CN109282234B - 一种汽车近光灯用投射单元及其车灯 - Google Patents

一种汽车近光灯用投射单元及其车灯 Download PDF

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Abstract

一种汽车近光灯用投射单元及车灯，由光源、反光板及光学透镜组成，反光板具有与车灯系统照明光形所要求的明暗截止线形状对应的反光边界，反光板选自平面、曲面及由多曲面连接而成的反光镜。反光边界设置在光学透镜焦点附近，通过光源照亮反光板，经反光板反射的光线形成初步照明光形，再通过光学透镜形成二次照明光形并照射到路面，形成最终具有明暗截止线的照明光形。所述二次照明光形为对应的一次照明光形的放大。在光源及反光板之间可设置选自凸透镜、透明光导体或反射镜的二次配光件。根据本发明，可大大减小车灯体积及空间，利于车灯的扁平化设计，由此较少因零件制造及总成装配误差而导致的产品性能波动。

Description

一种汽车近光灯用投射单元及其车灯
技术领域
本发明涉及车灯技术领域，具体涉及一种汽车近光灯用投射单元及其车灯，所述汽车近光灯用投射单元及其车灯可实现一种具有明暗截止线要求的近光照明及雾灯等车灯功能，同时，也可以实现没有明暗截止线要求的车灯功能。
背景技术
现有的投射式车灯照明系统一般由光源1、反射镜2、遮光板3及光学透镜4组成。
如图1所示，反射镜2通常为类抛物面反射面，具有近焦点及远焦点，所述光源1设置在近焦点处，光源1发出的近似朗伯型发散的光经过反射镜2 反射后汇聚至反射镜2的远焦点处，所述远焦点设置在光学透镜4的焦点附近，遮光板3的遮光结构3a同样设置在光学透镜4的焦点附近，遮光结构3a 的形状根据所需明暗截止线的形状而确定，汇聚至光学透镜4的焦点附近的光线中的一部分被遮光板3的遮光结构3a遮挡，形成暗区，其余大部分光线经过透镜4折射到路面形成照明。所以遮光板3的遮光结构3a是传统投射单元用于近光灯时形成明暗截止线的重要机理。
然而，由于采用类椭球面的双焦点反射镜，所以其纵深尺寸较大，导致整体占用空间也较大，不利于车灯的扁平化设计。而车灯的扁平化设计具有很大优点，且正成为一种发展趋势。因扁平化设计有利于减少灯具占用空间，对于新能源汽车，由于没有发动机，其发动机舱改为行李箱，扁平化设计还有助于增加行李箱容积。
另外，现有投射式车灯照明系统组成零件较多，由此导致的零件装配关系复杂，以及因零件制造误差及总成装配误差的存在，导致产品性能波动较大。例如，左、右灯亮度不一致，导致客户抱怨，制造成本也相对较高；
另外，由于现有投射式车灯照明系统组成零件较多(例如，现有投射式车灯照明系统必不可少反光镜及遮光板)，还会导致照明系统重量较大、装配关系复杂、累积误差大等缺陷。
由上可知，现有投射式车灯照明系统的问题如下：
采用遮光板3的遮光结构(明暗截止线)3a导致现有投射式车灯照明系统的光效降低；
由于采用类椭球面的双焦点反射镜，所以其纵深尺寸较大，导致整体占用空间也较大，不利于车灯的扁平化设计。
现有投射式车灯照明系统组成零件较多，由此导致的零件装配关系复杂，以及因零件制造误差及总成装配误差的存在，导致照明系统重量较大、装配关系复杂、累积误差大，导致产品性能波动。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种新型汽车近光灯用投射单元及其车灯，首要的是实现一种具有明暗截止线要求的汽车近光灯用投射单元及其车灯，所述车灯具有如近光照明及雾灯等功能的同时，实现车灯的扁平化设计，所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板。
其次，本发明的目的还在于提供一种新型汽车近光灯用投射单元及其车灯，所述汽车近光灯用投射单元及其车灯可实现一种具有明暗截止线要求的近光照明及雾灯等车灯功能，同时，也可以实现没有明暗截止线要求的车灯功能，如远光、日间行车灯、位置灯、制动灯、倒车灯、转向灯等功能。所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板，由此，大大减小车灯体积及空间，由此较少因零件制造误差及总成装配误差的存在而导致的产品性能波动。
本发明的汽车近光灯用投射单元技术方案如下：
一种汽车近光灯用投射单元，包括光源及近光灯出射方向的光学透镜，其特征在于：
光源光轴方向设置有反光板，反光板反射光经过光学透镜照射到路面，
所述反光板具有与车灯系统照明光形所要求的明暗截止线形状相对应的反光边界，以取代遮光板及其边界，所述反光板的反光边界设置在光学透镜焦点处或附近，
通过所述光源照亮反光板，经反光板反射的光线形成初步的照明光形，
再通过光学透镜照射到路面，形成最终的具有明暗截止线的二次光形。
根据光源发光特性，通过反射面曲率设定控制所述二次光形的照明光形光强分布，使得所述二次光形随距明暗截止线拐点的距离接近，其光强增大。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述光源优选面光源，优选的是LED。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板反射面呈弧形，反光板反光边界位于反光板上端。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板反射面呈弧形，反光板的反光边界位于反光板下端(如图11、 12、13所示)。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板的反光边界设置在距离透镜焦点0-5mm处。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
经所述反光板的反光边界反射的光线以接近水平的角度照射到透镜入射面。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板反射率不小于80％。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板材料通过表面处理，如表面镀铝来实现反射率。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
在光源及反光板之间增加二次配光件，起到聚集光线或改变光能分布，提高光效的作用。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：所述反光板选自平面反光镜、曲面反光镜及由多曲面镜连接而成的反光镜。
根据本发明所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
设置于光源及反光板之间的二次配光件选自凸透镜、透明光导体或反射镜。
如图7、8所示，设置于光源及反光板之间的二次配光件为凸透镜，以提高光强。又如如图10所示，设置于光源及反光板之间的二次配光件为反射镜用于提高光效。
根据本发明一种车灯，采用如上所述所述的汽车近光灯用投射单元。
根据本发明，所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板，由此，大大减小车灯提交及空间，由此较少因零件制造误差及总成装配误差的存在而导致的产品性能波动。
根据本发明，所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板，由此，所述车灯具有如近光照明及雾灯等功能的同时，大大减小车灯体积及空间，实现车灯的扁平化设计。同时，所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板，并减少因零件制造误差及总成装配误差的存在而导致的产品性能波动。
附图说明
图1是传统车灯投射单元的结构示意图；
图2是传统车灯投射单元的发光示意图；
图3A为本发明的汽车近光灯用投射单元的光路示意图；
图3B为本发明的汽车近光灯用投射单元的透镜一侧的正视图；
图4是本发明的汽车近光灯用投射单元的近光光路示意图；
图5是本发明汽车近光灯用投射单元的近光照明光路示意图；
图6A是本发明汽车近光灯用投射单元反光板的设置状态示意图；
图6B是图6A所示本发明汽车近光灯用投射单元反光板的左视示意图，
图6C是图6A所示汽车近光灯用投射单元反光板的反射面俯视图；
图7A为本发明的汽车近光灯用投射单元在光源及反光板之间增加二次配光件的示意图；
图7B为图7A的汽车近光灯用投射单元的透镜一侧的正视图；
图7C为图7B的汽车近光灯用投射单元左视图；
图8为图7A的汽车近光灯用投射单元在光源及反光板之间增加二次配光件的光路示意图；
图9A为本发明的汽车近光灯用投射单元在光源及反光板之间增加二次配光件的又一例示意图；
图9B为图9A的汽车近光灯用投射单元的透镜一侧的正视图；
图9C为图9B的汽车近光灯用投射单元左视图；
图10为图9A的汽车近光灯用投射单元在光源及反光板之间增加二次配光件的又一例光路示意图；
图11为反光板的反光边界位于反光板下端示意图；
图12为反光板的反光边界位于反光板下端的一例光路示意图；
图13A,图13B,图13C分别为反光板的反光边界位于反光板下端的正视图、左视图及俯视图。
图中，1-LED发光芯片线路板，2-反射镜，3-遮光板，3a-遮光板截止线， 4-光学透镜，5-反光板,5a-反光板反光边界的明暗截止线，6-二次配光镜。
反光板反光边界与车灯系统照明光形所要求的明暗截止线形状相对应。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种汽车近光灯用投射单元，包括光源及光学透镜，设置有反光板，所述反光板上侧边界具有与车灯系统照明光形所要求的明暗截止线形状相对应的边界，以取代遮光板及其边界，所述反光板的反光边界设置在光学透镜焦点处。所述光源为LED面光源。通过所述光源照亮反光板，经反光板反射的光线形成初步的照明光形，再通过光学透镜照射到路面，形成最终的具有明暗截止线的照明光形。
投射单元的光源光轴相对于反光板法线偏斜角为45设置。光源斜下方45 度设置有反光板，反光板反射面呈弧形，所述反光板材料表面镀铝来实现不小于80％的反射率。反光板的反光边界位于反光板上端，投射单元的光源光轴平行反光板法线。反光板反射光平行于光学透镜光轴照射到路面。
根据光源发光特性，通过反射面曲率设定控制所述二次光形的照明光形光强分布，使得所述二次光形随距明暗截止线拐点的距离接近，其光强增大。
根据本实施例，通过所述光源照亮反光板，经反光板反射的光线形成初步的照明光形，再通过光学透镜照射到路面，形成最终的具有明暗截止线的照明光形。
实施例2
除了以下不同之处外，其他如同实施例1：
在光源及反光板之间增加二次配光件，二次配光件为凸透镜及反射镜，起到聚集光线或改变光能分布，提高光效的作用。
实施例3
除了以下不同之处外，其他如同实施例1：
所述反光板的反光边界设置在距离透镜焦点0-5mm处。
实施例4
除了以下不同之处外，其他如同实施例1：
所述反光板的反光边界位于反光板下端，如图11、12、13所示。
根据本发明，所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板，由此，所述车灯具有如近光照明及雾灯等功能的同时，大大减小车灯提交及空间，实现车灯的扁平化设计。同时，所述投射单元的光源、反光板及光学透镜的具体的结构及其连接及设置可用于取代以往技术所必须的反光镜及遮光板，并减少因零件制造误差及总成装配误差的存在而导致的产品性能波动。

Claims (11)

1.一种汽车近光灯用投射单元，包括光源及近光灯出射方向的光学透镜，其特征在于：
光源光轴方向设置有反光板，反光板反射光经过光学透镜照射到路面，
所述反光板具有与车灯系统照明光形所要求的明暗截止线形状相对应的反光边界，以取代遮光板及其边界，所述反光板的反光边界设置在光学透镜焦点处或附近，
通过所述光源照亮反光板，经反光板反射的光线形成初步的照明光形，再通过光学透镜照射到路面，形成最终的具有明暗截止线的二次光形。
2.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述光源优选面光源。
3.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板反射面呈弧形，反光板反光边界位于反光板上端。
4.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板反射面呈弧形，反光板的反光边界位于反光板下端。
5.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板的反光边界设置在距离透镜焦点0-5mm处。
6.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
经所述反光板的反光边界反射的光线以接近水平的角度照射到透镜入射面。
7.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板反射率不小于80%。
8.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
在光源及反光板之间增加二次配光件，起到聚集光线或改变光能分布，提高光效的作用。
9.如权利要求1所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
所述反光板选自平面反光镜、曲面反光镜及由多曲面镜连接而成的反光镜。
10.如权利要求8所述一种汽车近光灯用投射单元，其特征在于：
设置于光源及反光板之间的二次配光件选自凸透镜、透明光导体或反射镜。
11.一种车灯，采用如权利要求1-10任一项所述的汽车近光灯用投射单元。
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