CN211694718U - 近光光学元件、近光灯模组、车灯及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆照明装置，公开了一种近光光学元件，包括依次连接的集光部、第一出光部、反射部和第二出光部，所述反射部的一端与所述第一出光部的下端连接，另一端与所述第二出光部的下端连接，所述第一出光部、反射部和第一出光部构成第一空腔，所述反射部的反射面与所述第二出光部的交汇处设有截止部，所述集光部能够汇聚射入的光线后经由所述第一出光部射出，其中部分光线能够穿过所述第一空腔直接射向所述第二出光部，另一部分光线能够经所述反射部反射后射向所述第二出光部。该近光光学元件结构简单紧凑、重量更轻，能够形成具有近光明暗截止线的近光光形。此外，本实用新型还公开了一种近光灯模组、车灯和车辆。

Description

近光光学元件、近光灯模组、车灯及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆照明装置，具体地涉及一种近光光学元件。此外，本实用新型还涉及一种近光灯模组、车灯及车辆。

背景技术

近年来，车灯及装配于车灯中的前照灯模组得到了快速发展，从早先的卤素灯到后来的疝气灯，再到现在的LED、激光光源，使得车灯变得更加智能化，且造型上也更加差异化。在各种车灯光源中，LED光源因其优异的性能和低成本优势，正逐渐得到汽车厂家的重视，而伴随着LED光源的发展，其配光结构也逐渐在发展。

现有技术中的汽车车灯中常用的LED光源的投射式照明***，一般都包括光源、反射元件、遮光板以及光学透镜。光源发出的光线经反射元件反射后射向遮光板，经遮光板截取后，由光学透镜投射形成带有明暗截止线的类平行光照明光形。但由于LED光源的发光角度大，反射元件的尺寸需要相对光源出光角度有较大的覆盖范围，才能保证一定的***光效，但这和未来汽车造型越发紧凑的趋势存在突显的矛盾。

近几年，进一步的，聚光器被应用在了汽车前照灯模组中，使得大灯的形式又更加多样化。现有的聚光器具有沿前后方向延伸的导光通道，该导光通道为实心导光体结构，光线经聚光器折射和反射后射向光学透镜，由光学透镜投射形成照明光形，但由于聚光器的导光通道的体积较大，使得模组较重，模组成本也较高。因此需要一种紧凑、轻巧、高效的光学***来满足市场强烈的需求。

鉴于现有技术的上述缺陷，需要设计一种新型的照明光学元件。

实用新型内容

本实用新型第一方面所要解决的技术问题是提供一种近光光学元件，该近光光学元件结构简单紧凑、重量更轻，能够形成具有近光明暗截止线的近光光形。

本实用新型第二方面所要解决的技术问题是提供一种近光灯模组，该近光灯模组的模组尺寸较小、重量更轻，能够形成具有近光明暗截止线的近光光形。

本实用新型第三方面所要解决的技术问题是提供一种车灯，该车灯尺寸更小、重量更轻且结构简单紧凑。

本实用新型第四方面所要解决的技术问题是提供一种车辆，该车辆的车灯尺寸更小、重量更轻且结构简单紧凑。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种近光光学元件，包括依次连接的集光部、第一出光部、反射部和第二出光部，所述反射部的一端与所述第一出光部的下端连接，另一端与所述第二出光部的下端连接，所述第一出光部、反射部和第二出光部之间构成第一空腔，所述反射部的反射面与所述第二出光部的交汇处设有截止部，所述集光部能够汇聚射入的光线并使得光线经由所述第一出光部射出，其中部分光线能够穿过所述第一空腔直接射向所述第二出光部，另一部分光线能够经所述反射部反射后射向所述第二出光部。

优选地，所述第二出光部的出光面为曲率连续的顺滑的内凹曲面。

优选地，该近光光学元件还包括侧壁，所述侧壁一端与所述第一出光部连接，另一端与所述第二出光部连接。

具体地，所述集光部的数量为两个以上。

具体地，所述集光部远离所述反射部的一端开设有内凹腔体，所述内凹腔体包括前入光面和侧入光面，所述前入光面为向远离所述反射部的一侧凸出的曲面，所述侧入光面为由远离所述反射部的一端向靠近所述反射部的一端周长逐渐减小的曲面，所述集光部的外部轮廓面为由远离所述反射部的一端向靠近所述反射部的一端周长逐渐增大的曲面。

优选地，所述反射部的反射面上设有增反层。

本实用新型第二方面提供一种近光灯模组，包括第一方面技术方案中任一项所述的近光光学元件和透镜，所述近光光学元件与所述透镜为分体式结构，所述透镜设置于所述近光光学元件的光线出射方向上；或者所述近光光学元件与所述透镜为一体式结构，所述透镜与所述近光光学元件通过连接板连接，或者所述透镜与所述近光光学元件直接连接。

优选地，所述连接板一端与所述近光光学元件连接，另一端与所述透镜连接，所述第二出光部、连接板和透镜构成第二空腔。

优选地，所述截止部位于所述透镜的光轴的上侧10mm至下侧10mm的区域内。

进一步优选地，所述透镜为凸透镜或菲涅尔透镜结构。

本实用新型第三方面提供一种车灯，包括上述技术方案中任一项所述的近光灯模组。

本实用新型第四方面提供一种车辆，包括上述技术方案中所述的车灯。

在本实用新型的基础技术方案中，该近光光学元件包括依次连接的集光部、第一出光部、反射部和第二出光部，反射部的一端与第一出光部的下端连接，另一端与第二出光部的下端连接，第一出光部、反射部和第一出光部构成第一空腔，所述反射部的反射面与所述第二出光部的交汇处设有截止部。在集光部处设置光源，集光部将光源发出的发散光汇聚，经由第一出光部射出，其中部分光线穿过第一空腔直接射向第二出光部，另一部分光线经反射部反射后射向第二出光部。采用此种结构的近光光学元件，其空间占用体积较小，空间利用效率大幅提高；能够满足一体成型的工艺要求，集光部、第一出光部、反射部和第二出光部一体注塑成型，从而提高了光路传播路径上的光学面之间的位置精度，结构得到了相对简化；第一空腔的设置，一方面，可以节省材料、降低成本，使得近光光学元件更加轻量化；另一方面，相比不设置空腔的近光光学元件，例如现有技术中的聚光器，该近光光学元件增加了第一出光部的出光面和第二出光部的入光面两个配光光学面，增加了配光参数，使得配光更加灵活。

有关本实用新型的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的近光光学元件的一个实施例的结构示意图之一；

图2是本实用新型的近光光学元件的一个实施例的结构示意图之二；

图3是本实用新型的近光光学元件的一个实施例的结构示意图之三；

图4是本实用新型的近光灯模组的第一个实施例的结构示意图；

图5是本实用新型的近光灯模组的第一个实施例的光路示意图；

图6是本实用新型的近光灯模组的第二个实施例的结构示意图之一；

图7是本实用新型的近光灯模组的第二个实施例的结构示意图之二；

图8是本实用新型的近光灯模组的第二个实施例的结构示意图之三；

图9是本实用新型的近光灯模组的第二个实施例的结构示意图之四；

图10是本实用新型的近光灯模组的第三个实施例的结构示意图之一；

图11是本实用新型的近光灯模组的第三个实施例的结构示意图之二；

图12是本实用新型的近光灯模组的第三个实施例的结构示意图之三；

图13是本实用新型的近光灯模组的第三个实施例的结构示意图之四；

图14是本实用新型的近光灯模组形成的近光光形模拟示意图。

附图标记说明

1 近光光学元件 11 集光部

111 前入光面 112 侧入光面

113 外部轮廓面

12 第一出光部 13 反射部

14 第二出光部 15 截止部

16 第一空腔 17 侧壁

2 透镜 21 光轴

3 连接板 4 第二空腔

5 光源 6 近光明暗截止线

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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。

需要理解的是，如图1，基于该近光光学元件1，正常安装于车灯中时，沿光线出射方向，“前”是指第二出光部14所在端，“后”是指集光部11所在端，“左”是指沿光线出射方向的左侧，“右”是指沿光线出射方向的右侧，“上”是指沿光线出射方向的上方，“下”是指沿光线出射方向的下方。需要说明的是，如图5所示，上述光线出射方向为近光灯模组内的光路走向，光轴21为经过透镜2焦点的向前后方向延伸的虚拟的轴，根据《GB4599-2007——汽车用灯丝灯泡前照灯》定义：明暗截止线为光束投射到配光屏幕上，目视感觉到的明暗显著变化的分界线，近光明暗截止线6则指车灯近光光形的下边界。在实际安装情况中，应当根据实际安装状态并结合本处近光光学元件1本身为基准对方位术语进行解释，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。

参考图1至图3所示，本实用新型的近光光学元件1，包括依次连接的集光部11、第一出光部12、反射部13和第二出光部14，反射部13的一端与第一出光部12的下端连接，另一端与第二出光部14的下端连接，第一出光部12、反射部13和第一出光部14可以构成第一空腔16。反射部13具有反射面，即反射部13的上表面，该反射面为用于反射第一出光部12出射的部分光线的光学面，反射面与第二出光部14的交汇处设有用于形成近光明暗截止线6的截止部15，该截止部15能够对光线进行截取以使车灯近光光形具有特定形状的近光明暗截止线6，近光明暗截止线6的形状根据不同的法规或者不同国家、区域和汽车厂商的不同要求制定，不局限于附图中所示的形状。集光部11将射入的光线汇聚后，经由第一出光部12射出，其中部分光线穿过第一空腔16直接射向第二出光部14，另一部分光线经反射部13的反射面反射后射向第二出光部14。其中，发散光经集光部11折射或反射后，能够形成角度较小的光束，使得该光源5发出的光线能够完全或绝大部分的入射到反射部13的反射面和第二出光部14，实现较高的光效的同时还能够减小该近光光学元件1的尺寸，使得该近光光学元件1进一步趋于小型化。

在此种结构中，该近光光学元件1的空间占用体积较小，空间利用效率大幅提高；能够满足一体成型的工艺要求，集光部11、第一出光部12、反射部13和第二出光部14一体注塑成型，提高了各光学面之间位置精度，近光光学元件1的结构得到了相对简化；第一空腔16的设置，一方面，可以节省材料、降低成本，使得近光光学元件1更加轻量化；另一方面，相比不设置空腔的近光光学元件，该近光光学元件1增加了第一出光部12的出光面和第二出光部14的入光面两个配光光学面，增加了配光参数，使得配光更加灵活。

优选地，第二出光部14的出光面为曲率连续的顺滑的内凹曲面。该内凹曲面使得该近光光学元件1的出射光形更加清晰。或者，该第二出光部14的出光面也可以为平面。

可选择地，该近光光学元件1还包括侧壁17，参考图2和图3所示，侧壁17一端与第一出光部12连接，另一端与第二出光部14连接，在该近光光学元件1的两侧设置侧壁17可以使得近光光学元件1的强度更高、寿命更长。或者，为满足车灯外形的需要或进一步简化该近光光学元件1的结构以节约材料、降低成本，该近光光学元件1也可以不设置侧壁17。

该近光光学元件1包括至少一个集光部11，优选地，该近光光学元件1可以包括两个以上集光部11，参考图1和图2所示的近光光学元件1，沿反射部13的宽度方向(沿左右方向)设有六个集光部11，每个集光部11均对应一个光源5，多个光源5分散设置，有利于散热，采用集光部11可以提高该近光光学元件1的光效。进一步优选地，位于中间位置的集光部11可以相较于位于两侧位置的集光部11的尺寸更大，这是因为该近光光学元件1投射形成的光形的中间区域照度要求高，将中间位置的集光部11尺寸做大，可以对应更多颗LED灯珠，以能够汇聚更多的光线，从而提高光效。

作为一种优选地结构形式，所述集光部11为聚光杯结构，其远离反射部13的一端开设有内凹腔体，内凹腔体的开口朝向光源5以接收光源5发出的光线，集光部11的外部轮廓面113为由远离反射部13的一端向靠近所述反射部13的一端周长逐渐增大的曲面，集光部11通过内凹腔体的前入光面111可将光源5所发出的部分光线折射至前方，该内凹腔体的侧入光面112可对光源5所发出的其它光线进行折射，且将折射后的光线再通过外部轮廓面113反射至前方，由此可基本实现对光源5发出的所有光束的汇聚准直，可达到提高光源5的光束利用率的目的。

优选地，反射部13的反射面用于接收第一出光部12出射的部分光线，反射部13的反射面设有增反层以提高光线的反射率，其中，增反层可以是设置于反射部13用于反射光线的光学面上的增反膜或增反涂层，常见的，如在反射部13的反射面上镀铝处理。

本实用新型公开的近光灯模组，包括上述技术方案中任一项的近光光学元件1，还包括透镜2，近光光学元件1与透镜2可以采用分体式结构，参考图4和图5所示，透镜2设置于近光光学元件1的光线出射方向上，两者分开设置，配光参数多，有利于配光，还可以根据车灯造型需要灵活布置该近光光学元件1和透镜2，使得车灯造型更加新颖、多变，满足用户对于个性化、科技感的车灯造型的需要；或者近光光学元件1与透镜2也可以采用一体式结构，参考图6至图13所示，透镜2与近光光学元件1通过连接板3连接，或者透镜2与近光光学元件1直接连接，此种结构下，该近光灯模组可以采用玻璃、PC、PMMA或硅胶等材质实现一体成型，能够减少零件数量，使得装配后的车灯结构更加紧凑，同时，还能够避免在装配过程中各光学元件之间的装配误差，提高装配精度，从而能够提高光学精度。

为了形成清晰的光形，需要调节反射部13与透镜2的相对位置，使得截止部15位于透镜2的光轴21的上侧10mm至下侧10mm的区域内，优选地，截止部15位于透镜2的光轴21的上侧2mm至下侧2mm的区域内，进一步优选地，截止部15位于透镜2的光轴21处，即透镜2的焦点位于截止部15上，使得形成的光形更加清晰。

参考图4至图13所示，透镜2为凸透镜，进一步优选地，透镜2还可以采用菲涅尔透镜结构，可以使得本实用新型的近光灯模组重量更轻、成本更低。可以理解的是，该种结构的透镜2可以适用于本实用新型的任一种实施方式中的近光灯模组。

在图4和图5所示出的实施例中，近光光学元件1与透镜2采用分体式结构，该近光光学元件1和透镜2可以分别装配于近光灯模组的安装支架上。采用分体式结构的近光灯模组便于调节近光光学元件1、透镜2和其他零件的相对位置，有利于配光，能够适应多样化的车灯造型。

在图6至图13所示出的实施例中，近光光学元件1的第二出光部14与透镜2一体成型，光源5设置于集光部11的内凹腔体的开口处，经集光部11汇聚后，一部分光线直接穿过第一空腔16射入透镜2，另一部分光线于反射部13的反射面反射后直接射入透镜2，以上两部分光线叠加后，该近光灯模组能够形成图14所示的具有近光明暗截止线6的近光光形。该近光灯模组采用一体式结构时，能够减少零件数量，使得装配后的车灯结构更加紧凑，同时，还能够避免在装配过程中各光学元件之间的装配误差，提高装配精度，从而能够提高光学精度、缩小该近光灯模组的尺寸，从而提高生产效率、降低生产成本。需要说明的是，该近光灯模组采用一体式结构时，仅需要一个近光光学元件1与透镜2一体成型的光学元件就可以实现近光光形，不需要设置其他光学元件，结构简单。当然，为了车灯造型等需求，可以在该一体成型的光学元件和外配光镜之间设置至少一个内配光镜，该内配光镜可以是普通等壁厚塑料件，只为呈现所需造型，还可以是背面具有配光功能的配光塑料件。

在图6至图9所示出的实施例中，透镜2与近光光学元件1通过连接板3连接，连接板3一端与近光光学元件1连接，另一端与透镜2连接，第二出光部14、连接板3和透镜2可以构成第二空腔4。其中，可以参考图7的近光光学元件1的结构，在近光光学元件1的左右两侧及上侧设置连接板3，或者，也可以仅仅在该近光光学元件1的一侧或两侧设置连接板3，例如在上侧或左右两侧设置连接板3，只要不妨碍从第二出光部14出射的光线进入透镜2即可。在此结构中，光线经第二出光部14出射后，经过第二空腔4再进入透镜2，由透镜2投射形成近光光形。该近光光学元件1与透镜2通过连接板3连接，此种结构下，该近光灯模组能够一体成型提高光学精度。当然，也可以通过连接板3装配连接透镜2和近光光学元件1，如近光光学元件1、透镜2和连接板通过硅胶连接。

本实用新型的车灯，包括上述任一项技术方案中所述的近光灯模组，采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本实用新型的车辆，包括上述车灯，采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种近光光学元件，其特征在于，包括依次连接的集光部(11)、第一出光部(12)、反射部(13)和第二出光部(14)，所述反射部(13)的一端与所述第一出光部(12)的下端连接，另一端与所述第二出光部(14)的下端连接，所述第一出光部(12)、反射部(13)和第二出光部(14)之间构成第一空腔(16)，所述反射部(13)的反射面与所述第二出光部(14)的交汇处设有截止部(15)，所述集光部(11)能够汇聚射入的光线并使得光线经由所述第一出光部(12)射出，其中部分光线能够穿过所述第一空腔(16)直接射向所述第二出光部(14)，另一部分光线能够经所述反射部(13)反射后射向所述第二出光部(14)。

2.根据权利要求1所述的近光光学元件，其特征在于，所述第二出光部(14)的出光面为曲率连续的顺滑的内凹曲面。

3.根据权利要求1所述的近光光学元件，其特征在于，还包括侧壁(17)，所述侧壁(17)一端与所述第一出光部(12)连接，另一端与所述第二出光部(14)连接。

4.根据权利要求1所述的近光光学元件，其特征在于，所述集光部(11)的数量为两个以上。

5.根据权利要求1所述的近光光学元件，其特征在于，所述集光部(11)远离所述反射部(13)的一端开设有内凹腔体，所述内凹腔体包括前入光面(111)和侧入光面(112)，所述前入光面(111)为向远离所述反射部(13)的一侧凸出的曲面，所述侧入光面(112)为由远离所述反射部(13)的一端向靠近所述反射部(13)的一端周长逐渐减小的曲面，所述集光部(11)的外部轮廓面(113)为由远离所述反射部(13)的一端向靠近所述反射部(13)的一端周长逐渐增大的曲面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的近光光学元件，其特征在于，所述反射部(13)的反射面上设有增反层。

7.一种近光灯模组，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述的近光光学元件(1)和透镜(2)，所述近光光学元件(1)与所述透镜(2)为分体式结构，所述透镜(2)设置于所述近光光学元件(1)的光线出射方向上；或者

所述近光光学元件(1)与所述透镜(2)为一体式结构，所述透镜(2)与所述近光光学元件(1)通过连接板(3)连接，或者所述透镜(2)与所述近光光学元件(1)直接连接。

8.根据权利要求7中所述的近光灯模组，其特征在于，所述连接板(3)一端与所述近光光学元件(1)连接，另一端与所述透镜(2)连接，所述第二出光部(14)、连接板(3)和透镜(2)构成第二空腔(4)。

9.根据权利要求7所述的近光灯模组，其特征在于，所述截止部(15)位于所述透镜(2)的光轴(21)的上侧10mm至下侧10mm的区域内。

10.根据权利要求7所述的近光灯模组，其特征在于，所述透镜(2)为凸透镜或菲涅尔透镜结构。

11.一种车灯，其特征在于，包括根据权利要求7至10中任一项所述的近光灯模组。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求11所述的车灯。

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