具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指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。其中，“上”是指靠近信号灯单元且远离照明单元的方向，“下”是与“上”相反的方向；“前”是指照明单元的光线出射方向，“后”是与“前”相反的方向；“左”、“右”是与“上”、“下”所在的方向以及“前”、“后”所在的方向都垂直的方向。

需要说明的是，下文中的“配光屏幕”是指测试灯具配光性能的屏幕，是设置在车辆前方25m处的铅垂屏幕；“虚拟屏幕”是假想的光线投射屏幕；“光线分布”是指光线投射在配光屏幕或虚拟屏幕上的光强分布、照度分布等光线特性；“光线分布一致”是指光线分布基本一致，在允许范围内都能符合车灯法规要求；“中间光形a”是指光线投射在虚拟屏幕上且能够形成特定形状的光形；“照明光形b”是指光线投射在配光屏幕上且能够形成特定形状的光形。

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，并不用于限制本发明。

本发明提供一种车灯光学系统，包括照明单元或具有多个照明单元的照明单元组，所述照明单元的前方设有出光面3，所述照明单元包括入光部和导光结构，所述入光部设置为能够使得射入的光线汇聚并出射至所述导光结构，所述导光结构包括第一反射面和第二反射面，所述入光部汇聚的光线一部分射至所述第一反射面，经所述第一反射面反射后，能够与所述入光部汇聚的光线的另一部分被所述第二反射面反射，所述照明单元或照明单元组的所述第二反射面的出射光线投射后能够形成中间光形a，形成所述中间光形a的光线能够经所述出光面3出射形成照明光形b，所述中间光形a和所述照明光形b的光线分布一致。

本发明车灯光学系统中，所述照明单元设置为能够使得射入的光线经其射出后即形成与照明光形b的光线分布一致的中间光形a，并能够将形成中间光形a的光线射至出光面3，通过出光面3将中间光形a的光线射出。虽然出光面3会对光线产生折射作用，但是出光面3的折射不会改变形成中间光形a的光线分布。如图19所示，在照明单元和出光面3之间如果假想地设置虚拟屏幕7，照明单元或照明单元组的出射光线投射在该虚拟屏幕7上的中间光形a的形状就与想要得到的照明光形b的形状基本相同；后面经出光面3的折射后投射到配光屏幕8上的照明光形b，依然为符合法规要求的照明光形，前后两个光形的形状基本相同，因此出光面3的折射不会改变中间光形a的光线分布。而在现有技术的照明模组中，在出光透镜之前无法形成具有特定形状的光形，即光线投射在虚拟屏幕上为不成形状的杂乱光斑，光线必须经出光透镜的折射后才能形成具有特定形状的照明光形，由此使得出光透镜的形状受到很大的限制。综上，由于本发明车灯光学系统的出光面3对经照明单元出射后形成的中间光形a的光线分布影响很小，使得出光面3可以设计为不同造型，能够满足造型面为自由曲面的设计要求，本发明可以根据出光面3的造型需求，结合照明单元的结构，即可实现具有不同造型出光面3的照明模组，从而使得车灯的出光窗口的造型更加多样化。

优选地，所述出光面3为顺滑曲面，其纵截线为上下方向延伸的直线。所述出光面3的纵截线设为上下方向延伸的直线，能够减小出光面3对光线在上下方向上的折射作用，使得形成中间光形a的光线经出光面3出射后只是左右方向上的微调，在上下方向上不会有变化，从而进一步减小出光面3对中间光形a的影响。

更具体地，所述入光部为半聚光杯结构，其外部轮廓面包括平面和由由远离所述导光结构的一端到靠近所述导光结构的一端口径逐渐增大的曲面，所述曲面形成为所述入光部的反射面，所述入光部远离所述导光结构的一端设有凹腔，所述凹腔的侧壁形成为所述入光部的第二入光面，所述凹腔靠近所述导光结构的一侧设有凸起，所述凸起形成为所述入光部的第一入光面，即所述入光部由平面、入光部的反射面、入光部的第一入光面和入光部的第二入光面围合而成。进入入光部的光线分为两部分射出，一部分光线直接经第一入光面射出并射至导光结构，另一部分光线经第二入光面射至入光部的反射面，并经该反射面反射至导光结构。通过设置半聚光杯结构的入光部，相比采用整个聚光杯结构，能够对光线在前后方向实现更好的聚光效果，因此能够使对应的导光结构的上下前后尺寸可以做的很小，进而能够使得出光面3的上下尺寸变小，从而实现出光窗口的小开口设计。

具体地，所述照明单元为主近光单元1、或辅助近光单元2或远光单元，所述照明单元组包括多个相同的照明单元，或者包括主近光单元1和辅助近光单元2。当照明单元为多个时，出光面3可以设置为长条状的自由曲面，所述照明单元组中的多个照明单元可以沿着所述出光面3的长度方向间隔设置。由此，本发明车灯光学系统能够用于近光或远光照明模组中以实现近光或远光功能。另外，在实现远光功能时，还可以通过设置多个远光单元以及与多个远光单元相配合的多个照明光源4，通过控制各照明光源4的亮灭来控制车灯的照射区域，以避开对向行驶车辆所在区域，避免产生炫目的问题，从而达到智能防炫目的效果，即实现远光ADB功能；以及在实现近光功能时，还可以通过设置多个近光照明单元以及与多个近光照明单元相配合的多个照明光源4，即可以设置多个主近光单元1或设置多个主近光单元1和多个辅助近光单元2，独立控制每个近光照明单元的近光拐点截止线结构所对应的照明光源4开关，实现近光拐点截止线水平方向的移动，即近光拐点的移动，从而实现AFS随动转向照明功能。因此，本发明的车灯光学系统可以根据不同的照明需求应用于近光灯、远光灯、角灯、弯道辅助照明灯或雾灯等，还可以实现AFS随动转向照明功能和远光ADB照明功能。

其中，需要说明的是，当照明单元为多个时，各照明单元和出光面3的相对位置需要根据出光面3的弯曲方向来确定，以保证出光面3对各照明单元的出射光线的折射不会影响中间光形a的光线分布，使得经出光面3射出后形成的照明光形b的形状与中间光形a的形状基本不变，并能够朝向前方出射，符合车灯法规要求，能够投射至车辆前方以用于照明。例如，当出光面3为如图1所示的朝向前方弯曲、且弯曲度较小时，多个照明单元的排列趋势可以和出光面3的延伸趋势相一致，当出光面3不是朝向前方弯曲或弯曲度很大时，则多个照明单元的排列趋势不能和出光面3的延伸趋势相一致，需根据出光面3对光线的折射程度适应性调整。

作为一种具体实施方式，如图1至图8所示，本发明车灯光学系统用于近光模组时，所述车灯光学系统包括照明单元组，所述照明单元组包括至少一个主近光单元1和多个辅助近光单元2。主近光单元1的出射光线适于形成主近光中间光形，辅助近光单元2的出射光线适于形成辅助近光中间光形，并将形成主近光中间光形的光线与形成辅助近光中间光形的光线通过出光面3投射后形成主近光照明光形和辅助近光照明光形，主近光照明光形和辅助近光照明光形叠加后形成完整的近光照明光形，形成近光照明光形的光线投射至车辆前方用于照明。

具体地，如图2至图4所示，所述辅助近光单元2的所述入光部为辅助近光入光部21，辅助近光入光部21包括辅助近光第一入光面211、辅助近光第二入光面212和辅助近光第三反射面213，所述辅助近光单元2的所述导光结构的所述第一反射面为辅助近光第一反射面22，所述第二反射面为辅助近光第二反射面23，所述辅助近光入光部21汇聚的光线一部分射至所述辅助近光第一反射面22，所述辅助近光第一反射面22能够将射入的光线反射至所述辅助近光第二反射面23，所述辅助近光入光部21汇聚的光线另一部分直接射至所述辅助近光第二反射面23；所述辅助近光第二反射面23能够将射入的光线反射后形成辅助近光中间光形，并将形成所述辅助近光中间光形的光线反射至所述出光面3，经所述出光面3投射后形成辅助近光照明光形。

本实施方式中，通过设置辅助近光第一反射面22和辅助近光第二反射面23，能够更好地调节光线的传输方向，从而更好地形成预期光形，且能使得结构更加紧凑。其中，辅助近光第一反射面22和辅助近光第二反射面23由下到上依次设在辅助近光入光部21上方，由此，使得辅助近光入光部21汇聚的光线能够直接或经过辅助近光第一反射面22反射后射至辅助近光第二反射面23，并经辅助近光第二反射面23反射至出光面3。辅助近光第一反射面22为平面，能够更好地控制光线的出射方向，保证更多的光线入射到辅助近光第二反射面23上。辅助近光第二反射面23为曲面，使得射入的光线经辅助近光第二反射面23反射后才能形成辅助近光中间光形。

具体地，所述辅助近光第一反射面22的靠近所述辅助近光第二反射面23的边缘形成有用于形成辅助近光截止线的辅助近光截止线结构221。由于辅助近光截止线为水平线，不具有拐点，因此不需要设置与其对应的具有单焦点的次级光学部分，即不需要设置朝向辅助近光第一反射面22凸出的次级入光面，因此为了便于车灯光学系统的安装以及使得结构更紧凑，辅助近光单元2与出光面3优选形成为一体，可以构成一个整体的导光件。此时，如图13所示，辅助近光第一反射面22与辅助近光入光部21的平面连为一体，辅助近光第一反射面22优选由辅助近光入光部21的平面向上延伸而成，使得结构更紧凑；并且，在辅助近光第一反射面22上端设有拐角，以使得在该拐角处形成辅助近光截止线结构221。当然，辅助近光单元2与出光面3也可以分别独立设置，此时，可以通过设置遮光板以形成所述辅助近光第一反射面22，以及通过设置反射镜形成所述辅助近光第二反射面23，辅助近光第一反射面22和辅助近光第二反射面23也可以为采用其它反射结构所形成的反射面。

本实施方式中，如图5所示，辅助近光入光部21汇聚的光线一部分射至辅助近光第一反射面22，并经辅助近光第一反射面22反射至辅助近光第二反射面23，另一部分射至辅助近光第一反射面22边缘上的辅助近光截止线结构221，经辅助近光截止线结构221后射至辅助近光第二反射面23，还有一部分直接射至辅助近光第二反射面23，辅助近光第二反射面23将射入的光线反射后形成具有辅助近光截止线的辅助近光中间光形，并将形成辅助近光中间光形的光线反射至所述出光面3，经所述出光面3投射后形成具有辅助近光截止线的辅助近光照明光形。

具体地，如图6和图7所示，所述主近光单元1的所述入光部为主近光入光部11，主近光入光部11包括主近光第一入光面111、主近光第二入光面112和主近光第三反射面113，所述主近光单元1的所述导光结构的所述第一反射面为主近光第一反射面12，所述第二反射面为主近光第二反射面15，所述主近光单元1的所述导光结构还包括主近光第一折射面13和主近光第二折射面14，所述主近光入光部11汇聚的光线一部分射至所述主近光第一反射面12，所述主近光第一反射面12能够将射入的光线经所述主近光第一折射面13和主近光第二折射面14依次折射后射至所述主近光第二反射面15，所述主近光入光部11汇聚的光线另一部分直接经所述主近光第一折射面13和主近光第二折射面14依次折射后射至所述主近光第二反射面15；所述主近光第二反射面15能够将射入的光线反射至所述出光面3。

本实施方式中，通过设置主近光第一反射面12和主近光第二反射面15，能够更好地调节光线的传输方向，从而更好地形成预期光形，且能使得结构更加紧凑。其中，主近光第一反射面12、主近光第一折射面13、主近光第二折射面14和主近光第二反射面15由下到上依次设在主近光入光部11上方，由此，使得主近光入光部11汇聚的光线能够直接或经过主近光第一反射面12反射后依次经主近光第一折射面13和主近光第二折射面14折射至主近光第二反射面15，并经主近光第二反射面15反射至出光面3。优选地，主近光第一反射面12为平面，主近光第一折射面13为向上凸出的曲面，主近光第二折射面14为向下凸出的曲面，主近光第二反射面15为平面。

具体地，所述主近光第一反射面12的靠近所述主近光第一折射面13的边缘形成有用于形成主近光截止线的主近光截止线结构121。由于主近光截止线具有拐点，因此，需要设置朝向主近光第一反射面12凸出的次级入光面，即主近光第二折射面14，该主近光第二折射面14和主近光第二反射面15共同形成具有单焦点的次级光学部分，相应地，还需要设置主近光第一折射面13以形成初级出光面，该主近光第一折射面13、主近光第一反射面12和主近光入光部11共同形成车灯光学系统的初级光学部分，因此，当主近光单元1与出光面3形成为一体时，主近光第二折射面14、主近光第二反射面15与出光面3优选形成为一体，构成一个整体的次级导光件，主近光入光部11、主近光第一反射面12和主近光第一折射面13优选形成为一体，构成一个整体的初级导光件，同时也使得当主近光单元1与辅助近光单元2相配合时，可以方便调节主近光照明光形和辅助近光照明光形之间的相对位置，即方便调光。其中，如图15所示，主近光入光部11、主近光第一反射面12和主近光第一折射面13连为一体时，主近光第一反射面12与主近光入光部11的平面连为一体，主近光第一反射面12优选由主近光入光部11的平面向上延伸而成，使得结构更紧凑；并且，在主近光第一反射面12上端设有拐角，以使得在该拐角处形成主近光截止线结构121。当然，主近光单元1与出光面3也可以分别独立设置，此时，可以通过设置遮光板以形成所述主近光第一反射面12，以及通过设置反射镜形成所述主近光第二反射面15，主近光第一折射面13和主近光第二折射面14可以根据实际配光设置选择合适的折射结构，例如，可以通过设置平凸透镜以形成所述主近光第一折射面13，以及通过设置凸平透镜形成所述主近光第二折射面14。

本实施方式中，如图8所示，主近光入光部11汇聚的光线一部分射至主近光第一反射面12，并经主近光第一反射面12反射至主近光第一折射面13，经主近光第一折射面13折射后射至主近光第二折射面14，另一部分射至主近光第一反射面12边缘上的主近光截止线结构121，经主近光截止线结构121后射出，并经主近光第一折射面13折射后射至主近光第二折射面14，还有一部分直接经主近光第一折射面13折射后射至主近光第二折射面14，主近光第二折射面14将射入的光线折射后形成与主近光照明光形的光线分布相一致的光形，并经所述主近光第二反射面15投射后形成具有主近光截止线的主近光中间光形，并经主近光第二反射面15反射至出光面3。其中，由于主近光第二反射面15为平面，其仅起到弯折光路的作用，并不参与配光，但是由于主近光第二折射面14的出射光线的出射方向向上，要使出射光线向前出射，需将主近光第二折射面14折射后的光线经主近光第二反射面15反射后才能经出光面3投射出去以用于照明，其可以与辅助近光单元2相匹配，从而减小车灯光学系统的前后尺寸。由于主近光第二反射面15不参与配光，因此也可以不设置该主近光第二反射面15，将主近光入光部11、主近光第一反射面12、主近光第一折射面13和主近光第二折射面14依次由后向前设置，使得经主近光第二折射面14折射后的光线即可形成主近光中间光形，形成主近光中间光形的光线能够直接经出光面3出射形成主近光照明光形。另外，主近光第二反射面15也可以为曲面，此时，主近光第二反射面15参与配光，经主近光第二折射面14折射后的光线射至主近光第二反射面15，此时经主近光第二折射面14折射后的光线还不能形成具有特定形状的光形，更不能形成与主近光照明光形光线分布相一致的光形，需要经主近光第二反射面15反射后才能形成主近光中间光形，再经所述出光面3投射后形成主近光照明光形。

当本发明车灯光学系统用于远光模组时，本发明车灯光学系统包括远光单元，具体地，所述远光单元的所述入光部为远光入光部，远光入光部包括远光第一入光面、远光第二入光面和远光第三反射面，所述远光单元的所述导光结构的所述第一反射面为远光第一反射面，所述第二反射面为远光第二反射面，所述远光入光部汇聚的光线一部分射至所述远光第一反射面，所述远光第一反射面能够将射入的光线反射至所述远光第二反射面，所述远光入光部汇聚的光线另一部分直接射至所述远光第二反射面；所述远光第二反射面能够将射入的光线反射后形成远光中间光形，并将形成所述远光中间光形的光线反射至所述出光面3，经所述出光面3投射后形成远光照明光形。其中，远光入光部、远光第一反射面和远光第二反射面为沿上下方向依次设置，远光第一反射面为平面，远光第二反射面为曲面。同样地，远光单元与出光面3优选形成为一体，构成一个整体的导光件。当然，远光单元与出光面3也可以分别独立设置，此时，可以通过设置遮光板以形成所述远光第一反射面，以及通过设置反射镜形成所述远光第二反射面，远光第一反射面和远光第二反射面也可以为采用其它反射结构所形成的反射面。另外，上述远光单元可以为结构相同的主远光单元和辅助远光单元，主远光单元适于形成主远光中间光形，辅助远光单元适于形成辅助远光中间光形，并将形成主远光中间光形的光线与形成辅助远光中间光形的光线通过出光面3投射后形成主远光照明光形和辅助远光照明光形，主远光照明光形和辅助远光照明光形叠加后形成完整的远光照明光形，形成远光照明光形的光线投射至车辆前方用于照明。

作为另一种实施方式，所述车灯光学系统还包括信号灯单元5，所述信号灯单元5设在所述出光面3后方，所述信号灯单元5包括信号灯入光面51和信号灯反射面52，所述信号灯反射面52能够将由所述信号灯入光面51射入的光线反射至所述出光面3，并经所述出光面3射出以实现信号灯功能。通过该信号灯单元5可以实现的信号灯功能包括日行灯、或前位灯或转向灯等功能。由此，通过将信号灯单元5和照明单元复合在一起，可以实现信号灯功能和照明功能的复用，不需要另外设置独立于车灯光学系统的信号灯，从而大大缩小了车灯所占的空间体积，使得车灯造型更美观；并且信号灯单元5和照明单元共用一个出光面，从而使得车灯光学系统的结构更加紧凑、整体尺寸更小。

具体地，如图9至图16所示，所述车灯光学系统包括照明单元组和多个信号灯单元5，所述照明单元组包括至少一个主近光单元1和多个辅助近光单元2，所述主近光单元1的主近光第二折射面14、主近光第二反射面15、辅助近光单元2和所述信号灯单元5均与所述出光面3连为一体，主近光入光部11、主近光第一反射面12和主近光第一折射面13连为一体。如图17所示，所述出光面3分为两部分区域，位于上部的信号灯区域31和位于下部的近光区域32，对应地，如图13和图15所示，所述信号灯单元5位于所述照明单元组的上方，所述信号灯单元5的出射光线经所述出光面3的信号灯区域31射出，以实现信号灯功能，所述照明单元组的出射光线经所述出光面3的近光区域32射出，以实现近光照明。当然，信号灯区域31和近光区域32的上下位置也可以对调，即近光区域32位于信号灯区域31上方，当然，信号灯区域31和近光区域32也可以沿左右方向设置，但要保证经信号灯区域31射出的光线与经近光区域32射出的光线不会产生干扰，相应地，所述照明单元组和信号灯单元5的相对位置可以根据信号灯区域31和近光区域32的相对位置进行调整，即所述照明单元组可以位于信号灯单元5的上方、左侧或右侧，当照明单元组位于信号灯单元5的上方时，相应地，入光部设在导光结构的上方。另外，由图12可以看出，出光面3朝向前方弯曲、且弯曲度较小，因此照明单元组中的多个照明单元的排列趋势可以和出光面3的延伸趋势相一致，相应地，多个信号灯单元5沿着所述出光面3的长度方向排列设置，且其排列趋势也可以和出光面3的延伸趋势相一致，以形成与造型面相匹配的带状信号灯效果。其中，多个所述信号灯单元5可以为间隔排列设置，即各相邻信号灯单元5之间不相连，当然，多个所述信号灯单元5也可以为紧密排列设置，且各相邻信号灯单元5之间连为一体，具体如图9、图10、图12和图18所示。

优选地，所述信号灯反射面52上设有光扩散结构521，能够对射入的光线进行扩散，提高信号灯单元5点灯效果的均匀性。具体地，如图10和图11所示，该光扩散结构521呈网格状，当然，该光扩散结构521也可以为其它能够对光线进行扩散的结构，例如，该光扩散结构521呈条纹状或锯齿状。

本发明第二方面提供一种车灯模组，包括第一方面所述的车灯光学系统和与所述车灯光学系统相配合的光源。作为一种具体实施方式，所述车灯光学系统包括照明单元组和多个信号灯单元5，所述照明单元组包括至少一个主近光单元1和多个辅助近光单元2，对应地，所述光源包括与所述主近光单元1和所述辅助近光单元2相配合的照明光源4，以及与所述信号灯单元5相配合的信号灯光源6。其中，如图14和图16所示，照明光源4相对入光部的第一入光面和第二入光面设置，以使尽可能多的光线入射至两个入光面，照明光源4与照明单元的数量相一致。信号灯光源6与信号灯单元5的数量相一致，信号灯光源6与信号灯入光面51一一对应设置，以使信号灯光源6发出的光线能够进入信号灯入光面51。通过对各信号灯光源6的关闭、亮暗的控制，可以实现呼吸、流水灯等信号灯的动态变化功能。

通过设置所述车灯光学系统，能够实现车灯的出光窗口的造型多样化的设计。

本发明第三方面提供一种车灯，包括第二方面所述的车灯模组。

通过设置所述车灯模组，所述车灯能够实现出光窗口的造型多样化的设计。

本发明第四方面提供一种车辆，包括第三方面所述的车灯。

通过设置所述车灯，所述车辆能够实现造型多样化的设计，有利于提高车身整体视觉效果和美观度。

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。