CN105387426A - 一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置及前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置及前照灯，所述光学装置包括光线收集装置和投射装置，所述投射装置与所述光线收集装置集为同一透镜体，所述光线收集装置收集前照灯光源发出的光线，部分光线通过分光结构后经所述投射装置投射出满足前照灯照明配光分布的图案。在本申请的上述方案中，光学装置集成光线收集装置与光线投射装置为一整体，既具有光线收集功能，还具有光线投射功能，直接避免了光线收集装置与投射装置之间发生相对位移的可能，所以，无论是在搬运运输过程中，还是被安装的车辆上之后，光线收集装置与投射装置之间的位置即被固定，如此，直接提高了前照灯的可靠性。

Description

一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置及前照灯

技术领域

本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置及前照灯。

背景技术

在汽车照明技术领域中，国家公布了GB7454-87《机动车前照灯使用和光线调整技术规划》、GB4599-2007《前照灯配光性能》和GB4660-2007《汽车用灯丝灯泡前雾灯》对机动车的远光照明、近光照明和雾灯的发光强度和照射方向提出了明确的要求。

对于前照灯的近光灯而言，要求所发出光线必须形成清晰的明暗截止线，而对于该明暗截止线的形成，目前主要是采用遮光板进行遮光这一技术，其原理是，光源发射出的光线，通过设置遮光板对部分光线进行遮挡，进而形成一个明暗区域，在明暗交界处形成一明暗截止线，如此，使其照亮区域满足相关标准的规定。

在目前的前照灯结构中，通常是包括有光源，用于收集光线的光线收集装置，以及用于遮挡光线的遮光装置，光源、光线收集装置以及遮光装置之间为相互对应并且相互独立的结构，在设计时，需要严格的设计这些部件之间的相对位置关系，而在生产制造过程，同样需要严格的控制这些部件之间的相对位置关系，否则，就难以得到符合标准的照明强度和照明图案。

随着研究的深入，本申请的发明人发现，目前的前照灯在实际使用中并不可靠，原因在于，由于光源、光线收集装置以及遮光装置之间为相互对应并且相互独立的结构，即便是在制造装配过程中得到了精美的装配，但是在搬运过程中，这些部件也有可能因震动和碰撞而发生移位，特别是在其使用过程中，由于前照灯设置在车辆之上，在车辆运行时，车身一直处于抖动状态，特别是路况较差时，抖动更为强烈，在这些抖动的情况下，光源、光线收集装置以及遮光装置之间的相对位置极容易发生移动，而导致前照灯的照明强度和照明图案不符相关标准的要求；

从另一方面来讲，由于光源、光线收集装置以及遮光装置之间相对位置的精密要求，所以在生产制造，以及装配过程中，对制造工艺以及装配工艺都有严格要求，不仅需要工人具有熟练的工艺，而且还需要较多的工装设备、工序流程和人力投入，所以较高的生产成本。

所以，综上所述，目前亟需一种即能够降低生产制造成本，又具有良好可靠性的前照灯。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前前照灯生产制造成本高，又不可靠的问题，提供一种即能够降低生产制造成本，又具有良好可靠性的前照灯。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置，包括光线收集装置和投射装置，所述投射装置与所述光线收集装置集为同一透镜体，所述光线收集装置收集前照灯光源发出的光线，部分光线通过分光结构后经所述投射装置投射出满足前照灯照明配光分布的图案。

在本申请的上述方案中，光线收集装置收集前照灯光源发出的光线，部分光线通过分光结构折射或遮挡或者反射，后经所述投射装置投射出满足前照灯照明配光分布的图案，光学装置集成光线收集装置与投射装置为一整体，既具有光线收集功能，还具有光线投射功能，直接避免了光线收集装置与投射装置之间发生相对位移的可能，所以，无论是在搬运运输过程中，还是被安装的车辆上之后，光线收集装置与投射装置之间的位置即被固定，如此，直接提高了前照灯的可靠性。

在本申请的上述方案中，投射装置与光线收集装置集为同一透镜体，原因在于，目前光线收集装置都是通过反射面进行光线的收集，为了保证前照灯的照明质量，在制造过程中，其反射面的制造精度具有极高的要求，而对于目前碗状结构的光线收集装置而言，其反射面为碗状结构的内侧面，加工制造过程中需要布置复杂工序和设备才能够良好加工该侧面，所以也使得目前的光线收集装置具有较高的制造成本；所以，在本申请中，将光线收集装置和投射装置设置为透镜体，反射面为透镜体的外侧壁，如此，使得在加工本申请反射面时，是加工透镜体的外侧面，相较于加工内侧面而言，更加的方便，所以采用透镜体作为光线收集装置，不仅简化了加工工序，而且还能够方便的提高加工精度，提高前照灯的照明质量；将投射装置与光线收集装置设置为同一透镜，进一步的保证了投射装置与光线收集装置的整体性，进一步的保证前照灯的可靠性，也方便了加工和制造。

作为本申请进一步的优选方案，所述光线收集装置包括入射面、底面和反射面，所述入射面设置在所述底面上，光源发出的光线通过入射面折射进入光线收集装置，经过反射面反射后到达投射装置，然后再被投射装置投射到路面，光源由所述反射面投射进入投射装置的方向与光源发出光线的主轴方向之间的夹角为20-90度。

在本申请的上述方案中，光线收集装置包括入射面、底面和反射面，入射面设置在所述底面上，光源发出的光线通过入射面折射进入光线收集装置，经过反射面反射后到达投射装置，然后再被投射装置投射到路面，光源由反射面投射进入投射装置的方向与光源发出光线的主轴方向之间的夹角为20-90度，使得，采用本申请的光学装置，前照灯的光源与光线收集装置、投射装置以及灯罩等其他结构并不位于同一直线上，也就是说，采用了本申请的光学装置后，减小光源尺寸对前照灯长度的影响，进而使得前照灯具有较小的长度，如此，方便前照灯的安装和使用。

作为本申请进一步的优选方案，所述透镜体上设置有缺口，所述缺口作为所述分光结构。

在本申请的上述方案中，光线收集装置通过透镜体的缺口作为分光结构，射向投射装置的光线的其中一部分被透镜体的缺口遮挡或者折射或者反射，进而使得投射装置投射出符合要求的配光图案，光线收集装置与分光结构具有更加良好的一体性，直接避免了相对位置发生变化的风险，进一步的提高了使用过程中的可靠性，而且还使得光线收集装置与分光结构结构简单，方便制造、装配以及后期的跟换工作。

作为本申请进一步的优选方案，所述分光结构将照射在其上的光线反射回所述光线收集装置内，再次收集后射向投射装置。

在本申请的上述方案中，被分光结构反射的光线再次被光线收集装置收集利用，提高了前照灯光源的利用率，进而使得在得到相同光照强度的前提下，采用本申请的光学装置可以减小使用光源的功率，降低成本的同时，还降低了光源的发热量，提高了光源的可靠性，也降低了对光源的散热要求，也提高了前照灯的可靠性。

作为本申请的另一优选方案，所述分光结构将照射在其上的光线反射或折射出所述光线收集装置外。

在本申请的上述方案中，将照射在分光结构上的光线反射或折射出光线收集装置外，首先是避免这部分光线干扰形成的照明图案，同时，还可以通过设置其他光线转换装置，将这部分被反射出的光线再次利用，进而提高光源发出光线的利用率。

作为本申请进一步的优选方案，所述分光结构具有一边缘，该边缘的形状用以控制前照灯投射图案的形状。

在本申请的上述方案中，通过在分光结构上设置一控制前照灯投射装置投射出的图案的形状，进一步简化了本申请光学装置的结构，也简化了前照灯的结构。

作为本申请进一步的优选方案，所述光学装置的出射面为曲面，能够把位于分光结构附近的物像在竖直方向清晰地投射到远处，所述出射曲面为所述投射装置。

在本申请的上述方案中，光学装置的出射面即为投射装置的出射面，出射面为曲面，与分光结构配合，进而投射出符合要求的前照灯照明图案。

作为本申请进一步的优选方案，还包括有定位装置，所述定位装置设置在所述光线收集装置的底面。

在本申请的上述方案中，在光线收集装置的底面设置定位装置，方便本申请光线装置的安装。

作为本申请进一步的优选方案，所述光线收集装置上还设置有光源容纳腔。

在本申请的上述方案中，光源容纳腔用于容纳前照灯的光源，光源容纳腔与光线收集装置也为一体式结构，在装配过程中，前照灯的光源被设置在光源容纳腔内，也就是说，实质上光源与光线收集装置之间的相对位置也被固定，在装配过程中，方便光源的定位，减少了光源与光线收集装置以及分光结构和投射装置之间的调整工序，进一步方便了安装，降低了装配难度，降低前照灯的生产成本。

本申请的光学装置，其光线收集装置、投射装置、分光结构、光源容纳腔之间的相对位置被固定，避免了相互之间发生相对位移的可能，所以，无论是在搬运运输过程中，还是被安装的车辆上之后，相互之间也不会存在相互移动的可能，如此，直接提高了前照灯的可靠性；同时，在制作过程中，减少了装配过程的工序，降低了装配难度，进而也降低了前照灯的生产成本。

本申请还公开了一种前照灯，其采用了上述的光学装置。

由于本申请的前照灯采用了上述的光学装置，使得本申请的前照灯具有更好的可靠性；在制作过程中，减少了装配过程的工序，降低了装配难度，进而也降低了前照灯的生产成本。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：

1、光学装置集成光线收集装置与光线投射装置为一整体，既具有光线收集功能，还具有光线投射功能，直接避免了光线收集装置与投射装置之间发生相对位移的可能，所以，无论是在搬运运输过程中，还是被安装的车辆上之后，光线收集装置与投射装置之间的位置即被固定，如此，直接提高了前照灯的可靠性。

2、将光线收集装置和投射装置设置为透镜体，反射面为透镜体的外侧壁，如此，使得在加工本申请反射面时，是加工透镜体的外侧面，相较于加工内侧面而言，更加的方便，所以采用透镜体作为光线收集装置，不仅简化了加工工序，而且还能够方便的提高加工精度，提高前照灯的照明质量；

3、将投射装置与光线收集装置设置为同一透镜，进一步的保证了投射装置与光线收集装置的整体性，进一步的保证前照灯的可靠性，也方便了加工和制造，

本申请其他具体实施方式的有益效果：

1、本申请的光学装置，其光线收集装置、投射装置、分光结构、光源容纳腔之间的相对位置被固定，避免了相互之间发生相对位移的可能，所以，无论是在搬运运输过程中，还是被安装的车辆上之后，相互之间也不会存在相互移动的可能，如此，直接提高了前照灯的可靠性；

2、在制作过程中，减少了装配过程的工序，降低了装配难度，进而也降低了前照灯的生产成本；

3、采用本申请的光学装置，前照灯的光源与光线收集装置、投射装置以及灯罩等其他结构并不位于同一直线上，也就是说，采用了本申请的光学装置后，降低光源尺寸对前照灯长度的影响，进而使得前照灯具有较小的长度，如此，方便前照灯的安装和使用，

本申请前照灯的有益效果：

本申请的前照灯具有更好的可靠性；在制作过程中，减少了装配过程的工序，降低了装配难度，进而也降低了前照灯的生产成本。

附图说明

图1为本申请光学装置的结构示意图；

图2为本申请前照灯的结构示意图；

图中标记：1-光线收集装置，2-投射装置，3-光源，4-分光结构，5-缺口，6-光源容纳腔，7-底面，8-反射面，9-入射面，10-定位装置，A-光源发出光线的主轴方向，B-反射面投射进入投射装置的方向。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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：如图1-2所示，

一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置，包括光线收集装置1和投射装置2，所述投射装置2与所述光线收集装置1集为同一透镜体，所述光线收集装置1收集前照灯光源3发出的光线，部分光线通过分光结构4后经所述投射装置2投射出满足前照灯照明配光分布的图案。

在本实施例的上述方案中，光线收集装置1收集前照灯光源3发出的光线，部分光线通过分光结构4折射或遮挡或者反射，后经所述投射装置2投射出满足前照灯照明配光分布的图案，光学装置集成光线收集装置1与投射装置2为一整体，既具有光线收集功能，还具有光线投射功能，直接避免了光线收集装置1与投射装置2之间发生相对位移的可能，所以，无论是在搬运运输过程中，还是被安装的车辆上之后，光线收集装置1与投射装置2之间的位置即被固定，如此，直接提高了前照灯的可靠性。

在本实施例的上述方案中，投射装置2与光线收集装置1集为同一透镜体，原因在于，目前光线收集装置1都是通过反射面8进行光线的收集，为了保证前照灯的照明质量，在制造过程中，其反射面8的制造精度具有极高的要求，而对于目前碗状结构的光线收集装置1而言，其反射面8为碗状结构的内侧面，加工制造过程中需要布置复杂工序和设备才能够良好加工该侧面，所以也使得目前的光线收集装置1具有较高的制造成本；所以，在本实施例中，将光线收集装置1和投射装置2设置为透镜体，反射面8为透镜体的外侧壁，如此，使得在加工本实施例反射面8时，是加工透镜体的外侧面，相较于加工内侧面而言，更加的方便，所以采用透镜体作为光线收集装置1，不仅简化了加工工序，而且还能够方便的提高加工精度，提高前照灯的照明质量；将投射装置2与光线收集装置1设置为同一透镜，进一步的保证了投射装置2与光线收集装置1的整体性，进一步的保证前照灯的可靠性，也方便了加工和制造。

实施例2，如图1和2所示，

如实施例1所述的光学装置，所述光线收集装置1包括入射面9、底面7和反射面8，所述入射面9设置在所述底面7上，光源3发出的光线通过入射面9折射进入光线收集装置1，经过反射面8反射后到达投射装置2，然后再被投射装置2投射到路面，光源3由所述反射面8投射进入投射装置2的方向与光源3发出光线的主轴方向之间的夹角为20-90度，所述透镜体上设置有缺口5，所述缺口5作为所述分光结构4。

在本实施例的上述方案中，光线收集装置1包括入射面9、底面7和反射面8，入射面9设置在所述底面7上，光源3发出的光线通过入射面9折射进入光线收集装置1，经过反射面8反射后到达投射装置2，然后再被投射装置2投射到路面，光源3由反射面8投射进入投射装置2的方向与光源3发出光线的主轴方向之间的夹角为20-90度，使得，采用本实施例的光学装置，前照灯的光源3与光线收集装置1、投射装置2以及灯罩等其他结构并不位于同一直线上，也就是说，采用了本实施例的光学装置后，减小光源3尺寸对前照灯长度的影响，进而使得前照灯具有较小的长度，如此，方便前照灯的安装和使用；光线收集装置1通过透镜体的缺口5作为分光结构4，射向投射装置2的光线的其中一部分被透镜体的缺口5遮挡或者折射或者反射，进而使得投射装置2投射出符合要求的配光图案，光线收集装置1与分光结构4具有更加良好的一体性，直接避免了相对位置发生变化的风险，进一步的提高了使用过程中的可靠性，而且还使得光线收集装置1与分光结构4结构简单，方便制造、装配以及后期的跟换工作。

实施例3，如图1和2所示，

如实施例1或2所述的光学装置，所述分光结构4将照射在其上的光线反射回所述光线收集装置1内，再次收集后射向投射装置2。

在本实施例的上述方案中，被分光结构4反射的光线再次被光线收集装置1收集利用，提高了前照灯光源3的利用率，进而使得在得到相同光照强度的前提下，采用本实施例的光学装置可以减小使用光源3的功率，降低成本的同时，还降低了光源3的发热量，提高了光源3的可靠性，也降低了对光源3的散热要求，也提高了前照灯的可靠性。

实施例4，如图1和2所示，

如实施例1或2所述的光学装置，所述分光结构4将照射在其上的光线反射或折射出所述光线收集装置1外。

在本实施例的上述方案中，将照射在分光结构4上的光线反射或折射出光线收集装置1外，首先是避免这部分光线干扰形成的照明图案，同时，还可以通过设置其他光线转换装置，将这部分被反射出的光线再次利用，进而提高光源3发出光线的利用率。

实施例5，如图1和2所示，

如实施例1-4任意一项所述的光学装置，所述分光结构4具有一边缘，该边缘的形状用以控制前照灯投射图案的形状，所述光学装置的出射面为曲面，能够把位于分光结构4附近的物像在竖直方向清晰地投射到远处，所述出射曲面为所述投射装置2，还包括有定位装置10，所述定位装置10设置在所述光线收集装置1的底面7，所述光线收集装置1上还设置有光源容纳腔6。

在本实施例的上述方案中，通过在分光结构4上设置一控制前照灯投射装置2投射出的图案的形状，进一步简化了本实施例光学装置的结构，也简化了前照灯的结构；光学装置的出射面即为投射装置2的出射面，出射面为曲面，与分光结构4配合，进而投射出符合要求的前照灯照明图案；在光线收集装置1的底面7设置定位装置，方便本实施例光线装置的安装；光源容纳腔6用于容纳前照灯的光源3，光源容纳腔6与光线收集装置1也为一体式结构，在装配过程中，前照灯的光源3被设置在光源容纳腔6内，也就是说，实质上光源3与光线收集装置1之间的相对位置也被固定，在装配过程中，方便光源3的定位，减少了光源3与光线收集装置1以及分光结构4和投射装置2之间的调整工序，进一步方便了安装，降低了装配难度，降低前照灯的生产成本。

实施例6，如图1和2所示，

一种前照灯，其采用了上述实施例的光学装置。

由于本实施例的前照灯采用了上述的光学装置，使得本实施例的前照灯具有更好的可靠性；在制作过程中，减少了装配过程的工序，降低了装配难度，进而也降低了前照灯的生产成本。

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。

Claims (10)

1.一种集成光线收集功能与投射功能为一体的光学装置，其特征在于：包括光线收集装置和投射装置，所述投射装置与所述光线收集装置集为同一透镜体，所述光线收集装置收集前照灯光源发出的光线，部分光线通过分光结构后经所述投射装置投射出满足前照灯照明配光分布的图案。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于：所述光线收集装置包括入射面、底面和反射面，所述入射面设置在所述底面上，光源发出的光线通过入射面折射进入光线收集装置，经过反射面反射后到达投射装置，然后再被投射装置投射到路面，光源由所述反射面投射进入投射装置的方向与光源发出光线的主轴方向之间的夹角为20-90度。

3.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于：所述透镜体上设置有缺口，所述缺口作为所述分光结构。

4.根据权利要求3所述的光学装置，其特征在于：所述分光结构将照射在其上的光线反射回所述光线收集装置内，再次收集后射向投射装置。

5.根据权利要求3所述的光学装置，其特征在于：所述分光结构将照射在其上的光线反射或折射出所述光线收集装置外。

6.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于：所述分光结构具有一边缘，该边缘的形状用以控制前照灯投射图案的形状。

7.根据权利要求5所述的光学装置，其特征在于：所述光学装置的出射面为曲面，能够把位于分光结构附近的物像在竖直方向清晰地投射到远处，所述出射曲面为所述投射装置。

8.根据权利要求7所述的光学装置，其特征在于：还包括有定位装置，所述定位装置设置在所述光线收集装置的底面。

9.根据权利要求1-8所述的光学装置，其特征在于：所述光线收集装置上还设置有光源容纳腔。

10.一种前照灯，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述光学装置。