CN219102782U - 一种光学系统及一种车灯模组、一种远光灯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学系统及一种车灯模组、一种远光灯模组。所述光学系统包括光学配光件和光源，所述光学配光件向自前向后依次设有入光部、第一导光部和第二导光部；第二光导部在所述第一、第二导光部的交界处形成截止面，第二导光部的后端面为出光面，用于在竖直方向上对光线准直；截止面与出光面之间设有准直槽，用于在水平方向上对光线准直；所述光源的光线经入光部汇聚于截止面后经由出光面射出光学配光件；在设有准直槽的部分，光线经由准直槽射向出光面。所述车灯模组和远光灯模组包括上述光学系统。采用上述技术方案后，通过准直槽和出光面的配合，减少了光学结构，降低了生产的难度和成本，也更好地满足了出光面窄长造型的需求。

Description

一种光学系统及一种车灯模组、一种远光灯模组

技术领域

本实用新型涉及车灯技术领域，尤其涉及一种光学系统及一种车灯模组、一种远光灯模组。

背景技术

现有的汽车大灯模组的常见光学结构为一个凸透镜加至少一个的配光镜，光源发出的光经由配光镜汇聚后照射到凸透镜的焦点附近，凸透镜把该焦点附近的光放大并照射到远处形成路面的光型。可见，这种技术方案需要至少两个光学结构，不仅在实际生产中需要准确匹配光源和各光学结构的相对位置，比较繁琐，而且，也难以满足市场对车灯模组窄长型造型的需求。

因此，提供一种一体成型的高效率、窄造型的光学系统及车灯模组成为需要解决的技术问题。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种光学系统及一种车灯模组，

本实用新型公开了一种光学系统，所述光学配光件沿第一方向自前向后依次设有入光部、第一导光部和第二导光部；所述入光部用于汇聚由光源出射的光线，使所述光线射入所述第一导光部；所述第二光导部在竖直方向上相对于所述第一导光部向下或向上凸出，凸出的部分在所述第一、第二导光部的交界处形成截止面；其中，向下凸出时，所述截止面与所述第一导光部的下表面的交界线为光型截止线，向上凸出时，所述截止面与所述第一导光部的上表面的交界线为光型截止线；所述第二导光部在所述第一方向上的后端面为出光面，用于在竖直方向上对射入所述出光面的光线进行准直；所述截止面与所述出光面之间设有至少一个准直槽，所述准直槽沿竖直方向贯通，其靠近所述截止面的一侧包括至少一个准直曲面，用于在第二方向上对射入所述准直槽的光线进行准直，其中，所述第二方向为第一方向在水平面上的正交方向；所述光源的光线经所述入光部进入所述光学配光件，汇聚于所述截止面后进入第二导光部，经由所述出光面射出所述光学配光件；其中，部分所述光线在所述第二导光部内经由所述准直槽射向所述出光面。

进一步地，所述出光面为沿第二方向延伸的外凸曲面，所述准直曲面为沿竖直方向延伸的后凸曲面。

进一步地，所述准直曲面的焦面和出光面的焦面位于所述光型截止线所在的竖直平面。

进一步地，所述准直槽在所述第二方向上靠近所述第二导光部的一侧设置。

进一步地，所述入光部包括沿所述第二方向并列排布的多个入光单元，所述入光单元包括入光面和聚光部件，所述光源发出光线后经由所述入光面进入所述入光单元，所述聚光部件用于汇聚所述光线。

进一步地，所述入光面为与所述光源对应的球形面，所述聚光部件为具有全反射和聚光作用的椭球形面；其中，所述椭球形面的第一焦点落于对应的光源上，第二焦点位于所述光型截止线上。

进一步地，包括1个所述准直槽，所述准直槽的准直曲面包括一个或者两个连续的所述后凸曲面。

进一步地，所述准直槽靠近所述出光面的一侧为竖直的出光平面，所述出光平面与所述后凸曲面之间最窄处的距离为2-5mm。

本实用新型还公开了一种车灯模组，包括上述的光学系统，其中，所述第二光导部在竖直方向上相对于所述第一导光部向下凸出，所述光型截止线为所述截止面与所述第一导光部的下表面的交界线。

本实用新型还公开了一种远光灯模组，包括上述的光学系统，其中，所述第二光导部在竖直方向上相对于所述第一导光部向上凸出，所述光型截止线为所述截止面与所述第一导光部的上表面的交界线。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

通过内部准直槽和出光面的配合，把传统透镜的光学作用拆分成水平和垂直方向，通过横向尺寸的叠加实现相当的光学效果，一方面一体成型的光学配光件减少了光学结构，降低了生产的难度和成本，另一方面，也更好地满足了出光面窄长造型的需求。

附图说明

图1为第一实施例的光学系统的透视图；

图2为第一实施例的光学系统的俯视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图2中B-B剖视图；

图5为图2中C-C剖面图；

图6为图2中D-D剖面图；

图7为第二实施例的光学系统的透视图；

图8为第二实施例的光学系统的俯视图；

图9为图8中E-E方向的剖视图；

图10为第二实施例的光学系统的后视图；

图11为图10中F-F剖视图；

图12为第一、第二实施例的侧视方向的光路示意图；

图13为第二实施例中光线经准直槽准直的光路示意图；

图14为第二实施例中光线经准直槽准直后形成的光型图；

图15为第二实施例中光线在未设有准直槽的区域中光路示意图；

图16为第二实施例中光线在未设有准直槽的区域中传播后形成的光型图；

附图标记：

1-入光部，11-入光面，12-聚光部件，2-第一导光部，3-第二导光部，31-截止面，311-光型截止线，4-出光面，5-准直槽，51-准直曲面，52-出光平面，6-光源

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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。

本实用新型提供了一种光学系统，包括光学配光件和光源，为了描述方便，以第一方向为X轴方向，以第二方向为Y轴方向，以竖直方向为Z轴方向建立三维坐标系。所述第一方向为自后向前的方向，所述第二方向为所述第一方向在水平面上的正交方向；“上”是指所述光学配光件的出光方向的上侧，“下”所述光学配光件的出光方向的下侧。

第一实施例

参阅图1，为符合本实用新型的光学系统一个实施例的透视图。所述光学配光件为一体成型件，沿X轴方向自前向后依次设有入光部1、第一导光部2和第二导光部3；所述入光部1用于汇聚由光源6出射的光线，使所述光线射入所述第一导光部2。

所述第二导光部3在Z轴方向上相对于所述第一导光部2向下凸出，凸出的部分在所述第一导光部2和第二导光部3的交界处形成截止面31，所述截止面31与所述第一导光部2的下表面的交界线为光型截止线311；所述第二导光部2在所述X轴方向上的后端面为出光面4，用于在Z轴方向上对射入所述出光面4的光线进行准直；所述截止面31与所述出光面4之间设有至少一个准直槽5；其中，所述准直槽5沿Z轴方向贯通，其靠近所述截止面31的一侧包括至少一个准直曲面51，用于在Y轴方向上对射入所述准直槽5的光线进行准直。

所述光源6的光线经所述入光部1进入所述光学配光件，汇聚于所述截止面31后进入第二导光部3，经由所述出光面4射出所述光学配光件；其中，部分所述光线在所述第二导光部3内经由所述准直槽5射向所述出光面4。

结合图2-4，所述入光部1包括沿所述Y轴方向并列排布的多个入光单元，每个所述入光单元对应适配有各自的光源6，所述入光单元包括入光面11和聚光部件12，所述光源发出光线后经由所述入光面11进入所述入光单元，所述聚光部件12用于汇聚所述光线。

本实施例中，所述入光部1采用非直射式，入光面11为开口向下的球形面，设于所述入光部1的下表面的端部，能够使光源6的光线在经由入光面11进入所述光学配光件时不发生偏折。所述聚光部件12为具有汇聚作用的全反射曲面，优选地，所述全反射曲面为椭球形面。其中，所述椭球形面的第一焦点与光源6的位置重合，第二焦点位于所述截止面31，利用椭球形曲面的双焦点特性，所述光源6的入射光线可以在所述全反射曲面发生全反射并且汇聚于所述截止面31。

应当理解的是，符合本实用新型的光学系统可以有其它形式的入光部，能够实现入光并将入射光线汇聚到所述截止面31即可。例如，采用直射式入光部，所述入光面11与所述出光面4沿同一轴线设置，所述聚光部件12为开口向后的聚光碗，自所述入光面11向前方凸出。

应当理解的是，本实施例中，所述光型截止线311用于形成出光光型的上截止线，可以满足汽车近光灯、雾灯、角灯的光型要求。所述光型截止线311的形状和位置决定了最终出光光型的形状和位置，因此在不同的实施例中，可以根据实际光型需要进行调整。具体地，本实施例中，所述光型截止线311为折线型，为符合法规规定的近光灯截止线的形状。

结合图1和图3，所述第二导光部2在X轴方向上的后端面为出光面4，用于在Z轴方向上对射入所述出光面4的光线进行准直，所述出光面4为沿Y轴方向延伸的顺滑外凸曲面，进一步地，所述出光面4的焦面位于所述光线截止线311所在的竖直平面。

本实施例中，所述截止面31与所述出光面4之间设有一个准直槽5，所述准直槽5的其余四个面分别在X轴、Y轴方向两两相对。其中，在X轴方向上，靠近所述截止面31的一侧包括两个连续的准直曲面51，靠近所述出光面4的一侧为竖直的出光平面52。所述准直曲面51为沿Z轴方向延伸的后凸曲面，Z轴方向的光线经过准直曲面51后方向不会改变，Y轴方向上的光线经过所述准直曲面51被准直为平行光，该平行光经过所述出光平面52后方向不发生改变，继续传播射向所述出光面4。

所述准直槽5的具体位置通过如下方式确定：在X轴方向上，优选地，所述准直曲面4的焦面位于所述光线截止线311所在的竖直平面，从而确定所述准直曲面51的位置，进而确定所述准直槽5的位置；在Y轴方向上，为了避免光源的杂散光影响所述准直槽5的准直效果，优选地，所述准直槽5靠近所述第二导光部的一侧设置。

进一步地，为了保证准直槽5的准直效果，所述准直曲面51与所述出光平面52之间最窄处的距离为2-5mm。

在Y轴方向上的两个侧面不起光学作用，因此不再做特别限定和描述。

参阅图12，示出了本实施例的光学系统的侧视方向的光路示意图，所述光源6设于所述入光部1的下方，所述光源6的光线在所述光学配光件中的传播路径具体如下：光源6发出的光线经其对应的入光单元的入光面11进入所述光学配光件，经所述聚光部件12，即本实施例中的全反射曲面的聚光后汇聚于所述截止面31，自所述截止面31射入所述第二导光部3，经由所述出光面4在Z轴方向上准直后射出所述光学配光件。

在设有所述准直槽5的部分，来自所述截止面31的光线经所述准直槽5在水平方向上准直后经由所述出光平面52射向所述出光面4，经所述出光面4在竖直方向上准直后射出所述光学配光件，形成近光灯光型的高亮度的中心区域；在未设有所述准直槽5的部分，来自所述截止面31的光线经所述出光面4在竖直方向上准直后射出所述光学配光件，形成近光灯的近光比较宽的水平照度。根据透镜成像原理，通过调整截止面31与所述准直曲面51、出光面4位置关系，实现所述两部分的光型叠加，从而形成实现完整的近光灯光型。

应当理解的是，在符合本实施新型的其它实施例中，例如应用于汽车远光灯的光学系统，为了形成满足要求的下截止线，所述光学系统的各部件在Z轴方向上的位置关系与本实施例相反，所述第二导光部3在Z轴方向上相对于所述第一导光部2向上凸出，所述截止面31与所述第一导光部2的上表面的交界线为光型截止线311。

第二实施例

参阅图7和图8，本实施例与第一实施例的区别在于，所述准直槽5的结构不同。具体地，本实施例中，所述准直槽5的靠近所述截止面31的一侧只有一个准直曲面51。应当理解，所述准直曲面51的数量与所形成的出光光型的高亮度的中心区域的亮度正相关，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

参阅图13-16，可以清楚地看到，汇聚于所述截止面31的光线经由所述准直槽5在水平方向上准直后，形成了高亮度的中心区域，在未设准直槽5的部分，形成了比较宽的水平照度。

本实用新型提供的光学系统，通过所述截止面31形成预期的出光光型形状，在所述光学配光件设有准直槽5的部分，光源6的光线经由所述准直槽5的准直曲面51在Y轴方向上准直、所述出光面4在Z轴方向上准直形成预期光型的高亮度的中心区域；在所述光学配光件未设准直槽5的部分，光源6的光线经由所述出光面4在Z轴方向上准直，形成预期光型的比较宽的水平照度，最终形成的出光光型由两部分叠加而成。其中，所述高亮度的中心区域是指对于整个出光光型而言，亮度最高且相对集中于整个出光光型的位置中心的区域。

在上述第一、第二实施例中，通过内部准直槽5和出光面4的配合，把传统透镜的光学作用拆分成水平(Y轴)和竖直(Z轴)方向，通过横向尺寸的叠加实现相当的光学效果，一方面一体成型的光学配光件减少了光学结构，降低了生产的难度和成本，另一方面，也更好地满足了出光面4窄长造型的需求。

需要说明的是，所述窄长造型是相比于现有技术中使用传统透镜的方案而言的，“窄”是指所述出光面4在Z轴方向上的尺寸相对较小，“长”是指在Y轴方向上的尺寸相对较大。

本实用新型的另一方面提供了一种车灯模组，包括上述的光学系统，所述第二光导部3在Z轴方向上相对于所述第一导光部2向下凸出，所述光型截止线311为所述截止面31与所述第一导光部2的下表面的交界线，适用于车辆近光灯、角灯、雾灯，具体地，根据实际需要调整光型截止线311的形状和位置以满足相应灯型的出光要求即可。

本实用新型的另一方面提供了一种远光灯模组，包括上述的光学系统，由于远光灯的光型需要形成下端截止线，因此，在所述远光灯模组中，所述第二光导部3在Z轴方向上相对于所述第一导光部2向上凸出，所述光型截止线311为所述截止面31与所述第一导光部2的上表面的交界线。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种光学系统，包括光学配光件和光源，其特征在于，

所述光学配光件沿第一方向自前向后依次设有入光部、第一导光部和第二导光部；

所述入光部用于汇聚由光源出射的光线，使所述光线射入所述第一导光部；

所述第二导光部在竖直方向上相对于所述第一导光部向下或向上凸出，凸出的部分在所述第一、第二导光部的交界处形成截止面；其中，向下凸出时，所述截止面与所述第一导光部的下表面的交界线为光型截止线，向上凸出时，所述截止面与所述第一导光部的上表面的交界线为光型截止线；

所述第二导光部在所述第一方向上的后端面为出光面，用于在竖直方向上对射入所述出光面的光线进行准直；

所述截止面与所述出光面之间设有至少一个准直槽，所述准直槽沿竖直方向贯通，其靠近所述截止面的一侧包括至少一个准直曲面，用于在第二方向上对射入所述准直槽的光线进行准直，其中，所述第二方向为第一方向在水平面上的正交方向；

所述光源的光线经所述入光部进入所述光学配光件，汇聚于所述截止面后进入第二导光部，经由所述出光面射出所述光学配光件；其中，部分所述光线在所述第二导光部内经由所述准直槽射向所述出光面。

2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

所述出光面为沿第二方向延伸的外凸曲面，所述准直曲面为沿竖直方向延伸的后凸曲面。

3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，

所述准直曲面的焦面和出光面的焦面位于所述光型截止线所在的竖直平面。

4.如权利要求3所述的光学系统，其特征在于，

所述准直槽在所述第二方向上靠近所述第二导光部的一侧设置。

5.如权利要求4所述的光学系统，其特征在于，

所述入光部包括沿所述第二方向并列排布的多个入光单元，每个所述入光单元对应适配有各自的光源，所述入光单元包括入光面和聚光部件，所述光源发出光线后经由所述入光面进入所述入光单元，所述聚光部件用于汇聚所述光线。

6.如权利要求5所述的光学系统，其特征在于，

所述入光面为与所述光源对应的球形面，所述聚光部件为具有全反射和聚光作用的椭球形面；其中，所述椭球形面的第一焦点落于对应的光源上，第二焦点位于所述光型截止线上。

7.如权利要求6所述的光学系统，其特征在于，

包括1个所述准直槽，所述准直槽的准直曲面包括一个或者两个连续的所述后凸曲面。

8.如权利要求7所述的光学系统，其特征在于，

所述准直槽靠近所述出光面的一侧为竖直的出光平面，所述出光平面与所述后凸曲面之间最窄处的距离为2-5mm。

9.一种车灯模组，其特征在于，

包括如权利要求1-8任一项所述的光学系统，其中，所述第二导光部在竖直方向上相对于所述第一导光部向下凸出，所述光型截止线为所述截止面与所述第一导光部的下表面的交界线。

10.一种远光灯模组，其特征在于，

包括如权利要求1-8任一项所述的光学系统，其中，所述第二导光部在竖直方向上相对于所述第一导光部向上凸出，所述光型截止线为所述截止面与所述第一导光部的上表面的交界线。

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