CN109855039B - 激光远光模组、激光远光灯和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种激光远光模组、激光远光灯和车辆，其中，该激光远光模组包括固定支架，该固定支架上分别安装有激光器、第一反射镜以及透镜，所述激光器发射的激光光束经过所述第一反射镜反射聚焦至所述透镜的焦点，并由所述透镜向外扩散形成远光光斑，其中，所述透镜包括凸透镜和设置在该凸透镜周缘并朝向远离所述凸透镜一侧凸出的环形透镜。通过在凸透镜上安装环形透镜，使得能够通过对于激光光束的多次折射实现对于远光光斑的边缘的光色补偿，从而消除色散现象，从而提高了激光远光光斑的色温均匀性，提高了路面照明效果，从而增加了车辆驾驶的安全性。

Description

激光远光模组、激光远光灯和车辆

技术领域

本公开涉及车灯的技术领域，特别涉及一种激光远光模组、激光远光灯和车辆。

背景技术

激光，作为新一代的汽车大灯光源，已经开始逐步的被各大灯厂研究和应用，目前对于车用照明激光光源的应用均集中在激光辅助远光功能的开发，激光辅助远光多采用透镜形式实现光学方案，且辅助远光发散角小，故其透镜曲率相应增大，导致激光白光经过透镜后存在色散现象，影响照明效果及行车安全，这也直接导致了激光远距离照明功能无法单独普及应用。

发明内容

有鉴于此，本公开旨在提出一种激光远光模组，以能够消除激光远光照明中光斑边缘形成的色散现象。

为达到上述目的，本公开的技术方案是这样实现的：

一种激光远光模组，其中，包括固定支架，该固定支架上分别安装有激光器、第一反射镜以及透镜，所述激光器发射的激光光束经过所述第一反射镜反射聚焦至所述透镜的焦点，并由所述透镜向外扩散形成远光光斑，其中，所述透镜包括凸透镜和设置在该凸透镜周缘并朝向远离所述凸透镜一侧凸出的环形透镜。

进一步的，所述第一反射镜包括反射部和用于固定到所述固定支架上的安装部，所述反射部具有第一反射曲面和第二反射曲面，所述激光器发射的激光光束分别经过所述第一反射曲面和所述第二反射曲面反射至所述透镜，其中，所述第一反射曲面将所述激光光束反射聚焦至所述凸透镜的焦点，所述第二反射曲面将所述激光光束反射聚焦至所述环形透镜的焦点，所述第二反射曲面为连接于所述第一反射曲面两侧的两个并延伸至所述固定支架，以使所述反射部与所述固定支架形成腔体结构，所述激光器固定到所述腔体结构内。

进一步的，所述固定支架上设置有第二反射镜，所述第一反射镜未聚焦反射至所述透镜焦点的激光光束经过所述第二反射镜再次反射至所述透镜，由所述透镜向外扩散叠加到所述远光光斑。

进一步的，所述固定支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架形成为方形框架，该方形框架包括上横梁和下横梁以及位于该上横梁和该下横梁之间的两个侧梁，所述透镜分别连接到所述上横梁和所述下横梁上，所述第二支架形成为板状并水平连接到所述两个侧梁上，所述激光器凸出固定于所述第二支架并朝向所述第一反射镜延伸，所述第一反射镜固定于所述第二支架的上表面，所述第二反射镜由所述第二支架朝向所述第一支架内部斜向延伸并与所述凸透镜相对设置。

进一步的，所述上横梁的上表面开设有多个间隔均匀的散热孔。

进一步的，所述凸透镜形成为具有凸面和平面的平凸透镜，所述平面朝向所述第一反射镜设置并固定到所述固定支架上，并且所述环形透镜设置在所述平面上。

进一步的，所述激光远光模组还包括散热装置，该散热装置包括散热器和散热风扇，所述散热器位于所述固定支架的下方，所述散热风扇位于所述散热器的下方。

进一步的，所述固定支架和所述第一反射镜之间通过连杆连接，所述连杆形成为L形且具有第一杆和第二杆，所述第一杆和所述第二杆的交点形成为用于固定到所述散热器上的铰接点，并且所述第一杆和所述第二杆的端部分别铰接到所述固定支架和所述第一反射镜上。

相对于现有技术，本公开所述的激光远光模组具有以下优势：

通过在凸透镜上安装环形透镜，使得能够通过对于激光光束的多次折射实现对于远光光斑的边缘的光色补偿，从而消除色散现象，从而提高了激光远光光斑的色温均匀性，提高了路面照明效果，从而增加了车辆驾驶的安全性，同时由于消除了光斑边缘的色散现象，降低了蓝光对于人眼的刺激，从而能够提高被照射人员的安全性，并且提高了对于激光的利用率，也进一步提高了远光光斑的明亮度。

本公开的另一目的在于提出一种激光远光灯，包括上述公开的激光远光模组。

本公开的再一个目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述公开的激光远光灯。

所述激光远光灯和所述车辆与上述激光远光模组相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开实施例所述的激光远光模组的整体结构图；

图2为本公开实施例所述的激光远光模组的局部结构图(未显示第一反射镜)；

图3为本公开实施例所述的透镜的结构图；

图4为本公开实施例所述的第一反射镜的结构图；

图5为本公开实施例所述的固定支架的结构图；

图6为本公开实施例所述的连杆结构图；

图7为本公开实施例所述的激光远光模组的光路侧视图(未显示固定支架)；

图8为本公开实施例所述的激光远光模组的光路局部俯视图；

图9为本公开实施例所述的激光远光模组的光路俯视图(未显示第一反射镜)。

附图标记说明：

1-固定支架，11-第一支架，111-上横梁，112-下横梁，113-侧梁，12第二支架，13-第二反射镜，2-激光器，3-第一反射镜，31-反射部，311-第一反射曲面，312-第二反射曲面，32-安装部，4-透镜，41-凸透镜，411-凸面，412-平面，42-环形透镜，5-散热装置，51-散热器，52-散热风扇，6-连杆，61-第一杆，62-第二杆，7-铰接点，8-散热孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本公开的实施例中所提到的上和下，是根据附图1的图面的上和下而言的。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

如图1至图9所示，本公开提供一种激光远光模组，其中，包括固定支架1，该固定支架1上分别安装有激光器2、第一反射镜3以及透镜4，激光器2发射的激光光束经过第一反射镜3反射聚焦至透镜4的焦点，并由透镜4向外扩散以形成远光光斑，其中，透镜4包括凸透镜41和设置在该凸透镜41周缘并朝向远离凸透镜41一侧凸出的环形透镜42。

当模组工作时，首先激光器2发射激光至第一反射镜3，第一反射镜3将激光反射聚焦至透镜4的焦点，其中，具体地，部分激光白光被聚焦反射至凸透镜41的焦点，通过凸透镜41折射扩散展宽形成远光光斑形状以提供照明。

与此同时，部分的由激光器2发射的激光白光会被反射至凸透镜41周缘的环形透镜42，也即这一小部分激光白光先后经由环形透镜42和凸透镜41的两次折射，使得光线聚集到上述的远光光斑边缘并与之混合，以达到对于远光光斑边缘的光色补偿，消除色散现象，从而提高了激光远光光斑的色温均匀性，提高了路面照明效果，从而增加了车辆驾驶的安全性，同时由于消除了光斑边缘的色散现象，降低了蓝光对于人眼的刺激，从而能够提高被照射人员的安全性。

并且通过环形透镜42的布置，一方面，提高了对于激光白光的利用率，提高了激光光斑的照明度；另一方面，在将透镜4安装到固定支架1上时，同时环形透镜42嵌入到固定支架1内，增加了透镜4与固定支架1的接触面积，由此增加了安装的牢固性，降低了透镜4因振动导致的位移变化，从而减小了由于透镜位移变化带来的激光白光离焦后引起的光斑色散现象。

除此之外，固定支架1将透镜4和第一反射镜3以及激光器2集中安装到一起，减小了安装误差，以进一步保证第一反射镜3反射的大部分激光能够反射至凸透镜41上。并且，激光器2的数量至少为一个，在本实施方式中，激光器2为三个，并且每个激光器2下都固定有PCB板(印刷电路板)，以为激光器2提供电路，保证其正常发射激光光束。

更具体地，如图2和图4所示，在本实施方式中，第一反射镜3包括反射部31和用于固定到固定支架1上的安装部32，反射部31具有第一反射曲面311和第二反射曲面312，激光器2发射的激光光束分别经过第一反射曲面311和第二反射曲面312反射至透镜4，其中，第一反射曲面311将激光光束反射聚焦至凸透镜41的焦点，第二反射曲面312将激光光束反射聚焦至环形透镜42的焦点上，第二反射曲面312为连接于第一反射曲面311两侧的两个并延伸至固定支架1，以使反射部31与固定支架2形成腔体结构，激光器2固定到腔体结构内。

也即，如图7至图9所示，第一反射曲面311负责将激光器2发射的光束反射聚焦到凸透镜41的焦点处，并通过凸透镜41形成远光光斑，第二反射曲面312将激光器2发射的光束反射至环形透镜42，并通过环形透镜42和凸透镜41的两次折射，折射后的激光白光与远光光斑的边缘混合，实现了对于上述远光光斑边缘的色散补偿，消除色散现象。同时第二反射曲面312的设置提高了对于激光的利用率。并且将激光器2容纳固定于腔体结构内，可以避免激光发射到外部，造成对于光斑的影响。

如图2和图5所示，为了进一步提高激光白光的利用率，在本实施方式中，固定支架1上设置有第二反射镜13，第一反射镜3未聚焦反射至透镜4焦点的激光光束经过第二反射镜13再次反射至透镜4。换言之，固定支架1上设置有用于将第一反射镜3未反射至透镜4的激光光束再次反射至透镜4上的第二反射镜13，以由透镜4向外扩散叠加到远光光斑。

具体地，第一反射镜3反射的激光中存在部分激光无法通过透镜4形成远光光斑，因此，如图7至图9所示，第二反射镜13一方面可以进一步将上述部分激光再次反射至凸透镜41，以能够通过凸透镜41发生折射，与上述聚焦后通过凸透镜41形成的远光光斑相互补偿，叠加配合，提高了激光的利用率，降低了激光远光模组的制造成本，进一步增强了远光光斑的照明强度；另一方面，第二反射镜13还能够将一小部分光束再次反射至环形透镜上，将激光叠加到远光光斑的边缘，进一步消除色散现象。

同时，为了实现将上述的透镜4和第一反射镜3固定到一起，以及实现第一反射镜3和第二反射镜13的配合。在本实施方式中，固定支架1包括第一支架11和第二支架12，第一支架11形成为方形框架，该方形框架包括上横梁111和下横梁112以及位于该上横梁111和下横梁112之间的两个侧梁113，其中，透镜4分别连接到上横梁111和下横梁112上，第二支架12形成为板状并水平连接到两个侧梁113上，激光器2凸出固定于第二支架12并朝向第一反射镜3延伸，第一反射镜3固定于第二支架12的上表面，第二反射镜13由第二支架12朝向第一支架11内部斜向延伸并与凸透镜41相对设置。

也即，透镜4固定到第一支架11，第一反射镜3和激光器2均固定到第二支架12上，以实现将三者集合安装到一起，实现激光器2朝向第一反射镜3发射激光光束，并使得激光光束由第一反射镜3传导到透镜4或者由第一反射镜3传导至第二反射镜13，而后传导到透镜4，以形成上述的远光光斑，实现照明。

为了保持固定支架1的温度平衡，在本实施方式中，如图1和图5所示，上横梁111的上表面开设有多个间隔均匀的散热孔8。也即，当激光远光模组工作时，散热孔8能够为第一支架11的上表面进行散热，以保持固定支架1上表面的温度平衡，使固定支架1不随温度变化延展，从而能够使得固定在固定支架1上的透镜4与激光器2的相对位置不发生变化，消除由于透镜4与激光器2相对位置变化带来的焦点偏离所致的色散。

另外，为了进一步保证整个激光远光模组的温度平衡，如图1和图2所示，在本实施方式中，激光远光模组还包括散热装置5，该散热装置5包括散热器51和散热风扇52，散热器51位于安装支架1的下方，散热风扇52位于散热器51的下方。当模组工作时，固定支架1受热，固定支架1的底部与散热器51固定连接，从而能够起到为固定支架1散热的作用。其中，散热器51为被动散热，通过增大散热面积进行散热，散热风扇52为主动散热，通过风扇转动加快空气的流动以加快散热。另外，在本实施方式中，如图1所示，激光器2固定到散热器51内，可以加快对于激光器2的散热，以免造成固定支架1过热。

因此，通过散热装置5的使用保持激光远光模组整体的温度均匀性，从而消除了由于激光远光模组散热不均导致的不同位置部件膨胀不均，引起的各个部件的定位变化，避免因激光焦点离焦导致的激光远光光斑色散的现象出现的问题，同时提高了激光远光模组的整体散热性能。

如图6所示，在本实施方式中，固定支架1和第一反射镜31之间通过连杆4连接，连杆4形成为L形且具有第一杆41和第二杆42，第一杆41和第二杆42相交并形成为用于固定到散热器51的铰接点7，并且第一杆41和第二杆42的端部分别铰接到固定支架1和第一反射镜31上。

即，通过连杆6将第一反射镜3和固定支架1、散热器51连接到一起，当激光远光模组发生振动时，第一杆和第二杆将振动作用力同时传到第一反射镜3与固定支架1上，避免由于振动带来的第一反射镜3和固定支架1之间产生相对位移，而导致的激光白光失焦所引起的色散，提高了整个激光远光模组的抗振性。

如图3所示，为了方便环形透镜42的安装，在本实施方式中，凸透镜41形成为具有凸面411和平面412的平凸透镜，平面412朝向第一反射镜3设置并且固定到固定支架1上，并且环形透镜42设置在平面412上。

即平面412作为入射面，凸面411作为出射面，第一反射镜3所反射的光线经由平面412入射后再由凸面411出射形成远光光斑。环形透镜42设置在平面412上降低了加工难度，方便安装，其中环形透镜42可以直接粘接到平面412上，或者一体成型在平面412上，对此本公开不作限制。

在本实施方式中，环形透镜42的截面形成为弧形或折线形，例如可以为半圆形或者梯形、三角形等，只要能够对反射的光线进行聚光并再次折射扩散即可。

本公开还提供一种激光远光灯，包括上述公开的激光远光模组，该激光远光灯发出的光斑明亮，并且光斑边缘不会产生色散现象，保证驾驶人员的正常行驶。并且在相同的照明条件下，激光远光灯的耗能较小，由于消除了色散，同样不会对于被照射的驾驶员的眼睛造成伤害。

根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，该车辆包括前车灯，其中，该前车灯包括上述公开的激光远光灯。使得前车灯的远光更加明亮，保证行车安全，并且由于激光远光灯的尺寸较小，有利于减小前车灯的尺寸。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光远光模组，其特征在于，包括固定支架(1)，该固定支架(1)上分别安装有激光器(2)、第一反射镜(3)以及透镜(4)，所述激光器(2)发射的激光光束经过所述第一反射镜(3)反射聚焦至所述透镜(4)的焦点，并由所述透镜(4)向外扩散形成远光光斑，其中，所述透镜(4)包括凸透镜(41)和设置在该凸透镜(41)周缘并朝向远离所述凸透镜(41)一侧凸出的环形透镜(42)；所述第一反射镜(3)包括反射部(31)和用于固定到所述固定支架(1)上的安装部(32)，所述反射部(31)具有第一反射曲面(311)和第二反射曲面(312)，所述激光器(2)发射的激光光束分别经过所述第一反射曲面(311)和所述第二反射曲面(312)反射至所述透镜(4)，其中，所述第一反射曲面(311)将所述激光光束反射聚焦至所述凸透镜(41)的焦点，所述第二反射曲面(312)将所述激光光束反射聚焦至所述环形透镜(42)的焦点，所述第二反射曲面(312)为连接于所述第一反射曲面(311)两侧的两个并延伸至所述固定支架(1)，以使所述反射部(31)与所述固定支架(2)形成腔体结构，所述激光器(2)固定到所述腔体结构内。

2.根据权利要求1所述的激光远光模组，其特征在于，所述固定支架(1)上设置有第二反射镜(13)，所述第一反射镜(3)未聚焦反射至所述透镜(4)焦点的激光光束经过所述第二反射镜(13)再次反射至所述透镜(4)，以由所述透镜(4)向外扩散叠加到所述远光光斑。

3.根据权利要求2所述的激光远光模组，其特征在于，所述固定支架(1)包括第一支架(11)和第二支架(12)，所述第一支架(11)形成为方形框架，该方形框架包括上横梁(111)和下横梁(112)以及位于该上横梁(111)和该下横梁(112)之间的两个侧梁(113)，所述透镜(4)分别连接到所述上横梁(111)和所述下横梁(112)上，所述第二支架(12)形成为板状并水平连接到所述两个侧梁(113)上，所述激光器(2)凸出固定于所述第二支架(12)并朝向所述第一反射镜(3)延伸，所述第一反射镜(3)固定于所述第二支架(12)的上表面，所述第二反射镜(13)由所述第二支架(12)朝向所述第一支架(11)内部斜向延伸并与所述凸透镜(41)相对设置。

4.根据权利要求3所述的激光远光模组，其特征在于，所述上横梁(111)的上表面开设有多个间隔均匀的散热孔(8)。

5.根据权利要求1所述的激光远光模组，其特征在于，所述凸透镜(41)形成为具有凸面(411)和平面(412)的平凸透镜，所述平面(412)朝向所述第一反射镜(3)设置并固定到所述固定支架(1)上，并且所述环形透镜(42)设置在所述平面(412)上。

6.根据权利要求1所述的激光远光模组，其特征在于，所述激光远光模组还包括散热装置(5)，该散热装置(5)包括散热器(51)和散热风扇(52)，所述散热器(51)位于所述固定支架(1)的下方，所述散热风扇(52)位于所述散热器(51)的下方。

7.根据权利要求6所述的激光远光模组，其特征在于，所述固定支架(1)和所述第一反射镜(3)之间通过连杆(6)连接，所述连杆(6)形成为L形且具有第一杆(61)和第二杆(62)，所述第一杆(61)和所述第二杆(62)的交点形成为用于固定到所述散热器(51)上的铰接点(7)，并且所述第一杆(61)和所述第二杆(62)的端部分别铰接到所述固定支架(1)和所述第一反射镜(3)上。

8.一种激光远光灯，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任意一项所述的激光远光模组。

9.一种车辆，包括前车灯，其特征在于，所述前车灯包括根据权利要求8所述的激光远光灯。

Images