CN215636948U - 一种光学元件、车灯模组、车灯及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光学元件、车灯模组、车灯及车辆，本申请的光学元件包括：第一配光结构、第二配光结构、主入光结构、辅助入光结构；其中，第一配光结构具有第一入光部、第一出光部和反射部，第一入光部为第一配光结构的后端面，第一出光部为第一配光结构的前端面，反射部为第一配光结构的侧表面；第二配光结构具有第二入光部和第二出光部，第二入光部和第一出光部连接；主入光结构设于第一入光部上；辅助入光结构设于第一入光部上，辅助入光结构设于主入光结构的下端。本申请的光学元件配光灵活，光学效率提高，采用上述光学元件的车灯模组结构尺寸小，由车灯模组构成的车灯，能够实现在近光照明模式时该车灯模组也是点亮的，符合车灯的造型趋势。

Description

一种光学元件、车灯模组、车灯及车辆

技术领域

本申请涉及车辆照明技术领域，具体而言，涉及一种光学元件、车灯模组、车灯及车辆。

背景技术

目前市场上对小型透镜车灯模组的需求越来越多，对透镜出光面的尺寸要求是上下或左右尺寸要小于等于30mm，最好是小于等于20mm。针对透镜出光面尺寸较大的车灯模组，可通过将透镜缩小的方式减小透镜出光面尺寸，但这种方式无法满足光形、光学性能和光学效率等方面的要求。而且，这样结构的车灯光学结构复杂、零部件较多、整体尺寸较大、成本较高。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种光学元件、车灯模组、车灯及车辆，该光学元件能够提高光学效率，该车灯模组的尺寸得以减小，集成度提高，提升该车灯的照明效果，能够实现车灯在近光照明模式时该车灯模组也是点亮的，符合当今车灯的造型趋势。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种光学元件，包括：第一配光结构、第二配光结构、主入光结构、辅助入光结构；其中，第一配光结构具有第一入光部、第一出光部和反射部，第一入光部为第一配光结构的后端面，第一出光部为第一配光结构的前端面，反射部为第一配光结构的侧表面；第二配光结构具有第二入光部和第二出光部，第二入光部和第一出光部连接；主入光结构设于第一入光部上；辅助入光结构设于第一入光部上，且辅助入光结构设于主入光结构的下端。

于一实施例中，第一配光结构和第二配光结构一体成型。

于一实施例中，所述第一配光结构的材料与所述第二配光结构的材料不同，以使所述第二入光部和所述第一出光部的连接处形成分界面。

于一实施例中，所述第一配光结构的材料和所述第二配光结构的材料相同。

于一实施例中，主入光结构为聚光杯结构、平面、凹面或凸面中的一种。

于一实施例中，辅助入光结构为平面、凹面或凸曲面的一种。

第二方面，本申请提供一种车灯模组，包括第一方面任一实施例中的光学元件、远光光源以及辅助点亮光源；

其中，远光光源与主入光结构相对设置；

辅助点亮光源与辅助入光结构相对设置。

于一实施例中，车灯模组还包括：安装支架，设于光学元件上。

第三方面，本申请提供一种车灯，包括第二方面任一实施例中的车灯模组。

第四方面，本申请提供一种车辆，包括车体和第三方面实施例中的车灯，车灯设于车体上。

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请的光学元件配光灵活，光学效率提高，本申请的车灯模组采用了上述光学元件，整个结构的尺寸更小，由车灯模组构成的车灯结构更简单，稳定性提高，能够实现车灯在近光照明模式时该车灯模组也是点亮的，符合当今车灯的造型趋势。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施方式示出的车辆的结构示意图。

图2为本申请一实施方式示出的光学元件的剖视图。

图3为本申请一实施方式示出的车灯模组的结构示意图一。

图4为本申请一实施方式示出的车灯模组的结构示意图二。

图5为本申请一实施方式示出的车灯模组的结构示意图三。

图6为本申请一实施方式示出的车灯模组的结构示意图四。

图7为本申请一实施方式示出的车灯模组的结构示意图五。

图标：

1-车辆；11-车体；12-车灯；100-光学元件；110-第一配光结构；111-第一入光部；112-第一出光部；113-反射部；120-第二配光结构；121-第二入光部；122-第二出光部；130-主入光结构；140-辅助入光结构；150-分界面；200-车灯模组；210-远光光源；220-安装支架；221-安装通孔；222-定位柱；230-线路板；231-第一通孔；232-定位孔；240-螺栓；250-散热器。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体地连接；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。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施方式示出的车辆1的结构示意图。一种车辆，包括车体11以及多个车灯12，车灯12设于所述车体11上。车辆1可以是人工驾驶汽车或者各级别的自动驾驶车辆。

车灯12可以包括制动灯、转向信号灯、雾灯、远近光灯中的一种或几种。当车灯12为制动灯时，车灯12可安装在车体11后部，表示行使车辆1转向、减速或停车，给后面车辆以明确的行车指示；当车灯12为转向信号灯时，车灯12可安装在车体11前部、后部和侧部，表示行使车辆1的转向；当车灯12为雾灯时，车灯12可安装在车体11后部，用以改善雾、雪、冰雹等恶劣天气下，车辆1后部视见状况；当车灯12为远近光灯时，车灯12可安装在车体11前部，在夜间行车、城市道路行使和对面有车辆交汇时候用近光，近光照射范围更宽但距离近光线照射比较低能看清前方路面状况，在空旷的地方用远光，远光穿透力更强照射更远。于一实施方式中，本申请的车灯12适用于远近光灯照明。

请参照图2，其为本申请一实施方式示出的光学元件100的剖视图，图2为图6中箭头所示的剖面方向示意图。一种光学元件100，包括：第一配光结构110、第二配光结构120、主入光结构130和辅助入光结构140。其中，第一配光结构110具有第一入光部111、第一出光部112和反射部113，第一入光部111为第一配光结构110的后端面，第一出光部112为第一配光结构110的前端面，反射部113为第一配光结构110的侧表面。反射部113可设于第一配光结构110的上、下、左、右四个侧表面上。

第二配光结构120具有第二入光部121和第二出光部122，第二入光部121和第一出光部112连接。第二出光部122为适于导出光线的平面或曲面，适应车灯12的扁平状造型。于一实施方式中，第二出光部122为向外凸出的曲面。

于一实施方式中，第一配光结构110和第二配光结构120一体注塑成型成为一个实体零件，第一配光结构110和第二配光结构120均为透明材料，例如聚碳酸酯(一种高分子聚合物，简称PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(一种透明的热塑性聚合物，简称PMMA)、硅胶、树脂或玻璃等，但两者采用上述材料中的两种不同的材料制成。例如，第一配光结构110采用硅胶材料，第二配光结构120采用PC材料，以使第二入光部121和第一出光部112的连接处形成分界面150。分界面150可以是平面或曲面，在分界面150处可根据分界面150设置的曲率或弯曲程度，分界面150对光线起到配光作用。

本实施方式中，优选第一配光结构110的材料的折射率小于第二配光结构120的材料的折射率，当光线从第一入光部111射入，进入折射率小的第一配光结构110后，光线的折射角大，光线经过第一配光结构110的折射后，通过第一出光部112射出，再经过分界面150的折射从第二入光部121射入折射率大的第二配光结构120后，由于光线进入不同介质的折射率变化，导致折射角变小，光线的折射线路发生改变，因此，经过第一配光结构110和第二配光结构120的折射形成的光线的配光效果更好，光线照射更均匀。

于另一实施方式中，第一配光结构110和第二配光结构120一体注塑成型成为一个实体零件，两者由同一种材料制成，例如均由PMMA材料制成，第一配光结构110和第二配光结构120之间则没有分界面150。导入的光线可直接经过第一配光结构110和第二配光结构120的折射，照向不同的区域。

主入光结构130设于第一入光部111上，主入光结构130为适于导入光源所发出的光线的结构。主入光结构130能够使射入的大部分光线汇聚并出射至第一配光结构110内，从第一入光部111射入，经过第一配光结构110内的光通道，从第一出光部112射出，光线经过分界面150的折射后，从第二入光部121射入，再经过第二配光结构120内的光通道，从第二出光部122射出。第二出光部122为向外凸出的曲面，从而形成清晰的远光光形。少部分光线可通过反射部113进行反射。

主入光结构130可以是聚光杯结构，也可以是入光面为平面、凹面或者凸面的其他入光结构。主入光结构130可以仅设置一个，也可以设置多个。于一实施方式中，主入光结构130设置为聚光杯结构，具有对光线汇聚和准直的作用，使得经第一入光部111射入的光线能够更多的射至第一出光部112，从而提高光线的利用率。主入光结构130数量为一个，并设于第一入光部111的中部。

辅助入光结构140设于第一入光部111上，且设于主入光结构130的下端。辅助入光结构140能够使射入的光线射至第一配光结构110内，从第一入光部111射入，经过第一配光结构110内的光通道，从第一出光部112射出，光线经过分界面150的折射后，从第二入光部121射入，再经过第二配光结构120内的光通道，从第二出光部122射出。少部分光线可通过反射部113进行反射。

通过设置辅助入光结构140，使其与主入光结构130分开设置，使得辅助入光结构140在配光过程中可调节的参数增多，能够提高配光的灵活度，容易将辅助入光结构140的出射光线调节到想要的位置，从而能够实现更好的点亮效果。

当车辆1在近光照明模式下，该辅助入光结构140对应的光源为常亮光源，即在车辆1的车灯12由远光照明模式转换成近光照明模式后，该车辆1的车灯模组200仍是发光的，从而能够提高车灯12的整体造型美观度。

辅助入光结构140可以为平面、凹面或凸曲面等其他入光结构。于一实施方式中，辅助入光结构140设置为多个连续的凸曲面结构。辅助入光结构140的凸曲面结构可以为一排一列设置，也可以多排多列设置(请参照图3)。当多排多列设置时，向外凸出的凸曲面均能够将光线导入配光结构，多个凸曲面导入的光线在配光结构内相互重叠、混杂，使得所形成的点亮光线的分布范围更广，光线的分布更加均匀，光线的照射方向也更为混杂，不会影响近光照明。

主入光结构130能够导入光线，使大部分光线从第一入光部111射向第一配光结构110，经过第一配光结构110内的光通道，从第一出光部112射出，经过分界面150的折射后，从第二入光部121射入，再经过第二配光结构120内的光通道，从第二出光部122射出。少部分光线可通过反射部113进行反射。主入光结构130接收的光线通过光学元件100的传输，能够实现中心亮度高的远光照明。

本实施方式中的光学元件100配光灵活，集成度高，光学效率提高，不需再配合其他投射透镜即形成照明用的车灯光形。

请参照图3、图4、图5、图6和图7所示的多个实施方式示出的车灯模组200的结构示意图。一种车灯模组200，包括上述的任一实施例的光学元件100、远光光源210以及辅助点亮光源(图中未示出)。其中，远光光源210与主入光结构130相对设置，辅助点亮光源与辅助入光结构140相对设置。远光光源210和辅助点亮光源均设置在同一线路板230上。远光光源210和辅助点亮光源可以是LED，数量均可设为一个或多个。

光学元件100中的主入光结构130设置在光学元件100的后端，第二出光部122设置在光学元件100的前端，与主入光结构130相对。这里所说的前端、后端与光学元件100安装在车辆1上的前后端方向一致。

反射部113设置在第一配光结构110的上、下、左、右四个侧壁面上，第一配光结构110和第二配光结构120的连接处形成分界面150。

在远光照明模式下，开启远光光源210，远光光源210发出的大部分光线从主入光结构130射入，光线从第一入光部111射向第一配光结构110，经过第一配光结构110内的光通道，从第一出光部112射出，经过分界面150的折射后，光线从第二入光部121射入，再经过第二配光结构120内的光通道，从第二出光部122射出，形成远光光形。第二出光部122的出光面即为该车灯模组200的出光面。少部分光线可通过反射部113进行反射。此时，辅助点亮光源可以开启，也可以关闭。

辅助点亮光源发出的大部分光线入射至第一配光结构110内，从第一入光部111射入，经过第一配光结构110内的光通道，从第一出光部112射出，经过分界面150的折射后，从第二入光部121射入，经过第二配光结构120内的光通道，从第二出光部122射出，少部分光线可通过反射部113进行反射。从而使得在近光照明模式下，上述光学元件100也能被点亮。辅助点亮光源优选为亮度可以调节的光源，使得可以根据实际需要选择合适的亮度，以确保其亮度不会影响车辆1的近光光形的光照强度和均匀性，也不会影响到附近其他车辆。

由于第一配光结构110和第二配光结构120的折射率不同，从而光线折射的角度也发生改变，光线的折射路线发生改变，经过第一配光结构110和第二配光结构120的折射形成的光线的配光效果更好，光线照射更均匀。

如图6和图7所示，车灯模组200还包括：安装支架220，安装支架220对称设置在光学元件100上，可与第一配光结构110的两端部焊接或一体成型。在安装支架上设有定位柱222，在线路板230上与定位柱222对应的位置上设置有与定位柱222形状和大小匹配的定位孔232，用于定位柱222穿过；在定位柱222旁边设有安装通孔221，在线路板上与安装通孔221对应的位置上设置有与安装通孔221形状和大小匹配的第一通孔231。

于一实施方式中，将光学元件100与安装支架220进行安装连接时，先将定位柱222穿过线路板230上的定位孔232，使线路板与光学元件100先行定位，避免在安装过程中光学元件100发生滑动，再通过螺栓连接的方式，将螺栓240依次穿过安装通孔221和第一通孔231，实现对光学元件100与线路板230的固定。此时，线路板230上的远光光源210与主入光结构130相对设置，且远光光源210与主入光结构130之间留有间隙。辅助点亮光源与辅助入光结构140相对设置，且辅助点亮光源与辅助入光结构140之间留有间隙。远光光源210和辅助点亮光源在线路板230上的安装位置根据与其分别对应的主入光结构130和辅助入光结构140的位置进行设置。

在线路板230的另一面上，也可以通过螺栓连接的方式安装散热器250。散热器250可采用现有车辆照明技术中应用广泛的散热器250，其结构在本申请中不再赘述。

本实施方式中的车灯模组200的集成度提高，能够实现远光照明模式，本实施例的车灯模组200采用了上述光学元件100，整个结构的尺寸更小，由车灯模组200构成的车灯12结构更简单，稳定性提高，能够实现车灯12在近光照明模式时该车灯模组200也是点亮的，符合当今车灯12的造型趋势。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学元件，其特征在于，包括：

第一配光结构，具有第一入光部、第一出光部和反射部，所述第一入光部为所述第一配光结构的后端面，所述第一出光部为所述第一配光结构的前端面，所述反射部为所述第一配光结构的侧表面；

第二配光结构，具有第二入光部和第二出光部，所述第二入光部和所述第一出光部连接；

主入光结构，设于所述第一入光部上；以及

辅助入光结构，设于所述第一入光部上，且所述辅助入光结构设于所述主入光结构的下端。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光结构与所述第二配光结构一体成型。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光结构的材料与所述第二配光结构的材料不同，以使所述第二入光部和所述第一出光部的连接处形成分界面。

4.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光结构的材料和所述第二配光结构的材料相同。

5.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述主入光结构为聚光杯结构、平面、凹面或凸面中的一种。

6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述辅助入光结构为平面、凹面或凸曲面中的一种。

7.一种车灯模组，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的光学元件、远光光源以及辅助点亮光源；

其中，所述远光光源与所述主入光结构相对设置；

所述辅助点亮光源与所述辅助入光结构相对设置。

8.根据权利要求7所述的车灯模组，其特征在于，所述车灯模组还包括：

安装支架，设于所述光学元件上。

9.一种车灯，其特征在于，包括权利要求7至8任一项所述的车灯模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括车体以及多个如权利要求9所述的车灯，所述车灯设于所述车体上。

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