CN207501057U - 车灯照明系统、车灯总成及汽车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及汽车灯具技术领域，尤其涉及一种车灯照明系统、包括该车灯照明系统的车灯总成及包括该车灯总成的汽车，该车灯照明系统包括光源、反射镜、遮光板和透镜，透镜包括反射面和与反射面相对的折射面，外界平行光线射入透镜时，能够依次经过折射面一次折射、反射面反射和折射面二次折射后射出透镜并会聚形成一焦点；反射镜具有近焦点和远焦点，光源设置在反射镜的近焦点处，反射镜的远焦点位于透镜的焦点附近，遮光板具有与车灯近光光形的明暗截止线形状相同的遮光板截止线，且遮光板截止线位于透镜的焦点处。透镜通过折射面对光线的两次折射及反射面对光线的一次反射改变光路，显著提高光路改变能力，可缩小焦距，改善色散。

Description

车灯照明系统、车灯总成及汽车
技术领域
本实用新型涉及汽车灯具技术领域，尤其涉及一种车灯照明系统、包括该车灯照明系统的车灯总成及包括该车灯总成的汽车。
背景技术
汽车车灯中常用的投射式照明系统，一般都包括光源、反射镜、遮光板以及透镜。反射镜为椭球形，光源的发光中心设置在椭球形反射镜的近焦点处，光源发出的光线经过椭球形反射镜反射后汇聚于椭球形反射镜的远焦点附近，遮光板设置于椭球形反射镜的远焦点处，其形状与近光所要求的明暗截止线形状一致，最后通过透镜形成带有明暗截止线a的类平行光近光光形(参见图1)。
如图2所示，传统的透镜采用平凸透镜，其内侧面为平面，朝向光源设置，外侧面为非球面回转曲面，光源的光线经反射镜反射在平凸透镜焦点附近聚焦后由平凸透镜的内侧面向外侧面射出，射出光线为接近水平方向。
公开号CN101298906A的专利公开了一种基于双凸透镜的汽车前照灯，其采用的是内侧面为球面、外侧面为自由曲面的双凸透镜，光源的光线经反射镜反射在双凸透镜焦点附近聚焦后由双凸透镜的内侧面向外侧面射出，射出光线为接近水平方向。
上述平凸透镜和双凸透镜对都是通过对光线进行两次折射实现光路的改变，使入射光经过两次光路改变后投射到路面，存在焦距较大、光路改变能力较弱的缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种焦距小、光路改变能力强的车灯照明系统、包括该车灯照明系统的车灯总成及包括该车灯总成的汽车，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种车灯照明系统，包括光源、反射镜、遮光板和透镜，透镜包括反射面和与反射面相对的折射面，外界平行光线射入透镜时，能够依次经过折射面一次折射、反射面反射和折射面二次折射后射出透镜并会聚形成一焦点；反射镜具有近焦点和远焦点，光源设置在反射镜的近焦点处，反射镜的远焦点位于透镜的焦点附近，遮光板具有与车灯近光光形的明暗截止线形状相同的遮光板截止线，且遮光板截止线位于透镜的焦点处。
优选地，反射面为平面或回转曲面。
优选地，折射面为回转曲面。
优选地，回转曲面具有回转轴，透镜具有多个焦点，且所有焦点形成一以回转轴为回转中心的焦点线；遮光板呈与焦点线相匹配的圆弧状且遮光板截止线位于焦点线处。
优选地，反射镜设有多个，所有反射镜在以回转轴为回转中心的圆周上依次排列且每个反射镜的远焦点均位于透镜的焦点线附近，每个反射镜各对应设置有一个光源。
一种车灯总成，包括如上所述的车灯照明系统。
一种汽车，包括如上所述的车灯总成。
与现有技术相比，本实用新型具有显著的进步：
本实用新型车灯照明系统、包括该车灯照明系统的车灯总成及包括该车灯总成的汽车，所采用的透镜具有反射面、折射面以及焦点，将遮光板截止线设于该透镜的焦点处，将反射镜的远焦点设于该透镜的焦点附近，将光源设置在反射镜的近焦点处，则光源发出的光线经反射镜反射后会聚至透镜的焦点附近，并被遮光板遮挡而形成具有明暗截止线的符合要求的近光光形，然后经透镜一次折射、反射及二次折射后放大成像到路面，实现照明功能。该透镜通过折射面对光线的两次折射及反射面对光线的一次反射来改变光路，显著提高了透镜的光路改变能力，能够有效缩小透镜的焦距，并改善色散现象。
附图说明
图1是具有明暗截止线的近光光形示意图。
图2是现有技术中的平凸透镜的光学性能示意图。
图3是本实用新型实施例的车灯照明系统的俯视示意图。
图4是图3中沿A-A线的剖视示意图。
图5是本实用新型实施例的透镜的光学性能示意图。
图6是本实用新型实施例的车灯照明系统的光路示意图。
图7是本实用新型实施例的车灯照明系统在明暗截止线处的光路示意图。
图8是本实用新型实施例的车灯照明系统设有两个光源及反射镜时的结构示意图。
图9是图8中的一个光源发光的光路示意图。
图10是图8中的一个光源发光形成的照明光形模拟示意图。
图11是图8中的另一个光源发光的光路示意图。
图12是图8中的另一个光源发光形成的照明光形模拟示意图。
图13是图8中的两个光源同时发光的光路示意图。
图14是图8中的两个光源同时发光形成的照明光形模拟示意图。
图中：
a、近光光形的明暗截止线 b、蓝光光路
1、光源 2，2a，2b、反射镜
3、遮光板 4、透镜
4a、反射面 4b、折射面
4c、焦点 4d、焦点线
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图3至图14所示，本实用新型车灯照明系统的一种实施例。
如图3和图4所示，本实施例的车灯照明系统包括光源1、反射镜2、遮光板3和透镜4。
如图5所示，本实施例的透镜4包括反射面4a和与反射面4a相对的折射面4b，外界平行光线射入透镜4时，能够依次经过折射面4b一次折射、反射面4a反射和折射面4b二次折射后射出透镜4并会聚形成一焦点4c。则根据光路可逆原理，于焦点4c处射出的光线射入透镜4中，也是经过折射面4b一次折射、反射面4a反射和折射面4b二次折射后射出透镜4，并形成类平行光线。本实施例中，入射光线在透镜4的反射面4a上可实现全反射。
如图6所示，本实施例中，反射镜2的反射面为类椭球面，因此反射镜2具有近焦点和远焦点。光源1设置在反射镜2的近焦点处，反射镜2的远焦点位于透镜4的焦点4c附近，遮光板3具有与车灯近光光形的明暗截止线a形状相同的遮光板截止线，且遮光板截止线位于透镜4的焦点4c处，用于遮挡光线并形成清晰的近光光形明暗截止线a。由此，光源1发出的光线经反射镜2的反射面反射后会聚至反射镜2的远焦点处，即会聚至透镜4的焦点4c附近，并被遮光板3遮挡而形成具有明暗截止线a的符合要求的近光光形，然后射入透镜4，经透镜4折射面4b一次折射、反射面4a反射和折射面4b二次折射后放大成像到路面，实现照明功能。本实施例的透镜4通过折射面4b对光线的两次折射及反射面4a对光线的一次反射来改变光路，显著提高了透镜4的光路改变能力，能够有效缩小透镜4的焦距，并改善色散现象。
现有技术中，车灯照明系统中的光源通常采用白光LED(Light Emitting Diode，发光二极管)发光芯片，其发出的光线中蓝光的能量最大，并且，由于在同一种介质中，蓝光的折射率较大，导致近光光形的明暗截止线a处容易因色散而发蓝，且近光光形的底部易出现明显的彩色色散。而本实施例的车灯照明系统通过透镜4的折射面4b对光线的两次折射及反射面4a对光线的一次反射来改变光路，图7示出了本实施例的车灯照明系统在明暗截止线a处的蓝光光路b，可见，光线经过折射面4b的第一次折射后，由于蓝光的折射率较大，所以蓝光光路b位于明暗截止线a的上方，但经过反射面4a反射后，蓝光光路b则变为位于明暗截止线a的下方，并照射到照明区域，因此可大大改善明暗截止线a处发蓝的问题，使形成的近光光形的明暗截止线a处无明显发蓝，并且，近光光形的底部没有出现明显的色散。由此可以得出，本实施例的车灯照明系统的光路经过透镜4折射面4b的两次折射及反射面4a的一次反射后，可以大大降低色散，有效改善近光光线的色散现象，解决了行业内对于投射式近光模组所不可避免，并且一直无法解决的近光光形明暗截止线a发蓝及近光光形底部色散的问题。
本实施例中，透镜4的反射面4a可以为平面，也可以为回转曲面，该回转曲面可以是球面，也可以是非球面。
如图8所示，本实施例中，透镜4的折射面4b为回转曲面，该回转曲面可以是球面，也可以是非球面，该回转曲面具有回转轴。则透镜4具有多个焦点4c，且所有焦点4c形成一以折射面4b的回转轴为回转中心的焦点线4d。遮光板3呈与透镜4的焦点线4d相匹配的圆弧状，且遮光板3的遮光板截止线位于透镜4的焦点线4d处。由此，反射镜2可以设有多个，所有反射镜2在以折射面4b的回转轴为回转中心的圆周上依次排列，且每个反射镜2的远焦点均位于透镜4的焦点线4d附近，每个反射镜2各对应设置有一个光源1。则每个光源1发出的光线均可经其对应的反射镜2反射后会聚至透镜4的焦点线4d附近，并经遮光板3遮挡而形成具有明暗截止线a的光形，然后射入透镜4，经透镜4折射面4b一次折射、反射面4a反射和折射面4b二次折射后放大成像到路面，实现照明功能。
例如本实施例中图8中示出的，反射镜2可以设有两个，两个反射镜2各对应设有一个光源1。图9示出了反射镜2a所对应的光源发出光线的光路示意图，图10则示出了反射镜2a所对应的光源发光形成的照明光形模拟示意图，该照明光形可作为近光照明光形。图11示出了反射镜2b所对应的光源发出光线的光路示意图，图12则示出了反射镜2b所对应的光源发光形成的照明光形模拟示意图，该照明光形可作为弯道照明光形。图13示出了反射镜2a和反射镜2b所对应的光源同时发出光线的光路示意图，图14则示出了反射镜2a和反射镜2b所对应的光源同时发光形成的照明光形模拟示意图，该照明光形可作为同时作为近光照明光形和弯道照明光形。
因此，相较现有技术中车灯照明系统的近光照明范围一般在车前方向±40°，要实现大角度的弯道照明只能另外增加弯道照明系统，以用于车辆转弯时进行大角度补光，本实施例的车灯照明系统通过在以透镜4折射面4b的回转轴为回转中心的圆周上设置多个反射镜2及光源1，可以实现扩大近光光形的照明范围，甚至增加弯道照明功能，从而无需再额外增加弯道照明系统，可简化车灯整体结构。并且，由于近光及弯道照明功能是通过同一个遮光板3形成明暗截止线，避免了现有分体式弯道照明系统因零件制造及装配误差导致的明暗截止线在上、下方向上很难齐平的固有缺陷。再者，本实施例的每个反射镜2可以仅对应设置单一光源1，并通过多个或所有光源1同时发光实现近光照明功能，由此使现有技术中必须集中在一处的多个光源分散布置，增大近光照射角度的同时，避免了多个光源工作时集中发热导致散热困难的问题，也避免了多个光源集中在一起由于发光面积更大导致反射镜聚焦不良、光形难以控制的问题。
基于上述车灯照明系统，本实施例还提供了一种车灯总成，本实施例的车灯总成包括本实施例的上述车灯照明系统。
基于上述车灯总成，本实施例还提供了一种汽车，本实施例的包括汽车本实施例的上述车灯总成。
综上所述，本实施例的车灯照明系统、包括该车灯照明系统的车灯总成及包括该车灯总成的汽车，所采用的透镜4具有反射面4a、折射面4b以及焦点，将遮光板3截止线设于该透镜4的焦点处，将反射镜2的远焦点设于该透镜4的焦点附近，将光源1设置在反射镜2的近焦点处，则光源1发出的光线经反射镜2反射后会聚至透镜4的焦点附近，并被遮光板3遮挡而形成具有明暗截止线的符合要求的近光光形，然后经透镜4一次折射、反射及二次折射后放大成像到路面，实现照明功能。该透镜4通过折射面4b对光线的两次折射及反射面4a对光线的一次反射来改变光路，显著提高了透镜4的光路改变能力，能够有效缩小透镜4的焦距，并改善色散现象。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种车灯照明系统，其特征在于，包括光源(1)、反射镜(2，2a，2b)、遮光板(3)和透镜(4)，所述透镜(4)包括反射面(4a)和与所述反射面(4a)相对的折射面(4b)，外界平行光线射入所述透镜(4)时，能够依次经过所述折射面(4b)一次折射、所述反射面(4a)反射和所述折射面(4b)二次折射后射出所述透镜(4)并会聚形成一焦点(4c)；所述反射镜(2，2a，2b)具有近焦点和远焦点，所述光源(1)设置在所述反射镜(2，2a，2b)的近焦点处，所述反射镜(2，2a，2b)的远焦点位于所述透镜(4)的所述焦点(4c)附近，所述遮光板(3)具有与车灯近光光形的明暗截止线(a)形状相同的遮光板截止线，且所述遮光板截止线位于所述透镜(4)的所述焦点(4c)处。
2.根据权利要求1所述的车灯照明系统，其特征在于，所述反射面(4a)为平面或回转曲面。
3.根据权利要求1所述的车灯照明系统，其特征在于，所述折射面(4b)为回转曲面。
4.根据权利要求3所述的车灯照明系统，其特征在于，所述回转曲面具有回转轴，所述透镜(4)具有多个所述焦点(4c)，且所有所述焦点(4c)形成一以所述回转轴为回转中心的焦点线(4d)；所述遮光板(3)呈与所述焦点线(4d)相匹配的圆弧状且所述遮光板截止线位于所述焦点线(4d)处。
5.根据权利要求4所述的车灯照明系统，其特征在于，所述反射镜(2，2a，2b)设有多个，所有所述反射镜(2，2a，2b)在以所述回转轴为回转中心的圆周上依次排列且每个所述反射镜(2，2a，2b)的远焦点均位于所述透镜(4)的所述焦点线(4d)附近，每个所述反射镜(2，2a，2b)各对应设置有一个所述光源(1)。
6.一种车灯总成，其特征在于，包括如权利要求1至5中任意一项所述的车灯照明系统。
7.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求6所述的车灯总成。
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