CN210219602U - 一种车灯光学元件、车灯模组及车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及汽车照明技术领域，公开一种车灯光学元件、车灯模组及车辆。该车灯光学元件包括依次设置的入光部、传输部和出光部，入光部设置有至少一个入光结构，入光结构被配置为汇聚光线，传输部的横截面积自靠近入光部的一端向靠近出光部的一端逐渐增大，出光部背向传输部的一端形成出光凸面。该车灯模组包括如上所述的车灯光学元件，还包括至少一个光源，光源与入光结构一一对应设置。该车辆包括如上所述的车灯模组。本实用新型提供的车灯光学元件、车灯模组及车辆，结构简单，体积较小，安装方便，光学系统精度高，调光难度小，成本较低，无杂散光。

Description

一种车灯光学元件、车灯模组及车辆
技术领域
本实用新型涉及汽车照明技术领域，尤其涉及一种车灯光学元件、车灯模组及车辆。
背景技术
车灯模组是指单独或经过组合使用后能够实现某一个或几个照明功能的装置或单元。一般近光或远光的车灯模组都设置有一级光学元件(比如反射镜、透明光导件)和二级光学元件(比如透镜)，透镜或者具有和透镜相当功能的二级光学元件作为车灯模组最终出光的光学元件。
然而，现有车灯模组存在以下缺点：体积较大，由于一级光学元件和二级光学元件的距离较大，使得车灯模组的体积也较大，二级光学元件受到和一级光学元件配合起来进行配光的技术需要，很难在保证性能的基础上再进一步缩小；安装复杂，需要保证各个零件之间的位置精度，尤其是两个光学元件之间的相对位置精度；结构较复杂，为了定位安装一级光学元件和二级光学元件，需要设置相应的安装支架等零件；光学系统精度较难保证，一方面受一级光学元件和二级光学元件本身零件的制造精度影响，另一方面受二者和光源的相对位置精度的影响；调光难度较大，除了整个模组相对灯体的调光之外，还需要一级光学元件和光源组成的小总成相对二级光学元件进行位置调整；加工制造成本较高。
实用新型内容
基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种车灯光学元件、车灯模组及车辆，结构简单，体积小，安装简便。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种车灯光学元件，包括依次设置的入光部、传输部和出光部，所述入光部设置有至少一个入光结构，所述入光结构被配置为汇聚光线，所述传输部的横截面积自靠近所述入光部的一端向靠近所述出光部的一端逐渐增大，所述出光部背向所述传输部的一端形成出光凸面。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述入光结构背向所述传输部的一端形成入光凸面。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述入光结构为聚光杯。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述传输部的宽度小于所述出光部的宽度，且所述传输部的高度小于所述出光部的高度。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述传输部的侧面涂覆有吸光层。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述出光部的横截面积自靠近所述传输部的一端向远离所述传输部的一端逐渐减小。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述入光结构的数量为多个，多个所述入光结构呈行列分布。
作为本实用新型的车灯光学元件的优选方案，所述入光部、所述传输部和所述出光部为一体成型。
一种车灯模组，包括如上所述的车灯光学元件，所述车灯模组还包括至少一个光源，所述光源与所述入光结构相对设置。
一种车辆，包括如上所述的车灯模组。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的车灯光学元件，通过依次设置入光部、传输部和出光部，入光部设置有至少一个入光结构，入光结构用于汇聚光线，传输部的横截面积自靠近入光部的一端向靠近出光部的一端逐渐增大，能够较好地传输光线，并使整个车灯光学元件体积小，避免不必要的结构，出光部背向传输部的一端形成出光凸面，光线由入光结构汇聚，经由传输部传输至出光部，最后由出光凸面折射出，投影形成车灯光形。本实用新型提供的车灯光学元件结构简单，体积较小，安装方便，光学系统精度高，调光难度小，成本较低，无杂散光。
本实用新型提供的车灯模组，包括如上所述的车灯光学元件，车灯模组还包括至少一个光源，光源与入光结构一一对应设置，仅需确保一个车灯光学元件与光源之间的相对位置精度即可，调光难度小。本实用新型提供的车灯模组结构简单，体积较小，安装方便，光学系统精度高，调光难度小，成本较低，无杂散光。
本实用新型提供的车辆，包括如上所述的车灯模组，安装方便，光学系统精度高，调光难度小，成本较低，无杂散光。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型具体实施方式提供的车灯光学元件的侧视图；
图2是本实用新型具体实施方式提供的车灯光学元件的俯视图；
图3是本实用新型具体实施方式提供的车灯光学元件的后视图；
图4是本实用新型具体实施方式提供的车灯光学元件的前视图；
图5是本实用新型具体实施方式提供的车灯模组的俯视图。
图中：
1-入光部；11-入光结构；2-传输部；3-出光部；31-出光凸面；
200-光源。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、前、后、左、右”所指示的方位或位置关系是基于本实用新型的车灯光学元件或者车灯模组安装到车辆上后，按照车辆的正常行驶状态下的方位所指示的方位或位置关系。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实施例提供一种车灯光学元件，可以用于矩阵式前照灯模组，矩阵式前照灯模组即能够将远光照明区域细分为多个照明区域的车灯模组，通过关闭相应的光源对车辆前方的目标物进行遮蔽，避免其他道路使用者炫目，提高驾驶安全性能。如图1和图2所示，该车灯光学元件包括依次设置的入光部1、传输部2和出光部3。
具体地，入光部1设置有至少一个入光结构11，入光结构11被配置为汇聚光线。为便于汇聚光线，可选地，入光结构11背向传输部2的一端形成入光凸面。当然，入光结构11也可以为其他聚光结构，例如，入光结构11为聚光杯。本实施例中，入光结构11设置为一排五个，仅为示例，在其他实施例中，根据需要，入光结构11的数量为多个，多个入光结构11可以为行列分布。
传输部2的横截面积自靠近入光部1的一端向靠近出光部3的一端逐渐增大。传输部2的纵向截面沿光线的传输方向呈由后向前渐扩的三角形，该结构可以很好地收集光线，同时，还能使得整个车灯光学元件的体积尽量小，避免不必要的结构。传输部2的横向截面沿光线的传输方向呈由后向前渐扩的梯形状，便于收集光线。可选地，传输部2的宽度小于出光部3的宽度，且传输部2的高度小于出光部3的高度。也就是说，传输部2在左右方向上的宽度小于出光部3在左右方向上的宽度，以避免光源200发出的光线由出光部3侧面射出或经反射后再折射出。传输部2在上下方向上的高度小于出光部3在上下方向的高度，以满足光源200发出的光线均能直接传输至出光部3并折射出。
光源200发出的入射光线由入光部1聚光后，经传输部2传输至出光部3并由出光部3折射出，在此过程中，通常会有部分光线从传输部2的侧面直接射出或经过侧面反射后再由出光部3折射出，形成很多杂散光，影响车灯光形的光学性能。现有技术中会采用在整个光学元件的侧面涂黑漆的方式避免光线射出，但是，若在整个光学元件的侧面均涂黑漆，由于出光部3会裸露在灯体外侧，其侧面黑漆会影响其通透性和美观性；现有技术还会在光学元件侧面设置皮纹以减弱杂散光，但是该方法不会完全避免杂散光。因此，作为本技术方案的重要改进，可选地，传输部2的侧面涂覆有吸光层，吸光层优选为吸光黑漆，以阻止光线从传输部2侧面射出，同时由于出光部3的侧面没有涂黑漆，保证了该车灯光学元件裸露在外侧部分的通透性和美观性。
出光部3背向传输部2的一端形成出光凸面31。出光部3的出光凸面31向前凸出，其与上述入光结构11构成一个双凸透镜，用于对入射光线进行收集、准直后向前投影，形成相应的车灯光形。如图3和图4所示，从该车灯光学元件的正前方看，出光部3的形状是倾斜的平行四边形，该造型形状仅为示意，可以根据需要，在对出光凸面31区域影响较小的情况下，将透镜的出光凸面31形状设置为需要的形状即可。可选地，出光部3的横截面积自靠近传输部2的一端向远离传输部2的一端逐渐减小。出光部3的左右侧面沿由后向前的方向向光轴方向靠拢，使得射到出光部3右(左)侧面上的光线能够发生全反射(此时入射角大于全反射临界角无折射)，反射至出光部3的出光凸面31，并能够在出光部3的出光凸面31发生全反射反射至出光部3的左(右)侧面，并能够在出光部3的左(右)侧面全反射至传输部2的右(左)侧面停止反射(因为传输部2侧面涂了吸光黑漆)，至此，该车灯光学元件不会有光线从侧面射出或由侧面反射后再从出光部3的出光凸面31折射出，完全消除了杂散光。
为便于加工制造，可选地，入光部1、传输部2和出光部3为一体成型。可选地，入光部1、传输部2和出光部3均由透明材质的塑料、硅胶或玻璃制备而成，这些材质透明，光传播性能良好，塑料常用有机玻璃(PMMA，全称Polymethylmethacrylate)或聚碳酸酯(PC，全称Polycarbonate)。
本实施例提供的车灯光学元件，通过依次设置入光部1、传输部2和出光部3，入光部1设置有至少一个入光结构11，入光结构11用于汇聚光线，传输部2的横截面积自靠近入光部1的一端向靠近出光部3的一端逐渐增大，能够较好地传输光线，并使整个车灯光学元件体积小，避免不必要的结构，出光部3背向传输部2的一端形成出光凸面31，光线由入光结构11汇聚，经由传输部2传输至出光部3，最后由出光凸面31折射出，投影形成车灯光形。
本实施例提供的车灯光学元件结构简单，体积较小，安装方便，光学系统精度高，调光难度小，成本较低，无杂散光。
本实施例还提供一种车灯模组，起到照射车辆前方区域的作用，以提高驾驶员可视性。如图5所示，该车灯模组包括如上所述的车灯光学元件，还包括至少一个光源200，光源200与入光结构11相对设置。以位于最左侧的光源200为例，其射出的光线中，第一部分直接射至出光部3的出光凸面31，由出光部3的出光凸面31投射形成车灯光形；第二部分射至传输部2侧面的光线被涂有吸光黑漆的侧面截止，不会从侧面射出或反射；第三部分射至出光部3右侧面的光线可全反射至出光部3的出光凸面31，并由出光部3的出光凸面31全反射至出光部3的左侧面，再由出光部3的左侧面全反射至传输部2的右侧面截止。
在本实施例中，单个车灯模组的光源200数量为5个，则设置有3个上述车灯模组的车灯能够形成15个照明区域，即该车辆的矩阵大灯的像素为15个，可以实现15个区域的细分照明。当车辆前方出现其他车辆或行人等目标物时，将相应区域所对应的光源200关闭，使该区域变暗，防止其他道路使用者炫目。需要说明的是，上述车灯光学元件的体积大小和单个车灯模组的光源200数有关，光源200数越少，体积可以做得越小，本实施例中，出光部3的出光凸面31开口尺寸高约20mm，宽约10mm，相比目前的矩阵大灯模组在透镜开口尺寸上小很多，可以适应更丰富多样的车灯造型。入光结构11也可以设置为多排布置，单个车灯模组可以实现多排设置的矩阵光形，本实施例中仅示意出了单排5个入光结构11。
本实施例还提供一种车辆，该车辆包括如上所述的车灯模组，安装方便，光学系统精度高，调光难度小，成本较低，无杂散光。
本实施例提供的车灯光学元件、车灯模组及车辆，具有以下优点：
(1)体积较小，整个车灯模组只需光源200和一个车灯光学元件，车灯光学元件高度紧凑、集成化，三维体积很小，再配合相应的散热器和安装支架等零件，整个车灯模组的体积也很小；
(2)安装简单，除了光源200，光学元件只有一个，在安装上，只需保证该光学元件和光源200之间的位置精度即可，无需复杂的光学系统安装调整，使得安装工艺简单；
(3)结构简单，在零件构成上，无需为了定位、安装一级光学元件和二级光学元件等复杂光学系统零件的相应零件，使得车灯模组的结构简单；
(4)光学系统精度高，因为仅需设置一个车灯光学元件，该车灯光学元件的结构也并不复杂，其制造精度较易保证，该车灯光学元件的制造精度符合要求的情况下，在装配时，只需确保一个车灯光学元件和光源200的相对位置精度，无需满足较多车灯光学元件和光源200之间的相对位置精度，使得光学系统精度高；
(5)调光难度小，只需保证一个车灯光学元件和光源200之间的相对位置精度即可，相比现有技术需要较多调光设计的较复杂的光学系统，调光难度小；
(6)成本较低，该车灯模组的结构简单、数量较少，使得制造和工艺成本都较低；
(7)无杂散光，通过在传输部2涂不反光的黑漆，例如哑光黑漆，同时将出光部3的左右侧面及出光凸面31均设置为全反射面，使得光线不能从该光学元件的侧面射出或经侧面反射后射出，不会产生杂散光，保证了车灯光形的质量；同时，一方面还减小了传输部2的尺寸，使该车灯光学元件体积进一步减小；另一方面，由于出光部3的侧面没有涂黑漆，保证了该车灯光学元件裸露在外侧部分的通透性和美观性。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车灯光学元件，其特征在于，包括依次设置的入光部(1)、传输部(2)和出光部(3)，所述入光部(1)设置有至少一个入光结构(11)，所述入光结构(11)被配置为汇聚光线，所述传输部(2)的横截面积自靠近所述入光部(1)的一端向靠近所述出光部(3)的一端逐渐增大，所述出光部(3)背向所述传输部(2)的一端形成出光凸面(31)。
2.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述入光结构(11)背向所述传输部(2)的一端形成入光凸面。
3.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述入光结构(11)为聚光杯。
4.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述传输部(2)的宽度小于所述出光部(3)的宽度，且所述传输部(2)的高度小于所述出光部(3)的高度。
5.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述传输部(2)的侧面涂覆有吸光层。
6.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述出光部(3)的横截面积自靠近所述传输部(2)的一端向远离所述传输部(2)的一端逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述入光结构(11)的数量为多个，多个所述入光结构(11)呈行列分布。
8.根据权利要求1所述的车灯光学元件，其特征在于，所述入光部(1)、所述传输部(2)和所述出光部(3)为一体成型。
9.一种车灯模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的车灯光学元件，所述车灯模组还包括至少一个光源(200)，所述光源(200)与所述入光结构(11)相对设置。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的车灯模组。
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