CN115371015A - 一种车用led近光模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车用LED近光模组及车辆。通过三芯片LED光源和单芯片LED光源组合作为光源，具有体积小，发热少的优点。又通过将多芯片LED光源和单芯片LED光源分别设置在扁型反射碗和杯型反射碗中。通过杯型反射碗和球形透镜配合使单芯片LED光源发出的光线呈汇聚状态以形成明暗截止线。为了进一步形成符合标准光型的明暗截止线，还在单芯片LED光源和球形透镜之间设置挡光板遮挡调整光型并吸收杂光。通过扁型反射碗和环形透镜的配合使三芯片LED光源发出的光线向一定宽度扩散，同时也保证纵向距离内的光照强度。整体结构因分体设置光源，更加灵活小巧，同时降低了对散热部件的要求，进一步减小了近光模组的体积。

Description

一种车用LED近光模组及车辆

技术领域

本申请涉及汽车前照灯领域，尤其涉及一种车用LED近光模组及车辆。

背景技术

汽车前照灯设置在汽车头部的两侧，用于夜间行车道路的照明，以使得驾驶人员能够清晰的观察前方路况。

前照灯的光源种类包括卤素光源、氙气光源和LED光源。其中，卤素光源的每支灯管内有两组灯丝，一组是主光束灯丝，发出的光经灯罩反射镜反射后向前射出，形成“远光”；另一组是偏光束灯丝，发出的光经遮光板遮挡后只照射到灯罩反射镜的上半部分，反射得到的光线向下漫射至地面，形成“近光”。氙气灯靠高压电弧放电产生光线进行照明，将电能转化为光能的效率对比于卤素光源大幅提升，但氙气灯存在因产生的亮度过高进而干扰迎面来车驾驶员的视线的问题，且氙气灯的内部结构存在危险化合物，如果发生泄漏会对人和车造成伤害。

综合发光能力和安全性，相关技术中开始采用LED光源配合光模组形成“远光”和“近光”。通过大椭球面反射器加多芯片LED光源组成的近光模组亮度可控、寿命长、安全性高。但多芯片LED的车规级芯片的工艺难度高，货源少且价格昂贵。

发明内容

本申请提供了一种车用LED近光模组及车辆，以解决多芯片LED光源因加工工艺难度高导致的货源少且价格昂贵的问题。

本申请提供了一种车用LED近光模组，包括：透镜组、反射镜组、LED光源组、挡光板；

LED光源组包括第一光源和第二光源；第一光源和第二光源中的芯片数量均小于或等于3，且第一光源和第二光源中的至少一者为单芯片光源；

第一光源和第二光源设置在反射镜组内；反射镜组位于透镜组的进光侧；挡光板设置在第一光源和透镜组之间。

进一步的，第一光源为单芯片LED光源；第二光源为三芯片LED光源。

进一步的，反射镜组包括杯型反射碗和扁型反射碗，杯型反射碗和扁型反射碗的碗口均朝向透镜组，且扁型反射碗与杯型反射碗在透镜组上的投影区域位于透镜组的不同区域。

第一光源设置在杯型反射碗内。第二光源设置在扁型反射碗内。杯型反射碗的侧壁与底壁的夹角小于扁型反射碗的侧壁与底壁的夹角，其中，底壁朝向碗口，侧壁围绕在底壁上，底壁与侧壁共同围合成杯型反射碗和扁型反射碗的碗腔。

进一步的，单芯片LED光源的数量为3，杯型反射碗的数量为3，每个单芯片LED光源设置在对应的一个杯型反射碗的底壁上，其中两个杯型反射碗按预设角度对称设置在第三个杯型反射碗的两侧，且其中两个杯型反射碗的碗口均朝向第三个杯型反射碗的轴线；多芯片LED光源的数量为1，多芯片LED光源设置在扁型反射碗内。

进一步的，透镜组包括沿垂直于光线出射方向依次设置的球形透镜和环形透镜。每个第一光源在透镜组上的投影位于球形透镜)上，挡板位于所有第一光源与球形透镜之间，第二光源在透镜组上的投影位于环形透镜上。

进一步的，球形透镜与第一光源的距离为第一预设距离；环形透镜与第二光源的距离为第二预设距离；第一预设距离大于第二预设距离。

进一步的，反射镜组中的一个杯型反射碗、挡光板及球形透镜同轴设置，另外两个杯型反射碗对称设置在其中一个杯型反射碗的轴线两侧。

进一步的，球形透镜折射的光线与球形透镜的中轴线的夹角为0°-20°；环形透镜折射的光线与环形透镜的中轴线的夹角为0°-40°。

进一步的，LED近光模组还包括：透镜支架；透镜支架上形成有第一固定槽和第二固定槽，球形透镜设置于第一固定槽；环形透镜设置于第二固定槽。

进一步的，挡光板的边缘为垂直于预设角度的阶梯状结构，阶梯状结构用于通过遮挡调整光型。

本申请还提供了一种车辆，车辆包括前脸壳体和如上述任一项的车用LED近光模组，车用LED近光模组设置在前脸壳体上，车用LED近光模组用于生成近光照射区域。

由上述技术方案可知，本申请通过多芯片LED光源和单芯片LED光源组合的方式作为光源，通过利用芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源和单芯片LED光源分体设置的方式替代四芯片LED光源或五芯片LED光源，一方面，降低了LED光源组的制作工艺难度，且单芯片LED光源和芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源货源充足，且价格相较于四芯片LED光源或五芯片LED光源低，从而降低了本申请实施例的车用LED近光模组的制作工艺难度和成本。另一方面，本申请实施例的LED光源组的结构从设置方式上更为灵活，提高了车前照灯内部的空间利用率，另外，分体设置的LED光源因发热量降低，相应的，采用的散热部件的体积也随之减小，进一步减小了LED近光模组的体积，且通过第一光源和第二光源发出的光线配合形成符合标准的近光光型。另外，通过将挡光板设置在单芯片LED光源和透镜组之间以形成明暗截止线，使得本申请实施例的LED光源组的近光光型更加符合法规标准。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车用LED近光模组剖面图；

图2为本申请实施例提供的单芯片光源和多芯片光源对应的控制板示意图；

图3为本申请实施例提供的杯型反射碗和扁型反射碗的侧壁和底壁的示意图；

图4为本申请实施例提供的球形透镜光源折射示意图；

图5为本申请实施例提供的环形透镜光源折射示意图；

图6为本申请实施例提供的球形透镜的等高照度示意图；

图7为本申请实施例提供的环形透镜的等高照度示意图。

1-透镜组；2-反射镜组；3-LED光源组；4-挡光板；11-球形透镜；12-环形透镜；13-透镜支架；14-平面透镜；15-底壁；16-侧壁；21-杯型反射碗；22-扁型反射碗；31-第一光源；32-第二光源。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

汽车前照灯用于夜间照明，使得驾驶员可以及时并一定程度上提前对路况进行判断。汽车前照灯的光源大致分为卤素灯、氙气灯和LED三类。卤素灯的本质是白炽灯，白炽灯具有结构简单的特点，通过控制通过白炽灯电流的大小即可控制白炽灯的明亮程度。但是在通过白炽灯的电流过大时，钨丝因产生的热量过大直接升华，又凝聚在灯壳上遮挡光线。卤素灯通过向白炽灯中充入卤族元素气体，卤族元素气体通过卤钨循环反应可以消除灯壳发黑的现象。但白炽灯因为其发光以及结构的特点寿命较短，正逐步退出整车市场。

氙气灯是一种气体放电灯，利用配套电子安定器将汽车电池中的电压提升至触发电压，致使氙气灯中的氙气电离形成电弧放电并在放电的过程中稳定发光。氙气灯发出的亮度大致是卤素灯的3倍，其使用寿命较长，但因其成本较高且在灯中需要填充一些具有危险性的物质，在前照灯损坏时有进一步对人或车造成伤害的风险。

考虑到对前照灯亮度的控制、光源使用寿命、安全性，相关技术中采用LED作为前照灯的光源。目前采用的LED光源为多芯片LED光源。在此提到的多芯片LED光源特指芯片数量大于和/或等于4的多芯片LED光源。这类多芯片LED光源通过多芯片对多LED进行控制，发出的光亮度高、耐热性好寿命长。但多芯片LED灯体积较大，且在发光时产生大量热能，因此在使用时通常还配有散热片这类散热装置，导致整个发光模组体积过大。在车前照灯向窄、细方向发展的前提下，体积过大的发光模组有悖于市场应用。同时，多芯片LED灯的制造工艺仅被几个头部公司掌握，因此货源和价格也成为了一个难题。

鉴于上述背景及存在的问题，本申请实施例提供了一种车用LED近光模组，通过将LED光源组设置为多芯片LED光源和单芯片LED光源分体结构作为光源，利用芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源和单芯片LED光源分体设置的方式替代四芯片LED光源或五芯片LED光源，以解决多芯片LED光源因加工工艺难度高导致的货源少且价格昂贵的问题。

下面结合附图对所述车用LED近光模组进行详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种车用LED近光模组剖面图。参照图1所示，本申请实施例提供的车用LED近光模组包括透镜组1、反射镜组2、LED光源组3及挡光板4。其中，LED光源组3包括第一光源31和第二光源32。第一光源31和第二光源32中的芯片数量均小于或等于3，且第一光源31和第二光源32中的至少一者为单芯片LED光源，第一光源31和第二光源32设置在反射镜组2内，反射镜组2位于透镜组1的进光侧，挡光板4设置在单芯片LED光源和透镜组1之间，换句话说，挡光板4设置在单芯片LED光源的出光侧与透镜组1的进光侧之间。

参照图1所示，在一些示例中，第一光源31可以为单芯片LED光源，第二光源32的芯片数量可以为3、2或1，换句话说，第二光源32可以为三芯片LED光源、二芯片LED光源或单芯片LED光源，具体可根据实际需求进行选择。当然，在其他示例中，第二光源32为单芯片光源，第一光源31的芯片数量可以为3、2或1，换句话说，第一光源31可以为三芯片LED光源、二芯片LED光源或单芯片LED光源。

下文具体以第一光源31可以为单芯片LED光源，第二光源32可以为三芯片LED光源为例对本申请实施例的车用LED近光模组进行具体描述。

工作时，在收到控制器发出的控制指令后，第一光源31和第二光源32通过自身的LED发出光线，发出的光线经反射镜组2反射至透镜组1，经透镜组1折射后形成近光照射区域。其中，第一光源31(即单芯片LED光源)发出的光线经反射镜组2反射后，先经过挡光板4，再出射至所述透镜组1，形成在一定宽度范围内呈汇聚状的光线以形成明暗截止线。第二光源32(即三芯片LED光源)发出的光线经反射镜组2反射后，入射至透镜组1，形成相比于第一光源31发出的光源具有更大宽度、更大长度的光照区域，以使得LED近光模组发出的光型符合法规标准。

如图2所示，采用单芯片LED光源和三芯片LED光源组成LED光源组3，即LED光源组3设置为分体件，这样，单芯片LED光源和三芯片LED光源可以同时根据控制器发出的控制信号发光为近光模组提供光源。本申请实施例通过将LED光源组3设置为芯片数量小于或者等于3的第一光源31和第二光源32的组合，代替相关技术中工艺难度高的四芯片LED光源或五芯片LED光源，降低了LED光源组的制作工艺难度，且单芯片LED光源和芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源货源充足，且价格相较于四芯片LED光源或五芯片LED光源低，从而降低了本申请实施例的车用LED近光模组的制作工艺难度和成本。

另外，通过透镜组1和反射镜组2的配合使得本申请实施例的车用LED近光模组生成的光型符合标准。至少有一个光源为单芯片LED光源可适当减小车用LED近光模组的占用体积。另外，LED光源组设置为单芯片光源和芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源分体结构，在设置、分布时也更方便，更容易调节出符合标准近光光型。

实际中，四芯片LED光源或五芯片LED光源为了提供的光源能够配合透镜组1和反射镜组2形成符合标准的近光光型，透镜组1和反射镜组2在车辆行驶过程中不能随时调整，因此LED光源组3的LED的排布需要呈现出例如在同一条直线上的状态。这种排布状态导致对控制板的长、宽、面积均造成影响，进而使得控制板的体积增大。

而单芯片LED光源(即第一光源31)和三芯片LED光源(即第二光源32)分别对应专属的控制板，每块控制板上的芯片及LED数量减小，布局难度降低，因此控制板的体积会大幅减小，因此分体设置的单芯片LED光源和三芯片LED光源无论从控制板的设计以及在前照灯内部的位置设置方面均更加灵活，也只占用更小的内部空间。

此外，四芯片LED光源或五芯片LED光源的控制板由于芯片及LED的发热量很大，出于保护元件以保证其稳定、长期正常工作的目的需要搭配散热片、散热块等散热部件。发热量大意味着散热部件的体积也要跟着增加。而本申请实施例中采用的分体设置的控制板上的芯片及LED数量较少，其发热所需要的散热片、散热块的体积也相对较小。因此，本申请实施例中的近光模组的体积减小。同时因为散热片、散热块的体积变小，也会使得空间利用率提升，使得上述实施例中的近光模组更适用于车前照灯窄、细的发展趋势。

另外，本申请实施例中，通过第一光源31的单芯片LED光源和第二光源32的三芯片LED光源组成LED光源组3，也能够实现与四芯片LED光源或五芯片LED光源相同的照射效果。

因第一光源31和第二光源32分别为单芯片LED光源和多芯片LED光源，且用于形成的光线的光型也有不同要求，因此首先要通过设置不同的反射镜组2对第一光源31和第二光源32发出的光线进行反射。

参照图1所示，在一些示例中，反射镜组2可包括杯型反射碗21和扁型反射碗22，杯型反射碗21和扁型反射碗22的碗口均朝向透镜组1，且扁型反射碗22与杯型反射碗21在透镜组1上的投影区域位于透镜组1的不同区域，换句话说，杯型反射碗21和扁型反射碗22沿垂直于车用LED近光模组的出光方向间隔设置。

其中，如图3所示，杯型反射碗21和扁型反射碗22均可包括底壁15和侧壁16，底壁15朝向碗口，侧壁16围绕在底壁15上，底壁15与侧壁16共同围合成杯型反射碗21和扁型反射碗22的碗腔。可以理解的是，杯型反射碗21的侧壁16与底壁15的夹角小于扁型反射碗22的侧壁16与底壁15的夹角，也即是说，杯型反射碗21的侧壁16较扁型反射碗22聚拢。

设置时，第一光源31设置在杯型反射碗21内，第二光源32设置在扁型反射碗22内。继续以第一光源31为单芯片LED光源，第二光源32为三芯片LED光源为例。在收到控制器的控制指令后，位于杯型反射碗21内的第一光源31发出光线，光线发出后射至杯型反射碗21的侧壁16，经侧壁16反射至挡光板4，并射入透镜组1，再经透镜组1折射后由透镜组1的出光方向射出。第二光源32同时发出光线，光线发出后射至扁型反射碗22的侧壁16，经侧壁16反射至透镜组1，又经透镜组1折射后由透镜组1的出光方向射出。

本申请实施例通过将杯型反射碗21和扁型反射碗22的碗口朝向透镜组1，以确保经侧壁16反射后的光线会被反射至透镜组1，不会受到杯型反射碗21自身的阻挡发生多次反射的现象。

另外，杯型反射碗21的侧壁16与底壁15的夹角小于扁型反射碗22的侧壁16与底壁15的夹角，因此杯型反射碗的开口直径小于扁型反射碗22，同样放置在底壁15中心的光源在杯型反射碗21中与侧壁16的距离小于在扁型反射碗22中与侧壁16的距离。因此光线以同一角度出射至杯型反射碗21和扁型反射碗22的侧壁16，在杯型反射碗中会获得更大的入射角，因此也获得更大的出射角，使得反射后的光线仍接近于第一光源31所处的中轴线，确保经透镜组1折射后也呈向中轴线汇聚的趋势以形成明暗截止线。第一光源31作为单芯片LED光源，设置在杯型反射碗21中，使得明暗截止线的光线在出射后可经该杯型反射碗21侧壁16更好的汇聚到透镜组1上，从而确保在从透镜组1的出光侧射出后，呈汇聚状态以形成明显的明暗区分界限。

而第二光源32在扁型反射碗中发出的光线因与侧壁16距离较大，因此在出射至侧壁16后获得较小的入射角，因此在经侧壁16反射后也以较小的出射角反射至透镜组1，使得反射后的光线背离于第二光源32所处的中轴线，确保经透镜组1折射后的光线也能在一定宽度内分布，使得第二光源32发出的光线用于补充近光光型的光照宽度以及“左低右高”光型的“右高”部分，保证光线在经过反射镜组2和透镜组1后在一定宽度和长度范围内均具有一定的光照强度，以起到补充光型的作用，形成符合标准的近光光型。

继续参照图1所示，本申请实施例在具体设置时，第一光源31即单芯片LED光源的数量可为3，相应地，杯型反射碗21的数量为3，每个单芯片LED光源设置在对应的一个杯型反射碗21的底壁15上，其中两个杯型反射碗21按预设角度对称设置在第三个杯型反射碗21的两侧，且其中两个杯型反射碗21的碗口均朝向第三个杯型反射碗21的轴线。多芯片LED光源的数量可为1，多芯片LED光源的芯片数量为3，多芯片LED光源设置在扁型反射碗22内。

在一些实施例中，在3个第一光源31和1个第二光源32收到控制器的控制指令后，3个位于杯型反射碗21中的第一光源31同时通过LED发出光线。光线以较大的入射角度入射至杯型反射碗21的侧壁16，又以较大的出射角度经过挡光板4，最终入射至透镜组1，由透镜组1的出光方向射出，并呈明显的向位于中间的杯型反射碗21的轴线汇聚的趋势，在汇聚后沿光线各自的角度继续出射。

1个位于扁型反射碗22中的第二光源32通过LED发出光线。光线以较小的入射角度入射至扁型反射碗22的侧壁16，又以较小的出射角度入射至透镜组1，在由透镜组1的出光侧出射时按入射方向出射，或略微向背离于扁型反射碗22中轴线的方向扩散。

为了补充明暗截止线的光源，本申请实施例将第一光源31即单芯片LED光源设置为三个，且每个第一光源31位于对应的一个杯型反射碗21内，且以其中一个杯型反射碗21为基础，在其两侧按预设角度设置其他两个杯型反射碗21，如此，如图4所示可以通过三个杯型反射碗21不同倾斜角度的底壁15调整三个第一光源31发出光线的入射角度a，进而使得最终由透镜组1折射出的光线在需要范围内形成符合标准宽度(横向距离)的明暗截止线。更丰富的入射角度a同时也可以对一定出射距离内的光线进行补充，以实现更分明的明暗界限。

可以理解的是，在其他示例中，三个第一光源31还可设置在一个杯型反射碗21，只需将杯型反射碗21的底壁15设置为三个部分，第一部分和第三部分按预设夹角对称设置在第二部分的两侧，三个第一光源31分别设置在对应的部分上，以调整三个第一光源31发出光线的入射角度。其中预设夹角是指第一部分与第二部分之间的夹角，或者第三部分与第二部分之间的夹角。可以理解，该预设夹角小于90°。

另外，设置于扁型反射碗22中的第二光源为三芯片LED光源，三芯片LED光源比起单芯片LED光源具有更强的发光效果。因此第二光源32可以同时起到补充一定宽度内(横向)光源的作用和一定距离(纵向)内光源的作用。第二光源32发出的部分光线以较小的角度出射至透镜组1，经折射后按照入射透镜组1的角度或略微大于入射透镜组1的角度继续出射对一定宽度范围内的近光光型进行补充。其余未经扁型反射碗22的侧壁16反射的光线射入所属透镜组1后按初始射入方向射出，以保证形成足够距离的近光光型。

为了提高第一光源31和第二光源32的光线形成效果，本申请实施例的透镜组1可包括沿垂直于车用LED近光模组出光方向依次设置的球形透镜11和环形透镜12，每个第一光源31在透镜组1上的投影位于球形透镜11上，挡光板4位于第一光源31与球形透镜11之间，第二光源32在透镜组1上的投影位于环形透镜12上，也即是说，第一光源31与球形透镜11相对设置，挡光板4位于第一光源31与球形透镜11之间，第二光源32与环形透镜12相对设置。

图4为本申请实施例提供的球形透镜光源折射示意图，图5为本申请实施例提供的环形透镜光源折射示意图。参照图1至图5所示，在一些实施例中，收到控制器发出的控制指令后，3个第一光源31同时通过LED发出光线，光线先经过杯型反射碗21的侧壁16反射经过挡光板4，最后射入球形透镜11，经球形透镜折射后，先向球形透镜11的中轴线汇聚，最后沿出射方向继续出射(参照图4所示)。

与此同时，如图5所示，第二光源32通过LED发出光线，光线经过扁型反射碗22的侧壁16反射至环形透镜12，经环形透镜12折射后，大部分光线的出射角c略小于入射角d，与环形透镜12轴线平行的光线仍以入射角d出射。

可以理解，球形透镜11是一种凸透镜。球形透镜11的放大倍数因其球形结构的原因具有更大的放大倍数，相应的具有更大的放大倍数其焦距则相对更短，光线在球形透镜11中发生折射后，其出射距离相对较近。并且因为焦距更小的原因，出射光线均以较大的折射角度进行汇聚。汇聚后即使光线还会按照折射方向继续前进，又因为球形透镜11焦距小的原因，在汇聚处汇聚的光线若继续按原有方向出射，其光通量也不足以形成亮度太高的光线。

这样，通过将第一光源31与球形透镜11相对设置，也即是说，将第一光源31设置在球形透镜11的进光侧，使得经过球形透镜11折射后的第一光源31发出的光线生成符合国标长度和宽度标准的光照区域，即明暗截止线。并且，光线汇聚还可以使形成的光照区域亮度达到国家标准。

继续参照图4所示，另外，挡光板4的设置也是为了形成符合标准的近光光型，挡光板4的边缘为垂直于预设角度的阶梯状结构，阶梯状结构用于通过遮挡调整光型。在一些实施例中，阶梯的数量可以根据第一光源31与挡光板4之间的距离、挡光板4与球形透镜11之间的距离等因素进行调整，其预设角度也可以根据实际应用情况进行调整。

在保证阶梯结构可以遮挡光线的基础上，为了尽可能缩小其占用的体积，阶梯厚度选择1mm-1.5mm，在本申请实施例中采用的阶梯厚度为1mm。挡光板4在加工的过程中，还可以通过改变其组成成分以达到吸收杂光的目的。预设角度和阶梯厚度仅是为了近光模组形成符合标准的近光光型，其角度大小、厚度大小均可根据透镜组1、反射镜组2、挡光板4的位置进行适当调整，在此不做限定。

参照图5所示，第二光源32发出的光线主要用于生成具有足够宽度的光线以符合国标中规定的近光宽度的要求。因前照灯中的空间有限，不宜设置多个用于灯光发散的凹透镜，且凹透镜对光线的发散作用过强，容易导致第二光源发出的光线经折射后无法形成直线照射距离符合标准的光型。在着重于生成足够宽度光线的基础上，第二光源32也需要对第一光源31生成的近光进行补充。

因此，本申请实施例中通过将第二光源32与环形透镜12相对设置，也即是说，将第二光源32设置在环形透镜12的进光侧，经过环形透镜12折射后的第二光源32发出的光线的发散角度减小，经折射后的光线在光线覆盖区域的宽度上满足国标近光光型宽度的要求。贴近于环形透镜12轴线的光线因环形透镜12的焦距较大，因此未产生较强的折射效果，可以向更远处照射，进而保证了符合国标近光光型照射距离的要求。

环形透镜12的原理可以类比于椭圆形状的透镜，环形透镜12的焦距很大，其本质也为一种凸透镜。但凸透镜在焦距很大时，其折射能力会相应减弱，因此光线在进入环形透镜12发生折射后，仍会接近于保持入射角度c的状态出射。在环形透镜12不具备明显的发散功能的基础上，为了使光线达到国标宽度的要求，对用于放置第二光源32的反射碗进行了相应的调整。

继续参照图5所示，本申请实施例中，第二光源32为了获得更大宽度的光照区域，通过采用口径较大的扁型反射碗22对发出的光线进行反射。扁型反射碗22的口径较大，因此光线在发出后抵达侧壁16的距离较长。扁型反射碗22的侧壁16面积相对于杯型反射碗更大，因此在光线抵达扁型反射碗22后获得的入射角度c的范围更大，相应的出射角度d的范围也更大。在经侧壁16反射后的光线入射至环形透镜12后，因其入射角度c的范围更大，使得经环形透镜12折射后产生的光照区域的范围也更大，从而确保光线达到国标宽度的要求。

参照图1所示，为了保证形成符合标准的近光光型，还对第一光源31与球形透镜11、第二光源32与环形透镜12的距离进行了设置。其中，球形透镜11与第一光源31的距离为第一预设距离。环形透镜12与第二光源32的距离为第二预设距离。第一预设距离大于第二预设距离。

在一些实施例中，第一预设距离可以为45-55mm，第二预设距离可以为25-35mm。本申请实施例中选用的第一预设距离未50mm，第二预设距离为30mm。

因球形透镜11及第一光源31用于生成明暗截止线光照区域，因此第一预设距离设置的大一些，以保证第一光源31与球形透镜11之间的焦距值，进而使得发出的光线具有更好的汇聚效果。又因环形透镜12及第二光源32用于生成符合国标宽度的光照区域，因此在对第二预设距离进行设置时，尽量缩短第二光源32与环形透镜12之间的距离。环形透镜12的焦距本身就较大，因此第二光源32发出的光线更容易在经过折射后保持原有的入射角度，且可以保证折射后的光线照射距离符合光型标准，以实现近照光型左低右高的效果。

第一预设距离和第二预设距离的设置还使得第一光源31与第二光源32呈现出一种层次设置的形式，第一光源31和第二光源32在同一平面内但并不在同一直线上，从而留有部分空间，空间可以用于设置例如散热板、散热块、风扇等辅助零件，也可以设置车前照灯内部需要的其他零件。提高了空间利用率，节省了车前照灯内部空间，也更符合车前照灯窄、细方向发展的趋势。

因本申请实施例中采用3个第一光源31发出光线用于形成近光光型中的明暗截止线部分。3个第一光源31与透镜组1、杯型反射碗21的位置关系会对近光光型形成一定影响，为了使得3个第一光源31发出的光线经反射、折射后形成符合标准的近光光型，还需对位置关系进行特殊设置。将反射镜组2中的一个杯型反射碗21、挡光板4和球形透镜11同轴设置，另外两个杯型反射碗21对称设置在其中一个杯型反射碗21的轴线两侧。

在一些实施例中，3个第一光源31收到控制器的控制指令后分别通过LED发出光线。光线分别在各自所处的杯型反射碗中出射至杯型反射碗21的侧壁16，光线经侧壁16反射、再经挡光板4部分遮挡后入射至球形透镜11。3个第一光源31发出的光线向其中一个杯型反射碗21、挡光板4和球形透镜11的轴线方向汇聚。

同轴设置有利于对光源发出光线的控制，更好的将光线汇聚以形成明暗截止线。位于轴线上的单芯片LED光源因与球形透镜11的轴线同轴，因此发出的光线以入射角度或与入射角度偏差较小的角度出射，作为明暗截止线的主要光线提供光源。因明暗截止线也需要形成一定宽度和长度的照射区域，所以两侧的单芯片LED光源作为明暗截止线光线的补充光源进行使用。预设角度可以根据具体明暗截止线的形成情况进行调整，倾斜的预设角度影响光源发出的光线经侧壁16反射后入射球形透镜11的位置，可以用于微调近光照射区域。相应的，扁型反射碗22也与环形透镜12同轴设置，其目的也是为了保证形成的光型呈对称趋势分布，且在一定宽度和一定纵向距离上具有足够的亮度。

另外，第一光源31发出的光线最终射入至球形透镜11，经球形透镜11折射后，射出的光线与球形透镜11的中轴线的夹角为±20°。第二光源32发出的光线最终射入至环形透镜12，经环型透镜12折射后，射出的光线与环形透镜12的中轴线的夹角为±40°。

参照图1所示，为了便于设置上述实施例中出现的球形透镜11和环形透镜12，本申请实施例的LED近光模组还可包括透镜支架13。透镜支架13上形成有第一固定槽和第二固定槽，球形透镜11设置在第一固定槽内部，环形透镜设置在第二固定槽内部。

球形透镜11和环形透镜12的位置会影响到对光源发出的光线的折射效果，进一步影响近光照射区域的具体生成效果。因此在透镜支架13固定的基础上，对于第一固定槽和第二固定槽的深度、宽度设置也可以结合球形透镜11和环形透镜12进行自由调整。还可以对固定槽进行分级设置以便于球形透镜11和环形透镜12的位置微调。

第一固定槽和第二固定槽并列平行设置，使得球形透镜11和环形透镜12也呈并列平行设置。并列平行设置有利于第一光源31和第二光源32发出的光线形成组合光，进而形成完整的近光。此外，在近光灯发出时，发出的灯光不仅仅体现在一个平面上，为了使发出的近光符合国家标准且均匀可控。将用于折射光线的球形透镜和环形透镜并列平行设置也可以保证光线在所有平面内的分布显得均匀。

在具体实现的过程中，为了保证近光照射区域的横向照射效果以及纵向照射效果，还需要保证第一光源31和第二光源32生成的光线可以充分扩散。在一些前照灯的设计中，因前照灯外观偏向于窄、细的设计，因此会有一部分光线被前照灯外壳遮挡导致光型不符合标准。因此，参照图1所示，在一些实施例中，车用LED近光模组还可以包括平面透镜14，采用了平面透镜14保证光线的扩散效果。平面透镜14呈U形设置，并以半包围的形式设置在球形透镜11和环形透镜12的出光侧。

平面透镜14具有可透过光线、扩散光源的作用。光线在球形透镜11和环形透镜12折射后，入射至平面透镜14，入射光线相当于光源经平面透镜14扩散后具有更好的纵向、横向照射效果，进一步使得近光照射区域在横向和纵向两个标准上符合国标要求。因近光照射区域不仅局限于一个平面或几个平面内，光线需要以一定角度向行驶方向进行扩散，因此平面透镜14呈U形，并以半包围形式设置在球形透镜11和环形透镜12的出光侧。

此外，平面透镜14呈U形设置的优势还更适用于前照灯的形状向窄、细的方向发展的趋势。单一的将平面透镜14设置在球形透镜11和环形透镜12出光侧的前端仅能实现一定程度上的光线扩散，但由于前照灯的形状的发展趋势，因前照灯体积减小会遮挡部分经过透镜组1折射的光线。只靠前端的平面透镜14无法实现将光线扩散至一定高度，因此通过U形半包围设置平面透镜14，平面透镜14本身即可以作为前照灯外壳的一部分，同时因其自身特性也可以透过光线使得光线按照折射后的角度射出。从外观上符合前照灯发展趋势，同时半包围状的平面透镜14通过出光侧上下两端的部分将光线扩散至符合国标的高度。

在一些实施例中，球形透镜11、环形透镜12和平面透镜14使用聚碳酸酯材料制成。聚碳酸酯具有透明、重量轻、耐高温等特点，常用于汽车的照明系统相关的零部件生产。在作为透镜组进行应用时，聚碳酸酯因此抗热畸变性能优良，面对LED光源发出光线时生成的高热量不易发生形变，进而规避了出现近光照射区域因透镜组形变发生变化的问题。

但聚碳酸酯制成的例如透镜组1这类光学零件，因此材料本身的特征抗磨损能力较差。且汽车前照灯位于车身的前端，在一些路面中容易因路况不佳或其他环境因素导致对透镜组1造成磨损。进而影响近光照射区域的产生。在另一些实施例中，还可以采用有机玻璃材料制成透镜组这类光学零件。有机玻璃同样具有耐高温，透明的特点，但有机玻璃材质较脆，在安装、运输的过程中容易损坏，因此在使用有机玻璃制成的透镜组1时在安装结构上适应性的增加固定、保护机构。

可见，在选择透镜组1材料时，也可结合车辆类型主要分布的区域对材料进行适应性的调整。例如，在风沙多发区域或路面情况较差的区域销量高的汽车可以适应性的多采用更耐磨损的有机玻璃作为透镜组1的材料。对于环境因素干扰较小的区域，采用的透镜组材料也可以根据透镜组1的美观度来进行选择。以达到客户最高满意度。

图6为本申请实施例提供的球形透镜的等高照度示意图，图7为本申请实施例提供的环形透镜的等高照度示意图。参照图6和图7所示，根据上述结构的设置方式，通过仿真可以得到如图6、图7显示的等高照度示意图中的效果。图6为球形透镜的等高照度示意图。图6中描述的内容为第一光源31发出的光线经球形透镜11折射后某一水平高度的光通量及横纵距离之间的关系。光通量用于描述某一位置的光的流量，可以理解为通过光线的数量。

通过软件仿真得知坐标(0.3，-1.9)处的光通量为213lm，光强达到最大值20800cd。从坐标看，光通量最大的点更接近于坐标原点，且该点光强达到最大值，在横坐标±20之外的部分形成的光照区域已经很不明显。因此可以判断出经球形透镜11折射后的光线集中汇聚于平面的(0.3，-1.9)处。并且在球形透镜11位置不发生改变的情况下，可以判断出在每一个平面内，都有与坐标位置类似的光线集中点，在集中点处光通量最高且光强最大。因此，采用第一光源31和球形透镜11的组合有利于形成光暗分明的明暗截止线。

参照图7所示，在横坐标±50处光照区域的分布仍较为明显。从纵坐标的角度出发，在纵坐标一致的情况下，横坐标的绝对值越大则光照区域比较明显的相对面积越小，也说明在实施例中的入射光线在通过扁型反射碗的位置、口径等限制作用下达到一定宽度标准。通过与国标宽度要求标准对比进行适应性调整即可实际应用。且在图5中还可以看出，明显的光照区域的分布较为均匀且趋向于左右对称的趋势。

图6和图7的等高照度图为同一高度内，第一光源31和第二光源32发出光线形成的近光照射区域的等效模拟图。若将图6和图7结合，不难看出在这一高度的平面内，第一光源31发出的光线生成了用于区分光暗的明暗截止线，而在其形成光线的宽度不足的情况下，第二光源32发出的光线生成了具有国标宽度标准要求的光照区域。并且在生成明暗截止线的坐标范围内，第二光源32形成的光照区域还对第一光源31形成的光照区域进行了光照补充，以形成完整的近光照射区域。

在上述车用LED近光模组的基础上，本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括上述实施例中的车用LED近光模组以及前脸壳体，车用LED近光模组设置在前脸壳体上，车用LED近光模组用于生成近光照射区域。车用LED近光模组包括：透镜组1、反射镜组2、LED光源组3、挡光板4；LED光源组包括第一光源31和第二光源32；第一光源31和第二光源32中的芯片数量均小于或等于3，且第一光源31和第二光源32中的至少一者为单芯片LED光源；第一光源31和第二光源32设置在反射镜组2内；反镜组2位于透镜组1的进光侧；挡光板4设置在单芯片LED光源和透镜组1之间。

在收到控制器发出的控制指令后，第一光源31和第二光源32通过LED发出光线，发出的光线经反射镜组2反射至透镜组1，经透镜组1折射后形成近光照射区域。其中，第一光源31发出的光线经反射镜组2反射后，先经过挡光板4，再出射至透镜组1。

由上述技术方案可知，本申请实施例通过将车辆的车用LED近光模组设置为上述结构，将多芯片LED光源和单芯片LED光源组合的方式作为LED光源，通过利用芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源和单芯片LED光源分体设置的方式替代4芯片LED光源或5芯片LED光源，一方面，降低了LED光源组的制作工艺难度，且单芯片LED光源和芯片数量小于或等于3的多芯片LED光源货源充足，且价格相较于4芯片LED光源或5芯片LED光源低，从而降低了本申请实施例的车用LED近光模组的制作工艺难度和成本。另一方面，本申请实施例的LED光源组的结构从设置方式上更为灵活，提高了车前照灯内部的空间利用率，另外，分体设置的LED光源因发热量降低，相应的，采用的散热部件的体积也随之减小，进一步减小了LED近光模组的体积，符合前照灯外形的发展趋势。

另外，分体设置的LED光源因发热量降低，相应的，采用的散热部件的体积也随之减小，进一步减小了LED近光模组的体积，且通过第一光源和第二光源发出的光线配合形成符合标准的近光光型。另外，通过将挡光板设置在单芯片LED光源和透镜组之间以形成明暗截止线，使得本申请实施例的LED光源组的近光光型更加符合标准。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种车用LED近光模组，其特征在于，包括：透镜组(1)、反射镜组(2)、LED光源组(3)、挡光板(4)；

所述LED光源组包括第一光源(31)和第二光源(32)；所述第一光源(31)和所述第二光源(32)中的芯片数量均小于或等于3，且所述第一光源(31)和所述第二光源(32)中的至少一者为单芯片LED光源；

所述第一光源(31)和所述第二光源(32)设置在所述反射镜组(2)内；所述反射镜组(2)位于所述透镜组(1)的进光侧；所述挡光板(4)设置在所述单芯片LED光源和所述透镜组(1)之间。

2.根据权利要求1所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述第一光源(31)为单芯片LED光源；所述第二光源(32)为三芯片LED光源。

3.根据权利要求2所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述反射镜组(2)包括杯型反射碗(21)和扁型反射碗(22)，所述杯型反射碗(21)和所述扁型反射碗(22)的碗口均朝向所述透镜组(1)，且所述扁型反射碗(22)与所述杯型反射碗(21)在所述透镜组(1)上的投影区域位于所述透镜组(1)的不同区域；

所述第一光源(31)设置在所述杯型反射碗(21)内；所述第二光源(32)设置在所述扁型反射碗(22)内，所述杯型反射碗(21)的侧壁与底壁(15)的夹角小于所述扁型反射碗(22)的侧壁(16)与底壁(15)的夹角，其中，所述底壁(15)朝向所述碗口，所述侧壁(16)围绕在所述底壁(15)上，所述底壁(15)与所述侧壁(16)共同围合成所述杯型反射碗(21)和所述扁型反射碗(22)的碗腔。

4.根据权利要求3所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述单芯片LED光源的数量为3，所述杯型反射碗(21)的数量为3，每个所述单芯片LED光源设置在对应的一个所述杯型反射碗(3)的底壁(15)上，其中两个所述杯型反射碗(21)按预设角度对称设置在第三个所述杯型反射碗(21)的两侧，且所述其中两个所述杯型反射碗(21)的碗口均朝向所述第三个所述杯型反射碗(21)的轴线；所述多芯片LED光源的数量为1，所述多芯片LED光源设置在所述扁型反射碗(22)内。

5.根据权利要求2-4任一项所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述透镜组(1)包括沿垂直于所述车用LED近光模组出光方向依次设置的球形透镜(11)和环形透镜(12)；

每个所述第一光源(31)在所述透镜组(1)上的投影位于所述球形透镜(11)上，所述挡板(4)位于所有所述第一光源(31)与所述球形透镜(11)之间，所述第二光源(32)在所述透镜组(1)上的投影位于所述环形透镜(12)上。

6.根据权利要求5所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述球形透镜(11)

与所述第一光源(31)的距离为第一预设距离；所述环形透镜(12)与所述第二光源(32)的距离为第二预设距离；所述第一预设距离大于所述第二预设距离。

7.根据权利要求5所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述反射镜组(2)中的一个杯型反射碗(21)、所述挡光板(4)及所述球形透镜(11)同轴设置，另外两个所述杯型反射碗(21)对称设置在所述其中一个所述杯型反射碗(21)的轴线两侧。

8.根据权利要求5所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述球形透镜(11)折射的光线与所述球形透镜(11)的中轴线的夹角为0°-20°；所述环形透镜(12)折射的光线与所述环形透镜(12)的中轴线的夹角为0°-40°。

9.根据权利要求5所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述LED近光模组还包括：透镜支架(13)；所述透镜支架(13)上形成有第一固定槽和第二固定槽，所述球形透镜(11)设置于所述第一固定槽；所述环形透镜(12)设置于所述第二固定槽。

10.根据权利要求1-4任一项所述的车用LED近光模组，其特征在于，所述挡光板(4)的边缘为垂直于预设角度的阶梯状结构，所述阶梯状结构用于通过遮挡调整光型。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括前脸壳体和如权利要求1-10任一项所述的车用LED近光模组，所述车用LED近光模组设置在所述前脸壳体上，所述车用LED近光模组用于生成近光照射区域。

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