CN112413531A - 一种微型车灯照明模块组件 - Google Patents

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陆剑清
李辉
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Abstract

本发明涉及一种微型车灯照明模块组件，在本发明的一种微型车灯照明模块组件中，主光源发出的光经反射镜反射之后从主透镜射出，辅助光源发出的光经聚光器汇聚之后从辅助透镜射出；所述主电路板和辅助电路板都安装在安装基座上，所述反射镜和聚光器也安装在安装基座上，所述主透镜与反射镜固定连接，所述辅助透镜与聚光器固定连接。这样，主光源、反射镜、主透镜之间，以及辅助光源、聚光器和辅助透镜之间均直接定位连接，这样使得用于形成主近光的主光源、反射镜、主透镜以及用于形成辅助近光的辅助光源、聚光器和辅助透镜定位精度都很高，减少多次装配误差，从而保证了保证光学系统精度。

Description

一种微型车灯照明模块组件
技术领域
本发明涉及一种微型车灯照明模块组件，属于车辆照明技术领域。
背景技术
在车灯技术领域，车灯模组一般是指具有透镜或相当结构的零件作为最终出光元件，且用于汽车前照灯的近光或远光照明的装置。最近几年，随着汽车行业的发展逐渐成熟和稳定车灯模组的种类越来越多样化，在车灯模组的综合性能方面，客户提出了越来越多的要求，比如汽车前照灯的近光或远光光形均匀性、近光的可视性、散热性能、远光的亮度以及模组的结构、重量和体积等。
现有技术的车灯模组存在以下几方面的不足：
1、体积较大，现有技术中以反射镜作为初级光学元件的车灯模组，多采用LED光源，其单位面积的光通量只有300～400lm/mm2，若想得到符合法规亮度的光形，需要设置多颗LED光源，导致发光面积很大，需要反射面较大的反射镜来匹配，相应地，反射镜的焦距较长，与反射镜匹配的透镜尺寸也较大，一般高50mm，宽70mm，为了保证光效，透镜的焦距也较长，从而使得整个车灯模组的体积很大；现有技术的以聚光器为初级光学元件的车灯模组，在应用于远光或主近光模组(图1所示的Lo1区域为主近光光形区域)时，由于采用的是LED光源，单位面积的光通量很低，为了提高光效，得到照度高的光形，透镜尺寸都较大，以使更多地光线射入透镜，一般透镜高40mm左右，宽50mm左右，导致整个车灯模组的体积很大，一般长约150mm，宽约80mm，高约80mm。但是如果应用于辅助近光模组(图1所示的Lo2区域为辅助近光光形区域)时，其不需要照度很高的光形，只需得到照度均匀、展宽很宽的光形即可，使用现有技术的体积的车灯模组明显会造成空间和成本的浪费。
2、光学系统精度低，一方面，若要得到理想的车灯光形，需要保证初级光学元件和透镜的相对位置精度，而现有技术的车灯模组，其初级光学元件和散热器进行定位、安装，透镜和透镜支架进行定位、安装后再与散热器定位、安装或者再经由一个过渡支架与散热器定位、安装，这种定位安装方法使得初级光学元件和透镜之间存在多次装配误差，制造精度和定位安装精度很难保证，使得光学系统精度较低；另一方面，现有技术有的车灯模组用于形成截止线、50L暗区和III区等的光学结构设置在透镜支架上，透镜支架前端用于安装透镜，后端用于和散热器进行固定连接，相当于需要保证初级光学元件、透镜支架和透镜三者的相对位置精度，才能得到符合法规要求的光形，而三者的相对位置精度更难保证，导致光学系统精度也更难保证。
3、色散现象严重，现有技术的车灯模组采用的透镜上下两端的厚度很薄，射至透镜上下两端的光线会产生较大偏折，造成严重的色散现象，不符合法规要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车灯照明模块组件，光学系统精度较高。
为实现上述目的，本发明提供一种车灯照明模块组件，包括：
主近光组件，包括主电路板、反射镜和主透镜，所述主电路板上设有主光源，主光源发出的光经反射镜反射之后从主透镜射出；
辅助近光组件，包括辅助电路板、聚光器和辅助透镜，所述辅助电路板上设有辅助光源辅助光源发出的光经聚光器汇聚之后从辅助透镜射出；
所述主透镜与反射镜固定连接，所述辅助透镜与聚光器固定连接。
优选地，所述主透镜具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部固定在反射镜上；所述辅助透镜具有第三连接部和第四连接部，所述第三连接部和第四连接部固定在聚光器上。
更为优选地，所述第一连接部和第二连接部分别通过第一定位销定位连接在反射镜的上部和下部；所述聚光器具有两个连接臂，所述第三连接部通过第二定位销连接在其中一根连接臂上，所述第四连接部通过第三定位销连接在另一根连接臂上。
优选地，安装基座，所述主电路板和辅助电路板都安装在安装基座上，所述反射镜和聚光器也安装在安装基座上。
更为优选地，所述反射镜上设有第四定位销，第四定位销穿过主电路板并连接在安装基座上；所述聚光器上设有第五定位销，第五定位销穿过辅助电路板并连接在安装基座上。
更为优选地，所述安装基座上设有散热片。
优选地，还包括遮光罩，遮光罩具有主透光口和辅助透光口，所述主透镜设置在主透光口中，所述辅助透镜设置在辅助透光口中。
优选地，还包括用于形成近光光形截止线的截止线结构、用于形成近光III区光形的光线反射面和用于降低近光50L暗区照度的光线遮挡块，所述截止线结构、光线反射面、光线遮挡块与所述反射镜一体设置。
优选地，所述主透镜的曲率半径为R，所述主透镜的高度为H且满足：H≤4R/3。
优选地，所述主透镜的高度为5mm～15mm。
优选地，所述主透镜的焦距为10mm～20mm。
优选地，所述辅助透镜的高度为5mm～15mm。
优选地，所述辅助透镜的焦距为5mm～20mm。
如上所述，本发明涉及的一种车灯照明模块组件，具有以下有益效果：在本发明的一种车灯照明模块组件中，主光源发出的光经反射镜反射之后从主透镜射出，辅助光源发出的光经聚光器汇聚之后从辅助透镜射出；所述主透镜与反射镜直接固定连接，所述辅助透镜与聚光器直接固定连接。这样，反射镜和主透镜之间，以及聚光器和辅助透镜之间均直接定位连接，这样使得用于形成主近光的反射镜和主透镜以及用于形成辅助近光的聚光器和辅助透镜定位精度都很高，减少多次装配误差，从而保证了保证光学系统精度。
附图说明
图1显示为车灯光形中主近光光形区域和辅助近光光形区域的示意图。
图2显示为本发明的一种车灯照明模块组件的外形结构示意图，从车灯前侧观察。
图3显示为本发明的一种车灯照明模块组件的外形结构示意图，从车灯侧面观察。
图4显示为本发明的一种车灯照明模块组件的外形结构示意图，从车灯上侧观察。
图5显示为本发明的一种车灯照明模块组件的剖视图。
图6显示为本发明的一种车灯照明模块组件的外形结构示意图，从车灯下侧方观察。
图7显示为本发明的一种车灯照明模块组件的爆炸视图。
图8显示为本发明的一种车灯照明模块组件的外形结构示意图，遮光罩未显示。
图9显示为本发明的一种车灯照明模块组件的外形结构示意图，遮光罩、主透镜和辅助透镜未显示。
图10显示为安装基座与辅助电路板连接在一起的结构示意图。
图11显示为安装基座与主电路板、辅助电路板连接在一起的结构示意图。
元件标号说明
1 主电路板
2 反射镜
2a 主反射面
3 主透镜
4 主光源
5 辅助电路板
6 聚光器
7 辅助透镜
8 辅助光源
9 第一连接部
10 第二连接部
11 第三连接部
12 第四连接部
13 第一定位销
14 第二定位销
15 第三定位销
16 连接臂
17 安装基座
18 第四定位销
19 第五定位销
20 散热片
21 遮光罩
22 主透光口
23 辅助透光口
24 光形反射板
24a 光线反射面
25 光线遮挡块
26 截止线结构
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图2至图11所示，本发明提供一种车灯照明模块组件，包括：
主近光组件，包括主电路板1、反射镜2和主透镜3，所述主电路板1上设有主光源4，主光源4发出的光经反射镜2反射之后从主透镜3射出；
辅助近光组件，包括辅助电路板5、聚光器6和辅助透镜7，所述辅助电路板5上设有辅助光源8，辅助光源8发出的光经聚光器6汇聚之后从辅助透镜7射出；
所述主透镜与反射镜固定连接，所述辅助透镜与聚光器固定连接。
在本发明的一种车灯照明模块组件中，主光源4发出的光经反射镜2反射之后从主透镜3射出，辅助光源8发出的光经聚光器6汇聚之后从辅助透镜7射出；主透镜3与反射镜2固定连接，辅助透镜7与聚光器6固定连接。这样，主光源4、反射镜2、主透镜3之间，以及辅助光源8、聚光器6和辅助透镜7之间均直接定位连接，这样使得用于形成主近光的主光源4、反射镜2、主透镜3以及用于形成辅助近光的辅助光源8、聚光器6和辅助透镜7定位精度都很高，减少多次装配误差，从而保证了光学系统精度。
为了便于主透镜3与反射镜2的连接，作为一种优选的实施方式，如图5至图7所示，所述主透镜3具有第一连接部9和第二连接部10，所述第一连接部9和第二连接部10固定在反射镜2上；为了便于辅助透镜7与聚光器6之间的连接，如图5至图7所示，所述辅助透镜7具有第三连接部11和第四连接部12，所述第三连接部11和第四连接部12固定在聚光器6上。
如图5所示，所述反射镜2具有弧形的主反射面2a，主光源4发出的光经过主反射面2a反射之后再经主透镜3折射之后形成主近光光形。为了使得车灯能够形成理想的近光光形，作为一种优选的实施方式，如图5所示，本发明的一种车灯照明模块组件还包括遮光罩21，遮光罩21具有主透光口22和辅助透光口23，所述主透镜3设置在主透光口22中，所述辅助透镜7设置在辅助透光口23中。
为了达到理想的主近光光形，请参考图5和图9，本发明的一种车灯照明模块组件还包括设置于主透镜3出光面后方的光线反射面24a，主光源4所发出的部分光线经主反射面2a反射至光线反射面24a，再经光线反射面24a反射并从主透镜3射出，可用于形成近光III区光形。如图5所示，所述光线反射面24a设置在一光形反射板24上，所述光形反射板24与主透镜3固定连接。
本发明的一种车灯照明模块组件还包括设置于主透镜3后方的光线遮挡块25，所述光线遮挡块25遮挡住部分从主透镜3射出的光线，从而对主近光光形进行修饰，使得主近光光形符合要求。如图9所示，光线遮挡块25位于反射镜2的下方，用于控制近光50L暗区的照度，反射镜2射至光线遮挡块25的光线被光线遮挡块24遮挡后，使近光光形50L暗区的照度降低到符合法规要求值。
如图9所示，本发明的一种车灯照明模块组件还包括用于形成近光光形截止线的截止线结构26，截止线结构26设置在主透镜3的后方，截止线结构26位于反射镜2的下方，其形状与近光截止线的形状相同，以使射至该截止线结构26上的光线经主透镜3折射后在配光屏幕上形成近光截止。
上述设置使得射至截止线结构的光线经主透镜3折射后形成近光截止线；射至光线遮挡块经光线遮挡块25遮挡后，使近光光形50L暗区的照度降低到符合法规要求值；射至光线反射面24a的光线经主透镜3折射后形成III区光形。
为了进一步提高光学精度，可以将上述截止线结构26、光线遮挡块25、光线反射面24a和反射镜2一体设置，从而只需保证反射镜2和主透镜3的相对位置精度即可，截止线结构26、光线遮挡块25、光线反射面24a设置在反射镜2的下方，截止线结构26为具有段差的近光截止线形状。光线遮挡块25设于截止线结构后方，呈柱面体状或者波状凸起，现有技术的遮挡块多采用凸点或矩形块，但是，凸点会使50L暗区为一暗点，比较突兀；矩形块则会使截止线附近出现除原有拐点外的另一个拐点，容易导致在配光捕捉拐点时，误捉拐点而影响配光效果。因此，光线遮挡块25采用柱面体状或者坡状凸起，可以避免光形突兀或者误捉拐点的现象发生，光线反射面24a设置在反射镜2下方，光线经其反射后射至主透镜3。
本发明的一种车灯照明模块组件还包括用于遮光的遮光罩21，防止光线从主透镜3和辅助透镜7的侧面射出，遮光罩21套设在主透镜3和辅助透镜7上，仅将主透镜3和辅助透镜7的出光面裸露在外。该遮光罩21为一体件，主透镜3和辅助透镜7均与其连接，可以铆接、螺纹连接、胶接或者焊接等。
为了便于安装主电路板1、辅助电路板5以及反射镜2和聚光器6等零件，请参考图7和图8，本发明的一种车灯照明模块组件还包括安装基座17，所述主电路板1和辅助电路板5都安装在安装基座17上，所述反射镜2和聚光器6也安装在安装基座17上；这样使得用于形成主近光的主光源4通过主电路板1和反射镜2、主透镜3等定位准确，以及用于形成辅助近光的辅助光源8通过辅助电路板5与聚光器6、辅助透镜7等零件定位精度都很高，减少多次装配误差，从而保证了光学系统精度。为了使得主透镜3、辅助透镜7、反射镜2和聚光器6之间定位准确可靠，如图5至图7所示，所述聚光器6具有两个连接臂16，所述第三连接部11通过第二定位销14连接在其中一根连接臂16上，所述第四连接部12通过第三定位销15连接在另一根连接臂16上。所述第一连接部9和第二连接部10分别通过第一定位销13定位连接在反射镜2的上部和下部，第一连接部9与反射镜2上部通过两个第一定位销13定位连接，其中一个用于定位，另一个用于铆接；第二连接部10与反射镜2下部通过两个第一定位销13定位连接，其中一个用于定位，另一个用于铆接；第三连接部11与聚光器6的上部通过两根第二定位销14定位连接，两根第二定位销14均用于定位，聚光器6上部中间有个螺钉过孔，螺钉穿过第三连接部11、聚光器上部和安装基座17的螺纹连接孔而将三者固定连接。第四连接部12与聚光器6的下部通过一个第三定位销15铆接。
更为优选地，所述聚光器6的后端朝向辅助光源8，聚光器6的前端朝向辅助透镜7。请参考图5至图7，所述主电路板1和辅助电路板5都安装在安装基座17上，所述反射镜2上设有第四定位销18，第四定位销18穿过主电路板1并连接在安装基座17上；所述聚光器6上设有第五定位销19，第五定位销19穿过辅助电路板5并连接在安装基座17上。这样，反射镜2和主电路板1、聚光器6和辅助电路板5之间也是直接定位，这样使得用于形成主近光的三个光学零件(主光源4、反射镜2、主透镜3)以及用于形成辅助近光的三个光学零件(辅助光源8、聚光器6和辅助透镜7)定位精度都很高，减少多次装配误差。其中，主透镜3和反射镜2、辅助透镜7和聚光器6可以通过多种方式连接，例如，螺纹连接、铆接、胶接或者焊接等，图5至图7中所示实施例是采用铆接或者螺纹连接。请参考图5至图7，主透镜3和反射镜2通过第一定位销13定位连接，辅助透镜7和聚光器6通过第二定位销14和第三定位销15定位连接，反射镜2与主电路板1、安装基座17通过第四定位销18定位连接，并通过安装螺钉固定连接在安装基座17上；聚光器6和辅助电路板5、安装基座17通过第五定位销19定位连接，并通过安装螺钉固定连接在安装基座17上。
为了使得车灯中的主电路板1和辅助电路板5能够良好地散热，如图2所示，在安装基座17上设有散热片20，安装基座17为散热器的一部分，主电路板1和辅助电路板5均与安装基座17接触，散热片20能够及时地将主电路板1和辅助电路板5产生的热量散发掉。
本发明的一种车灯照明模块组件中的主光源4可以选用LED光源和激光光源，为了减小整个车灯模组的体积，主光源4优选为激光光源，这是因为，激光光源的单位面积的光通量可达1200lm/mm2左右，只需要一颗激光光源即可达到法规要求的光形亮度，发光面积很小，因此，反射镜2的尺寸也可以做到很小，其焦距可以做到10～20mm(现有技术30～40mm)，优选10mm，相应地，主透镜3的尺寸也可以做到很小，可以做到上下高度5～15mm，优选10mm，宽度15～35mm，优选30mm，为了使反射镜2反射的光线尽可能多地射入透镜，主透镜3的焦距也相应减小，可以做到10～20mm(现有技术30～40mm)，上述各个尺寸的减小可以使整个车灯照明模块组件的体积大大减小。由于激光光源的单位面积的光通量很高，若反射镜2采用PC等塑料材质容易被烧坏，因此，反射镜2采用铝合金等金属材质，还可以在其外侧设置用于散热的散热片20。
同时，由于聚光器6和辅助透镜7用于形成辅助近光，在符合法规要求的范围内，辅助透镜7尺寸可以做小，可以做到高度5～15mm，宽度15～35mm，优选高10mm，宽30mm，相应地，辅助透镜7焦距和聚光器6的尺寸也大大减小，辅助透镜7焦距5～20mm，优选10mm，聚光器6长约30mm，宽约40mm，从而使整个车灯照明模块组件的体积大大减小。为了节约成本，上述辅助光源8可选用LED光源。如图8所示，假设主透镜3的曲率半径为R，主透镜3的高度为H，则其满足：H≤4R/3，该高度H可以通过将现有透镜的上、下两端截掉，只留取中间厚度较厚的部分来实现，由此可以在保证主透镜3光效的前提下减小主透镜3的尺寸，同样，辅助透镜7也可以做相同处理，从而使得整个车灯照明模块组件的体积大大减小，构成车灯照明模块组件，造型美观，相应制造成本也大大降低。如果只是单纯的按比例缩小现有技术的车灯模组光学元件尺寸，缩小后的车灯模组存在光形效果不理想、光效差、不能为驾驶员提供良好的照明效果的缺点。本实施例不是单纯的按比例缩小透镜的尺寸，而是在现有透镜的基础上截掉其上、下两端，在相同曲率下减小透镜的上下高度尺寸，由此确保了透镜的光效，并减小了透镜的尺寸。同时，本实施例的透镜因留取的中间部分厚度较厚，弱化了因透镜厚度过薄带来的严重色散，能够有效改善色散现象。实际应用中，将现有透镜的上、下两端截掉的尺寸可以相同，则得到的透镜从中心向上、下两端延伸的高度均为H/2，当然，将现有透镜的上、下两端截掉的尺寸也可以不同。主透镜3和辅助透镜7的左右宽度可以较长，不影响色散，故，本实施例中的主透镜3和辅助透镜7的正向投影为横置的长方形。
为了弱化因主透镜3和辅助透镜7厚度过薄带来的严重色散，可通过将原有透镜上下两端截掉，只留取中间厚度较厚的部分，可以改善色散现象，优选地，这部分的高度≤4R/3(R为透镜的曲率半径)，由于主透镜3和辅助透镜7左右宽度可以较长，不影响色散，主透镜3和辅助透镜7的正向投影为横置的长方形。
基于上述实施例的技术方案，本发明的一种车灯照明模块组件具有如下有益效果：
1)光学系统精度高，主透镜3和主电路板1均与反射镜2直接定位连接，辅助透镜7和辅助电路板5均与聚光器6直接定位连接，减少多次装配误差，只需保证三者的相对位置精度即可保证光学系统精度；
2)将现有透镜的上、下两端截掉，只留取中间厚度较厚的部分，色散现象弱化，透镜上下两端的厚度增加，弱化了色散；
3)体积较小，因为采用发光面积小且单位面积发光强度高的激光光源，使得反射镜2和主透镜3的尺寸和焦距都大大减小，而且聚光器6和辅助透镜7是用于形成辅助近光，其尺寸也可以做到很小，整个车灯照明模块组件结构紧凑、小巧，使其体积可以做到很小；属于微型车灯照明模块组件，其具有良好的商业价值前景，因为该微型车灯照明模块组件十分适应车辆造型的发展趋势，甚至能够使现有的大灯消失，将该微型车灯照明模块组件布置在不显眼的位置以用于车辆的照明，比如保险杠、格栅等位置，有助于进一步提升汽车外形美观度；
4)成本大大降低，整个车灯照明模块组件体积大大减小，相应制造成本也大大降低。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种车灯照明模块组件，其特征是，包括：
主近光组件，包括主电路板、反射镜和主透镜，所述主电路板上设有主光源，主光源发出的光经反射镜反射之后从主透镜射出；
辅助近光组件，包括辅助电路板、聚光器和辅助透镜，所述辅助电路板上设有辅助光源辅助光源发出的光经聚光器汇聚之后从辅助透镜射出；
所述主透镜与反射镜固定连接，所述辅助透镜与聚光器固定连接。
2.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述主透镜具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部固定在反射镜上；所述辅助透镜具有第三连接部和第四连接部，所述第三连接部和第四连接部固定在聚光器上。
3.根据权利要求2所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述第一连接部和第二连接部分别通过第一定位销定位连接在反射镜的上部和下部；所述聚光器具有两个连接臂，所述第三连接部通过第二定位销连接在其中一根连接臂上，所述第四连接部通过第三定位销连接在另一根连接臂上。
4.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：还包括安装基座，所述主电路板和辅助电路板都安装在安装基座上，所述反射镜和聚光器也安装在安装基座上。
5.根据权利要求4所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述反射镜上设有第四定位销，第四定位销穿过主电路板并连接在安装基座上；所述聚光器上设有第五定位销，第五定位销穿过辅助电路板并连接在安装基座上。
6.根据权利要求5所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述安装基座上设有散热片。
7.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：还包括遮光罩，遮光罩具有主透光口和辅助透光口，所述主透镜设置在主透光口中，所述辅助透镜设置在辅助透光口中。
8.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：还包括用于形成近光光形截止线的截止线结构、用于形成近光III区光形的光线反射面和用于降低近光50L暗区照度的光线遮挡块，所述截止线结构、光线反射面、光线遮挡块与所述反射镜一体设置。
9.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述主透镜的曲率半径为R，所述主透镜的高度为H且满足：H≤4R/3。
10.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述主透镜的高度为5mm～15mm。
11.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述主透镜的焦距为10mm～20mm。
12.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述辅助透镜的高度为5mm～15mm。
13.根据权利要求1所述的车灯照明模块组件，其特征在于：所述辅助透镜的焦距为5mm～20mm。
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TWI830635B (zh) * 2023-03-24 2024-01-21 福安工業股份有限公司 車燈透鏡及車燈透鏡組

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