车灯光学元件、车灯模组、车灯和车辆的制作方法

本发明涉及车辆照明装置，具体地，涉及一种车灯光学元件。此外，本发明还涉及一种包括所述车灯光学元件的车灯模组、车灯和车辆。

背景技术：

为保证照明强度，车灯中会安装数量不等的led，长时间的使用后，其发热量是相当大的，如果散热措施不良，会严重影响车灯的性能，甚至导致车灯损坏，给交通安全带来极大的隐患。

参考图1和图2，现有技术中的车灯光学元件，聚光杯1a和光源2a紧挨设置，光源2a开启后产生大量的热量，会使得聚光杯1a受热变形或融化，对车灯出射的光形产生影响。

为避免上述问题，本领域技术人员主要采取以下方案：

(1)将聚光杯1a和光源2a之间的距离设置为较大值，一般至少0.5mm，有的甚至达到1～2mm，使得光源2a尽可能地远离聚光杯1a，但是聚光杯1a和光源2a的距离设置较大会使得车灯的光学效率受到损失；

(2)参考图3，将聚光杯1a靠近光源2a的一端进行部分切割，去除切割部3a，使得聚光杯1a和光源2a保持一定距离，但是聚光杯1a切割后同样会降低车灯光学元件对光线的利用率，使得车灯的光学效率受损。

有鉴于此，需要设计一种新型的车灯光学元件。

技术实现要素：

本发明第一方面所要解决的技术问题是提供一种车灯光学元件，该车灯光学元件能够兼顾成本与耐高温性能。

本发明第二方面所要解决的技术问题是提供一种车灯模组，该车灯模组能够兼顾成本与模组的耐高温性能。

本发明第三方面所要解决的技术问题是提供一种车灯，该车灯能够兼顾成本与车灯的耐高温性能。

本发明第四方面所要解决的技术问题是提供一种车辆，该车辆的车灯能够兼顾成本与车灯的耐高温性能。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种车灯光学元件，包括一体成型的聚光部和通光部，所述聚光部和通光部为不同材料的成型部分并且所述聚光部的热变形温度大于所述通光部的热变形温度，所述聚光部和通光部之间形成有分界面，所述聚光部能够汇聚光线并使得光线穿过所述通光部后投射出去。

可选择地，所述分界面为平面或曲面。

具体地，所述聚光部为硅胶成型部分，所述通光部为塑料成型部分。

可选择地，所述通光部为沿前后方向延伸的直排型的实心光导体，或者所述通光部为折弯型的实心光导体，所述通光部的折弯处形成有反射面。

作为一种具体地结构形式，所述聚光部为聚光杯结构。

典型地，所述聚光部和通光部为嵌件注塑一体成型件或双色注塑一体成型件。

作为一种具体地结构形式，所述通光部的后端形成有多个所述聚光部，多个所述分界面相互连接并且形成顺滑的曲面或平面，或者多个所述分界面具有落差地错开设置。

优选地，所述通光部的前端形成有透镜部。

进一步优选地，多个所述聚光部形成为一体。

本发明第二方面还提供一种车灯模组，包括光源和第一方面技术方案中任一项所述的车灯光学元件，所述光源与所述聚光部一一对应设置。

本发明第三方面还提供一种车灯，包括第二方面技术方案中所述的车灯模组。

本发明第四方面还提供一种车辆，包括第三方面技术方案中所述的车灯。

在本发明的基础技术方案中，将该车灯光学元件设置为由两种不同的材料制造的聚光部和通光部，并且聚光部的热变形温度大于所述通光部的热变形温度。由于聚光部更加靠近光源，聚光部易受热变形而通光部基本不会变形，因此，本发明创造性地将车灯光学元件分割为两部分，聚光部采用成本较高且热变形温度较高的材料制成，通光部采用成本较低且热变形温度相对较低的材料制成，兼顾了车灯光学元件的成本与耐高温性能，使得聚光部不易受热变形，从而保障了出射光形的稳定性；此外，在本发明的优选技术方案中，聚光部和通光部之间形成分界面，分界面两侧为不同的材料，两者折射率不同，使得分界面具有二次配光的作用，光线从聚光部偏转入射到通光部，在分界面上可以改变光线照射方向，实现调配光形角度和改善光形均匀性的作用，从而使得本发明提出的车灯光学元件可以实现二次配光，提高配光自由度。

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是现有技术中的一种车灯光学元件的结构示意图；

图2是图1中a处的局部放大图；

图3是现有技术中的另一种车灯光学元件的聚光杯的结构示意图；

图4是本发明的车灯光学元件的第一种实施例的结构示意图；

图5是图4的b-b剖面图；

图6是本发明的车灯光学元件的第二种实施例的结构示意图；

图7是图6的剖面图；

图8是本发明的车灯光学元件的第三种实施例的结构示意图；

图9是图8的剖面图；

图10是本发明的车灯光学元件的第四种实施例的结构示意图之一；

图11是本发明的车灯光学元件的第四种实施例的结构示意图之二，其假设聚光部和通光部分离，实际上两者为一体成型，不可能无损地分离；

图12是本发明的车灯光学元件的第四种实施例的结构示意图之三；

图13是本发明的车灯光学元件的聚光部的一种实施例的结构示意图；

图14是本发明的车灯光学元件的第五种实施例的结构示意图；

图15是本发明的车灯光学元件的第六种实施例的结构示意图。

附图标记说明

1聚光部2通光部

22反射面3透镜部

4分界面

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。

需要理解的是，如图4，基于该车灯光学元件，其正常安装于车灯中时，沿光线出射方向，“前”是指通光部2所在端，“后”是指聚光部1所在端，即通光部2位于聚光部1的前侧，聚光部1位于通光部2的后侧，“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，在实际安装情况中，应当根据实际安装状态并结合本车灯光学元件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发明和简化描述，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发明的限制。

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。

还需要说明的是，为了车灯造型等需求，可以在该车灯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。

参考图4和图5，本发明的基本实施方式的车灯光学元件，包括一体成型的聚光部1和通光部2，聚光部1和通光部2为不同材料的成型部分并且聚光部1的热变形温度大于通光部2的热变形温度，所述聚光部1和通光部2之间形成有分界面4，聚光部1能够汇聚光线并使得光线穿过通光部2后投射出去。该车灯光学元件可用于车辆前照灯模组中，也可用于车辆信号指示灯模组中。

在现有技术中，由于聚光部1更加靠近光源，因此聚光部1更易受热变形，而通光部2距离光源较远基本不会变形，在本发明的基础技术方案中，将该车灯光学元件分割为由两种不同的材料制造的聚光部1和通光部2，并且使得聚光部1的热变形温度大于通光部2的热变形温度，这样，聚光部1不易受热变形从而保障了出射光形的稳定性，而且无需为了避免聚光部1受热变形或融化而将聚光部1和光源之间的距离设计的过大，也无需对聚光部1进行切割或只需要进行少部分的切割，使得聚光部1能够充分收集光源发出的光线，提升了车灯光学元件对光线的利用率。其中，聚光部1对于整体的车灯光学元件来说体积占比较小，其采用成本较高且热变形温度较高的材料制成，通光部2对于整体的车灯光学元件来说体积占比较大，采用成本较低且热变形温度相对较低的材料制成，这使得该车灯光学元件兼顾了成本与耐高温性能。

该车灯光学元件可以采用嵌件注塑一体成型，先生产聚光部1，将聚光部1作为嵌件与通光部2一体成型；或者直接采用双色注塑一体成型。聚光部1和通光部2相互贴合的位置形成分界面4，分界面4两侧为不同的材料，两者折射率不同，使得分界面4具有二次配光的作用，即增加了该车灯光学元件的配光面，光线从聚光部1偏转入射到通光部2，在分界面4上可以改变光线照射方向，实现调配光形角度和改善光形均匀性的目的，从而使得本发明提出的车灯光学元件可以实现二次配光，提高配光自由度；此外，该车灯光学元件结构简单，满足嵌件一体成型或者双色注塑一体成型的工艺要求，适于大批量生产。

可选择地，为了形成所需要的光形，分界面4为平面或曲面或其他形状。具体地，参考图4至图9，分界面4可以为向前凸出的曲面、平面或向后凹陷的曲面。

具体地，硅胶的热变形温度高但是价格昂贵，因此，体积占比较小且距离光源较近的聚光部1使用硅胶材料；普通塑料的热变形温度低但是价格低廉，因此，体积占比较大且距离光源较远的通光部2使用聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等塑料，从而兼顾车灯光学元件的成本和耐热性能。

可选择地，参考图12，通光部2为沿前后方向延伸的直排型的实心光导体，光源发出的光线经聚光部1汇聚后射至通光部2；或者，参考图14，通光部2为折弯型的实心光导体，通光部2的折弯处形成有反射面22，光源发出的光线经聚光部1汇聚后向上射至反射面22，经反射面22向前反射后从通光部2的出光面射出，整体上形成近似l型的光路。可以理解的是，图12和图14仅示出了通光部2的两种优选的结构形式，还可以根据车灯造型需要，灵活设置通光部2的结构以及通光部2与聚光部1之间的相对位置，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。

作为一种具体的结构形式，参考图5，聚光部1为聚光杯结构，聚光部1远离通光部2的一端开设有内凹腔体，内凹腔体包括前入光面和侧入光面，前入光面为向远离通光部2的一侧凸出的曲面，侧入光面为由远离通光部2的一端向靠近通光部2的一端口径逐渐减小的曲面，聚光部1的外部轮廓面为由远离通光部2的一端向靠近通光部2的一端口径逐渐增大的曲面。内凹腔体的开口朝向光源以接收光源发出的光线，聚光部1通过内凹腔体的前入光面可将光源所发出的部分光线折射至通光部2，该内凹腔体的侧入光面可对光源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反射至通光部2，由此可基本实现对光源发出光束的全利用，可达到提高光源光束利用率的目的。当然，本发明的聚光部1不限于上述聚光杯结构，聚光部1也可以为向后凸出的曲面结构或其他能够起到聚光作用的结构形式。

参考图10至图14，为了提升车灯亮度、满足用户对于个性化、科技感的车灯造型的需要，通光部2的后端形成有多个聚光部1，可选择地，多个分界面4相互连接并且形成一个连续顺滑的曲面或平面，简化聚光部1和通光部2的结构，提高生产效率，降低生产成本；或者，更优选地，参考图11，将多个分界面4具有落差的错开设置，这样可以通过调节每个分界面4的形状和倾斜角度，使得配光更加灵活以能够更好地进行二次配光。进一步地，每个分界面4上形成有若干凹曲面和/或凸曲面，可进一步提高配光灵活性和光形的均匀性。

参考图15，通光部2的前端形成有透镜部3，聚光部1、通光部2和透镜部3一体成型，这样，使得车灯光学元件的集成化程度更高，空间占用体积更小，结构更加紧凑，小型化程度高，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，降低调光难度，从而能够提高光学精度。

优选地，参考图13，多个聚光部1形成为一体，或者多个聚光部1也可以分隔开设置，分别与通光部2形成为一体。

本发明的车灯光学元件的优选实施方式，包括聚光部1和通光部2，所述聚光部1和通光部2之间形成有分界面4，其中聚光部1采用硅胶材料，通光部2采用pc材料，该车灯光学元件采用双色注塑成型的工艺一体注塑成型。

本发明的车灯模组，包括光源和第一方面技术方案中任一项的车灯光学元件，光源与聚光部1一一对应，且设于聚光部1远离通光部2的一端，其中，光源可以为led芯片或oled芯片等。由于本发明的车灯光学元件的聚光部1的热变形温度较高，光源与聚光部1之间的距离可以设置的较小，两者之间的距离小于0.5mm，例如可以是0.3mm，0.25mm，0.2mm，0.15mm，0.1mm，甚至更小，使得光线被充分收集、利用。此外，该车灯模组包括第一方面技术方案中的车灯光学元件，因此至少具有上述车灯光学元件的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

本发明的车灯，包括第二方面技术方案中的车灯模组，其可以包括上述实施例中的车灯模组，因此至少具有上述车灯模组的实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的车辆，包括第三方面技术方案中的车灯，其可以包括上述实施例中的车灯，因此至少具有上述车灯的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。