CN210069734U - 一种用于车灯的光学系统及一种尾灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于车灯的光学系统及一种尾灯，光学系统包括位置灯单元、制动灯单元和转向/倒车灯单元，位置灯单元包括第一光源、光导和位置灯配光透镜，第一光源发出的光通过光导和位置灯配光透镜向外出射实现位置灯功能；制动灯单元包括第二光源、无色透明的第一配光透镜、红色透明的第二配光透镜，第二光源发出的光依次通过第一配光透镜和第二配光透镜向外出射实现制动灯功能；转向/倒车灯单元包括第三光源和反射碗阵列，第三光源发出的光经反射碗阵列反射后向外出射实现转向灯功能或倒车灯功能。采用上述技术方案后，车灯结构简单，能在较小的车灯空间内实现多种车灯信号功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及车灯技术领域，尤其涉及一种用于车灯的光学系统及一种尾灯。
背景技术
在汽车照明领域，常常使用包括LED光源在内的光源，放置在包括尾灯在内的各种汽车灯具中。
但是现有的汽车灯具通常功能单一、结构臃肿、零部件较多，各个功能灯分开设置，难以在较小的车灯空间内同时实现多种车灯信号功能。
因此，需要开发一种结构简单、零部件较少且可以在较小的车灯空间内同时实现多种车灯信号功能的光学系统及具有该光学系统的尾灯。
实用新型内容
为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、零部件较少且可以在较小的车灯空间内同时实现多种车灯信号功能的光学系统及具有该光学系统的尾灯。
本实用新型公开了一种用于车灯的光学系统，包括位置灯单元、制动灯单元和转向/ 倒车灯单元，所述位置灯单元包括第一光源、光导和位置灯配光透镜，所述第一光源发出的光通过所述光导和所述位置灯配光透镜向外出射，用于实现位置灯功能；
所述制动灯单元包括第二光源、无色透明的第一配光透镜、红色透明的第二配光透镜，所述第一配光透镜上设置有光学花纹，所述第二光源发出的光依次通过所述第一配光透镜和所述第二配光透镜向外出射，用于实现制动灯功能；
所述转向/倒车灯单元包括第三光源和反射碗阵列，所述反射碗阵列包括转向灯反射碗区域和倒车灯反射碗区域，所述转向灯反射碗区域和倒车灯反射碗区域均包括至少一个反射碗；所述第三光源包括转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠，转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠与反光碗对应设置，所述转向灯LED灯珠发出的光经所述转向灯反射碗区域反射后向外出射，用于实现转向灯功能；所述倒车灯LED灯珠发出光经所述倒车灯反射碗区域反射后向外出射，用于实现倒车灯功能。
优选地，所述位置灯配光透镜上设置有用于匀光的皮纹；
所述光导为条状，所述第一光源设置于所述光导的第一端；
所述光导远离所述第一光源的第二端设置有用于削弱出光的油墨材料。
优选地，所述第一光源为位置灯PCB，所述位置灯PCB上设置有LED灯珠，所述 LED灯珠与所述光导的第一端位置对应；
所述位置灯PCB与所述光导的连接处设置有遮光面板，所述遮光面板用于遮挡LED灯珠直射向车灯外的光线。
优选地，所述第一配光透镜朝向所述第二光源的一面设置有用于汇聚光线的第一光学花纹；
所述第一配光透镜远离所述第二光源的一面设置有用于扩散光线的第二光学花纹。
优选地，所述第一光学花纹为菲涅尔花纹。
优选地，所述第三光源为转向/倒车灯PCB，所述转向/倒车灯PCB上设置有转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠；
所述转向灯反射碗区域和倒车灯反射碗区域相互独立或部分重叠或完全重叠。
本实用新型还公开了一种尾灯，包括壳体、装饰框、面罩和上述光学系统；
所述光学系统中的位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元部分地或全部地安装到所述装饰框上，所述装饰框与所述壳体固定连接；
所述面罩与所述壳体固定连接，并与所述壳体共同形成一容纳空间，所述光学系统和所述装饰框位于所述容纳空间中；
所述面罩上对应所述位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元的位置为无色透明的第一区域，所述面罩上的其余部分为不透明的第二区域；所述面罩通过双色注塑工艺一体成型。
优选地，所述装饰框上设置有光导安装槽；
所述光导安装于所述光导安装槽中；
所述位置灯配光透镜固定连接于装饰框上，与所述光导安装槽的位置相对应。
优选地，所述制动灯单元的第二光源为制动灯PCB，所述制动灯PCB上设置有LED灯珠；
所述制动灯PCB固定连接于所述第一配光透镜的一侧，所述第一配光透镜和所述第二配光透镜固定连接于所述装饰框上，位于所述装饰框上朝向所述壳体的一侧；
所述装饰框上设置有至少一个镂空区域，制动灯单元发出的光通过所述镂空区域向外出射。
优选地，所述第三光源为转向/倒车灯PCB，所述转向/倒车灯PCB上设置有转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠；所述转向灯PCB位于所述反射碗阵列的上方，所述反射碗阵列的上边沿设有对应于每个反射碗的透光口，所述转向灯PCB上的转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠与所述透光口位置对应；
所述反射碗阵列固定连接于所述装饰框，所述转向/倒车灯PCB夹持固定于所述反射碗阵列与所述装饰框之间。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.结构简单，零部件较少，安装方便；
2.能在较小的车灯空间内实现多种车灯信号功能，车灯的光学效果好；
3.成本较低，经济效益高。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中具有光学系统的尾灯的爆炸图；
图2为图1中尾灯的外观图；
图3为图2中A-A剖面的剖面视图。
附图标记：
100-壳体，200-装饰框，210-光导安装槽，300-面罩，310-第二区域，320-第一区域， 410-第一光源，420-光导，421-连接部，422-油墨材料，430-位置灯配光透镜，440-遮光面板，510-第二光源，520-第一配光透镜，530-第二配光透镜，610-第三光源，620-反射碗阵列，621-转向灯反射碗区域，622-倒车灯反射碗区域，623-透光口，I-位置灯区域， II-制动灯区域，III-转向灯区域，IV-倒车灯区域。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
本实用新公开了一种光学系统，参见附图1、附图2、附图3，所述光学系统包括：
-位置灯单元
所述位置灯单元包括第一光源410、光导420和位置灯配光透镜430。所述光导420为条状，所述第一光源410固定连接于所述光导420的第一端。所述第一光源410为位置灯PCB，所述位置灯PCB上设置有LED灯珠。所述光导420包括光导420本体和固定设置在光导420本体第一端的连接部421，所述连接部421与位置灯PCB固定连接，所述LED灯珠与所述光导420本体的第一端位置对应，从而使LED灯珠发出的光的绝大部分可以从光导420本体的端部进入光导420。所述光导420远离所述第一光源410 的第二端设置有用于削弱出光的油墨材料422。具体地，第一光源410的第二端通过INK 工艺移印有油墨材料422，油墨材料422可以吸收一部分光线，从而降低光导420第二端的光线反射出光，避免光导420点亮后末端出现亮斑。所述位置灯PCB与所述光导420 的连接处设置有遮光面板440，所述遮光面板440用于遮挡LED灯珠直射向车灯外的光线，同时可以避免从车灯外部直接观看到光导420与位置灯PCB连接处的结构，保证车灯的美观性。优选地，所述遮光面板440与位置灯PCB和光导420固定连接，遮光面板 440的一部分可以夹持于位置灯PCB和光导420之间。所述位置灯配光透镜430的表面设置有皮纹，用于使光线均匀地通过位置灯配光透镜430向外出射。优选地，光导420 表面的部分区域也设置有用于匀光的皮纹，所述皮纹可以避免光导420点亮后出现衍射纹。所述位置灯PCB上LED灯珠发出的光依次通过所述光导420和所述位置灯配光透镜430向外出射，满足位置灯的出光要求，用于实现位置灯功能。位置灯之所以采用光导420设计，是要与位置灯的长条形结构相匹配，采用条状光导420的优势在于照明的LED数量少，只需在光导420的一端口接入LED光源，且光导420的导光性均匀，同时可以满足视觉的纵深性效果，又可以满足对光强要求不高的位置灯的配光法规要求。
-制动灯单元
所述制动灯单元包括第二光源510、无色透明的第一配光透镜520、红色透明的第二配光透镜530。所述第二光源510为制动灯PCB，所述制动灯PCB上设置有LED灯珠。所述第一配光透镜520上设置有光学花纹。具体地，所述第一配光透镜520朝向所述第二光源510的一面设置有用于汇聚光线的第一光学花纹；所述第一配光透镜520远离所述第二光源510的一面设置有用于扩散光线的第二光学花纹。优选地，所述第一光学花纹为菲涅尔花纹，用于对光线汇聚、准直，所述第二光学花纹可以为条状的光学花纹，用于使光线均匀扩散。制动灯PCB上LED灯珠发出的光线先经过第一光学花纹汇聚、准直，再经过第二光学花纹均匀向外扩散出射向红色透明的第二配光透镜530，第二配光透镜530用于白色的灯光改变成红色，使其满足法规的要求。第二光源510发出的光依次通过所述第一配光透镜520和所述第二配光透镜530向外出射，用于实现制动灯功能。制动灯由于起到警示性的作用，法规对其光强的要求高，采用LED光源直射透过带光学花纹的透镜，其光能的损耗率低，第一配光透镜520入射面和出射面的光学花纹可以分别起到汇聚光及匀光的效果。而之所以采用红色的第二配光透镜530，而不采用红色的 LED光源来实现制动灯的红色法规要求，是因为红色的LED光源光强低，成本高，采用红色塑料的第二配光透镜530成本较低，经济性好。
-转向/倒车灯单元。
所述转向/倒车灯单元包括第三光源610和反射碗阵列620，所述反射碗阵列620包括转向灯反射碗区域621和倒车灯反射碗区域622，所述转向灯反射碗区域621和倒车灯反射碗区域622均包括至少一个反射碗。优选地，多个反射碗一体成型，并在反射区域表面镀铝，形成反射碗阵列620。所述第三光源610为转向/倒车灯PCB，所述转向/倒车灯PCB上设置有转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠，转向灯LED灯珠和倒车灯LED 灯珠与反射碗对应设置。所述转向灯LED灯珠发出的光经所述转向灯反射碗区域621反射后向外出射，用于实现转向灯功能；所述倒车灯LED灯珠发出光经所述倒车灯反射碗区域622反射后向外出射，用于实现倒车灯功能。所述转向灯反射碗区域621和倒车灯反射碗区域622相互独立或部分重叠或完全重叠。在本实施例中，转向灯反射碗区域621 和倒车灯反射碗区域622完全重叠。具体地，参见附图1，本实施例的反射碗阵列620 共有9个反射碗，所述转向灯反射碗区域621为9个反射碗，所述倒车灯反射碗区域为右侧的3个反射碗。即转向/倒车灯PCB上对应9个反射碗中每个反射碗的位置分别设置至少1个转向灯LED灯珠，对应右侧的3个反射碗中每个反射碗的位置同时设置有至少一个转向灯LED灯珠和至少一个倒车灯LED灯珠。在一些实施例中，转向灯反射碗区域621和倒车灯反射碗区域622可以相互独立，例如反射碗阵列620共有9个反射碗，转向灯反射碗区域621为左侧6个反射碗，倒车灯反射碗区域622为右侧的3个反射碗。在一些实施例中，转向灯反射碗区域621和倒车灯反射碗区域622可以部分重合，例如反射碗阵列620共有9个反射碗，转向灯反射碗区域621为左侧7个反射碗，倒车灯反射碗区域622为右侧的3个反射碗，转向/倒车灯PCB上对应第7个反射碗的位置同时设置有至少一个转向灯LED灯珠和至少一个倒车灯LED灯珠。
本实用新型还公开了一种尾灯，所述尾灯包括壳体100、装饰框200、面罩300和上述的光学系统。
所述光学系统中的位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元部分地或全部地安装到所述装饰框200上。即位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元中的部件可以全部安装到装饰框200上；也可以一部分部件的安装到装饰框200上，另一部分部件安装到面罩300或壳体100上。
具体地，在本实施例中，对于位置灯单元，所述装饰框200上设置有光导420安装槽210，所述光导420安装于所述光导420安装槽210中。所述位置灯配光透镜430固定连接于所述装饰框200上，优选地，通过激光焊接或超声波焊接的方式连接。所述位置灯配光透镜430的形状和位置与所述光导420安装槽210相对应，从而使光导420安装槽210中光导420发出的光线可以有效地通过位置灯配光透镜430向外出射。
对于述制动灯单元，所述制动灯PCB固定连接于所述第一配光透镜520的一侧，所述第一配光透镜520和所述第二配光透镜530固定连接于所述装饰框200上，位于所述装饰框200上朝向所述壳体100的一侧，即远离光线出射方向的一侧。所述第一配光透镜520位于所述制动灯PCB与所述第二配光透镜530之间，所述第二配光透镜530位于所述第一配光透镜520与所述装饰框200之间。所述制动灯PCB与所述第一配光透镜520 可以通过螺钉固定连接，所述第一配光透镜520和所述第二配光透镜530也可以通过螺钉固定连接到所述装饰框200上。所述装饰框200上设置有至少一个镂空区域，制动灯单元发出的光通过所述镂空区域向外出射。镂空区域的形状和数量可以自由设置，设置镂空区域可以使制动灯单元出光满足特定的形状需求，提升外观效果，提高车灯的美观性。
对于转向/倒车灯单元，所述转向/倒车灯PCB上设置有转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠，所述转向灯PCB位于所述反射碗阵列620的上方，所述反射碗阵列620的上边沿设有对应于每个反射碗的透光口623，所述转向灯PCB上的LED灯珠反射碗的透光口623位置对应。LED灯珠发出的光线通过透光口623出射向反射碗，并经反射碗反射后向外出射，实现转向灯或倒车灯功能。所述反射碗阵列620固定连接于所述装饰框200，所述转向灯PCB夹持固定于所述反射碗阵列620与所述装饰框200之间。所述反射碗阵列620固定连接于所述装饰框200，所述转向/倒车灯PCB夹持固定于所述反射碗阵列620 与所述装饰框200之间。转向灯和倒车灯采用LED间接反射式的设计，是基于相邻位置灯、制动灯的结构和成本的综合考虑，采用夹持式的PCB板放置于反射碗阵列620的上侧，则不需采用成本高的柔性PCB软板放置在其背面，也不需采用多块单独的硬PCB 板设置在其背面。
所述装饰框200与所述壳体100固定连接，优选地，通过螺钉固定连接。所述面罩300与所述壳体100固定连接，优选地，通过焊接的方式固定连接，并与所述壳体100 共同形成一容纳空间，所述光学系统和所述装饰框200位于所述容纳空间中。
所述面罩300上对应所述位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元的位置为无色透明的第一区域320，所述面罩300上的其余部分为不透明的第二区域310，所述面罩300通过双色注塑工艺一体成型。即位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元发出光线通过第一区域320向外出射，实现位置灯、制动灯、转向灯或倒车灯信号功能。优选地，所述面罩300上对应转向/倒车灯单元的区域设置有用于扩散光线的光学花纹，例如玉米粒状的光学花纹，使光线均匀向外出射。
参见附图2，为本实用新型尾灯的外观图，从图中可以看出，尾灯中的制动灯区域II近似设置于尾灯中部偏右一点的位置，转向灯区域III和倒车灯区域IV位于制动灯区域II的下方，位置灯区域I自转向灯区域III的左侧向上向右延伸至制动灯区域II的右上方，倒车灯区域IV位于转向灯区域III的右侧。
本申请光学系统和尾灯结构简单、零部件较少，可以在较小的车灯空间内同时实现多种车灯信号功能，且光学效果出色且成本较低，经济效益高。
应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种用于车灯的光学系统，包括位置灯单元、制动灯单元和转向/倒车灯单元，其特征在于，
所述位置灯单元包括第一光源、光导和位置灯配光透镜，所述第一光源发出的光通过所述光导和所述位置灯配光透镜向外出射，用于实现位置灯功能；
所述制动灯单元包括第二光源、无色透明的第一配光透镜、红色透明的第二配光透镜，所述第一配光透镜上设置有光学花纹，所述第二光源发出的光依次通过所述第一配光透镜和所述第二配光透镜向外出射，用于实现制动灯功能；
所述转向/倒车灯单元包括第三光源和反射碗阵列，所述反射碗阵列包括转向灯反射碗区域和倒车灯反射碗区域，所述转向灯反射碗区域和倒车灯反射碗区域均包括至少一个反射碗；所述第三光源包括转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠，转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠与反光碗对应设置，所述转向灯LED灯珠发出的光经所述转向灯反射碗区域反射后向外出射，用于实现转向灯功能；所述倒车灯LED灯珠发出光经所述倒车灯反射碗区域反射后向外出射，用于实现倒车灯功能。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述位置灯配光透镜上设置有用于匀光的皮纹；
所述光导为条状，所述第一光源设置于所述光导的第一端；
所述光导远离所述第一光源的第二端设置有用于削弱出光的油墨材料。
3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，
所述第一光源为位置灯PCB，所述位置灯PCB上设置有LED灯珠，所述LED灯珠与所述光导的第一端位置对应；
所述位置灯PCB与所述光导的连接处设置有遮光面板，所述遮光面板用于遮挡LED灯珠直射向车灯外的光线。
4.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第一配光透镜朝向所述第二光源的一面设置有用于汇聚光线的第一光学花纹；
所述第一配光透镜远离所述第二光源的一面设置有用于扩散光线的第二光学花纹。
5.如权利要求4所述的光学系统，其特征在于，
所述第一光学花纹为菲涅尔花纹。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，
所述第三光源为转向/倒车灯PCB，所述转向/倒车灯PCB上设置有转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠；
所述转向灯反射碗区域和倒车灯反射碗区域相互独立或部分重叠或完全重叠。
7.一种尾灯，其特征在于，
包括壳体、装饰框、面罩和权利要求1-6中任一项所述光学系统；
所述光学系统中的位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元部分地或全部地安装到所述装饰框上，所述装饰框与所述壳体固定连接；
所述面罩与所述壳体固定连接，并与所述壳体共同形成一容纳空间，所述光学系统和所述装饰框位于所述容纳空间中；
所述面罩上对应所述位置灯单元、制动灯单元、转向/倒车灯单元的位置为无色透明的第一区域，所述面罩上的其余部分为不透明的第二区域；所述面罩通过双色注塑工艺一体成型。
8.如权利要求7所述的尾灯，其特征在于，
所述装饰框上设置有光导安装槽；
所述光导安装于所述光导安装槽中；
所述位置灯配光透镜固定连接于装饰框上，与所述光导安装槽的位置相对应。
9.如权利要求7所述的尾灯，其特征在于，
所述制动灯单元的第二光源为制动灯PCB，所述制动灯PCB上设置有LED灯珠；
所述制动灯PCB固定连接于所述第一配光透镜的一侧，所述第一配光透镜和所述第二配光透镜固定连接于所述装饰框上，位于所述装饰框上朝向所述壳体的一侧；
所述装饰框上设置有至少一个镂空区域，制动灯单元发出的光通过所述镂空区域向外出射。
10.如权利要求7所述的尾灯，其特征在于，
所述第三光源为转向/倒车灯PCB，所述转向/倒车灯PCB上设置有转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠；所述转向灯PCB位于所述反射碗阵列的上方，所述反射碗阵列的上边沿设有对应于每个反射碗的透光口，所述转向灯PCB上的转向灯LED灯珠和倒车灯LED灯珠与所述透光口位置对应；
所述反射碗阵列固定连接于所述装饰框，所述转向/倒车灯PCB夹持固定于所述反射碗阵列与所述装饰框之间。
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