的右侧边缘(21)和上侧边缘(22)相互垂直；所述初级光学元件用于所述右车灯的情形下，所述遮光结构(2)的左侧边缘(23)和上侧边缘(22)相互垂直。

3.根据权利要求2所述的初级光学元件，其特征在于，所述遮光结构(2)为矩形遮光板。

4.根据权利要求1所述的初级光学元件，其特征在于，所述反射单元(1)上设有散热片(3)。

5.一种远光照明装置，其特征在于，包括权利要求1至4中任意一项所述的初级光学元件、电路板(5)和透镜(6)，所述电路板(5)上设有对应的光源(4)，所述电路板(5)和所述透镜(6)分别与所述初级光学元件连接，所述光源(4)发出的光线经所述反射单元(1)反射至所述透镜(6)并经所述透镜(6)投射形成所述左车灯的出射光形或者所述右车灯的出射光形。

6.根据权利要求5所述的远光照明装置，其特征在于，所述透镜(6)上设有或一体形成有透镜连接部(61)，所述初级光学元件上设有或一体形成有初级光学元件连接部(7)，所述透镜连接部(61)与所述初级光学元件连接部(7)连接。

7.根据权利要求5所述的远光照明装置，其特征在于，所述电路板(5)上远离所述光源(4)的一侧设有散热器(8)。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的远光照明装置，其特征在于，所述透镜(6)在与其出光面衔接的侧面上设有遮光罩(62)。

9.根据权利要求5至7中任意一项所述的远光照明装置，其特征在于，所述光源(4)为激光光源。

10.一种车灯，其特征在于，包括根据权利要求5至9中任意一项所述的远光照明装置和用于驱动所述远光照明装置左右移动的驱动机构。

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求10所述的车灯。

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