CN212132313U - 车灯光学元件组件、车辆照明装置、车灯和车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及汽车车灯，具体公开了一种车灯光学元件组件，包括近光初级光学元件(1)、设于所述近光初级光学元件(1)下方的远光初级光学元件(2)、和设于所述近光初级光学元件(1)和/或所述远光初级光学元件(2)前端的透镜(3)；其中，所述近光初级光学元件(1)和/或所述远光初级光学元件(2)与所述透镜(3)形成为一体，所述近光初级光学元件(1)和所述远光初级光学元件(2)适于将光线聚集准直后经所述透镜(3)形成近光照明光形和远光照明光形。此外，本实用新型还公开了包括车灯光学元件组件的车辆照明装置、车灯和车辆。本实用新型的车灯光学元件组件结构紧凑，体积较小，装配精度高。

Description

车灯光学元件组件、车辆照明装置、车灯和车辆
技术领域
本实用新型涉及汽车车灯，具体地，涉及一种车灯光学元件组件。此外，本实用新型还涉及一种车辆照明装置、车灯和车辆。
背景技术
近年来，车灯及装配于车灯中的前照灯模组得到了快速发展，从早先的卤素灯到后来的疝气灯，再到现在的LED、激光光源，使得车灯变得更加智能化，且造型上也更加差异化。在各种车灯光源中，LED光源因其优异的性能和低成本优势，正逐渐得到汽车厂家的重视，而伴随着LED光源的发展，其配光结构也逐渐在发展。
现有技术中的汽车车灯中常用的LED光源的投射式照明系统，一般都包括光源、反射元件、遮光板以及光学透镜。光源发出的光线经反射元件反射后射向遮光板，经遮光板截取后，由光学透镜投射形成带有明暗截止线的照明光形。但由于LED光源的发光角度大，反射元件的尺寸需要相对光源出光角度有较大的覆盖范围，才能保证一定的系统光效，但这和未来汽车造型越发紧凑的趋势存在突显的矛盾。因此需要一种紧凑、轻巧、高效的光学系统来满足市场强烈的需求。
鉴于现有技术的上述缺陷，需要设计一种车灯光学元件组件。
实用新型内容
本实用新型第一方面所要解决的问题是提供一种车灯光学元件组件，该车灯光学元件组件结构紧凑，体积较小，装配精度高。
此外，本实用新型第二方面所要解决的问题是提供一种车辆照明装置，该车辆照明装置内的车灯光学元件组件结构紧凑，体积较小，装配精度高。
进一步地，本实用新型第三方面所要解决的问题是提供一种车灯，该车灯内的车灯光学元件组件结构紧凑，体积较小，装配精度高。
更进一步地，本实用新型第四方面所要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的车灯光学元件组件结构紧凑，体积较小，装配精度高。
为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供一种车灯光学元件组件，包括近光初级光学元件、设于所述近光初级光学元件下方的远光初级光学元件、和设于所述近光初级光学元件和/或所述远光初级光学元件前端的透镜；其中，所述近光初级光学元件和/或所述远光初级光学元件与所述透镜形成为一体，所述近光初级光学元件和所述远光初级光学元件适于将光线聚集准直后经所述透镜形成近光照明光形和远光照明光形。
作为一种优选结构形式，所述透镜包括透镜入光部和透镜出光部，所述透镜入光部为平面、向后凸出的曲面或向前凸出的曲面，所述透镜出光部为向前凸出的曲面。
更优选地，所述近光初级光学元件由后向前依次包括近光聚光部和近光通光部，所述近光通光部和所述透镜入光部形成为一体，所述近光通光部的下表面的前边沿形成为近光截止线结构；所述远光初级光学元件包括至少一个远光聚光部，所述远光聚光部的前端形成有远光出光面；或者所述远光初级光学元件由后向前依次包括至少一个远光聚光部和远光通光部，所述远光通光部和所述透镜入光部形成为一体，所述远光通光部的上表面的前边沿形成为远光截止线结构；所述近光初级光学元件包括至少一个近光聚光部，所述近光聚光部的前端形成有近光出光面；或者所述近光由后向前依次包括至少一个近光聚光部和近光通光部，所述远光由后向前依次包括至少一个远光聚光部和远光通光部，所述近光通光部和所述远光通光部与所述透镜入光部形成为一体，所述近光通光部的下表面的前边沿形成为近光截止线结构，所述远光通光部的上表面的前边沿形成为远光截止线结构，所述近光通光部和所述远光通光部之间形成有楔形间隙。
进一步优选地，所述近光聚光部的数量为多个且沿左右方向布置，以及所述远光聚光部的数量为多个且沿左右方向布置。
作为另一种优选结构形式，所述近光聚光部为聚光杯结构或向后凸出的凸起结构。
更优选地，所述远光聚光部为聚光杯结构或向后凸出的凸起结构。
作为又一种优选结构形式，所述聚光杯结构的后端设有凹腔，所述凹腔的底部设有凸起，所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构；或者所述聚光杯结构为实心结构，其入光面为平面、外凸曲面或内凹曲面，所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构。
本实用新型第二方面提供一种车辆照明装置，包括近光光源、远光光源和根据上述技术方案中任一项所述的车灯光学元件组件，所述近光光源和所述近光初级光学元件的近光聚光部一一对应设置，所述远光光源和所述远光初级光学元件的远光聚光部一一对应设置。
作为一种具体实施方式，还包括近光电路板和远光电路板，所述近光光源设于所述近光电路板上，所述远光光源设于所述远光电路板上；或者还包括电路板，所述近光光源和所述远光光源均设于所述电路板上。
本实用新型第三方面提供一种车灯，包括至少一个根据上述技术方案中任一项所述的车辆照明装置。
本实用新型第四方面还提供一种车辆，包括根据上述技术方案中所述的车灯。
通过上述技术方案，本实用新型的车灯光学元件组件包括近光初级光学元件、设于所述近光初级光学元件下方的远光初级光学元件、和设于所述近光初级光学元件和/或所述远光初级光学元件前端的透镜；其中，所述近光初级光学元件和/或所述远光初级光学元件与所述透镜形成为一体，所述近光初级光学元件和所述远光初级光学元件适于将光线聚集准直后经所述透镜形成近光照明光形和远光照明光形。本实用新型的车灯光学元件组件通过将近光初级光学元件和透镜一体成型、或者是将远光初级光学元件和透镜一体成型、或者是将近光初级光学元件、远光初级光学元件同时和透镜一体成型，在不影响远光照明和近光照明的前提下，能够有效减小车灯光学元件组件的体积，同时还能够提高安装精度和光学系统精度。
有关本实用新型的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型第一个具体实施例的车灯光学元件组件的立体结构示意图；
图2是本实用新型第一个具体实施例的车灯光学元件组件的侧视图；
图3是图2的剖面图；
图4是本实用新型第一个具体实施例的另一种聚光结构剖面图；
图5是本实用新型第二个具体实施例的车灯光学元件组件的立体结构示意图；
图6是图5的剖面图；
图7是本实用新型第三个具体实施例的车灯光学元件组件的立体结构示意图之一；
图8是本实用新型第三个具体实施例的车灯光学元件组件的立体结构示意图之二；
图9是本实用新型第三个具体实施例的车灯光学元件组件的立体结构示意图之三；
图10是图9的剖面图；
图11是本实用新型具体实施方式的车辆照明装置的结构示意图；
图12是本实用新型具体实施方式的近光模式下的车灯光形示意图；
图13是本实用新型具体实施方式的远光模式下的车灯光形示意图。
附图标记说明
1近光初级光学元件 11近光聚光部
12近光通光部 13近光截止线结构
14近光出光面 2远光初级光学元
21远光聚光部 22远光通光部
23远光截止线结构 24远光出光面
3透镜 31透镜入光部
32透镜出光部 4楔形间隙
5近光光源 6远光光源
7车辆照明装置 8近光截止线
9近光模式下的车灯光形 10远光模式下的车灯光形
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”、“前”“左右”等均是按照出光路径所指的方位类推所具有的含义，例如，以车灯光学元件组件为例，车灯光学元件组件靠近近光光源或远光光源的一端为后，远离近光光源或远光光源的一端则为前；也可以理解为车灯光学元件组件的聚光部所在的一端为后，透镜出光部所在的一端为前，而相对于所述车灯光学元件组件的前后方向，车灯光学元件组件的左右两侧所代表的方向即为左右方向。
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。
本实用新型提供一种车灯光学元件组件，包括近光初级光学元件1、设于所述近光初级光学元件1下方的远光初级光学元件2、和设于所述近光初级光学元件1和/或所述远光初级光学元件2前端的透镜3；其中，
所述近光初级光学元件1和/或所述远光初级光学元件2与所述透镜3 形成为一体，所述近光初级光学元件1和所述远光初级光学元件2适于将光线聚集准直后经所述透镜3形成近光照明光形和远光照明光形。
从上述描述可以看出，本实用新型的车灯光学元件组件主要有三种基本结构方案：第一，近光初级光学元件1和透镜3形成为一体，即近光初级光学元件1的出光面和透镜3的入光面共面设置，而远光初级光学元件2设于近光初级光学元件1的下方。第二，远光初级光学元件2和透镜3形成为一体，即远光初级光学元件2的出光面和透镜3的入光面共面设置，而近光初级光学元件1设于远光初级光学元件2的上方。第三，透镜3同时与近光初级光学元件1和远光初级光学元件2形成为一体，即透镜3的入光面与近光初级光学元件1的出光面和远光初级光学元件2的出光面共面设置，而远光初级光学元件2设于近光初级光学元件1的下方。这样设置的优点是在不影响出光效果和出光效率的前提下，来减小车灯光学元件组件在车辆照明装置中所占的空间，减小车辆照明装置的体积；而且，将近光初级光学元件1和 /或远光初级光学元件2与透镜3做成一体件，不仅可以减少零部件个数，还可以减少原有零部件之间的定位安装误差，提高车辆照明装置光学系统的精度。
虽然本实用新型中将近光初级光学元件1和/或远光初级光学元件2与透镜3做成一体件，但是对于形成的车灯光形并没有影响。如图12所示的近光模式下的车灯光形和图13所示的远光模式下的车灯光形，均可满足车灯照明要求。
作为一种优选结构形式，所述透镜3包括透镜入光部31和透镜出光部 32，所述透镜入光部31为平面、向后凸出的曲面或向前凸出的曲面，所述透镜出光部32为向前凸出的曲面。
如图1至图4所示，作为另一种优选结构形式，所述近光初级光学元件 1由后向前依次包括至少一个近光聚光部11和近光通光部12，所述近光通光部12和所述透镜入光部31形成为一体，所述近光通光部12的下表面的前边沿形成为近光截止线结构13；所述远光初级光学元件2包括至少一个远光聚光部21，所述远光聚光部21的前端形成有远光出光面24，当远光聚光部21的数量为多个时，多个远光聚光部21前端形成共用的远光出光面24。
本实用新型的车灯光学元件组件通过在近光通光部12的下表面的前边沿形成近光截止线结构13，该近光截止线结构13的形状与近光截止线8的形状相匹配。光线通过近光通光部12后进入透镜3，能够通过近光截止线结构13形成具有近光截止线8的近光照明光形。同时，光线经过远光初级光学元件2的远光出光面24出射后再经过透镜3能够形成远光照明光形，远光初级光学元件2出射的光线中有部分光线射至近光截止线结构13，经透镜 3投射后形成远光截止线，此时，该远光截止线与近光截止线8重合，近光照明光形和远光照明光形良好衔接。
如图5和图6所示，作为上述优选结构形式的另一个可选结构形式，所述远光初级光学元件2由后向前依次包括至少一个远光聚光部21和远光通光部22，所述远光通光部22和所述透镜入光部31形成为一体，所述远光通光部22的上表面的前边沿形成为远光截止线结构23；所述近光初级光学元件1包括至少一个近光聚光部11，所述近光聚光部11的前端形成有近光出光面14，当近光聚光部11的数量为多个时，多个近光聚光部11前端形成共用的近光出光面14。
同样地，本实用新型的车灯光学元件组件通过在远光通光部22的上表面的前边沿形成远光截止线结构23，该远光截止线结构23的形状与近光截止线8的形状相匹配。光线通过远光通光部22后进入透镜3，能够通过远光截止线结构23形成具有远光截止线的远光照明光形。同时，光线经过近光初级光学元件1的近光出光面14出射后再经过透镜3能够形成近光照明光形，近光初级光学元件1出射的光线中有部分光线射至远光截止线结构23，经透镜3投射后形成近光截止线8，此时，该近光截止线8与远光截止线重合，近光照明光形和远光照明光形良好衔接。当然，可在近光初级光学元件 1的出光面上设置相应的近光截止线结构，都属于本实用新型的保护范围。
上述两种结构形式中，将近光初级光学元件1和远光初级光学元件2中的其中一个光学元件不与透镜3连接，并且该光学元件省去较长的通光部，在聚光部前端直接形成出光面，在保证能够实现其对应的近光照明光形或远光照明光形的同时，还能够节省材料，减小车辆照明装置的重量。
在这里需要解释的是，根据《GB 4599-2007——汽车用灯丝灯泡前照灯》中的定义，明暗截止线为光束投射到配光屏幕上，目视感觉到的明暗显著变化的分界线，近光截止线8为近光照明光形的上边界，远光截止线为远光照明光形的下边界。不同国家对近光截止线8的形状有不同的规定，远光截止线理论上应与近光截止线8重合或者不设远光截止线。此处，配光屏幕是指设置在车辆前方25m处的竖直屏幕。
如图7至图10所示，作为上述优选结构形式的又一个可选结构形式，所述近光初级光学元件1由后向前依次包括至少一个近光聚光部11和近光通光部12，所述远光初级光学元件2由后向前依次包括至少一个远光聚光部 21和远光通光部22，所述近光通光部12和所述远光通光部22与所述透镜入光部31形成为一体，所述近光通光部12的下表面的前边沿形成为近光截止线结构13，所述远光通光部22的上表面的前边沿形成为远光截止线结构 23，所述近光通光部12和所述远光通光部22之间形成有楔形间隙4。
与上述两种结构形式不同，近光初级光学元件1和远光初级光学元件2 也可以同时与透镜3形成为一体，在近光通光部12的下表面的前边沿形成为近光截止线结构13，远光通光部22的上表面的前边沿形成为远光截止线结构23，此时，由于加工工艺的原因，近光截止线结构13和远光截止线结构23不会重合，导致近光照明光形的近光截止线8和远光照明光形的远光截止线之间存在间隙，近光照明光形和远光照明光形之间不会良好衔接，此现象可通过配光手段来弥补。该结构形式中的近光初级光学元件1、远光初级光学元件2和透镜3三者形成为一体结构，定位安装误差大大减小，从而能够形成精度较高的近光光形和远光光形。
更优选地，所述近光聚光部11的数量为多个且沿左右方向布置，以及所述远光聚光部21的数量为多个且沿左右方向布置。
本实用新型的近光聚光部11和远光聚光部21均为聚光杯结构，但是本实用新型的近光聚光部11和远光聚光部21并不仅限于这种结构以及排列方式，也可以是矩阵式排列的聚光杯结构或其他聚光结构，还可以是单独一个聚光杯结构或其他聚光结构，均属于本实用新型的保护范围。
作为另一种优选结构形式，所述近光聚光部11为聚光杯结构或向后凸出的凸起结构。
更进一步优选地，所述远光聚光部21为聚光杯结构或向后凸出的凸起结构。
在这里，近光聚光部11和远光聚光部21的作用是将光源射出的光线汇聚准直，因此，近光聚光部11和远光聚光部21根据其功能要求，可以设为聚光杯结构，也可以是向后凸出的凸起结构，还可以是向后凸出的锥体结构，也还可以是其他结构，只要是能够满足将光线汇聚准直的功能，均可属于本实用新型的保护范围。
作为又一种优选结构形式，所述聚光杯结构的后端设有凹腔，所述凹腔的底部设有凸起，所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构。
可选地，所述聚光杯结构为实心结构，其入光面为平面、外凸曲面或内凹曲面，所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构。
从图3和图4中对比看出，聚光杯结构可以是具有凹腔的聚光杯结构，也可以是实心结构的聚光杯结构，均能够满足光线的汇聚准直作用。
另外，本实用新型还提供一种车辆照明装置7，该车辆照明装置7包括近光光源5、远光光源6和根据上述技术方案中任一项所述的车灯光学元件组件，所述近光光源5和所述近光初级光学元件1的近光聚光部11一一对应设置，所述远光光源6和所述远光初级光学元件2的远光聚光部21一一对应设置。
具体地，该车辆照明装置7还包括近光电路板和远光电路板，所述近光光源5设于所述近光电路板上，所述远光光源设于远光电路板上。
可选地，该车辆照明装置7还包括电路板，所述近光光源5和所述远光光源6均设于所述电路板上。
从上述描述可以看出，近光光源5和远光光源6的数量均有多个，而近光光源5和远光光源6均需要安装在电路板上，在这里，可以有以下两种安装方式：第一种，近光光源5设置在一块近光电路板上，远光光源6设置在一块远光电路板。第二种，则是将近光光源5和远光光源6均设置在同一块电路板上。具体选用何种安装形式，需根据实际情况而定。
本实用新型的车辆照明装置7中的车灯光学元件组件体积较小，因此本实用新型的车辆照明装置7也逐渐向小型化发展，车辆照明装置7的小型化不仅有利于车辆照明装置7在车灯灯体的有限空间内任意排布，而且可以通过不同形式的排布实现不同的出光造型面。
进一步地，本实用新型还提供一种车灯，包括至少一个根据上述技术方案中所述的车辆照明装置7。
从图11中可以看出，本实用新型的车灯中包括三个车辆照明装置7，这些车辆照明装置7一般情况下按照一条直线或曲线排列，也可以按照矩阵形式排列，根据实际车灯出光要求和造型需求设置。
此外，本实用新型还提供一种车辆，包括上述技术方案中所述的车灯。
由以上描述可以看出，本实用新型的车灯光学元件组件，包括近光初级光学元件1、设于所述近光初级光学元件1下方的远光初级光学元件2、和设于所述近光初级光学元件1和/或所述远光初级光学元件2前端的透镜3；其中，所述近光初级光学元件1和/或所述远光初级光学元件2与所述透镜3 形成为一体，所述近光初级光学元件1和所述远光初级光学元件2适于将光线聚集准直后经所述透镜3形成近光照明光形和远光照明光形。本实用新型的车灯光学元件组件通过将近光初级光学元件1和透镜3一体成型、或者是将远光初级光学元件2和透镜3一体成型、或者是将近光初级光学元件1、远光初级光学元件2同时和透镜3一体成型，在不影响远光照明和近光照明的前提下，能够有效减小车灯光学元件组件的体积，同时还能够减小定位安装误差，提高光学系统精度。
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 (11)

1.一种车灯光学元件组件，其特征在于，包括近光初级光学元件(1)、设于所述近光初级光学元件(1)下方的远光初级光学元件(2)、和设于所述近光初级光学元件(1)和/或所述远光初级光学元件(2)前端的透镜(3)；其中，
所述近光初级光学元件(1)和/或所述远光初级光学元件(2)与所述透镜(3)形成为一体，所述近光初级光学元件(1)和所述远光初级光学元件(2)适于将光线聚集准直后经所述透镜(3)形成近光照明光形和远光照明光形。
2.根据权利要求1所述的车灯光学元件组件，其特征在于，所述透镜(3)包括透镜入光部(31)和透镜出光部(32)，所述透镜入光部(31)为平面、向后凸出的曲面或向前凸出的曲面，所述透镜出光部(32)为向前凸出的曲面。
3.根据权利要求2所述的车灯光学元件组件，其特征在于，所述近光初级光学元件(1)由后向前依次包括至少一个近光聚光部(11)和近光通光部(12)，所述近光通光部(12)和所述透镜入光部(31)形成为一体，所述近光通光部(12)的下表面的前边沿形成为近光截止线结构(13)；所述远光初级光学元件(2)包括至少一个远光聚光部(21)，所述远光聚光部(21)的前端形成有远光出光面(24)；或者
所述远光初级光学元件(2)由后向前依次包括至少一个远光聚光部(21)和远光通光部(22)，所述远光通光部(22)和所述透镜入光部(31)形成为一体，所述远光通光部(22)的上表面的前边沿形成为远光截止线结构(23)；所述近光初级光学元件(1)包括至少一个近光聚光部(11)，所述近光聚光部(11)的前端形成有近光出光面(14)；或者
所述近光初级光学元件(1)由后向前依次包括至少一个近光聚光部(11)和近光通光部(12)，所述远光初级光学元件(2)由后向前依次包括至少一个远光聚光部(21)和远光通光部(22)，所述近光通光部(12)和所述远光通光部(22)与所述透镜入光部(31)形成为一体，所述近光通光部(12)的下表面的前边沿形成为近光截止线结构(13)，所述远光通光部(22)的上表面的前边沿形成为远光截止线结构(23)，所述近光通光部(12)和所述远光通光部(22)之间形成有楔形间隙(4)。
4.根据权利要求3所述的车灯光学元件组件，其特征在于，所述近光聚光部(11)的数量为多个且沿左右方向布置，以及所述远光聚光部(21)的数量为多个且沿左右方向布置。
5.根据权利要求3所述的车灯光学元件组件，其特征在于，所述近光聚光部(11)为聚光杯结构或向后凸出的凸起结构。
6.根据权利要求3所述的车灯光学元件组件，其特征在于，所述远光聚光部(21)为聚光杯结构或向后凸出的凸起结构。
7.根据权利要求5或6所述的车灯光学元件组件，其特征在于，所述聚光杯结构的后端设有凹腔，所述凹腔的底部设有凸起，所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构；或者
所述聚光杯结构为实心结构，其入光面为平面、外凸曲面或内凹曲面，所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构。
8.一种车辆照明装置，其特征在于，包括近光光源(5)、远光光源(6)和根据权利要求1至7中任一项所述的车灯光学元件组件，所述近光光源(5) 和所述近光初级光学元件(1)的近光聚光部(11)一一对应设置，所述远光光源(6)和所述远光初级光学元件(2)的远光聚光部(21)一一对应设置。
9.根据权利要求8所述的车辆照明装置，其特征在于，还包括近光电路板和远光电路板，所述近光光源(5)设于所述近光电路板上，所述远光光源(6)设于所述远光电路板上；或者
还包括电路板，所述近光光源(5)和所述远光光源(6)均设于所述电路板上。
10.一种车灯，其特征在于，包括至少一个根据权利要求8或9所述的车辆照明装置(7)。
11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求10中所述的车灯。
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