CN116241821A - 多像素自适应远光模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多像素自适应远光模组，包括：沿出光方向依次设置的光源组件、微透镜、多腔体结构、内透镜以及外透镜；所述光源组件包括多个光源组，所述微透镜包括多个微型聚光单元，所述多腔体结构包括多个分隔腔体，所述内透镜包括多个腔体透镜；所述光源组、所述微型聚光单元、所述分隔腔体、所述腔体透镜之间一一对应设置；所述光源组发出的光线依次通过所述微型聚光单元、所述分隔腔体、所述腔体透镜、所述外透镜，形成多个互相独立的光路，各个光路形成的投影在设定投影距离处重叠，组合形成完整的照明投影。本发明通过采用分腔叠加能量的结构，解决了窄开口模组无法实现高能量密度的问题。

Description

多像素自适应远光模组

技术领域

本发明涉及汽车车灯技术领域，具体地，涉及一种多像素自适应远光模组，尤其是一种利用多腔叠加的多像素自适应远光模组。

背景技术

如图1所示，透镜焦距与光学系统效率和照度值(单位面积的光线数)有着密切联系。在传统的大开口透镜(外透镜)下，透镜焦距一般使用长焦透镜(微透镜)，即长焦距大开口透镜，这样可以获得更好的光学效率和照度值，如图1中的a，光学效率高且照度高；在较窄的外透镜纵向开口下，如果仍使用长焦的透镜(微透镜)，即长焦距窄开口透镜，部分边缘光线会射出透镜导致光学系统的效率降低，如图1中的b，光学效率低但照度低；如果使用短焦的透镜，即短焦距窄开口透镜，光线可以大部分射入透镜保证系统的光学效率，但短焦的透镜会导致部分的光线不能准直射出，这样会导致光学系统的照度值降低，如图1中的c，光学效率高但照度低。如此会形成一个矛盾的情况：在窄开口的模组下的光学效率与出射照度值很难同时满足。

传统的单腔多像素ADB模组的原理如图1所示，其中每个像素都由单独的光源经光学系统投射后形成，由于光源排布存在间隙，经过光学系统投射后的光学图案是存在间隙的多像素阵列图案。该间隙的存在会影响光型整体的均匀性，一般需要在光学透镜的外表面添加一定的花纹去补偿光型的均匀性，即通过微花纹去将部分像素光型扩散到间隙之中，补偿后整体光型也会存在亮区-暗区-亮区的不均匀光型，该间隙的存在导致光型存在明暗相接的条纹，如图17所示，影响乘客驾驶安全性，这是传统单腔多像素ADB模组不均匀的设计弊端。

公开号为CN214222983U的专利文献公开了一种ADB车灯模组，包括多个远光光源、微透镜、半柱面透镜和透镜；多个所述远光光源线性排列，且适于独立控制亮灭，所述微透镜上包括线性排列的多个聚光单元，每个所述聚光单元与一个所述远光光源对应设置；所述半柱面透镜为柱面轴与所述远光光源排列方向一致的柱面透镜的下半部分，所述半柱面透镜位于所述微透镜的下半部分的前方，所述透镜位于所述半柱面透镜的前方。但是该专利文献所利用的外透镜开口较大，不能满足目前主流的窄开口造型需求，且该专利文献为单腔系统结构，光型会存在明暗相接条纹，需采取在外透镜上添加皮纹等手段弱化该缺陷。

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多像素自适应远光模组。

根据本发明提供的一种多像素自适应远光模组，包括：沿出光方向依次设置的光源组件、微透镜、多腔体结构、内透镜以及外透镜；

所述光源组件包括多个光源组，所述微透镜包括多个微型聚光单元，所述多腔体结构包括多个分隔腔体，所述内透镜包括多个腔体透镜；所述光源组、所述微型聚光单元、所述分隔腔体、所述腔体透镜之间一一对应设置；

所述光源组发出的光线依次通过所述微型聚光单元、所述分隔腔体、所述腔体透镜、所述外透镜，形成多个互相独立的光路，各个光路形成的投影在设定投影距离处重叠，组合形成完整的照明投影。

优选的，所述光源组包括多个LED光源；

多个所述LED光源在设定投影距离处形成与所述LED光源的个数对应的像素数，多个像素组合构成一个投影光型。

优选的，每个所述光源组内的多个所述LED光源设置于同一直线上。

优选的，所述多腔体结构包括多个分隔板；

多个所述分隔板间隔设置，相邻所述分隔板之间形成一个所述分隔腔体，多个所述分隔板之间形成多个所述分隔腔体。

优选的，所述分隔板上设置有柱状花纹。

优选的，所述多腔体结构还包括遮挡壳体；

多个所述分隔板间隔设置在所述遮挡壳体内，所述遮挡壳体内形成多个所述分隔腔体。

优选的，所述遮挡壳体的两端均为开口端；

所述微透镜设置在所述遮挡壳体的一开口端，所述内透镜设置在所述遮挡壳体的另一开口端。

优选的，还包括固定壳体，所述固定壳体的两端均为开口端；

所述外透镜安装在所述固定壳体的一开口端，所述光源组件安装在所述固定壳体的另一开口端；

所述微透镜、所述多腔体结构以及所述内透镜沿出光方向依次设置在所述固定壳体内。

优选的，多个所述光源组设置在PCB板；

多个所述光源组平行排列在同一直线上，所述PCB板设置在所述微透镜的入光端。

优选的，所述PCB板上设置有散热组件，所述散热组件用于给所述光源散热。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明利用分腔叠加原理，在模组透镜开口较窄的情况下实现高亮度照明，提升驾驶安全性；

2、本发明在窄开口的情况下，同时满足了光学系统高的光学效率与照度值；

3、本发明通过采用分腔叠加能量的结构，解决了窄开口模组无法实现高能量密度的问题；

4、本发明通过采用分腔结构中不同光型的角度偏差，解决了单腔结构中存在明暗不均匀的条纹问题，实现了均匀照明的安全驾驶效果；

5、本发明的不同腔体出射的像素之间存在叠加，相邻像素之间不存在间隙，整体光型可以保持良好的均匀性，解决了传统单腔多像素ADB模组不均匀的弊端，用叠加解决窄透镜的照度，满足整体的光效和照度。

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为现有技术中的单腔多像素ADB模组的原理示意图；

图2为一实施例中的多像素自适应远光模组的光路示意图；

图3为一实施例中的多像素自适应远光模组的外透镜的结构示意图；

图4为一实施例中的多像素自适应远光模组的内透镜的结构示意图；

图5为一实施例中的多像素自适应远光模组的微透镜的结构示意图；

图6为一实施例中的多像素自适应远光模组的光源组的分布示意图；

图7为突出显示一实施例中的多像素自适应远光模组的分腔遮挡结构的俯视图；

图8为突出显示内透镜和光源组的光路示意图；

图9为一实施例中的多像素自适应远光模组的光型叠加示意图；

图10为一实施例中的多像素自适应远光模组的分腔遮挡结构的侧视图；

图11为一实施例中的多像素自适应远光模组的三维视图；

图12为一实施例中的多像素自适应远光模组的正视图；

图13为一实施例中的多像素自适应远光模组的左视图；

图14为一实施例中的多像素自适应远光模组的俯视图；

图15为一实施例中的多像素自适应远光模组的固定壳体的结构示意图；

图16为一实施例中的多像素自适应远光模组的散热部件的结构示意图；

图17为现有技术的光型示意图。

图中示出：

外透镜101 第一分隔板1052

内透镜102 第二分隔板1053

第一腔体透镜1021 第一分隔腔体1054

第二腔体透镜1022 第二分隔腔体1055

第三腔体透镜1023 第三分隔腔体1056

微透镜103 光源组件106

第一微型聚光单元1031 第一光源组1061

第二微型聚光单元1032 第二光源组1062

第三微型聚光单元1033 第三光源组1063

固定壳体104 散热组件107

多腔体结构105 PCB板108

遮挡壳体1051

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2～16所示，本实施例提供一种多像素自适应远光模组，包括：沿出光方向依次设置的光源组件106、微透镜103、多腔体结构105、内透镜102以及外透镜101，光源组件106包括多个光源组，微透镜103包括多个微型聚光单元，多腔体结构105包括多个分隔腔体，内透镜102包括多个腔体透镜，光源组、微型聚光单元、分隔腔体、腔体透镜之间一一对应设置，光源组发出的光线依次通过微型聚光单元、分隔腔体、腔体透镜、外透镜101，形成多个互相独立的光路，各个光路形成的投影在设定投影距离处重叠，组合形成完整的照明投影。

分隔腔体的腔数为至少为两个，具体数量可根据所需要的光学性能进行确定，如图10所示，本实施例中，分隔腔体设置为三个，分别为第一分隔腔体1054、第二分隔腔体1055、第三分隔腔体1056。

如图2所示，光源组设置为三个，分别为第一光源组1061、第二光源组1062、第三光源组1063。微型聚光单元设置为三个，分别为第一微型聚光单元1031、第二微型聚光单元1032、第三微型聚光单元1033。腔体透镜设置为三个，分别为第一腔体透镜1021、第二腔体透镜1022、第三腔体透镜1023。

一个光源组、一个微型聚光单元、一个分隔腔体、一个腔体透镜以及外透镜形成一个独立的光路。

如图4、图7、图10所示，第一光源组1061、第一微型聚光单元1031、第一分隔腔体1054、第一腔体透镜1021之间一一对应设置，第一光源组1061发出的光线依次通过第一微型聚光单元1031、第一腔体透镜1021、外透镜101产生形成于第一分隔腔体1054的独立光束；第二光源组1062、第二微型聚光单元1032、第二分隔腔体1055、第二腔体透镜1022之间一一对应设置，第二光源组1062发出的光线依次通过第二微型聚光单元1032、第二腔体透镜1022、外透镜101产生形成于第二分隔腔体1055的独立光束；第三光源组1063、第三微型聚光单元1033、第三分隔腔体1056、第三腔体透镜1023之间一一对应设置，第三光源组1063发出的光线依次通过第三微型聚光单元1033、第三腔体透镜1023、外透镜101产生形成于第三分隔腔体1056的独立光束。

本实施例中，形成三个相互独立的光束。第一分隔腔体1054、第二分隔腔体1055以及第三分隔腔体1056各自形成的光路将在设定投影距离处重叠，组合形成完整的照明投影。本实施例中的光源组件106、微透镜103、内透镜102以及外透镜101，在一种具体的实现方式中可以为如图3～5中的形式。

每个光源组包含至少两颗LED光源，如图6所示，设置有三个光源组，分别为第一光源组1061、第二光源组1062、第三光源组1063。其中，第一光源组1061设有5颗LED光源，第二光源组1062设置有5颗LED光源，第三光源组1063设置有4颗LED光源，如图7和图8所示，各光源组各自向前方投射，将在对应的腔体形成对应的3个光路，其中，第一光源组1061将在前方设定投影距离处投射出5个像素组成的光型，第二光源组1062将在前方设定投影距离处投射出5个像素组成的光型，第三光源组1063将在前方设定投影距离处投射出4个像素组成的光型，同时，根据实际照明需要，各光源组LED光源的排布方式可以做适应性的调整，如图6所示，例如对于第一光源组1061来说，5颗LED光源的间距可以是不同的。

如图9所示，以每个光源组均设置有3颗LED光源为例进行说明，第一分隔腔体1054将在前方投射出M-1、M、M+1三个像素(图中的C1区域)，第二分隔腔体1055将在前方投射出N-1、N、N+1三个像素(图中的C2区域)，第三分隔腔体1056将在前方投射0-1、0、0+1三个像素(图中的C3区域)，三腔的光型重叠后将表现出图示中的光型。本实施例通过先分腔打出光线，再使各分腔的光线在远处重叠起来的方式解决了窄开口出光的问题，同时多个像素的叠加，还解决了传统方式中重叠处容易存在暗区的问题。

多腔体结构105包括多个分隔板，多个分隔板间隔设置，相邻分隔板之间形成一个分隔腔体，多个分隔板之间形成多个分隔腔体。分隔板上设置有柱状花纹。多腔体结构105还包括遮挡壳体1051，多个分隔板间隔设置在遮挡壳体1051内，遮挡壳体1051内形成多个分隔腔体。遮挡壳体的两端均为开口端，微透镜103设置在遮挡壳体的一开口端，内透镜102设置在遮挡壳体的另一开口端。分隔板上设置的柱状花纹对打在分隔板上的光线进行散射，防止各分腔之间的光路互相串扰。

本实施例中，分隔板设置为两个，分别为第一分隔板1052、第二分隔板1053，通过第一分隔板1052和第二分隔板1053将遮挡壳体1051的内部分隔为第一分隔腔体1054、第二分隔腔体1055、第三分隔腔体1056。在实际应用过程中，可根据实际需要对腔体数进行调节，本实施例对分腔的数量并不做限制。

三腔叠加的设计原理如图2所示，每个分隔腔体对应：一个光源组、一个微型聚光单元、一个腔体透镜以及外透镜101。

光源组包括多个LED光源，多个LED光源在设定投影距离处形成与LED光源的个数对应的像素数，多个像素组合构成一个投影光型。每个光源组内的多个LED光源设置于同一直线上。

如图11～15所示，本实施例的多像素自适应远光模组还包括固定壳体104，固定壳体104的两端均为开口端，外透镜101安装在固定壳体104的一开口端，光源组件106安装在固定壳体104的另一开口端，微透镜103、多腔体结构105以及内透镜102沿出光方向依次设置在固定壳体104内。

多个光源组设置在PCB板108，多个光源组平行排列在同一直线上，PCB板108设置在微透镜103的入光端。PCB板108上设置有散热组件107，散热组件107用于给光源散热。散热组件107为具有多鳍结构的金属板，PCB板108和金属板之间通过导热胶水粘连在一起。

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。

在窄开口的情况下，为了同时满足光学系统高的光学效率与照度值，本实施例提供了一种利用多腔叠加的多像素自适应远光模组。

本实施例中，多腔的腔数为至少为2个，具体数量可根据所需要的光学性能进行确定。

本实施例中以三腔叠加为例进行说明，三腔叠加的设计原理如图2所示，每个腔包括：光源组件106、微透镜103、多腔体结构105、内透镜102以及外透镜101。

光源组件106包括多个光源组，多腔体结构105包括多个分隔腔体，微透镜103包括多个微型聚光单元，内透镜102包括多个腔体透镜。光源组、分隔腔体、微型聚光单元、腔体透镜之间一一对应设置。

其中，微透镜103设置于光源组件106和内透镜102之间，外透镜101设置于整个远光模组的最外侧出光侧。光源组件106包括多个光源组，每个光源组都包括至少两个LED光源，至少两个光源被配置平行排列在同一直线上，由此每个照明腔都可以形成多个像素，多个照明腔产生的像素能够在车辆前方可以叠加，微透镜103包括多个微型聚光单元，微型聚光单元的数量等于光源组数，单颗LED光源发出的光线经过微透镜103、内透镜102、外透镜101后在车辆前方所形成的照明区域称为像素。每个光源组的光源数量可根据所需要的像素数量进行调整。

根据分隔腔体的位置，可以将三个腔体的分别命名为第一分隔腔体、第二分隔腔体、第三分隔腔体、……、第N分隔腔体。中间区域的光型由N个腔体的光型叠加形成，由于每个腔体都存在多个像素，这样可以保证在中间区域内的光型都是由N个腔的光型叠加后形成的，当投射的距离足够远时，N个腔体的投射的光型将在远处叠加，叠加后的光型最高照度提升N倍左右。

其中主要特征元件包含图3中的外透镜101、图4中的内透镜102、图5中的微透镜103以及图15中的固定壳体104。

对应于分腔的数量，LED光源为分布呈多组排列在PCB板上，各个光源能够独立地控制亮灭从而独立地控制照明光形中每个像素的明暗，形成ADB功能。

微透镜103上具有一系列排列的微型聚光单元，其数量与光源组数量一一对应，可将光源射出的光线进行一次整合，增加进入系统的光线数提升光学效率。通过调整每个微透镜的轮廓面曲率和大小可控制投射在屏幕上单个像素的大小与形状。

外透镜101和内透镜102的主要作用是将经过微透镜后的单个像素的图像投射到距离25米外的位置。外透镜101的造型为连续且具有一定弧度的连续面，其造型可根据实际需求进行更改，内透镜102为分成多腔的组合透镜。由于不同腔光源相对于内透镜102焦点的距离不同，不同腔出射的像素的扩散角度也因此不同，因此最终投射在屏幕上的光型存在不同腔不同扩散角度的叠加。

本实施例的利用多腔叠加的多像素自适应远光模组还包括：图16中的散热器。

其中，光源的散热组件107为具有多鳍结构的金属板，其主要作用为将光源器件发光产生的热量进行散热，避免因温度过高导致发光器件的工作效率下降。通常在光源106和光源的散热组件107之间还涂覆具有散热作用的导热胶水。

固定部件105可通过卡扣等固定方式将第二光学部件102连接在固定壳体104中，分腔遮挡结构105之间具有柱状花纹的挡板结构，其主要作用是避免不同腔之间的光线窜光而形成杂散光。部分从光源出射的边缘光线，会进入内透镜102相邻腔内形成杂散光，可能会对对方驾驶员或行人形成干扰，分腔遮挡结构105的柱状花纹的挡板可有效对射入其他腔内的杂散光进行吸收，杂散光会消除。

本实施例中使用的多腔概念中，不同腔出射的像素之间存在叠加，相邻像素之间不存在间隙，即使不在光学透镜表面添加微花纹等补偿手段，整体光型仍可以保持良好的均匀性，该设计解决了传统单腔多像素ADB模组不均匀的弊端，用叠加解决窄透镜的照度，满足整体的光效和照度，窄透镜是指定的。

本发明通过采用分腔叠加能量的结构，解决了窄开口模组无法实现高能量密度的问题。

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)

1.一种多像素自适应远光模组，其特征在于，包括：沿出光方向依次设置的光源组件(106)、微透镜(103)、多腔体结构(105)、内透镜(102)以及外透镜(101)；

所述光源组件(106)包括多个光源组，所述微透镜(103)包括多个微型聚光单元，所述多腔体结构(105)包括多个分隔腔体，所述内透镜(102)包括多个腔体透镜；所述光源组、所述微型聚光单元、所述分隔腔体、所述腔体透镜之间一一对应设置；

所述光源组发出的光线依次通过所述微型聚光单元、所述分隔腔体、所述腔体透镜、所述外透镜(101)，形成多个互相独立的光路，各个光路形成的投影在设定投影距离处重叠，组合形成完整的照明投影。

2.根据权利要求1所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，所述光源组包括多个LED光源；

多个所述LED光源在设定投影距离处形成与所述LED光源的个数对应的像素数，多个像素组合构成一个投影光型。

3.根据权利要求2所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，每个所述光源组内的多个所述LED光源设置于同一直线上。

4.根据权利要求1所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，所述多腔体结构(105)包括多个分隔板；

多个所述分隔板间隔设置，相邻所述分隔板之间形成一个所述分隔腔体，多个所述分隔板之间形成多个所述分隔腔体。

5.根据权利要求4所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，所述分隔板上设置有柱状花纹。

6.根据权利要求4所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，所述多腔体结构(105)还包括遮挡壳体(1051)；

多个所述分隔板间隔设置在所述遮挡壳体(1051)内，所述遮挡壳体(1051)内形成多个所述分隔腔体。

7.根据权利要求6所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，所述遮挡壳体的两端均为开口端；

所述微透镜(103)设置在所述遮挡壳体的一开口端，所述内透镜(102)设置在所述遮挡壳体的另一开口端。

8.根据权利要求1所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，还包括固定壳体(104)，所述固定壳体(104)的两端均为开口端；

所述外透镜(101)安装在所述固定壳体(104)的一开口端，所述光源组件(106)安装在所述固定壳体(104)的另一开口端；

所述微透镜(103)、所述多腔体结构(105)以及所述内透镜(102)沿出光方向依次设置在所述固定壳体(104)内。

9.根据权利要求1所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，多个所述光源组设置在PCB板(108)；

多个所述光源组平行排列在同一直线上，所述PCB板(108)设置在所述微透镜(103)的入光端。

10.根据权利要求9所述的多像素自适应远光模组，其特征在于，所述PCB板(108)上设置有散热组件(107)，所述散热组件(107)用于给所述光源散热。

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