光学元件、车灯模组、车灯及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆照明技术，具体地，涉及一种光学元件，此外，还涉及一种车灯模组、车灯及车辆。


背景技术：

2.随着汽车工业的飞速发展和人们生活条件的不断改善，汽车已经成为人们出行不可或缺的交通工具之一。汽车保有量逐年增加，汽车的普及给汽车零部件的制造和设计带来了发展，例如，人们对车灯要求越来越高，汽车车灯的作用已经不仅仅局限于功能照明，外观效果开始被消费者追求。
3.目前，车灯的造型越来越多样，导致车辆照明装置的种类也越来越多样化，其中一种车辆照明装置包括多个分散设置的车辆照明单元，各车辆照明单元分散设置且相互独立，有各自对应的入光部和出光部，可以产生多个照明区域。
4.但是，多个车辆照明单元分散独立设置，一方面，导致整个车辆照明装置所占用空间很大，增大了车灯的体积；另一方面，多个分散设置的出光面，满足不了客户对车灯出光面的外观需求；第三方面，多个车辆照明单元之间以及每个车辆照明单元的各零部件之间的定位安装误差较大，影响光学系统精度。
5.因此，需要设计一种新的光学元件，以克服或缓解现有技术的上述缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型第一方面所要解决的技术问题是提供一种光学元件，该光学元件能够减小占用空间，提高空间利用率，而且，有利于降低定位安装误差，且具有窄长形的外观造型。
7.本实用新型第二方面所要解决的技术问题是提供一种车灯模组，该车灯模组具有较高的光学系统精度，照明效果较好，且具有窄长形的外观造型。
8.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，该车灯的照明效果较好，且具有窄长形的外观造型。
9.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，该车辆具有较好的空间利用率，便于结构设计。
10.为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种光学元件，包括导光体，所述导光体包括沿该导光体的长度延伸方向排布的多个入光部、导光部和出光部，所述入光部上设置有至少一个入光单元，所述导光部被布置成能够引导各所述入光单元接收的光朝向所述出光部出射，所述出光部的正向投影面形状呈条形。
11.优选地，所述导光部上形成有至少一个凹槽结构。
12.更优选地，所述导光部的中间区域或者两侧区域中一侧形成有一个所述凹槽结构。
13.进一步地，其中一个所述凹槽结构形成有用于形成光形截止线的截止部。
14.优选地，所述导光部的两侧区域分别形成有所述凹槽结构。
15.进一步地，所述导光部上形成有与各所述入光部一一对应的多个所述凹槽结构。
16.优选地，所述导光部分为与各所述入光部一一对应的多个导光结构，相邻所述导光结构的相邻侧壁之间形成有间隙。
17.可选地，所述出光部的正向投影面的宽度不小于5mm且不大于30mm。
18.更优选地，所述导光体还包括反射面，所述反射面被布置成将各所述入光单元接收的光反射向所述导光部。
19.具体地，所述入光单元为呈聚光杯形状的聚光结构。
20.具体地，各所述入光部上设置有相连的多个所述入光单元，所述入光单元为朝向入光一侧凸出的凸起。
21.优选地，所述出光部为光滑曲面，各所述入光部的排布方向与所述出光部的长度延伸方向一致。
22.优选地，所述出光部由多个外凸曲面依次连接形成。
23.本实用新型第二方面提供一种车灯模组，包括第一方面技术方案中任一项所述的光学元件以及与各所述入光单元对应的多个可单独寻址的光源。
24.典型地，还包括电路板与散热器，所述光源位于与所述散热器连接的所述电路板上，所述导光体上设置有与所述电路板连接的连接结构。
25.本实用新型第三方面提供一种车灯，包括第二方面技术方案中任一项所述的车灯模组。
26.本实用新型第四方面提供一种车辆，包括第三方面技术方案所述的车灯。
27.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
28.在本实用新型的基础技术方案中，导光体出光部的正向投影面形状呈条形，相对于现有技术的车辆照明单元分散布置，可实现窄长形的外观造型效果，能够提高定位安装精度，具有较好的照明效果；而且，占用空间相对较小，能够具有较好的空间利用率。
29.而且，导光部上形成有凹槽结构，凹槽结构增加了两个折射面，可以使光线在导光部内传播过程中依次经过这两个折射面，根据设计需要，凹槽结构的侧壁的倾斜角度可以设置，从而增加配光参数，使配光更加灵活。
30.本实用新型的其它特征和更加突出优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
31.图1是本实用新型第一种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
32.图2是本实用新型第一种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
33.图3是图2中a部分的局部放大图；
34.图4是本实用新型第一种实施方式中的光学元件的结构示意图三；
35.图5是图4中沿b
‑
b线的剖面图；
36.图6是本实用新型第一种实施方式中的光学元件的结构示意图四；
37.图7是图6中沿c
‑
c线的剖面图；
38.图8是本实用新型第二种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
39.图9是本实用新型第二种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
40.图10是图9中沿d
‑
d线的剖面图；
41.图11是本实用新型第二种实施方式中的光学元件的结构示意图三；
42.图12是图11中沿e
‑
e线的剖面图；
43.图13是本实用新型第三种实施方式中的光学元件的结构示意图；
44.图14是本实用新型第四种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
45.图15是本实用新型第四种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
46.图16是本实用新型第五种实施方式中的光学元件的结构示意图；
47.图17是本实用新型第六种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
48.图18是本实用新型第六种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
49.图19是图18中沿f
‑
f线的剖面图；
50.图20是本实用新型第七种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
51.图21是本实用新型第七种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
52.图22是图21中沿g
‑
g线的剖面图；
53.图23是本实用新型第七种实施方式中的光学元件的结构示意图三；
54.图24是图23中沿h
‑
h线的剖面图；
55.图25是本实用新型第八种实施方式中的光学元件的结构示意图；
56.图26是本实用新型第九种实施方式中的光学元件的结构示意图；
57.图27是本实用新型第十种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
58.图28是本实用新型第十种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
59.图29是本实用新型第十一种实施方式中的光学元件的结构示意图一；
60.图30是本实用新型第十一种实施方式中的光学元件的结构示意图二；
61.图31是本实用新型第十一种实施方式中的光学元件的结构示意图三；
62.图32是本实用新型第十一种实施方式中的光学元件的结构示意图四；
63.图33是图32中沿i
‑
i线的剖面图；
64.图34是本实用新型第十一种实施方式中的光学元件的结构示意图五；
65.图35是图34中沿j
‑
j线的剖面图；
66.图36是本实用新型第十二种实施方式中的光学元件的结构示意图六；
67.图37是本实用新型第十二种实施方式中的光学元件的结构示意图七；
68.图38是本实用新型具有第十二种实施方式中的光学元件的车灯模组的结构示意图一；
69.图39是本实用新型具有第十二种实施方式中的光学元件的车灯模组的结构示意图二；
70.图40是本实用新型具有第十二种实施方式中的光学元件的车灯模组的结构示意图三；
71.图41是图40中沿k
‑
k线的剖面图；
72.图42是本实用新型一种实施方式中的光学元件形成的近光光形的示意图；
73.图43是本实用新型另一种实施方式中的光学元件形成的近光光形的示意图；
74.图44是本实用新型一种实施方式中的光学元件形成的远光光形的示意图。
75.附图标记说明
76.1入光部
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2导光部
77.21导光结构
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22间隙
78.3出光部
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4凹槽结构
79.41截止部
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5反射面
80.61凸起
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62聚光结构
81.7电路板
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8散热器
82.9连接结构
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a主近光照明区域
83.b第一辅助近光照明区域
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c第二辅助近光照明区域
具体实施方式
84.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。
85.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。
86.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”、“设置”、“连接”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。
87.需要理解的是，为了便于描述本实用新型和简化描述，术语“前、后”是指光学元件沿出光方向的前后方向，即出光部3位于前方，相对地，入光部1位于后方，术语“左、右”是指车辆在使用过程中的左右方向，术语“上、下”是指车辆在使用过程中的上下方向；术语为基于附图所示的方位或位置关系，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；而且，将光学元件安装于车辆内时，可以按照水平方向、竖直方向等各种方位进行安装，对于本实用新型的光学元件的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
88.如图1至图7、图26、图29至图35所示，本实用新型基本实施方式的光学元件，包括导光体，所述导光体包括沿该导光体的长度延伸方向排布的多个入光部1、导光部2和出光部3，所述入光部1上设置有至少一个入光单元，所述导光部2被布置成能够引导各所述入光单元接收的光朝向所述出光部3出射，所述出光部3的正向投影面形状呈条形。
89.其中，条形为窄长矩形，其宽度方向可以做到很窄，宽度范围为5～30mm，优选5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm，长度可根据实际出光面造型需要来设定，以呈现窄长形的外观效果。
90.在上述基本实施方式中，相对于现有技术中车辆照明单元分散布置的形式，本实用新型集成为一体结构的导光体，简化了结构设计，还减少了车辆照明单元之间以及零部件之间的定位安装误差，提升安装精度，光线从入光单元射入，经过导光部2后，从出光部3出射，能够具有较好的照明效果，而且，将出光部3的正向投影面形状设置为条形，根据车灯
灯体内的空间，可沿左右方向、上下方向或斜向放置导光体，充分利用空间且占用空间相对较小，同时还能呈现窄长形的特有外观效果。
91.其中，如图1所示，出光部3可以是向出光一侧凸出的光滑曲面，该光滑曲面可使车灯外观更加美观；或者，如图29至图41所示，出光部3也可以是由多个外凸曲面依次连接形成，以呈现不同的车灯外观造型；各入光部1的排布方向与出光部3的长度延伸方向一致；而且，入光单元可以具有多种结构形式，例如，入光单元可以为朝向入光一侧凸出的凸起61，如图3所示的多个入光单元依次相连设置于对应的入光部1上，或者，如图26或图33所示，也可以为外部轮廓呈聚光杯形状的实体的聚光结构62，该实体的聚光结构62的后端可优选开设凹腔以提高光效，或者，其它能够具有等同功能的光学结构。
92.图1示出了本实用新型的光学元件的一种具体实施方式，进一步地，如图8至图12所示的另一种具体实施方式，可以在导光部2上形成凹槽结构4，凹槽结构4沿着出光部3的长度延伸方向布置，在光的传播光路上增加了两个折射面，即进入导光体的光线需依次经这两个折射面折射后再由导光体的出光部3射出；对于凹槽结构4本身来讲，图10示出了凹槽结构4的侧壁垂直于凹槽结构4底部的一种位置关系，当然，凹槽结构4的侧壁也可以相对于凹槽结构4底部非垂直设置，如此，由于增加了两个折射面，使得配光方式增加，即使得配光参数增加，配光更加灵活；其中，凹槽结构4设置位置可以选择导光部2的中间区域，也可以选择导光部2的两侧区域中一侧，或者其它区域，凹槽结构4可以对应一个入光部1或对应多个入光部1。
93.此外，凹槽结构4的数量可以根据设计需要进行选择，例如，如图16所示，可以在沿出光部3的长度延伸方向的两侧区域分别设置一个凹槽结构4，同样地，凹槽结构4可以对应一个入光部1或对应多个入光部1；又或者，如图20所示，可以在沿出光部3的长度延伸方向设置更多的凹槽结构4，使每个凹槽结构4对应一个入光部1；而且，在导光体布置方位确定的情况下，凹槽结构4的开口方向可以如图20所示向下设置，也可以如图25所示向上设置，也就是说，在将本实用新型的光学元件安装于车灯灯体中后，凹槽结构4的开口方向可以根据配光需求和实际安装状态例如灯体内其它部件的布置状态进行选择。
94.上述如图20和图25所示的具体实施方式中，对应每一个入光部1设置一个凹槽结构4，在实现增加两个折射面可以灵活配光的同时，还可以防止相邻入光部1之间的光线相互之间发生窜光。
95.作为防止窜光的另一种实现方式，如图17至图19所示的具体实施方式，可以在导光体上开设多条沿出光方向延伸的间隙22，也就是说，可以将导光部2分成多个导光结构21，使各个导光结构21与各入光部1一一对应，相邻导光结构21的相邻侧壁之间形成上述间隙22，通过间隙22防止由相邻的两个入光部1入射的光线相互之间发生窜光；例如，在需要关闭部分光源形成暗区时，若相邻导光结构21之间没有间隙22，以相邻的两个入光部1为例，一个入光部1入射的光线会射至其相邻入光部1所对应的区域内，当该相邻入光部1对应的区域为暗区时，这些射入光线会成为杂散光，影响照明效果。
96.此外，如图27与图28所示，还可以使导光体呈弯折状以形成反射面5，使反射面5能够反射各入光单元接收的光线，并将该部分光线反射向导光部2，如此，可以减小光学元件在出光方向上的尺寸，方便在车灯灯体内的布置。
97.当上述光学元件应用于形成近光光形时，作为一种具体实施方式，如图13所示，可
以在凹槽结构4的底部前边缘设置能够用于形成近光截止线的截止部41，截止部41的形状与近光截止线的形状相匹配，并根据左驾或右驾的不同驾驶方式来设置截止部41的形状，相适应地，凹槽结构4的形状为矩形凹槽。同样地，凹槽结构4的开口方向可以根据导光体的实际安装状态和配光需求进行选择，图13示出了凹槽结构4的开口向上的一种具体实施方式，图14示出了凹槽结构4的开口向下的另一种具体实施方式，同等情况下，不同在于，图14中的光线一直在导光体内传播，图13中的光线的光路有一部分位于空气中，两者都可以通过配光设计来实现符合要求的近光光形。其中，截止部41对应的几个入光部1接收的光线经该截止部41截止后由导光体的出光部3射出形成具有近光截止线的近光光形，其余入光部1则可用于形成辅助近光光形或远光光形，可通过调整多种配光参数来实现不同的光形，配光参数包括光源与导光体的各光学面的相对位置以及各光学面的设计参数等。
98.作为实现近光光形的另一种具体实施方式，如图36、图37所示，该光学元件的各入光部1上对应设置有一个入光单元，该入光单元为呈聚光杯形状的聚光结构62，出光部3由多个外凸曲面依次连接形成，外凸曲面与入光单元一一对应，位于导光部2的底部的凹槽结构4为呈v形的尖槽结构，尖槽结构的顶部设置有能够用于形成近光截止线的截止部41，截止部41对应的几个入光部1接收的光线进入导光部2经该截止部41截止后由导光体的出光部3射出形成具有近光截止线的近光光形，同样，其余入光部1则可用于形成辅助近光光形或远光光形。
99.以上通过两种不同结构形式的凹槽结构4与截止部41的设置，对将本实用新型的光学元件应用于形成近光光形的具体实施方式进行了说明，显然，凹槽结构4也可以采用其它能够实现等同功能的结构形式结合截止部41来实现近光光形；此外，凹槽结构4的截止部41也可根据需要用于形成远光截止线，这是因为，近光截止线是将射至截止部41下方的光线截掉，有效光线在截止部41上方传输，而远光截止线是将射至截止部41上方的光线截掉，有效光线在截止部41下方传输。当然，在应用于远光光形时，也可以不设置截止部。其中，上述近光截止线和远光截止线均为光形截止线，根据《gb 4599
‑
2007——汽车用灯丝灯泡前照灯》定义：光形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。近光截止线则指近光光形的上分界线，远光截止线则指远光光形的下分界线。
100.需要说明的是，多个入光部1用于形成多个不同照明区域，多个不同照明区域叠加后形成完整的车灯光形，多个入光部1可以间隔排布，也可以连为一体；例如，如图42所示，在安装本实用新型的光学元件时，通过设置各光源与其对应的导光体的各光学面的相对位置以及各光学面的设计参数，可以通过凹槽结构4形成具有近光截止线的主近光照明区域a，还可以形成第一辅助近光照明区域b与第二辅助近光照明区域c，使主近光照明区域a位于第一辅助近光照明区域b内，第一辅助近光照明区域b在主近光照明区域a的左右及下方形成更大的照明区域，使第一辅助近光照明区域b位于第二辅助近光照明区域c内，第二辅助近光照明区域c在第一辅助近光照明区域b的左右及下方形成更大的照明区域，三者上下叠加形成完整的近光光形；此外，第一辅助近光照明区域b与第二辅助近光照明区域c对应的光源可以为可单独寻址的光源，通过光源的亮灭来控制近光照明范围的大小，其中，可单独寻址是指各光源的亮灭能够被单独控制；又如，图43以五个入光部1为例对一种形成近光光形的示例进行了显示，五个入光部1对应五个照明区域，位于中间的照明区域为具有近光截止线的近光照明区域，其他四个照明区域分别位于中间照明区域的左右两侧，以形成较
宽展宽范围的近光光形，同样地，五个入光部1对应的光源也可以为可单独寻址的光源，以控制近光照明范围；再如，图44以五个入光部1为例对一种形成远光光形的示例进行了显示，五个入光部1对应五个照明区域，沿左右方向依次叠加，可以实现车灯adb(自适应远光灯)功能，即在对向车道有行人或车辆时，关闭其所对应的区域的光源，以避免导致对向车道的行人或车辆炫目。
101.参照图1至图37所示，本实用新型优选实施方式的光学元件，包括导光体，导光体为一体的透明件，导光体包括多个入光部1、导光部2和出光部3，各入光部1沿出光部3的长度延伸方向依次排布，出光部3为向出光一侧凸出的光滑曲面或由多个外凸曲面依次连接形成，其正向投影面形状呈条形，入光部1上设置有至少一个入光单元，各入光单元接收的光线能够通过导光部2射向出光部3；导光部2上形成有至少一个凹槽结构4，使配光更加灵活，可以在其中一个呈矩形凹槽形状的凹槽结构4的底部前边缘或者成v形的凹槽结构4的顶部形成截止部41，截止部41能够用于形成近光截止线，截止部41对应的几个入光部1接收的光线经该截止部41截止后由导光体的出光部3射出形成具有近光截止线的近光光形，其余入光部1则可用于形成辅助近光光形或远光光形，实现不同的车灯照明模式；还可以使导光体呈弯折状以形成反射面5，使反射面5能够反射各入光单元接收的光线，并将该部分光线反射向导光部2，可以减小光学元件在出光方向上的尺寸，便于在车灯内的布置；入光单元可以为朝向入光一侧凸出的凸起61，各入光部1对应的多个凸起61依次相连，也可以为呈聚光杯形状的聚光结构62，聚光结构62后端开设凹腔以提高光效。其中，导光体为一体的透明件，可以由玻璃、pc、pmma或硅胶等透明材质制备。
102.由上可知，通过将导光体设置为一体结构且出光部3的正向投影面形状呈窄长条形，简化了结构，造型美观，光学系统精度高，照明效果好，占用空间较少。
103.如图38至图41所示，本实用新型的车灯模组，包括上述第一方面技术方案中任一项所述的光学元件以及与各入光单元对应的多个可单独寻址的光源；该车灯模组的光学零件只包括光源和一个一体结构的导光体，不涉及其他光学零件，也具有较高的光学系统精度，照明效果好，占用空间较少，空间利用率较高，便于在车灯内的布置设计。
104.通常地，光源设置在电路板7上，电路板7与散热器8连接，导光体上可以设置连接结构9，使导光体通过连接结构9与电路板7连接，以确定各入光单元与对应的各光源之间的相对位置。
105.本实用新型的车灯，可以具有上述任一实施例所述的车灯模组，即采用了上述所有车灯模组实施例的全部技术方案，因此至少具有上述车灯模组实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
106.此外，本实用新型的光学元件不限于应用于近光与远光等功能模式，也可以应用于车灯的其它功能模式，如adb(自适应远光灯)、matrix(矩阵模式)、角灯、bending(转弯模式)和awl(全天候灯)等功能模式。
107.本实用新型的车辆，可以具有上述任一实施例所述的车灯，即采用了上述所有车灯实施例的全部技术方案，因此至少具有上述车灯实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
108.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。