CN220061518U - 用于车灯的光学系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于车灯的光学系统及车辆,包括第一光学件、第二光学件、光源以及壳体，第一光学件包括外面罩和厚壁单元，厚壁单元包括厚壁单元入光面和厚壁单元出光面，外面罩和壳体二者连接形成用于容纳第二光学件和光源的封闭空间；第二光学件包括第二光学件出光面，光源为第二光学件提供入射光线；第二光学件出光面正对厚壁单元入光面，第二光学件与厚壁单元入光面之间形成有空气隙。通过在第二光学件出光面和/或厚壁单元入光面上分别设置花纹，借助花纹的匀光和扩散，使得整个厚壁单元出光面都能被均匀的点亮，在外部视角上，厚壁单元的厚度对花纹进行遮挡，提高了灯具整体的外观表现。

Description

用于车灯的光学系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体地，涉及一种用于车灯的光学系统及车辆。

背景技术

车灯是车辆夜间行驶在道路照明的工具，也是发出各种车辆行驶信号的提示工具。车灯一般分为前照灯、尾灯、转向灯等。

现有技术中车灯内的光学结构均设置在外面罩与灯具壳体包围形成的空间内。厚壁件、光导、反射碗等光学件均为分开注塑的两个件。光学系统的光学件较多，不利于控制整灯的重量、尺寸以及整灯成本。

如图1所示，现有技术中的车灯外面罩的外表面为无花纹光学面时，会导致光线发生折射，光型随造型变化，无法控制光线的扩散方向。并且外面罩厚度越厚，主出光面的有效入射光线会减少，对光线的吸收作用也越强，光线的利用率降低，会增加配光难度。因此，常规设计方案中将光学件全部配置于灯具内部，这样一来，当灯具被点亮时，由于外面罩只具有使光线通过的能力，不能改变光线的传播方向，对于想要使所有光线都投影到正前方的灯具来说，其弧度造型会导致正视图方向外面罩边缘的一部分光线散射到其他方向，产生暗区A，且外面罩厚度越厚，补给主出光面的面积越小，外面罩暗区A会扩大。

往常厚壁件的设计方案是在厚壁件的外表面增加花纹，以改变光线的扩散方向，纠正倾斜造型导致的光型外偏，使光强分布满足法规要求。

现有技术中的灯具具有如下缺陷，存在待改进之处：

1、在采用厚壁件作为光学件时，由于厚壁件的出光面上配置花纹，且外面罩厚度薄，从出光方向观察灯具时，可以透过外面罩明显地观察到花纹，影响灯具的外观表现。

2、光学系统的光学件多，零件成本高，灯具重量大，发光效果差。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于车灯的光学系统及车辆。

根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统,包括第一光学件、第二光学件、光源以及壳体，所述第一光学件包括外面罩和厚壁单元，所述厚壁单元包括厚壁单元入光面和厚壁单元出光面，所述外面罩和壳体二者连接形成用于容纳第二光学件和光源的封闭空间；所述第二光学件包括第二光学件出光面，所述光源为第二光学件提供入射光线；所述第二光学件出光面正对厚壁单元入光面，所述第二光学件与厚壁单元入光面之间形成有空气隙。

优选地，所述厚壁单元和外面罩一体成型，所述外面罩包括不透光结构，所述厚壁单元包括透光结构；且所述厚壁单元入光面的开口尺寸大于厚壁单元出光面的开口尺寸。

优选地，所述厚壁单元入光面的开口尺寸大于第二光学件出光面的开口尺寸。

优选地，所述第二光学件包括厚壁件，所述第二光学件包括厚壁件，所述厚壁件包括聚光单元和厚壁件出光面，所述厚壁件出光面为第二光学件出光面，所述光源正对聚光单元；所述第二光学件出光面和厚壁单元入光面上均设置有花纹。

优选地，所述第二光学件包括厚壁件，所述厚壁件包括聚光单元、反射面以及厚壁件出光面，所述厚壁件出光面为第二光学件出光面，所述光源正对聚光单元，所述光源发出的光线经聚光单元进入厚壁件内并经反射面反射后到达第二光学件出光面；所述第二光学件出光面和/或至少一个反射面上设置有花纹；所述厚壁单元入光面上设置有花纹。

优选地，所述厚壁单元入光面设置有沿Z方向的条状花纹和皮纹；所述第二光学件出光面设置有阶梯状花纹。

优选地，还包括固定安装在外面罩和壳体二者配合形成的封闭空间内的电路板，所述光源与电路板电连接。

优选地，所述第二光学件包括厚壁件、导光条或反射镜。

根据本实用新型提供的一种车辆，还包括车体，用于车灯的光学系统安装在车体上。

优选地，所述车体安装有用于车灯的光学系统的车身侧钣金上设置有图案花纹。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过第二光学件与厚壁单元入光面之间形成有空气隙，并在第二光学件出光面和/或厚壁单元入光面上分别设置花纹，借助花纹的匀光和扩散，使得整个厚壁单元出光面都能被均匀的点亮，在外部视角上，厚壁单元12的厚度对花纹进行遮挡，有助于提高灯具整体的外观表现。

2、本实用新型通过将厚壁单元和外面罩一体成型设置，减少了灯具内部的安装结构，减少了零件，降低了重量，且节省了成本。

3、本实用新型通过第一光学件和第二光学件，提高了可加光学花纹的面的数量，在一层扩散花纹的基础上又增大扩散角度，极大提高点亮均匀性及光效。

4、本实用新型通过双色注塑的外面罩，外面罩黑色不透光区域与透明区域无间隙，解决了LED亮点或者漏光的问题，并减少了传统方案中的装饰圈。

5、本实用新型通过在厚壁单元出光面上侧面和/或下侧面可以设置有花纹，光源打开时，一部分光线打在厚壁单元上侧面和下侧面上，由于花纹的设置，从灯具外侧进行观察时，可以看到灯具呈现立体的发光效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型主要体现背景技术中的常规设计方案的光学系统整体结构示意图；

图2为本实用新型主要体现实施例一中光学系统整体结构示意图；

图3为本实用新型主要体现第一光学件整体结构示意图；

图4为本实用新型主要体现实施例一中开口结构示意图；

图5为本实用新型主要体现实施例一中车灯在车体上的结构示意图；

图6为本实用新型主要体现实施例一中外面罩侧视图；

图7为本实用新型主要体现变化例一中光学系统整体结构示意图；

图8为本实用新型主要体现变化例二中光学系统整体结构示意图；

图9为本实用新型主要体现变化例三中光学系统整体结构示意图；

图10为本实用新型主要体现变化例四中光学系统整体结构示意图。

附图标记：

第一光学件1 光源31

外面罩11 支架4

厚壁单元12 壳体5

厚壁单元入光面123 空气隙6

厚壁单元出光面124 导光条7

第二光学件2 反射镜8

第二光学件出光面21 钣金9

聚光单元22 图案花纹91

反射面23 厚壁件10

电路板3

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例一

如图2、图3以及图4所示，根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统，包括第一光学件1、壳体5、第二光学件2、光源31、电路板3以及支架4。其中，第一光学件1与壳体5相连接并形成封闭空间，光源31与电路板3电连接，第二光学件2、光源31、以及电路板3三者均通过支架4固定安装在第一光学件1和壳体5二者形成的封闭空间内。

具体地，第一光学件1包括外面罩11和厚壁单元12，厚壁单元12包括厚壁单元入光面123和厚壁单元出光面124，厚壁单元12和外面罩11一体注塑成型。一体成型的厚壁单元12和外面罩11能够避免外面罩11弧度造型导致的正视图方向外面罩11边缘的一部分光线散射到其他方向，产生暗区A的情况发生。

厚壁单元入光面123的开口尺寸大于厚壁单元出光面124的开口尺寸。一种可行的实施方式为：厚壁单元入光面123位于外面罩11内部，厚壁单元出光面124位于外面罩11外部。厚壁单元出光面124为光滑的非花纹面结构。厚壁单元12位于外面罩11外部的厚壁单元出光面124上侧面和/或下侧面可以设置有花纹。光源31打开时，一部分光线打在厚壁单元12上侧面和下侧面上，由于花纹的设置，从灯具外侧进行观察时，可以看到灯具呈现立体的发光效果。

进一步地，外面罩11包括不透光结构，厚壁单元12包括透光结构。外面罩11和厚壁单元12可以相同的材料，第一光学件1由同种材料双色注塑形成，可有效减少漏光风险。外面罩11和厚壁单元12的材料包括PC、PMMA或ABS，一体成型后再通过喷漆、涂层等方式再外面罩11和厚壁单元12的外表面形成硬化层。外面罩11和壳体5二者配合形成用于容纳第二光学件2和光源31的封闭空间。

第二光学件2包括第二光学件出光面21和至少一个中空结构，厚壁单元入光面123的开口尺寸大于第二光学件出光面21的开口尺寸。光源31为第二光学件2提供入射光线。第二光学件出光面21正对厚壁单元入光面123，第二光学件2与厚壁单元入光面123之间形成有空气隙6。光源31发出的光线经过第二光学件2通过第二光学件出光面21到达空气隙6，穿过空气隙6后，由厚壁单元入光面123进入厚壁单元12，最终从厚壁单元出光面124射出，将厚壁单元出光面124点亮。

进一步地，第二光学件出光面21上设置有花纹，厚壁单元入光面123上设置有花纹，花纹包括条形花纹、点状花纹或玉米粒花纹，本申请中对花纹的形式并不做具体限制。第二光学件出光面21上设置有花纹，对光线具有发散和匀光作用。光线经过第二光学件出光面21和厚壁单元入光面123上花纹的匀光和扩散，使得整个厚壁单元出光面124都能被均匀的点亮。且由于厚壁单元12具有一定的厚度，通过将花纹设置在第二光学件出光面21和/或厚壁单元入光面123，借助厚壁单元12的厚度，在外部视角上，厚壁单元12的厚度对花纹进行遮挡，能够提高灯具整体的外观表现。

如图5所示，第二光学件2包括厚壁件10，厚壁件10包括聚光单元22、反射面23以及厚壁件10出光面，所述厚壁件10出光面为第二光学件出光面21。光源31正对聚光单元22，光源31发出的光线经聚光单元22进入厚壁件10内并经反射面23反射后到达第二光学件出光面21，之后光线再通过空气隙6自厚壁单元入光面123进入厚壁单元点亮厚壁单元出光面124。

更进一步地，厚壁件10包括至少一个反射面23，反射面23上可以设置有花纹。本申请中对花纹的形式并不做具体限制。设置在反射面23上的花纹对光线具有发散和匀光作用。光线经过反射面23、第二光学件出光面21和厚壁单元入光面123上花纹的匀光和扩散，使得整个厚壁单元出光面124都能被均匀的点亮。

光源31固定安装在电路板3上，并对准厚壁件的聚光单元22设置。聚光单元22本身的点亮特点是中间能量较强，若只使用一层厚壁件10无法达到非常均匀的效果，且厚壁件10花纹扩散角是有限的，若无限制扩大，会造成巨大的能量损失，本申请中增设一层厚壁单元12，使光线在原本的扩散基础上，再次扩散，从而达到均匀发光的目的。

在传统方案中，厚壁件10和厚壁单元12二者在灯具内部的安装结构，导致光学件将占用较大的Y向尺寸，增加灯具设计难度，本申请中，厚壁单元12与外面罩11一体成型，厚壁单元12沿Y向的纵深尺寸被灯具外部的空间分担，可大程度减小灯具内部结构设计的压力。另一方面，本申请中，厚壁单元12与外面罩11一体成型，减少了灯具内部的安装结构，减少了零件，降低了重量，且节省了成本。

一种优选的实施方式为：厚壁单元入光面123设置有沿Z方向的条状花纹和皮纹，由于外面罩11的深度大，可使第二光学件出光面21花纹和厚壁单元入光面123花纹界限模糊，达到无花纹的静态外观效果，同时增加皮纹还可以改变传统厚壁点亮效果，弱化暗区A。第二光学件出光面21设置阶梯状花纹，调整倾斜造型面的出光方向，且增加光线的Z向扩散程度。

如图5和图6所示，由于外面罩11存在一定弧度，灯具内部的光学件只能将H1区域均匀点亮，H2区域很可能会出现暗区，本申请中第二光学件出光面21上设置的阶梯状的花纹可以将光线向H2区域扩散，使整体的点亮效果更均匀。

为了进一步保证厚壁单元12的点亮效果，本申请中还将厚壁单元出光面124配置为其开口尺寸小于厚壁单元入光面123的开口尺寸，同时还要求厚壁单元出光面124的开口尺寸小于厚壁件的开口尺寸，以保证厚壁单元出光面124的全部均匀点亮。本申请中所称开口尺寸，为在灯具出光或入光侧观察时有效的出光或入光面大小。

本申请中所称空气隙6，为第二光学件出光面21距离厚壁单元入光面123的空气导光段。第二光学件出光面21表面的光学花纹用于准直光线，既保证光效，又有一定的扩散角度，由于空气隙6的存在，光线可利用外面罩11上的厚壁单元入光面123上的花纹再次扩散，可增大光线扩散角度，达到均匀发光效果。

本实用新型还提供的灯具，包括上述的光学系统，还包括灯壳，光学系统设置在灯壳内。

如图5所示，本实用新型还提供的一种车辆，包括上述的灯具，还包括车体，灯具安装在车体上。当灯具安装于车身侧时，可在车身侧钣金9表面设计钣金9图案花纹91。当俯视观察时，通过厚壁单元12下侧面的部分光线将打亮钣金9表面图案花纹91，显示出设定的图案。

变化例一

如图7所示，根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统，厚壁件10可以为侧打厚壁光学件，也可以为直射式厚壁件，采用直射式厚壁件可以提高光效，进一步减低电子件的成本。

变化例二

如图8所示，根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统，第二光学件2可以为导光条7，在实现均匀点亮的同时，进一步减低电子件的成本。

变化例三

如图9所示，根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统，第二光学件2可以为反射镜8，在实现均匀点亮的同时，实现产品轻量化，降低使用成本。并且，外面罩11与反射镜8可以为一体件，中间是镂空，在实现均匀点亮的同时，实现产品轻量化，降低使用成本。

本申请一种优选的实施方式为：发射镜为镀铝反射镜8。

变化例四

如图2所示，根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统，第二光学件2与第一光学镜为一体式结构，仍保留空气隙6。

变化例五

如图10所示，根据本实用新型提供的一种用于车灯的光学系统，第二光学件2的导光段上也可以包括至少一个中空段，仍保留实施例一中第二光学件出光面21与厚壁单元入光面123之间的空气隙6。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于车灯的光学系统，其特征在于，包括第一光学件(1)、第二光学件(2)、光源(31)以及壳体(5)，所述第一光学件(1)包括外面罩(11)和厚壁单元(12)，所述厚壁单元(12)包括厚壁单元入光面(123)和厚壁单元出光面(124)，所述外面罩(11)和壳体(5)二者连接形成用于容纳第二光学件(2)和光源(31)的封闭空间；

所述第二光学件(2)包括第二光学件出光面(21)，所述光源(31)为第二光学件(2)提供入射光线；

所述第二光学件出光面(21)正对厚壁单元入光面(123)，所述第二光学件(2)与厚壁单元入光面(123)之间形成有空气隙(6)。

2.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，所述厚壁单元(12)和外面罩(11)一体成型，所述外面罩(11)包括不透光结构，所述厚壁单元(12)包括透光结构；

且所述厚壁单元入光面(123)的开口尺寸大于厚壁单元出光面(124)的开口尺寸。

3.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，所述厚壁单元入光面(123)的开口尺寸大于第二光学件出光面(21)的开口尺寸。

4.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，所述第二光学件(2)包括厚壁件(10)，所述厚壁件(10)包括聚光单元(22)和厚壁件(10)出光面，所述厚壁件(10)出光面为第二光学件出光面(21)，所述光源(31)正对聚光单元(22)；

所述第二光学件出光面(21)和厚壁单元入光面(123)上均设置有花纹。

5.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，所述第二光学件(2)包括厚壁件(10)，所述厚壁件(10)包括聚光单元(22)、反射面(23)以及厚壁件(10)出光面，所述厚壁件(10)出光面为第二光学件出光面(21)，所述光源(31)正对聚光单元(22)，所述光源(31)发出的光线经聚光单元(22)进入厚壁件(10)内并经反射面(23)反射后到达第二光学件出光面(21)；

所述第二光学件出光面(21)和/或至少一个反射面(23)上设置有花纹；

所述厚壁单元入光面(123)上设置有花纹。

6.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，所述厚壁单元入光面(123)设置有沿Z方向的条状花纹和皮纹；

所述第二光学件出光面(21)设置有阶梯状花纹。

7.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，还包括固定安装在外面罩(11)和壳体(5)二者配合形成的封闭空间内的电路板(3)，所述光源(31)与电路板(3)电连接。

8.如权利要求1所述的用于车灯的光学系统，其特征在于，所述第二光学件(2)包括厚壁件(10)、导光条(7)或反射镜(8)。

9.一种车辆，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的用于车灯的光学系统，还包括车体，用于车灯的光学系统安装在车体上。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车体安装有用于车灯的光学系统的车身侧钣金(9)上设置有图案花纹(91)。