CN115493123A - 倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，LED光源模组、反射碗模块、近光遮光板以及透镜支架均设置在散热器上；反射碗模块包括多个腔体，薄透镜包括出光面和多个入光面，所述透镜支架上设置有隔断结构，所述隔断结构将所述透镜支架的内部隔断为多个发光区域，所述腔体、所述发光区域以及所述入光面之间一一对应设置；多个所述腔体为水平布置的功能分布；多个所述腔体为水平布置的功能分布；LED光源模组发出的光线经腔体的内侧壁反射后到达近光遮光板，光线通过近光遮光板后到达入光面，最后光线通过出光面射出。本发明通过功能划分实现不同功能的设计，保证了外表面的一致性，提高了整体模组的外观效果。

Description

倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统

技术领域

本发明涉及汽车照明技术领域，具体地，涉及倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统。

背景技术

随着消费者对汽车造型的创新要求不断提高，汽车前大灯的造型设计也更加艺术，夸张大胆的造型趋势不断挑战车灯设计者的能力。在保证前大灯各个功能满足法规要求前提下，车灯造型倾斜角度越来越大，开口越来越小，设计难度也不断提高。

早期的汽车前大灯投射模组都是以满足功能为主，无造型可言。例如，灯泡和LED投射式的初期设计一般都是球面透镜，其空间占据大，形状单一，无法进行造型设计。近年来窄模组的设计方案也如雨后春笋般涌现，但也大都是窄球面造型设计或平面设计，无法匹配设计者心中汽车两侧锐利的大灯倾斜造型。

倾斜大角度造型在设计的光学系统的系统和结构组成上会增加单透镜模组前后的空间尺寸，并且角度要求越大则空间要求也越多，同时为了满足光学设计的要求，保证各个区间模块最佳的焦距设计，光源模块、反射碗及透镜组都会产生极大的落差，一方面增加了PCBA的尺寸，另一方面也增大了反射碗和透镜的加工难度。

单透镜系统时的光型往往会分区域设计，如近光光型会分一个或者多个的近光基础光型和一个或者多个的近光截止线光型，其中的部分光型区域是有展宽需求的，如近光基础光型，单透镜系统为解决此问题会带来透镜内或外表面都需要设计导致透镜变厚，如避免透镜变厚光型(尤其是存在展宽需求区域光型)会受到影响，或者为避免如展宽不足的问题则使模组的位于后侧的系统结构中会增加台阶、落差、零件尺寸和加工难度等设计结构，但这又会导致模组空间、尺寸、制造和成本都问题。

现有技术在面对上述需求时，双透镜系统的出现解决了大角度倾斜造型的问题，双透镜系统是采用两个透镜作为一个集合集的整体来调整和出射光，两个透镜可以通过透镜之间的位置设计和两个透镜各自的内表面和外表面等结构设计对光进行调节和适配，使即使面对大角度倾斜造型也能通过双透镜的调节作用使后面的光学系统无需设计的很复杂或者落差大空间大，但是由于是双透镜系统，无论从系统的复杂程度、透镜数量、双透镜的装配控制、生产难度和成本都极大的增加了，难以被广泛的使用。

现有设计方案，在车灯或车灯模组的外透镜或造型是大角度及倾斜时，减少透镜数量和复杂程度、避免透镜厚度较厚、部分有展宽需求的光型保证展宽不受影响、单透镜模组空间尺寸问题这几点之间总是存在矛盾和无法完全解决的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统。

根据本发明提供的一种倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，包括：散热器、LED光源模组、反射碗模块、近光遮光板、透镜支架以及薄透镜；

所述LED光源模组、所述反射碗模块、所述近光遮光板以及所述透镜支架均设置在所述散热器上；所述反射碗模块包括多个腔体，所述薄透镜包括出光面和多个入光面，所述透镜支架上设置有隔断结构，所述隔断结构将所述透镜支架的内部隔断为多个发光区域，所述腔体、所述发光区域以及所述入光面之间一一对应设置；多个所述腔体为水平布置的功能分布；

所述LED光源模组发出的光线经所述腔体的内侧壁反射后到达所述近光遮光板，光线通过所述近光遮光板后到达所述入光面，最后光线通过所述出光面射出。

优选的，所述反射碗模块包括第一近光spot腔体、第二近光spot腔体以及近光base腔体；

所述薄透镜包括第一近光spot入光面、第二近光spot入光面、近光base入光面以及出光面；

所述第一近光spot腔体、所述第二近光spot腔体、所述近光base腔体分别对应所述第一近光spot入光面、所述第二近光spot入光面、所述近光base入光面设置；

所述LED光源模组发出的光线经所述第一近光spot腔体的内侧壁、所述第二近光spot腔体的内侧壁、所述近光base腔体的内侧壁反射后形成三路光线，三路光线均到达所述近光遮光板，三路光线通过所述近光遮光板后分别到达所述第一近光spot入光面、所述第二近光spot入光面、所述近光base入光面，最后三路光线均通过所述出光面射出。

优选的，所述第一近光spot腔体为近光45°光型，所述第二近光spot腔体为近光45°光型，所述近光base腔体为近光水平光型；

所述第一近光spot入光面为近光45°光型，所述第二近光spot入光面为近光45°光型，所述近光base入光面为近光水平光型。

优选的，所述第一近光spot腔体、所述第二近光spot腔体以及所述近光base腔体为水平布置的功能分布；；

所述第一近光spot入光面、所述第二近光spot入光面、所述近光base入光面呈角度θ倾斜设置，所述θ为0～40°。

优选的，所述第一近光spot腔体、所述第二近光spot腔体、所述第一近光spot入光面、所述第二近光spot入光面采用近场光学设计；

所述近光base腔体、所述近光base入光面采用远场光学设计。

优选的，所述近光base入光面与所述出光面为完全相同的曲面。

优选的，所述LED光源模组包括至少三颗LED光源；

所述至少三颗LED光源中：至少一颗LED光源对应所述第一近光spot腔体设置，用于实现近光spot光型；另外的至少一颗LED光源对应所述第二近光spot腔体设置，用于实现近光spot光型；再另外的至少一颗LED光源对应所述近光base腔体设置，用于实现近光base光型。

优选的，所述近光遮光板包括第一近光截止线遮光板和第二近光截止线遮光板；

所述第一近光截止线遮光板和所述第二近光截止线遮光板均包括倒Z字的台阶面和水平面；所述水平面连接设置在所述倒Z字的台阶面上；

所述倒Z字的台阶面中的连接斜面与连接水平面夹角为45°，光线通过所述倒Z字的台阶面中的连接斜面产生45°的近光光型。

优选的，所述透镜支架内部被第一隔断结构和所述第二隔断结构隔断为三个发光区域，三个所述发光区域分别对应所述第一近光spot腔体、所述第二近光spot腔体、所述近光base腔体设置。

优选的，所述薄透镜的外表面设置为一连续的光学面，作为所述出光面；

所述薄透镜的内表面设置为多个独立的、非连续的光学面，分别作为所述第一近光spot入光面、所述第二近光spot入光面、所述近光base入光面。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的光学系统的透镜厚度能减小，并且开口窄，本发明的光学系统由水平放置的反射碗模块实现近光功能，spot区域采用近场光学设计，base区域采用远场光学设计，通过不同的光学原理设计各个分区，避免了大角度倾斜的造型产生的反射碗前后尺寸落差；

2、本发明的光学系统的base区域的远场光学设计仅需等壁厚的薄透镜即可以实现，使得薄透镜内表面的落差减小，形成均匀壁厚的薄透镜，降低了加工难度，可以满足市场上各种倾斜角度的造型趋势要求；

3、本发明将LED光源模组、反射碗模块、薄透镜分别集成设计，节省了结构空间和成本，同时也减少了安装公差；

4、本发明的光学系统的spot区域采用近场光学设计，base区域采用远场光学设计，使得在大角度造型、单透镜、透镜厚度薄的基础上，对于有展宽需求的光型保证展宽需求；

5、本发明的反射碗模块由至少三个子反射腔组成，每个腔都独立设计和工作，互不干扰，配合电路控制可实现ADB功能，分散设计有利于电子单独控制，提高了模组的功能适应性；

6、本发明集成的透镜组即保证了外观效果的一致性，提高了模组的点亮外观效果，同时保证了满足法规要求；

7、本发明的光学系统的反射碗模块中的腔体采用的功能水平摆放的设计减小了造型开口尺寸，实现了模组线条状造型设计，满足了客户的需求；本发明的近光反射碗集成在同一反射碗模块中，节省了设计空间和成本；本发明的近光反射碗可以根据不同要求进行设计并替换，节省了模组其他零件的开发成本；

8、本发明的光学系统的远近光LED集成在同一LED光源模组中，节省了设计空间和成本；本发明的光学系统中的远近光LED光源模组中LED光源个数可以根据不同要求进行调整，节省了模组其他零件的开发成本；本发明的LED光源模组的实现近光系统的LED光源模块共用一块PCB板，减少了电子元器件的线路连接和控制系统个数，同时节省了结构空间；

9、本发明的各个功能的透镜集成在同一薄透镜中，节省了设计空间和成本；本发明的薄透镜的各个功能入光面和出光面可以根据不同要求进行设计替换，节省了模组其他零件的开发成本；本发明的薄透镜的外观尺寸可以根据造型要求进行裁剪，节省了模组其他零件的开发成本；

10、本发明的近光base的照射角度范围要求大，并同时兼顾空间利用率，近光base腔体可采用至少两个反射腔共用一个相同的薄透镜入光面来设计，保证法规要求的前提下提高路面照度的均匀性；

11、本发明的近光遮光板包括的第一spot(近光45°光型)遮光和第二spot(近光45°光型)遮光，集成设计节省了设计空间和成本；

12、本发明的透镜支架内部被隔断为若干个区域，分别对应各个反射腔，减少了各功能之间的串光风险；

13、本发明的薄透镜的出光面和各个功能入光面以及其各自分别对应的近光反射碗模块中的各个反射腔分别对应地组成系统的设计的各个子模块，各个子模块的位置和设计排布能模块化的替换，子模块的个数可根据要求进行增减，极大节省设计工时和开发成本，并且设计灵活性大幅提高。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统的结构图；

图2为本发明的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统的零件爆炸示意图；

图3为本发明的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统的俯视图；

图4为图3的A-A剖面图；

图5为图3的B-B剖面图；

图6为本发明的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统的侧视图；

图7为图6的C-C剖面图；

图8为本发明的近光遮光板的俯视图；

图9为本发明的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统的薄透镜轴后视图。

图中示出：

散热器1 透镜支架5

LED光源模组2 薄透镜6

反射碗模块3 第一近光spot入光面601

第一近光spot腔体301 第二近光spot入光面602

第二近光spot腔体302 近光base入光面603

近光base腔体303 出光面604

近光遮光板4 第一隔断结构701

第一近光截止线遮光板401 第二隔断结构702

第二近光截止线遮光板402

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

如图1～9所示，本实施例提供一种倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，包括：散热器1、LED光源模组2、反射碗模块3、近光遮光板4、透镜支架5以及薄透镜6，LED光源模组2、反射碗模块3、近光遮光板4以及透镜支架5均设置在散热器1上，反射碗模块3包括多个腔体，薄透镜6包括出光面604和多个入光面，透镜支架5上设置有隔断结构，隔断结构将透镜支架5的内部隔断为多个发光区域，腔体、发光区域以及入光面之间一一对应设置；多个腔体为水平布置的功能分布，LED光源模组2发出的光线经腔体的内侧壁反射后到达近光遮光板4，光线通过近光遮光板4后到达入光面，最后光线通过出光面604射出。

近光遮光板4包括第一近光截止线遮光板401和第二近光截止线遮光板402，第一近光截止线遮光板401和第二近光截止线遮光板402均包括倒Z字的台阶面和水平面，水平面连接设置在倒Z字的台阶面上，倒Z字的台阶面中的连接斜面与连接水平面夹角为45°，光线通过倒Z字的台阶面中的连接斜面产生45°的近光光型。

反射碗模块3包括第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302以及近光base腔体303，薄透镜6包括第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603以及出光面604，第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303分别对应第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603设置。LED光源模组2发出的光线经第一近光spot腔体301的内侧壁、第二近光spot腔体302的内侧壁、近光base腔体303的内侧壁反射后形成三路光线，三路光线均到达近光遮光板4，三路光线通过近光遮光板4后分别到达第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603，最后三路光线均通过出光面604射出。

近光spot腔体为打近光中心区域光型的腔体；近光base腔体为打近光基础光型的腔体；近光spot入光面为打近光中心区域光型的入光面；近光base入光面为打近光基础光型的入光面。

透镜支架5内部设置有第一隔断结构701和第二隔断结构702，透镜支架5内部被第一隔断结构701和第二隔断结构702隔断为三个发光区域，三个发光区域分别对应第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303设置。

LED光源模组2包括至少三颗LED光源，至少三颗LED光源中：至少一颗LED光源对应第一近光spot腔体301设置，用于实现近光spot光型；另外的至少一颗LED光源对应第二近光spot腔体302设置，用于实现近光spot光型；再另外的至少一颗LED光源对应近光base腔体303设置，用于实现近光base光型。

近光base入光面603与出光面604为完全相同的曲面。薄透镜6的外表面设置为一连续的光学面，作为出光面604，薄透镜6的内表面设置为多个独立的、非连续的光学面，分别作为第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603。

第一近光spot腔体301为近光45°光型，第二近光spot腔体302为近光45°光型，近光base腔体303为近光水平光型，第一近光spot入光面601为近光45°光型，第二近光spot入光面602为近光45°光型，近光base入光面603为近光水平光型。第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302以及近光base腔体303为水平布置的功能分布，第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603呈角度θ倾斜设置，θ为0～40°。第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602采用近场光学设计，近光base腔体303、近光base入光面603采用远场光学设计。

第一近光spot腔体301为近光45°光型，即第一近光spot腔体301为近光45°光型结构，光线经过第一近光spot腔体301反射后形成近光45°光型；第二近光spot腔体302为近光45°光型，即第二近光spot腔体302为近光45°光型结构，光线经过第二近光spot腔体302反射后形成近光45°光型；近光base腔体303为近光水平光型，即近光base腔体303为近光水平光型结构，光线经过近光base腔体303反射后形成近光水平光型；第一近光spot入光面601为近光45°光型，即第一近光spot入光面601为近光45°光型结构，光线经过第一近光spot入光面601反射形成近光45°光型；第二近光spot入光面602为近光45°光型，即第二近光spot入光面602为近光45°光型结构，光线经过第二近光spot入光面602反射形成近光45°光型；近光base入光面603为近光水平光型，即近光base入光面603为近光水平光型结构，光线经近光base入光面603反射后形成近光水平光型。

近场光学设计和远场光学设计，是指目标角点的远近设计。一般车灯光学系统，如包含反射腔和透镜等组成的系统具有两个焦点，近场光学设计和远场光学设计分别是指针对焦点在近处和远处的设计。近场光学设计系统，即是反射腔打至透镜的近处的焦点，远场光学设计系统，即反射腔打至透镜的远处的焦点，远场光学设计的透镜的内外面的曲率相同，焦点近似于无穷远，相当于远场光学设计。近场光学设计的焦距为45mm，远场光学设计的焦距为25m。

在本实施例的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统中，光线由LED光源模组发出，一部分光线是通过近场光学设计，经过spot的反射碗模块反射至对应的薄透镜焦点处，及近光遮光板处，通过遮挡形成近光45°截止线光型，然后经过对应的薄透镜折射成放大倒立的像至路面。另一部分光线是采用远场光学设计的，减少了近场成像光学系统因大角度倾斜造型对base展宽的影响，保证了base光型的效率和均匀性。

远场光学系设计的反射碗不受摆放位置的影响，前后位置可以随意摆放。同时，光线无需经过透镜成像，仅需等壁厚的薄透镜即可实现光学性能。因此光线经过base的反射碗系统反射形成近光水平截止线光型，再经过等壁厚的薄透镜至路面上，最后与两侧的spot光型一起形成近光路照光型。

本实施例是带有25°倾斜角的近光模组，通过模组内部各个区域的不同设计减少了造型倾斜带来的反射碗和透镜前后尺寸落差，保证了整个系统的前后外形尺寸。本实施例并排摆放设计的光学系统，为多功能的LED光源、反射碗系统及薄透镜的各自集成提供了可能，从而也能极大的减少零件个数和加工成本并且便于实际零件安装，同时减小了整个系统的上下外形尺寸，开口仅仅20mm*60mm，并能极大的适用更多的细长形车灯造型需求。集成的反射碗由不同的反射腔组成，通过功能划分实现不同功能的设计，并分别对应不同的薄透镜区域。每一个薄透镜内表面由于不同的功能需求而单独设计，从而保证了外表面的一致性，提高了整体模组的外观效果。

本实施例的光学系统由水平放置的反射碗模块实现近光功能，在实际应用中，反射碗模块不受摆放位置影响，前后位置可以随意摆放，所以可以与两侧spot反射碗模块处于同一水平位置。

本实施例的spot区域采用近场光学设计，base区域采用远场光学设计，通过不同的光学原理设计各个分区避免大角度倾斜的造型产生的反射碗前后尺寸落差，节省了模组前后空间大小。

本实施例的base的远场光学设计使透镜中间的基础光型区域仅需等壁厚的薄透镜即可以实现，使得此部分的薄透镜内表面的落差减小，形成均匀壁厚的薄透镜，降低了加工难度，可以满足了市场上各种倾斜角度的造型趋势要求。并且避免大角度倾斜造型影响形成不对称的光型，更有利于实现大角度倾斜的模组造型设计。

本实施例的反射碗模块的中间使用远场设计，再结合薄透镜区域的近光base入光面603及出光面604使得base区域的透镜薄并且base区域的光型展宽足够及可靠。采用远场光学设计的近光base功能区域减少近场成像光学系统因大角度倾斜造型对base展宽的影响，保证了base光型的效率和均匀性。

本实施例中的近光base入光面603与两侧第一近光spot入光面601和第二近光spot入光面602设计时都能根据要求和实际系统调节，即近光base入光面603和两侧的第一近光spot入光面601和第二近光spot入光面602更易进行结构尺寸匹配，减少了大角度倾斜造型引起的入光面落差，实现了均匀壁厚的薄透镜6，降低了加工难度和空间尺寸。

本实施例的近光的LED光源、反射碗和透镜的分别的集成设计及功能区域水平摆放，减小了造型开口尺寸，节省了车辆坐标系Z方向和X方向结构空间和成本，同时也减少了安装公差。

本实施例的光学系统适用于0～40°倾斜的造型的模组。

针对倾斜大角度的光学系统，本实施例仅通过单透镜对内外表面设计，使透镜厚度(尤其中间的base区域)能减小，base区域展宽光型足够和可靠，空间、制造成本有优势。

实施例2：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1～9所示，本实施例提供一种新型倾斜大角度的窄开口单透镜模组光学系统，包括散热器1、LED光源模组2、反射碗模块3、近光遮光板4、透镜支架5以及薄透镜6。

LED光源模组2装配在散热器1上，近光遮光板4装配于散热器1，反射碗模块3装配于散热器1上，薄透镜6装配于透镜支架5，将透镜支架总成装配于散热器1上，其中，反射碗3包括第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303，对应的单一薄透镜6由第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603和出光面604组成。

第一近光spot腔体301为近光spot近光45°光型，第二近光spot腔体302为近光spot近光45°光型，近光base腔体303为近光base近光水平光型，第一近光spot入光面601为近光spot近光45°光型，第二近光spot入光面602为近光spot近光45°光型，近光base入光面603为近光base近光水平光型。

反射碗模块3的第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、和近光base腔体303为水平布置的功能分布，对应的薄透镜6的第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603呈大角度倾斜设置，光学系统集成近光所有功能区域及功能区域水平摆放的设计减小了造型开口尺寸，节省了模组上下空间和成本。本实施例是带有0～40°倾斜角的近光模组，其中近光spot近光45°光型和近光spot近光45°光型采用近场光学设计，而近光base近光水平光型采用远场光学设计，不同功能区域的不同光场设计避免了大角度倾斜的造型引起的功能区域前后摆放位置的落差，节省了模组前后空间大小。同时采用远场光学设计的近光base功能区域减少了近场成像光学系统因大角度倾斜造型对base展宽的影响，保证了base光型的效率和均匀性。

本实施例的反射碗模块不受摆放位置的影响，前后位置可以随意摆放，所以可以与两侧spot反射碗模块处于同一水平位置。同时，光线无需经过透镜成像，仅需等壁厚的薄透镜即可实现光学性能，所以近光base入光面603可以是与出光面604完全相同的曲面，此区域为等壁厚的薄透镜，避免了大角度倾斜的造型影响形成不对称的光型，实现大角度倾斜的模组造型设计，满足客户需求；同时可以随意调节位置的近光base入光面603与两侧第一近光spot入光面601和第二近光spot入光面602更容易进行结构尺寸匹配，减少了大角度倾斜造型引起的入光面落差，实现了均匀壁厚的薄透镜6，降低了加工难度。

LED光源模组2包括实现近光系统的LED光源模块，实现近光系统的LED光源模块由至少3颗LED光源组成，其中的至少2颗LED光源实现近光spot光型即近光45°光型，其中另外的至少1颗LED光源实现近光base光型即近光水平光型，组合形成完整的近光光型。

近光遮光板4包括第一截止线遮光板401和第二截止线遮光板402，第一截止线遮光板401为近光45°截止线遮光板，第二截止线遮光板402为近光45°截止线遮光板402，其结构由倒Z字的台阶面和平面组成，光线通过倒Z字的台阶面中的连接斜面与水平面夹角为45°，从而产生45°的近光光型近光spot的截止线光型。

透镜支架5内部被两个隔断结构(即第一隔断结构701和第二隔断结构702)隔断为三个发光区域，分别对应各个反射腔即第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303，减少了各功能之间的串光风险，避免了杂散光的影响。

薄透镜6外表面的出光面604设计为同一造型面，为一整个光学面；内表面的第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603为多个独立设计的、非连续的光学面。

LED光源模组2的实现近光系统的LED光源模块共用一块PCB板，减少了电子元器件的线路连接和控制系统个数，同时节省了结构空间。

薄透镜6的外观倾斜角度可以根据客户造型要求进行调整，可以适应各种客户造型要求。薄透镜6的材料可为为聚碳酸酯即PC或聚甲基丙烯酸甲酯即PMMA或为玻璃材质。

薄透镜6的出光面604和各个功能入光面即第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603、以及其各自分别对应的近光反射碗模块3中的各个反射腔即第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303分别对应地组成系统的设计的各个子模块，各个子模块的位置和设计排布能模块化的替换，子模块的个数可根据要求进行增减，极大节省设计工时和开发成本，并且设计灵活性大幅提高。

实施例3：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1～9所示，本实施例提供一种新型倾斜大角度的窄开口单透镜模组光学系统。通过水平放置各功能光学系统，可以将多功能的LED光源、反射碗模块、薄透镜分别进行集成，采用不同的光学设计原理进行分区设计，实现了倾斜大角度客户造型的要求。

本实施例提供的一种新型倾斜大角度的窄开口汽车前大灯光学系统，包括散热器1、LED光源模组2、反射碗模块3、近光遮光板4、透镜支架5、薄透镜6，LED光源模组2装配在散热器1上，近光遮光板4装配于散热器1，反射碗模块3装配于散热器1上，薄透镜6装配于透镜支架5，将透镜支架总成装配于散热器1上。

反射碗模块3包括第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303，对应的单一薄透镜6由第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面6003和出光面604组成。

第一近光spot腔体301为近光spot近光45°光型，第二近光spot腔体302为近光spot近光45°光型，近光base腔体303为近光base近光水平光型，第一近光spot入光面601为近光spot近光45°光型，第二近光spot入光面602为近光spot近光45°光型，近光base入光面603为近光base近光水平光型。

模组开口仅为20mm*60mm，反射碗模块3的第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303为水平布置的功能分布，对应的薄透镜6的第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603，光学系统集成近光所有功能区域及功能区域水平摆放的设计减小了造型开口尺寸，节省了模组上下空间和成本。

本实施例是带有25°倾斜角的近光模组，其中近光spot近光45°光型采用近场光学设计，而近光base近光水平光型采用远场光学设计，不同功能区域的不同光场设计避免了大角度倾斜的造型引起的功能区域前后摆放位置的落差，节省了模组前后空间大小。同时采用远场光学设计的近光base功能区域减少了近场成像光学系统因大角度倾斜造型对base展宽的影响，保证了base光型的效率和均匀性。其反射碗模块不受摆放位置的影响，前后位置可以随意摆放，所以可以与两侧spot反射碗系统处于同一水平位置。同时，光线无需经过透镜成像，仅需等壁厚的薄透镜即可实现光学性能，所以近光base入光面603可以是与出光面604完全相同的曲面，此区域为等壁厚的薄透镜，避免了大角度倾斜的造型影响形成不对称的光型，实现大角度倾斜的模组造型设计，满足客户需求；同时可以随意调节位置的近光base入光面603与两侧第一近光spot入光面601和第二近光spot入光面602更容易进行结构尺寸匹配，减少了大角度倾斜造型引起的入光面落差，实现了均匀壁厚的薄透镜6，降低了加工难度。

LED光源模组2包括实现近光系统的LED光源模块，实现近光系统的LED光源模块由至少3颗LED光源组成，其中的至少2颗LED光源实现近光spot光型即近光45°光型，其中另外的至少1颗LED光源实现近光base光型即近光水平光型，组合形成完整的近光光型。

近光遮光板4包括第一近光45°截止线遮光板和第二近光45°截止线遮光板，其结构由倒Z字的台阶面和平面组成，光线通过倒Z字的台阶面中的连接斜面与水平面夹角为45°，从而产生45°的近光光型近光spot的截止线光型。

透镜支架5内部被两个隔断结构隔断为三个发光区域，分别对应各个反射腔即第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303，减少了各功能之间的串光风险，避免了杂散光的影响。

薄透镜6外表面的出光面604设计为同一造型面，为一整个光学面；内表面的第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603为多个独立设计的、非连续的光学面。

LED光源模组2的实现近光系统的LED光源模块共用一块PCB板，减少了电子元器件的线路连接和控制系统个数，同时节省了结构空间。

薄透镜6的出光面604和各个功能入光面即第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603、以及其各自分别对应的近光反射碗系统3中的各个反射腔即第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303分别对应地组成系统的设计的各个子模块，各个子模块的位置和设计排布能模块化的替换，子模块的个数可根据要求进行增减，极大节省设计工时和开发成本，并且设计灵活性大幅提高。

反射碗模块3集成在同一反射碗系统中，节省了设计空间和成本；近光反射碗可以根据不同要求进行设计并替换，节省了系统其他零件的开发成本。

薄透镜6的外观倾斜角度可以根据客户造型要求进行调整，可以适应各种客户造型要求，薄透镜6的外观尺寸可以根据客户造型要求进行裁剪，节省了模组其他零件的开发成本。

反射碗模块由至少三个子反射腔组成，每个腔都独立设计和工作，互不干扰，配合电路控制可实现ADB功能，分散设计有利于电子单独控制，提高了模组的功能适应性。

近光base的照射角度范围要求大，并同时兼顾空间利用率，近光base腔体303可采用至少两个反射腔共用一个相同的薄透镜入光面来设计，保证法规要求的前提下提高路面照度的均匀性。

散热器1作用为对LED光源模组2和其他的热风险零件进行散热，避免热风险导致的失效问题。薄透镜6的材料可为为聚碳酸酯即PC或聚甲基丙烯酸甲酯即PMMA或为玻璃材质。

实施例4：

本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。

如图1所示，本实施例提供一种光学系统，包括散热器1、LED光源模组2、反射碗模块3、近光遮光板4、透镜支架5、薄透镜6。

反射碗模块3包括第一近光spot腔体301、第二近光spot腔体302、近光base腔体303。第一截止线遮光板401和第二截止线遮光板402组成近光遮光板4。对应的薄透镜的第一近光spot入光面601、第二近光spot入光面602、近光base入光面603。

LED光源模组2安装到散热器1上，近光遮光板4装配于散热器1，本实施例中近光遮光板4采用铆接到散热器1上，反射碗模块3装配于散热器1上，本实施例中反射碗模块3通过螺丝固定到散热器1上，薄透镜6安装在透镜支架5上，然后将此分总成装配于散热器1上，本实施例中透镜支架5通过螺丝安装到散热器1上，本实施例中薄透镜6通过卡扣安装到透镜支架5上。

如图2俯视图及其剖面图3和图4所示，本实施例涉及的近光系统，由3颗LED光源组成，其中位于图3的第一近光spot腔体301的区域的1颗LED光源实现第一近光spot近光45°光型，其原理是采用近场成像光学设计，LED光线经第一近光spot腔体301反射到对应薄透镜6的第一近光spot入光面601的焦点处，光线被第一近光遮光板401遮挡形成倒立的近光45°光型，根据透镜成像原理，光线通过薄透镜6的第一近光spot入光面601和出光面604折射到路面上的光型被放大及再次倒立，形成均匀的近光45°光型，同理适用于第二近光spot腔体302形成第二近光spot近光45°光型。位于图4的近光base腔体303的1颗LED光源实现近光base光型(即近光水平光型)，其原理采用远场光学设计，无需透镜进行成像放大作用，仅需等壁厚的薄透镜即可满足设计要求，所以LED光线经近光base腔体303反射，即可形成较大展宽的均匀近光base光型，光线经过薄透镜6的近光base入光面603和出光面604进行偏折在路面上形成近光base光型。最终第一近光spot近光45°光型、第二近光spot近光45°光型以及近光base光型组合形成完整的近光光型。

如图5和图6所示，图6为图5的C-C剖视图，模组的各个功能区域被透镜支架5的三个隔断区间划分，保证了各个功能的正常工作。反射碗模块3的三个腔对应不同的薄透镜区域，每个腔中对应放置一颗LED，近光LED集成在同一LED光源模组中，节省了设计空间和成本。不同功能区域的不同光场设计避免了大角度倾斜的造型时引起的功能区域前后摆放位置的落差，节省了模组前后空间大小；同时采用远场光学设计的近光base功能区域减少了近场成像光学系统因大角度倾斜造型对base展宽的影响，保证了base光型的效率和均匀性；其反射碗不受摆放位置的影响，前后位置可以随意摆放，所以可以与两侧spot反射碗系统处于同一水平位置；同时对于base区域的设计来说光线无需经过透镜成像，仅需等壁厚的薄透镜即可实现光学性能，所以近光base入光面603可以是与出光面604是曲率参数完全相同的曲面，此区域为等壁厚的薄透镜，避免了大角度倾斜的造型影响形成不对称的光型，如果是近光base入光面603采用近场设计，则由于大角度倾斜造型必然会导致不对称光型问题，但本设计使用的近光base入光面603采用远场设计，仅需控制模组系统后侧的反射式结构和入射至近光base入光面603的光线方向即能通过从这一部分出射的出光面604光线方向和入射至近光base入光面603区域的光线方向一致，使即使面对大角度倾斜造型光型能避免不对称问题，实现大角度倾斜的模组造型设计，满足客户需求；同时可以随意调节位置的近光base入光面603与两侧第一近光spot入光面601和第二近光spot入光面602更容易进行结构尺寸匹配，减少了大角度倾斜造型引起的入光面落差，实现了减小厚度的薄透镜6基础上，更能灵活调节和控制入光面多区域的落差，降低了加工难度，提高成型后入光面在光学效果方面呈现。

如图7所示，近光遮光板4由近光45°的第一截止线遮光板401和近光45°的第二截止线遮光板402构成，其结构由倒Z字的台阶面和平面组成，光线通过倒Z字的台阶面中的连接斜面与水平面夹角为45°，从而产生45°的近光光型(近光spot的截止线光型)。

如图8所示，集成的薄透镜6被分割为若干个区域，每个区域对应不同的反射碗和LED光源，实现不同的功能，相同的外表面提高了模组的整体外观效果。

本实施例模组开口仅为窄20mm*60mm，其中高度20mm属于窄开口模组。本实施例的近光模组的倾斜角(造型倾斜角)是选择20°。

本发明集成的反射碗由不同的反射腔组成，通过功能划分实现不同功能的设计，并分别对应不同的薄透镜区域，每一个薄透镜内表面由于不同的功能需求而单独设计，从而保证了外表面的一致性，提高了整体模组的外观效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，包括：散热器(1)、LED光源模组(2)、反射碗模块(3)、近光遮光板(4)、透镜支架(5)以及薄透镜(6)；

所述LED光源模组(2)、所述反射碗模块(3)、所述近光遮光板(4)以及所述透镜支架(5)均设置在所述散热器(1)上；所述反射碗模块(3)包括多个腔体，所述薄透镜(6)包括出光面(604)和多个入光面，所述透镜支架(5)上设置有隔断结构，所述隔断结构将所述透镜支架(5)的内部隔断为多个发光区域，所述腔体、所述发光区域以及所述入光面之间一一对应设置；多个所述腔体为水平布置的功能分布；

所述LED光源模组(2)发出的光线经所述腔体的内侧壁反射后到达所述近光遮光板(4)，光线通过所述近光遮光板(4)后到达所述入光面，最后光线通过所述出光面(604)射出。

2.根据权利要求1所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述反射碗模块(3)包括第一近光spot腔体(301)、第二近光spot腔体(302)以及近光base腔体(303)；

所述薄透镜(6)包括第一近光spot入光面(601)、第二近光spot入光面(602)、近光base入光面(603)以及出光面(604)；

所述第一近光spot腔体(301)、所述第二近光spot腔体(302)、所述近光base腔体(303)分别对应所述第一近光spot入光面(601)、所述第二近光spot入光面(602)、所述近光base入光面(603)设置；

所述LED光源模组(2)发出的光线经所述第一近光spot腔体(301)的内侧壁、所述第二近光spot腔体(302)的内侧壁、所述近光base腔体(303)的内侧壁反射后形成三路光线，三路光线均到达所述近光遮光板(4)，三路光线通过所述近光遮光板(4)后分别到达所述第一近光spot入光面(601)、所述第二近光spot入光面(602)、所述近光base入光面(603)，最后三路光线均通过所述出光面(604)射出。

3.根据权利要求2所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述第一近光spot腔体(301)为近光45°光型，所述第二近光spot腔体(302)为近光45°光型，所述近光base腔体(303)为近光水平光型；

所述第一近光spot入光面(601)为近光45°光型，所述第二近光spot入光面(602)为近光45°光型，所述近光base入光面(603)为近光水平光型。

4.根据权利要求2所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述第一近光spot腔体(301)、所述第二近光spot腔体(302)以及所述近光base腔体(303)为水平布置的功能分布；

所述第一近光spot入光面(601)、所述第二近光spot入光面(602)、所述近光base入光面(603)呈角度θ倾斜设置，所述θ为0～40°。

5.根据权利要求1所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述第一近光spot腔体(301)、所述第二近光spot腔体(302)、所述第一近光spot入光面(601)、所述第二近光spot入光面(602)采用近场光学设计；

所述近光base腔体(303)、所述近光base入光面(603)采用远场光学设计。

6.根据权利要求1所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述近光base入光面(603)与所述出光面(604)为完全相同的曲面。

7.根据权利要求2所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述LED光源模组(2)包括至少三颗LED光源；

所述至少三颗LED光源中：至少一颗LED光源对应所述第一近光spot腔体(301)设置，用于实现近光spot光型；另外的至少一颗LED光源对应所述第二近光spot腔体(302)设置，用于实现近光spot光型；再另外的至少一颗LED光源对应所述近光base腔体(303)设置，用于实现近光base光型。

8.根据权利要求1所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述近光遮光板(4)包括第一近光截止线遮光板(401)和第二近光截止线遮光板(402)；

所述第一近光截止线遮光板(401)和所述第二近光截止线遮光板(402)均包括倒Z字的台阶面和水平面；所述水平面连接设置在所述倒Z字的台阶面上；

所述倒Z字的台阶面中的连接斜面与连接水平面夹角为45°，光线通过所述倒Z字的台阶面中的连接斜面产生45°的近光光型。

9.根据权利要求1所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述透镜支架(5)内部被第一隔断结构(701)和所述第二隔断结构(702)隔断为三个发光区域，三个所述发光区域分别对应所述第一近光spot腔体(301)、所述第二近光spot腔体(302)、所述近光base腔体(303)设置。

10.根据权利要求1所述的倾斜大角度的薄厚度单透镜模组光学系统，其特征在于，所述薄透镜(6)的外表面设置为一连续的光学面，作为所述出光面(604)；

所述薄透镜(6)的内表面设置为多个独立的、非连续的光学面，分别作为所述第一近光spot入光面(601)、所述第二近光spot入光面(602)、所述近光base入光面(603)。

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