CN213872565U - 光学结构、车灯模组、车灯及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学结构、车灯模组、车灯及车辆，该光学结构包括初级光学单元、带有出光孔的反射板以及次级光学单元，初级光学单元包括主初级光学单元和至少一个副初级光学单元，主初级光学单元的主出光部的出射光线能够经过出光孔射至次级光学单元，再从次级光学单元出射，副初级光学单元的副出光部的出射光线能够被反射板反射至次级光学单元，再从次级光学单元出射。本实用新型通过在多个初级光学单元以及次级光学单元之间设置带出光孔的反射板，使得更多的光线从同一次级光学单元出射，在车灯左右尺寸不变的前提下，可通过增加初级光学单元的数量来增加ADB远光模组的像素数量，使ADB远光光形的分辨率更高。

Description

光学结构、车灯模组、车灯及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆照明装置，具体地，涉及一种光学结构。此外，本实用新型还涉及包含该光学结构的车灯模组、车灯以及车辆。

背景技术

随着经济社会的发展，汽车作为日常生产生活中必不可缺的交通工具，在人类社会扮演着越来越重要的角色。但是随着汽车的日益普及，事故的发生也不可避免地越来越多，而夜间是事故发生的高发时间段。车辆远光灯是为了给驾驶者在光线差、车辆少的道路提供更多的视野空间，部分驾驶者在会车或者跟车时常常不及时切换远近光或者切换近光时导致车前视野变小，这种视野的突变很容易引发交通事故。自适应远光系统(ADB)可以根据前方车辆的位置和距离调整相应该区域的照明情况从而避免了远光功能对前方车辆或对方车辆的眩目，也可避免远光的全部关闭导致视野突变而带来的安全隐患。

随着主机厂对汽车造型的追求，车灯的出光窗口越来越偏扁平化，这就要求模组所使用的透镜的上下开口很小，而传统的远光ADB设计方法都受透镜开口的限制很难实现车灯小开口的设计，做不到光导式(窄长形透镜) 的造型效果。

近来也出现了一种入光面由多个左右排列的曲面组合而成，出光面为一个顺滑曲面的透镜，以形成车灯扁平化的出光口。该透镜入光面的每个曲面形成透镜的一个焦点，对应一个光源，形成了ADB车灯的一个像素。而受到车灯左右宽度的限制，透镜入光面上能够设置的曲面有限，这就限制了 ADB车灯的像素数量。而为了增加像素数量而增加透镜的左右尺寸，又给车灯调光结构的设计带来了更大的挑战。

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光学结构，该光学结构能够在车灯左右尺寸不变的前提下，增加ADB远光模组的像素数量，使ADB 远光光形的分辨率更高。

本实用新型第二方面所要解决的问题是提供一种车灯模组，该车灯模组能够在车灯左右尺寸不变的前提下，增加ADB远光模组的像素数量，使ADB 远光光形的分辨率更高。

本实用新型第三方面所要解决的问题是提供一种车灯，该车灯能够在左右尺寸不变的前提下，增加ADB远光模组的像素数量，使ADB远光光形的分辨率更高。

本实用新型第四方面所要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的车灯能够在左右尺寸不变的前提下，增加ADB远光模组的像素数量，使ADB远光光形的分辨率更高。

为了解决上述问题，本实用新型一方面提供一种光学结构，该光学结构包括沿出光方向依次设置的初级光学单元、带有出光孔的反射板以及次级光学单元，所述初级光学单元包括主初级光学单元和至少一个副初级光学单元，所述主初级光学单元包括主聚光部、主通光部和主出光部，所述副初级光学单元包括副聚光部、副通光部和副出光部，所述主出光部的出射光线能够经过所述出光孔射至所述次级光学单元，再从所述次级光学单元出射，所述副出光部的出射光线能够被所述反射板反射至所述次级光学单元，再从所述次级光学单元出射。

优选地，所述副出光部的出射光线能够聚焦或者发散照射到所述反射板上。

优选地，所述出光孔的直径为0.1-1mm。

优选地，所述反射板为平面反射板或凹面反射板。

具体地，所述凹面反射板为椭球面反射板或抛物面反射板。

优选地，所述主聚光部包括多个聚光结构，所述主出光部上形成有与所述聚光结构一一对应的凸面。

进一步优选地，所述反射板上形成有与所述凸面一一对应的所述出光孔。

进一步优选地，所述次级光学单元包括多个入光面和一个出光面，多个所述入光面形成为与所述出光孔一一对应、且朝向所述出光孔凸出的凸曲面。

优选地，所述反射板与所述次级光学单元之间设有调光部件，所述调光部件包括转轴，所述转轴上连接有遮光板和/或透光板，所述遮光板由不透光材料成型，所述透光板由光散射材料成型，所述遮光板和/或透光板能够在所述转轴的带动下转动，以能够使得光线选择性地照射到所述遮光板、透光板或者直接照射到所述次级光学单元，从而实现对应的信号灯功能或照明功能。

进一步优选地，所述遮光板的边沿形成有近光截止线结构。

本实用新型第二方面提供一种车灯模组，该车灯模组包括光源和上述的光学结构，所述光源包括与所述主初级光学单元对应的主光源和与所述副初级光学单元对应的副光源。

本实用新型第三方面提供一种车灯，该车灯包括上述的车灯模组。

本实用新型第四方面提供一种车辆，该车辆包括上述的车灯。

通过上述技术方案，本实用新型实现了以下有益效果：

1、本实用新型通过在多个初级光学单元和次级光学单元之间设置带出光孔的反射板，一个初级光学单元的出射光线经出光孔穿过后从次级光学单元出射，其余初级光学单元的出射光线经反射板反射后从次级光学单元出射，在车灯左右尺寸不变的前提下，可通过增加初级光学单元的数量来增加 ADB远光模组的像素数量，使ADB远光光形的分辨率更高，提升路面效果，提升车灯性能及安全性能；如保持像素数量不变，可缩短车灯的左右尺寸，降低车灯调光机构的设计难度；

2、多个方向的光线均能够通过一个次级光学单元投射，提高了该次级光学单元的利用效率，且更多的光线透过同一次级光学单元，在车灯前方看上去，车灯点亮效果更亮更均匀，有利于提升车灯的外观点亮效果；

3、带出光孔的反射板结构设计简单，成本较低，实现起来比较容易；

4、在本实用新型的优选技术方案中，可通过设置在反射板和次级光学单元之间的调光部件来实现多种灯光功能，缩小车灯体积，满足车灯小型化的要求。

附图说明

图1是本实用新型所述的车灯模组的第一种实施方式的光路原理示意图；

图2是本实用新型所述的车灯模组第二种实施方式的光路原理示意图；

图3是本实用新型所述的车灯模组的第一种实施方式的侧视图；

图4是本实用新型所述的车灯模组的第一种实施方式的俯视图；

图5是本实用新型所述的车灯模组的第一种实施方式的立体图；

图6是本实用新型所述的车灯模组的第三种实施方式的侧视图；

图7是本实用新型所述的车灯模组的第三种实施方式的俯视图；

图8是本实用新型所述的车灯模组的第三种实施方式的立体图。

附图标记说明

1主光源 2主初级光学单元

21主聚光部 22主通光部

23主出光部 4反射板

41出光孔 5副光源

6副初级光学单元 61副聚光部

62副通光部 63副出光部

8次级光学单元 81入光面

82出光面 9调光部件

91转轴 92遮光板

93透光板

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“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等均是按车灯模组应用到车辆上时车辆正常所指的方位类推所具有的含义，例如，车头所在方位为前，车尾所在方位为后，按照我国驾驶习惯，驾驶座所在方位为左，副驾驶座所在方位为右，车顶所在方位为上，车轮所在方位为下。“出光方向”为汽车前照灯系统的出光光线的照射方向，可以根据所要实现的车灯的照明功能设定，例如，远近光车灯的出光方向指向车辆的前方，而角灯的出光方向倾斜指向车辆的外侧。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。

如图1-图8所示，本实用新型的光学结构包括沿出光方向依次设置的初级光学单元、带有出光孔41的反射板4以及次级光学单元8，初级光学单元包括主初级光学单元2和至少一个副初级光学单元6，主初级光学单元2包括主聚光部21、主通光部22和主出光部23，副初级光学单元6包括副聚光部61、副通光部62和副出光部63，主出光部23的出射光线能够经过出光孔41射至次级光学单元8，然后再从次级光学单元8出射，副出光部63的出射光线能够被反射板4反射至次级光学单元8，然后再从次级光学单元8 出射。通常情况下，车辆的左右宽度一定，导致留给车灯的左右宽度也比较固定且有限，主初级光学单元2与副初级光学单元6的位置不同，比如，主初级光学单元2可以与现有技术中的初级光学单元一样，位于反射板4的后方，能够形成与现有技术中相同的像素数量，副初级光学单元6可以位于反射板4的上方或下方，也能够形成一定数量的像素，不同位置的初级光学单元的出射光线均从次级光学单元8出射，这样，可以在车灯左右尺寸不变的前提下，增加ADB远光模组的像素数量，使ADB远光光形的分辨率更高，进一步提升车灯的路面照明效果，提升安全性能；而如果ADB远光模组的像素数量保持不变，则可以缩小模组的左右尺寸，大大降低车灯调光结构的设计难度。

副初级光学单元6可以设置1个或者多个，各副初级光学单元6可以是如图1-图8所示的垂直于主初级光学单元2的方式，也可以倾斜于主初级光学单元2，通过使用不同角度的反射板4，使得各初级光学单元2的出射光线均从次级光学单元8出射。还可以通过调节反射板4的角度，进一步调整 ADB像素(经反射板4反射的光线对应形成的像素)的上下位置。

出光孔41的直径为0.1-1mm，优选小于0.5mm，可根据光线的汇聚效果对出光孔41的尺寸进行调节，原则上不阻挡主出光部3的出射光线即可。

如图1所示，可通过调节副初级光学单元6与反射板4的距离，使得副出光部63的出射光线可以聚焦照射到反射板4上或附近，控制副出光部63 的左右上下位置，使得副出光部63的出射光线的聚焦点避开出光孔41即可；也可以如图2所示，副出光部63的出射光线发散照射到反射板4上，经反射板4反射后再聚焦。当发散照射时，因为光线在反射板4上是较为发散的状态，只有极少量光线会从出光孔41出射，而绝大部分的光线会被反射进而聚焦。这种方式的副初级光学单元6与次级光学单元8处于一个不共焦的状态，最终形成的ADB像素会比较大，适合做ADB远光光形两侧的像素，这是因为理想的ADB远光光形应满足中间像素宽度窄(分辨率高)、两侧像素宽(分辨率低)，光形两侧的像素宽相比光形内侧的像素窄的光形均匀性要好。其与主初级光学单元2对应形成的ADB像素叠加后，有利于提升整体光形的均匀性。

根据需要，反射板4可以是平面反射板或凹面反射板等。另外，需要说明的是，凹面反射板可以是椭球面反射板或抛物面反射板。

通常情况下，主聚光部21包括多个聚光结构，聚光结构可以为外部轮廓呈聚光杯形状的结构也可以为其他具有聚光功能的结构。为了实现良好的出光效果，主出光部23上形成有与聚光结构一一对应的凸面，该凸面可以为凸柱面，也可以为向前方凸出的自由曲面，优选使用沿上下方向延伸的凸柱面。光线经聚光结构汇聚准直后由主通光部22传输至对应的凸面，凸面对光线进行汇聚。

作为本实用新型的一种优选实施方式，反射板4上形成有与凸面一一对应的出光孔41。经凸面汇聚后的光线穿过对应的出光孔41射至次级光学元件8，经次级光学单元8汇聚后射出。

作为本实用新型次级光学单元8的一种实施方式，其包括多个入光面81 和一个出光面82，多个入光面81形成为与出光孔41一一对应、且朝向出光孔41凸出的曲面。出光面82为由竖直向母线沿设定曲线扫掠而形成的顺滑曲面，设定曲线为向出光方向凸出的曲线，竖直向母线即为出光面82的纵向截线，其和设定曲线的形状可根据车灯造型要求形成。每个入光面81均和出光面82形成一个具有焦点的类似凸透镜功能的汇聚结构，每个汇聚结构能够形成传统凸透镜的折射效果，将入射至次级光学单元8的光线投射出去，形成照明光斑。多个照明光斑相互衔接叠加后形成照明光形。

为了使得本实用新型的光学结构能够实现多种功能，反射板4与次级光学单元8之间还可以设有调光部件9，调光部件9带有转轴91，在转轴91 的两侧固定连接有遮光板92和/或透光板93，转轴91能够带动遮光板92和 /或透光板93转动。转轴91的不同转动角度能够使得遮光板92或者透光板 93位于反射板4与次级光学单元8之间的光路上，或者使得遮光板92和透光板93均不在反射板4与次级光学单元8之间的光路上，从而实现对应的信号灯功能或远近光照明功能。

遮光板92由遮光材料制成，能够对所通过的光线进行遮挡。遮光板92 的边沿还可以形成有近光截止线结构，遮光板92位于反射板4与次级光学单元8之间的光路上时，能够对部分光线形成遮挡，另一部分光线由遮光板 92带有近光截止线结构的边沿一侧射出，形成具有近光截止线的近光光形。

透光板93为光散射材料制成，具体可采用PC基光散射材料或PMMA 基光散射材料制成。透光板93可以对通过的光线进行散射，提高出射光线的均匀性。

遮光板92和透光板93均不在反射板4与次级光学单元8之间的光路上时，从反射板4而来的光线全部照射到次级光学单元8，经过次级光学单元 8投射后形成远光光形。

根据不同信号灯的配光要求(包括光照强度要求和光线色度要求等)，透光板93可以选择不同形状、不同颜色和不同材质的材料制成，以实现不同功能，例如：

(1)透光板93可以采用透明光散射材料制成，能够对光线进行散射，并透射出白色光线，形成符合昼间行驶灯法规的日间行车灯功能。该透光板 93竖直放置时，光线经透光板93透射出白色光线，实现昼间行驶灯功能；

((2)透光板93可以采用有色光散射材料制成，能够对通过的光线进行散射和滤色，形成具有设定颜色的信号灯功能。如使用黄色散射材料，使得透射的光线形成符合转向灯光线色度要求的黄色光线。

(3)透光板93可以设置有几块，几块透光板93采用不同的光散射材料制成，以实现昼间行驶灯、位置灯和/或转向灯三种信号灯功能。

调光部件9优选包括两块或三块遮光板92和/或透光板93。在采用两块透光板93时，昼间行驶灯和位置灯由于仅是光照强度的要求不同，可共用一块透光板93，通过调节光源的光通量来实现这两种信号灯功能，而转向灯的光线色度要求与其他两种信号灯的光线色度要求不同，因此，需要单独采用一块材质不同的透光板93来实现。

遮光板92和透光板93的上述几种方式可以单独使用或者组合使用。例如，遮光板92和方式(1)的透光板93可组合使用，实现远光、近光和昼间行驶灯功能，遮光板92和方式(3)的透光板93可组合使用，实现远光、近光、昼间行驶灯、位置灯以及转向灯功能。该种情况下，也可以将本实用新型的光学结构分为左右两部分，一部分用于实现远近光功能，另一部分通过配光实现转向灯和/或位置灯功能。

调光部件9上也可以连接有几块遮光板92，不同的遮光板92边沿可以设置不同形状的近光截止线结构，使得所形成的近光光形符合不同国家对近光模式的要求。

本实用新型第二方面提供一种车灯模组，该车灯模组包括光源和上述的光学结构，光源包括与主初级光学单元2对应的主光源1和与副初级光学单元6对应的副光源5。为了实现ADB功能，各光源适于独立开关。

本实用新型第三方面提供一种车灯，该车灯包括上述的车灯模组。

本实用新型第四方面提供一种车辆，该车辆包括上述的车灯。

以下是本实用新型的一个优选实施方式。

如图6-图8所示，本实用新型的光学结构包括沿出光方向依次设置的初级光学单元、带有出光孔41的反射板4以及次级光学单元8，初级光学单元包括一个主初级光学单元2和一个位于主初级光学单元2下方并垂直于主初级光学单元2的副初级光学单元6，主初级光学单元2包括主聚光部21、主通光部22和主出光部23，副初级光学单元6包括副聚光部61、副通光部62 和副出光部63，反射板4可以是平面反射板，主聚光部2包括多个聚光结构，主出光部3上形成有与聚光结构以及出光孔41一一对应的凸柱面，次级光学单元8包括多个入光面81和一个出光面82，多个入光面81形成为与出光孔41一一对应、且朝向出光孔41凸出的凸曲面。反射板4与次级光学单元 8之间设有调光部件9，调光部件9包括转轴91、一块遮光板92和一块透光板93，遮光板92和透光板93位于转轴91两侧且呈180°设置，转轴91能够带动遮光板92和透光板93转动，透光板93由散射材料制成，遮光板92 由不透光材料制成，遮光板92的边沿形成有近光截止线结构。

包括上述光学结构的车灯模组还包括主光源1和副光源5，主光源1的光线经过主初级光学单元2出射后穿过对应的出光孔41射至次级光学单元 8，然后从次级光学单元8出射，副光源5的光线经副初级光学单元6射出后照射到反射板4上，经反射板4反射至次级光学单元8，然后从次级光学单元8出射。在远光模式下，遮光板92和透光板93均水平放置，在昼间行驶灯模式下，透光板93竖直放置且位于反射板4与次级光学单元8之间，在近光模式下，遮光板92竖直放置且位于反射板4与次级光学单元8之间。

由以上描述可以看出，本实用新型具有以下优点：本实用新型通过在多个初级光学单元和次级光学单元8之间设置带出光孔41的反射板4，一个初级光学单元的出射光线经出光孔41穿过后从次级光学单元8出射，其余初级光学单元的出射光线照射经反射板4反射后从次级光学单元8出射，在车灯左右尺寸不变的前提下，可通过增加初级光学单元的数量来增加ADB远光模组的像素数量，使ADB远光光形的分辨率更高，提升路面效果，提升车灯性能及安全性能；如保持像素数量不变，可缩短车灯的左右尺寸，降低车灯调光机构的设计难度；多个方向的光线均能够通过一个次级光学单元8 投射，提高了该次级光学单元8的利用效率；且更多的光线透过同一次级光学单元8，在车灯前方看上去，车灯点亮效果更亮更均匀，有利于提升车灯的外观点亮效果；带出光孔41的反射板4结构设计简单，成本较低，实现起来比较容易；在本实用新型的优选技术方案中，可通过在反射板4和次级光学单元8之间增加调光部件9来实现多种功能，缩小车灯体积，满足车灯小型化的要求。

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 (13)

1.一种光学结构，其特征在于，包括沿出光方向依次设置的初级光学单元、带有出光孔(41)的反射板(4)以及次级光学单元(8)，所述初级光学单元包括主初级光学单元(2)和至少一个副初级光学单元(6)，所述主初级光学单元(2)包括主聚光部(21)、主通光部(22)和主出光部(23)，所述副初级光学单元(6)包括副聚光部(61)、副通光部(62)和副出光部(63)，所述主出光部(23)的出射光线能够经过所述出光孔(41)射至所述次级光学单元(8)，再从所述次级光学单元(8)出射，所述副出光部(63)的出射光线能够被所述反射板(4)反射至所述次级光学单元(8)，再从所述次级光学单元(8)出射。

2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述副出光部(63)的出射光线能够聚焦或者发散照射到所述反射板(4)上。

3.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述出光孔(41)的直径为0.1-1mm。

4.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述反射板(4)为平面反射板或凹面反射板。

5.根据权利要求4所述的光学结构，其特征在于，所述凹面反射板为椭球面反射板或抛物面反射板。

6.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述主聚光部(21)包括多个聚光结构，所述主出光部(23)上形成有与所述聚光结构一一对应的凸面。

7.根据权利要求6所述的光学结构，其特征在于，所述反射板(4)上形成有与所述凸面一一对应的所述出光孔(41)。

8.根据权利要求6所述的光学结构，其特征在于，所述次级光学单元(8)包括多个入光面(81)和一个出光面(82)，多个所述入光面(81)形成为与所述出光孔(41)一一对应、且朝向所述出光孔(41)凸出的凸曲面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学结构，其特征在于，所述反射板(4)与所述次级光学单元(8)之间设有调光部件(9)，所述调光部件(9)包括转轴(91)，所述转轴(91)上连接有遮光板(92)和/或透光板(93)，所述遮光板(92)由不透光材料成型，所述透光板(93)由光散射材料成型，所述遮光板(92)和/或透光板(93)能够在所述转轴(91)的带动下转动，以能够使得光线选择性地照射到所述遮光板(92)、透光板(93)或者直接照射到所述次级光学单元(8)，从而实现对应的信号灯功能或照明功能。

10.根据权利要求9所述的光学结构，其特征在于，所述遮光板(92)的边沿形成有近光截止线结构。

11.一种车灯模组，包括光源，其特征在于，该车灯模组还包括根据权利要求1至10中任一项所述的光学结构，所述光源包括与所述主初级光学单元对应的主光源(1)和与所述副初级光学单元对应的副光源(5)。

12.一种车灯，其特征在于，包括根据权利要求11所述的车灯模组。

13.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求12所述的车灯。

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