CN109140377B - 一种汽车前照灯单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车前照灯单元，包括光源和光学一体化元件，所述光源设置在所述光学一体化元件的尾端，所述光学一体化元件的尾端设有若干聚光杯结构，所述光学一体化元件包括收缩段和折射段，所述收缩段的两侧面的间距由光学一体化元件的尾端向头端渐缩，所述折射段设有光线折射孔，所述光线折射孔包括前端面、后端面和两侧壁，所述折射段的头端设有凸透镜结构，所述凸透镜结构的焦点处于所述光线折射孔的后端面上，所述光线折射孔的后端面为向光学一体化元件的头端凸出的弧面。该汽车前照灯单元不产生装配误差，光学一体化元件精度高，光利用率高。

Description

一种汽车前照灯单元
技术领域
本发明涉及一种汽车灯光单元，特别是涉及一种汽车前照灯单元。
背景技术
以往大多数车灯采用反射式的为主，也就是采用大反射碗实现近光和远光配光的大灯，随着LED光源大量应用到车灯当中，透镜随之作为一个重要的必要光学零件也应用进来，从此车灯的造型更加多样化。近几年，又进一步，聚光器被应用在了汽车前照灯单元中，使得大灯的形式又更加多样化，使得汽车前照灯单元的配光实现形式进一步丰富，光的效率也得到提高。
目前，采用聚光器进行聚光设计的汽车前照灯单元中，一般光学零件包括LED光源、聚光器、遮光板和透镜，非光学零件又包括散热器、支架、透镜卡环和其他辅助支撑件等，这些汽车前照灯单元的结构还是比较复杂，另外，LED光源的汽车前照灯单元，往往对光学零件的精度以及装配精度要求很高，多个光学零件的存在，精度很难控制。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种汽车前照灯单元，以简化汽车前照灯的单元的结构以及减小体积，消除装配误差影响，提高光学精度。
本发明技术方案如下：一种汽车前照灯单元，包括光源和光学一体化元件，所述光源设置在所述光学一体化元件的尾端，所述光学一体化元件的尾端设有若干聚光杯结构，所述光学一体化元件包括收缩段和折射段，所述收缩段的两侧面的间距由光学一体化元件的尾端向头端渐缩，所述折射段设有光线折射孔，所述光线折射孔包括前端面、后端面和两侧壁，所述折射段的头端设有凸透镜结构，所述凸透镜结构的焦点处于所述光线折射孔的后端面上，所述光线折射孔的后端面为向光学一体化元件的头端凸出的弧面，所述光源发出的光线由所述收缩段的表面全反射后由所述光线折射孔的后端面折射或者直接由所述光线折射孔的后端面折射，再经过所述光线折射孔的前端面折射并通过所述凸透镜结构折射发出。
进一步的，所述光线折射孔的后端面设有光形截止线形状的边界，以满足光形要求。
进一步的，所述光线折射孔的后端面与所述光源的距离大于等于60mm，所述光线折射孔的后端面与所述前端面的距离大于等于30mm。
进一步的，所述光线折射孔为上下贯穿的通孔，所述光线折射孔的前端面和两侧壁为平面。
进一步的，所述聚光杯数量大于等于3。
进一步的，所述光学一体化元件材料为折射率大于等于1.58的PC或者折射率为1.48～1.5的PMMA。
本发明所提供的技术方案的优点在于：
(1)结构简单，本发明的光学零件只要LED光源和经过设计的光学一体化元件就可以，集成度高，在结构件上还能省去支架、透镜卡环和其他辅助支撑件，在很大程度上简化了汽车前照灯单元的结构组成；
(2)精度高，本发明的汽车前照灯单元的光学件一体化设计，避免了现有技术方案的多个光学零件的存在，这样各个光学元素之间的相对精度比较高，不受装配的影响；
(3)体积小，本发明通过紧凑的光学零件设计，使得整个汽车前照灯单元的体积也大大减小；
(4)光学效率高，LED光源发出的光线大多在一体光学件中传播，光的利用效率更高；
(5)适应更多的车灯造型，小巧的汽车前照灯单元能够设计更多的汽车前照灯造型，能够设计成更窄更炫酷更具科技感的造型；
(6)成本低，本发明的汽车前照灯单元省去多重材料的多零件加工，降低了整个的单元的成本。
附图说明
图1为本发明汽车前照灯单元的头端视角立体结构示意图。
图2为本发明汽车前照灯单元的尾端视角立体结构示意图。
图3为本发明汽车前照灯单元的俯视示意图。
图4为本发明汽车前照灯单元的主视示意图。
图5为本发明汽车前照灯单元的左视示意图。
图6为光线传播路径示意图。
图7为本发明汽车前照灯单元形成的前照灯近光光形示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
请结合图1至图5所示，本实施例涉及的汽车前照灯单元，包括LED光源1和光学一体化元件，LED光源1设置在光学一体化元件的尾端，LED光源1发出的光通过光学一体化元件的反射和折射后由光学一体化元件的头端发出构成车辆照明。
其中光学一体化元件的尾端设有若干聚光杯结构2，一般当本发明用于构成汽车前照灯的近光功能时，可选择5～7个聚光杯结构2，当用于构成汽车前照灯的远光功能时，可选择3个聚光杯结构2。光学一体化元件可采用折射率大于等于1.58的PC或者折射率为1.48～1.5的PMMA一体化制成，其包括收缩段3和折射段4。本实施例采用折射率为1.586的PC制成光学一体化元件，光学一体化元件的尾部为收缩段3，头部为折射段4。在收缩段3的两侧面3a的间距由光学一体化元件的尾端向头端渐缩，即向前形成收缩的结构，这样的设计可以使光线收集得更为紧凑，光源的光学利用效率更高。折射段4设有光线折射孔5，利用光线折射孔5形成的空气层对光线进行折射。光线折射孔5包括前端面5a、后端面5b和两侧壁5c，光线折射孔5为上下贯穿的通孔，前端面5a和两侧壁5c为平面，后端面5b为向光学一体化元件的头端凸出的弧面，后端面5b设有光形截止线形状的边界，这样使得从凸透镜结构6照射出的光线形成汽车前照灯要求的光形。折射段4的头端设有凸透镜结构6，凸透镜结构6的焦点处于光线折射孔5的后端面5b上。光线折射孔5的后端面5b与LED光源1的距离大于等于60mm，本实施例中该距离为70mm。光线折射孔5的后端面5b与前端面5a的距离大于等于30mm，本实施例中该距离为45mm。
如图6所示，LED光源1发出的光线经聚光杯结构2收集、折射和全反射后向前照射，一部分光线直接照射在光线折射孔5的后端面5b并被折射照向光线折射孔5的前端面5a，最后在凸透镜结构6内传播并折射照向前方；另一部分光线照射在光学一体化元件的各个侧面上，并被全反射后照射在光线折射孔5的后端面5b并被折射照向光线折射孔5的前端面5a，最后在凸透镜结构6内传播并折射照向前方。
本实施例聚光杯结构2的个数为4，如图7所示，为该汽车前照灯单元形成的右灯近光光形，分4个区域，分别对应每个LED光源1和聚光杯结构2，每个光形区域衔接处分别具有一定的重叠区域，以形成均匀的前照灯光形。

Claims (4)

1.一种汽车前照灯单元，其特征在于：包括光源和光学一体化元件，所述光源设置在所述光学一体化元件的尾端，所述光学一体化元件的尾端设有若干聚光杯结构，所述光学一体化元件包括收缩段和折射段，所述收缩段的两侧面的间距由光学一体化元件的尾端向头端渐缩，所述折射段设有光线折射孔，所述光线折射孔包括前端面、后端面和两侧壁，所述光线折射孔为上下贯穿的通孔，所述光线折射孔的前端面和两侧壁为平面，所述光线折射孔的后端面设有光形截止线形状的边界以满足光形要求，所述折射段的头端设有凸透镜结构，所述凸透镜结构的焦点处于所述光线折射孔的后端面上，所述光线折射孔的后端面为向光学一体化元件的头端凸出的弧面，所述光源发出的光线由所述收缩段的表面全反射后由所述光线折射孔的后端面折射或者直接由所述光线折射孔的后端面折射，再经过所述光线折射孔的前端面折射并通过所述凸透镜结构折射发出。
2.根据权利要求1所述的汽车前照灯单元，其特征在于，所述光线折射孔的后端面与所述光源的距离大于等于60mm，所述光线折射孔的后端面与所述前端面的距离大于等于30mm。
3.根据权利要求1所述的汽车前照灯单元，其特征在于，所述聚光杯数量大于等于3。
4.根据权利要求1所述的汽车前照灯单元，其特征在于，所述光学一体化元件材料为折射率大于等于1.58的PC或者折射率为1.48～1.5的PMMA。
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