一种灯具组件、车灯和车辆

文档序号:131286 发布日期:2021-10-22 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种灯具组件、车灯和车辆 (Lamp component, car lamp and vehicle ) 是由 胡克磊 刘阳 阮俊 何士群 于 2020-04-14 设计创作,主要内容包括:本发明涉及汽车车灯,公开了一种灯具组件,沿出光方向依次包括电路板(2)、电连接于电路板(2)的至少一个光源(3)以及导光元件(4),其中导光元件(4)沿出光方向依次包括至少一个入光部(401)、导光部(402)和出光部(403),导光部(402)上形成有第一反射面(402a)和第二反射面(402b),光线由入光部(401)聚集准直后,依次经第一反射面(402a)和第二反射面(402b)反射,最后由出光部(403)射出。本发明还公开了包含该灯具组件的车灯以及包含该车灯的车辆。本发明的灯具组件结构简单,实用性强,且具有灵活多变的点灯效果。(The invention relates to an automobile lamp, and discloses a lamp assembly which sequentially comprises a circuit board (2), at least one light source (3) electrically connected to the circuit board (2) and a light guide element (4) along a light emitting direction, wherein the light guide element (4) sequentially comprises at least one light inlet part (401), a light guide part (402) and a light outlet part (403) along the light emitting direction, a first reflecting surface (402a) and a second reflecting surface (402b) are formed on the light guide part (402), and light is collected and collimated by the light inlet part (401), then sequentially reflected by the first reflecting surface (402a) and the second reflecting surface (402b), and finally emitted by the light outlet part (403). The invention also discloses a vehicle lamp comprising the lamp component and a vehicle comprising the vehicle lamp. The lamp assembly is simple in structure, strong in practicability and flexible and changeable in lighting effect.)

一种灯具组件、车灯和车辆

技术领域

本发明涉及汽车车灯,具体地,涉及一种灯具组件。此外,本发明还涉及一种包括所述灯具组件的车灯和车辆。

背景技术

随着汽车车灯技术的迅猛发展,消费者对炫酷的车灯外观造型提出了更高层次的要求。近几年来,随着虚拟现实技术的快速发展,一系列富有科技感的三维立体效果产品逐渐应用在各个领域,车灯领域对于三维立体效果的追求也日益高涨。近年来,受全球经济下行压力的影响,目前汽车市场对灯具成本的控制也日趋严苛,降本将会是未来车企改革的主旋律。因此,设计一种物美价廉且具有科技感的三维立体效果的产品,成为了汽车厂商和消费者所青睐的方向。

目前,现有技术的具有三维立体效果的车灯系统光学效率低,如要应用于法规要求光照强度高的制动灯、转向灯和日间行车灯上,需要使用大功率的光源,尤其是大功率的LED光源才能满足法规要求,这种大功率的LED光源会导致车灯在使用过程中产生大量热,但是现有技术的具有三维立体效果的车灯系统的结构一般比较紧凑且比较封闭,致使具有三维立体效果的车灯系统的散热性能很难满足使用要求,造成该车灯系统实用性不强,并且因为局限于散热性能的高要求,导致该车灯系统的样式也比较单调。

基于上述原因,现有技术难以有效保证具有三维立体效果的车灯系统的较强的实用性以及灵活多变的点灯效果要求。

发明内容

本发明第一方面所要解决的问题是提供一种灯具组件,该灯具组件结构简单,实用性强,点灯效果灵活多变。

此外,本发明第二方面要解决的问题是提供一种车灯,该车灯的灯具组件结构简单,实用性强,点灯效果灵活多变。

进一步地,本发明第三方面要解决的问题是提供一种车辆,该车辆的车灯实用性强,点灯效果灵活多变。

为了解决上述技术问题,本发明一方面提供一种灯具组件,沿出光方向依次包括电路板、电连接于所述电路板的至少一个光源以及导光元件,其中所述导光元件沿出光方向依次包括至少一个入光部、导光部和出光部,所述导光部上形成有第一反射面和第二反射面,光线由所述入光部聚集准直后,依次经所述第一反射面和所述第二反射面反射,最后由所述出光部射出。

作为一种优选结构形式,所述导光部为圆台结构,所述第一反射面形成于所述导光部的外周面上,所述导光部的靠近所述入光部的一端的中心区设有圆锥腔,所述圆锥腔的腔壁形成为第二反射面。

更优选地,所述第一反射面由后端向前端逐渐向所述导光部的中心轴线靠近。

进一步优选地,所述圆锥腔的腔壁沿出光方向逐渐向所述导光部的中心轴线靠近。

典型地,所述入光部的数量为多个,多个所述入光部以所述圆锥腔的底面的中心为圆心周向均布,所述光源与所述入光部一一对应设置。

作为另一种优选结构形式,所述入光部为聚光杯结构,该聚光杯结构的后端设有凹腔,所述凹腔的底部设有凸起,所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构;或者所述入光部的结构与菲涅尔透镜的结构相同,所述入光部的中心区形成有弧形光学面;或者所述入光部为准直反射镜。

作为一种

具体实施方式

,所述出光部为圆柱体结构,所述出光部设于所述导光部远离所述入光部的端面上,所述出光部远离所述导光部的一端端面形成为出光面。

作为另一种具体实施方式,还包括灯壳,所述灯壳的一端端面上设有通孔,所述出光部适于插入所述通孔内。

更具体地,所述出光面与所述灯壳的前端面相平;或者所述出光面凸出于所述灯壳的前端面。

进一步具体地,所述出光面为圆形、C型、L型或自由曲线造型。

作为又一种具体实施方式,所述出光面上设有皮纹或散射层。

另外,本发明还提供一种车灯,包括根据上述技术方案中任一项所述的灯具组件。

进一步地,本发明还提供一种车辆,该车辆包括根据上述技术方案中所述的车灯。

通过上述技术方案,本发明的灯具组件沿出光方向依次包括电路板、电连接于所述电路板的至少一个光源以及导光元件,其中所述导光元件沿出光方向依次包括至少一个入光部、导光部和出光部,所述导光部的外周面上形成有第一反射面,所述导光部的靠近所述入光部的一端的中心区设有圆锥腔,所述圆锥腔的腔壁形成为第二反射面,光线由所述入光部聚集准直后,依次经所述第一反射面和所述第二反射面反射,最后由所述出光部射出。本发明的灯具组件利用入光部收集光线,同时利用导光元件上的一个出光部发出光线后形成具有三维立体效果的点灯效果,结构比较紧凑,光学效率高。另外,本发明的多个光源设置在一个电路板上,可以使用多个小功率光源代替大功率光源,且能够满足法规要求,解决了使用大功率光源的散热问题,并且能够通过控制各光源的亮灭和颜色来实现点灯效果的多样化。

有关本发明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是本发明的灯具组件的一个具体实施例的爆炸图;

图2是本发明的灯具组件的一个具体实施例的结构示意图;

图3是本发明的导光元件的一个具体实施例的结构示意图;

图4是图3的仰视图;

图5本发明的灯具组件的一个具体实施例的光线原理图;

图6是本发明具体实施例的灯具组件的正面点灯效果图之一;

图7是本发明具体实施例的灯具组件的侧面点灯效果图之一;

图8是本发明具体实施例的灯具组件的正面点灯效果图之二;

图9是本发明具体实施例的灯具组件的侧面点灯效果图之二;

图10是本发明的与菲涅尔透镜结构相同的入光部的结构图之一;

图11是图10的剖面图;

图12是本发明的单个聚光杯结构的光线图;

图13是本发明的单个聚光杯结构的正面点灯效果示意图;

图14是本发明的入光部为菲涅尔透镜结构的灯具组件的正面点灯效果示意图。

附图标记说明

1灯壳 101通孔

2电路板 3光源

4导光元件 401入光部

401a弧形光学面 402导光部

402a第一反射面 402b第二反射面

403出光部 403a出光面

404圆锥腔

具体实施方式

以下结合附图对本发明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发明,本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明的是,在下文的描述中为清楚地说明本发明的技术方案而涉及的一些方位词,例如“后”、“前”等均是按照出光方向所指的方位类推所具有的含义,例如,以导光元件4为例,如图2所示,导光元件4上靠近光源3的一端为后端,远离光源3的一端则为前端;也可以理解为光线进入的一端为后端,光线射出的一端为前端,即入光部401所在的一端为后端,出光部403所在的一端为前端。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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发明中的具体含义。

如图1和图2所示,本发明提供一种灯具组件,沿出光方向依次包括电路板2、电连接于所述电路板2的至少一个光源3以及导光元件4,其中,所述导光元件4沿出光方向依次包括至少一个入光部401、导光部402和出光部403,所述导光部402上形成有第一反射面402a和第二反射面402b,光线由所述入光部401聚集准直后,依次经所述第一反射面402a和所述第二反射面402b反射,最后由所述出光部403射出。

优选地,本发明的灯具组件还包括灯壳1,所述灯壳1的一端端面上设有通孔101,所述出光部403适于插入所述通孔101内。

从图2中可以看出,本发明的灯具组件中的灯壳1为空心筒体结构,一端为封闭结构,另一端的端面上开设有通孔101,该空心筒体结构并不是两端完全封闭的结构形式,可采用一端开口的腔体结构,在开口端设有盖子,盖子与开口的腔体结构连接为空心筒体结构,通孔101可以设置在盖子的中心区,当然,该通孔101也可以设置在腔体结构的封闭端,灯壳1上设有电路板2的一端可以设有盖子也可以不设,电路板2可直接安装在灯壳1后方的散热器上。而且,本发明的灯壳1还可以是由两个形状相同的开口腔体结构连接而成,两个腔体结构的开口端设置螺纹连接结构或卡接连接结构,通孔101则设置在其中一个开口腔体结构的封闭端上。但是,空心筒体结构并不仅限于上述的结构形式,还可以采用其他组合方式,其目的均是为了能够形成能够容纳电路板2、光源3和导光元件4的灯壳1。

本发明的灯具组件中的光源3可以是RGB光源、双色LED光源、多色LED光源或激光光源等,至少包括一个光源3,光源3电连接于一个电路板2上,该电路板2还可以使用柔性电路板2代替,以适用于多个光源3前后有落差的造型需求。当光源3的数量为多个时,可以通过控制各光源3来实现不同组合效果的立体灯光效果和动态效果,如跑马灯、呼吸灯、流水灯等的动态灯光效果。同时,本发明的导光元件4的光学效率高,可以使用多个小功率的光源3来实现位置灯、制动灯、转向灯、日间行车灯等车灯法规,很好的解决系统的散热问题,实用性强。

如图3和图4所示,作为本发明的一个优选实施方式,所述导光部402为圆台结构,所述第一反射面402a形成于所述导光部402的外周面上,所述导光部402的靠近所述入光部401的一端的中心区设有圆锥腔404,所述圆锥腔404的腔壁形成为第二反射面402b。

更优选地,所述第一反射面402a由后端向前端逐渐向所述导光部402的中心轴线靠近。

进一步优选地,所述圆锥腔404的腔壁沿出光方向逐渐向所述导光部402的中心轴线靠近,以使得所述第二反射面402b沿出光方向逐渐向所述导光部402的中心轴线靠近。

在这里需要解释的是,导光部402为圆台结构,导光部402的回转中心线即可认为是导光部402的中心轴线,即导光部402的两个圆形端面的中心连线。

从图3中可以看出,在导光元件4的横向截面上,第一反射面402a和第二反射面402b的横向截线是平行的。当然,根据三维立体点灯效果的要求,第一反射面402a和第二反射面402b的横向截线之间也可以存在一定的夹角。在这里需要解释的是,横向截线是指垂直于出光面403a的虚拟平面虚拟切割导光元件4后,该虚拟平面与第一反射面402a、第二反射面402b相交形成的线。

从图5中可以看出,导光部402的外周面上形成为第一反射面402a,圆锥腔404的腔壁形成为第二反射面402b,光源3发出的光线由入光部401聚集准直后,先后依次经第一反射面402a和第二反射面402b的反射,最后由出光面403a射出。

此时,如果入光部401为聚光杯结构,该聚光杯结构的后端设有凹腔,所述凹腔的底部设有凸起,所述聚光杯结构的外部轮廓面为由后端向前端口径逐渐增大的曲面状结构。聚光杯结构的数量一般为多个,多个所述聚光杯结构以所述圆锥腔404的底面的中心为圆心周向均布,所述光源3与所述聚光杯结构一一对应设置。可以看出,导光元件4的光学面由聚光杯结构的外部轮廓面、凹腔的四周面、凸起的表面、第一反射面402a、第二反射面402b和出光面403a组成。光源3发出的光线经聚光杯结构聚集准直后进入导光部402,经第一反射面402a和第二反射面402b反射后进入出光部403,最后由出光面403a射出。每一个光源3的光线,经聚光杯结构聚集准直后,如果在该聚光杯结构前方竖直设置一个成像屏幕,该聚光杯结构的出射光线投射在这一成像屏幕上,其成像图案就是如图13所示的单个聚光杯结构的点灯效果,其中,成像图案的中心区的圆形亮斑是由光线经聚光杯结构中的凸起的表面投射而形成的,四周的亮环则是由光线经聚光杯结构的外部轮廓面反射后投射形成的,中心区的圆形亮斑与四周的亮环之间的环形暗区是光线经聚光杯结构的凹腔的四周面的拔模角和光源的朗伯发光特性产生的。从这里可以看出,可以通过调节凹腔内凸起的表面的大小来改变中心区的圆形亮斑的大小。需要解释的是,朗伯发光特性是指光源的出射光线的发光强度随着其与正出光方向夹角的增大而减小。如图12所示,光线经聚光杯结构的凹腔的四周面后均向外侧折射,基本没有光线向该具有拔模角的凹腔的四周面的正前方出射,这部分就形成了暗区部分,并且根据朗伯发光特性,凹腔的四周面接收的光线由前向后的发光强度会逐渐减弱,由此,经聚光杯结构的外部轮廓面反射的光线有外向内的发光强度会逐渐减弱。

当将图13中所示的具有上述成像图案的光形投射至第一反射面402a时,光形会被拉伸至图6中所示的单个的椭圆形花瓣形状,花瓣的外侧亮度较高是因为光线投射至第一反射面402a的投射距离较近,投射后的光形强度相对较亮,而花瓣的根部亮度较低则是因为光线投射至第一反射面402a的投射距离较远,投射后的光形强度相对较暗,这种亮暗程度的变化使得花瓣的轮廓亮度由外至内逐渐变暗,这种亮暗变化的图案最终通过出光面403a投射,并且通过这种亮暗变化给人以立体的视觉效果。

而多个光源3共同构成了图6至图9的最终的点灯效果。如此,可以看出,不仅可以通过控制入光部401的个数和位置来改变点灯效果,还可以通过控制每个光源3的状态来形成不同的点灯效果,其变化方式较多,变化效果比较好。

可选地,如图10至图11所示,所述入光部401的结构还可以与菲涅尔透镜的结构相同,该入光部401的中心区形成有弧形光学面401a。具有该入光部401的灯具组件的点灯效果如图14所示,弧形光学面401a的出射光线对应形成中心亮斑。在这里,可以通过控制弧形光学面401a来控制中心亮斑的大小以及在花瓣中的占比。花瓣的数量和亮暗程度不同、中心亮斑的大小及在花瓣中的占比不同,均能够形成不同的点灯效果。

可选地,本发明的入光部401还可以为准直反射镜,或者是其他结构形式,均属于本发明的保护范围。

作为本发明的另一个优选实施方式,,所述导光元件4为PC、或PMMA、或硅胶、或复合橡胶、或PET、或PA、或TAC、或玻璃光学元件。

作为本发明的一个具体结构形式,所述出光部403为圆柱体结构,所述出光部403设于所述导光部402远离所述入光部401的端面上,所述出光部403的远离所述导光部402的一端端面形成为出光面403a。

更具体地,所述出光面403a与所述灯壳1的前端面相平。

可选地,所述出光面403a凸出于所述灯壳1的前端面。

作为本发明的另一个具体结构形式,所述出光面403a为圆形、C型、L型或自由曲线造型。由此,可以看出,出光部403的形状也会根据出光面403a的形状的改变而改变,通孔101也会相应改变,这些因点灯效果而做出的变化均属于本发明的保护范围。

作为本发明的又一个具体结构形式,所述出光面403a上设有皮纹或散射层。在出光面403a上增加皮纹或散射层,可以使得点灯效果更均匀,大视角观察效果更好。其中,散射层为含有光散射材料的塑料层或硅胶层等。

另外,本发明还提供一种车灯,包括根据上述技术方案中任一项所述的灯具组件。

进一步地,本发明还提供一种车辆,该车辆具有根据上述技术方案中所述的车灯。

由以上描述可以看出,本发明的灯具组件,沿出光方向依次包括电路板2、电连接于所述电路板2的至少一个光源3以及导光元件4,其中,所述导光元件4由后向前依次包括至少一个入光部401、导光部402和出光部403,所述导光部402的外周面上形成有第一反射面402a,所述导光部402的靠近所述入光部401的一端的中心区设有圆锥腔404,所述圆锥腔404的腔壁形成为第二反射面402b,光线由所述入光部401聚集准直后,依次经所述第一反射面402a和所述第二反射面402b反射,最后由所述出光部403射出。本发明的灯具组件可以实现三维立体的点灯效果,采用聚光杯结构或菲涅尔透镜结构的入光部401来收集光线,光学效率高,结构紧凑,从而可使用多个小功率光源3来实现位置灯、制动灯、转向灯、日间行车灯等车灯法规,很好地解决了使用大功率光源带来的散热问题,实用性强,还可以形成明暗渐变的花瓣式的配光图案,给人以立体的视觉效果,同时可控制多个光源3亮度和亮灭来实现跑马灯、流水灯、呼吸灯等效果模式;还可以通过光源颜色的变化,实现多彩的点灯效果,形式灵活多变。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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