CN210771921U - 光学组件和车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学组件和车灯。该光学组件(4)具有主出射方向(H)，并且包括光源(8)、沿着主出射方向相叠布置的第一光导元件(6)和第二光导元件(5)，其中，光源(8)分配给第一光导元件(6)，并且第一光导元件(6)具有第一光耦入部位(30)和第一光耦出面(32)，第二光导元件(5)具有第二光耦入面(10)和第二光耦出面(11)，第一光耦出面(32)面向第二光耦入面(10)，其中，第一光耦出面(32)和第二光耦入面(10)中的至少一个的至少部分区段上设置有配光结构。车灯具有上述光学组件。

Description

光学组件和车灯

技术领域

本实用新型涉及一种光学组件和车灯，该车灯具有该光学组件。

背景技术

在用于车辆、特别是机动车的车灯中，例如前灯和尾灯，除了应满足法规要求的光学功能之外，对车灯的造型也提出了越来越高的要求。然而，通常面临的问题是，在满足车灯的造型的情况下，为了实现预定的光学功能，存在诸多问题。例如，在期望均匀的长条形的点亮效果的情况下，由于长条形的纵向走向的变化，特别在弯曲部位处，经常出现相对于其他部位不均匀的点亮效果。为此，一种途径是在该部位设置附加的光源，这不利地导致制造成本的上升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学组件，其能够在满足造型要求和光学功能的情况下以有利的成本制成，并且同时能够实现简单的装配。

根据本实用新型，提出了一种光学组件，该光学组件具有主出射方向，并且包括光源、沿着主出射方向相叠布置的第一光导元件和第二光导元件，其中，光源分配给第一光导元件，并且第一光导元件具有第一光耦入部位和第一光耦出面，第二光导元件具有第二光耦入面和第二光耦出面，第一光耦出面面向第二光耦入面。在此，第一光耦出面和第二光耦入面中的至少一个的至少部分区段上设置有配光结构。

在上述光学组件中，通过在第一光耦出面和第二光耦入面中的至少一个的相关区段上设置配光结构，能够改变光的原本的传播方向，即光从第一光耦出面耦出的方向和光从第二光耦入面耦入到第二光导元件中的方向，从而在不改动其他部件的情况下实现期望的点亮效果。甚至还不需要增加光源的功率或增加光源的个数。

第一光导元件可为光导杆，第二光导元件为光导块，并且第一光导元件的长度走向相应于第二光导元件的长度走向。在此，光导杆在它的长度方向上具有大小恒定的横截面，例如，横截面可为圆形或椭圆形。当然，光导杆的横截面的大小也可在它的长度方向上从一端到另一端逐渐变细，只要能够在长度方向上实现均匀的点亮效果即可。分配给第一光导元件的光源可布置在第一光导元件的端部。“光导块”可如此来理解：它在主出射方向上的厚度明显大于第一光导元件的外径，例如至少为几厘米厚。来自光源的光经第一光导元件传递后进入第二光导元件并从第二光导元件耦出，这可减少所需光源的数量，特别在期望的点亮效果的造型的长度很长，例如十几厘米或更长时。在此，第一光导元件和第二光导元件的长度走向匹配于期望的点亮效果的造型。

第一光导元件和第二光导元件具有弯曲区段，配光结构设置在弯曲区段处。该弯曲区段可理解为具有第一主延伸方向的一区段与具有第二主延伸方向的另一区段的过渡区段，其中，主延伸方向彼此不同。特别地，与弯曲区段相邻的区段在主出射方向上错位，此时在该弯曲区段中出现扭曲的光学面、即光耦入面和/或光耦出面时，该弯曲区段还可被称为扭曲区段。该扭曲面将导致光的不受控性。通过配光结构来保证在弯曲区段处的出光均匀性。

与弯曲区段相邻的上述区段可具有直线或曲线的延伸。为此，主延伸方向可理解成区段的线性延伸方向或逼近直线的延伸方向。

配光结构为从相应的表面凸起和/或凹陷的几何结构，以改变光的传播方向，从而实现光在相应的光导元件内的更好的混光，并最终实现均匀的出光效果。

在一实施方式中，几何结构呈条状阵列、枕形阵列或它们的组合的形式。例如，几何结构具有三角形或弧形的横截面。该几何结构可设置在相邻的区段的延伸面或与相邻的区段的面平行的面上。

在一实施方式中，第二光耦出面设有光均匀化结构，其可呈枕形阵列的形式。

第二光导元件的在第二光耦入面和第二光耦出面之间的侧面为反射面，其中，在该侧面上设置有呈预定图案的出光结构。在这种情况下，光可从出光结构出射，从而呈现出附加的装饰性的出光效果，丰富了点亮效果。

本实用新型还提出了一种车灯，其具有上文所述的光学组件。

通过本实用新型提到的技术方案，经由设置的配光结构至少一次改变光的传播方向，并从而实现光的更好的混合和均匀化。这种配光结构在第一光导元件和第二光导元件注塑成型的情况下形成，也无需改动其他零部件的结构，因此实现了成本有利的制造。

附图说明

下面借助附图进一步阐述本实用新型。其中：

图1示意性地示出了一车灯的图示，该车灯具有根据本实用新型的光学组件；

图2示意性地示出了根据本实用新型的光学组件的一图示；

图3示意性地示出了根据本实用新型的光学组件的另一图示；并且

图4示意性地示出了根据本实用新型的光学组件的又一图示。

具体实施方式

在下文中示例性地说明了本实用新型的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本实用新型的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。

图1示出了车灯1，其具有外透镜2以及布置在外透镜2之后的饰框3和光学组件4。在饰框3中留有用于光学组件4的穿孔，至少光学组件4的出光部位可穿过该穿孔，从而在车灯安装在车辆中时，该部位从外部是可见的。要说明的是，在此仅仅示出了车灯的对于阐述本实用新型重要的部分，而并未显示出其他部件，例如车灯的壳体、线束等等。

在图2至图4中以不同的图示示出了图1的车灯中的光学组件4，其中，图2示出了光学组件4的前视图；图3和图4示出了光学组件4的后视图。为了更清楚地示出相关的结构，图3的光学组件4的一元件进行了移位，而图4中该元件进行了翻转。

光学组件4包括沿着它发出的光的主出射方向H相叠布置的第一光导元件6和第二光导元件5。主出射方向可根据光学组件的具体应用场合来确定。例如，在该光学组件用于车灯时，例如车辆的前灯或尾灯时，主出射方向相应于车辆的纵向方向。光学组件4还包括分配给第一光导元件6的光源8。

第一光导元件6呈长形光导杆的形式，它具有圆形的横截面并且在长度方向上横截面尺寸大小恒定。光源8布置在第一光导元件6的端部。在此仅仅示出了光源，而未示出承载光源的载体，例如印刷电路板和相关的热沉。当然，光源还可直接布置在热沉上。光源可为发光二极管，其颜色根据需要来选择。替代地，第一光导元件6可沿其长度方向具有渐变的横截面大小。横截面也不限于上文提到的圆形。

第一光导元件6具有设置在端部的第一光耦入部位30、第一光耦出面32以及光偏转面31，其中，经第一光耦入部位30耦入到第一光导元件6中的光被光偏转面31朝向第一光耦出面32反射，并且最终从第一光耦出面32向第二光导元件5出射。光偏转面31呈光学齿阵列的形式，其沿着第一光导元件6长度走向分布在预定的长度区段上，并且能够改变到达的光的反射方向，使得反射后的光到达第一光耦出面32之后能够从此处离开第一光导元件6。

第二光导元件5沿着主出射方向H布置在第一光导元件6之前。第二光导元件5具有第二光耦入面10和第二光耦出面11，第二光耦入面10面向第一光耦出面32。第二光耦入面10和第二光耦出面11限定第二光导元件5的厚度。第二光导元件5呈光导块的形式，其厚度明显大于第一光导元件6的横截面尺寸，例如为30mm或者更厚。桥接第二光耦入面10和第二光耦出面11的侧面12为光反射面。经第二光耦入面10进入到第二光导元件5中的光在到达侧面12时，在此处发生全反射现象，并在反射后继续朝向第二光耦出面11传播。

为了实现更加丰富的点亮效果，在侧面12上可设置呈预定图案的出光结构，使得光可从该出光结构出射，如在图1和图2中可见的点状阵列19，其呈凸点或凹陷条状阵列的形式。

第二光导元件5还具有固定结构18，以便将它固定在支架、例如饰框3上。该固定结构18与构造在支架上的未示出的配合固定结构共同作用，例如通过卡接、螺纹连接、粘接等等建立固定连接。为此，固定结构18例如呈卡舌的形式或者具有用于穿引螺钉的穿孔。优选地，固定结构18一体地成型在第二光导元件5的预定的部位处。当然，第一光导元件6也具有相应的固定结构，以相对于光源和第二光导元件占据正确的位置。

第一光导元件6的长度走向相应于第二光导元件5的长度走向，因此，面向彼此的第一光耦出面32和第二光耦入面10能够实现使光经由第一光导元件尽可能好地到达第二光导元件。

第一光导元件6和第二光导元件5的长度走向可根据期望的点亮效果来设计。为此，它们可具有直线、曲线或它们的组合的形式。为了进一步提升出光效果，可在第一光导元件6和第二光导元件5中的至少一个中的相关表面设置附加的配光结构，以进一步提升出光均匀性。

在图3和图4的图示中示出了在第一光导元件6和第二光导元件5的面向彼此的第一光耦出面32和第二光耦入面10的部分区段上设置有配光结构。为了更好地显示出该配光结构，在图3中，相对于第一光导元件6的实际上应占据的用虚线示出的位置，第一光导元件6向下进行了平移；而在图4中，使第一光导元件6翻转了180度。

在示出的示例中，第一光导元件6和第二光导元件5都具有弯曲区段。具体而言，第一光导元件6具有第一区段33、第二区段34以及布置在它们之间的第三区段35，其中，第一区段33的主延伸方向与第二区段34的主延伸方向不同，第三区段35为桥接它们的弯曲区段。第二光导元件5具有第四区段13、第五区段14以及布置在它们之间的第六区段15，其中，第四区段13和第五区段14的主延伸方向不同，第六区段15为桥接它们的弯曲区段。

在图3中可看出，第二光导元件5在其第六区段15处设有在第二光耦入面10上的第一配光结构，其呈枕形阵列16和第一条形阵列17的组合的形式。在此，枕形阵列16的最小块状组成单元的出光面可为凸面或凹面，条形阵列17的最小条状组成单元的横截面可为三角形、圆形或其他适宜的形式。

在图4中可看出，第一光导元件6在其第三区段35处设有在第一光耦出面32上的第二配光结构35，其第二条形阵列36的形式，该条形阵列的最小条状组成单元的横截面同样可为三角形、圆形或其他适宜的形式。设置在第一光导元件上的第二配光结构面向设置在第二光导元件上的第一配光结构。

虽然在图3和图4中示出了设置在两个光导元件上的配光结构的具体形式，但要理解的是，配光结构可根据具体的需求来设定。例如，可在第二光导元件上设置都呈枕形阵列或条形阵列的形式的配光结构，或者在第一光导元件上设置呈枕形阵列的形式的配光结构。必要时，可在两个光导元件中择一地设置上述配光结构，只要能够满足出光均匀性即可。

特别在第一光导元件6的第三区段35的第一光耦出面32和第二光导元件5的第六区段15的第二光耦入面10为扭曲面时，在两个光导元件上都设置上述配光结构，由此保证在弯曲区段处的出光均匀性。这是因为相比于非扭曲面，光在经过扭曲面后，其传播方向更加不受控，甚至可能导致光不会到达光耦出面，从而不利地影响出光效果。优选地，设置在第二光导元件5上的配光结构的走向匹配于和弯曲区段相邻的区段的走向。例如，条形阵列17的最小条状组成单元可看作第五区段14在其延伸方向上的延长部，而枕形阵列16中的每排单元的面整体上平行于第四区段13的光耦入面。因此，在第二光导元件的弯曲区段的设有配光结构的部位中出现台阶18，如特别好地从图4中看到的那样。

要理解的是，虽然在附图中示出了仅仅一个弯曲区段，但是还可出现多个弯曲区段，特别是具有扭曲面的扭曲区段，在该部位相应设置配光结构。

为了进一步提升出光均匀性，可在第二光导元件的光耦出面设置光均匀化结构，例如枕形结构阵列。

第一光导元件和第二光导元件可由透光材料注塑成型，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等等。这有利于成本有利的制造。

上述光学组件可用于车辆的车灯，例如用于日间行车灯、刹车灯、转向灯等等。根据所用的车灯的类型，选用光源的发光颜色和功率。

本实用新型不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本实用新型，但是受益于本实用新型，本领域技术人员可以设计出不脱离在此实用新型的本实用新型的保护范围的其他实施方式。因此，本实用新型的保护范围应仅由所附权利要求限定。

Claims (11)

1.一种光学组件(4)，其具有主出射方向(H)，该光学组件包括光源(8)、沿着所述主出射方向相叠布置的第一光导元件(6)和第二光导元件(5)，其中，所述光源(8)分配给所述第一光导元件(6)，并且所述第一光导元件(6)具有第一光耦入部位(30)和第一光耦出面(32)，所述第二光导元件(5)具有第二光耦入面(10)和第二光耦出面(11)，所述第一光耦出面(32)面向所述第二光耦入面(10)，其特征在于，所述第一光耦出面(32)和所述第二光耦入面(10)中的至少一个的至少部分区段上设置有配光结构。

2.根据权利要求1所述的光学组件(4)，其特征在于，所述第一光导元件(6)为光导杆，所述第二光导元件(5)为光导块，并且所述第一光导元件(6)的长度走向相应于所述第二光导元件(5)的长度走向。

3.根据权利要求1所述的光学组件(4)，其特征在于，所述第一光导元件(6)和所述第二光导元件(5)具有弯曲区段，所述配光结构设置在所述弯曲区段处。

4.根据权利要求3所述的光学组件(4)，其特征在于，与所述弯曲区段相邻的区段在所述主出射方向(H)上错位。

5.根据权利要求1所述的光学组件(4)，其特征在于，所述第二光耦出面(11)设有光均匀化结构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件(4)，其特征在于，所述配光结构为从相应的表面凸起和/或凹陷的几何结构。

7.根据权利要求6所述的光学组件(4)，其特征在于，所述几何结构呈条状阵列、枕形阵列或它们的组合的形式。

8.根据权利要求7所述的光学组件(4)，其特征在于，所述几何结构具有三角形或弧形的横截面。

9.根据权利要求7所述的光学组件(4)，其特征在于，所述几何结构设置在相邻的区段的延伸面或与相邻的区段的面平行的面上。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件(4)，其特征在于，所述第二光导元件(5)的在所述第二光耦入面(10)和第二光耦出面(11)之间的侧面(12)为反射面，其中，在该侧面(12)上设置有呈预定图案的出光结构。

11.一种车灯，其特征在于，所述车灯具有根据权利要求1至10中任一项所述的光学组件(4)。

Images