CN117685528B - 一种改善光斑泛黄的照明模组、车灯和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善光斑泛黄的照明模组，涉及车灯照明技术领域。包括光源，反射镜和外透镜；所述光源发出的光线经反射镜的反射面反射至外透镜，再经外透镜的入光面一次折射和出光面二次折射后形成光斑；所述外透镜在纵向的第一焦点和横向的第二焦点相离，且沿光轴所在方向上，所述第二焦点相对于第一焦点更靠近反射镜；在纵向上，光线在外透镜的出光面二次折射时，沿其法线靠近外透镜中心轴的一侧倾斜，射出平行的光线；在横向上，光线在外透镜的出光面二次折射时，沿其法线背离外透镜中心轴的一侧倾斜，射出发散的光线。本发明改变透镜的出光面在水平方向的折射方向，从而改善光斑整体泛黄的缺点。

Description

一种改善光斑泛黄的照明模组、车灯和车辆

技术领域

本发明涉及车灯照明技术领域，尤其涉及一种改善光斑泛黄的照明模组、车灯和车辆。

背景技术

随着车灯照明技术的发展，车灯照明模组越来越多样化，对出射光斑的要求也越来越高。

但现在的车灯模组在透镜出光面处光线发生色散，在光斑上主要体现为相互分离的黄光和蓝光。理论上，相邻的光线分离的黄光和蓝光相互叠加会重新形成纯净的白光，但实际上，技术人员发现，由于光斑上，光斑的亮度（即光线密度）沿着黄光和蓝光分离的方向呈下降趋势。因此，相叠加的黄光强度大于蓝光强度，导致光斑强度整体泛黄。

而泛黄的光斑给行车带来的问题包括：

（1）偏黄的光线可能会降低驾驶者的视觉效果，夜间行驶时，黄色光线会使驾驶人眼感知上与白光部分产生强烈对比，从而减弱对道路和障碍物的识别能力。

（2）对比度降低：偏黄的光线可能会降低道路上的对比度，使得对障碍物、车辆、行人等更难以被注意到，从而引发交通事故的发生。

另外，现代车灯制造是平台化、模组化的，各个部件都有专门的标准，牵一发而动全身，对现有车灯的改造，应该遵循影响最小化的原则，尽可能减少需要修改的部件，从而降低成本，提高效率，提高对各种类型车灯的适应性。

因此，如何在最小化改造的前提下改善光斑泛黄的照明模组是亟待解决的难题之一。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种改善光斑泛黄的照明模组、车灯和车辆，改变透镜的出光面在水平方向的折射方向，从而改善光斑整体泛黄的缺点。

第一方面，本发明提供一种改善光斑泛黄的照明模组，包括光源，反射镜和外透镜；所述光源发出的光线经反射镜的反射面反射至外透镜，再经外透镜的入光面一次折射和出光面二次折射后形成光斑；所述外透镜在纵向的第一焦点和横向的第二焦点相离，且沿光轴所在方向上，所述第二焦点相对于第一焦点更靠近反射镜；

在纵向上，光线在外透镜的出光面二次折射时，沿其法线靠近外透镜中心轴的一侧倾斜，射出平行的光线；

在横向上，光线在外透镜的出光面二次折射时，沿其法线背离外透镜中心轴的一侧倾斜，射出发散的光线。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述外透镜的入光面为平面。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述外透镜的入光面为在横向上朝向出光面内凹的弧面，所述外透镜沿光轴所在的方向等宽。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述外透镜在纵向的第一焦点和横向的第二焦点相离是通过外透镜的出光面在纵向和横向上设置不同的曲率半径来实现的。

在本发明第一方面的某些实施例中，横向上的曲率半径大于纵向上的曲率半径。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述第一焦点位于所述外透镜的入光面上。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述第一焦点位于所述外透镜的入光面与反射镜之间。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述反射镜呈的反射面呈椭球面，包括第三焦点和第四焦点，所述光源设置于所述第三焦点，发出的光线经反射面反射后汇聚于第四焦点。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述外透镜的第一焦点与所述反射面的第四焦点重合。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述外透镜的第一焦点位于相较所述反射面的第四焦点靠近反射镜的一侧。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述第三焦点、第四焦点的连线呈倾斜向上的第一角度。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述第一角度为15°。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述反射镜与外透镜之间设置挡光板，以形成光斑的截止线。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述反射镜与外透镜之间设置有第一内透镜，反射镜射出的光线先经过第一内透镜，经第一内透镜射出后到达外透镜。

在本发明第一方面的某些实施例中，将所述反射镜替换为带全反射功能的第二内透镜，所述第二内透镜包括一全反射面；所述光源发出的光线经第二内透镜的全反射面反射至外透镜，再经外透镜的入光面一次折射和出光面二次折射后形成光斑。

在本发明第一方面的某些实施例中，所述光源采用LED光源。

第二方面，本发明提供一种车灯，采用如第一方面所述的照明模组。

在本发明第二方面的某些实施例中，所述照明模组并排设置有多个。

第三方面，本发明提供一种车辆，采用如第二方面所述的车灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设置外透镜在纵向的第一焦点和横向的第二焦点相离，从而使得光线在外透镜的出光面折射时，在纵向和横向上相对法线发生相反的倾斜；相比于现有的照明模组，本发明呈现在光斑上，相叠加黄光与蓝光的强度差减弱，从而改善了光斑整体泛黄的缺陷。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的分解示意图；

图3为本发明的正向纵剖截面光路图；

图4为本发明形成的光斑示意图；

图5为本发明倾斜一定角度的纵剖截面光路图；

图6为本发明的lz4光线沿纵向的色散示意图；

图7为本发明的光线lz1至lz7沿纵向呈现于光斑的示意图；

图8为本发明的横剖截面光路图；

图9为本发明的lh4光线沿横向的色散示意图；

图10为本发明的光线lh1至lh7沿横向呈现于光斑的示意图；

图11为图7与图9的叠加示意图；

图12为现有照明模组中lh4光线沿横向的色散示意图；

图13为现有照明模组的光线lh1至lh7沿横向呈现于光斑的示意图；

图14为图7与图13的叠加示意图；

图15为本发明另一实施例的照明模组示意图。

图中：

1、光源；

2、反射镜；21、反射面；

3、外透镜；31、入光面；32、出光面；

4、挡光板；

5、散热器；

6、内透镜。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参照图1至图3，本实施例提供一种改善光斑泛黄的照明模组，包括光源1，反射镜2和外透镜3。所述光源1发出的光线经反射镜2的反射面21反射至外透镜3，再经外透镜3的入光面31一次折射和出光面32二次折射后形成如图4所示的光斑。值得一提的是，该光斑中呈现的线条为亮度梯度，即同一条曲线上的亮度相等，并且越靠近光斑顶部中心位置的亮度越强。

所述光源1采用LED光源，可视为点光源或尺寸很小的线光源。

所述反射镜2呈的反射面21呈椭球面，包括第三焦点k3和第四焦点k4，所述光源1设置于所述第三焦点k3，由于椭球面的性质所致，发出的光线经反射面21反射后全部汇聚于第四焦点k4，第四焦点k4处再次射出的光线到达外透镜3的入光面31。

为了使折射的光线能更好地射入外透镜，所述第三焦点k3、第四焦点k4的连线呈倾斜向上的第一角度α，所述第一角度α优选为15°。

请结合图5和图8，所述外透镜3在纵向的第一焦点k1和横向的第二焦点k2相离，且沿光轴o所在方向上，所述第二焦点k2相对于第一焦点k1更靠近反射镜。

其中，所述第一焦点k1优选位于所述外透镜3的入光面31上。在其他实施方案中，所述第一焦点k1也可以位于所述外透镜3的入光面31与反射镜2之间。

下文所提到的纵向和横向所代表的是穿过光轴o所在的竖直平面和水平平面。

请参照图5和图6，在纵向上，光线Lz1至Lz7在外透镜3的出光面32二次折射时，沿其法线a1靠近外透镜3中心轴（即光轴o）的一侧倾斜，射出平行的光线。

请参照图6，以光线Lz4为例，光线Lz4在出光面32发生二次折射的同时，还会发生色散现象，主要分为黄色和蓝色。由于波长较长的折射率小，产生较小的偏角。因此黄色相较于蓝色，产生更小的偏角。即，光线Lz4发生在出光面色散为黄色光线Lzy和蓝色光线Lzb，且黄色光线Lzy比蓝色光线Lzb更远离光轴o。

呈现在光斑上的效果如图7所示，其中，光线Lz4的点沿纵向分为两部分，上部分空白代表蓝色光线，下部分阴影代表黄色光线。

同理，请参照图8和图9，在横向上，光线Lh1至Lh7在外透镜3的出光面32二次折射时，沿其法线a2背离外透镜3中心轴（即光轴o）的一侧倾斜，射出发散的光线。

请参照图9，以光线Lh4为例，光线Lh4在出光面32发生二次折射的同时，同样会发生色散现象。即，光线Lh4发生在出光面32色散为黄色光线Lhy和蓝色光线Lhb，且黄色光线Lhy比蓝色光线Lhb更靠向光轴o。

呈现在光斑上的效果如图10所示，其中，光线Lh4的点沿横向分为两部分，左部分空白代表蓝色光线，右部分阴影代表黄色光线。

指的说明的是，本实施例中的光线Lz4和光线Lh4在光斑上相重合，最终光线Lh1至Lh7和光线Lz1至Lz7呈现在光斑上的效果如图11所示，以光线Lz4和光线Lh4为例，在左上角呈现出蓝色区域，右下角呈现出黄色区域，即整体沿x1所在的方向的色散区域。该x1方向与光斑的亮度梯度曲线基本重合，也就是说相邻光线所叠加的黄色光线和蓝色光线的强度基本相等，从而形成均匀的白光，能够大大减弱现有光斑整体泛黄的缺陷。

为了进一步说明本实施例所产生的效果，以下增加现有照明模组的方案说明。

如图12所示，同样以光线Lh4为例，现有的照明模组在横向上，光线Lh4在出光面32发生二次折射时，光线Lh4与纵向一样沿其法线a1靠近外透镜3中心轴（即光轴o）的一侧倾斜。即色散为黄色光线Lhy和蓝色光线Lhb，且黄色光线Lhy比蓝色光线Lhb更远离光轴o。

呈现在光斑上的效果如图13所示，其中，光线Lh4的点沿横向分为两部分，左部分阴影代表黄色光线，右部分空白代表蓝色光线。

最终，因此最终光线Lh1至Lh7和光线Lz1至Lz7呈现在光斑上的效果如图14所示。同样以光线Lz4和光线Lh4为例，在右上角呈现出蓝色区域，左下角呈现出黄色区域，即整体沿x2所在的方向的色散区域。该x2方向与光斑的亮度梯度曲线垂直，也就是说相邻光线所叠加的黄色光线会强于蓝色光线的强度，从而导致光斑整体泛黄。

外透镜3的入光面31也可由多种形状，例如包括：

一、所述外透镜3的入光面31采用平面。

二、所述外透镜3的入光面31为在横向上朝向出光面内凹的弧面，所述外透镜沿光轴所在的方向等宽，形成和出光面32等距的曲线。

本实施例中，所述外透镜3在纵向的第一焦点k1和横向的第二焦点k2相离是通过外透镜3的出光面在纵向和横向上设置不同的曲率半径来实现的，具体的，横向上的曲率半径大于纵向上的曲率半径。

为了光斑能够达成规定的光形，还需要对反射镜2和外透镜3的距离进行设计。可以设置为以下两种：

一、作为优选，外透镜的第一焦点k1与所述反射面21的第四焦点k4重合。

二、外透镜3的第一焦点k1位于相较所述反射面21的第四焦点k4靠近反射镜的一侧，即相较于第一种实施方式，调整外透镜3向反射镜2一侧靠拢。

该照明模组作为近光灯使用是，对于其光形的要求还包括截止线，为了适应截止线的要求，本实施例在所述反射镜2与外透镜3之间设置挡光板4，以形成光斑的截止线。

同时，还设置散热器5，用于对照明模组进行散热，散热器5紧贴光源1设置，反射镜2固定于散热器5的上侧。

实施例二：

为了进一步增强反射镜2和外透镜3之间光线的折射效果， 从而减小照明模组整体的体积。如图15所示，本实施例二提供一种基于双透镜的改善光斑泛黄的照明模组，在实施例一的基础上，所述反射镜2与外透镜3之间设置有第一内透镜6，反射镜2射出的光线先经过第一内透镜6，经第一内透镜6射出后到达外透镜3，经过两次折射，可减小照明模组沿光轴o的方向的长度，减小整体的体积。

实施例三：

在上述实施例一和实施例二的方案中，采用反射镜2来实现对光源1发出光线的折射和汇聚。在本实施例三中，提供一种基于全反射功能的改善光斑泛黄的照明模组，在实施例一的基础上，将所述反射镜2替换为带全反射功能的第二内透镜，所述第二内透镜包括一全反射面；所述光源发出的光线经第二内透镜的全反射面反射至外透镜，再经外透镜的入光面一次折射和出光面二次折射后形成光斑。

实施例四：

本实施例四提供一种车灯，采用如实施例一或实施例二或实施例三所述的照明模组，在一个车灯中，照明模组可并排设置有多个。

实施例五：

本实施例提供一种车辆，采用如实施例四所述的车灯，从而改善形成过程中照明光斑整体泛黄的缺陷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (19)

1.一种改善光斑泛黄的照明模组，包括光源，反射镜和外透镜；所述光源发出的光线经反射镜的反射面反射至外透镜，再经外透镜的入光面一次折射和出光面二次折射后形成光斑；其特征在于，所述外透镜在纵向的第一焦点和横向的第二焦点相离，且沿光轴所在方向上，所述第二焦点相对于第一焦点更靠近反射镜；

在纵向上，光线在外透镜的出光面二次折射时，沿其法线靠近外透镜中心轴的一侧倾斜，射出平行的光线；

在横向上，光线在外透镜的出光面二次折射时，沿其法线背离外透镜中心轴的一侧倾斜，射出发散的光线。

2.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述外透镜的入光面为平面。

3.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述外透镜的入光面为在横向上朝向出光面内凹的弧面，所述外透镜沿光轴所在的方向等宽。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述外透镜在纵向的第一焦点和横向的第二焦点相离是通过外透镜的出光面在纵向和横向上设置不同的曲率半径来实现的。

5.根据权利要求4所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，横向上的曲率半径大于纵向上的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述第一焦点位于所述外透镜的入光面上。

7.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述第一焦点位于所述外透镜的入光面与反射镜之间。

8.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述反射镜呈的反射面呈椭球面，包括第三焦点和第四焦点，所述光源设置于所述第三焦点，发出的光线经反射面反射后汇聚于第四焦点。

9.根据权利要求8所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述外透镜的第一焦点与所述反射面的第四焦点重合。

10.根据权利要求8所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述外透镜的第一焦点位于相较所述反射面的第四焦点靠近反射镜的一侧。

11.根据权利要求8所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述第三焦点、第四焦点的连线呈倾斜向上的第一角度。

12.根据权利要求11所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述第一角度为15°。

13.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述反射镜与外透镜之间设置挡光板，以形成光斑的截止线。

14.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述反射镜与外透镜之间设置有第一内透镜，反射镜射出的光线先经过第一内透镜，经第一内透镜射出后到达外透镜。

15.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，将所述反射镜替换为带全反射功能的第二内透镜，所述第二内透镜包括一全反射面；所述光源发出的光线经第二内透镜的全反射面反射至外透镜，再经外透镜的入光面一次折射和出光面二次折射后形成光斑。

16.根据权利要求1所述的一种改善光斑泛黄的照明模组，其特征在于，所述光源采用LED光源。

17.一种车灯，其特征在于，采用如权利要求1至权利要求16中任一项所述的照明模组。

18.根据权利要求17所述的一种车灯，其特征在于，所述照明模组并排设置有多个。

19.一种车辆，其特征在于，采用如权利要求17或权利要求18所述的车灯。