CN209355164U - 异形花纹单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种异形花纹单元，其光学面为前出光表面，所述前出光表面由两个平面或者四个平面拼接而成，当有两个平面时，二者的交线左右延伸或上下延伸，这两个平面各自相对于正投影面的倾角相同或不同；当有四个平面时，上平面和下平面的交线位于所述前出光表面上且左右延伸，左平面连接在所述上平面和下平面的左侧，并分别与上平面和下平面共用一条边，右平面连接在上平面和下平面的右侧，并分别与上平面和下平面共用一条边，所述正投影面与所述异形花纹单元所在光学件的设计主光轴方向垂直。本实用新型能够满足后雾灯的高准确率的配光要求，并降低后雾灯的配光工时。

Description

异形花纹单元

技术领域

本实用新型涉及一种车灯上的花纹单元，主要用在后雾灯上，有助于实现后雾灯的高精度配光要求，属于车灯技术领域。

背景技术

LED光源在汽车信号灯中的应用已有多年时间，随着汽车主机对信号灯功能的精益求精，目前信号灯功能中除后雾灯以外都可以实现130％GB的高精度设计。

现有的后雾灯应用的是常规的鱼眼花纹，出射光线聚焦在鱼眼花纹的中心区域，而在鱼眼花纹靠近边缘的区域，光线偏折到大角度的地方。如图1所示，鱼眼花纹在实际设计时只是考虑到了鱼眼最边缘的区域能够使光线扩散到最大角度，并不是按照各个角度能量均匀分配的原则进行鱼眼花纹的设计，而事实上，法规对后雾灯在配光屏幕基准轴上、下5度和左、右10度之间的发光强度有着同中心点一样的最小限值要求，因此采用现有的鱼眼花纹的情况下，聚焦的平行光线经过鱼眼花纹折射后，上述4个区域通常很难满足后雾灯法规要求，调整需要耗费大量的时间。

另一方面，采用常规的鱼眼花纹，光学系统使用的光源能量分布是：中间能量较大，随着角度的增加，光强逐渐减小，如图2所示，如果0度出射的光强为I，60度出射的光强仅为0.5I。随着角度的增加，光强会越来越弱。而模具加工鱼眼花纹时即使是小台阶结构也是需要加工出圆角，因此鱼眼花纹成品相比理论设计结构会进一步减弱后雾灯外侧的能量，因此实际产品的不合格率很高。而厚壁件在实际信号灯项目中，造型面往往是非平行平面，产品不同位置处的厚度往往不同，如图3所示。由于材质对光能的吸收与材质厚度相关，常规项目中的厚壁件不同区域的出射光强也会不同，因此要使后雾灯完全符合法规要求，在实际设计时困难重重。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种异形花纹单元，可与常规的鱼眼花纹单元配合使用来满足后雾灯的高准确率的配光要求。

本实用新型的主要技术方案有：

一种异形花纹单元，包括非光学面和光学面，所述光学面为前出光表面，所述前出光表面由两个平面拼接而成，二者的交线左右延伸或上下延伸，相应地，所述两个平面分别是上平面和下平面，它们各自相对正投影面的倾角在12-18度之间，或者，所述两个平面分别是左平面和右平面，它们各自相对正投影面的倾角在20-26度之间，所述正投影面与所述异形花纹单元所在光学件的设计主光轴方向垂直，所述非光学面为包围在所述前出光表面周围的侧立面。

所述两个平面各自相对于正投影面的倾角可以相同或不同。

所述两个平面各自在所述正投影面上的投影区域的面积可以相等或不等。

作为一种特例或者理想情况，所述两个平面各自相对于正投影面的倾角相同，并且所述两个平面各自在所述正投影面上的投影区域的面积相等。

所述两个平面均为矩形平面，所述前出光表面在所述正投影面上的投影为矩形。

一种异形花纹单元，包括非光学面和光学面，所述光学面为前出光表面，所述前出光表面由四个平面拼接而成，这四个平面分别是上平面、下平面、左平面和右平面，所述上平面和下平面的交线位于所述前出光表面上且左右延伸，所述左平面连接在所述上平面和下平面的左侧，并分别与所述上平面和下平面共用一条边，所述右平面连接在所述上平面和下平面的右侧，并分别与所述上平面和下平面共用一条边，或者，所述左平面和右平面的交线位于所述前出光表面上且上下延伸，所述上平面连接在所述左平面和右平面的上侧，并分别与所述左平面右平面共用一条边，所述下平面连接在所述左平面和右平面的下侧，并分别与所述左平面和右平面共用一条边，所述上平面和下平面各自相对正投影面的倾角在12-18度之间，所述左平面和右平面各自相对正投影面的倾角在20-26度之间，所述正投影面与所述异形花纹单元所在光学件的设计主光轴的方向垂直，所述非光学面为包围在所述前出光表面周围的侧立面。

所述上平面和下平面各自相对于正投影面的倾角相同，和/或，所述左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角相同。

所述上平面和下平面在所述正投影面上的投影区域的面积相等，和/或，所述左平面和右平面在所述正投影面上的投影区域的面积相等。

优选地，所述上平面和下平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，且在所述正投影面上的投影区域的面积相等，所述左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，且在所述正投影面上的投影区域的面积也相等。

所述前出光表面在所述正投影面上的投影为矩形。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型极大的降低了后雾灯的配光工时，且受模具倒角影响减小显著，可以帮助光学工程师设计出模拟及实际模具产品均能够较容易满足法规的后雾灯配光方案，可广泛高效的应用于后雾灯设计中。

本实用新型能克服后雾灯130％配光难题，准确针对后雾灯左右10度及上下5度进行设计，在实际模拟时，可依据实际配光状态，略微修正异形花纹的偏折角度，在厚壁件的设计项目中可以广泛使用。

所述异形花纹单元与传统鱼眼花纹单元相结合使用，所述异形花纹单元的数量和位置可以灵活设置，有助于实现后雾灯的个性点灯效果。

附图说明

图1是常规的鱼眼花纹单元的光路图；

图2是采用常规的鱼眼花纹时LED光强与出光角度关系图；

图3是后雾灯常规造型面的示意图；

图4是本实用新型的第一个实施例的示意图；

图5是本实用新型与常规鱼眼花纹单元配合使用的第一个实施例的正面结构示意图；

图6是图5的A-A截面上的光路图；

图7是本实用新型的第二个实施例的示意图；

图8是本实用新型与常规鱼眼花纹单元配合使用的第二个实施例的正面结构示意图；

图9是图8的B-B截面上的光路图；

图10是本实用新型的第三个实施例的示意图；

图11是本实用新型与常规鱼眼花纹单元配合使用的第三个实施例的正面结构示意图；

图12是图11的C-C截面示意图；

图13是图11的D-D截面示意图；

图14是图8中所述异形花纹单元的一个水平截面上的光路图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种异形花纹单元，包括非光学面和光学面，所述光学面为前出光表面，所述前出光表面由两个平面拼接而成，二者的交线左右延伸或上下延伸，相应地，所述两个平面分别是上平面和下平面，它们各自相对正投影面的倾角在12-18度之间，或者，所述两个平面分别是左平面和右平面，它们各自相对正投影面的倾角在20-26度之间，所述正投影面与所述异形花纹单元所在光学件的设计主光轴方向垂直，所述非光学面为包围在所述前出光表面周围的侧立面。当用于车灯时，该主光轴方向通常是车身坐标系下的X轴方向。

在上述角度范围内，上平面和下平面相对正投影面的倾角可以相等或不等，左平面和右平面相对正投影面的倾角也可以相等或不等，所述上平面和下平面、左平面和右平面都可以视具体情况做进一步的微调，以提高配光效率。当然，在满足配光要求的前提下，所述两个平面各自相对于正投影面的倾角优选为相同，可以简化花纹单元的设计和制作。

所述两个平面各自在所述正投影面上的投影区域的面积可以相等，也可以不等，根据对应角度上出射光强要求而定。当要求某个角度的出射光强较大时，对应的平面的投影区域面积就设置大一些。

作为最简单也最理想的情况，所述两个平面各自相对于正投影面的倾角相同，并且所述两个平面各自在所述正投影面上的投影区域的面积相等。

所述两个平面的形状不限。出于结构简化需要，所述两个平面均优选为矩形平面，所述前出光表面在所述正投影面上的投影也优选呈矩形，相应地所述两个平面在所述正投影面上的投影也为矩形。

图4是所述异形花纹单元的第一个实施例1，图5、6是所述异形花纹单元的一个应用举例。所述两个平面分别是上平面1-1和下平面1-2，它们各自相对所述正投影面的倾角控制在12-18度之间。所述上平面和下平面可以把平行入射光分别向下和向上偏折到指定角度区域内，以提高上、下一定角度内的出射光强。经过与后面聚光系统收集的光线的组合使用，通过光学工程师对两平面倾斜角度的微调，即可让上、下两区域的出射光强轻松达到法规要求。

图7是所述异形花纹单元的第二个实施例2，图8、9是所述异形花纹单元的另一个应用举例。所述两个平面分别是左平面2-1和右平面2-2，它们各自相对所述正投影面的倾角控制在20-26度之间。所述左平面和右平面的作用是把平行光偏折到左右10度的区域内，偏折方向示意可参见图14。

以第一个实施例为例，这种异形花纹单元的三个明显的特性如下：

第一，只要两个平面的倾斜角度合适，就可以准确地把光线偏折到配光屏幕上基准轴的水平H-H线的上、下5度左右的位置附近。

第二，每个所述平面的作用都是把平行入射光线偏折到同一个角度，因此可以利用这一点方便地通过设置合适数量的异形花纹单元，达到准确控制上、下5度位置附近需要聚集的能量。实践中可以在设计阶段就把两个平面交界处在未来加工时将形成的倒角提前考虑进去，再确定异形花纹单元的数量。

第三，可以通过改变所述两个平面的面积的比例关系，改变上下两个指定角度区域内的光强，所以即使项目中的造型面为非平行面，使得进入光学件的上下两边光强不同，其对后雾灯的配光影响也可以通过对设置在该光学件的前表面的所述异形花纹单元进行面积比例的微调加以克服。

所述异形花纹单元第一个实施例的三个明显的特性在第二个实施例中也同样具备，区别仅在于对平行光的偏折方向不是上下，而是左右。

同理，参考模拟法规，通过增减所述异形花纹单元第二个实施例的数量，也可以调节左、右10度位置附近的能量，只要所述异形花纹单元第二个实施例的数量合适，就可以使配光屏幕上基准轴垂直V-V线左、右10度附近处的能量与H-V处的能量接近。

所述异形花纹单元需要与其他类型的花纹单元配合使用，配合使用时，通常所述异形花纹单元散布于其他类型的花纹单元之间。所述异形花纹单元的非光学面(例如图4中所述上平面和下平面的左右两侧有两个侧立面)主要用于保证实体结构的连续性，具体大小、形状、有无等均不做限定，但从结构简化的角度上，侧立面优选为垂直于正投影面。

本实用新型还公开了一种异形花纹单元，包括非光学面和光学面，所述光学面为前出光表面，所述前出光表面由四个平面拼接而成，这四个平面分别是上平面、下平面、左平面和右平面。所述上平面和下平面的交线位于所述前出光表面上且左右延伸，所述左平面连接在所述上平面和下平面的左侧，并分别与所述上平面和下平面共用一条边，所述右平面连接在所述上平面和下平面的右侧，并分别与所述上平面和下平面共用一条边；或者，所述左平面和右平面的交线位于所述前出光表面上且上下延伸，所述上平面连接在所述左平面和右平面的上侧，并分别与所述左平面右平面共用一条边，所述下平面连接在所述左平面和右平面的下侧，并分别与所述左平面和右平面共用一条边。所述上平面和下平面各自相对正投影面的倾角在12-18度之间，所述左平面和右平面各自相对正投影面的倾角在20-26度之间。所述正投影面与所述异形花纹单元所在光学件的设计主光轴的方向垂直，所述非光学面为包围在所述前出光表面周围的侧立面。

所述上平面和下平面各自相对于所述正投影面的倾角可以相同或不同，同时，所述左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角也可以相同或不同。理想情况下，上平面和下平面相对于所述正投影面的倾角相同，并且左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角也相同。

所述上平面和下平面在所述正投影面上的投影区域的面积可以相等或不等，所述左平面和右平面在所述正投影面上的投影区域的面积也可以相等或不等。

在满足配光要求的前提下，该异形花纹单元的结构最简单的情况是：所述上平面和下平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，且在所述正投影面上的投影区域的面积相等，所述左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，且在所述正投影面上的投影区域的面积也相等。

所述前出光表面的边界形状不限。为简化结构，所述前出光表面在所述正投影面上的投影优选为矩形，所述上平面和下平面为梯形，在所述正投影面上的投影亦为梯形，所述左平面和右平面为三角形，在所述正投影面上的投影亦为三角形(参见图10)，或者，所述上平面和下平面为三角形，在所述正投影面上的投影亦为三角形，所述左平面和右平面为梯形，在所述正投影面上的投影亦为梯形，侧立面(属于非光学面)垂直于正投影面。

图10是所述异形花纹单元的第三个实施例3，图11-13是这种类型的所述异形花纹单元的应用举例。这种类型的异形花纹单元结合了第一、第二两个实施例的特点，利用所述上平面3-1和下平面3-2可以把平行入射光分别向下、向上偏折到指定角度区域内，利用所述左平面3-3和右平面3-4可以把平行入射光分别向右、向左偏折到指定角度区域内。具体到后雾灯，采用这种异形花纹单元可以同时把平行入射光偏折到上、下5度和左、右10度的测试点区域。

该实施例的异形花纹单元也具有如第一实施例的异形花纹单位相类似的特性，此处不进行赘述。

本实用新型的所述异形花纹单元由于光线偏折特点不同于传统的鱼眼花纹，所以点灯效果也会不同。由于单纯一个所述异形花纹单元比较小，因此在实际项目中通过调整所述异形花纹单元在一组花纹中的数量和位置排布可以实现多种不同特色的点灯效果。

本实用新型的所述异形花纹单元用于后雾灯时，需要与常规的鱼眼花纹单元结合使用。图5和6、图8和9、图11-13分别是一种类型的所述异形花纹单元在后雾灯上的应用的举例。图5、8、11中中间3个左右连续布置的是所述异形花纹单元，其余的均为常规的鱼眼花纹单元。实践中，两种花纹配合使用时，所述异形花纹单元的数量和排布位置不限，视具体配光要求而定。

所述异形花纹单元主要适用于存在有能收集光源发出的光线并将其折射成平行光的光学件的后雾灯形式中。

本实用新型能够克服后雾灯130％配光难题，准确针对后雾灯左右10度及上下5度进行设计，在实际模拟时，可依据实际配光状态，略微修正异形花纹的偏折角度，在厚壁件的设计项目中可以广泛使用。

本实用新型的所述异形花纹单元具有特殊的点灯效果，也可用于后雾灯以外的其他信号灯功能的造型设计。

本文中的左右方向对应于配光屏幕上的水平方向，上下对应于配光屏幕上的上下。

Claims (10)

1.一种异形花纹单元，其特征在于：包括非光学面和光学面，所述光学面为前出光表面，所述前出光表面由两个平面拼接而成，二者的交线左右延伸或上下延伸，相应地，所述两个平面分别是上平面和下平面，它们各自相对正投影面的倾角在12-18度之间，或者，所述两个平面分别是左平面和右平面，它们各自相对正投影面的倾角在20-26度之间，所述正投影面与花纹单元所在光学零件的主光轴方向垂直，所述非光学面为包围在所述前出光表面周围的侧立面。

2.如权利要求1所述的异形花纹单元，其特征在于：所述两个平面各自相对于正投影面的倾角相同。

3.如权利要求1所述的异形花纹单元，其特征在于：所述两个平面各自在所述正投影面上的投影区域的面积相等。

4.如权利要求1所述的异形花纹单元，其特征在于：所述两个平面各自相对于正投影面的倾角相同，并且所述两个平面各自在所述正投影面上的投影区域的面积相等。

5.如权利要求1、2、3或4所述的异形花纹单元，其特征在于：所述两个平面均为矩形平面，所述前出光表面在所述正投影面上的投影为矩形。

6.一种异形花纹单元，其特征在于：包括非光学面和光学面，所述光学面为前出光表面，所述前出光表面由四个平面拼接而成，这四个平面分别是上平面、下平面、左平面和右平面，所述上平面和下平面的交线位于所述前出光表面上且左右延伸，所述左平面连接在所述上平面和下平面的左侧，并分别与所述上平面和下平面共用一条边，所述右平面连接在所述上平面和下平面的右侧，并分别与所述上平面和下平面共用一条边，或者，所述左平面和右平面的交线位于所述前出光表面上且上下延伸，所述上平面连接在所述左平面和右平面的上侧，并分别与所述左平面右平面共用一条边，所述下平面连接在所述左平面和右平面的下侧，并分别与所述左平面和右平面共用一条边，所述上平面和下平面各自相对正投影面的倾角在12-18度之间，所述左平面和右平面各自相对正投影面的倾角在20-26度之间，所述正投影面与所述异形花纹单元所在光学件的设计主光轴的方向垂直，所述非光学面为包围在所述前出光表面周围的侧立面。

7.如权利要求6所述的异形花纹单元，其特征在于：所述上平面和下平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，和/或，所述左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角相同。

8.如权利要求6所述的异形花纹单元，其特征在于：所述上平面和下平面在所述正投影面上的投影区域的面积相等，和/或，所述左平面和右平面在所述正投影面上的投影区域的面积相等。

9.如权利要求6所述的异形花纹单元，其特征在于：所述上平面和下平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，且在所述正投影面上的投影区域的面积相等，所述左平面和右平面各自相对于所述正投影面的倾角相同，且在所述正投影面上的投影区域的面积也相等。

10.如权利要求6、7、8或9所述的异形花纹单元，其特征在于：所述前出光表面在所述正投影面上的投影为矩形。