CN208595512U - 用于车灯的三角形配光花纹 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于车灯的三角形配光花纹，其包括一个或多个配光花纹单元组，每个配光花纹单元组在待设置配光花纹的产品表面占据一个独立的有限边界区域，每个配光花纹单元组包括若干个三角形曲面单元，一个配光花纹单元组内各三角形曲面单元按照其所在区域的造型随形排布，相邻三角形曲面单元间通过空间曲面拼接形成一整片连续表面，每个三角形曲面单元是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，底边首尾相接的点为顶点，三个顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。本实用新型能兼顾静态外观、配光法规要求和点亮效果，可以实现多样的光影效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车灯用配光花纹，可用于汽车灯具的各类信号灯，例如日间行车灯、前后转向灯、制动灯、后雾灯、倒车灯等，属于车灯照明技术领域。
背景技术
目前车灯信号灯配光设计中，对于能量值要求高的信号灯功能，例如日间行车灯、前后转向灯、倒车灯等功能，为满足配光法规要求，具有内配光镜、厚壁聚光器、普通厚壁发光形式的配光花纹一般采用鱼眼花纹(参见图1)或条状花纹(参见图2)等常规花纹，静态外观和点亮效果显得单调。
发明内容
本实用新型旨在提供一种用于车灯的三角形配光花纹，能兼顾静态外观、配光法规要求和点亮效果，可以实现多样的光影效果。
本实用新型的主要技术方案有：
一种用于车灯的三角形配光花纹，其包括一个或多个配光花纹单元组，每个所述配光花纹单元组在待设置配光花纹的产品表面占据一个独立的有限边界区域，每个所述配光花纹单元组包括若干个三角形曲面单元，一个配光花纹单元组内的各个所述三角形曲面单元按照其所在区域的造型随形排布，相邻所述三角形曲面单元之间的缝隙通过空间曲面拼接形成一整片连续表面，每个所述三角形曲面单元是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，所述底边首尾相接的点为顶点，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。
单个所述三角形曲面单元中，每一条所述底边均优选为一段劣弧。
所述劣弧的弦长优选在0.5mm至3mm之间。
一个所述配光花纹单元组内，各个所述三角形曲面单元的方位设置可以有两种方式：
方式一：所述三角形曲面单元的三个顶点均位于该配光花纹单元组所在区域的表面上；
方式二：每个所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于该配光花纹单元组所在区域的表面上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与设计出光方向垂直。
对应于各个所述三角形曲面单元的方位设置方式一，相邻两个所述三角形曲面单元可以共用0-2个顶点。
对应于各个所述三角形曲面单元的方位设置方式二，所述设计出光方向优选位于以该车灯的主出光方向(即车身坐标系下的±X向)为中心的上下15度、左右45度范围内。
一个所述配光花纹单元组内，各个所述三角形曲面单元优选按行按列排布，同一列内相邻两个所述三角形曲面单元顶点与顶点相对、底边与底边相对，同一行内所述三角形曲面单元按照一个正三角与一个倒三角相间的规律排列。
所述用于车灯的三角形配光花纹可以包括多个配光花纹单元组，所有的所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于该配光花纹单元组所在区域的表面上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与相应区域的设计出光方向垂直。
不同配光花纹单元组的设计出光方向可以不同，且位于中部的所述配光花纹单元组的设计出光方向最接近待设置配光花纹的产品的主出光方向，越靠近边缘的各个所述配光花纹单元组的设计出光方向越远离待设置配光花纹的产品的主出光方向。
从中部到边缘的各个所述配光花纹单元组，它们的设计出光方向呈渐变式过渡。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的三角形配光花纹在外观上，各个三角形曲面单元可大致相同或具有一定差异性；在兼顾法规需求下每个三角形曲面单元三段劣弧可以是任意拱高的组合，在外观上独特不单调，起到美化灯具的作用；在光学上通过调节各个三角形曲面单元的三段劣弧拱高对光线进行不同信号灯功能相应配光法规需求的光线角度控制形成上下、左右扩散效果，不仅可以满足配光要求，还可以保证点亮效果相对均匀。
本实用新型的三角形配光花纹能兼顾静态外观、配光法规要求和点亮效果，既有独特优美的静态外观，又有较强的光线扩散作用，能满足能量值要求高的日间行车灯、前后转向灯、倒车灯等信号灯功能的配光法规要求，同时点亮均匀性佳，点亮效果生动，能很好地解决车灯配光型花纹类型单一的问题。
附图说明
图1是现有技术下的鱼眼花纹的图示；
图2是现有技术下的条状花纹的图示；
图3(a)是三角形曲面单元的一个实施例(外凸曲面)；
图3(b)是三角形曲面单元的另一个实施例(内凹曲面)；
图4是贴面式三角形配光花纹的一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元外凸)；
图5是贴面式三角形配光花纹的另一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元内凹)；
图6是台阶式三角形配光花纹的一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元外凸)；
图7是台阶式三角形配光花纹的另一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元内凹)；
图8是台阶式三角形配光花纹的又一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元外凸)；
图9是贴面式三角形配光花纹的各个三角形曲面单元的衔接图示；
图10是台阶式三角形配光花纹的各个三角形曲面单元的衔接图示；
图11是所述三角形配光花纹的单条底边的设计原理图示。
具体实施方式
如图4-10所示，本实用新型公开了一种用于车灯的三角形配光花纹(简称为配光花纹)，其包括一个或多个配光花纹单元组，每个所述配光花纹单元组在待设置配光花纹的产品(例如内配光镜)表面占据一个独立的有限边界区域。每个所述配光花纹单元组的主体是遍布设置的多个所述三角形曲面单元。一个配光花纹单元组内的各个所述三角形曲面单元按照其所在区域的空间造型随形排布，相邻所述三角形曲面单元之间的间隔可以通过空间曲面过渡并连接，目的是使各个所述三角形曲面单元拼接缝合形成一整片连续表面。
三角形曲面单元设计时的拼接缝合可以通过三维软件(例如CATIA)中的桥接工具实现。
所述三角形曲面单元是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边D1D2、D2D3、D3D1为边界的外凸曲面(参见图3(a))或内凹曲面(参见图3(b))，所述底边首尾相接的点为顶点D1、D2、D3，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。这三个侧面所在平面的延伸方向取决于所述基平面的法向方向。
一般情况下，三条底边都可以是平面内的任意曲线(不包括直线)。
通常情况下，只要相邻两个所述三角形曲面单元的临近的底边不重合或者临近的顶点不重合，都涉及三角形曲面单元间的拼接缝合问题。
用于过渡、拼接的所述空间曲面的形状不限，因为所述三角形曲面单元是起配光作用的主要表面，所述空间曲面只起封闭曲面的结构连接作用，与所述三角形曲面单元相比所占空间、面积都很小，形状如何对配光影响甚小。
图4-8中1-2、2-2、3-2、4-2、5-2均为所述三角形曲面单元的曲线形底边，1-1、3-1、5-1是外凸曲面的三角形曲面单元，单元的出光方向与直三棱柱的延伸方向一致，2-1、4-1是内凹曲面的三角形曲面单元，单元的出光方向也与直三棱柱的延伸方向一致；外凸曲面对光线有汇聚作用，两者区别在于影响点亮均匀性。
所述三角形曲面单元的每一条底边均优选为一段劣弧，如图3所示，由此可极大地简化所述配光花纹的设计以及配光花纹的结构。
如图11所示，在一个平面内，已知劣弧的两个端点A、B即可确定好弦长l，O为圆心点，通过控制劣弧拱高(即圆弧的高)h，即已知l、h，根据R2＝(R-h)2+(l/2)2，即可得到唯一半径R，即确定唯一劣弧，而圆心可以在该弦的两侧，因此分别对应了三角形曲面单元为外凸曲面和内凹曲面两种形式。由此，如果已知不在同一条直线上的三个点，就可以确定三条劣弧所对应的弦长，再通过控制三条劣弧的拱高，就可以确定以这三个点确定的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上的三条劣弧。
当控制各段劣弧位于各自弦的同一侧时，三段劣弧是唯一的。当劣弧相对相应弦偏向产品表面的内部时，所生成的三角形曲面单元为内凹曲面，当劣弧相对相应弦偏向产品表面的外部时，所生成的三角形曲面单元为外凸曲面。
所述三角形曲面单元主要用作车灯配光花纹的单元结构，此时劣弧的弦长(或称圆弧的跨度，也是两个顶点之间的直线距离)优选在0.5mm至3mm之间。
所述三条劣弧不同的拱高组合可以满足汽车灯具的各类信号灯，包括日间行车灯、前后转向灯、制动灯、后雾灯、倒车灯等的配光需要，同时具有不同的多样化光影点亮效果。
在常规材料如PC或PMMA的内配光镜、厚壁聚光器、普通厚壁零件上加上本实用新型的所述车灯用三角形配光花纹，既可保证独特不单调的外观和较强的光线扩散作用，又具有相对均匀的点亮效果。
一个所述配光花纹单元组内，各个所述三角形曲面单元的方位设置主要有以下两种情况：
方式一：所述三角形曲面单元的三个顶点均位于该配光花纹单元组所在区域的表面上。
当该配光花纹单元组所在区域为平面时，每个三角形曲面单元的出光方向均沿着这个平面的法向。当该配光花纹单元组所在区域为曲面(是实践中最常见的情况)时，至少其中两个三角形曲面单元的出光方向不一致，一般情况下，全部的所述三角形曲面单元的出光方向各不相同。
采用方式一时，相邻两个所述三角形曲面单元共用0-2个顶点。即相邻两个三角形曲面单元的顶点所确定的三角形可以相互分离，也可以共用一个顶点，还可以共用一条边。
本实用新型将这种方位设置方式所对应的配光花纹称为贴面式配光花纹(如图4、5所示)，其上各三角形曲面单元的出光方向取决于该配光花纹单元组所在区域的空间造型。
方式二：每个所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于该配光花纹单元组所在区域的表面上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与设计出光方向垂直。
所述设计出光方向由设计者确定，只有一个，所有的三角形曲面单元均遵循所述设计出光方向。具体来讲，就是所有三角形曲面单元都按照该设计出光方向的朝向排布，只是在该设计出光方向上相互间往往存在落差。
需要说明的是，这种设置方式下，当该配光花纹单元组所在区域为平面时，所述设计出光方向应与该产品表面区域的法向存在一个夹角，即所述设计出光方向不垂直于该配光花纹单元组所在区域(当垂直时，相当于方位设置方式一)。
本实用新型将这种方位设置方式所对应的配光花纹称为台阶式配光花纹(如图6、7、8所示)，其上各三角形曲面单元的出光方向通过人为指定，即统一为设计出光方向。
所述设计出光方向可以在以该车灯的主出光方向(即车身坐标系下的±X向)为中心的上下15度、左右45度范围内选取。对于安装在车身一前一后的车灯，主出光方向互为相反，为待设置配光花纹的整个产品表面朝向人眼视觉的方向。对于前灯，主出光方向通常是车身坐标系下﹣X方向，对于后灯，主出光方向通常是车身坐标系下的+X方向。
所述三角形配光花纹的全部三角形曲面单元外凸或内凹，即这些三角形曲面单元都曲向该产品表面区域的同一侧。
为了简化结构设计，一个所述配光花纹单元组内各个所述三角形曲面单元优选为按行按列排布，同一列内相邻两个所述三角形曲面单元顶点与顶点相对、底边与底边相对，同一行内相邻两个所述三角形曲面单元按照一个正三角与一个倒三角相间隔的规律排列。
所述配光花纹上主要起配光作用的表面就是所述三角形曲面单元的表面，所以采用上述布置形式，也方便使所述三角形曲面单元的排布密集、紧凑，在整个配光花纹的面积占比达到非常高的比例，更能充分发挥配光作用。
前面提到所述三角形曲面单元之间的过渡曲面形状不限，附图9、10所示实施例中只是示意了过渡曲面的一种可能的结构形式：每相邻两个所述三角形曲面单元其邻近的四个顶点(或者说相对的两条底边)可以通过一个有四条边界线的曲面(例如6-1、6-2、7-1、7-2)相衔接，每相邻两行三列的六个所述三角形曲面单元的邻近的六个顶点可以通过位于中间的一个有四条边界线的曲面(例如6-5、7-5)和分别位于该曲面两对边的两个有三条边界线的曲面(例如6-3、6-4、7-3、7-4)相衔接。
在一组配光花纹单元中，所述三角形曲面单元的大小可以大致相同(如图4-7所示)，也可以具有较大差异性(如图8所示)。
所述用于车灯的三角形配光花纹包括多个配光花纹单元组时，不同组可能是配光花纹单元的结构类型不同，也可能是同种结构类型但设计出光方向不同。
所述用于车灯的三角形配光花纹的一种可能结构是：包括多个配光花纹单元组，所有的所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于该配光花纹单元组所在区域的表面上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与相应区域的设计出光方向垂直。
这种情况下，不同配光花纹单元组的设计出光方向通常不同，且位于中部的所述配光花纹单元组的设计出光方向最接近待设置配光花纹的产品的主出光方向，越靠近边缘的各个所述配光花纹单元组的设计出光方向越远离待设置配光花纹的产品的主出光方向。并且，从中部到边缘的各个所述配光花纹单元组，它们的设计出光方向最好呈渐变式过渡。例如与主出光方向的夹角从0度到20度变化时，中间依次经过5度、10度、15度逐渐过渡。
Claims (10)
1.一种用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：其包括一个或多个配光花纹单元组，每个所述配光花纹单元组在待设置配光花纹的产品表面占据一个独立的有限边界区域，每个所述配光花纹单元组包括若干个三角形曲面单元，一个配光花纹单元组内的各个所述三角形曲面单元按照其所在区域的造型随形排布，相邻所述三角形曲面单元之间的缝隙通过空间曲面拼接形成一整片连续表面，每个所述三角形曲面单元是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，所述底边首尾相接的点为顶点，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。
2.如权利要求1所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：单个所述三角形曲面单元中，每一条所述底边均为一段劣弧。
3.如权利要求2所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：所述劣弧的弦长在0.5mm至3mm之间。
4.如权利要求1、2或3所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：一个所述配光花纹单元组内，各个所述三角形曲面单元的方位设置有两种方式：方式一：所述三角形曲面单元的三个顶点均位于该配光花纹单元组所在区域的表面上；方式二：每个所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于该配光花纹单元组所在区域的表面上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与设计出光方向垂直。
5.如权利要求4所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：对应于各个所述三角形曲面单元的方位设置方式一，相邻两个所述三角形曲面单元共用0-2个顶点。
6.如权利要求4所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：对应于各个所述三角形曲面单元的方位设置方式二，所述设计出光方向位于以该车灯的主出光方向为中心的上下15度、左右45度范围内。
7.如权利要求1、2或3所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：一个所述配光花纹单元组内，各个所述三角形曲面单元按行按列排布，同一列内相邻两个所述三角形曲面单元顶点与顶点相对、底边与底边相对，同一行内所述三角形曲面单元按照一个正三角与一个倒三角相间的规律排列。
8.如权利要求1、2或3所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：包括多个配光花纹单元组，所有的所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于该配光花纹单元组所在区域的表面上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与相应区域的设计出光方向垂直。
9.如权利要求8所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：不同配光花纹单元组的设计出光方向不同，且位于中部的所述配光花纹单元组的设计出光方向最接近待设置配光花纹的产品的主出光方向，越靠近边缘的各个所述配光花纹单元组的设计出光方向越远离待设置配光花纹的产品的主出光方向。
10.如权利要求9所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：从中部到边缘的各个所述配光花纹单元组，它们的设计出光方向呈渐变式过渡。
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