CN216644082U - 光学系统、车灯模组、车灯和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车灯，公开了一种光学系统、车灯模组、车灯和车辆。本实用新型提供的光学系统包括光源(1)、反射元件(2)和透镜(3)，所述反射元件(2)位于所述光源(1)的出光光路上，所述透镜(3)位于所述反射元件(2)的出光光路上，所述透镜(3)的前端面和后端面中的至少一者上设置有多个竖向延伸的柱状花纹结构(31)。本实用新型还提供了包括上述光学系统的车灯模组、车灯和车辆。本实用新型提供的光学系统的光形效果佳，有利于缩小透镜尺寸、减小模组的开口尺寸和质量。

Description

光学系统、车灯模组、车灯和车辆

技术领域

本实用新型涉及车灯，具体地，涉及一种光学系统。此外，本实用新型还涉及包含该光学系统的车灯模组、车灯和车辆。

背景技术

在车灯技术领域，车灯模组是指具有透镜或相当结构的零件作为最终出光元件，且用于汽车前照灯的近光或远光照明的装置。随着汽车行业技术的不断改革创新，车灯模组的设计方式也越来越多样化，在车灯模组的综合性能方面提出了越来越多的要求。

目前被广泛使用的车灯模组通常是由反射镜、散热器和透镜组成的光学系统，反射镜的反射面是椭球面，近光光形的截止线是由于散热器遮挡形成的，透镜对被挡的光成像形成照明光形。对于这种对较近的物成像在25米处的方式(将近处的物体成像在无穷远处)，常常选择平凸透镜(平面靠近物方)来实现。

上述车灯模组方案中的透镜尺寸比较大，导致整个车灯模组的尺寸也比较大，重量相对也比较重；散热器遮挡由反射镜出射的光线形成近光光形的截止线，使得截止线需要散热器与反射镜这两个零件的相互配合，对于零件安装公差的要求会更高。

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系统，该光学系统的光形效果佳，有利于缩小透镜尺寸、减小模组的开口尺寸和质量。

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，该车灯模组的光形效果佳，有利于缩小透镜尺寸、减小模组的开口尺寸和质量。

本实用新型第三方面所要解决的问题是提供一种车灯，该车灯的光形效果佳，有利于缩小透镜尺寸、减小模组的开口尺寸和质量。

本实用新型第四方面所要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的车灯光形效果佳，有利于缩小透镜尺寸、减小模组的开口尺寸和质量。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种光学系统，包括光源、反射元件和透镜，所述反射元件位于所述光源的出光光路上，所述透镜位于所述反射元件的出光光路上，所述透镜的前端面和后端面中的至少一者上设置有多个竖向延伸的柱状花纹结构。

优选地，多个所述柱状花纹结构沿左右方向依次排列。

更优选地，所述透镜的前端面和后端面中的至少一者设置为凸面。

作为一种优选的结构形式，所述反射元件靠近所述光源的端面边缘设置有截止线结构，以使得所述光源发出的光线先经所述截止线结构遮光，再经所述反射元件反射后出射至所述透镜，最后经所述透镜投射形成具有明暗截止线的光形。

优选地，所述反射元件包括至少一个沿左右方向排列的反射镜，所述光源与所述反射镜一一对应设置。

更优选地，所述光源位于该光源对应的所述反射镜的焦点处。

具体地，所述反射元件靠近所述光源的端面为平面。

本实用新型第二方面提供一种车灯模组，包括根据上述技术方案中任意一项所述的光学系统。

本实用新型第三方面提供一种车灯，包括根据上述技术方案中任意一项所述的车灯模组。

本实用新型第四方面提供一种车辆，包括根据上述技术方案中任意一项所述的车灯。

通过上述技术方案，本实用新型提供的光学系统在透镜的前端面和/或后端面上设置有竖向延伸的柱状花纹结构，不仅使得投射的光形均匀性好，还有利于缩小透镜的尺寸，进而缩小车灯模组的开口尺寸、减小车灯模组的整体重量；柱状花纹结构为竖向设置，能够通过调节柱状花纹结构的左右宽度和拱高，调节透镜的投射光形的左右扩散角度。

在本实用新型的优选实施方式中，光学系统将截止线结构设置在反射元件靠近光源的端面边缘处，以使得光源发出的光线在经反射元件反射前，先由截止线结构进行遮光，从而使得反射元件的出射光线经透镜投射后形成的光形具有明暗截止线，将截止线结构与反射元件形成为一体结构，避免反射元件与其他遮光零件配合形成明暗截止线时存在的安装误差，有利于减小零件的安装公差，使得光学系统的安装精度高、光形效果佳。

有关本实用新型的其它技术特征和技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型中光学系统的第一种具体实施方式的结构及光路示意图；

图2是图1所示的光学系统的俯视图及光路图；

图3是本实用新型中光学系统的第二种具体实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型中光学系统的第三种具体实施方式的结构示意图；

图5是本实用新型中光学系统的第四种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1光源 2反射元件

21截止线结构 22反射镜

3透镜 31柱状花纹结构

32入光面 33出光面

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“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，基于光学系统，“前”是指透镜3投射的光线出光方向所指的方向，“后”是指与“前”相反的方向，“左”是指沿光线出光方向的左侧，“右”是指沿光线出光方向的右侧，即与车辆正常行驶的左右侧方向相同，“上”是指沿光线出光方向的上方，“下”是指沿光线出光方向的下方。术语为基于附图所示的方向或位置关系，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。

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“设置”、“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，或者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。

本实用新型第一方面提供的一种光学系统，参见图1至图5，包括光源1、反射元件2和透镜3，反射元件2位于光源1的出光光路上，透镜3位于反射元件2的出光光路上，透镜3的前端面和后端面中的至少一者上设置有多个竖向延伸的柱状花纹结构31。

本实用新型提供的光学系统适用于车辆的角灯、弯道辅助照明灯(Bending)、辅助近光灯等宽光束车灯功能。需要说明的是，本实用新型中反射元件2与光源1的方位设置，只要满足反射元件2能够将光源1发出的光线反射后投射至透镜3，以形成所需的光形即可，例如，反射元件2可以是设置在光源1的上方，也可以设置在光源的下方；光源1可以是LED光源，也可以是激光光源，可以是单芯片LED，也可以是多芯片LED；透镜3的后端面作为透镜3的入光面32、前端面作为透镜的出光面33。

上述基础技术方案所提供的光学系统，光源1发出的光线入射至反射元件2，经反射元件2进行反射作用后出射至透镜3，最后经透镜3投射形成所需的光形，反射元件2的出射光线经过透镜3时，柱状花纹结构31使得入射至透镜3的光线在上下方向上没有扩散、仅在左右方向扩散，从而使得透镜3投射的光形均匀性好，还有利于缩小透镜3的尺寸，进而缩小车灯模组的开口尺寸、减小车灯模组的整体重量；通过调节柱状花纹结构31的左右宽度和拱高，能够实现调节透镜3的投射光形的左右扩散角度。

作为本实用新型中光学系统的一种优选实施方式，多个柱状花纹结构31沿左右方向依次排列，此时，入光面32或者出光面33上的各个柱状花纹结构31可以是左右宽度和拱高分别相同，也可以是分别不同的，在入光面32和出光面33均设置有柱状花纹结构31时，两个面上的柱状花纹结构31的左右宽度和拱高可以是相同的，也可以是不同的。在透镜3的结构设计时，可以通过调整柱状花纹结构31的数量、左右宽度和拱高中的至少一者，实现对透镜3的投射光形的左右扩散角度的调控。

作为本实用新型中光学系统的一种优选实施方式，透镜3的前端面和后端面中的至少一者设置为凸面，即可以是入光面32设置为凸面，可以是出光面33设置为凸面，也可以是入光面32和出光面33均设置为凸面，以能够对入射至透镜3的光线进行进一步的扩散以形成所需的光形。

本实用新型的光学系统可以用于形成具有明暗截止线的光形，相应地，该光形需要在光学系统中设置截止线结构21，截止线结构21可以是单独设置，也可以是与反射元件2形成一体结构。优选情况下，反射元件2靠近光源1的端面边缘设置有截止线结构21，以使得光源1发出的光线先经截止线结构21遮光，再经反射元件2反射后出射至透镜3，最后经透镜3投射形成具有明暗截止线的光形。此时，将截止线结构21与反射元件2形成为一体结构，避免反射元件2与其他遮光零件配合形成明暗截止线时存在的安装误差，有利于减小光学系统内零件的安装公差。

具体地，在反射元件2位于光源1的上方时，截止线结构21设置在反射元件2的下端面的边缘处，此时，光源1发出的光线的光路图如图1和图2所示。

本实用新型中，反射元件2采用现有能够反射光线的反射器，优选地，反射元件2采用反射镜，具体地，可以是椭球面反射镜，也可以其它符合使用需求的反射镜。作为本实用新型中光学系统的一种优选实施方式，反射元件2包括至少一个沿左右方向排列的反射镜22，光源1与反射镜22一一对应设置。反射镜22设置多个时，每个反射镜22靠近相应的光源1的端面上独立地形成有截止线结构21，在使得透镜3投射所形成的光形具有明暗截止线的同时，有效提高透镜3投射所形成的光形的整体照度和光形均匀性。多个反射镜22可以是独立设置，也可以是相互连接形成一体，优选为相互连接形成一体，以增强反射元件2的整体结构稳定性和安装精度，提高多个反射镜22相配合时的光学精度。

优选情况下，光源1位于该光源1对应的反射镜22的焦点处，以能够进一步提高光学系统所形成的光形的光通量和照度。

本实用新型中，反射元件2靠近光源1的端面可以是平面、凸面、凹面中的一种，优选为平面，此时，截止线结构21所处的端面上没有拐点，从而截止线结构21能够使得透镜3投射的光形上形成不具有拐点的明暗截止线，以符合角灯、弯道辅助照明灯或辅助近光灯的照明要求，优化光学系统的光形效果。

在反射镜22的数量有多个的情况下，多个反射镜22的出射光线同时向前照射在透镜3上，或者将多个反射镜22的出射光线同时照射在透镜3的某一焦点上，透镜3投射的光形上会出现多个亮斑或者是均匀性较难控制。此时，柱状花纹结构31则可以使得多个反射镜22的出射光线经过透镜3时能够相互交叉扩散，从而使得透镜3投射形成的光形更加均匀。

作为本实用新型中光学系统的第一种优选实施方式，如图3所示，包括光源1、反射元件2和透镜3，反射元件2包括两个沿左右方向排列的反射镜22，反射镜22位于相应的光源1的出光光路上，光源1位于相应的反射镜22下方的焦点处，两个反射镜22的下端面均为平面且边缘设置有截止线结构21，透镜3位于反射元件2的前方，透镜3的入光面32为平面、出光面33为凸面，透镜3的入光面32上设置有多个沿左右方向依次排列的竖向延伸的柱状花纹结构31。

上述光学系统中各个光源1发出的光线传输至相应的反射镜22，先经截止线结构21进行遮光，遮光后的光线再经反射镜22进行反射作用后出射至透镜3，入光面32上的柱状花纹结构31不仅使得两个反射镜22的出射光线经过透镜3时相互交叉扩散，而且控制透镜3出射的光线在左右方向的扩散角度，出光面33的凸面使得透镜3出射的光线进一步扩散，从而使得透镜3投射形成较为均匀的具有明暗截止线的光形。

作为本实用新型中光学系统的第二种优选实施方式，如图4所示，包括光源1、反射元件2和透镜3，反射元件2包括两个沿左右方向排列的反射镜22，反射镜22位于相应的光源1的出光光路上，光源1位于相应的反射镜22下方的焦点处，两个反射镜22的下端面均为平面且边缘设置有截止线结构21，透镜3位于反射元件2的前方，透镜3的入光面32为平面、出光面33为凸面，透镜3的入光面32和出光面33上均设置有多个沿左右方向依次排列的竖向延伸的柱状花纹结构31。

上述光学系统中各个光源1发出的光线传输至相应的反射镜22，先经截止线结构21进行遮光，遮光后的光线再经反射镜22进行反射作用后出射至透镜3，入光面32和出光面3上的柱状花纹结构31不仅使得两个反射镜22的出射光线经过透镜3时相互交叉扩散，而且控制透镜3出射的光线在左右方向的扩散角度，出光面33的凸面使得透镜3出射的光线进一步扩散，从而使得透镜3投射形成较为均匀的具有明暗截止线的光形。

作为本实用新型中光学系统的第三种优选实施方式，如图5所示，包括光源1、反射元件2和透镜3，反射元件2包括两个沿左右方向排列的反射镜22，反射镜22位于相应的光源1的出光光路上，光源1位于相应的反射镜22下方的焦点处，两个反射镜22的下端面均为平面且边缘设置有截止线结构21，透镜3位于反射元件2的前方，透镜3的入光面32为凸面、出光面33为平面，透镜3的入光面32和出光面33上均设置有多个沿左右方向依次排列的竖向延伸的柱状花纹结构31，即将第二种优选实施方式中的透镜3前后反用。

上述光学系统中各个光源1发出的光线传输至相应的反射镜22，先经截止线结构21进行遮光，遮光后的光线再经反射镜22进行反射作用后出射至透镜3，入光面32和出光面3上的柱状花纹结构31不仅使得两个反射镜22的出射光线经过透镜3时相互交叉扩散，而且控制透镜3出射的光线在左右方向的扩散角度，透镜3上的凸面靠近反射镜，通过调整柱状花纹结构31可以获得均匀性更优的投射光形。

本实用新型第二方面提供了一种车灯模组，包括根据上述任意一项所述的光学系统。透镜3上的柱状花纹结构31使得车灯模组的光形效果佳，有利于缩小透镜尺寸、减小模组的开口尺寸和质量。

本实用新型第三方面提供了一种车灯，包括根据上述任意一项所述的车灯模组。因此至少具有上述光学系统和车灯模组实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本实用新型第四方面提供了一种车辆，包括根据上述任意一项所述的车灯。因此至少具有上述光学系统和车灯模组实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

由以上描述可以看出，本实用新型提供的光学系统中透镜3的前端面和/或后端面上设置有柱状花纹结构31，不仅使得投射的光形均匀性好，还有利于缩小透镜3的尺寸，进而缩小车灯模组的开口尺寸、减小车灯模组的整体重量；柱状花纹结构31为竖向设置，能够通过调节柱状花纹结构31的左右宽度和拱高，调节透镜3的投射光形的左右扩散角度。

在本实用新型的优选实施方式中，截止线结构21设置在反射元件2靠近光源1的端面边缘处，使得光源1发出的光线在经反射元件2反射前，先由截止线结构21进行遮光，从而使得反射元件2的出射光线经透镜3投射后形成的光形具有明暗截止线，将截止线结构21与反射元件2形成为一体结构，避免反射元件2与其他遮光零件配合形成明暗截止线时存在的安装误差，有利于减小零件的安装公差，使得光学系统的安装精度高、光形效果佳。

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此。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，包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学系统，其特征在于，包括光源(1)、反射元件(2)和透镜(3)，所述反射元件(2)位于所述光源(1)的出光光路上，所述透镜(3)位于所述反射元件(2)的出光光路上，所述透镜(3)的前端面和后端面中的至少一者上设置有多个竖向延伸的柱状花纹结构(31)，所述反射元件(2)包括至少一个沿左右方向排列的反射镜(22)，所述反射镜(22)中的至少一个与所述透镜(3)的前端面和/或后端面上的多个所述柱状花纹结构(31)相对应。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，多个所述柱状花纹结构(31)沿左右方向依次排列。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜(3)的前端面和后端面中的至少一者设置为凸面。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学系统，其特征在于，所述反射元件(2)靠近所述光源(1)的端面边缘设置有截止线结构(21)，以使得所述光源(1)发出的光线先经所述截止线结构(21)遮光，再经所述反射元件(2)反射后出射至所述透镜(3)，最后经所述透镜(3)投射形成具有明暗截止线的光形。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述光源(1)与所述反射镜(22)一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于，所述光源(1)位于该光源(1)对应的所述反射镜(22)的焦点处。

7.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述反射元件(2)靠近所述光源(1)的端面为平面。

8.一种车灯模组，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任意一项所述的光学系统。

9.一种车灯，其特征在于，包括根据权利要求8所述的车灯模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的车灯。

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