CN218209356U - 光学模组及使用其的车灯及车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种光学模组及使用其的车灯及车辆，包括：光源以及沿光路方向依次设有的至少一个第一反射镜、至少一个第二反射镜和光学透镜；其中第一反射镜布置为能够反射光源发出的光线且使其进入第二反射镜；光学透镜的焦线所在方向与第二反射镜的焦线所在方向垂直。本实用新型可以兼顾光型非对称化以及降低透镜内外的阳光聚焦概率。

Description

光学模组及使用其的车灯及车辆
技术领域
本实用新型涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种光学模组及使用其的车灯及车辆。
背景技术
对于应用在汽车的车灯中的传统透镜结构来说，只有一个焦距，成像的光型是对称光型。而对于近光来说其理想的光型是左右宽，上下窄，对于ADB来说其理想光型是左右窄上下宽；对于这两种需求的光型来说，采用传统的透镜结构要达到同样的光型宽度，设计周期长且设计工艺复杂。
再者，对于车灯阳光聚焦问题，传统的球形透镜组成的透镜模组，在太阳光照射下这种透镜模组的内外部均会形成多个聚焦点，从而导致车灯内出现零件烧蚀的现象，进而影响驾驶安全性。针对此问题的一般解决方案是：球形透镜入光面采用曲面结构，并且增加不锈钢遮光板，让焦点落在钢板上，而不用烧蚀内部塑料零件，但是这样的结构下使得整体的光学模组的结构变复杂了，增加了装配和材料成本。
此外，随着汽车行业的发展逐渐成熟和稳定，车灯造型越来越多样化。远近光模组不再是传统的半圆球型，外观越来越纤细，扁平化和小型化已是汽车车灯设计的主要趋势之一。而当车灯要求成像光型Emax值(最大照度值)要越高，那么意味着透镜焦距也同步增大，在一定程度上，焦距越大，模组在光轴方向的占位尺寸就比较大。
实用新型内容
本实用新型的第一目的是提供一种光学模组，以解决兼顾光型非对称化以及降低透镜内外的阳光聚焦概率的技术问题。
本实用新型的第二目的是提供一种车灯，以解决兼顾光型扁平化以及降低车灯内部零件烧蚀概率的技术问题。
本实用新型的第三目的是提供一种车辆，以解决使得车辆上的车灯兼顾光型扁平化以及降低车灯内部零件烧蚀概率的技术问题。
本实用新型的光学模组是这样实现的：
一种光学模组，包括：光源以及沿光路方向依次设有的至少一个第一反射镜、至少一个第二反射镜和光学透镜；其中
所述第一反射镜布置为能够反射所述光源发出的光线且使其进入所述第二反射镜；
所述光学透镜的焦线所在方向与第二反射镜的焦线所在方向垂直。
在本实用新型可选的实施例中，所述第二反射镜具有沿水平方向的焦线；
所述光学透镜具有沿竖直方向的直线焦点或弧线焦点。
在本实用新型可选的实施例中，所述光学透镜包括出光面和至少一个入光面；以及
所述出光面由其在水平方向的截线沿竖直平面内的截线扫掠而成或者为其在水平方向的截线沿竖直方向拉伸成形。
在本实用新型可选的实施例中，所述光学透镜包括至少两个入光面；以及
至少两个入光面的焦线和焦距相同或者不尽相同。
在本实用新型可选的实施例中，所述第二反射镜具有沿竖直方向的焦线；
所述光学透镜具有沿水平方向的直线焦点或弧线焦点。
在本实用新型可选的实施例中，所述光学透镜包括出光面和至少一个入光面；以及
所述出光面由其在竖直方向的截线沿水平方向内的截线扫掠而成或者为其在竖直方向的截线沿竖直方向拉伸成形。
在本实用新型可选的实施例中，所述第二反射镜的焦线与光学透镜的焦线共同构成光学模组的焦点区域。
在本实用新型可选的实施例中，所述第二反射镜由焦点在光学模组的焦点区域的抛物线沿水平方向拉伸形成。
本实用新型的车灯是这样实现的：
一种车灯，包括：所述光学模组。
本实用新型的车辆是这样实现的：
一种车辆，包括：所述车灯。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型的光学模组及使用其的车灯及车辆，其包括的光学透镜的焦线所在方向与第二反射镜的焦线所在方向垂直。如此结构下，使得整体的光学模组的光型为非对称式效果。
再者，当光学透镜具有竖直方向的直线焦点或弧线焦点，因此当太阳光照射时，在该光学透镜的内部形成的是竖直方向的面聚焦包络而不只是一个点；而在光学透镜的外部，不会形成聚焦点。而当光学透镜具有水平方向的直线焦点或弧线焦点，即整体的光学透镜为类柱面透镜，因此当太阳光照射时，在该光学透镜的内部及外部不会形成任何聚焦点。针对上述两种情况的光学透镜，除非太阳光正对着透镜中心直射，而此种情况发生的可能性非常低；因此，本实用新型能够避免现有技术中存在的透镜的内外部均会形成多个聚焦点而造成车灯内部零件烧蚀的问题产生。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1光学模组的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例1的光学模组的光源、第一反射镜、光学透镜和第二反射镜排列分布的示意图；
图3为本实用新型的实施例2的光学模组的光源、第一反射镜、光学透镜和第二反射镜排列分布的示意图；
图4为本实用新型的实施例3的光学模组的光源、第一反射镜、光学透镜和第二反射镜排列分布的示意图；
图5为本实用新型的光学模组实施例1的第二反射镜的抛物线示意图；
图6为本实用新型的实施例1光学模组的光学效果图；
图7为本实用新型的实施例4光学模组的结构示意图；
图8为本实用新型的光学模组实施例4的第二反射镜的抛物线示意图；
图9为本实用新型的实施例4光学模组的光路示意图；
图10为本实用新型的实施例4光学模组的光学效果图。
图中：光源1、第一反射镜2、第二反射镜3、光学透镜4、平面反射镜5。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例1：
请参阅图1、图2和图5以及图6所示，本实施例提供了一种光学模组，包括：光源1以及沿光路方向依次设有的至少一个第一反射镜2、至少一个第二反射镜3和光学透镜4；其中第一反射镜2布置为能够反射光源1发出的光线且使其进入光学透镜4；光学透镜4的焦线所在方向与第二反射镜3的焦线所在方向垂直。第二反射镜3的焦线与光学透镜4的焦线共同构成光学模组的焦点区域。
具体来说，本实施例中的第二反射镜3具有沿水平方向的焦线；光学透镜4具有沿竖直方向的直线焦点或弧线焦点；此处可选的情况下，第二反射镜的焦距小于光学透镜的焦距。如此结构下，使得本实施例的光学模组为双焦距结构，能够成像出非对称光型，更适用于ADB系统中使用。
此处需要加以说明的是，对于本实施例中定位的“水平方向”和“竖直方向”都是结合的光学模组具体在使用过程中的方位来定义的。
本实施例可以通过多个第二反射镜3的配合来实现沿水平方向的不同的焦距，从而实现不同的上下宽度。且通过多个第二反射镜3的不同空间布置结构对于整体的光学模组的随形造型更有利。
本实施例的第二反射镜3的焦点可以是直线焦点，其形成方式如下：第二反射镜3通过焦点位于光学模组焦点区域的抛物线a，沿水平方向拉伸而成。直线焦点即为位于光学模组的焦点区域的直线。
本实施例的第二反射镜3的焦点可以是弧线焦点，其形成方式如下：第二反射镜3通过焦点位于光学模组焦点区域的抛物线沿水平面内的曲线扫掠而成，弧线焦点则是位于光学模组的焦点区域，与扫掠曲线平行的线。
一种优选的情况下，第一反射镜2的焦距小于等于3mm，以此为了达到同样的照度值，使得整个的光学模组的焦距可以更大，但同时光学模组在光轴方向的距离与传统方案相比可以缩短至少30％。
一种可选的实施情况下，光学透镜4的焦距为第二反射镜3的焦距的3～5倍，可以产生上下宽，左右窄的光型，也使光源1通过该第二反射镜3即可形成矩形的照明光型，不需要额外的光学模组特别设计，使得车灯照明系统结构简单，例如允许光学模组在左右方向的尺寸小于等于15mm，从而满足扁平化造型的车灯的需求。
光学透镜4包括出光面和至少一个入光面；其中的出光面由其在水平方向的截线沿竖直平面内的截线扫掠而成或者为其在水平方向的截线沿竖直方向拉伸成形。其中当出光面通过扫掠形成，使得成像出来的光型的下边界过渡更加平缓。当光学透镜4包括至少两个入光面时；至少两个入光面的焦线和焦距相同或者不尽相同都满足本实施例的使用需求。
举例可选的情况来说，本实施例采用的光学透镜4在水平方向上的截线为平凸曲线或凸平曲线；以及光学透镜4在竖直方向上的截线为平凸曲线或凸平曲线。
第一反射镜2为自由曲面反射镜或抛物线反射镜；以及第一反射镜2的焦距小于等于3mm。其中，当第一反射镜2为自由曲面反射镜时，采用自由曲面反射镜，所谓自由曲面，是指面型可以为任意空间曲面，将配光与反射融为一体，可以使得光源1经过第一反射镜2后反射的光线夹角较大，进而使得成像后的光型照得宽；并且，自由曲面反射镜由多个曲率的自由曲面组成，通过采用自由曲面反射镜作为第一反射镜2，反射光线的方向随着自由曲面反射镜表面的形状连续变化，可以将光线投射到指定的区域，使用自由曲面反射镜不仅制作工艺简单，而且能够让更多的光线进入透镜，提高整体光学模组的效率。
一种可选的实施情况下，举例采用一个第一反射镜2和一个第二反射镜3的情况来说，光源1、第一反射镜2和第二反射镜3沿竖直方向排布，而光学透镜4与第二反射镜3则是沿光轴方向排布。这种排布结构下使得整体的光学模组具有两个不同方向的焦线，并由两个不同方向的焦线来共同组成整体光学模组的焦点区域。因此，可以根据不同的光型需求，调整第二反射镜3和光学透镜4的焦距以满足要求。
在上述结构的基础上，光源1经第一反射镜2的光线再经过第二反射镜3反射，反射出的光线平行于光轴，或光线间的夹角较小，在竖直方向的偏折程度小，使得光线能够尽可能多地进入光学透镜4，从而提高了整个光学模组的光学效率。
综上，对于本实施例的光学模组来说，当第一反射镜2宽度确定的前提下，本光学模组成像的光型的左右宽度由光学透镜4的焦距决定，而光型的上下宽度由第二反射镜3的焦距决定，因此本实用新型可以形成左右窄，上下相对宽的光型且中心亮度高，因此非常适用于ADB系统。而与传统透镜方案相比较，为达到同样光型宽度和中心亮度，本实施例的光学透镜4的焦距比传统方案小至少30％，因此本实施例的光学模组在光轴方向的距离也比传统透镜方案更小。
实施例2：
请参阅图3所示，在实施例1的光学模组的基础上，本实施例提供的光学模组与实施例1的大致结构相同，区别在于，本实施例的光源1、第一反射镜2和第二反射镜3沿光轴方向排布，且在第二反射镜3与光学透镜4之间增加一个平面反射镜5，该平面反射镜5与第二反射镜3沿垂直于光轴的方向排布，而平面反射镜5与光学透镜4则是沿光轴方向排布。
实施例3：
请参阅图4所示，在实施例1的光学模组的基础上，本实施例提供的光学模组与实施例1的大致结构相同，区别在于，本实施例的光源1和第一反射镜2沿光轴方向排布，且在第一反射镜2与第二反射镜3之间增加一个平面反射镜5，该平面反射镜5与第二反射镜3沿光轴的方向排布，而第二反射镜3与光学透镜4则是沿光轴方向排布。
实施例4：
请参阅图7至图10所示，在实施例1的光学模组的基础上，本实施例提供的光学模组的大致结构与实施例1的光学模组相同，区别在于本实施例的第二反射镜3具有沿竖直方向的焦线，且焦线垂直于光轴；光学透镜4具有沿水平方向的直线焦点或弧线焦点；此处可选的情况下，第二反射镜的焦距小于光学透镜的焦距。如此结构下，使得本实施例的光学模组为双焦距结构，分别是光学透镜4的焦距和第二反射镜3的焦距，能够成像出非对称光型，更适用于近光系统中使用。
本实施例中的光学透镜4包括出光面和至少一个入光面；其中的出光面由其在竖直方向的截线沿水平方向内的截线扫掠而成或者为其在竖直方向的截线沿竖直方向拉伸成形。其中当出光面通过扫掠形成，使得成像出来的光型的下边界过渡更加平缓。当光学透镜4包括至少两个入光面时；至少两个入光面的焦线和焦距相同或者不尽相同都满足本实施例的使用需求。
举例可选的情况来说，本实施例采用的光学透镜4在竖直方向上的截线为平凸、双凸或凹凸曲线；以及光学透镜4在水平方向上的截线为平凸、双凸或凹凸曲线。
本实施例的第二反射镜3的焦点可以是直线焦点，其形成方式如下：第二反射镜3通过焦点位于光学模组焦点区域的抛物线a，沿竖直方向拉伸而成。直线焦点即为位于光学模组的焦点区域的直线。光源经第一反射镜2的光线经过第二反射镜3后，反射出的光线相互平行于光轴，或光线间的夹角较小，在竖直方向的偏折程度小，光线能够尽可能多地进入光学透镜4，提高了整个光学模组的光学效率。本实施例中的第二反射镜3可以由多个不同焦距的反射镜共同构成。
再者，举例一种可选的情况来说，光源、第一反射镜2、第二反射镜3沿水平方向排布，光学透镜4与光源、第一反射镜2和第二反射镜3沿光轴方向排布。传统透镜仅具有一个焦点、一个焦距，而本光学系统具有两个不同的焦距，分别是光学透镜4的和第二反射镜3的焦距，且光学透镜4的焦距远大于第二反射镜3的焦距，因此能够轻松获得上下窄左右宽的理想光型。
此外，对于本实施例的光学模组来说，其可以一次反射、一次折射形成浴缸型截止线，且浴缸型截止线左右侧的颜色由第二反射镜3决定，而反射镜折射的光线几乎不会出现色散现象，更偏向于白色。
实施例5：
在实施例1或者实施例2或者实施例3或者实施例4的光学模的基础上，本实施例提供了一种车灯，包括：实施例1的光学模组。本实用新型的车灯具有实施例1或者实施例2或者实施例3或者实施例4的光学模组，对于相应的车灯设计，可以使车灯具有平且宽的造型，例如，使车辆的前照灯呈现扁平的造型。
实施例6：
在实施例5的照明装置的基础上，本实施例提供了一种车辆，包括实施例5的车灯。
以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，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设备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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种光学模组，其特征在于，包括：光源以及沿光路方向依次设有的至少一个第一反射镜、至少一个第二反射镜和光学透镜；其中
所述第一反射镜布置为能够反射所述光源发出的光线且使其进入所述第二反射镜；
所述光学透镜的焦线所在方向与第二反射镜的焦线所在方向垂直。
2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第二反射镜具有沿水平方向的焦线；
所述光学透镜具有沿竖直方向的直线焦点或弧线焦点。
3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，所述光学透镜包括出光面和至少一个入光面；以及
所述出光面由其在水平方向的截线沿竖直平面内的截线扫掠而成或者为其在水平方向的截线沿竖直方向拉伸成形。
4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述光学透镜包括至少两个入光面；以及
至少两个入光面的焦线和焦距相同或者不尽相同。
5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第二反射镜具有沿竖直方向的焦线；
所述光学透镜具有沿水平方向的直线焦点或弧线焦点。
6.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，所述光学透镜包括出光面和至少一个入光面；以及
所述出光面由其在竖直方向的截线沿水平方向内的截线扫掠而成或者为其在竖直方向的截线沿竖直方向拉伸成形。
7.根据权利要求2～6任一项所述的光学模组，其特征在于，所述第二反射镜的焦线与光学透镜的焦线共同构成光学模组的焦点区域。
8.根据权利要求7所述的光学模组，其特征在于，所述第二反射镜由焦点在光学模组的焦点区域的抛物线沿水平方向拉伸形成。
9.一种车灯，其特征在于，包括：如权利要求1～8任一项所述的车灯。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的车灯。
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