CN217382777U - 光学元件、车灯模组、车辆照明装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学元件，包括设有第一配光部入光面(11)和第一配光部反射面(12)的第一配光部(1)以及设有第二配光部反射面(21)和第二配光部出光面(22)的第二配光部(2)，两配光部的折射率不同且在两者的连接处形成有分界面(4)；第一配光部反射面至分界面的通光方向与第二配光部反射面至第二配光部出光面的通光方向相交；第一配光部入光面接收的光线能够射入第一配光部，以经由第一配光部反射面反射经分界面射入第二配光部，并经由第二配光部反射面反射至第二配光部出光面射出。此外，本实用新型还涉及一种车灯模组、车辆照明装置及车辆。本实用新型的光学元件集成度高尺寸小，适用于窄长造型的车灯，且能够满足光形需求。

Description

光学元件、车灯模组、车辆照明装置及车辆

技术领域

本实用新型涉及车灯，具体地，涉及一种光学元件。此外，本实用新型还涉及一种车灯模组、车辆照明装置及车辆。

背景技术

随着车辆技术的发展以及车辆普及率的提高，越来越多的消费者开始重视车辆外观的美学设计，车灯的外观设计是车辆外观美学设计的重要部分。

为了适应消费者的需求，现在的市场中对窄长透镜车灯模组的需求越来越多，对透镜出光面的尺寸要求上下尺寸小于等于30mm，尤其是小于等于20mm，左右尺寸一般30mm～300mm不等，甚至大于300mm，比如上下尺寸20mm、左右尺寸220mm的透镜。

但现有技术中，为了使得透镜出光面的上下尺寸能够小于等于30mm，通常是直接将透镜出光面的上下尺寸缩小或者是将透镜及其相应的光学元件同步缩小，但上述的方法会使得车灯模组不能满足光形和光学性能等方面的要求，使得车灯不能满足最基本的照明功能，实用性差。

有鉴于此，需要设计一种光学元件。

实用新型内容

本实用新型第一方面所要解决的技术问题是提供一种光学元件，其集成度高，尺寸小，适用于窄长造型的车灯，且能够满足光形需求。

此外，本实用新型还要解决的问题是提供一种车灯模组，其出光面的上下尺寸小且左右尺寸大，用于窄长造型的车灯，且能够满足相关规定的光形以及光学性能的要求，还能够同时实现形成远光光形和近光光形。

进一步地，本实用新型要解决的问题是提供一种车辆照明装置，其结构细长，能够满足消费者对于窄长型外观的车灯的需求。

更进一步地，本实用新型要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的车辆照明装置结构细长，符合消费者对于窄长型车灯的审美需求，且在保证了外观的美感的同时，也具有良好的照明效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供一种光学元件，包括第一配光部和第二配光部，所述第一配光部包括第一配光部入光面和第一配光部反射面，所述第二配光部包括第二配光部反射面和第二配光部出光面，且所述第一配光部和所述第二配光部的折射率不同，以在所述第一配光部与所述第二配光部的连接处形成有分界面；所述第一配光部反射面至所述分界面的通光方向与所述第二配光部反射面至所述第二配光部出光面的通光方向相交；其中所述第一配光部入光面接收的光线能够射入所述第一配光部，以经由所述第一配光部反射面反射经过所述分界面射入所述第二配光部，从而经由所述第二配光部反射面反射至所述第二配光部出光面射出，以形成照明光形。

优选地，所述第一配光部和所述第二配光部设置为一体结构，所述第一配光部和所述第二配光部均为透明体，且所述第一配光部的折射率小于所述第二配光部的折射率。

可选地，所述第一配光部反射面包括沿所述第一配光部的长度方向布置的多个反射单元面，所述反射单元面为向远离所述第一配光部入光面的方向凸出的曲面，所述分界面包括多个配光单元，各所述配光单元与所述反射单元面一一对应。

进一步可选地，所述分界面为由分界线沿垂直于所述第一配光部入光面方向拉伸形成的曲面，以能够对入射至该分界面的光线进行准直。

优选地，所述配光单元上设有三区结构以用于形成近光三区光形，所述配光单元上还设有至少一种局部照度调节结构，以用于调整光形的局部亮度，所述局部照度调节结构包括局部照度降低结构和局部照度提高结构。

进一步优选地，所述第二配光部反射面为平面。

可选地，所述第二配光部出光面为朝向远离所述第二配光部反射面的方向凸出的曲面。

进一步可选地，所述第二配光部出光面为由出光面基线沿所述第二配光部的长度方向拉伸形成的曲面。

进一步可选地，所述第一配光部配置为：

所述第一配光部反射面中的各所述反射单元面的反光方向相同，且所述第一配光部入光面置于所述第一配光部反射面的前侧，以能够形成近光光形；或者

所述第一配光部入光面置于所述第一配光部反射面的后侧，以能够形成远光光形。

优选地，所述第一配光部配置为：多个所述反射单元面所对应的所述第一配光部入光面按照设定的间隔规律交替设置为置于所述第一配光部反射面的前侧或后侧，以能够形成近光光形或远光光形。

本实用新型另一方面还提供一种车灯模组，包括光源和上述技术方案中任一项所述的光学元件，所述光源布置于所述第一配光部入光面处。

进一步地，本实用新型还提供一种车辆照明装置，其包括上述技术方案中的车灯模组。

进一步地，本实用新型还提供一种车辆，该车辆包括上述技术方案中的车辆照明装置。

通过上述技术方案，本实用新型第一方面所提供的光学元件中的所述第一配光部反射面至所述分界面的通光方向与所述第二配光部反射面至所述第二配光部出光面的通光方向相交，并通过第二配光部上的第二配光部反射面，改变光线的传递方向，使得第一配光部和第二配光部形成的整体是呈现出弯折状的，即是第一配光部相对于第二配光部向上或是向下弯折，该设计通过所述第二配光部反射面的反射作用，在保证了所述第一配光部出光面到所述第二配光部出光面之间有足够的通光距离以实现光线按照设定的要求进行所需的聚拢与发散变化的同时，使得对光线进行聚拢与发散相关的配光结构和调光结构能够布置在所述第一配光部以及所述第二配光部的所述第二配光部入光面处，从而能够有足够的空间来布置相关的配光结构和调光结构，以使得相关的配光结构和调光结构能够具有足够的大小，从而在保证了第二配光部出光面具有较小的上下尺寸的同时，光学元件还能够满足相关的光形以及光学性能需求。

本实用新型第二方面所提供的车灯模组，由于其具有上述的近光光学元件，所以也具有该近光光学元件的所有功能及优点，且能够实现同时形成远光光形和近光光形。

本实用新型第三方面所提供的车辆照明装置，由于其具有上述的车灯模组，所以其能够实现窄长化，以能够符合消费者对于车灯窄长型外观的需要求。

本实用新型第四方面所提供的车辆，该车辆的车辆照明装置在能够符合消费者对于车灯窄长型外观的需要求的同时，还具有良好的照明效果。

有关本实用新型的其它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是本实用新型的光学元件的一种实施例在左前视角下的结构示意图；

图2是本实用新型光学元件的一种实施例在左后视角下的结构示意图；

图3是本实用新型光学元件的一种实施例的爆炸图；

图4是本实用新型光学元件的一种实施例中的第一配光部结构示意图；

图5是本实用新型光学元件的一种实施例中的第二配光部结构示意图；

图6是本实用新型光学元件的一种实施例的俯视图；

图7是图6中A-A方向的剖视图；

图8是本实用新型光学元件的一种实施例的左视图；

图9是图8中B-B方向的剖视图；

图10是本实用新型的车灯模组的一种实施例的结构示意图；

图11是光线在光学元件中的传播路径示意图；

图12是本实用新型的光学元件形成远光光形时在左前视角下的结构示意图；

图13是本实用新型的光学元件形成远光光形时在左后视角下的结构示意图；

图14是本实用新型的光学元件形成远光光形时的俯视图；

图15是图14中D-D方向的剖视图；

图16是本实用新型的光学元件形成远、近光光形时在左前视角下的结构示意图；

图17是本实用新型的光学元件形成远、近光光形时在左后视角下的结构示意图；

图18是本实用新型的光学元件中第二配光部的局部结构的立体图；

图19是图18中E处的放大图；

图20是本实用新型的光学元件中第二配光部的局部结构的俯视图；

图21是图20中F-F方向的剖视图；

图22是图21中G处的放大图；

图23是图20中H-H方向的剖视图；

图24是图23中I处的放大图。

附图标记说明

1-第一配光部 11-第一配光部入光面

12-第一配光部反射面 121-反射单元面

2-第二配光部 21-第二配光部反射面

22-第二配光部出光面 221-出光面基线

23-配光单元 231-三区结构

232-局部照度降低结构 233-局部照度提高结构

3-光源 4-分界面

41-分界线

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，下述的方位词是按照光学元件安装在车辆上之后以车辆作为参考系，前后方向即为车辆长度方向，左右方向即为车辆宽度方向，上下方向即为车辆高度方向；“第二配光部2的长度方向”和：“第一配光部1的长度方向”中的长度方向均是指车辆宽度方向；此外，图3以及图4和图5是为了方便展示“分界面4”以及“配光单元23”的结构，故将“第一配光部1”和“第二配光部2”分开，但实际上本实用新型所提供的光学元件是“第一配光部1”和“第二配光部2”形成的整体结构。

如图1至图9所示，作为本实用新型第一方面所提供的光学元件的一种实施例，该光学元件第一配光部1和第二配光部2，其中第一配光部1包括第一配光部入光面11和第一配光部反射面12；第二配光部2包括第二配光部反射面21和第二配光部出光面22，且第一配光部1和第二配光部2的折射率不同，以在第一配光部1与第二配光部2的连接处形成有分界面4；第一配光部1和第二配光部2之间的具体位置关系可如图7和图8所示，即第一配光部反射面12至分界面4的通光方向与第二配光部反射面21至第二配光部出光面22的通光方向相交，通过该位置关系的设置，并结合第二配光部2上的第二配光部反射面21改变光线的传递方向，能够使得第一配光部1和第二配光部2形成的整体是呈现出弯折状的，即是第一配光部1相对于第二配光部2向上或是向下弯折，该设计通过第二配光部反射面21的反射作用，在保证了分界面4到第二配光部出光面22之间有足够的通光距离以实现光线按照设定的要求进行所需的聚拢与发散变化，从而在保证了第二配光部出光面22具有较小的上下尺寸的同时，光学元件还能够满足相关的光形以及光学性能需求。此外，由于第一配光部1和第二配光部2的折射率不同，因此，两者之间的连接处能够形成可以发生光线折射的分界面4，实现了对光线的配光作用；光线在光学元件中的具体传播路径如图11所示，其中第一配光部入光面11接收的光线能够射入第一配光部1，以经由第一配光部反射面12反射至经过所述分界面4射入第二配光部2，从而经由第二配光部反射面21反射至第二配光部出光面22射出，以形成照明光形。

具体地，第一配光部1和第二配光部2设置为一体结构，且第一配光部1和第二配光部2均优选为透明体，以能够保证高通光率，降低能耗，且还能够防止光学元件中因积攒过多内能而导致光学元件变形失效。特别地，如图1、图3和图5所示，分界面4为由分界线41沿垂直于第一配光部入光面11方向拉伸形成的曲面，以能够对入射至该分界面4的光线进行准直，并形成多个沿第二配光部2的长度方向(也即是分界面4的长度方向)布置的配光单元23，具体地，配光单元23可设置为朝向第二配光部2的外部凸出，即各配光单元23上所对应的分界线41部分是向第二配光部2外部凸出的外凸曲线，以能够使得各配光单元23能够起到汇聚光线的作用，使得光线在经过配光单元23后能够先汇聚向该配光单元23的焦点处，随后再向左右两侧发散，以起到拓宽照明光形宽度的作用，此时，第一配光部1的折射率应当优选设置为小于第二配光部2的折射率。

如图1、图4和图10所示，作为本实用新型第一方面所提供的光学元件的一种实施例，第一配光部反射面12包括沿第一配光部1的长度方向布置的多个反射单元面121，反射单元面121可设置为朝向远离第一配光部入光面11的方向凸出的曲面，以起到聚光的作用，防止光线过度发散，降低利用率，且反射单元面121可设置为与配光单元23一一对应。此外，由于，对于车灯小型化和细长化的要求越来越高，车灯通常采用多个小型光源组合的方式以保证亮度，因此第一配光部入光面11采用单元化的设计，使得每个反射单元面121能够对应一个光源3，从而能够对每个光源3发出的光源进行聚光，以能够获得更好的聚光效果。具体地，第一配光部反射面12可以设置为抛物面，当第一配光部反射面12设置为抛物面时光源3应放置于抛物面的焦点处；此外，在光学元件实现近光照明时，则第一配光部入光面11与第一配光部反射面12相交所形成的相交线形成为截止线结构，截止线结构的形状需要根据相关的国家标准(GB25991)或是相关的地方或是企业标准进行设置，需要注意的是，若是该光学元件实现远光照明时，则该截止线结构则不存在。

如图18至图24所示，作为本实用新型第一方面所提供的光学元件的一种实施例，当光学元件应用于形成近光光形时，配光单元23上应设有三区结构231以用于形成近光三区光形，配光单元23上还设有至少一种局部照度调节结构，以用于调整光形的局部亮度，局部照度调节结构包括局部照度降低结构232和局部照度提高结构233。其中，三区结构231可设置为沿左右方向并列设置的多个朝向第二配光部2的内部凹陷的曲面；一般地，配光单元23设置为朝向第二配光部2外部凸出的曲面，则局部照度降低结构232的曲率应大于配光单元23的曲率，例如局部照度降低结构232设置为向第二配光部2外部凸出的凸起结构，从而通过改变曲率将其对应的投射区域光线扩散，使得该部分投射区域的照度降低；局部照度提高结构233设置为向第二配光部2内部陷入的结构，且陷入的面为平面，从而能够通过改变平面的倾斜度，改变射至其上的光线的传输方向，例如本来这部分光线是投射到0度以下的近光光形区域中的，通过该结构，这部分光线被投射到近光III区区域，提高了近光III区的亮度，即从近光区域拉了一部分光线到近光III区，使得近光III区区域照度符合要求。

如图7和图8所示，作为本实用新型第一方面所提供的光学元件的一种实施例，第二配光部反射面21设置为平面，将第二配光部反射面21设置为平面是能够保证第二配光部2上第二配光部入光面到第二配光部反射面21与第二配光部出光面22到第二配光部反射面21所形成的弯折交汇处能够具有足够的厚度，从而保证第二配光部2具有足够的结构强度不易断裂。

如图1、图7和图8所示，作为本实用新型第一方面所提供的光学元件的一种实施例，第二配光部出光面22为朝向远离第二配光部反射面21的方向凸出的曲面，具体地，如图1、图6和图7所示的，该曲面与第二配光部2的左侧面以及右侧面相交形成的出光面基线221优选设置为向第二配光部2外部凸出的外凸曲线，且第二配光部出光面22设置为由该出光面基线221沿第二配光部2的长度方向拉伸形成的曲面，从而使得第二配光部出光面22仅需要实现将光线向上下方向扩展即可，而光线向左右方向上的扩展则是由配光单元23实现的，因此，能够使得第一配光部入光面11和第一配光部反射面12不需要做特别的光学设计来得到矩形光分布，使得该光学元件结构简单。

作为本实用新型第一方面所提供的光学元件的一种实施例，第一配光部1可如图1和图7所示，配置为第一配光部反射面12中的各反射单元面121的反光方向相同，且第一配光部入光面11置于第一配光部反射面12的前侧，以能够形成近光光形，需要注意的是，当光学元件用于形成近光光形时，可在第二配光部入光面的配光单元23上设置相关的三区结构231以形成近光三区光形；或者，第一配光部1可如图12至图15所示，配置为第一配光部入光面11中的各反射单元面121的反光方向相同，且第一配光部入光面11置于第一配光部反射面12的后侧，以能够形成远光光形。当然，可以理解的是，第一配光部1还可以如图16和图17所示，多个反射单元面121所对应的第一配光部入光面11按照设定的间隔规律交替设置为置于第一配光部反射面12的前侧或后侧，例如，每两个反射单元面121为一组，若某一组中的反射单元面121设置为靠近第二配光部出光面22(即反射单元面121所对应的第一配光部入光面11设置为置于第一配光部反射面12的后侧)，则与该组相邻的组别中的反射单元面121设置为背离第二配光部出光面22(即反射单元面121所对应的第一配光部入光面11设置为置于第一配光部反射面12的前侧)，以能够经由本光学元件形成近光光形或远光光形，从而能够极大地减小车灯模组的体积，以能够使得车辆照明装置更加细长化、小型化。

如图10所示，作为本实用新型第二方面所提供的车灯模组的一种实施例，该车灯模组包括光源3和上述技术方案中任一项所述的光学元件，由于该车灯模组具有上述技术方案中任一项所述的光学元件，因此同样具有上述光学元件的全部技术效果，特别是在能够满足形成符合标准的远近光光形的同时，还能够具有小型化、细长化的特点；此外，光源3布置于第一配光部入光面11处，光源3的数量应当与反射单元面121的数量一致，使得光源3与反射单元面121能够一一对应，且光源3布置于反射单元面121的焦点处，以能够获得良好的聚光效果。

进一步地，作为本实用新型第三方面所提供的车辆照明装置的一种实施例，该车辆照明装置包括上述的车灯模组，由于上述的车灯模组具有小型化和细长化的特点，因此，能够满足将车辆照明装置窄长化的需求，使得车辆照明装置能够符合消费者对于车灯窄长型外观的需要求。

更进一步地，作为本实用新型第四方面所提供的车辆的一种实施例，该车辆具有上述的车辆照明装置，因此，该车辆的车灯造型能够符合消费者对于车灯窄长型外观的需要求，且在满足了外观设计美学的需求的同时，还能够具有良好的照明效果。

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 (13)

1.一种光学元件，其特征在于，包括第一配光部(1)和第二配光部(2)，所述第一配光部(1)包括第一配光部入光面(11)和第一配光部反射面(12)，所述第二配光部(2)包括第二配光部反射面(21)和第二配光部出光面(22)，且所述第一配光部(1)和所述第二配光部(2)的折射率不同，以在所述第一配光部(1)与所述第二配光部(2)的连接处形成有分界面(4)；所述第一配光部反射面(12)至所述分界面(4)的通光方向与所述第二配光部反射面(21)至所述第二配光部出光面(22)的通光方向相交；其中所述第一配光部入光面(11)接收的光线能够射入所述第一配光部(1)，以经由所述第一配光部反射面(12)反射经过所述分界面(4)射入所述第二配光部(2)，从而经由所述第二配光部反射面(21)反射至所述第二配光部出光面(22)射出，以形成照明光形。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光部(1)和所述第二配光部(2)设置为一体结构，所述第一配光部(1)和所述第二配光部(2)均为透明体，且所述第一配光部(1)的折射率小于所述第二配光部(2)的折射率。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光部反射面(12)包括沿所述第一配光部(1)的长度方向布置的多个反射单元面(121)，所述反射单元面(121)为向远离所述第一配光部入光面(11)的方向凸出的曲面，所述分界面(4)包括多个配光单元(23)，各所述配光单元(23)与所述反射单元面(121)一一对应。

4.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述分界面(4)为由分界线(41)沿垂直于所述第一配光部入光面(11)方向拉伸形成的曲面，以能够对入射至该分界面(4)的光线进行准直。

5.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述配光单元(23)上设有三区结构(231)以用于形成近光三区光形，所述配光单元(23)上还设有至少一种局部照度调节结构，以用于调整光形的局部亮度，所述局部照度调节结构包括局部照度降低结构(232)和局部照度提高结构(233)。

6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第二配光部反射面(21)为平面。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的光学元件，其特征在于，所述第二配光部出光面(22)为朝向远离所述第二配光部反射面(21)的方向凸出的曲面。

8.根据权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述第二配光部出光面(22)为由出光面基线(221)沿所述第二配光部(2)的长度方向拉伸形成的曲面。

9.根据权利要求8所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光部(1)配置为：

所述第一配光部反射面(12)中的各所述反射单元面(121)的反光方向相同，且所述第一配光部入光面(11)置于所述第一配光部反射面(12)的前侧，以能够形成近光光形；或者

所述第一配光部入光面(11)置于所述第一配光部反射面(12)的后侧，以能够形成远光光形。

10.根据权利要求9所述的光学元件，其特征在于，所述第一配光部(1)配置为：多个所述反射单元面(121)所对应的所述第一配光部入光面(11)按照设定的间隔规律交替设置为置于所述第一配光部反射面(12)的前侧或后侧，以能够形成近光光形或远光光形。

11.一种车灯模组，其特征在于，包括光源(3)和权利要求1至10中任一项所述的光学元件，所述光源(3)布置于所述第一配光部入光面(11)处。

12.一种车辆照明装置，其特征在于，包括权利要求11中所述的车灯模组。

13.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求12所述的车辆照明装置。

Images