CN109630976A - 一种远近光一体车灯模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种远近光一体车灯模组，包括近光光源、近光聚光器、远光光源、远光聚光器，近光光源的光轴方向为上下方向、且发光方向朝下；近光聚光器呈L形，一端朝上对准近光光源，另一端朝前，近光聚光器折弯部具有近光全反射面；远光光源的光轴方向为上下方向，且发光方向朝上；远光聚光器呈L形，一端朝下对准远光光源，另一端朝前，远光聚光器折弯部具有远光全反射面。本发明通过特定的近光聚光器、远光聚光器及其系统的光学设计，使得远近光一体车灯模组的重量、体积和散热性能等得以进一步优化和提升。

Description

一种远近光一体车灯模组
技术领域
本发明涉及一种车灯模组，具体涉及一种远近光一体车灯模组。
背景技术
聚光器在车灯中的应用是从信号灯开始的，在信号灯中的应用发展已经很成熟，近几年，聚光器在车灯模组中的应用越来越多，作为近光功能或者远光功能的光学元件。聚光器在车灯模组中的应用是一个大突破，可以大大提高车灯模组的光学性能。应用了聚光器的车灯模组技术不断有创新成果出现，使该形式的车灯模组的综合性能不断提高。
公开日为2017年2月22日，公开号为CN106439672A的中国专利文献，公开了一种LED光源车灯模组。该对比文件公开的技术方案中的模组结构可知，其作为近光功能和远光功能的聚光器的结构均为前后方向延伸的，这样的结构具有如下不足：1)前后延伸的聚光器，使得车灯模组的前后方向的尺寸很大，目前的车灯在前后方向有越来越小的趋势，前后方向尺寸很大的模组，在灯内的布置具有一定的局限性；2)前后延伸的聚光器，使得车灯模组的近光光源和远光光源距离很近，很不利于车灯模组的散热，车灯模组的散热性能较差；3)前后延伸的聚光器，使得散热器的整体体积、重量也需较大，使得车灯模组整体的体积较大、重量较大，使得成本也较高。可见，现有的车灯模组在小型化、轻量化和低成本，以及散热性能等方面，还有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种远近光一体车灯模组，通过特定的近光聚光器、远光聚光器及其系统的光学设计，使得远近光一体车灯模组的重量、体积和散热性能等得以进一步优化和提升。
本发明采取以下技术方案：
一种远近光一体车灯模组，包括近光光源1、近光聚光器2、远光光源3、远光聚光器4，近光光源1的光轴方向为上下方向、且发光方向朝下；近光聚光器2呈L形，一端朝上对准近光光源1，另一端朝前，近光聚光器2折弯部具有近光全反射面2c；远光光源3的光轴方向为上下方向，且发光方向朝上；远光聚光器4呈L形，一端朝下对准远光光源3，另一端朝前，远光聚光器4折弯部具有远光全反射面4c。
进一步的，所述近光聚光器2沿光路方向依次包括聚光器聚光杯结构2a、近光聚光器上下光通道2b、近光聚光器全反射面2c、近光聚光器前后光通道2d和近光聚光器出光面2e；所述远光聚光器4沿光路方向依次设置有远光聚光器聚光杯结构4a、远光聚光器上下光通道4b、远光聚光器全反射面4c、远光聚光器前后光通道4d和远光聚光器出光面4e；所述近光聚光器聚光杯结构2a的开口朝下，所述远光聚光器聚光杯结构4a的开口朝上。
进一步的，所述近光聚光器全反射面2c为平面、凹面或凸面，所述远光聚光器全反射面4c为平面、凹面或凸面。
进一步的，所述近光聚光器出光面2e的下侧边线处设置为截止线形状；所述远光聚光器出光面4e的上侧边线处设置为截止线形状；所述近光聚光器出光面2e0为圆弧面，圆弧的直径50mm-300mm，所述远光聚光器出光面4e为圆弧面，圆弧的直径50mm-300mm。
进一步的，所述近光聚光器出光面2e的下侧边线和所述远光聚光器出光面4e的上侧边线接触，所述近光聚光器前后光通道2d的下侧和所述远光聚光器前后光通道4d的上侧之间的间隙由前端接触的位置向后逐渐增大，中间空气层呈楔形。
更进一步的，所述近光聚光器前后通道2d的下表面为平面或弧面，若为弧面，圆弧的直径100mm-500mm；所述远光聚光器前后通道4d的下表面为平面或弧面，若为弧面，圆弧的直径100mm-500mm。
更进一步的，所述近光聚光器2和所述远光聚光器4的材料为透明类的塑料或硅胶，或PC材料。
更进一步的，还包括透镜5，所述透镜5设于近光聚光器2和所述远光聚光器4出射面的前端；所述透镜5为双凸透镜；所述透镜5的材料为玻璃、塑料或硅胶。
再进一步的，所述透镜5的材料为折射率1.49-1.51的PMMA。
更进一步的，所述近光光源1和所述远光光源3为LED光源或激光光源；所述近光光源1的个数≥4，且靠近中间的光源发光芯片数≥两侧的光源发光芯片数；所述远光光源3的个数≥2，所述近光聚光器聚光杯结构2a的个数≥所述近光光源1的个数，且每个所述近光光源都被所述近光聚光器聚光杯结构2a所包绕，所述远光聚光器聚光杯结构4a的个数≥所述近光光源3的个数，且每个所述远光光源都被所述近光聚光器聚光杯结构4a所包绕。
更进一步的，所述近光聚光器全反射面2c或所述近光聚光器前后光通道2d的下侧面设置有增反膜，所述近光聚光器出光面2e设置有增透膜，所述远光聚光器全反射面4c或远光聚光器前后光通道4d的上侧面设置有增反膜，所述远光聚光器出光面4e设置有增透膜；所述透镜5的后入光面或前出光面设置有增透膜。
一种上述的远近光一体车灯模组的聚光方法，近光光源1发出的光线首先折射进入所述近光聚光器聚光杯结构2a，经其折射和反射后，在所述近光聚光器上下光通道2b中继续向下传播，然后光线在所述聚光器全反射面2c上被全反射，接着在所述近光聚光器前后光通道2d中向前传播，经所述近光聚光器出光面2e折射后进入透镜5，经透镜5折射后向前射出，形成近光光形；远光光源1发出的光线首先折射进入所述远光聚光器聚光杯结构4a，经其折射和反射后，在所述远光聚光器上下光通道4b中继续向上传播，然后光线在所述聚光器全反射面4c上被全反射，接着在所述远光聚光器前后光通道4d中向前传播，经所述远光聚光器出光面4e折射后进入透镜5，经透镜5折射后向前射出，形成远光光形。
本发明的有益效果在于：
1)将车灯模组中的近光聚光器和远光聚光器均设置成前后方向延伸、类“L”形的弯折状，在很大程度上，缩小了模组在前后方向上的尺寸，优化和提升了远近光一体车灯模组的总成尺寸，使其更加小型化；
2)将车灯模组中的近光聚光器和远光聚光器均设置成前后方向延伸、类“L”形的弯折状，并且近光聚光器和远光聚光器分别一上一下布置，近光、远光聚光器上的聚光杯结构分别位于模组空间的上部和下部，使得车灯模组的近光光源和远光光源也分别相应性地被设置在模组空间的上部和下部，两个功能的光源被分离出一定的距离，且占主要功率的近光LED被布置在上方，对车灯模组的散热性能改善很大；
3)通过对近光聚光器和远光聚光器的特殊设计，使得和其配合的散热器体积也相应减小，实现了小体积、轻量化和低成本的优点；
4)采用双凸透镜，使得透镜体积较小，而且太阳光聚焦风险小，以及车灯模组的色散情况也较好。
附图说明
图1是本发明远近光一体车灯模组总成的立体结构示意图；
图2是图1所示远近光一体车灯模组总成的纵向截面图；
图3是远近光一体车灯模组的光学元件结构立体图；
图4是图3所示远近光一体车灯模组的光学元件的纵向截面图；
图5是本发明远近光一体车灯模组的光线走向示意图。
其中，1-近光光源，2-近光聚光器，3-远光光源，4-远光聚光器，5-透镜，2a-近光聚光器聚光杯结构，2b-近光聚光器上下光通道，2c-近光聚光器全反射面，2d-近光聚光器前后光通道，2e-近光聚光器出光面，4a-远光聚光器聚光杯结构，4b-远光聚光器上下光通道，4c-远光聚光器全反射面，4d-远光聚光器前后光通道，4e-远光聚光器出光面，R1-近光光线，R2-远光光线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1和2所示，一体车灯模组，该模组的光学元件包括近光光源1、近光聚光器2、远光光源3、远光聚光器4和透镜5，其中近光聚光器2和远光聚光器4的材料是折射率约为1.587的PC材料，透镜5的材料是折射率约为1.49的PMMA材料，且透镜5是双凸透镜。
近光光源1的光轴方向为上下方向，且发光方向朝下；
远光光源3的光轴方向为上下方向，且发光方向朝上。
如图3所示，近光光源和远光光源均为LED光源，且近光光源靠近中间的LED光源发光芯片数为3，其余为单芯片LED光源。
结合图3和图4，近光聚光器聚光杯结构2a的个数为6，且每个近光光源都被近光聚光器聚光杯结构2a所包绕，远光聚光器聚光杯结构4a的个数为3，且每个远光光源都被近光聚光器聚光杯结构4a所包绕。
继续参见3和4所示，近光聚光器2设置有近光聚光器聚光杯结构2a、近光聚光器上下光通道2b、近光聚光器全反射面2c、近光聚光器前后光通道2d和近光聚光器出光面2e；
参见图4，远光聚光器4设置有远光聚光器聚光杯结构4a、远光聚光器上下光通道4b、远光聚光器全反射面4c、远光聚光器前后光通道4d和远光聚光器出光面4e；近光聚光器聚光杯结构2a的开口朝下，远光聚光器聚光杯结构4a的开口朝上，近光聚光器上下通道2b和远光聚光器上下通道4b均沿上下方向延伸，近光聚光器前后光通道2d和远光聚光器前后光通道4d均沿上下方向延伸，
参见图3-图4，近光聚光器全反射面2c连接近光聚光器上下光通道2b和近光聚光器前后光通道2d，且设置在两者连接拐角处的外侧；远光聚光器全反射面4c连接远光聚光器上下光通道4b和近光聚光器前后光通道4d，且设置在两者连接拐角处的外侧。
具体工作时，如图5所示，近光光源1发出的光线首先折射进入近光聚光器聚光杯结构2a，经其折射和反射后，在近光聚光器上下光通道2b中继续向下传播，然后光线在聚光器全反射面2c上被全反射，接着在近光聚光器前后光通道2d中向前传播，经近光聚光器出光面2e折射后进入透镜5，经透镜5折射后向前射出，形成近光光形；远光光源1发出的光线首先折射进入远光聚光器聚光杯结构4a，经其折射和反射后，在远光聚光器上下光通道4b中继续向上传播，然后光线在聚光器全反射面4c上被全反射，接着在远光聚光器前后光通道4d中向前传播，经远光聚光器出光面4e折射后进入透镜5，经透镜5折射后向前射出，形成远光光形。
在此实施例中，如图3-5所示，近光聚光器全反射面2c为平面，远光聚光器全反射面4c为平面，且近光聚光器出光面2e的下侧边线处设置有截止线形状，用以形成带有截止线的近光光形，远光聚光器出光面4e的上侧边线处设置有截止线形状，用以形成带有截止线的远光光形。
如图3所示，近光聚光器出光面2e为圆弧面，圆弧的直径为150mm，远光聚光器出光面4e为圆弧面，圆弧的直径为120mm。而且近光聚光器出光面2e的下侧边线和远光聚光器出光面4e的上侧边线接触，近光聚光器前后光通道2d的下侧和远光聚光器前后光通道4d的上侧之间的间隙由前端接触的位置向后逐渐增大，中间空气层呈楔形。
本发明用于汽车的远、近光照明，置于汽车前照灯内。相比于现有的远近光一体车灯模组，通过特定的近光聚光器、远光聚光器及其系统的光学设计，使得远近光一体车灯模组的重量、体积和散热性能等得以进一步优化和提升。
本实施例中所称的前后、上下、左右与所述远近光一体车灯模组所在的前照灯安装于车身上时的车身坐标系的前后、上下、左右一致。透镜光轴所在方向的方向为前后方向，散热器所在一侧的方向为后方。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种远近光一体车灯模组，包括近光光源(1)、近光聚光器(2)、远光光源(3)、远光聚光器(4)，其特征在于：
近光光源(1)的光轴方向为上下方向、且发光方向朝下；
近光聚光器(2)呈L形，一端朝上对准近光光源(1)，另一端朝前，近光聚光器(2)折弯部具有近光全反射面(2c)；
远光光源(3)的光轴方向为上下方向，且发光方向朝上；
远光聚光器(4)呈L形，一端朝下对准远光光源(3)，另一端朝前，远光聚光器(4)折弯部具有远光全反射面(4c)。
2.如权利要求1所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：
所述近光聚光器(2)沿光路方向依次包括聚光器聚光杯结构(2a)、近光聚光器上下光通道(2b)、近光聚光器全反射面(2c)、近光聚光器前后光通道(2d)和近光聚光器出光面(2e)；
所述远光聚光器(4)沿光路方向依次设置有远光聚光器聚光杯结构(4a)、远光聚光器上下光通道(4b)、远光聚光器全反射面(4c)、远光聚光器前后光通道(4d)和远光聚光器出光面(4e)；
所述近光聚光器聚光杯结构(2a)的开口朝下，所述远光聚光器聚光杯结构(4a)的开口朝上。
3.如权利要求1所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光聚光器全反射面(2c)为平面、凹面或凸面，所述远光聚光器全反射面(4c)为平面、凹面或凸面。
4.如权利要求1所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光聚光器出光面(2e)的下侧边线处设置为截止线形状；所述远光聚光器出光面(4e)的上侧边线处设置为截止线形状；所述近光聚光器出光面(2e0为圆弧面，圆弧的直径50mm-300mm，所述远光聚光器出光面(4e)为圆弧面，圆弧的直径50mm-300mm。
5.如权利要求1所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光聚光器出光面(2e)的下侧边线和所述远光聚光器出光面(4e)的上侧边线接触，所述近光聚光器前后光通道(2d)的下侧和所述远光聚光器前后光通道(4d)的上侧之间的间隙由前端接触的位置向后逐渐增大，中间空气层呈楔形。
6.如权利要求1、4、或5所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光聚光器前后通道(2d)的下表面为平面或弧面，若为弧面，圆弧的直径100mm-500mm；所述远光聚光器前后通道(4d)的下表面为平面或弧面，若为弧面，圆弧的直径100mm-500mm。
7.如权利要求1、4、或5所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光聚光器(2)和所述远光聚光器(4)的材料为透明类的塑料或硅胶，或PC材料。
8.如权利要求1或2所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：还包括透镜(5)，所述透镜(5)设于近光聚光器(2)和所述远光聚光器(4)出射面的前端；所述透镜(5)为双凸透镜；所述透镜(5)的材料为玻璃、塑料或硅胶。
9.如权利要求8所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述透镜(5)的材料为折射率1.49-1.51的PMMA。
10.如权利要求2所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光光源(1)和所述远光光源(3)为LED光源或激光光源；所述近光光源(1)的个数≥4，且靠近中间的光源发光芯片数≥两侧的光源发光芯片数；所述远光光源3的个数≥2，所述近光聚光器聚光杯结构(2a)的个数≥所述近光光源(1)的个数，且每个所述近光光源都被所述近光聚光器聚光杯结构(2a)所包绕，所述远光聚光器聚光杯结构(4a)的个数≥所述近光光源(3)的个数，且每个所述远光光源都被所述近光聚光器聚光杯结构(4a)所包绕。
11.如权利要求2或8所述的远近光一体车灯模组，其特征在于：所述近光聚光器全反射面(2c)或所述近光聚光器前后光通道(2d)的下侧面设置有增反膜，所述近光聚光器出光面(2e)设置有增透膜，所述远光聚光器全反射面(4c)或远光聚光器前后光通道(4d)的上侧面设置有增反膜，所述远光聚光器出光面(4e)设置有增透膜；所述透镜(5)的后入光面或前出光面设置有增透膜。
12.一种权利要求1-11中任意一所述的远近光一体车灯模组的聚光方法，其特征在于：
近光光源(1)发出的光线首先折射进入所述近光聚光器聚光杯结构(2a)，经其折射和反射后，在所述近光聚光器上下光通道(2b)中继续向下传播，然后光线在所述聚光器全反射面(2c)上被全反射，接着在所述近光聚光器前后光通道(2d)中向前传播，经所述近光聚光器出光面(2e)折射后进入透镜(5)，经透镜(5)折射后向前射出，形成近光光形；
远光光源(1)发出的光线首先折射进入所述远光聚光器聚光杯结构(4a)，经其折射和反射后，在所述远光聚光器上下光通道(4b)中继续向上传播，然后光线在所述聚光器全反射面(4c)上被全反射，接着在所述远光聚光器前后光通道(4d)中向前传播，经所述远光聚光器出光面(4e)折射后进入透镜(5)，经透镜(5)折射后向前射出，形成远光光形。
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