CN212961373U - 远光照明系统和车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种远光照明系统和车灯，该远光照明系统包括多个光源(1)和多个准直透镜部，所述准直透镜部上形成有多个准直透镜，一一对应的多个所述准直透镜与其对应的所述光源(1)构成一个光学单元，一个所述光学单元包括至少一个所述光源(1)，至少一个所述光学单元的一一对应的多个所述准直透镜中的至少一个所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源(1)的光轴能够产生偏移，以使得所述光源(1)发出的光线经其对应的各所述准直透镜投射形成的照明光斑产生偏移。本实用新型通过光轴的偏移来调整各照明光斑之间的重叠度，使得照明光形的中间区域叠加的照明光斑数量多，两侧区域叠加的照明光斑数量少。

Description

远光照明系统和车灯

技术领域

本实用新型涉及车灯，具体地，涉及一种远光照明系统。此外，本实用新型还涉及一种包含该远光照明系统的车灯。

背景技术

LED发光芯片在车灯照明中的应用越来越广泛。由于单个LED发光芯片无法满足车灯照明对输出光通量及照度值的要求，所以现有车灯中的照明系统中一般都采用多个LED发光芯片来实现车灯照明系统。

公开号为CN104864333A的中国实用新型专利申请公开了一种机动车前大灯的光模块以及具有这种光模块的前大灯，该机动车前大灯的光模块由多个呈矩阵状设置的、单个可控制的、用来发出光线的半导体光源；多个对应于这些半导体光源的、矩阵状设置的主光学单元，这些主光学单元用来将由半导体光源发出的光线束集起来并且用来在主光学单元的光输出面上产生主要光分布；以及一个共同的次级光学单元，其使主要光分布作为次级光分布在机动车前方的车道上成像，使次级光分布将远方区域照亮。为了能够在无效率损失的情况下降低次级光学单元的构造高度，在光模块的光程中在主光学单元和次级光学单元之间设置具有圆柱轴线的柱面光学单元，该圆柱轴线基本上水平地定向。

该方案中，由于多个光源呈矩阵状设置，以及采用一个共同的次级光学单元，导致上述车灯系统存在如下缺陷：

1、通过次级光学单元形成的照明光形与多个光源的布置相对应，照明光形也呈矩阵排布，每个光源所产生的光斑亮度基本一致，无法满足车灯照明系统中间亮、两侧偏暗的光形特点。

2、由于光源为矩阵设置，光源与光源之间存在一定的间隙，导致最终的照明光形的多个光斑之间存在一定的暗区，不利于车灯照明均匀过渡的光形需求。

虽然公开号为CN108131639A中国实用新型专利申请公开了通过调整透镜的曲率来实现光束彼此至少部分重叠、借此提升由透镜阵列所投射的光束的均匀度的车灯透镜组，但是其还是无法形成中间亮、两侧偏暗的照明光形。

实用新型内容

本实用新型一方面所要解决的问题是提供一种远光照明系统，该远光照明系统能够通过调整照明光斑之间的重叠度来获得中间亮、两侧暗的车灯照明光形。

本实用新型另一方面所要解决的问题是提供一种车灯，该车灯能够通过调整照明光斑之间的重叠度来获得中间亮、两侧暗的车灯照明光形。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种远光照明系统，该远光照明系统包括多个光源和多个准直透镜部，所述准直透镜部上形成有多个准直透镜，多个所述准直透镜部上的所述准直透镜一一对应，且每个所述准直透镜对应至少一个所述光源，一一对应的多个所述准直透镜与其对应的所述光源构成一个光学单元，一个所述光学单元包括至少一个所述光源，至少一个所述光学单元的一一对应的多个所述准直透镜中的至少一个所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源的光轴能够产生偏移，以使得所述光源发出的光线经其对应的各所述准直透镜投射形成的照明光斑产生偏移，各所述光学单元投射形成的所述照明光斑叠加后能够形成中间亮、两侧暗的照明光形。

具体地，所述准直透镜的焦点位于其对应的所述光源的发光面上。

优选地，所述准直透镜为平凸透镜、双曲透镜或柱面透镜。

优选地，每个所述准直透镜部为一体成型件。

优选地，所述光学单元中位于最前面的所述准直透镜的出光面的投影形状为圆形、梯形、平行四边形或三角形。

具体地，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源的光轴在不同方向上产生偏移。

具体地，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源的光轴产生不同距离的偏移。

进一步地，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源的光轴的偏移距离越大，其对应的所述照明光斑的偏移角度越大。

优选地，各所述光源适于独立开关。

本实用新型另一方面要解决的技术问题是提供一种车灯，该车灯包括上述的远光照明系统。

通过上述技术方案，本实用新型实现了以下有益效果：

1、通过光轴的偏移来调整各照明光斑之间的重叠度，使得照明光形的中间区域叠加的照明光斑数量多，两侧区域叠加的照明光斑数量少，实现中间亮、两侧暗的车灯照明光形，同时使得各照明光斑之间均匀过渡，避免产生暗区。

2、在本实用新型的优选方案中，光轴偏移距离越大，照明光斑偏移角度越大，这种设置方法相对其他方式比较简单，在实现整体照明光形中间亮、两侧暗这一目的的前提下，可降低设计人员的劳动强度。

3、在本实用新型的优选方案中，准直透镜部均为一体成型件，保证了各准直透镜之间的相对位置精度，减少定位安装误差，进而获得良好的光形效果。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的A-A向剖面图；

图4是图1中光源的相对位置关系示意图；

图5是图1中一次准直透镜的相对位置关系示意图；

图6是图1中二次准直透镜的相对位置关系示意图；

图7是图6的B-B向剖面图；

图8是本实用新型实施例中一号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图9是本实用新型实施例中二号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图10是本实用新型实施例中三号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图11是本实用新型实施例中四号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图12是本实用新型实施例中五号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图13是本实用新型实施例中六号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图14是本实用新型实施例中七号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图15是本实用新型实施例中八号光源及准直透镜投射形成的照明光斑图；

图16是本实用新型实施例中一号至八号光源及准直透镜投射形成的整体照明光形图。

附图标记说明

1光源

11一号光源 12二号光源

13三号光源 14四号光源

15五号光源 16六号光源

17七号光源 18八号光源

2一次准直透镜

21一号一次准直透镜 22二号一次准直透镜

23三号一次准直透镜 24四号一次准直透镜

25五号一次准直透镜 26六号一次准直透镜

27七号一次准直透镜 28八号一次准直透镜

3二次准直透镜

31一号二次准直透镜 32二号二次准直透镜

33三号二次准直透镜 34四号二次准直透镜

35五号二次准直透镜 36六号二次准直透镜

37七号二次准直透镜 38八号二次准直透镜

4散热器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

首先需要说明的是，在下文的描述中为清楚地说明本实用新型的技术方案而涉及的一些方位词，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等均是按照本实用新型的远光照明系统在应用到车辆上时从所指的方位类推所具有的含义，例如，车头所在方位为前，车尾所在方位为后，按照我国驾驶习惯，驾驶座所在方位为左，副驾驶座所在方位为右，车顶所在方位为上，车轮所在方位为下。“出光方向”为远光照明系统的出光光线的照射方向，可以根据所要实现的车灯的照明功能设定，例如，远光车灯的出光方向指向车辆的前方，而角灯的出光方向倾斜指向车辆的外侧。

此外，术语“一号”、“二号”……“八号”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“一号”、“二号”……“八号”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

以下，光源的光轴方向为光源发光面几何中心的法向，透镜的光轴为经过透镜焦点且沿透镜出光方向前后延伸的轴线。

本实用新型的远光照明系统包括多个光源1和多个准直透镜部，所述准直透镜部上形成有多个准直透镜，多个所述准直透镜部上的所述准直透镜一一对应，一一对应的多个所述准直透镜与其对应的光源1构成一个光学单元，一个所述光学单元包括至少一个所述光源1，至少一个光学单元的一一对应的多个所述准直透镜中的至少一个所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源1的光轴能够产生偏移，以使得所述光源1发出的光线经其对应的各所述准直透镜投射形成的照明光斑产生偏移，通过偏移可以调整各照明光斑之间的重叠度，使照明光形的中间区域叠加的照明光斑数量多，两侧区域叠加的照明光斑数量少，进而使各所述照明光斑叠加后能够形成中间亮、两侧暗的照明光形。

具体地，当所述光学单元包括一个光源1时，光学单元中的准直透镜与光源1的设置形式有以下三种：(1)一一对应的准直透镜的光轴都相对光源 1的光轴偏移；(2)部分准直透镜的光轴相对光源1的光轴偏移，其余准直透镜的光轴与光源1的光轴重合；(3)一一对应的准直透镜的光轴与光源1 的光轴都重合。

当所述光学单元包括多个光源1时，以其中一个光源1的光轴为基准，光学单元中的准直透镜与该光源1的设置形式也可以有以上所述三种形式，该光学单元中的其他光源1适应性设置在该光源1附近。

本实用新型的远光照明系统中的多个光学单元的形式，除了不能均为方式(3)，可以任意形式组合或单个形式。

所述准直透镜的焦点位于其对应的所述光源1的发光面上或附近，优选位于光源1的发光面的中心，以使得光源1发出的光线能够经其对应的准直透镜投射成照明光斑。具体地，准直透镜为平凸透镜、双曲透镜或柱面透镜，一个准直透镜部上的准直透镜可以是上述任意一种透镜，但由于柱面透镜只能对光线进行一个方向上的汇聚，因此每个光学单元内的准直透镜的组合只要满足能够实现上下左右方向上光线的汇聚即可，避免所有准直透镜采用沿同一方向延伸的柱面透镜。

基于上述技术方案，每个光源1都可以满功率全开，通过中间区域叠加的照明光斑数量多，大角度区域(两侧区域)叠加的照明光斑数量少，来实现中间亮、两侧暗的车灯照明光形，不仅满足车灯照明需求，还避免了各照明光斑间暗区的形成。

在特别情况下，相邻光源1投射形成的照明光斑甚至可以完全叠加，进一步提升中间光形的亮度。

为了保证各准直透镜之间的相对位置精度，减少定位安装误差，各准直透镜部均为一体成型件。当然，根据需要，也可以采用分体结构。

根据客户对车灯外观造型的不同要求，所述光学单元中位于最前面的所述准直透镜的出光面的投影形状为圆形、梯形、平行四边形或三角形，例如平行四边形可以为方形或菱形。相比现有技术中只采用一个单调形状的透镜，外观造型更加美观、更加灵活多变。

作为本实用新型的一种实施方式，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源1的光轴在不同方向上产生偏移。所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源1的光轴产生不同距离的偏移。所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源1的光轴的偏移距离越大，其对应的所述照明光斑的偏移角度越大，此时，准直透镜优选为平凸透镜。需要说明的是，照明光斑和照明光形均是指光线投射在配光屏幕上的光形，由于光线均有发散角度，因此，光形在配光屏幕上的位置也是以角度来标定的。

为了便于散热，各所述光源1分散安装在线路板上并固定在散热器4。

在加工和安装过程中，可通过调整光源1和各准直透镜部在光轴方向上的间距，来调整单个照明光斑的大小及亮度。比如，有些车型的车灯需要大光斑和高亮度，可将各准直透镜部之间的间距加工得较小，在安装过程中，其相对光源1的间距也较小；有些车型的车灯不需要大光斑和高亮度，可将各准直透镜部之间的间距加工得较大，在安装过程中，其相对光源1的间距也较大。即本实用新型可以根据需要生产出各种规格的产品。

为了实现自适应远光功能，防止照明光线对前方或对方车辆或行人造成炫目，上述各光源1适于独立开关，以使在车辆前方或对方有车辆或行人时，关闭相应的光源1，使对应的照明区域变为暗区。

本实用新型第二方面提供了一种车灯，该车灯包括上述的远光照明系统。

由以上描述可以看出，本实用新型具有以下优点：通过光学单元中的各光学元件的光轴的相对偏移来调整各照明光斑之间的重叠度，使得照明光形的中间区域叠加的照明光斑数量多，两侧区域叠加的照明光斑数量少，实现中间亮、两侧暗的车灯照明光形，同时使得各光形均匀过渡，避免产生暗区；在本实用新型的优选方案中，光轴偏移距离越大，照明光斑偏移角度越大，这种设置方法相对其他方式比较简单，在实现整体照明光形中间亮、两侧暗这一目的的前提下，可降低设计人员的劳动强度；在本实用新型的优选方案中，准直透镜部均为一体成型件，保证了各准直透镜之间的相对位置精度，减少定位安装误差，进而获得良好的光形效果；此外，还可通过调整光源1和各准直透镜部在光轴方向上的间距，来调整光形大小及亮度。

以下是本实用新型的一个优选实施例。

参见图1-图7所示，本实用新型的远光照明系统包括多个光源1、多个位于同一准直透镜部上的一次准直透镜2以及多个位于同一准直透镜部上的二次准直透镜3，多个所述光源1阵列布置，光源1、一次准直透镜2和二次准直透镜3一一对应且沿出光方向依次设置；其中一个或多个所述光源 1、其相应的所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3中三者的光轴重合以投射形成位于照明光形中间位置或中间位置附近的一个或多个照明光斑。其余所述光源1、相应的所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3中二者的光轴重合，第三者的光轴相对于重合的两个光轴偏移，以投射形成相对于上述位于照明光形中间位置或中间位置附近的照明光斑偏移的照明光斑。例如，光源1的光轴和二次准直透镜3的光轴重合，一次准直透镜2 的光轴相对偏移，或者，一次准直透镜2的光轴和二次准直透镜3的光轴重合，光源1的光轴相对偏移，或者光源1的光轴和一次准直透镜2的光轴重合，二次准直透镜3的光轴相对偏移。出于加工和安装的便利性考虑，在实际应用中，优选一次准直透镜2和二次准直透镜3的光轴重合，光源1的光轴相对偏移的方式。

具体地，如图4-图6所示，所述光源1、与其对应设置的所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3中二者光轴重合，第三者光轴相对重合的两个光轴在不同方向上产生偏移和/或产生不同距离的偏移。比如，位于三者光轴重合的光源1的上方的光源1相对其对应设置的所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3向上偏移，位于三者光轴重合的光源1的下方的光源1相对其对应设置的所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3向下偏移，靠近三者光轴重合的光源1的光源1的偏移距离小，远离三者光轴重合的光源1 的光源1的偏移距离大，无论以什么方式，最终实现的目标都是使得整体照明光形中间亮、两侧暗。优选地，越远离光轴重合的所述光源1、所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3的所述光源1、所述一次准直透镜2和所述二次准直透镜3，其光轴相对偏移距离越大。

作为本实用新型的一个进一步的优选实施例，该远光照明系统包括散热器4、安装在散热器4上的线路板、阵列布设在线路板上的八个光源1以及与八个光源1分别一一对应的一次准直透镜2和二次准直透镜3，即一次准直透镜2和二次准直透镜3也分别有八个。如图4-图6所示，一号光源11 和与其对应的一号一次准直透镜21以及一号二次准直透镜31三者的光轴重合，其投射形成的照明光斑如图8所示；其余对应的二至八号的一次准直透镜2和其对应的光源1的光轴分别重合，即为了保证作为出光透镜的八个二次准直透镜3的外观保持不变，可通过将位于内部的光源1和一次准直透镜 2的光轴相对其对应的二次准直透镜3的光轴偏移，来得到中间亮、两侧暗的照明光形，具体地，二号光源12的光轴相对于其对应的二号二次准直透镜32的光轴向右偏移0.5mm，其投射形成的照明光斑如图9所示；三号光源13的光轴相对于其对应的三号二次准直透镜33的光轴向右偏移1mm，其投射形成的照明光斑如图10所示，四号光源14的光轴相对于其对应的四号二次准直透镜34的光轴向下偏移0.5mm，其投射形成的照明光斑如图11 所示，五号光源15的光轴相对于其对应的五号二次准直透镜35的光轴向左偏移0.5mm，其投射形成的照明光斑如图12所示，六号光源16的光轴相对于其对应的六号二次准直透镜36的光轴向左偏移1mm，其投射形成的照明光斑如图13所示，七号光源17的光轴相对于其对应的七号二次准直透镜37 的光轴向左偏移1mm，其投射形成的照明光斑如图14所示，八号光源8的光轴相对于其对应的八号二次准直透镜38的光轴向左偏移2mm，其投射形成的照明光斑如图15所示。八组光源1及准直透镜最后投射形成的整体照明光形如图16所示，很明显，整体照明光形中间的亮度大于两侧的亮度，且无明显暗区。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种远光照明系统，其特征在于，包括多个光源(1)和多个准直透镜部，所述准直透镜部上形成有多个准直透镜，多个所述准直透镜部上的所述准直透镜一一对应，一一对应的多个所述准直透镜与其对应的所述光源(1)构成一个光学单元，一个所述光学单元包括至少一个所述光源(1)，至少一个所述光学单元的一一对应的多个所述准直透镜中的至少一个所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源(1)的光轴能够产生偏移，以使得所述光源(1)发出的光线经其对应的各所述准直透镜投射形成的照明光斑产生偏移，各所述光学单元投射形成的所述照明光斑叠加后能够形成中间亮、两侧暗的照明光形。

2.根据权利要求1所述的远光照明系统，其特征在于，所述准直透镜的焦点位于其对应的所述光源(1)的发光面上。

3.根据权利要求1所述的远光照明系统，其特征在于，所述准直透镜为平凸透镜、双曲透镜或柱面透镜。

4.根据权利要求1所述的远光照明系统，其特征在于，每个所述准直透镜部为一体成型件。

5.根据权利要求1所述的远光照明系统，其特征在于，所述光学单元中位于最前面的所述准直透镜的出光面的投影形状为圆形、梯形、平行四边形或三角形。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的远光照明系统，其特征在于，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源(1)的光轴在不同方向上产生偏移。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的远光照明系统，其特征在于，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源(1)的光轴产生不同距离的偏移。

8.根据权利要求7所述的远光照明系统，其特征在于，所述准直透镜的光轴相对其对应的其中一个所述光源(1)的光轴的偏移距离越大，其对应的所述照明光斑的偏移角度越大。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的远光照明系统，其特征在于，各所述光源(1)适于独立开关。

10.一种车灯，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的远光照明系统。

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