CN116538459A - 一种汽车车灯及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车车灯及车辆，其中，车灯包括：LED模组，包括相背设置的发光侧和背光侧；所述LED模组包括多个阵列排布的LED发光单元，各所述LED发光单元的发光侧表面设有用于部分吸收内部出射光线的挡光封装体及环绕挡光封装体设置的不透光围挡；挡光外配光镜，设于LED模组的发光面一侧，用于部分吸收车灯内部出射光线；不透光承载支架，设于LED模组的背光面一侧，用于承载所述LED模组且遮挡车灯内部元件；灯壳，设于不透光承载支架远离LED模组的一侧，且与所述挡光外配光镜的边缘密封相连。

Description

一种汽车车灯及车辆
技术领域
本发明涉及灯具设计领域，特别是涉及汽车车灯及车辆。
背景技术
在5G智能化时代，汽车发展趋势是智能化与交互化，对于汽车灯具的要求也是如此。
近年来，具备迎宾/送宾动画展示效果以及流水转向灯的灯具已经在市场上普遍存在，但是其交互功能十分有限，其应用场景也并不广泛，进而在市场需求的刺激下，独特的交互灯诞生了，其能展示更加多样的图案，显示像素块图片一样的信息，与车主甚至是行人进行信息传递交互，使得车灯变得更加智能化。
图1所示为使用传统技术的汽车交互灯，外配光镜与背壳之间设置LED线路板模组，为了避免在LED不发光时从外部直接看到LED线路板模组表面的LED灯粒影响观感，在LED灯粒与外配光镜之间设置挡光支架，LED灯粒反射的自然光被挡光支架部分吸收后，从外配光镜表面的发光区域穿过并进入人眼，从而不会很清楚地直接看到LED灯粒，静态观感较好。然而，由于挡光支架本身采用乳化材质，在车灯夜晚发光时，挡光支架会扩散光线导致整体发光光效模糊，因此在挡光支架朝向LED的一侧设置多个格挡条隔开相邻的LED灯粒以保证各个LED灯粒的发光边界清晰。然而，由于格挡条的设置，相邻LED灯粒中心点的间距会达到10mm左右，受限于模具工艺及挡光支架的黑边宽度，发光点间距难以进一步降低，既难以将相邻发光像素点的距离缩小至10mm以下，此类交互灯只能实现百级像素内的图案显示，在显示精度上较低，难以实现文字或者是更为精细的logo和动画显示，无法适用于更加广泛的互动场景。
因此，如何同时保证车灯不发光时内部具有较好的观感和发光时能有高的显示精度是一个亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述提及的问题，提供一种汽车车灯及车辆。
一种汽车车灯，包括：
LED模组，包括相背设置的发光侧和背光侧；所述LED模组包括多个阵列排布的LED发光单元，各所述LED发光单元的发光侧表面设有用于部分吸收内部出射光线的挡光封装体及环绕挡光封装体设置的不透光围挡；
挡光外配光镜，设于LED模组的发光面一侧，用于部分吸收车灯内部出射光线；
不透光承载支架，设于LED模组的背光面一侧，用于承载所述LED模组且遮挡车灯内部元件；
灯壳，设于不透光承载支架远离LED模组的一侧，且与所述挡光外配光镜的边缘密封相连。
在一些实施例中，所述挡光外配光镜为灰色或红色透明材料，且透过率为5％～50％。
在一些实施例中，所述挡光外配光镜包括透明部分及设于透明部分外围的不透光部分。
在一些实施例中，所述LED发光单元为白光发光单元，包括：
基板；
发光芯片，设于所述基板表面且通过键合线与所述基板电连接；
封装胶，内掺杂亮黄色荧光粉和碳粉，从而形成所述挡光封装体；
不透光围挡,环绕所述封装胶设置。
在一些实施例中，所述LED发光单元为红光LED或者RGB LED，包括：
基板；
发光芯片，设于所述基板表面且通过键合线与所述基板电连接；
封装胶，内掺杂碳粉，从而形成所述挡光封装体；
不透光围挡,环绕所述封装胶设置。
在一些实施例中，所述LED发光单元的封装尺寸L1为发光点间距L的60％及以上。
在一些实施例中，所述LED模组的各LED发光单元以行和列进行划分并标记；还包括控制板，设于所述不透光承载支架与灯壳之间的空间，且与各LED发光单元电连接，用于集成联合控制各LED发光单元发光和熄灭。
在一些实施例中，所述不透光承载支架采用黑色PC材料注塑形成。
一种车辆，包括车辆本体及如上所述的汽车车灯。
上述汽车车灯及车辆，至少具有以下有益的技术效果：
本实施例中，挡光封装体、环绕挡光封装体设置的不透光围挡、挡光外配光镜的配合设置，使得车灯不发光时，从外部完全不会看到LED发光单元内部的发光芯片，单个LED发光单元也呈现暗色，观感较好；并且，由于各LED发光单元之间是独立封装且由不透光围挡隔开，从外部观察到的各个LED发光单元彼此分界清晰、发光边界清晰可见，不再需要设置格挡条，这些设计都有利于缩小发光点之间的间距，将车灯整体的显示精度提升到千级及以上，使得信息交互更加精确和精细化，让交互感受大幅提升。
通过此技术的运用，汽车车灯产品将附带有屏幕功能，成为汽车外部的互动屏幕，实现更加广泛的互动场景，如通过显示文字来礼让行人，图像显示来展示前方路况，定时播放特效动画来进行节日庆祝等。还能实现更多交互场景的展示要求，例如可以进行二维码的展示，摄像头所拍画面的显示，节日庆祝文字及动画的播放等等，展示信息更加丰富与多样化。
本实施例LED屏幕技术让车灯显示更加精细，而更加精细的显示效果，让更多交互场景通过汽车车灯得以实现，而不仅仅是简单显示特征符号或者极简英文文字。
附图说明
图1为传统车灯的示意图；
图2为本发明一实施例提供的汽车车灯主视图；
图3为图2中沿A-A向的纵向剖面图；
图4为图2中另一个部位的纵向剖面图；
图5为图3中LED发光单元的剖面图；
图6为图2中各LED发光单元依次排列的放大示意图；
图中，
1、外配光镜；
2、挡光支架；
3、LED线路板模组；31、LED灯粒；
4、背壳；
5、格挡条；
10、挡光外配光镜；
20、不透光承载支架；
30、LED模组；
301、LED发光单元；301a、挡光封装体；301b、不透光围挡；301c、基板；301d、发光芯片；301e、键合线；
40、灯壳；
50、控制板；
60、电源驱动板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明权利要求所限定的各种实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的各种实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。
贯穿本申请文件的说明书和权利要求，词语“包括”和“包含”以及词语的变型，例如“包括有”和“包括”意味着“包含但不限于”，而不意在(且不会)排除其他部件、整体或步骤。结合本发明的特定的方面、实施例或示例所描述的特征、整体或特性将被理解为可应用于本文所描述的任意其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。
应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中所使用的表述“包含”和/或“可以包含”意在表示相对应的功能、操作或元件的存在，而非意在限制一个或多个功能、操作和/或元件的存在。此外，在本发明中，术语“包含”和/或“具有”意在表示申请文件中公开的特性、数量、操作、元件和部件，或它们的组合的存在。因此，术语“包含”和/或“具有”应当被理解为，存在一个或多个其他特性、数量、操作、元件和部件、或它们的组合的额外的可能性。
在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。例如，“A或B”可以包含A或者B，或可以包含A和B两者。
应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”或“耦合”另一个元件，它可以是直接连接或耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
文中提到的“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员所通常理解的含义相同。还应理解的是，术语(比如常用词典中限定的那些术语)，应解释为具有与相关领域和本说明书的上下文中一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2-图5所示，本发明一实施例中，提供一种汽车车灯，包括：
LED模组30，包括相背设置的发光侧和背光侧；所述LED模组30包括多个阵列排布的LED发光单元301，各所述LED发光单元301的发光侧表面设有用于部分吸收内部出射光线的挡光封装体301a及环绕挡光封装体301a设置的不透光围挡301b；
挡光外配光镜101，设于LED模组30的发光面一侧，用于部分吸收车灯内部出射光线；
不透光承载支架20，设于LED模组30的背光面一侧，用于承载所述LED模组30且遮挡车灯内部元件；
灯壳40，设于不透光承载支架20远离LED模组30的一侧，且与所述挡光外配光镜101的边缘密封相连。
具体工作时，车辆发出指令到车灯灯具，经控制板50处理后，驱动LED线路板模组3上对应的LED陈列，触发LED发出对应颜色的光线，通过对应像素点的点亮来呈现出对应的图案或动画。既可以识别预存在控制板中的指令，来播放预存在灯具控制板50中的图案动画，也可以通过车机通讯的实时传输动态信号来播放指定的文字或动画，从而能对用各种不同的交互场景来体现不同的文字或动画，以实现良好的智能交互效果。
图3所示为本实施例使用LED屏幕技术的汽车交互灯，发光面直接由LED模组30替代，单个LED发光单元301即是一个发光像素点。
由于各所述LED发光单元301的发光侧表面设有挡光封装体301a，挡光封装体301a部分吸收内部出射光线，加上环绕挡光封装体301a设置的不透光围挡301b，车灯不发光时，LED发光单元301反射的自然光被挡光封装体301a部分吸收后，从外配光镜1表面的发光区域穿过并进入人眼，从外部不会看到LED发光单元301内部的发光芯片301d，单个LED发光单元301也呈现暗色，观感较好；挡光外配光镜101也部分吸收车灯内部出射光线，进一步提升了车灯的静态观感。
在车灯发光时，由于没有挡光支架2乳化材质的乳化扩散作用，且各LED发光单元301之间由不透光围挡301b隔开，从外部观察到的各个LED发光单元301彼此分界清晰、发光边界清晰可见，不再需要设置格挡条5隔开相邻的LED，这些都为最大限度缩小发光点之间的间距提供了结构基础。
如图6，发光点间距L具体等于LED发光单元301的封装尺寸L1与LED发光单元301相邻边缘之间的距离L2之和。例如，使用3mm*3mm封装尺寸的LED发光单元301，且设计相邻LED发光单元301的边缘之间的距离L2为1mm甚至更小，则相邻LED发光单元301中心点的间距为4mm，即发光点之间的间距显著缩小到只有4mm，便能做到更高的像素和实现更精细的显示效果。甚至于，通过使用更小的mini LED，可以进一步缩小发光点间距，可以做到2mm、1mm以及更小，可以适应不同客户的更高要求和选择。
本实施例中，挡光封装体301a、环绕挡光封装体301a设置的不透光围挡301b、挡光外配光镜101的配合设置，使得车灯不发光时，从外部完全不会看到LED发光单元301内部的发光芯片301d，单个LED发光单元301也呈现暗色，观感较好；并且，由于各LED发光单元301之间是独立封装且由不透光围挡301b隔开，从外部观察到的各个LED发光单元301彼此分界清晰、发光边界清晰可见，不再需要设置格挡条5，这些设计都有利于缩小发光点之间的间距，将车灯整体的显示精度提升到千级及以上，使得信息交互更加精确和精细化，让交互感受大幅提升。
通过此技术的运用，汽车车灯产品将附带有屏幕功能，成为汽车外部的互动屏幕，实现更加广泛的互动场景，如通过显示文字来礼让行人，图像显示来展示前方路况，定时播放特效动画来进行节日庆祝等。还能实现更多交互场景的展示要求，例如可以进行二维码的展示，摄像头所拍画面的显示，节日庆祝文字及动画的播放等等，展示信息更加丰富与多样化。
本实施例LED屏幕技术让车灯显示更加精细，而更加精细的显示效果，让更多交互场景通过汽车车灯得以实现，而不仅仅是简单显示特征符号或者极简英文文字。
使用本申请的车灯，还可以通过CAN/CAN FD/以太网等方式与车机进行通讯，并可以实时接受车机发送的信号，进行图案动画展示，而不仅仅是只能展示预存的文字图案等。
本申请中由于没有内配光镜，在灯具不点亮状态下，人眼还可模糊看到LED发光单元301，且在白天光照强烈时无法清晰识别点亮图形。为了进一步提升车灯不点亮和点亮时的观感，参考图3，在一些实施例中，所述挡光外配光镜101为灰色或红色透明材料，且透过率为5％～50％。
具体的，对于需求点亮时发白光或者是彩色光的灯具，可以选择灰色透明PC材料的挡光外配光镜101，透过率选择5％～50％，既保证不点灯时完全看不到LED发光单元301，又能使得灯具整体点亮时能有较高的亮度，满足白天光照强烈的情况下肉眼还可以清晰识别点亮图形的要求。而对于需求发红光的灯具，也可以选择灰色透明的配光镜或者是红色透明的配光镜，透过率同样选择5％～50％。
在一些实施例中，所述挡光外配光镜101包括透明部分及设于透明部分外围的不透光部分。
具体的，挡光外配光镜101可由PC材料注塑成型，不透光部分为黑色、中间为透明部分，透过率可以在5％～90％之间选择，颜色可以选择透明灰或是透明红。挡光外配光镜101周圈由黑色材料注塑，可以防止漏光和调整光型。值得指出的是，配光镜表面在注塑后需进行退火，以消除内部应力。
参考图5，在一些实施例中，所述LED发光单元301为白光发光单元，包括：
基板301c；
发光芯片301d，设于所述基板301c表面且通过键合线301e与所述基板301c电连接；
封装胶，内掺杂亮黄色荧光粉和碳粉，从而形成所述挡光封装体301a；
不透光围挡301b,环绕所述封装胶设置。
具体的，控制板50可与基板301c相连从而控制基板301c上的发光芯片301d发光。LED的发光芯片选用蓝光芯片，可在封装胶内掺杂亮黄色荧光粉使其在点亮时发出白光。然而这样的LED发光单元在不点亮时，LED的外观表面会呈现亮黄色，静态外观极差，为此，本申请在封装胶内混合掺杂亮黄色荧光粉和碳粉，从而可以部分吸收内部出射光线，加上环绕挡光封装体301a设置的不透光围挡301b，车灯不发光时，LED发光单元301反射的自然光被挡光封装体301a部分吸收后，从外配光镜1表面的发光区域穿过并进入人眼，从外部不会看到LED发光单元301内部的发光芯片301d，单个LED发光单元301表面也呈现暗色，观感较舒适。
环绕所述封装胶设置的不透光围挡301b可隔开相邻的LED发光单元301，从外部观察到的各个LED发光单元301彼此分界清晰、发光边界可见，即使进一步缩小发光点间距、提升显示精度也能保证显示效果清晰。
在另一些实施例中，当LED发光单元301为红光LED或者RGB LED时，此时在封装胶内掺杂碳粉形成所述挡光封装体301a，掺杂的碳粉吸收内部出射光线，加上环绕挡光封装体301a设置的不透光围挡301b，车灯不发光时，LED发光单元301反射的自然光被挡光封装体301a部分吸收后，从外配光镜1的发光区域穿过并进入人眼，从外部不会看到LED发光单元301内部的发光芯片301d，单个LED发光单元301表面也呈现暗色，观感舒适。
参考图6，在一些实施例中，所述LED发光单元301的封装尺寸L1为发光点间距L的60％及以上。
具体的，LED发光单元301的封装尺寸L1为发光点间距L的60％以上，封装尺寸L1尽可能达到与发光点间距L数值相同，可以保证每个发光点范围内的发光面积尽可能的大，以尽可能提升有效发光面积与总面积之间的比例，可以极大提高发光的饱满度。
由于本实施例可增大单位面积中的像素点数量，显示精度更高，但是同时需要单独控制的LED发光单元301同样更多。因此，在一些实施例中，本申请使用行扫的控制方案，将整个LED模组30的LED发光单元301以行和列进行划分并标记，利用不透光承载支架20背后设置的控制板50与各LED发光单元301电连接，利用控制板50进行集成联合控制，来实现每个LED发光单元301都可以单独控制，进而实现了千级像素下的每个像素点的单点控制，从而能显示此像素级别下的任何图案，实现任何动画效果。
参考图3，在一些实施例中，所述不透光承载支架20采用黑色PC材料注塑形成，可以有效遮挡车灯内部元件且为LED模组30提供支撑。其功能是为了安装和固定LED模组30。
本申请中，LED模组30由线路板及设于线路板表面的LED发光单元301、控制芯片、电阻、电容、连接器等元件组成。其中，LED发光单元301可以选择纯色光LED，如白光LED或是红光LED，也可以选择RGB LED，来实现不同颜色的点亮效果；线路板可以选择具有一定弯曲程度的0.4-0.8mm厚的板材，以适应不同汽车灯具的具有一定弧度的造型，也可以选择1.6mm厚的板材，作为硬板来使用；控制芯片是为了识别并单独控制此模组上的每一颗LED，以实现图形的显示；电阻、电容及连接器等其他元器件是为了实现电子控制的需要。
控制板50是与汽车车机实现通讯功能的元件，可以通过不同的通讯方式，来接收和识别车机传输的信号和命令，然后将信息传递给LED模组30，实现图案的点亮。
电源驱动板60是给LED模组30进行供电的元件，它可以将车机输入的电压转化为LED模组30所需要的电压，以合适的电压和电流驱动LED模组30，使其在显示图案时能有合适的亮度。
灯壳40是保证汽车灯具密封性能的关键零件，通过与外配光镜1的密封胶水固定或者是焊接，将整个灯具进行密封，使灯具具有良好的防水等级，保护内部结构。
以上描述中，尽管可能使用例如“第一”和“第二”的表述来描述本发明的各个元件，但它们并未意于限定相对应的元件。例如，上述表述并未旨在限定相对应元件的顺序或重要性。上述表述用于将一个部件和另一个部件区分开。
本文中在本发明的说明书中所使用的术语仅是为了描述特定的实施例的目的，而并非意在限制本发明。单数的表述包含复数的表述，除非在其间存在语境、方案上的显著差异。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
本领域技术人员可以理解的是，以上所述实施例的各技术特征可以相应地省去、添加或者以任意方式组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，并且，本领域技术人员能够想到的简单变换方式以及对现有技术做出适应性和功能性的结构变换的方案，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，虽然已经参考各种实施例示出和描述了本发明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干形式和细节上的各种变形和改进，而不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种汽车车灯，其特征在于，包括：
LED模组，包括相背设置的发光侧和背光侧；所述LED模组包括多个阵列排布的LED发光单元，各所述LED发光单元的发光侧表面设有用于部分吸收内部出射光线的挡光封装体及环绕挡光封装体设置的不透光围挡；
挡光外配光镜，设于LED模组的发光面一侧，用于部分吸收车灯内部出射光线；
不透光承载支架，设于LED模组的背光面一侧，用于承载所述LED模组且遮挡车灯内部元件；
灯壳，设于不透光承载支架远离LED模组的一侧，且与所述挡光外配光镜的边缘密封相连。
2.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述挡光外配光镜为灰色或红色透明材料，且透过率为5％～50％。
3.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述挡光外配光镜包括透明部分及设于透明部分外围的不透光部分。
4.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述LED发光单元为白光发光单元，包括：
基板；
发光芯片，设于所述基板表面且通过键合线与所述基板电连接；
封装胶，内掺杂亮黄色荧光粉和碳粉，从而形成所述挡光封装体；
不透光围挡,环绕所述封装胶设置。
5.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述LED发光单元为红光LED或者RGBLED，包括：
基板；
发光芯片，设于所述基板表面且通过键合线与所述基板电连接；
封装胶，内掺杂碳粉，从而形成所述挡光封装体；
不透光围挡,环绕所述封装胶设置。
6.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述LED发光单元的封装尺寸L1为发光点间距L的60％及以上。
7.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述LED模组的各LED发光单元以行和列进行划分并标记；还包括控制板，设于所述不透光承载支架与灯壳之间的空间，且与各LED发光单元电连接，用于集成联合控制各LED发光单元发光和熄灭。
8.根据权利要求1所述的汽车车灯，其特征在于，所述不透光承载支架采用黑色PC材料注塑形成。
9.一种车辆，其特征在于，包括车辆本体及如权利要求1-8中任一所述的汽车车灯。
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