CN218599568U - 纯反射式光学系统、车灯及车辆 - Google Patents

纯反射式光学系统、车灯及车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种纯反射式光学系统、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元件、至少一个第二反射元件和至少一个第三反射元件；其中第一反射元件布置为能够反射光源发出的光线且使其进入第二反射元件；任意一个第三反射元件的焦线所在方向与任意一个第二反射元件的焦线所在方向垂直。

Description

纯反射式光学系统、车灯及车辆
技术领域
本实用新型涉及照明装置技术领域，尤其涉及一种纯反射式光学系统、车灯及车辆。
背景技术
传统的纯反射式大灯中的每个光源对应的反射面一般由数个不同分区的小反射面组成，分别对应不同的配光分区域；这种结构的大灯在实际生产过程中存在多个小反射面拼接处的加工工艺复杂且拼接形成的结构不稳定的问题，而反射面的拼接处的拼接效果会影响最终形成的大灯使用过程中的成像效果，例如会存在杂光问题，而杂光是传统反射镜大灯中最常见且最棘手的问题。
再者，对于应用在汽车的车灯中的传统大灯结构来说，通常只有一个焦距，因此成像的光型是对称光型（本申请中的对称光型具体指的是光型在左右方向的宽度与其在上下方向的宽度是一致的）。这种情况下，为了取得较好的光型和满足产品的生产要求，不得不优先满足光型在上下方向的宽度；然后通过不同的分区，进行左右扩散来满足左右方向的宽度，因此整体的设计过程非常繁琐，且必须依赖于光学软件来辅助实现。
然而，对于近光来说其理想的光型是左右宽，上下窄，而对于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，如果采用传统的反射式大灯要达到同样的光型宽度，必然存在设计周期长且设计工艺复杂的问题。
故而，针对现有技术中一般采用的纯反射式大灯来说，无法兼顾大灯加工工艺的简化以及成像光型的非对称性（光型在左右方向的宽度与其在上下方向的宽度不一致）效果的问题。
实用新型内容
本实用新型的第一目的是提供一种纯反射式光学系统，以解决兼顾大灯加工工艺的简化以及成像光型的非对称性效果的技术问题。
本实用新型的第二目的是提供一种车灯，以解决兼顾车灯加工工艺的简化以及成像光型的非对称性效果的技术问题。
本实用新型的第三目的是提供一种车辆，以解决兼顾车灯加工工艺的简化以及成像光型的非对称性效果的技术问题。
本实用新型的纯反射式光学系统是这样实现的：
一种纯反射式光学系统，包括：光源以及沿光路方向依次设有的至少一个第一反射元件、至少一个第二反射元件和至少一个第三反射元件；其中
所述第一反射元件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元件；
任意一个所述第三反射元件的焦线所在方向与任意一个第二反射元件的焦线所在方向垂直。
在本实用新型可选的实施例中，所述第二反射元件的焦距小于第三反射元件的焦距。
在本实用新型可选的实施例中，任意一个所述第二反射元件的焦距小于任意一个第三反射元件的焦距。
3.根据权利要求2所述的纯反射式光学系统，其特征在于，每个所述第二反射元件均具有沿光轴方向的焦线；
每个所述第三反射元件均具有垂直于光轴方向的焦线。
4.根据权利要求3所述的纯反射式光学系统，其特征在于，所述第二反射元件的焦线与第三反射元件的焦线共同构成纯反射式光学系统的焦点区域。
5.根据权利要求3或4所述的纯反射式光学系统，其特征在于，任意一个所述第二反射元件由垂直于光轴的平面内的第一抛物线沿着光轴方向拉伸或者扫掠形成。
在本实用新型可选的实施例中，任意一个所述第二反射元件的焦线是由第一抛物线的焦点沿光轴方向拉伸或者扫掠而成。
在本实用新型可选的实施例中，任意一个所述第三反射元件由垂直于光轴的竖直平面内的第二抛物线沿着水平方向或者水平面内的扫掠曲线扫掠形成。
在本实用新型可选的实施例中，任意一个所述第三反射元件的焦线由第二抛物线的焦点沿着水平方向拉伸或者扫掠形成。
本实用新型的车灯是这样实现的：
一种车灯，包括：所述纯反射式光学系统。
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：本实用新型的纯反射式光学系统、车灯及车辆，整体的光学系统由多个反射元件组成，且第一反射元件、第二反射元件和第三反射元件均为完整的反射面，而非由小块状反射面拼接而成，因此可以简化加工工艺来降低总体加工成本，同时还能优化加工形成的产品的整体质量。
此外，第三反射元件的焦线所在方向与第二反射元件的焦线所在方向垂直，如此结构下，使得整体的纯反射式光学系统的光型呈现左右方向的宽度与上下方向的宽度不一致的效果。
再者，本实用新型纯反射式光学系统应用在车灯中时没有折射，只有反射，因此不会出现色散问题。
附图说明
图1为实施例1的纯反射式光学系统光学元件排布图；
图2为实施例1的纯反射式光学系统的排布主视图；
图3为一束平行光反向通过实施例1的纯反射式光学系统的第二反射元件的光线原理图；
图4为一束竖直方向的平行光反向通过实施例1的纯反射式光学系统的第二反射元件的光线分布图；
图5为一束平行光反向通过实施例1的纯反射式光学系统的第二反射元件在水平面内光线分布图；
图6为一束平行光反向通过实施例1的纯反射式光学系统的第三反射元件的光线原理图；
图7为平行于光轴的平行光反向通过实施例1的纯反射式光学系统的第三反射元件的光线分布图；
图8为一束平行光反向通过实施例1的纯反射式光学系统的第三反射元件在竖直面内光线分布图；
图9为实施例1的纯反射式光学系统的光型图；
图10为实施例2的纯反射式光学系统光学元件排布图；
图11为实施例2的纯反射式光学系统的排布主视图；
图12为实施例2的纯反射式光学系统的光型图。
图中：光源1、第一反射元件2、第二反射元件3、第三反射元件4、第一抛物线a、第二抛物线b、第二反射元件的焦线Fa、第三反射元件的焦线Fb。
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至图9所示，本实施例提供了一种纯反射式光学系统，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元件2、至少一个第二反射元件3和至少一个第三反射元件4；其中第一反射元件2布置为能够反射光源1发出的光线且使其进入第二反射元件3；任意一个第三反射元件4的焦线所在方向与任意一个第二反射元件3的焦线所在方向垂直。
在本实施例中的第一反射元件2、第二反射元件3和第三反射元件4均为完整的反射面结构，而非由小块状反射面拼接而成，因此，本实施例制成的整体的纯反射式光学系统在加工工艺上的稳定性更好。
基于上述结构，一种具体可选的实施情况下，光源1可以是多个光源1，对应的第一反射元件2和第二反射元件3以及第三反射元件4可以是一对一地与多个光源1配合，也就是说一个光源1对应一个第一反射元件2、一个第二反射元件3和第三反射元件4，即对于整个的纯反射式光学系统来说，光源1、第一反射元件2、第二反射元件3和第三反射元件4的数量都是相同的，如此结构下，第一反射元件2、第二反射和第三反射元件4的设计数量均直接根据光源1的数量来确定。
还一种具体可选的实施情况下，光源1还是多个光源1，对应的第一反射元件2和第二反射元件3一对一地与多个光源1配合，也就是说一个光源1对应一个第一反射元件2和一个第二反射元件3，而多个光源1则是配置一个整体式第三反射元件4，即对于整个的纯反射式光学系统来说，光源1、第一反射元件2和第二反射元件3的数量相同，但仅仅具有一个第三反射元件4，如此结构下，第一反射元件2和第二反射的设计数量均直接根据光源1的数量来确定，而第三反射元件4则是固定设计为一个即可。上述这两种实施方式都是满足本实施例的使用需求的。本实施例附图仅仅以这种情况为例，故而一下描述结合附图以一个整体式的第三反射元件4配合多个光源1、分别与光源1的数量相同的第一反射元件2和第二反射元件3的情况为例。
另外，还有必要说明的是，本实施例中所有第二反射元件3的焦线与第三反射元件4的焦线共同构成纯反射式光学系统的焦点区域。当一束平行于光轴的平行光反向依次通过第三反射元件4和第二反射元件3后，光线汇聚于纯反射式光学系统的焦点区域处。
大致来说，本实施例中的每个第二反射元件3均具有沿光轴方向的焦线；第三反射元件4具有垂直于光轴方向的焦线。此处可选的情况下，么个第二反射元件3的焦距均小于第三反射元件4的焦距。如此结构下，使得本实施例的纯反射式光学系统为双焦距结构，能够成像出非对称光型，可以轻松成像出左右宽且上下窄的光型，非常适用于近光和远光使用。此处可选的一种实施情况下，当整体的纯反射式光学系统采用多个光源1配合多个第二反射元件3而只配置一个第三反射元件4时，此时可以是每个第二反射元件3与第三反射元件4的焦距可以互为不同，从而使得整体纯反射式光学系统的设计更为灵活。
更为详细的，首先，每个第二反射元件3均由垂直于光轴的平面内的第一抛物线a沿着光轴方向拉伸或者扫掠形成。且每个第二反射元件3的焦线则是由第一抛物线a的焦点沿光轴方向拉伸或者扫掠而成。第二反射元件3在垂直于光轴的竖直平面内的剖面线是第一抛物线a，而第二反射元件3在平行于光轴的水平面内的剖面线为直线或者与扫掠曲线平行的曲线。一束竖直方向的平行光反向通过第二反射元件3后，汇聚于其焦线Fa。
其次，第三反射元件4由垂直于光轴的竖直平面内的第二抛物线沿着水平方向或者水平面内的扫掠曲线扫掠形成。且第三反射元件4的焦线则由第二抛物线的焦点沿着水平方向拉伸或者扫掠形成。第三反射元件4在平行于光轴的竖直平面内的剖面线为第二抛物线b或者与之平行的抛物线，在水平面内的剖面线为直线或者与扫掠曲线平行的曲线。当一束平行于光轴的平行光反向通过第三反射元件4后，汇聚于其焦线Fb。
综上，对于本实施例的纯反射式光学系统来说，当第一反射元件2宽度确定的前提下，本纯反射式光学系统成像的光型的左右宽度由第三反射元件4的焦距决定，而光型的上下宽度由第二反射元件3的焦距决定，因此本实用新型可以形成左右宽，上下相对窄的光型。并且整体的纯反射式光学系统由多个反射元件组成，且第一反射元件2、第二反射元件3和第三反射元件4均为完整的反射面，而非由小块状反射面拼接而成，因此可以简化加工工艺来降低总体加工成本，同时还能优化加工形成的产品的整体质量。
实施例2：
请参阅图10至图12所示，在实施例1的纯反射式光学系统的基础上，本实施例提供的纯反射式光学系统与实施例1的大致结构相同，区别在于，每个第二反射元件3均具有光轴方向的焦线，第三反射元件4则是具有垂直方向的焦线。第三反射元件4的焦距大于任意一个第二反射元件3的焦距，可以轻松成像出左右窄、上下宽的光型，此时需要视情况在基面加上规则的小花纹，比如条纹，以使光型更均匀，非常适合于ADB系统。
实施例3：
在实施例1或者实施例2的纯反射式光学系统的基础上，本实施例提供了一种车灯，包括：实施例1或者实施例2的纯反射式光学系统。
实施例4：
在实施例3的车灯的基础上，本实施例提供了一种车辆，包括实施例3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)

1.一种纯反射式光学系统，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元件、至少一个第二反射元件和至少一个第三反射元件；其中
所述第一反射元件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元件；
任意一个所述第三反射元件的焦线所在方向与任意一个第二反射元件的焦线所在方向垂直。
2.根据权利要求1所述的纯反射式光学系统，其特征在于，任意一个所述第二反射元件的焦距小于任意一个第三反射元件的焦距。
3.根据权利要求2所述的纯反射式光学系统，其特征在于，每个所述第二反射元件均具有沿光轴方向的焦线；
每个所述第三反射元件均具有垂直于光轴方向的焦线。
4.根据权利要求3所述的纯反射式光学系统，其特征在于，所述第二反射元件的焦线与第三反射元件的焦线共同构成纯反射式光学系统的焦点区域。
5.根据权利要求3或4所述的纯反射式光学系统，其特征在于，任意一个所述第二反射元件由垂直于光轴的平面内的第一抛物线沿着光轴方向拉伸或者扫掠形成。
6.根据权利要求5所述的纯反射式光学系统，其特征在于，任意一个所述第二反射元件的焦线是由第一抛物线的焦点沿光轴方向拉伸或者扫掠而成。
7.根据权利要求3或4所述的纯反射式光学系统，其特征在于，任意一个所述第三反射元件由垂直于光轴的竖直平面内的第二抛物线沿着水平方向或者水平面内的扫掠曲线扫掠形成。
8.根据权利要求7所述的纯反射式光学系统，其特征在于，任意一个所述第三反射元件的焦线由第二抛物线的焦点沿着水平方向拉伸或者扫掠形成。
9.一种车灯，其特征在于，包括：如权利要求1～8任一项所述的纯反射式光学系统。
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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