CN109973927B - 一种矩阵式远光模组及其聚光器 - Google Patents

一种矩阵式远光模组及其聚光器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种矩阵式远光模组及其聚光器，所述的远光模组包括聚光器、多个呈直线阵列排布的LED光源和窄透镜，所述的聚光器包括多个准直单元，每个LED光源对应一个准直单元，所述窄透镜设于聚光器的出射端，所述的准直单元包括入光端和出光端，所述入光端为TIR透镜，且入光端的端面为内凹的圆弧面；所述出光端的端面为曲面，所述曲面由多个不同倾斜度的拼接平面组成，TIR透镜的光轴垂直于其正对的一个拼接平面。本发明通过将聚光器的出射面设置为多倾斜度的曲面结构，大大提升了光效，解决现有技术中透镜的远光模组光效损失大的问题。

Description

一种矩阵式远光模组及其聚光器
技术领域
本发明涉及机动车照明技术领域，特别涉及远光照明，具体是一种矩阵式远光模组及其聚光器。
背景技术
随着汽车造型设计的差异化，汽车车灯的造型也开始标新立异，追求多样化和个性化。以前汽车前大灯造型单一，卤素灯时代多是大反射碗造型，随着LED大灯时代到来，越来越多的圆透镜和方透镜进入市场视野。再到目前，人们对圆透镜或方透镜也逐渐审美疲劳，窄透镜正在成为市场对车灯造型的主流趋势。
另外，随着夜间照明安全越来越受到重视，矩阵式远光已成为近两年来高端照明市场的重要拼图。所谓的矩阵式远光，有多颗光源可单独控制不同的点灯区域，配合ADAS系统可实现防眩目远光功能，即当迎面来车或者前面有车辆时，系统会自动识别并在该位置形成暗区，以降低对其他车辆造成炫目的风险，提高了远光的使用率。但目前市面上的矩阵式远光透镜一般也多是圆透镜或方透镜，透镜上下开口约40～50mm，造型单一传统。
所谓的窄透镜，即透镜上下方向开口较小，大约25mm左右，透镜的左右宽度在50～70mm左右，故外观看上去较扁平，造型上新颖且富有科技感，适合市场对前大灯造型窄长型需求和各类个性化趋势。
如图1，现有的准直单元的出光面只是简单的平面，很多光线会折射到侧壁4上，进入不了透镜3，因此形成光效浪费。光效影响整体光学成本，最大照度又是远光很重要的一个性能指标。但是由于透镜尺寸，尤其是上下开口变小，对光学系统的光效及最大照度带来显著损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种矩阵式远光模组及其聚光器，本发明通过将聚光器的出射面设置为多倾斜度的曲面结构，大大提升了光效，用以解决现有技术中透镜的远光模组光效损失大的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种矩阵式远光模组，所述的远光模组包括聚光器、多个呈直线阵列排布的LED光源和窄透镜，所述的聚光器包括多个准直单元，每个LED光源对应一个准直单元，所述窄透镜设于聚光器的出射端，所述的准直单元包括入光端和出光端，所述入光端为TIR透镜，且入光端的端面为内凹的圆弧面；所述出光端的端面为曲面，所述曲面由多个不同倾斜度的拼接平面组成，TIR透镜的光轴垂直于其正对的一个拼接平面。
本发明准直单元的出光端由多个不同倾斜度的拼接平面组成，可以针对不同角度射入的光，通过调整斜度，根据折射原理使更多的光线射入窄透镜，避免因光线折射到侧壁上而造成光效浪费，大大提高了光效。
进一步地，所述远光模组具有多个单独可控的光型区域，且其中一个光型区域通过多个准直单元对应照亮，其余每个光型区域各对应一个准直单元。多个准直单元共同照亮同一光型区域，使车灯远光的最亮值值显著提高，大大提升了远光性能。
进一步地，其中一个光型区域通过3个准直单元对应照亮。
进一步地，所述准直单元出光端的端面呈弧形面，且所述弧形面的倾斜度随其偏离TIR透镜光轴的距离的增大而增大。
进一步地，所述窄透镜上下方向开口为10mm～40mm，左右宽度为40mm
～100mm。
本发明还提供一种用于上述矩阵式远光模组的聚光器，所述聚光器包括多个准直单元，所述的准直单元包括入光端和出光端，所述入光端为TIR透镜，且入光端的端面为内凹的圆弧面；所述出光端的端面为曲面，所述曲面由多个不同倾斜度的拼接平面组成，TIR透镜的光轴垂直于其正对的一个拼接平面。
本发明达到的有益效果：针对不同角度射入的光，通过调整斜度，根据折射原理使更多的光线射入窄透镜，避免因光线折射到侧壁上而造成光效浪费。
本发明用多个准直单元共同照亮同一光型区域，使最亮值值显著提高，远光中心亮度高，比传统的远光模组最亮值提升约50％，远光性能大大提高。
采用窄透镜，窄透镜上下尺寸窄，有利于车灯造型设计。
附图说明
图1是现有准直单元的光路示意图；
图2是本发明远光模组的结构剖面图；
图3是本发明单个准直单元的结构示意图；
图4是本发明单个准直单元的光路示意图；
图5是本发明多个准直单元组成的聚光器的示意图。
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。
如图2，本发明的远光模组包括光源1、窄透镜3、支架5，线路板6、散热器7和聚光器8。光源1和聚光器8通过支架5，线路板6、散热器7安装定位。
光源1为多个呈直线阵列排布的LED光源，聚光器8包括多个准直单元2，每个LED光源对应一个准直单元，窄透镜设于聚光器的出射端，LED光源发出的光线经过对应的准直单元出射到窄透镜上。
如图3所示，单个准直单元分两部分：入光端2-1和出光端2-2。入光端2-1为TIR(Total Internal Reflection，全内反射)透镜，端面为圆弧内凹状；出光端2-2的端面为曲面，由不同倾斜度的拼接平面组成，TIR透镜的光轴垂直于其正对着的拼接平面，越偏离光轴，拼接平面的倾斜度越大，各拼接平面拼接成一个弧形面。
如图4，LED光源发出的光线通过准直单元2的入光端2-1汇聚向前射出，经过出光端2-2进行一次折射。由于出光端2-2为特殊设计的，光轴正前方为垂直于光轴的拼接平面，针对不同角度射入的光，根据折射原理，通过调整出光端2-2拼接平面的斜度，可以使更多的光线射入窄透镜3，所以本发明准直单元的出光端2-2的设计是提高光效的关键。
如图5，多个准直单元组成聚光器，作为进一步的优化，为了提高远光模组的最亮值，本发明采用多颗LED和准直单元共同照亮同一光型区域，使最亮值显著提高。
图5中，设置聚光器中部的三个准直单元对应一个光型区域，这三个准直单元对应三颗LED光源(1-1，1-2，1-3)，三颗LED光源(1-1，1-2，1-3)的光轴汇聚在聚光器出光面上的同一点，即三颗LED光源(1-1，1-2，1-3)照亮出光面的同一光型区域。这三颗LED光源对应的三个准直单元以外的区域，还是一个准直单元对应一个光型区域。本发明设计的聚光器，使得远光照明比传统方案最亮值提升约50％，远光性能大大提高。
窄透镜3上下方向开口为10mm～40mm，左右宽度为40mm～100mm，造型窄长富有科技感。通过单独控制多颗光源以控制不同的光型区域，并配合ADAS(Advanced DriverAssistance Systems，高级辅助驾驶系统)可实现矩阵式防眩目远光功能。

Claims (5)

1.一种矩阵式远光模组，所述的远光模组包括聚光器、多个呈直线阵列排布的LED光源和窄透镜，所述的聚光器包括多个准直单元，每个LED光源对应一个准直单元，所述窄透镜设于聚光器的出射端，其特征在于：
所述的准直单元包括入光端和出光端，所述入光端为TIR透镜，且入光端的端面为内凹的圆弧面；所述出光端的端面为曲面，所述曲面由多个不同倾斜度的拼接平面组成，TIR透镜的光轴垂直于其正对的一个拼接平面，
所述曲面使更多的光线射入窄透镜，使更少的光线折射到侧壁上。
2.根据权利要求1所述的矩阵式远光模组，其特征在于，所述远光模组具有多个单独可控的光型区域，且其中一个光型区域通过多个准直单元对应照亮，其余每个光型区域各对应一个准直单元。
3.根据权利要求2所述的矩阵式远光模组，其特征在于，其中一个光型区域通过3个准直单元对应照亮。
4.根据权利要求1所述的矩阵式远光模组，其特征在于，所述准直单元出光端的端面呈弧形面，且所述弧形面的倾斜度随其偏离TIR透镜光轴的距离的增大而增大。
5.一种用于权利要求1-4任一项所述矩阵式远光模组的聚光器，所述聚光器包括多个准直单元，其特征在于：
所述的准直单元包括入光端和出光端，所述入光端为TIR透镜，且入光端的端面为内凹的圆弧面；所述出光端的端面为曲面，所述曲面由多个不同倾斜度的拼接平面组成，TIR透镜的光轴垂直于其正对的一个拼接平面。
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