一种光学装置及车灯的制作方法

1.本技术涉及汽车元件技术领域，具体而言，涉及一种光学装置及车灯。


背景技术：

2.随着汽车市场的不断壮大，汽车数量与日俱增，对于汽车照明系统的要求也随之提高，车辆照明系统在满足基本照明功能的同时，还需要更丰富的功能以及更美观的造型，以提高汽车对消费公众的吸引力。在现有的前灯、尾灯、转向信号指示灯、侧灯以及雾灯上增加新的独特功能，则能够为车辆造型带来更多的可能性，增加投影成像便是其中最常用的独特功能，投影成像可以形成让人眼花缭乱的图案，引起非常强烈的视觉效果。
3.现有技术中汽车增加投影成像功能的车灯，为了使投影装置投射图像需要配置比较多的光学元器件，整体结构复杂，体积较大不易集成于车灯中，且会影响车灯整体外观。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种光学装置及车灯，结构简单，体积小容易集成于车灯内，且外观完整不会影响车灯的整体外观，投影效果良好。
5.本技术的实施例一方面提供了一种光学装置，包括相互扣合的第一曲面反射镜和第二曲面反射镜，第一曲面反射镜上开设有透光孔，透光孔处设置有透光元件以封堵透光孔，透光元件经过第二曲面反射镜的焦点，第一曲面反射镜的焦点处或焦点附近设置有发光体，发光体出射的光线经过第一曲面反射镜反射后平行出射并在第二曲面反射镜反射后在透光元件处或透光元件附近聚焦成像。
6.作为一种可实施的方式，透光元件为透光片。
7.作为一种可实施的方式，透光元件为半透半反镜。
8.作为一种可实施的方式，第一曲面反射镜和第二曲面反射镜材料为透明材料，第一曲面反射镜和第二曲面反射镜的内表面涂覆高反膜。
9.作为一种可实施的方式，第一曲面反射镜和透光元件一体成型。
10.作为一种可实施的方式，第一曲面反射镜和第二曲面反射镜一体成型。
11.作为一种可实施的方式，第一曲面反射镜和第二曲面反射镜的外表面涂覆吸光层且透光元件处采用镭雕技术进行表面处理。
12.作为一种可实施的方式，高反膜为金属膜。
13.作为一种可实施的方式，第一曲面反射镜为第一抛物面反射镜，第二曲面反射镜为第二抛物面反射镜。
14.本技术的实施例另一方面提供了一种车灯，包括上述光学装置。
15.本技术实施例的有益效果包括：
16.本技术实施例提供的光学装置，包括相互扣合的第一曲面反射镜和第二曲面反射镜，第一曲面反射镜上开设有透光孔，透光孔处设置有透光元件以封堵透光孔，第一曲面反射镜和第二曲面反射镜相互扣合，透光元件封堵透光孔，光学装置的各个部件组成外观完
整的装置，集成于车灯内时不影响车灯整体外观且可以避免灰尘等异物进入光学装置的内部影响光学装置性能，透光元件经过第二曲面反射镜的焦点，第一曲面反射镜的焦点处或焦点附近设置有发光体，发光体出射的光线经过第一曲面反射镜反射后平行出射并在第二曲面反射镜反射后在透光元件处或透光元件附近聚焦成像，具体的，发光体出射的光线照射至第一曲面反射镜上，因为发光体设置在第一曲面反射镜的焦点处或焦点附近，发光体出射的光线照射至第一曲面反射镜后被反射形成平行光并照射至第二曲面反射镜，平行光照射至第二曲面反射镜后反射至第二曲面反射镜的焦点处或焦点附近，也就是透光元件处或透光元件附近，在透光元件处或透光元件附近聚焦成像，投影效果良好，观感强烈。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本技术实施例提供的一种光学装置的结构示意图之一；
19.图2为本技术实施例提供的一种光学装置的光线传播示意图；
20.图3为本技术实施例提供的一种光学装置的结构示意图之二；
21.图4为本技术实施例提供的一种光学装置的结构示意图之三。
22.图标：100-光学装置；110-第一曲面反射镜；120-第二曲面反射镜；130-透光元件；140-发光体；150-高反膜。
具体实施方式
23.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
27.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于
本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.投影成像能够增加汽车的功能，能够提高汽车的外观和档次，特别是将投影成像与现有的车灯结合，使得汽车的车灯多样化。但是现有增加投影功能的车灯，为了使投影装置投射图像需要配置比较多的光学元器件，整体结构复杂，体积较大不易集成于车灯中，且会影响车灯整体外观。
29.本技术实施例提供了一种光学装置100，如图1所述，包括相互扣合的第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120，第一曲面反射镜110上开设有透光孔，透光孔处设置有透光元件130以封堵透光孔，透光元件130经过第二曲面反射镜120的焦点，第一曲面反射镜110的焦点处或焦点附近设置有发光体140，发光体140出射的光线经过第一曲面反射镜110反射后平行出射并在第二曲面反射镜120反射后在透光元件130处或透光元件附近聚焦成像。
30.第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120相互扣合，使得第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120作为一个整体，第一曲面反射镜110上开设有透光孔以使发光体140出射的光线由透光孔透出形成实像，透光孔处设置透光元件130以封堵透光孔，透光元件130可以使得照射至其表面的光线透过，使得发光体140出射的光线透过透光元件130成像，可以理解的，根据发光体140的设置位置，使得像可以呈现于透光元件130处或透光元件130附近，如图2中所示，发光体140设置于第一曲面反射镜110的焦点上方使得像可以呈现于透光元件130上方，透光元件130的设置不会影响发光体140的成像，另一方面，透光元件130封堵透光孔，使得透光元件130与第一曲面反射镜110作为一个整体，而第一曲面反射镜110与第二曲面反射镜120作为一个整体，从而使得整个光学装置100作为一个整体，外表面没有孔洞或开口，外观完整不影响车灯整体外观且能阻碍灰尘等异物进入光学装置100的内部，避免了灰尘等异物进入光学装置100内部造成成像不清晰的情况的发生，另外，也避免了较大颗粒的异物进入光学装置100内部对发光体140造成损伤。
31.在光学装置100投影成像时，如图2所示，发光体140发光，发光体140出射的光线扩散出射，并传播至第一曲面反射镜110，由于发光体140设置于第一曲面反射镜110的焦点处，根据反射镜成像原理，位于焦点处的点光源发出的光线经反射镜反射后形成平行光，使得经过第一曲面反射镜110反射后出射平行光，平行光传播至第二曲面反射镜120的表面，根据反射镜成像原理，平行光入射反射镜反射后汇聚于焦点处，使得平行光经第二曲面反射镜120反射后汇聚于第二曲面反射镜120的焦点处，而透光元件130经过第二曲面反射镜120的焦点，且透光元件130的设置不会影响发光体140的成像，使得经第二曲面反射镜120反射的光线可以汇聚于透光元件130上，投影效果良好，观感强烈。
32.其中，发光体140的具体结构及发光方式本技术实施例不做限制，可以是出射单色光线的发光体140，也可以是出射各种颜色的混合光的发光体140，也可以是呈现发光图案或物体的发光体140。
33.需要说明的是，因为发光体140出射的光线依次经过第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的反射后出射，所以，发光体140的发光面朝向第一曲面反射镜110，使发光体140出射的光线照射至第一曲面反射镜110。
34.另外，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120扣合后的固定方式本技术实施例不做限制，示例的，可以采用如图1所示的螺钉连接的方式，也可采用粘接剂粘接的方式。另外，为了提高第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的连接牢固度，可以将第一曲面反
射镜110和第二曲面反射镜120的外周向外延伸形成连接面，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的连接面相互平行，从而增大连接面的接触面积，提高连接牢固度。
35.本技术实施例提供的光学装置100，包括相互扣合的第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120，第一曲面反射镜110上开设有透光孔，透光孔处设置有透光元件130以封堵透光孔，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120相互扣合，透光元件130封堵透光孔，光学装置100的各个部件组成外观完整的装置，集成于车灯时不影响车灯整体外观，且可以避免灰尘等异物进入光学装置100的内部，透光元件130经过第二曲面反射镜120的焦点，第一曲面反射镜110的焦点处或焦点附近设置有发光体140，发光体140出射的光线经过第一曲面反射镜110反射后平行出射并在第二曲面反射镜120反射后在透光元件130处或透光元件130附近聚焦成像，具体的，发光体140出射的光线照射至第一曲面反射镜110上，因为发光体140设置在第一曲面反射镜110的焦点附近，发光体140出射的光线照射至第一曲面反射镜110后被反射形成平行光并照射至第二曲面反射镜120，平行光照射至第二曲面反射镜120后反射至第二曲面反射镜120的焦点处，也就是透光元件130附近，例如可以是透光元件130上方，在透光元件130上聚焦成像，投影效果良好，观感强烈。
36.可选的，透光元件130为透光片。
37.当透光元件130为透光片时，透光片具有较高的透光效率，能够使得第二曲面反射镜120反射的光线全部出射在透光片上成像，提高成像的清晰度。
38.本技术实施例的一种可实现的方式中，透光元件130为半透半反镜。
39.当透光元件130为半透半反镜时，第二曲面反射镜120反射的光线能够部分透过半透半反镜，另一部分被半透半反镜反射回光学装置100的内部，透过半透半反镜的部分光线在半透半反镜的表面形成实像，而在光学装置100外侧观察透光元件130，无法透过透光元件130观察到光学装置100内部，使得光学装置100外观完整，集成于车灯时，车灯整体外观良好。
40.另外，半透半反镜的具体结构本技术实施例不做限制，示例的，可以是半透半反镜片，也可以透光元件130上涂覆半透半反膜。
41.可选的，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120材料为透明材料，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的内表面涂覆高反膜150。
42.在光学领域，光学元件通常均为透明材料制成，而透明材料常常能够使得光线透过，从而降低第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120反射率，进而降低成像的清晰度。本技术实施例在第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的内表面涂覆高反膜150，高反膜150能够把入射至其表面的光线大部分或者全部反射回去，具有极高的反射效率，降低光线透射的效率，从而提高成像的清晰度。
43.另外，需要说明的是，在第一曲面反射镜110的第二曲面反射镜120的内表面涂覆高反膜150并不是提高第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的反射率的唯一途径，因此，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的内表面涂覆高反膜150只是本技术实施例的一种实现方式，并不是对本技术第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的限制，示例的，也可以在第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的内表面进行微结构处理，使光线在第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的内表面最大限度地发生全反射。
44.可选的，如图3所示，第一曲面反射镜110和透光元件130一体成型。
45.当第一曲面反射镜110材料为透明材料时，透明材料具有较高的透射率，能够满足透光元件130的要求，此时，可以将透光元件130与第一曲面反射镜110一体成型，在第一曲面反射镜110的内表面涂覆高反膜150实现第一曲面反射镜110的反射效果，透光元件130处不涂覆高反膜150实现在透光元件130上成像。
46.第一曲面反射镜110和透光元件130一体成型时，使得第一曲面反射镜110和透光元件130成为一个连续的整体，从而提高第一曲面反射镜110和透光元件130的连接牢固度，提高光学装置100的使用寿命，而且，第一曲面反射镜110和透光元件130一体成型时，能够避免第一曲面反射镜110和透光元件130之间存在连接缝隙，使得灰尘等小颗粒异物进入光学装置100内部。
47.本技术实施例的一种可实现的方式中，如图4所示，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120一体成型。
48.当第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120采用相同的材料制成时，可以将第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120一体成型，使得第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120作为一个连续的整体，从而提高光学装置100的连接牢固度，提高光学装置100的使用寿命，而且，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120一体成型时，能够避免第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120之间存在连接缝隙，使得灰尘等小颗粒异物进入光学装置100内部。
49.本技术实施例的一种可实现的方式中，第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的外表面涂覆吸光层且透光元件130处采用镭雕技术进行表面处理。
50.本领域技术人员应当知晓，当光学装置100应用于车灯上时，通常是暴露在空气中，为了避免外界的光线进入光学装置100对光学装置100的成像造成干扰，本技术实施例在第一曲面反射镜110和第二曲面反射镜120的外表面涂覆吸光层，吸光层能够吸收外界的光线，从而阻止外界光线进入光学装置100内部。
51.吸光层的材料本技术实施例不做限制，只要能够达到吸光效果即可，示例的，可以涂覆油漆，一方面能够达到吸光效果，另一方面，油漆可以根据光学装置100安装于车身附近的油漆的颜色进行设置，提高整个车体的观感效果。
52.另外，为了使得透光元件130能够达到透光效果，对透光元件130处的吸光层采用镭雕技术进行表面处理，发光体140出射的光线经镭雕去除吸光层材料的位置处发生透射，形成发光体140的实像。
53.可选的，高反膜150为金属膜。
54.高反膜150需要具有极高的反射率以降低光线的损耗，在高反膜150中，金属膜具有极高的反射率，反射率可达99％。本领域技术人员应当知晓，反射率不仅与反射膜的材料有关，还与光线的频率有关，因为光学装置100是为了成像，所以发光体140发出的光线的应当属于可见光。
55.其中，金属膜的具体材料本技术实施例不做限制，可以是铝、银、金等等，示例的，可以是铝，由于铝不仅具有更高的反射率，价格也相对比较便宜。
56.本技术实施例的一种可实现的方式中，如图1所示，第一曲面反射镜110为第一抛物面反射镜，第二曲面反射镜120为第二抛物面反射镜。
57.由于抛物面反射镜在对平行光的汇聚时，具有更好的汇聚效果，在将点光源的光
线进行准直时，具有更好的准直效果，所以，第一曲面反射镜110设置为第一抛物面反射镜，第二曲面反射镜120设置为第二抛物面反射镜。
58.本技术实施例还公开了一种车灯，包括上述任意一项的光学装置100。该车灯包含与前述实施例中的光学装置100相同的结构和有益效果。光学装置100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
59.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。