CN210624424U - 光学组件、车灯和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学组件、车灯和车辆，该光学组件(100)具有透镜(10)、布置在面向透镜(10)的入光侧(13)的一侧的光导以及分配给光导的光源(40)，其中，透镜(10)至少具有第一区段(11)和第二区段(12)，光导至少包括第一光导元件(20)和第二光导元件(30)，光源(40)至少具有第一光源组(40a)和第二光源组(40b)，其中，配有第一光源组(40a)的第一光导元件(20)分配给第一区段(11)，配有第二光源组(40b)的第二光导元件(30)分配给第二区段(12)，并且第一区段(11)和第二区段(12)具有不同的宽度。

Description

光学组件、车灯和车辆

技术领域

本实用新型涉及一种光学组件、车灯和车辆。

背景技术

在机动车的车灯中，点亮区域可呈现各种不同的造型，例如呈锤子形、斧头形、泪眼形等等。对于这些点亮区域，特别在其宽度很大、例如大于10mm、特别是大于30mm的时候，并且附加地在这些区域之间围成的角度小于预定值时，通过常规的杆状光导很难实现均匀地点亮期望的出光区域。为此，一种途径是为需点亮的相关区域分配很多光源、例如发光二极管，这不利地导致成本上升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于成本有利地解决上述问题。为此，根据本实用新型提出一种光学组件以及具有该光学组件的车灯和车辆。

根据本实用新型提出了一种光学组件，其具有透镜、布置在面向透镜的入光侧的一侧的光导以及分配给光导的光源，其中，透镜至少具有第一区段和第二区段，光导至少包括第一光导元件和第二光导元件，光源至少具有第一光源组和第二光源组，在此，配有第一光源组的第一光导元件分配给第一区段，配有第二光源组的第二光导元件分配给第二区段，并且第一区段和第二区段具有不同的宽度。

根据本实用新型的一实施例，第一区段和第二区段围成预定的角度。

根据本实用新型的一实施例，第一区段和第二区段具有不同的宽度，其中，第一区段和第二区段中的一个区段的宽度大于等于10mm、特别是大于等于30mm。

根据本实用新型的一实施例，第一区段和第二区段中的更宽的区段与更窄的区段的宽度之比大于等于2。

根据本实用新型的一实施例，第一区段和第二区段围成的角度小于等于90度。

根据本实用新型的一实施例，透镜的入光侧和出光侧中的至少一个设有配光结构，例如散射型或聚焦型配光结构，其可呈条状或枕状阵列结构。

根据本实用新型的一实施例，第一光导元件分成第一部段和第二部段，这两个部段分别具有自己的子光入射面、子光反射面以及子光出射面，并且两个子光出射面的组合的形状至少基本上匹配于透镜的第一区段的入光侧。

根据本实用新型的一实施例，子光入射面中的至少一个设有准直型光入射结构，其用于对来自光源的光进行集束，例如将来自光源的光准直成平行光，其中，该准直型光入射结构包括外侧光耦入区段、居中的中央光耦入区段以及分配给外侧光耦入区段的光汇聚面。

根据本实用新型的一实施例，子光反射面中的一个为抛物面，其用于将到达的光转化成平行光。

根据本实用新型的一实施例，子光出射面设有配光结构，例如散射型或聚焦型配光结构，其可呈条状或枕状阵列结构。

根据本实用新型的一实施例，第二光导元件为杆状光导元件。

根据本实用新型的车灯具有上述光学组件。

根据本实用新型的一实施例，车灯为日间行车灯、制动灯、位置灯或转向灯。

根据本实用新型的车辆具有上述车灯。

附图说明

下面借助附图进一步阐述本实用新型，其中，

图1示意性地示出了根据本实用新型的光学组件的立体图示；

图2示意性地示出了图1的光学组件的光导的第一光导元件的立体图示；

图3示出了图2的第一光导元件的另一立体图示；

图4(a)示出了第一光导元件的俯视图；

图4(b)示出了沿着图4(a)的线A-A的截面图示；

图5(a)示出了第一光导元件的仰视图，并且

图5(b)示出了沿着图5(a)的线B-B的另一截面图示。

具体实施方式

在下文中示例性地说明了本实用新型的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本实用新型的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。

在图1中示意性地示出了根据本实用新型的光学组件100的立体图示。该光学组件100包括透镜10、光导以及光源40，它们布置在未示出的支架上，例如直接布置在车灯的壳体上或者经由中间元件布置在车灯的壳体上。在后者的情况下，可为透镜10、光导或光源40设置相应的支架，通过该支架与壳体建立固定的连接。

如从附图中可见的那样，透镜10近似呈L形，即，透镜10具有第一区段11和第二区段12，其中，第一区段11和第二区段12具有不同的尺寸。特别是，第一区段11具有比第二区段12更宽的宽度，从而在第一区段和第二区段之间存在突变的过渡。例如，第一区段 11的宽度大于等于10mm、特别是大于等于30mm。在一些情况下，它们之间还围有夹角，这使得通过常规的杆状光导元件很难实现该区段的均匀的点亮。

光导布置在面向透镜10的入光侧13的一侧。在此，光导包括第一光导元件20和第二光导元件30。第一光导元件20为块状光导，其分配给透镜10的第一区段11，并用于点亮透镜10的第一区段11。第二光导元件30为常规的长形杆状光导，其分配给透镜10的第二区段12，并用于点亮透镜10的第二区段12。特别在透镜10的出光区段的宽度不一致时，例如部分区段过宽，或者一部分区段的宽度为另一部分区段的宽度的至少两倍，或者出光区段彼此围成夹角过小，例如小于等于90度时，通过这种配置可在透镜的出光面实现均匀的出光效果。关于第一光导元件20的具体结构，下文还将详细说明。

在图1中示出了杆状的第二光导元件30从L形透镜的一边腿的一侧延伸到另一侧，第一光导元件20布置在第二光导元件30的下侧。替代地，第一光导元件20可从L形透镜的另一边腿的一侧延伸到另一侧，由此第二光导元件30布置在第一光导元件20的左边。总之，组合的两个光导元件20、30的形状、特别是它们的出光面的形状匹配于透镜的形状。

相应地，光源分成第一光源组40a和第二光源组40b，第一光源组40a分配给第一光导元件20，第二光源组40b分配给第二光导元件30。在图1中示出了，在第二光导元件30的一端布置有第二光源组40b的光源43。虽然在附图中示出了第一光源组40a和第二光源组40b布置在对置的两侧，但这仅仅是示意性的。两个光源组还可布置在同一侧，从而它们可优选地布置在同一印刷电路板上。特别对于功率特别大的光源，这两个两个光源组还可直接布置在散热器上。这有利于装配，并且在后者的情况下还进一步有利于散热。

下面借助其他附图来进一步阐述光学组件的光导的第一光导元件20。

在一些情况中，特别对于具有长且宽的出光区域的透镜，例如特别是宽度大于等于10mm、尤其大于等于30mm的透镜，通过杆状光导难以实现均匀点亮出光区域。为此，为该区域分配有下文所述的第一光导元件20。

第一光导元件20呈光导块的形式，其同样具有光入射面21、光反射面23以及光出射面24。该光导元件20的部分区段的横截面近似呈梯形的形式，而部分区段的横截面近似呈三角形的形式，如分别从图4(b)和图5(b)看出的那样。第一光导元件20分成第一部段20a和第二部段20b。第一部段20a具有第一子光入射面21a、第一子光反射面23a以及第一子光出射面24a；第二部段20b具有第二子光入射面21b、第二子光反射面23b以及第二子光出射面24b。在示出的图示中，第一部段20a和第二部段20b具有不同的结构，如下文还将阐述的那样。

第一光导元件20的第一部段20a分配给透镜的第一区段11的第一子区11a。第一部段20a的第一子光入射面21a为平面，光源的出光面面向该第一子光入射面21a。第一子光反射面23a由4个并排布置的抛物面形成。为此，光源的第一光源组40a具有用于第一部段 20a的4个光源，例如LED。在图1中仅仅示出了第一光源组40a中的用于第一部段20a的一个光源42。根据所需的功能，光源可发出白色、黄色、红色或其他颜色的光。光源发出的光在第一子光入射面 21a处经折射后进入第一部段20a中，并随后到达第一子光反射面 23a，并经第一子光反射面23a反射后近似转化成平行光，并最终离开第一子光出射面24a射向透镜的第一子区11a，如从图4(a)和图 4(b)中看出的那样。在此，第一部段20a的第一子光出射面24a的形状基本上匹配于第一子区11a的入光侧的形状，都近似为矩形。

第一光导元件20的第二部段20b分配给透镜的第一区段11的第二子区11b，其形成透镜的第二区段12与第一子区11a的过渡。第二部段20b的第二子光入射面21b设有光入射结构22，光源的出光面面向该光入射结构22。在示出的示例中，设置有两个光入射结构 22。每个光入射结构用于对来自光源的光进行准直，参见图5(b)，并且经准直后的光到达第二子光反射面23b。“准直”在此理解成集束，下文还将对此进行阐述。为此，光源的第一光源组40a具有用于第二部段20b的2个光源，例如LED。为了清楚起见，在图1中仅仅示出了第一光源组40a中的用于第二部段20b的一个光源41。光源发出的光在光入射结构22处经折射后进入第二部段20b中，并在此经准直地到达第二子光反射面23b，经第二子光反射面23b朝第二子光出射面24b反射，并最终离开第二子光出射面24b射向透镜的第二子区11b，如从图5(a)和图5(b)中看出的那样。在此，第二部段20b的第二子光出射面24b的形状基本上匹配于第二子区11b 的入光侧的形状，都近似为梯形，即，其中的一个腰边为弧形。

在图2、图3以及图5(a)和图5(b)中具体示出了准直型光入射结构22，其在第二部段20b的第二子光入射面21b处面向光源。光入射结构22的面向光源的一侧形成光耦入侧。针对每个光入射结构22，在光耦入侧的侧部设置有一对置于外侧的抛物面形的光汇聚面22a，为此在上述光汇聚面22a之间的凹口形成光耦入侧，凹口具有位于两侧的外侧光耦入区段22b以及居中的中央光耦入区段22c。在此，中央光耦入区段22c与外侧光耦入区段22b相连接，外侧光耦入区段22b与光汇聚面22a相连接。

相应分配给光入射结构22的光源41发出的光束中的一部分通过中央光耦入区段22c进入光入射结构22中，而另一部分通过外侧光耦入区段22b进入光入射结构22中。在此，中央光耦入区段22c和外侧光耦入区段22b均构造成对光源发出的准直。为了实现准直效果，中央光耦入区段22c和外侧光耦入区段22b具有凸透镜的表面形状，从而对光在光入射结构的通过上下侧面限定的区域中进行集束，使得光没有从光入射结构22的上下侧面22d漏出。“准直”并不意味着调整后的光完全平行，而是使具有张角的入射光至少部分程度地集拢，集拢程度取决于光入射结构22的结构，例如厚度。上下侧面 22d可对到达此处的光进行反射，从而使得光重新折回。

经由中央光耦入区段22c折射的光直接到达第二子光反射面 23b。优选地，光没有在光入射结构22的上下侧面22d处进行全反射，以便降低由于反射导致的光的损耗。在此，光可平行地到达第二子光反射面23b，参见图5(b)；或者光以锥形光束的形式到达第二子光反射面23b，这在附图中未示出，其中，光锥的边界射线到达第二子光反射面23b的边缘棱边，从而保证匹配于子光反射面。

经由外侧光耦入区段22b折射的光到达外侧的抛物面形的光汇聚面22a，并在此被朝向第二子光反射面23b反射。同样，优选地，光没有在光入射结构22的上下侧面22d处进行全反射，以便降低由于反射导致的光的损耗。由于光汇聚面22a的抛物面形的构造，其可将到达的光转化成平行光束，因此，光束在光入射结构22内部没有相交。

当然，替代地，经由外侧光耦入区段22b折射的光也可以锥形光束的形式到达第二子光反射面23b，其中，光锥的边界射线到达第二子光反射面23b的边缘棱边，从而保证匹配于子光反射面。

第二子光反射面23b设计成使得来自光源的光能够均匀地散布在它上面，由此保证经反射后均匀地点亮第二子光出射面24b，并防止漏光。

经由中央光耦入区段22c折射并直接到达第二子光反射面23b的光和经由外侧光耦入区段22b折射到达外侧的抛物面形的光汇聚面 22a、在此被反射到达第二子光反射面23b的光可彼此邻接，或者可具有搭接的过渡区域，以便在第二子光出射面24b处实现好的出光效果。

在此要说明的是，示出的光入射结构22、第一子光反射面23a 的抛物面以及相应的光源的数量仅仅是示例性的，它们的数量可根据需要任意选择。

为了进一步提升光的出射均匀度，还可在光反射面23和/或光出射面24上设置光分配结构，例如呈条形或枕形的形式的散射型或聚焦型阵列结构。

第一光导元件20优选地由聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、硅胶或玻璃等合适的材料通过注射形成。

在未示出的另一实施方式中，光导元件20的光入射面21可仅仅设有光入射结构22，从而取消了呈抛物面形式的第一子光反射面 23a。

在未示出的另一实施方式中，第一光导元件20的光入射面21可为平面，其光反射面23为呈抛物面形式的第一子光反射面23a，并且为第一子光反射面23a的每个抛物面设有光源，从而可取消从光入射面21突出的光入射结构22。

虽然在实施例中示出了L形的透镜，但透镜还可具有其他构造，例如折线形。在此，可为宽度过大或存在拐角的透镜区段配置上文提到的第一光导元件20，以均匀地点亮透镜的出光区域。

通过上述结构，特别在透镜的需点亮的部分区域宽度较大时，或者在透镜的需点亮的区域存在拐角时，可以更少数量的光源同样实现均匀的出光效果，这有利于降低成本。

上文提出的光学组件100可用于车辆的前灯或尾灯，例如用于日间行车灯、制动灯、位置灯或转向灯等等。

本实用新型不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本实用新型，但是受益于本公开，本领域技术人员可以设计出不脱离在此公开的本实用新型的保护范围的其他实施方式。因此，本实用新型的保护范围应仅由所附权利要求限定。

Claims (14)

1.一种光学组件(100)，其具有透镜(10)、布置在面向所述透镜(10)的入光侧(13)的一侧的光导以及分配给所述光导的光源(40)，其特征在于，所述透镜(10)至少具有第一区段(11)和第二区段(12)，所述光导至少包括第一光导元件(20)和第二光导元件(30)，所述光源(40)至少具有第一光源组(40a)和第二光源组(40b)，其中，配有所述第一光源组(40a)的第一光导元件(20)分配给所述第一区段(11)，配有所述第二光源组(40b)的第二光导元件(30)分配给所述第二区段(12)，并且所述第一区段(11)和第二区段(12)具有不同的宽度。

2.根据权利要求1所述的光学组件(100)，其特征在于，第一区段(11)和第二区段(12)围成预定的角度。

3.根据权利要求1所述的光学组件(100)，其特征在于，所述第一区段(11)和所述第二区段(12)中的一个的宽度大于等于10mm。

4.根据权利要求3所述的光学组件(100)，其特征在于，所述第一区段(11)和所述第二区段(12)中的宽度大于等于30mm。

5.根据权利要求2所述的光学组件(100)，其特征在于，所述第一区段(11)和所述第二区段(12)围成的角度小于等于90度。

6.根据权利要求1所述的光学组件(100)，其特征在于，所述透镜(10)的入光侧(13)和出光侧中的至少一个设有配光结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学组件(100)，其特征在于，所述第一光导元件(20)分成第一部段(20a)和第二部段(20b)，这两个部段分别具有自己的子光入射面、子光反射面以及子光出射面，并且两个子光出射面的组合的形状至少匹配于透镜(10)的第一区段(11)的入光侧。

8.根据权利要求7所述的光学组件(100)，其特征在于，所述子光入射面中的至少一个设有准直型光入射结构(22)，其用于对来自光源的光进行集束，其中，所述准直型光入射结构(22)包括外侧光耦入区段(22b)、中央光耦入区段(22c)以及分配给外侧光耦入区段(22b) 的光汇聚面(22a)。

9.根据权利要求7所述的光学组件(100)，其特征在于，所述子光反射面中的一个为抛物面，其用于将到达的光转化成平行光。

10.根据权利要求7所述的光学组件(100)，其特征在于，所述子光出射面设有配光结构。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的光学组件(100)，其特征在于，所述第二光导元件(30)为杆状光导元件。

12.一种车灯，其具有根据权利要求1至11中任一项所述的光学组件(100)。

13.根据权利要求12所述的车灯，其特征在于，所述车灯为日间行车灯、制动灯、位置灯或转向灯。

14.一种车辆，其具有根据权利要求12或13所述的车灯。

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