CN210179518U - 一种车辆照明装置用初级光学元件、远光照明装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车车灯，具体公开了一种车辆照明装置用初级光学元件，包括依次设置的至少一个聚光部、通光部和出光部，所述通光部后端连接各所述聚光部，前端连接所述出光部，通光部的上表面设有反射部，以通过通光部与反射部的配合形成光线聚集通道，并且反射部与出光部的相交衔接部位设有截止部。本实用新型的初级光学元件的反射部能够对光线进行反射，具有一定长度的通光部能够将聚光部所收集的光线进一步限定在较为紧凑的角度范围内后，再由出光部射出，以此来增加进入次级光学元件的光线数，截止部能够使得出射的光线形成的光形可控成具有一定边界的远光光形。本实用新型具有光效高、占用空间小、成本低和光形多样化的优点。

Description

一种车辆照明装置用初级光学元件、远光照明装置及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车车灯，具体地，涉及一种车辆照明装置用初级光学元件。此外，本实用新型还涉及一种包括所述初级光学元件的远光照明装置。进一步地，本实用新型还涉及一种包括上述远光照明装置的汽车。

背景技术

在车灯技术领域，设置于车灯内起近光或远光照明作用的照明装置，为了适应不同的车灯造型以及照明性能要求，其形式越来越多样化，出现了近光照明装置、远光照明装置、远近光一体照明装置、辅助近光照明装置和辅助远光照明装置等，而远光照明装置作为其中重要的一种，因其可以改善视线，扩大观察视野，近几年远光照明装置的新技术也层出不穷。

在现有远光照明装置中，一般采用以下技术方案：设置作为初级光学元件的凹面镜和次级光学元件的凸透镜，凹面镜上包括和光源一一对应同轴设置的聚光器，LED光源发出的光线依次穿过凹面镜和凸透镜后形成远光光形。这样设置的远光照明装置存在一定的缺点，比如：一、光学效率不够高，因为作为初级光学元件的凹面镜，其在出光方向上相对短小，不能够对凹面镜的聚光器收集的LED光源发出的光线进行充分的汇聚后射向凸透镜，造成一部分光线损失。二、空间占用较大，因为凹面镜上设置了多个分散布置的聚光器，LED线路板上设置了对应的多个LED光源，使得照明装置的体积相应较大。三、成本较高，因为凹面镜上设置了多个聚光器以及线路板上设置了对应的光源，使得凹面镜的尺寸和线路板的尺寸较大，使得产品成本增加。同时，聚光器个数越多，其模具也越复杂，制造成本相应也较高。四、截止线的形状不够丰富，因为除了凹面镜的凹面状的出光面，没有对应截止线的形成结构设计，使得形成的远光截止线得不到控制且单一。

基于上述原因，现有技术难以有效保证远光照明装置中光源射出的光线经初级光学元件后的光形多样化及光学效率，远光照明效果不够理想，影响车灯照明效果。

实用新型内容

本实用新型一方面所要解决的问题是提供一种车辆照明装置用初级光学元件，该车辆照明装置用初级光学元件能够有效改善光形，提高光形多样化及光学效率。

本实用新型另一方面所要解决的问题是提供一种远光照明装置，该远光照明装置内的初级光学元件能够有效改善光形，提高光形多样化及光学效率，使用效果较好。

进一步地，本实用新型还要解决的问题是提供一种汽车，该汽车的远光照明装置的光形多样化、光学效率高，远光照明效果好。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种车辆照明装置用初级光学元件，包括依次设置的至少一个聚光部、通光部和出光部，所述通光部后端连接各所述聚光部，前端连接所述出光部，所述通光部的上表面设有反射部，以通过所述通光部与所述反射部的配合形成光线聚集通道，并且所述反射部与所述出光部的相交衔接部位设有截止部。

优选地，所述聚光部、通光部、出光部、反射部和截止部形成为一体。

更优选地，所述初级光学元件为聚甲基丙烯酸甲酯光学元件或聚碳酸酯光学元件或硅胶光学元件或玻璃光学元件。

作为本实用新型的一种具体结构形式，所述聚光部为中空结构，且呈横截面从该聚光部一端到靠近所述通光部的另一端逐渐增大的喇叭状。

作为本实用新型的另一种具体结构形式，所述聚光部为3-5个。

作为本实用新型的又一种具体结构形式，所述反射部为平面或内凹曲面或外凸曲面。

作为一种优选实施形式，所述出光部为连续顺滑曲面。

更优选地，所述出光部为内凹圆弧面。

进一步地，所述出光部为半径大于或等于30mm的内凹圆弧面。

作为上述技术方案的更进一步地优选实施形式，所述通光部从所述聚光部的一端到另一端的光线路径的长度尺寸大于或等于30mm，以通过所述通光部与所述反射部的配合形成所述光线聚集通道。

本实用新型另一方面还提供一种远光照明装置，包括光源、初级光学元件和次级光学元件，该远光照明装置内形成有出光路径，所述初级光学元件为根据上述技术方案任一项所述的初级光学元件，所述光源、初级光学元件和次级光学元件沿所述出光路径依次分布。

优选地，所述光源的数量小于或等于所述聚光部的数量，且各个所述光源与相应的所述聚光部一一对应设置。

更优选地，所述光源为LED光源，中间的所述光源中的发光芯片数大于或等于两侧所述光源的发光芯片数。

进一步地，所述次级光学元件为聚碳酸酯光学元件或者硅胶光学元件或者玻璃光学元件或者聚甲基丙烯酸甲酯光学元件。

作为一种具体结构形式，所述次级光学元件为平凸透镜或双凸透镜，所述出光部设于所述次级光学元件相对靠近该出光部的焦点处，所述截止部与所述次级光学元件相对靠近所述出光部的焦点间的距离小于或等于2mm。

进一步地，在本实用新型上述技术方案的基础上，本实用新型还提供一种汽车，该汽车具有根据上述技术方案任一项所述的远光照明装置。

通过上述技术方案，本实用新型的车辆照明装置用初级光学元件包括依次设置的至少一个聚光部、通光部和出光部，所述通光部后端连接各所述聚光部，前端连接所述出光部，所述通光部的上表面设有反射部，以通过所述通光部与所述反射部的配合形成光线聚集通道，并且所述反射部与所述出光部的相交衔接部位设有截止部。通过反射部对光线进行反射，通光部将聚光部所收集的光线进一步限定在较为紧凑的角度范围内后，再由出光部射出，以此增加进入次级光学元件的光线，而截止部能够使得出射的光线形成的光形可控成具有一定边界的远光光形，以此可以保证光形多样化，提高初级光学元件的光学效率。另外，本实用新型还提供一种远光照明装置，该远光照明装置包括本实用新型的初级光学元件，该远光照明装置光学效率高，出光效果好。进一步地，本实用新型还提供一种汽车，该汽车包括本实用新型的远光照明装置，该汽车远光光形多样化，且远光效果好。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的初级光学元件的立体结构示意图；

图2是本实用新型的一个实施例的远光照明装置的整体结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例的远光照明装置的剖面结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例的光源、初级光学元件和次级光学元件的分布示意图；

图5是本实用新型的一个实施例的光线分布示意图；

图6是本实用新型的一个实施例的初级光学元件立体结构示意图；

图7是本实用新型的一个实施例的初级光学元件剖面结构示意图；

图8是本实用新型的一个实施例的次级光学元件采用双凸透镜的剖面结构示意图。

附图标记说明

1光源 201聚光部

2初级光学元件 203通光部

205截止部 204出光部

202反射部 3次级光学元件

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

首先需要说明的是，在下文的描述中为清楚地说明本实用新型的技术方案而涉及的一些方位词，例如“后端”、“前端”等均是按照出光路径所指的方位类推所具有的含义，例如，以次级光学元件3为例，次级光学元件3上靠近光源的一端为后端，远离光源的一端则为前端；也可以理解为光线进入的一端为后端，光线射出的一端为前端。在本实用新型中所说的出光方向是指光源发出的光线经初级光学元件向次级光学元件传播的方向。

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”、“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，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

参见图1和图6所示，本实用新型的车辆照明装置用初级光学元件包括依次设置的至少一个聚光部201、通光部203和出光部204，所述通光部203 后端连接各所述聚光部201，前端连接所述出光部204，所述通光部203的上表面设有反射部202，以通过所述通光部203与所述反射部202的配合形成光线聚集通道，并且所述反射部202与所述出光部204的相交衔接部位设有截止部205。

作为一种优选实施方式，所述聚光部201、通光部203、出光部204、反射部202和截止部205形成为一体。

在这里需要说明的是，光线首先经聚光部201收集后，一部分光线经通光部203传播后从出光部204射出，另一部分光线在通光部203内传播照射到反射部202，经反射部202反射后再照射向出光部204后射出，截止部205 使得出光部204出射的光形形成有相应的下边界。光线在初级光学元件中分为两部分到达出光部204，使得初级光学元件的光学效率显著提高。

作为另一种优选实施方式，本实用新型的车辆照明装置用初级光学元件为聚甲基丙烯酸甲酯光学元件或聚碳酸酯光学元件或硅胶光学元件或玻璃光学元件。这是利用这些材料透明、可透光的共同属性。

在图3、图5、图7和图8所示的实施例中，作为一种具体结构形式，所述聚光部201为中空结构，且呈横截面从该聚光部201一端到靠近所述通光部203的另一端逐渐增大的喇叭状。

在图1、图2、图4和图6所示的实施例中，作为另一种具体结构形式，所述聚光部201为3-5个。

如图5和图7所示，所述反射部202为平面或内凹曲面或外凸曲面。另外，反射部202的面型的设计并不局限于所述的三种形式，具体的面型应根据光线的反射效果进行调整设计。

更具体地，所述出光部204为连续顺滑曲面。

作为又一种具体结构形式，所述出光部204为内凹圆弧面。

更具体地，所述出光部204为半径大于或等于30mm的内凹圆弧面。这样的设计便于形成一定长度的光线通道，使得光线进一步聚集到出光部204，提高光线利用率。将出光部204设置为半径大于或等于30mm的内凹圆弧面原因是适应透镜在焦点附近的成像规律，经透镜成像后形成更为清晰、均匀的光形，圆弧面的半径一般和在车灯照明装置中应用的透镜的焦距等参数有关。

作为一种更加具体的实施形式，所述通光部203从所述聚光部201的一端到另一端的光线路径的长度尺寸大于或等于30mm，以通过所述通光部 203与所述反射部202的配合形成所述光线聚集通道。

此外，本实用新型还提供一种远光照明装置，包括光源1、初级光学元件2和次级光学元件3，该远光照明装置内形成有出光路径，所述初级光学元件2为上述技术方案任一项所述的车辆照明装置用初级光学元件，所述光源1、初级光学元件2和次级光学元件3沿所述出光路径依次分布。

优选地，所述光源1的数量小于或等于所述聚光部201的数量，且各个所述光源1与相应的所述聚光部201一一对应设置。

更优选地，所述光源1为LED光源，中间的所述光源1中的发光芯片数大于或等于两侧所述光源1的发光芯片数。

如图1、图2、图4和图6所示的聚光部201的具体实施例中，聚光部 201的个数是3个，对应地光源1的数量也是3个，三个光源1的中间一个光源1的发光芯片数为三芯片，两侧光源1的发光芯片数为单芯片，这样设置的好处在于远光的光形要求中间相比两侧的光照强度较大，中间用三芯片的LED光源可以形成较大的远光光照强度，而两侧的LED光源主要用于形成远光光形的左右展宽，不需要很大的光源输出，如此设置，可以充分利用不同位置的光学元件，实现更紧凑的设计，在一定程度上可以减小照明装置的占用空间的大小。本实用新型的技术方案优选地将光源1的个数和聚光部 201的个数设置为3个，是一种较为优选地技术方案，中间的多芯片光源负责远光光形的中部高能量区域，两侧的光源负责远光光形的两侧较低能量区域，作为远光光形的展宽。

同时，光源1的个数等于聚光部201的个数，且和聚光部201一一对应设置，但不排除光源1的个数小于聚光部201个数的情况，因为有些情况出于标准化的原因，比如聚光部201设置为5个，一种远光模组相比另一种的光学性能要求较低，那么可以在前者中设置4个光源，而后者设置5个光源，这样用聚光部201设置为5个的同一个初级光学元件，可以形成初级光学元件的标准化，减少初级光学元件的研发、制造和管理成本。

在这里需要说明的是，光源1是LED光源，并不说明只限定为LED光源，使用激光光源或其他类似光源，应当视为等同替换。

进一步地，所述次级光学元件3为聚碳酸酯光学元件或者硅胶光学元件或者玻璃光学元件或者聚甲基丙烯酸甲酯光学元件。

另外，在图2所示的一个实施例中，本实用新型的远光照明装置还设有作为散热或连接件的非光学元件的零件，包括线路板4、散热器5、透镜支撑件6和支架7等，这些零件都是惯用的常规设置，其中线路板4用于承载光源1和其他零件(例如接插件、电阻或电容等电子元器件)，线路板4常用的有柔性电路板、环氧玻璃布层压板或印制电路板等。上述线路板4、散热器5、透镜支撑件6和支架7这些零件的形状和结构并不局限于附图中所示的形状和结构，也并不指示该照明模组必须包含有透镜支撑件6或支架7，附图只是示意性的说明。

如图5和图8所示，作为本实用新型的一个优选结构形式，所述次级光学元件3为平凸透镜或双凸透镜，所述出光部204设于所述次级光学元件3 相对靠近该出光部204的焦点处，所述截止部205与所述次级光学元件3相对靠近所述出光部204的焦点间的距离小于或等于2mm。

在相同光学输出的情况下，双凸透镜能够使得透镜的厚度相比平凸透镜的厚度减小，且光学效率更高。

在这里需要说明的是，出光部204设置于次级光学元件3的焦点处，这里并不指次级光学元件3的焦点严格地位于出光部204上，相似地，截止部 205设置于次级光学元件3的焦点处，也并不指示次级光学元件3的焦点严格地位于截止部205上，而是还可以根据需要，将截止部205和次级光学元件3的焦点稍作偏移进行设置，这样做的原因是稍微虚化光形以便改善光形的均匀性，一般截止部205和次级光学元件3的焦点的最小距离小于或等于2mm，因为截止部205是空间曲线的形状，此处最小距离指的是次级光学元件3的焦点距离截止部205的最近的地方的距离尺寸。

在图5所示的实施例中，光源1发出的光线首先经聚光部201收集后射入初级光学元件2，然后一部分光线经通光部203传播后从出光部204射出，另一部分光线在通光部203内传播照射到反射部202，经反射部202反射后再照射向出光部204后射出，截止部205使得出光部204出射的光形形成有相应的下边界，最后由次级光学元件3射向前方形成远光光形，3个光源发出的光线形成的光形是相互配合、相互匹配和相互衔接形成完整远光光形的。截止部205之所以能够使得形成的光形具有截止部形状的边界，是因为截止部205设置于次级光学元件3的焦点处，进入次级光学元件3的光线是从具有截止部形状的出光部204出射的光线，经次级光学元件3出射后形成具有截止部形状的光形，这里截止部205可以理解成具有一定遮光作用的光学结构，在次级光学元件3的焦点处设置的遮光结构具有何种形状，则能够形成相应形状的光形边界。截止部205的形状可以根据需要设置为具有左右高低落差的形状或者直线形状或者其他满足照明需求的形状。

进一步地，本实用新型还提供一种汽车，该汽车具有根据上述技术方案任一项所述的远光照明装置。

通过上述技术方案，本实用新型车辆照明装置用初级光学元件包括依次设置的至少一个聚光部201、通光部203和出光部204，所述通光部203后端连接各所述聚光部201，前端连接所述出光部204，所述通光部203的上表面设有反射部202，以通过所述通光部203与所述反射部202的配合形成光线聚集通道，并且所述反射部202与所述出光部204的相交衔接部位设有截止部205。通过反射部202对光线进行反射，通光部203将聚光部201所收集的光线进一步限定在较为紧凑的角度范围内后，再由出光部204射出，以此增加进入次级光学元件3的光线，而截止部205能够使得出射的光线形成的光形可控成具有一定边界的远光光形，以此可以保证光形多样化，提高初级光学元件2的光学效率。另外，本实用新型还提供一种远光照明装置，该远光照明装置包括本实用新型的初级光学元件2，该远光照明装置光学效率高，出光效果好。进一步地，本实用新型还提供一种汽车，该汽车包括本实用新型的远光照明装置，该汽车远光光形多样化，且远光效果好。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (16)

1.一种车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，包括依次设置的至少一个聚光部(201)、通光部(203)和出光部(204)，所述通光部(203)后端连接各所述聚光部(201)，前端连接所述出光部(204)，所述通光部(203)的上表面设有反射部(202)，以通过所述通光部(203)与所述反射部(202)的配合形成光线聚集通道，并且所述反射部(202)与所述出光部(204)的相交衔接部位设有截止部(205)。

2.根据权利要求1所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述聚光部(201)、通光部(203)、出光部(204)、反射部(202)和截止部(205)形成为一体。

3.根据权利要求2所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述初级光学元件为聚甲基丙烯酸甲酯光学元件或聚碳酸酯光学元件或硅胶光学元件或玻璃光学元件。

4.根据权利要求1所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述聚光部(201)为中空结构，且呈横截面从该聚光部(201)一端到靠近所述通光部(203)的另一端逐渐增大的喇叭状。

5.根据权利要求1所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述聚光部(201)为3-5个。

6.根据权利要求1所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述反射部(202)为平面或内凹曲面或外凸曲面。

7.根据权利要求1所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述出光部(204)为连续顺滑曲面。

8.根据权利要求7所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述出光部(204)为内凹圆弧面。

9.根据权利要求8所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述出光部(204)为半径大于或等于30mm的内凹圆弧面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的车辆照明装置用初级光学元件，其特征在于，所述通光部(203)从所述聚光部(201)的一端到另一端的光线路径的长度尺寸大于或等于30mm，以通过所述通光部(203)与所述反射部(202)的配合形成所述光线聚集通道。

11.一种远光照明装置，包括光源(1)、初级光学元件(2)和次级光学元件(3)，该远光照明装置内形成有出光路径，其特征在于，所述初级光学元件(2)为根据权利要求1至10中任一项所述的初级光学元件，所述光源(1)、初级光学元件(2)和次级光学元件(3)沿所述出光路径依次分布。

12.根据权利要求11所述的远光照明装置，其特征在于，所述光源(1)的数量小于或等于所述聚光部(201)的数量，且各个所述光源(1)与相应的所述聚光部(201)一一对应设置。

13.根据权利要求12所述的远光照明装置，其特征在于，所述光源(1)为LED光源，中间的所述光源(1)中的发光芯片数大于或等于两侧所述光源(1)的发光芯片数。

14.根据权利要求12所述的远光照明装置，其特征在于，所述次级光学元件(3)为聚碳酸酯光学元件或者硅胶光学元件或者玻璃光学元件或者聚甲基丙烯酸甲酯光学元件。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的远光照明装置，其特征在于，所述次级光学元件(3)为平凸透镜或双凸透镜，所述出光部(204)设于所述次级光学元件(3)相对靠近该出光部(204)的焦点处，所述截止部(205)与所述次级光学元件(3)相对靠近所述出光部(204)的焦点间的距离小于或等于2mm。

16.一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求11至15中任一项所述的远光照明装置。

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