КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БЛИЖНЕГО СВЕТА
STRUCTURE FOR A VEHICLE PROVIDING DOWN-BEAM DISTRIBUTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к технической области фар транспортного средства, в частности к конструкции для транспортного средства, обеспечивающей распределение ближнего света.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Усовершенствование источников освещения непосредственно стимулировало развитие производства автомобильных фар, которые на начальном этапе представляли собой галогенные фары головного света, на более позднем этапе ксеноновые фары, а затем светодиодные и лазерные фары, применяемые в настоящее время. Таким образом, современные автомобильные фары более разнообразны по форме, более интеллектуальны по функциональности и обеспечивают водителям более комфортные ощущения от езды в ночное время. Учитывая преимущества светодиодных источников света в отношении рабочих характеристик и стоимости, крупные производители транспортных средств начали исследования и усовершенствование светодиодных фар головного света. В частности, практически все автомобили среднего класса и класса «люкс» были оборудованы светодиодными источниками света, а в настоящее время фары автомобилей эконом класса постепенно заменяют светодиодными источниками света.
Существующие модули распределения ближнего света реализуются в основном в двух вариантах: модули чисто отражательного типа и модули проекционного типа, причем модули чисто отражательного типа обеспечивают профиль распределения ближнего света с помощью светодиодных блоков и отражающей чаши, при этом отражающая чаша обычно покрыта изнутри алюминием; в модулях проекционного типа используются светодиодные блоки, отражающая чаша и наружная линза, причем фокус линзы совпадает с фокусом отражающей чаши, при этом наружную линзу используют для фокусировки профиля распределения света. По сравнению с модулями чисто отражательного типа, модули проекционного типа обеспечивают более равномерный профиль распределения ближнего света и имеют более аккуратный внешний вид. Однако ни один из двух типов модулей не поддерживает изменение размеров в направлении Z (то есть, в направлении высоты) и не отвечает тенденции уменьшения размера в направлении Z, поскольку модули ограничены формой отражающей чаши.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ввиду вышеуказанных проблем задачей настоящего изобретения является создание конструкции для транспортного средства, обеспечивающей распределение ближнего света, удовлетворяющей тенденции уменьшения размера в направлении Z.
Для решения вышеуказанной задачи в настоящем изобретении использовано следующее техническое решение.
Конструкция для транспортного средства, обеспечивающая распределение ближнего света, предназначенная для компоновки световых лучей, испускаемых источниками света, для формирования профиля распределения ближнего света, содержит
коллимирующую линзу, имеющую первые концы оптического входа, предназначенные для приема световых лучей, испускаемых источниками света, непрозрачные отсекающие части, выполненные в коллимирующей линзе для формирования светотеневой границы в принимаемых световых лучах, и первые концы оптического выхода, предназначенные для вывода световых лучей из коллимирующей линзы, и
наружную линзу, имеющую основной корпус, выполненный с возможностью размещения в нем коллимирующей линзы, и оптическую часть, выполненную в основном корпусе, при этом указанная оптическая часть расположена на пути передачи световых лучей, выходящих из коллимирующей линзы, установленной в основном корпусе, и имеет вторые концы оптического входа, предназначенные для приема выводимых световых лучей, и вторые концы оптического выхода, предназначенные для вывода световых лучей из оптической части.
Кроме того, отсекающая часть отформована литьем под давлением как единое целое с коллимирующей линзой.
Кроме того, первый конец оптического входа имеет углубление, образованное в коллимирующей линзе, и выпуклость, которая образована на дне углубления и выступает в направлении открытого конца углубления, при этом на наружной стенке указанной выпуклости образована первая оптическая поверхность, предназначенная для введения части световых лучей, поступающих от источников света, в коллимирующую линзу, на боковой стенке углубления образована вторая оптическая поверхность, предназначенная для преломления других световых лучей, поступающих от источников света, и на наружной стенке коллимирующей линзы, соответствующей второй оптической поверхности, образована третья оптическая поверхность, предназначенная для полного отражения преломленных световых лучей.
Кроме того, первый конец оптического выхода содержит первую выпуклую поверхность выхода света, образованную на коллимирующей линзе.
Кроме того, источники света представляют собой по меньшей мере два источника света, расположенных последовательно, при этом количество первых концов оптического входа и первых концов оптического выхода соответствует количеству источников света, причем источники света, первые концы оптического входа и первые концы оптического выхода взаимно однозначно соответствуют друг другу.
Кроме того, второй конец оптического входа содержит вторую поверхность падения света, соответствующую некоторым первым концам оптического выхода, и третью поверхность падения света, соответствующую другим первым концам оптического выхода, причем второй конец оптического выхода содержит выпуклую вторую поверхность выхода света, образованную на наружной линзе, при этом третья поверхность падения света согласована со второй поверхностью выхода света, а вторая поверхность падения света представляет собой изогнутую поверхность, выступающую по направлению к коллимирующей линзе.
Кроме того, соответствующим образом выполнены четыре первых конца оптического входа и четыре первых конца оптического выхода, при этом две вторые поверхности падения света выполнены и расположены в соответствии с двумя первыми концами оптического выхода, а третья поверхность падения света расположена в соответствии с другими двумя первыми концами оптического выхода.
Кроме того, коллимирующая линза имеет монтажные штыри, а наружная линза имеет установочные отверстия, предназначенные для вставки в них указанных монтажных штырей при установке коллимирующей линзы.
Кроме того, наружная линза имеет крепежные отверстия, расположенные рядом с установочными отверстиями и предназначенные для крепления наружной линзы к внешнему элементу.
Кроме того, основной корпус имеет приемную выемку, причем оптическая часть образует дно указанной приемной выемки, и концевая часть коллимирующей линзы, имеющая первые концы оптического выхода, частично расположена в приемной выемке.
По сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение имеет следующие преимущества.
(1) Конструкция, обеспечивающая распределение ближнего света, предложенная в настоящем изобретении, формирует профиль распределения ближнего света с использованием комбинации из коллимирующей линзы и наружной линзы, и обеспечивает исключительно проецирование ближнего света только с помощью линз, без использования отражающей чаши. Таким образом, конструкция, обеспечивающая распределение ближнего света, может в значительной степени уменьшать выход света в направлении Z благодаря использованию принципа полного отражения линзами, и, тем самым, достигать уменьшения размера в направлении Z, а также оптимизировать толщину всего модуля распределения света.
(2) Поскольку отсекающая часть образована в процессе литья под давлением как единое целое с коллимирующей линзой, можно оптимизировать толщину конструкции линзы.
(3) Конструктивное исполнение первых концов оптического входа может обеспечивать улавливание световых лучей, испускаемых источниками света, уменьшать потери светового излучения и, тем самым, способствовать уменьшению размера в направлении Z.
(4) При наличии нескольких источников света, первых концов оптического входа и первых концов оптического выхода, выполненных в соответствии друг с другом, может быть создан улучшенный профиль распределения ближнего света.
(5) Благодаря устройству вторых концов оптического входа и вторых концов оптического выхода в конечном итоге можно получить улучшенный профиль распределения ближнего света со светотеневой границей.
(6) Расположение коллимирующей линзы на наружной линзе может обеспечивать оптимизацию всей конструкции, причем коллимирующая линза может быть легко установлена благодаря использованию комбинации из монтажных штырей и установочных отверстий.
(7) Поскольку конец оптического выхода коллимирующей линзы заглублен частично, можно дополнительно оптимизировать предложенную конструкцию, обеспечивающую распределение света, и избежать потери светового излучения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, являющиеся частью настоящей заявки на изобретение, приведены для облегчения понимания предложенного изобретения. Приведенные в качестве иллюстрации варианты выполнения настоящего изобретения и их описание представлены для пояснения настоящего изобретения и не должны рассматриваться как какое-либо ограничение настоящего изобретения. На указанных чертежах:
фиг. 1 представляет общий схематический вид предложенной конструкции, обеспечивающей распределение света, согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 2 представляет схематический вид конструкции коллимирующей линзы согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 3 представляет вид в разрезе коллимирующей линзы согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 4 представляет схематический вид конструкции первого конца оптического входа согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 5 представляет схематический вид конструкции коллимирующей линзы без отсекающей части согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 6 представляет вид в разрезе, взятом по линии А-А, конструкции, изображенной на фиг. 3;
фиг. 7 представляет схематический вид конструкции наружной линзы согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 8 представляет вид в разрезе наружной линзы согласно варианту выполнения настоящего изобретения;
фиг. 9 представляет схематический вид профилей распределения света, создаваемых конструкцией, обеспечивающей распределение света, согласно варианту выполнения настоящего изобретения.
ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1 - коллимирующая линза, 2 - наружная линза, 3 - источник света, 4 - контурная линия, 5 - бликоподавляющая точка;
101 - первый конец оптического входа, 102 - первый конец оптического выхода, 103 - отсекающая часть, 104 - монтажный штырь;
201 - основной корпус, 202 - оптическая часть;
1010 - углубление, 1011 - выпуклость, 1012 - первая оптическая поверхность, 1013 - вторая оптическая поверхность, 1014 - третья оптическая поверхность;
2011 - установочное отверстие, 2012 - крепежное отверстие, 2021 -вторая поверхность падения света, 2022 - третья поверхность падения света, 2023 - вторая поверхность выхода света.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Следует отметить, что варианты выполнения и признаки вариантов выполнения настоящего изобретения можно комбинировать произвольным образом, при условии, что они не противоречат друг другу.
Далее настоящее изобретение будет подробно описано на примере вариантов выполнения и со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Вариант выполнения настоящего изобретения относится к конструкции для транспортного средства, обеспечивающей распределение ближнего света, предназначенной для компоновки световых лучей, испускаемых источниками света, и формирования профиля распределения ближнего света. Как изображено на фиг. 1, конструкция, обеспечивающая распределение ближнего света, как правило, содержит коллимирующую линзу 1 и наружную линзу 2, и формирует вышеупомянутый профиль распределения ближнего света благодаря использованию комбинации указанных линз. В данном варианте выполнения указанная конструкция, обеспечивающая распределение света, позволяет реализовать исключительно проецирование ближнего света только с помощью линз, без использования отражающей чаши. Таким образом, благодаря использованию принципа полного отражения линзы, может быть значительно уменьшен выход света в направлении Z, что соответствует тенденции уменьшения размера в направлении Z, а также может быть оптимизирован весь модуль распределения света.
В частности, как изображено на фиг. 2, коллимирующая линза 1 имеет первые концы 101 оптического входа, обеспечивающие прием световых лучей, испускаемых источниками 3 света, непрозрачные отсекающие части 103, выполненные в линзе 1 и используемые для формирования светотеневой границы в принимаемых световых лучах, и первые концы 102 оптического выхода, обеспечивающие вывод световых лучей из линзы 1. Как изображено на фиг. З, в данном варианте выполнения отсекающая часть 103 линзы 1 предпочтительно отформована литьем под давлением как единое целое с указанной линзой, при этом степень непрозрачности отсекающей части 103 можно легко обеспечить путем выбора цвета данной части, которая предпочтительно имеет, например, молочно-белый цвет; разумеется, также допустимо использовать и другие цвета.
Более того, как изображено на фиг. 4, в данном варианте выполнения, на первом конце 101 оптического входа коллимирующей линзы 1, в торцевой части указанной линзы имеется специальное углубление 1010, а на дне указанного углубления образована выпуклость 1011, выступающая в направлении открытой части углубления 1010. Форма углубления 1010 и выпуклости 1011 может соответствовать изображению, представленному на фиг. 4. Кроме того, на наружной стенке выпуклости 1011 образована первая оптическая поверхность 1012, обеспечивающая ввод части световых лучей, поступающих от источников 3 света, в линзу 1, на боковой стенке углубления 1010 образована вторая оптическая поверхность 1013, обеспечивающая преломление других световых лучей, поступающих от источников 3 света, а на наружной стенке линзы 1, соответствующей второй оптической поверхности 1013, образована третья оптическая поверхность 1014, обеспечивающая полное отражение световых лучей, преломляемых второй оптической поверхностью 1013.
Благодаря наличию углубления 1010, выпуклости 1011 и трех оптических поверхностей в данном варианте выполнения, первые концы 101 оптического входа могут обеспечивать концентрирование и улавливание большей части световых лучей, испускаемых источниками 3 света, посредством первой оптической поверхности 1012, в то время как вторая оптическая поверхность 1013 может преломлять другие световые лучи, испускаемые источниками 3 света, а затем третья оптическая поверхность 1014 полностью отражает преломленные световые лучи. Таким образом, световые лучи, испускаемые источниками 3 света, могут быть задействованы по существу в полной мере, благодаря чему может быть достигнуто улучшение использования источников 3 света по сравнению с конструкциями существующих линз, имеющих концы оптического входа.
Следует отметить, что в данном варианте выполнения источником 3 света обычно является светодиодный блок, и желаемый профиль распределения света может быть получен путем взаимного согласования кривизны трех оптических поверхностей, образованных на первых концах 101 оптического входа. Конкретные характеристики кривизны трех упомянутых выше оптических поверхностей могут быть выбраны специально для конструкции, исходя из фактических требований, предъявляемых к устройству ближнего света, и в данном документе подробно описаны не будут.
Как изображено на фиг. 3 и 6, в данном варианте выполнения, благодаря устройству отсекающей части 103, в коллимирующей линзе 1 образована заграждающая часть, расположенная на пути передачи светового луча, и в результате блокирования некоторых световых лучей указанной частью могут быть сформированы светотеневые границы, необходимые для вывода ближнего света из конструкции, обеспечивающей распределение света. Контурная линия 4, изображенная на фиг. 6, образована в результате устройства отсекающей части 103 и является границей заграждающей части, которая блокирует световые лучи, а форма контурной линии 4 определяет форму выходящих световых лучей.
В частности, в данном варианте выполнения контурная линия 4 выполнена в виде прерывистых линий. Кроме того, следует отметить, что на контурной линии 4 коллимирующей линзы 1 также расположена бликоподавляющая точка 5, для соответствия требованиям защиты от бликов согласно правилам, касающимся фар транспортного средства, и, в частности, бликоподавляющая точка 5 представляет собой луночную конструкцию в основном корпусе линзы 1. Бликоподавляющая точка 5 может быть выполнена определенным образом согласно соответствующим нормам и правилам, и в настоящем документе подробно описана не будет, поскольку требование защиты от бликов не имеет ничего общего с реализацией оптической функции ближнего света в данном варианте выполнения.
В частности, в отличие от первого конца 101 оптического входа, первый конец 102 оптического выхода линзы 1 в данном варианте выполнения представляет собой выпуклую первую поверхность выхода света, образованную в указанной линзе 1. В данном варианте выполнения источники 3 света предпочтительно представляют собой несколько источников света, расположенных последовательно, например четыре источника света. Количество первых концов 101 оптического входа и первых концов 102 оптического выхода соответствует количеству источников 3 света, при этом источники 3 света, концы 101 и концы 102 расположены во взаимно однозначном соответствии друг с другом. Конкретная форма конструкции представлена на фиг. 2 или фиг. 3.
На фиг. 7 и 8 изображена конструкция наружной линзы 2 данного варианта выполнения. Наружная линза 2 имеет основной корпус 201, в котором может находиться коллимирующая линза 1, и оптическую часть 202, выполненную в основном корпусе 201 и расположенную на пути передачи светового луча, выводимого из линзы 1, установленной в данном корпусе. Оптическая часть 202 отвечает за функцию обработки светового потока наружной линзой 2; в частности, подобно линзе 1, оптическая часть 202 также имеет вторые концы оптического входа, предназначенные для приема световых лучей, выпускаемых из линзы 1, и вторые концы оптического выхода, предназначенные для вывода световых лучей из оптической части 202 (то есть, наружной линзы 2).
В частности, второй конец оптического входа содержит вторую поверхность 2021 падения света, соответствующую двум первым концам 102 оптического выхода, и третью поверхность 2022 падения света, соответствующую двум другим первым концам 102 оптического выхода; а второй конец оптического выхода содержит выпуклую вторую поверхность 2023 выхода света, образованную на наружной линзе 2. Кроме того, в данном варианте выполнения третья поверхность 2022 падения света соответствует второй поверхности 2023 выхода света, то есть, кривизна поверхности 2022 равна кривизне поверхности 2023, таким образом, участок оптической части 202, соответствующий третьей поверхности 2022 падения света, выполнен в виде конструкции с одинаковой толщиной стенки, а вторая поверхность 2021 падения света представляет собой изогнутую поверхность, выступающую по направлению к коллимирующей линзе.
Вышеупомянутая третья поверхность 2022 падения света не имеет оптического эффекта, поскольку конструкция на данном участке выполнена с одинаковой толщиной стенки, в то время как выпуклая вторая поверхность 2021 падения света может дополнительно концентрировать световые лучи, так что освещенность у светотеневой границы в профиле распределения света, сформированном коллимирующей линзой 1, может быть выше при использовании наружной линзы 2, тем самым, светотеневая граница получается более четкой.
В данном варианте выполнения, благодаря установке линзы 1 на наружной линзе 2, вся конструкция, обеспечивающая распределение света, становится более тонкой. Как вариант, для удобства установки линзы 1 указанная линза может иметь, например, монтажные штыри 104, в то время как наружная линза 2 может иметь установочные отверстия 2011, в которые при установке коллимирующей линзы 1 должны быть вставлены указанные монтажные штыри 104. В процессе установки монтажные штыри 104 могут быть вставлены и зафиксированы в установочных отверстиях 2011. В данном варианте выполнения, в дополнение к установочным отверстиям 2011, в наружной линзе 2 могут быть предусмотрены крепежные отверстия 2012, расположенные рядом с установочными отверстиями 2011, облегчающие монтаж конструкции, обеспечивающей распределение света, как единое целое и обеспечивающие крепление наружной линзы 2 к внешнему элементу. Закрепление посредством крепежных отверстий 2012 может быть выполнено по обычной технологии, применяемой в известном уровне техники.
Кроме того, для дальнейшего усовершенствования конструкции, обеспечивающей распределение света, и уменьшения потерь светового излучения, основной корпус 201 наружной линзы 2 в данном варианте выполнения может иметь приемную выемку, как изображено на фиг. 7 или 8. При этом оптическая часть 202 образует дно приемной выемки, а концевой участок коллимирующей линзы 1, на котором расположены первые концы 102 оптического выхода, частично размещен в указанной приемной выемке.
В данном варианте выполнения конструкция, обеспечивающая распределение света, создает профиль распределения света исключительно путем проецирования с помощью коллимирующей линзы 1 и наружной линзы 2. Профиль распределения ближнего света, получаемый после прохождения света через коллимирующую линзу 1 и наружную линзу 2, изображен на фиг. 9. Как правило, оптическое изображение состоит из профиля 1 распределения света и профиля 2 распределения света, при этом каждый профиль распределения света получен совокупно в результате комбинации световых лучей. Профиль 1 распределения света сформирован световыми лучами, сводимыми наружной линзой 2 после образования светотеневой границы коллимирующей линзой 1. Следовательно, профиль 1 распределения света меньше профиля 2 распределения света, но имеет более высокую освещенность, чем профиль 2 распределения света, и может улучшать эффект освещения впереди транспортного средства. Профиль 2 распределения света сформирован световыми лучами, выходящими непосредственно из третьей поверхности 2022 падения света наружной линзы 2 после их прохождения через коллимирующую линзу 1, так что охват профиля распределения ближнего света расширяется и, тем самым, освещаются объекты, находящиеся в определенном диапазоне с двух сторон впереди транспортного средства.
Хотя настоящее изобретение описано выше на примере некоторых предпочтительных вариантов выполнения, изобретение не ограничено данными предпочтительными вариантами выполнения. Любую модификацию, эквивалентную замену и усовершенствование, выполненные без отступления от сущности и принципа настоящего изобретения, следует считать не выходящими за рамки правовой охраны настоящего изобретения.