CN113803687A - 汽车前照灯近光照明单元及复合功能照明单元 - Google Patents

汽车前照灯近光照明单元及复合功能照明单元 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车前照灯近光照明单元，包括近光LED光源和一体式光学元件，一体式光学元件的后侧面设有向前凹的上下贯通的V形槽，底面设有由后向前渐深的斜槽，斜槽的前端面和顶面的相交线为近光截止线，近光LED光源光线从一体式光学元件的左右两侧入射由V形槽的侧面反射后射出。本发明还公开了汽车前照灯复合功能照明单元，在汽车前照灯近光照明单元的后方设置折射率小于一体式光学元件的信号灯光学元件，信号灯光学元件的前侧面为前凸的楔形与V形槽贴合，信号灯光源光线楔形的侧面折射后射出。本发明利用V形槽的反射缩短了前后长度距离，信号灯与大灯复用光路，结构紧凑，空间利用率高。

Description

汽车前照灯近光照明单元及复合功能照明单元
技术领域
本发明涉及一种汽车用照明单元，特别是涉及一种汽车前照灯近光照明单元及复合功能照明单元。
背景技术
车辆在行驶过程中不可避免的需要使用安全照明装置车灯，车灯对于行车的安全至关重要，车灯照明的范围是行车安全的重点。随着汽车造型的发展，外观设计越来越美观，车灯的造型越来越小巧，这就使得车灯照明光学单元也得足够小巧，才能够适配小巧的车灯造型。一般，汽车前照灯中设置有用于指示作用的信号灯以及照明用的大灯(近光、远光)，小巧的车灯使得照明单元需要空间利用率高，使车前照灯照明单元同时具备信号灯功能和大灯功能是缩减车灯体积，提高空间利用率的重要方式。现有照明用大灯通常需要较长的光路，因此使得大灯需要较长的纵向空间进行光路布置，纵向体积上难以减小，同时作为日行灯等提示作用的信号灯，采用较低功率的光源及较短的光路设计实现，如果将信号灯与大灯共用光路，则必须提高信号灯光源的功率以达到相应的亮度。
在现有技术中，对于车灯功能的复合，公开号为CN111486404A的中国专利还公开了一种前组合车灯，该技术方案为了实现信号灯和大灯功能的复合，采用了马达和转轴，但这存在很多技术问题，比如马达工作存在较大的噪音，以及马达、转轴和信号灯光学元件的翻转空间的设置占用了很大的车灯内空间，另外，该方案的大灯功能和信号灯功能的光线出射面并不是同一个出光面，这使得造型效果繁杂，同时实现信号灯功能时采用的是大灯光源，增加能耗。
发明内容
针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种汽车前照灯近光照明单元，在保证光照性能的同时减小纵向长度。本发明的另一个任务在于提供一种汽车前照灯复合功能照明单元，实现信号灯功能与近光照明功能的复合，保证照明单元具有较小的纵向体积且保持较低的光源功耗。
本发明技术方案是这样的：一种汽车前照灯近光照明单元，包括近光LED光源和一体式光学元件，所述一体式光学元件为扁平状，所述一体式光学元件的左侧面和右侧面均设有若干横向布置的反射碗，所述近光LED光源与所述反射碗位置相对应，所述一体式光学元件的后侧面设有向前凹的上下贯通的V形槽，所述一体式光学元件的前侧面前凸形成曲面透镜，所述一体式光学元件的底面设有由后向前渐深的斜槽，所述斜槽的前端面和顶面的相交线为近光截止线，所述反射碗将所述近光LED光源的光线反射向所述V形槽的侧面，所述V形槽的侧面将所述反射碗反射的光线反射向所述一体式光学元件的前侧面。
进一步地，所述一体式光学元件的左侧面和右侧面分别设有不少于两个的所述反射碗。
进一步地，所述V形槽的横向宽度小于所述曲面透镜的横向宽度，所述V形槽与所述曲面透镜以同一对称轴同轴布置。
进一步地，所述近光LED光源设置于所述反射碗的光学原点处。
进一步地，所述一体式光学元件的左侧面和右侧面均设有安装孔和定位销。
一种汽车前照灯复合功能照明单元，包括上述的汽车前照灯近光照明单元和信号灯单元，所述信号灯单元包括信号灯光源、信号灯光学元件，所述信号灯光学元件的后侧面设有若干信号灯入光反射碗，所述信号灯光源与所述信号灯入光反射碗位置相对应，所述信号灯光学元件的前侧面为前凸的楔形，所述楔形的左右两侧面与所述V形槽的侧面贴合，所述信号灯光学元件的折射率小于所述一体式光学元件的折射率，所述信号灯光源的光线经过所述信号灯光学元件由所述V形槽的侧面射入所述一体式光学元件并从所述一体式光学元件的前侧面射出形成信号灯光形。
进一步地，为了使得信号灯光源出射的光线满足三区照度的要求，实现近光三区光形的补充，所述楔形的左右两侧面由所述V形槽的侧面的下方露出并形成朝向所述斜槽的前端面的三区初级出光面，所述信号灯光源的部分光线经所述三区初级出光面射出穿过所述斜槽后通过所述斜槽的前端面从所述一体式光学元件的前侧面射出形成近光三区光形。
进一步地，为了使得三区光型更加均匀，所述三区初级出光面及所述斜槽的前端面设有皮纹结构。
本发明与现有技术相比的优点在于：
汽车前照灯近光照明单元的一体式光学元件将近光光源设置在两侧，利用V型槽的反射形成近光光形，可以缩减近光单元的前后纵向尺寸，充分利用了车灯的左右空间，减少对纵向空间及上下空间的占用，有利于使整体尺寸更加紧凑，符合窄长的趋势，同时空间的合理应用也使其灵活性更高。
汽车前照灯复合功能照明单元的信号灯单元贴合设置在一体式光学元件的后侧面，能够减少光学零部件的数量，进而使得车灯照明装置可以做得更小，在车灯空间越来越窄小的趋势下，具有很大的技术竞争优势。另外，信号灯光学元件的折射率小于一体式光学元件，保证了近光LED光源光线的全反射，无需额外处理即可提高光线利用率。信号灯光源的光线从一体式光学元件的后侧面折射入射，能够利用信号灯的低功率光源特性，将其部分光源作为近光的三区功能使用，进一步提高了信号灯光源和近光光源之间的功能上的相互支持和相互作用。并且信号灯功能实现与近光功能实现能共用一个出光面，光路上充分复合，复用光路空间，信号灯和大灯点亮时，都是同一发光区域，具有更好的造型优势。
附图说明
图1是实施例的汽车前照灯近光照明单元的右侧前上视角立体结构图。
图2是实施例的汽车前照灯近光照明单元的左侧前上视角立体结构图。
图3是实施例的汽车前照灯近光照明单元的后上视角透视结构图。
图4是实施例的汽车前照灯近光照明单元的底面视角结构图。
图5是实施例的汽车前照灯近光照明单元的前视结构图。
图6是实施例的汽车前照灯近光照明单元的侧视图。
图7是图6的A-A剖视图。
图8是实施例的汽车前照灯复合功能照明单元的前上视角立体结构图。
图9是实施例的汽车前照灯复合功能照明单元的后下视角立体结构图。
图10是实施例的汽车前照灯复合功能照明单元的主视图。
图11是图10的B-B剖视图。
图12是实施例的汽车前照灯复合功能照明单元的前下视角立体结构图。
图13是实施例的汽车前照灯复合功能照明单元的俯视图。
图14是图13的C-C剖视图。
图15是实施例汽车前照灯复合功能照明单元的光路图。
图16是实施例汽车前照灯复合功能照明单元的光路图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1，请结合图1至图7所示，本实施例涉及的汽车前照灯近光照明单元的光学零件包括近光LED光源1和一体式光学元件2，一体式光学元件2为扁平状结构，一体式光学元件2的左侧面和右侧面均设有三个横向布置的反射碗201，近光LED光源1与反射碗201位置相对应，处于反射碗201的光学原点处。近光LED光源1的光线进入反射碗201后反射进入一体式光学元件2的中间部分。一体式光学元件2的左侧面和右侧面还设有安装孔202和定位销203，用于从侧面固定本装置。
在一体式光学元件2的后侧面设有向前凹的上下贯通的V形槽204，V形槽204的侧壁204a与一体式光学元件2的左侧面和右侧面为近似平行设置。一体式光学元件的前侧面前凸形成曲面透镜205，V形槽204的横向宽度小于曲面透镜205的横向宽度，V形槽204与曲面透镜205以同一对称轴同轴布置。请结合图4所示，一体式光学元件2的底面设有由后向前渐深的斜槽，斜槽的前端面206和顶面207的相交线为近光截止线，斜槽的前端面206为曲面透镜205的部分后侧面，在本实施例中，斜槽的前端面206为向后凸的曲面。
请结合图5所示，一体式光学元件2成一定角度摆放，照明装置在汽车照明灯内，在外观察时只有图中虚线框内的曲面透镜205的出光面可以看到，其余结构都遮挡在饰圈后面，这样整体具有很好的外观效果。V形槽204的侧面204a以及一体式光学元件2的后侧面为全反射面。近光LED光源1射出光线，进入一体式光学元件2后，一部分光线照射至一体式光学元件2的后侧面全反射至V形槽204的侧面204a，一部分直接照射至V形槽204的侧面204a后再全反射向前射去。然后一体式光学元件2内全反射后的部分光线经过斜槽的前端面206和顶面207相交的近光截止线折射后由曲面透镜射205出照向配光屏幕上形成明暗分明的近光截止线，部分光线直接由曲面透镜205射出形成近光截止线下方光形。
实施例2，请结合图8至图14所示，本实施例涉及的汽车前照灯复合功能照明单元包括了实施例1的汽车前照灯近光照明单元以及信号灯单元，其中信号灯单元包括信号灯光源3和信号灯光学元件4，在信号灯光学元件4的后侧面设有五个信号灯入光反射碗401。信号灯光源3与信号灯入光反射碗401位置相对应，信号灯光源3的光线由信号灯入光反射碗401反射聚光后进入信号灯光学元件4的前部。信号灯光学元件4的前侧面为前凸的楔形402，该楔形402结构应当与V形槽204结构契合，即楔形402的左右两侧面402a与V形槽204的侧面204a贴合，保证信号灯光学元件4内的光线在到达楔形402的左右两侧面402a时可发生折射直接通过V形槽204的侧面204a进入一体式光学元件2，因此信号灯光学元件4所使用的材质的折射率应小于一体式光学元件2所使用的材质的折射率。请结合图15所示，近光LED光源1射出光线a，经过V形槽204的侧面204a全反射从一体式光学元件2的前侧面射出形成近光光形，信号灯光源3的光线b经过信号灯光学元件4由V形槽204的侧面204a射入一体式光学元件2并从一体式光学元件2的前侧面射出形成信号灯光形。
为了使得信号灯光源3出射的光线满足三区照度的要求，实现近光三区光形的补充，作为对本实施例的改进，在保持楔形402的左右两侧面402a与V形槽204的侧面204a贴合前提下，楔形402的左右两侧面402a的大小可设置为大于V形槽204的侧面204a大小。即楔形402的左右两侧面402a由V形槽204的侧面204a的下方露出一部分，该露出的部分形成朝向一体式光学元件上的斜槽的前端面206的三区初级出光面，同时为了使得三区光型更加均匀，在三区初级出光面及斜槽的前端面206设有皮纹结构。请结合图16所示，信号灯光源3的部分光线c经三区初级出光面射出穿过斜槽后通过斜槽的前端面206从一体式光学元件2的前侧面射出形成近光三区光形。

Claims (8)

1.一种汽车前照灯近光照明单元，其特征在于，包括近光LED光源和一体式光学元件，所述一体式光学元件为扁平状，所述一体式光学元件的左侧面和右侧面均设有若干横向布置的反射碗，所述近光LED光源与所述反射碗位置相对应，所述一体式光学元件的后侧面设有向前凹的上下贯通的V形槽，所述一体式光学元件的前侧面前凸形成曲面透镜，所述一体式光学元件的底面设有由后向前渐深的斜槽，所述斜槽的前端面和顶面的相交线为近光截止线，所述反射碗将所述近光LED光源的光线反射向所述V形槽的侧面，所述V形槽的侧面将所述反射碗反射的光线反射向所述一体式光学元件的前侧面。
2.根据权利要求1所述的汽车前照灯近光照明单元，其特征在于，所述一体式光学元件的左侧面和右侧面分别设有不少于两个的所述反射碗。
3.根据权利要求1所述的汽车前照灯近光照明单元，其特征在于，所述V形槽的横向宽度小于所述曲面透镜的横向宽度，所述V形槽与所述曲面透镜以同一对称轴同轴布置。
4.根据权利要求1所述的汽车前照灯近光照明单元，其特征在于，所述近光LED光源设置于所述反射碗的光学原点处。
5.根据权利要求1所述的汽车前照灯近光照明单元，其特征在于，所述一体式光学元件的左侧面和右侧面均设有安装孔和定位销。
6.一种汽车前照灯复合功能照明单元，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的汽车前照灯近光照明单元和信号灯单元，所述信号灯单元包括信号灯光源、信号灯光学元件，所述信号灯光学元件的后侧面设有若干信号灯入光反射碗，所述信号灯光源与所述信号灯入光反射碗位置相对应，所述信号灯光学元件的前侧面为前凸的楔形，所述楔形的左右两侧面与所述V形槽的侧面贴合，所述信号灯光学元件的折射率小于所述一体式光学元件的折射率，所述信号灯光源的光线经过所述信号灯光学元件由所述V形槽的侧面射入所述一体式光学元件并从所述一体式光学元件的前侧面射出形成信号灯光形。
7.根据权利要求6所述的汽车前照灯复合功能照明单元，其特征在于，所述楔形的左右两侧面由所述V形槽的侧面的下方露出并形成朝向所述斜槽的前端面的三区初级出光面，所述信号灯光源的部分光线经所述三区初级出光面射出穿过所述斜槽后通过所述斜槽的前端面从所述一体式光学元件的前侧面射出形成近光三区光形。
8.根据权利要求7所述的汽车前照灯复合功能照明单元，其特征在于，所述三区初级出光面及所述斜槽的前端面设有皮纹结构。
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