CN110469817A - 用于车灯的光学组件、车灯和机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车灯的光学组件、车灯和机动车辆。该光学组件包括：光源模块；以及透明导光块，所述透明导光块包括：光入射面，用于接收从所述光源模块发出的入射光束；以及多个光出射面，用于输出出射光束；其中，所述多个光出射面包括布置于与所述光入射面相反的一侧的正出射面和在所述光入射面和所述正出射面之间延伸的侧出射面，且其中，所述光入射面、正出射面和所述侧出射面中的至少一个表面设置有多个光学凸起和/或凹陷，其中，所述每个光学凸起或凹陷的表面由多个面拼接而成，所述多个面不在同一平面上。

Description

用于车灯的光学组件、车灯和机动车辆

技术领域

本发明涉及机动车辆照明及信号指示领域，尤其涉及一种用于车灯的光学组件、车灯和机动车辆。

背景技术

车灯是机动车辆的重要部件。车灯可以为机动车辆提供照明功能，例如近光灯、远光灯、雾灯等，也可以为机动车辆提供信号指示功能，例如示廓灯、刹车灯、标识灯等等。

为了符合道路安全的规定，车灯的光束的照射范围、强度、光强分布都需要满足交通法规的强制性规定。此外，随着技术的进步以及人们对机动车辆的个性化需求不断增加，除去满足交通法规的要求之外，车灯还需要考虑视觉效果。例如车灯的出射光束可以显示一些图案来表示某些信息或符号，或者车灯可以通过一些特殊的显示效果(例如动态图案或特定规则的图案)来提高行人或车辆驾驶员的关注度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于车灯的光学组件，其可以利用表面凸凹不平的透明导光块与光学模块的组合来改善车灯的显示效果。

本发明的目的还在于提供一种包括上述光学组件的车灯及机动车辆。

本发明提供了一种用于车灯的光学组件，包括：光源模块；以及透明导光块，所述透明导光块包括：光入射面，用于接收从所述光源模块发出的入射光束；以及多个光出射面，用于输出出射光束；其中，所述多个光出射面包括布置于与所述光入射面相反的一侧的正出射面和在所述光入射面和所述正出射面之间延伸的侧出射面，且其中，所述光入射面、正出射面和所述侧出射面中的至少一个表面设置有多个光学凸起和/或凹陷，其中，所述每个光学凸起或凹陷的表面由多个面拼接而成，所述多个面不在同一平面上。

对于术语“凸起”和“凹陷”可如此来理解：假想存在一基准面，通过在该基准面上设置高于和/或低于基准面的结构来相应形成具有“凸起”和/或“凹陷”的出射面。

在一些实施例中，所述多个面包括平面和/或曲面。

在一些实施例中，不同的光学凸起或凹陷的表面由数量不同的面拼接而成。

在一些实施例中，所述多个光学凸起或凹陷的顶部和底部之间的高度差小于5毫米。

在一些实施例中，所述透明导光块的所述光入射面、正出射面和所述侧出射面均设置有所述光学凸起或凹陷。

在一些实施例中，所述光源模块包括：光源；以及反射器，所述反射器位于光源和所述透明导光块之间且用于将从所述光源发出的光束进行往复反射并将经过往复反射的光束输出到所述透明导光块的光入射面。

在一些实施例中，所述反射器的靠近光源的一端的尺寸小于靠近透明导光块的另一端的尺寸。

在一些实施例中，所述光源模块还包括：光导部件，所述光导部件具有光导入射面和光导出射面，所述光导入射面用于接收来自光源的光束，所述光导出射面用于将光导部件中的光束射向所述反射器。

在一些实施例中，所述光导入射面位于所述光导部件的端部，所述光导出射面位于所述光导部件的外周侧。

在一些实施例中，所述光导入射面位于所述光导部件的背对所述反射器的一侧，所述光导出射面位于所述光导部件的面对所述反射器的另一侧。

在一些实施例中，所述光源模块包括：光源；以及光学扩散件，所述光学扩散件位于光源和所述透明导光块之间且用于对从所述光源发出的光束进行均匀化。

在一些实施例中，所述光源模块包括：光源；以及透光屏，所述透光屏位于光源和所述透明导光块之间，其中，在透光屏的朝向光源一侧的表面上设置有配光图案，所述配光图案布置成用于对从所述光源发出的光束的光强分布进行调整。

在一些实施例中，所述配光图案在垂直于所述透光屏的所述表面的方向上的高度小于5毫米。

本发明的实施例还提供了一种车灯，包括：如上文所述的用于车灯的光学组件。

本发明的实施例还提供了一种机动车辆，包括如上文所述的用于车灯的光学组件或如上文所述的车灯。

根据本发明的用于车灯的光学组件，通过设置设有光学凸起或凹陷的透明导光块来对出射光束进行调整，从而能够使出射光束呈现例如“钻石碎片”等特殊的视觉效果。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的一实施例的光学组件的侧视图；

图2示意性地示出如图1所示的光学组件的立体图；

图3示意性地示出一种示例性的透明导光块的侧向剖视图；

图4示意性地示出一种示例性的透明导光块的表面上的光学凸起的示例；

图5示意性地示出根据本发明的另一实施例的光学组件的俯视图；

图6和图7分别示意性地示出根据本发明的又一实施例的光学组件的俯视图和侧视图；

图8示意性地示出根据本发明的再一实施例的光学组件；

图9示意性地示出根据本发明的又一实施例的光学组件；以及

图10示意性地示出根据本发明的实施例的光学组件的示例性的视觉效果。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同的附图标号表示功能相同或相似的部件。下述参照附图对本发明的实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

图1和图2示意性地示出一种用于车灯的光学组件100。如图1所示，该光学组件100包括光源模块1和透明导光块2。该光源模块1用于向透明导光块2发出入射光束3。该透明导光块2包括：光入射面10和多个光出射面。该光入射面10用于接收从光源模块1发出的入射光束3。该多个光出射面用于输出出射光束4。所述多个光出射面包括正出射面20和侧出射面30。该正出射面20与光入射面10分别布置于透明导光块2的彼此相反的两侧。而侧出射面30在光入射面10和正出射面20之间延伸。从图2中可以看出，在光入射面10、正出射面20以及侧出射面30上均设有多个光学凸起21。该光学凸起21可以用于在光学组件100的出射光束4中形成特定的效果。在本发明的实施例中，并不限于在光入射面10、正出射面20以及侧出射面30上均设有多个光学凸起21的情况，例如，光入射面10、正出射面20和侧出射面30中的至少一个表面上设置有多个光学凸起21即可。作为示例，侧出射面30可以有一个、两个、四个或更多个。

由于在光入射面10和/或光出射面上设置的多个光学凸起21，从透明导光块2出射的光束中可以产生一些特殊的效果，例如如图10所示的类似于“钻石碎片”的纹理状的视觉效果。而由于透明导光块2本身是透明的，因此，在车灯没有被点亮(即，既没有入射光束也没有出射光束)的情况下，光学组件100可以呈现透明的外观，而在车灯被点亮之后，可以呈现例如“钻石碎片”等特殊的视觉效果。

为了清晰地呈现例如“钻石碎片”等特殊的视觉效果，每个光学凸起21的表面可以由不在同一平面上的多个面拼接而成。作为示例，所述多个面可以包括平面和/或曲面。图4示出了若干个光学凸起21的示例。例如，图4中最左侧的光学凸起21a的表面可以由平面211、212和213构成；而图4中从左侧数第二个的光学凸起21b的表面可以由平面214、215和216构成。这种多个小平面的结构有利于改善“钻石碎片”等特殊的视觉效果。然而本发明的实施例不限于此，例如，光学凸起21的形状可以是如图2所示的条纹形状、圆形(部分圆形)、三角形(三棱锥)、四边形(四面体)、多边形(多面体)等各种形状。作为示例，不同的光学凸起21的表面可以由数量不同的面(如平面或曲面)拼接而成。例如，在图4的示例中，最左侧的两个光学凸起的表面由三个平面拼接而成，从左数第三个、第四个光学凸起的表面由两个平面拼接而成。这样的结构可以使得出射光束中的图案更为丰富多彩。

在上述的实施例中以光学凸起为例对本发明的实施例进行了描述，然而本发明的实施例不限于此，例如可以采用光学凹陷来替代上述任一实施例中的光学凸起，或者将光学凸起和凹陷组合使用，也可获得类似的效果。作为示例，光学凹陷的表面也可以由不在同一平面上的多个面(如平面或曲面)拼接而成。

在本发明的实施例中，光学凸起21和/或凹陷22可以设置在光入射面10、正出射面20和侧出射面30中的任意表面上，甚至可以位于这些表面中的所有表面上。

作为示例，光学凸起21或凹陷22的顶部和底部之间的高度差(或称光学凸起21的高度)H可以小于5毫米。在光入射面以及光出射面上，不同的光学凸起21或凹陷22的高度可以相同，也可以不同。同样，不同的光学凸起21的形状可以相同，也可以不同。光学凸起21的形状和高度的差异也可以提高出射光束中的图案的丰富程度。

在图1的示例中，侧出射面30相对于光入射面10倾斜。然而，本发明的实施例不限于此，例如侧出射面30也可以与光入射面10垂直。

在一示例中，如图1所示，光源模块1可以包括光源11和反射器12。该反射器12位于光源11和所述透明导光块2之间且用于将从光源11发出的光束进行往复反射并将经过往复反射的光束输出到所述透明导光块2的光入射面10。作为示例，该反射器12可以是扁平的反射器盒。利用反射器12的往复反射，可以扩大出光面积和效率，甚至可以利用单个点光源和反射器12的组合实现类似于多个点光源的效果。作为示例，反射器12的靠近光源的一端(例如在图1的示例中是左端)的尺寸小于靠近透明导光块2的另一端(例如在图1的示例中是右端)的尺寸。例如，反射器12可以是喇叭形。反射器12的小口(尺寸小的一端)朝向光源，而大口(尺寸大的另一端)朝向透明导光块2，这有助于在扩大光出射面积的同时保持均匀的光强分布。

在本发明的实施例中，反射器12可以是由薄反射壁形成的中空的反射器，也可以是例如由光导块构成，该光导块的外表面可以以全反射的方式将光束往复反射。

作为示例，如图5至图7所示，光源模块1还可以包括光导部件16。所谓光导部件，是指主要以全反射方式使光在其内部进行传输的导光部件。其可以具有各种形状，例如圆柱形(可称为导光棒)、长条形(可称为导光条、灯条)、板形(可称为导光板)、环形(可称为导光环)等等。由于主要采用全反射方式进行传输，光导装置的光学效率高，光损失小。该光导部件16可具有光导入射面17和光导出射面18。光导入射面17用于接收来自光源11的光束。光导出射面18用于将光导部件16中的光束射向反射器12。在图5所示的光学组件100a中，光导入射面17位于光导部件16的端部，而光导出射面15位于所述光导部件16的外周侧(在图5中位于光导部件16的外周侧的面向反射器12的一边)。也就是说，光导部件16是端部入射的形式。光源11可布置成面对光导部件16的端部的光导入射面17。这种方式可以采用数量较少的点光源来实现均匀的照射。至于如何使光导部件16中的光束从光导出射面18的指定位置射出，例如可以通过在光导部件16的与光导出射面18相反的一侧上设置倾斜的反射面19来破坏光束在光导出射面18处的全反射条件来实现。这种倾斜的反射面19的设置是本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

而在图6和图7所示的光学组件100b中，光导入射面17位于所述光导部件16的背对反射器12的一侧(图6中下方侧)，所述光导出射面15位于所述光导部件16的面对反射器12的另一侧(图6中上方侧)。在该示例中，光源11发出的光束从光导部件16的背对反射器12的一侧穿过光导部件16到达光导部件16的面对反射器12的另一侧。这种方式适合于条形光源(例如LED灯条)的情形。

图8示出了根据本发明的再一实施例的光学组件100c。在该光学组件100c中，光源模块1包括光源11和用于对从所述光源11发出的光束进行均匀化的光学扩散件(例如光学扩散板)13。该光学扩散件13位于光源11和所述透明导光块2之间。光学扩散件13例如可以具有诸如凸起、凹陷或纹理(如皮纹)等能够对光进行散射的结构，以使经过该光学扩散件13的光能够比较均匀地射向各个方向。皮纹是设置在表面上的纹理(例如为环状或其它形状，甚至是随机分布的形状)，能够对于经过其所在的表面的光进行散射以扩大被透射或反射离开该表面的光束的发散角。作为示例，皮纹可以由众多大小不同的凸起或凹陷组成(当然也可以由大小一致的凸起或凹陷组成)，例如，这些凸起的高度或凹陷的深度可以在0.01mm至0.37mm之间，如0.2mm。借助于皮纹，光学扩散件13的出射光束可以具有更大的发散角，有助于形成更均匀的光强分布。在另一示例中，光学扩散件13也可以具有光滑的表面，而将散射颗粒分布于光学扩散件13的材料中。这些散射颗粒可以在光学扩散件13的制备过程中被混合入制作光学扩散件13的材料中。利用光学扩散件13，透明导光块2的入射光强分布可以更为均匀。

图9示出了根据本发明的又一实施例的光学组件100d。在该光学组件100d中，光源模块1包括光源11和透光屏14。透光屏14位于光源11和透明导光块2之间。在透光屏14的朝向光源11的一侧的表面上设置有配光图案15。配光图案15可以布置成用于对从光源11发出的光束的光强分布进行调整。作为示例，配光图案15可以包括各种形状的配光凸起或凹陷，例如，可以包括横截面为圆形(包括半圆形或部分圆形)、多边形(如三角形、四边形、五边形、六边形等等)等各种形状的配光凸起或凹陷。这种透光屏14可以使透明导光块2的入射光束更加均匀或者获得期望的强度分布。作为示例，配光图案在垂直于所述透光屏的所述表面的方向上的高度小于5毫米。例如，配光图案15中的配光凸起或凹陷的高度差小于5毫米。

在本发明的实施例中，所述透明导光块2例如可以为实心结构，例如可以由树脂、塑料等透光材料制成，例如由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成，但本发明的实施例不限于此。

需要说明的是，虽然在本发明的许多附图中透明导光块2用梯形表示，但是，应当理解，这仅仅是为了表示的方便。实际的透明导光块2的至少一个表面是设有光学凸起和/或凹陷而凸凹不平的，例如如图3所示。

在本发明的实施例中，上述光源可以包括发光二极管光源或本领域已知的其它光源。在采用多个光源的情况下，多个光源也可以成阵列形式布置。

本发明的实施例还提供了一种车灯。该车灯可以包括如上述任一个实施例所述的光学组件100、100a、100b、100c和100d。根据本发明的实施例的车灯例如可以包括任何类型的机动车辆照明灯和/或信号灯，例如前照灯、雾灯、中央高位刹车灯、转向灯、位置灯、尾部刹车灯等等，还可以包括车仓内的灯具、等等。

本发明的实施例还提供了一种机动车辆。该机动车辆可以包括如上述任一个实施例所述的用于车灯的光学组件100、100a、100b、100c和100d或如上所述的车灯。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本发明的限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (15)

1.一种用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)，包括：

光源模块(1)；以及

透明导光块(2)，所述透明导光块(2)包括：

光入射面(10)，用于接收从所述光源模块(1)发出的入射光束(3)；以及

多个光出射面，用于输出出射光束(4)；

其中，所述多个光出射面包括布置于与所述光入射面(10)相反的一侧的正出射面(20)和在所述光入射面(10)和所述正出射面(20)之间延伸的侧出射面(30)，且其中，所述光入射面(10)、正出射面(20)和所述侧出射面(30)中的至少一个表面设置有多个光学凸起(21)和/或凹陷(22)，其中，所述每个光学凸起(21)或凹陷(22)的表面由多个面拼接而成，所述多个面不在同一平面上。

2.根据权利要求1所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)，其中，所述多个面包括平面和/或曲面。

3.根据权利要求1所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)，其中，不同的光学凸起(21)或凹陷(22)的表面由数量不同的面拼接而成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)，其中，所述多个光学凸起(21)或凹陷(22)的顶部和底部之间的高度差小于5毫米。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)，其中，所述透明导光块(2)的所述光入射面(10)、所述正出射面(20)和所述侧出射面(30)均设置有所述光学凸起(21)或凹陷(22)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b)，其中，所述光源模块(1)包括：

光源(11)；以及

反射器(12)，所述反射器(12)位于光源(11)和所述透明导光块(2)之间且用于将从所述光源(11)发出的光束进行往复反射并将经过往复反射的光束输出到所述透明导光块(2)的光入射面(10)。

7.根据权利要求6所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b)，其中，所述反射器(12)的靠近光源(11)的一端的尺寸小于靠近透明导光块(2)的另一端的尺寸。

8.根据权利要求6所述的用于车灯的光学组件(100a、100b)，其中，所述光源模块(1)还包括：

光导部件(16)，所述光导部件(16)具有光导入射面(17)和光导出射面(18)，所述光导入射面(17)用于接收来自光源(11)的光束，所述光导出射面(18)用于将光导部件(16)中的光束射向所述反射器(12)。

9.根据权利要求8所述的用于车灯的光学组件(100a)，其中，所述光导入射面(17)位于所述光导部件(16)的端部，所述光导出射面(18)位于所述光导部件(16)的外周侧。

10.根据权利要求8所述的用于车灯的光学组件(100b)，其中，所述光导入射面(17)位于所述光导部件(16)的背对所述反射器(12)的一侧，所述光导出射面(18)位于所述光导部件(16)的面对所述反射器(12)的另一侧。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车灯的光学组件(100c)，其中，所述光源模块(1)包括：

光源(11)；以及

光学扩散件(13)，所述光学扩散件(13)位于光源(11)和所述透明导光块(2)之间且用于对从所述光源(11)发出的光束进行均匀化。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车灯的光学组件(100d)，其中，所述光源模块(1)包括：

光源(11)；以及

透光屏(14)，所述透光屏(14)位于光源(11)和所述透明导光块(2)之间，其中，在透光屏(14)的朝向光源(11)一侧的表面上设置有配光图案(15)，所述配光图案(15)布置成用于对从所述光源(11)发出的光束的光强分布进行调整。

13.根据权利要求12所述的用于车灯的光学组件(100d)，其中，所述配光图案(15)在垂直于所述透光屏(14)的所述表面的方向上的高度小于5毫米。

14.一种车灯，包括：

根据权利要求1至13中任一项所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)。

15.一种机动车辆，包括根据权利要求1至13中任一项所述的用于车灯的光学组件(100、100a、100b、100c、100d)或根据权利要求14所述的车灯。