申请/专利权人：成都恒坤光电科技有限公司

申请日：2019-05-08

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN109973931B

主分类号：F21S41/32

分类号：F21S41/32;F21S41/20;F21W102/155

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.07.30#实质审查的生效;2019.07.05#公开

摘要：本发明公开了一种车灯近光照明分光反射器，所述分光反射器上设置有光线入射面、光线反射面及光线出射面；光线由光线入射面折射进入分光反射器，然后光线在分光反射器中经光线反射面反射，最后光线由光线出射面折射出分光反射器；使光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中。本发明针对现有车灯存在的，通过光线阻挡方式控制照明区域照度分布导致光能利用率不高的问题，以及通过在投射透镜上做微小结构处理导致车灯加工制造难度大的问题，设计一种能够取代传统车灯的结构。该车灯结构引入了相应的分光反射器，不但能够提高车灯光源的光能利用率，还增加了车灯的设计自由度，能灵活地控制照明光线的投射分布，有利于满足近光照明的要求。

主权项：1.一种车灯近光照明分光反射器，其特征在于：所述分光反射器上设置有光线入射面、光线反射面及光线出射面；光线由光线入射面折射进入分光反射器，然后光线在分光反射器中经光线反射面反射，最后光线由光线出射面折射出分光反射器；使光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中；所述光线出射面上设置有光线第一折射区；所述光线第一折射区为平面，通过控制所述光线第一折射区的角度，使从所述光线第一折射区出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的下方；所述光线出射面上设置有光线第二折射区；所述光线第二折射区为曲面，通过控制所述光线第二折射区的角度，使从所述光线第二折射区出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的上方；所述光线第二折射区相对于所述光线第一折射区面形突变，或者，所述光线第二折射区为雾化表面。

全文数据：一种车灯近光照明分光反射器、光学装置及汽车前照灯总成技术领域本发明涉及车灯照明技术领域。具体地，涉及一种应用于车灯近光照明的分光反射器，基于该分光反射器的光学装置，以及基于该分光反射器与光学装置的汽车前照灯总成。背景技术在车灯照明技术领域中，为了满足不同行驶环境下的不同照明条件，目前的照明灯具通常需包括远光照明和近光照明。就近光灯而言，其主要原理是，利用光学部件将光源发出的光线再次进行分布。目前的通用做法是，在光线传送路径上设置光线阻挡部件，通过对部分光线进行阻挡，进而实现在照明区域形成符合要求的照明图案，即具有符合要求的明暗截止线的照明区域。上述对光线进行阻挡的方式，能够形成具有明暗截止线的符合照明要求的近光灯照明区域。但是，由于光源发出的光线中，有一部分光线被阻挡，所以在一定程度上造成了光能损失，降低了车灯的光能利用率。并且，上述光线被阻挡的区域，通过投射透镜的投射，会在近光照明场的明暗截止线上方，形成一个绝对暗区，导致无法满足强制标准。为了达到近光照明场明暗截止线上方微弱照明的标准，通常会在投射透镜上做一些微小结构处理，从而实现使部分光线投射到相关区域的目的，这就对投射透镜的加工精度提出了很高的要求。发明内容本发明的目的在于：针对现有车灯近光照明技术存在的，通过光线阻挡方式控制照明区域照度分布导致光能利用率不高的问题，以及通过在投射透镜上做微小结构处理导致车灯加工制造难度大的问题，设计一种能够取代传统车灯的结构。该车灯结构引入了相应的分光反射器，不但能够提高车灯光源的光能利用率，还增加了车灯的设计自由度，能灵活地控制照明光线的投射分布，有利于满足近光照明的要求。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种车灯近光照明分光反射器，所述分光反射器上设置有光线入射面、光线反射面及光线出射面；光线由光线入射面折射进入分光反射器，然后光线在分光反射器中经光线反射面反射，最后光线由光线出射面折射出分光反射器；使光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中。相比于传统通过阻挡光线来控制照明区域照度分布的方式，本方案不遮挡光线，所有光线均能得到有效利用，从而提高了光能利用率。具体地，本方案通过分光反射器对光线路径进行引导，使光线能够投射到近光照明场中明暗截止线下方的照明区域，进行主要照明。并且，还能将光线引导并投射到近光照明场中明暗截止线上方的照明区域，进行补充照明，从而省去了在投射透镜上做微小结构处理的必要，降低了车灯的制造生产难度。总的来讲，本方案通过分光反射器对光线路径进行调整，能够省去光线阻挡部件及投射透镜微小结构所带来的相应问题，从而有利于满足近光照明要求。作为分光反射器的优选方案，光线入射面与光线反射面相交，交线形成一轮廓线；所述轮廓线经投射透镜投射在近光照明场中的形状，与车灯近光照明要求中的明暗截止线相匹配。对于传统车灯结构，其明暗截止线由遮挡装置的轮廓所形成，影响光能利用效率。本方案不设置遮挡装置，其明暗截止线为光线入射面与光线反射面的交线所形成的轮廓线。本方案不设置额外的机械装置，具有产品性能稳定、耐用的优点。作为分光反射器的优选方案，光线入射面与光线反射面相交，交线形成一轮廓线，且光线入射面处设置有遮挡装置；所述轮廓线与遮挡装置轮廓线共同形成的组合轮廓线，经投射透镜投射在近光照明场中的形状，与车灯近光照明要求中的明暗截止线相匹配。本方案所采用的遮挡装置，不同于传统车灯所采用光线阻挡部件。传统的光线阻挡部件，其轮廓线上方的光线被全部遮挡。本方案的遮挡装置仅存在于轮廓线处，用于形成明暗截止线，并不向上延申遮挡光线。作为分光反射器的优选方案，所述光线出射面上设置有光线第一折射区；使从该区域出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的下方。本方案通过在分光反射器上设置光线第一折射区的方式，将光线投射到主照明区域。作为分光反射器的优选方案，所述光线出射面上设置有光线第二折射区；使从该区域出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的上方。本方案通过在分光反射器上设置光线第二折射区的方式，将光线投射到次照明区域。不需要在投射透镜上做微小的结构处理来将光线投射到明暗截止线上方，从而降低了投射透镜的制造难度及布置难度。作为分光反射器的优选方案，光线在分光反射器中在光线反射面上发生全部反射；所述光线反射面为光学全反射面，或者镀膜反射面。将光线反射面设计为全反射面，不存在溢出的光线，从而使光线的路径被精准控制。可以通过折射率与入射角度的关系，使入射到反射面的光线发生全反射。另外，还可通过镀反射膜的方式使光线发生全部反射。一种车灯近光照明光学装置，包括光源、与光源相配合的反射罩、投射透镜，还包括上述的分光反射器；所述分光反射器位于光源与投射透镜之间，分光反射器的光线入射面位于近光源一侧，光线出射面位于近投射透镜一侧，光线反射面位于上侧；光源所发出的光线根据路径的不同包括X、Y两类：X类光线由光源射出，经反射罩反射，经投射透镜射出，最后投射到近光照明场中明暗截止线下方的主照明区域；Y类光线由光源射出，经反射罩反射，由光线入射面折射进入分光反射器，在分光反射器中经光线反射面反射，由光线出射面折射出分光反射器，经投射透镜射出，最后投射到近光照明场中。本方案利用上述分光反射器，设计一种近光照明装置，主要利用其两种光线路径。一种是由反射罩反射直接经投射透镜投射到主照明区域。另一种是，利用上述分光反射器，将光线投射到主照明区域及明暗截止线上方的补充照明或次要照明区域。作为光学装置的优选方案，所述分光反射器的轮廓线位于距离投射透镜的焦平面±5mm区域内。作为光学装置的优选方案，所述投射透镜为非轴对称透镜。一种汽车前照灯总成，包括上述的相互匹配的光源、反射罩、分光反射器及投射透镜。综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本发明的有益效果是：本发明应用于车灯近光照明的分光反射器，基于该分光反射器的光学装置，以及基于该分光反射器与光学装置的汽车前照灯总成，具有光能利用率高，且生产制造难度低的优点。具体地，相比于传统通过阻挡光线来控制照明区域照度分布的方式，本方案不遮挡光线，所有光线均能得到有效利用，从而提高了光能利用率。本方案通过分光反射器对光线路径进行引导，使光线能够投射到近光照明场中明暗截止线下方的照明区域，进行主要照明。另外，还能将光线引导并投射到近光照明场中明暗截止线上方的照明区域，进行补充照明，从而省去了在投射透镜上做微小结构处理的必要，降低了车灯的制造生产难度。总的来讲，本方案通过分光反射器对光线路径进行调整，能够省去光线阻挡部件及投射透镜微小结构所带来的相应问题，从而有利于满足近光照明要求。附图说明图1是分光反射器的结构示意图一。图2是分光反射器的结构示意图二。图3是分光反射器的光路示意图。图4是分光反射器另一种实施例的结构示意图。图5是光学装置的结构示意图一。图6是光学装置的结构示意图二。图7是光学装置的光路示意图。附图中部件所对应的标记：1-光源、2-反射罩、3-光学反射器、31-光线入射面、32-光线反射面、33-光线出射面、331-光线第一折射区、332-光线第二折射区、34-轮廓线、35-遮挡装置、4-投射透镜。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1本实施例公开了一种车灯近光照明分光反射器，如图1-3所示，所述分光反射器为可见光透明材质。所述分光反射器上设置有光线入射面、光线反射面及光线出射面；光线由光线入射面折射进入分光反射器，然后光线在分光反射器中经光线反射面反射，最后光线由光线出射面折射出分光反射器；使光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中。具体地，如图2所示，所述光线出射面上设置有光线第一折射区。如图3所示，本实施例的光线第一折射区为一平面，其角度由入射光线角度、分光反射器折射率等因素决定，通过对角度的控制，使从该区域出射的光线P经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的下方。图3中，光线P由左侧入射，由右侧出射。具体地，如图2所示，所述光线出射面上设置有光线第二折射区。如图3所示，本实施例的光线第二折射区为一曲面，其角度由入射光线角度、分光反射器折射率等因素决定，通过对角度的控制，使从该区域出射的光线Q经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的上方。图3中，光线Q由左侧入射，由右侧出射。该分光反射器通过光学折射与光学反射的组合方式来控制光线的分布，以形成近光照明要求中明暗截止线下方的主照明区域，以及明暗截止线上方的次照明区域或补充照明区域。取代了传统通过光线阻挡方式形成近光照明的方案，同时避免了传统方式具有的光能利用率低，以及制造难度大的问题。实施例2在实施例1的基础上，如图2-3所示，本实施例进行优化设计。如图3所示，光线在分光反射器中在光线反射面上发生全部反射。所述光线反射面为光学全反射面，本实施例具体基于分光反射器折射率，并通过调整与光线的角度来实现。或者，光线反射面采用镀膜反射面，以达到全反射效果，来精准控制光线路径。如图2所示，所述光线出射面的第二折射区相对于第一折射区面形突变。如图3所示，使光线入射到第二折射区与第一折射区的角度不同，从而具有不同的折射出射角度，进而实现控制光线路径的目的。或者，第二折射区为雾化表面，同样具有不同的入射及折射角度，以达到第二折射区与第一折射区的出射光线角度不同的目的。实施例3在实施例1或实施例2的基础上，本实施例提供一种形成车灯近光照明要求中的明暗截止线的实施方式。如图1-2所示，光线入射面与光线反射面相交，交线形成一轮廓线。本实施例中采用的轮廓线两端平行，中间为45°过渡连接线。所形成的轮廓线经投射透镜投射在近光照明场中的形状，能够与车灯近光照明要求中的明暗截止线相匹配。实施例4在实施例1或实施例2的基础上，本实施例提供另一种形成车灯近光照明要求中的明暗截止线的实施方式。如图4所示，光线入射面与光线反射面相交，交线形成一轮廓线，该轮廓线为一直线。且光线入射面处设置有遮挡装置，遮挡装置下边线为直线与45°过渡连接线。所述交线轮廓线与遮挡装置轮廓线或下边线共同形成的组合轮廓线，经投射透镜投射在近光照明场中的形状，与车灯近光照明要求中的明暗截止线相匹配。并且，本实施例的遮挡装置上边线与上述交线轮廓线的一侧齐平，使遮挡装置不向上延申，从而能够避免遮挡实施例2中被引导至明暗截止线上方，起补充照明作用的那部分光线。实施例5本实施例公开了一种车灯近光照明光学装置，如图5-6所示，包括光源、与光源相配合的反射罩、投射透镜，还包括实施例1-4任意一项所述的分光反射器；所述分光反射器位于光源与投射透镜之间，分光反射器的光线入射面位于近光源一侧，光线出射面位于近投射透镜一侧，光线反射面位于上侧；如图7所示，光源所发出的光线根据路径的不同包括X、Y两类：X类光线由光源射出，经反射罩反射，经投射透镜射出，最后投射到近光照明场中明暗截止线下方的主照明区域；Y类光线由光源射出，经反射罩反射，由光线入射面折射进入分光反射器，在分光反射器中经光线反射面反射，由光线出射面折射出分光反射器，经投射透镜射出，最后投射到近光照明场中。如图7所示，Y类光线根据所投射到的位置不同，又包括Y1类光线及Y2类光线：Y1类光线由光线出射面上的光线第一折射区折射出分光反射器，使从该区域出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的下方。Y1类光线对应实施例1中的P类光线。Y2类光线由光线出射面上的光线第二折射区折射出分光反射器，使从该区域出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的上方。Y2类光线对应实施例1中的Q类光线。本实施例的近光照明光学装置，仅通过引入的分光反射器，即可对光线路径进行调整，通过光线反射与折射，实现了将光线投射到明暗截止线下方的主照明区域，以及明暗截止线上方的补充照明区域。当然，光线也可以不经反射罩反射，而直接由光源入射进入分光反射器，但该部分光线效果欠佳，本申请实施例不做详细阐述。实施例6在实施例5的基础上，本实施例进行优化设计，如图5-6所示，具体包括如下方面。所述分光反射器的轮廓线位于距离投射透镜的焦平面±5mm区域内。所述投射透镜为非轴对称透镜。所述光源为向上单侧发光光源，所述反射罩位于光源上方。光源的发光区域位于反射罩内部或下方；避免了光线向上偏移，从而避免了给对面车辆视野造成影响。实施例7本实施例公开了一种汽车前照灯总成，包括实施例1-6任意一项所述的相互匹配的光源、反射罩、分光反射器及投射透镜。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种车灯近光照明分光反射器，其特征在于：所述分光反射器上设置有光线入射面、光线反射面及光线出射面；光线由光线入射面折射进入分光反射器，然后光线在分光反射器中经光线反射面反射，最后光线由光线出射面折射出分光反射器；使光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中。2.根据权利要求1所述的车灯近光照明分光反射器，其特征在于：光线入射面与光线反射面相交，交线形成一轮廓线；所述轮廓线经投射透镜投射在近光照明场中的形状，与车灯近光照明要求中的明暗截止线相匹配。3.根据权利要求1所述的车灯近光照明分光反射器，其特征在于：光线入射面与光线反射面相交，交线形成一轮廓线，且光线入射面处设置有遮挡装置；所述轮廓线与遮挡装置轮廓线共同形成的组合轮廓线，经投射透镜投射在近光照明场中的形状，与车灯近光照明要求中的明暗截止线相匹配。4.根据权利要求1所述的车灯近光照明分光反射器，其特征在于：所述光线出射面上设置有光线第一折射区；使从该区域出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的下方。5.根据权利要求1所述的车灯近光照明分光反射器，其特征在于：所述光线出射面上设置有光线第二折射区；使从该区域出射的光线经投射透镜射出后，投射到近光照明场中明暗截止线的上方。6.根据权利要求1所述的车灯近光照明分光反射器，其特征在于：光线在分光反射器中在光线反射面上发生全部反射；所述光线反射面为光学全反射面，或者镀膜反射面。7.一种车灯近光照明光学装置，包括光源、与光源相配合的反射罩、投射透镜，其特征在于：还包括权利要求1-6任意一项所述的分光反射器；所述分光反射器位于光源与投射透镜之间，分光反射器的光线入射面位于近光源一侧，光线出射面位于近投射透镜一侧，光线反射面位于上侧；光源所发出的光线根据路径的不同包括X、Y两类：X类光线由光源射出，经反射罩反射，经投射透镜射出，最后投射到近光照明场中明暗截止线下方的主照明区域；Y类光线由光源射出，经反射罩反射，由光线入射面折射进入分光反射器，在分光反射器中经光线反射面反射，由光线出射面折射出分光反射器，经投射透镜射出，最后投射到近光照明场中。8.根据权利要求7所述的车灯近光照明光学装置，其特征在于：所述分光反射器的轮廓线位于距离投射透镜的焦平面±5mm区域内。9.根据权利要求7所述的车灯近光照明光学装置，其特征在于：所述投射透镜为非轴对称透镜。10.一种汽车前照灯总成，其特征在于：包括权利要求1-6、8-9任意一项所述的相互匹配的光源、反射罩、分光反射器及投射透镜。

百度查询： 成都恒坤光电科技有限公司 一种车灯近光照明分光反射器、光学装置及汽车前照灯总成

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