CN215636949U - 一种投射光学元件、车灯模组、车灯及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种投射光学元件、车灯模组、车灯及车辆，本申请的投射光学元件为具有透光性的扇形结构，投射光学元件上具有多个齿牙，齿牙的横截面呈扇形形状，相邻齿牙之间形成齿槽，投射光学元件具有：入光部、出光部和反射部；其中，入光部为齿牙前端面；多个齿牙的后端相连形成出光部，出光部与入光部相对设置，且为扇形结构的后截止端面；反射部，为扇形结构中除入光部和出光部以外的所有外表面。本申请的本申请的投射光学元件形成的光线更均匀。采用本申请的投射光学元件制造的车灯模组的集成度提高，尺寸更小；本申请的车灯应用在角灯中，其能够实现随动转向角灯等功能，使装有该角灯的车辆具有更好的照明效果。

Description

一种投射光学元件、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，涉及一种投射光学元件、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。一般以窄长透镜居多，即上下或左右中一个的方向尺寸小，另一方向尺寸大，比如上下尺寸为15mm，左右尺寸为30mm的透镜。

具有水平展宽光形的车辆照明功能是车辆前照灯照明功能中重要的一种，比如辅助近光(近光的展宽光形)、角灯、雾灯等照明功能。现有结构的车辆前照灯的光学结构复杂、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投射光学元件、车灯模组、车灯及车辆，该投射光学元件能够提高光学效率，具有较好的展宽光形，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，使装有该车灯的车辆具有更好的照明效果。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种投射光学元件，投射光学元件为具有透光性的扇形结构，投射光学元件上具有多个齿牙，齿牙的横截面呈扇形形状，相邻齿牙之间形成齿槽，投射光学元件具有：入光部、出光部和反射部；其中，入光部为齿牙前端面；多个齿牙的后端相连形成出光部，其与入光部相对设置，且为扇形结构的后截止端面；反射部，为扇形结构中除入光部和出光部以外的所有外表面。

于一实施方式中，反射部包括：内部反射层和侧反射层；其中，内部反射层，为齿槽的内表面，且与入光部相交；侧反射层为扇形结构的侧表面，且与入光部和出光部相交。

于一实施方式中，齿牙的圆心角为10～45°。

于一实施方式中，齿牙的圆心角为30°。

于一实施方式中，入光部的形状为矩形、圆形或多边形中的一种或组合。

于一实施方式中，入光部为平面或凹面或凸面，出光部为向外凸出的曲面。

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方式中的投射光学元件以及与投射光学元件相对设置的至少一个光源。

于一实施方式中，车灯模组还包括：线路板，光源设于线路板上；投射光学元件与线路板连接，使入光部与光源相对设置。

第三方面，本申请提供一种车灯，包括第二方面任一实施方式中的车灯模组。

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

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请的投射光学元件形成的光线更均匀。采用本申请的投射光学元件制造的车灯模组的集成度提高，尺寸更小；由本申请中的车灯模组构成的车灯结构更简单，稳定性提高，特别是应用在角灯中，其能够实现随动转向角灯等功能，使装有该角灯的车辆具有更好的照明效果。

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投射光学元件的结构示意图。

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为图4中A-A方位剖面示意图。

图6为本申请一实施方式示出的车灯模组的结构示意图三。

图7为图6中B-B方位剖面示意图。

图8为本申请一实施方式示出的光形示意图。

图标：

1-车辆；11-车体；12-车灯；100-投射光学元件；110-扇形结构；111-齿牙；120-入光部；130-出光部；140-反射部；141-内部反射层；142-侧反射层；143-上表面反射层；144-下表面反射层；200-车灯模组；210-光源；220-线路板；230-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、角灯中的一种或几种。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；当车灯12为角灯时，车灯12可安装在车体前部，为车辆近前方道路转角处提供辅助照明或者为车辆侧面或者后面提供辅助照明，这种车灯12特别是对道路环境照明条件不充分的地区，起到一定辅助照明作用。于一实施方式中，本申请的车灯12适用于近光灯和角灯。

请参照图2，其为本申请一实施方式示出的投射光学元件100的结构示意图。一种投射光学元件100为具有透光性的扇形结构110，投射光学元件100由具有透光性的材料制成，例如硅胶、玻璃、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)等材料。

投射光学元件100上具有多个齿牙111，齿牙111的横截面呈扇形形状，齿牙111的圆心角为10～45°，本实施方式中，齿牙111的圆心角优选30°。齿牙111可以设为1个、2个、3个、4个甚至更多。本实施方式中，齿牙111设为3个，相邻的齿牙111之间形成齿槽。

投射光学元件100具有：入光部120、出光部130和反射部140。其中，入光部120为齿牙111前端面，入光部120为适于导入光源发出的光线的结构。入光部120的形状可以为矩形、圆形或多边形中的一种或组合，入光部120表面为平面或凹面或凸面。齿牙111的数量决定了入光部120的数量，因此，入光部120设为3个，入光部120的形状为矩形，入光部120表面为平面。

3个齿牙111的后端相连形成出光部130，出光部130与入光部120相对设置，且为扇形结构110的后截止端面。出光部130为适于导出光线的平面或曲面，适应车灯12的扁平状造型结构。于一实施方式中，出光部130为曲面顺滑、无段差、曲率连续的向外凸出的曲面。

反射部140为扇形结构110中除入光部120和出光部130以外的所有外表面。反射部140包括：内部反射层141和侧反射层142。其中，内部反射层141为齿槽的内表面，内部反射层141一端与入光部120相交。如图2所示，对于位于扇形结构110中间的齿牙111，一个齿牙111前端面与两个内部反射层141相交。对于位于扇形结构110最外侧的齿牙111，一个齿牙111前端面分别与内部反射层141和侧反射层142相交，侧反射层142为扇形结构110的侧表面，侧反射层142与入光部120和出光部130相交。

于一实施方式中，反射部140还包括了扇形结构110的上表面反射层143和下表面反射层144。上表面反射层143和下表面反射层144相对设置，其中，上表面反射层143与入光部120、出光部130、内部反射层141、侧反射层142相交；下表面反射层144与入光部120、出光部130、内部反射层141、侧反射层142相交。3个齿牙111的后端相互连通形成光融合通道，光线在光融合通道内相互叠加，过渡均匀。各反射层能够使由对应的各入光部120射至各反射层上的光线反射至出光部130出射，提高光学效率，同时也可以避免各齿牙111之间的窜光。

请参照图3，其为本申请一实施方式示出的车灯模组200的结构示意图一。一种车灯模组200，包括图2所示的投射光学元件100以及与投射光学元件100相对设置的至少一个光源210。

请参照图4，其本申请一实施方式示出的车灯模组200的结构示意图二。并请参照图5，其为图4中A-A方位剖面示意图。投射光学元件100与线路板220连接，光源210设置在与投射光学元件100的入光部120对应的线路板220上，使入光部120与光源210相对。投射光学元件100上可通过设置安装支架(图中未示出)，采用螺栓连接的方式，将投射光学元件100与线路板220连接。安装支架可以采用现有车辆照明技术中应用广泛的安装支架结构，本申请中不再赘述其结构。光源210可以是LED，光源210的数量与扇形结构110的齿牙111个数一致，本实施方式中，LED光源210设为3个。该投射光学元件100应用于角灯时，各光源210可根据车辆1转向幅度不同，控制其亮灭。例如，在转向幅度较小时，只开启一侧的光源210，随着转向幅度的增大，依次开启其他光源210，以增大车辆1侧面的照明范围，实现随动转向角灯功能。

请参照图6，其为本申请一实施方式示出的车灯模组200的结构示意图三。并请参照图7，其为图6中B-B方位剖面示意图。车灯模组200还包括：散热器230，散热器230与线路板220连接。在线路板220的一表面上，可通过螺栓连接的方式将散热器230安装在线路板220上。散热器230可采用现有车辆照明技术中应用广泛的散热器230，本申请中不再赘述其结构。

请参照图8，其为本申请一实施方式示出的光形示意图。LED光源210发出的光线从入光部120射入到投射光学元件100，一部分光线经过入光部120的折射可向前传播，直接通过出光部130射出，一部分光线会经过内部反射层141、侧反射层142、上表面反射层143和下表面反射层144的反射，最终从出光部130射出，光融合通道内的光线融合、叠加，使光形过渡更加均匀。

如图8所示，由本申请的投射光学元件100形成的近光光形包括位于光形中心区域的近光中部区域和位于光形展宽区域的近光展宽区域光形，两者部分叠加。近光中部区域光形主要对应本车道以及两侧车道的照明，主要影响驾驶员近光照射区域较远处的可视性，而近光展宽区域光形主要影响车辆1照明范围。

本实施方式中的投射光学元件100形成的光线更均匀。采用本实施方式的投射光学元件100制造的车灯模组200的集成度提高，尺寸更小；由本实施方式中的车灯模组200构成的车灯12结构更简单，稳定性高，特别是应用在角灯中，可根据车辆1转向幅度的不同，控制各光源210的亮灭，使小幅度转向的情况下只开启一侧的光源210，大幅度转向的情况下开启其他光源210，从而增大车辆1侧面的照明范围，实现随动转向角灯等功能，使装有该角灯的车辆1具有更好的照明效果。

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)

1.一种投射光学元件，其特征在于，所述投射光学元件为具有透光性的扇形结构，所述投射光学元件上具有多个齿牙，所述齿牙的横截面呈扇形形状，相邻所述齿牙之间形成齿槽，所述投射光学元件具有：

入光部，为所述齿牙前端面；

出光部，所述多个齿牙的后端相连形成所述出光部，其与所述入光部相对设置，且为所述扇形结构的后截止端面；

反射部，为所述扇形结构中除入光部和出光部以外的所有外表面。

2.根据权利要求1所述的投射光学元件，其特征在于，所述反射部包括：

内部反射层，为所述齿槽的内表面，且与所述入光部相交；

侧反射层，为所述扇形结构的侧表面，且与所述入光部和所述出光部相交。

3.根据权利要求1所述的投射光学元件，其特征在于，所述齿牙的圆心角为10～45°。

4.根据权利要求3所述的投射光学元件，其特征在于，所述齿牙的圆心角为30°。

5.根据权利要求1所述的投射光学元件，其特征在于，所述入光部的形状为矩形、圆形或多边形中的一种或组合。

6.根据权利要求1所述的投射光学元件，其特征在于，所述入光部为平面或凹面或凸面，所述出光部为向外凸出的曲面。

7.一种车灯模组，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的投射光学元件以及与所述投射光学元件相对设置的至少一个光源。

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：

线路板，所述光源设于所述线路板上；

所述投射光学元件与所述线路板连接，使所述入光部与所述光源相对设置。

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。

Images