微型车灯模组及反射结构
文献发布时间:2023-06-19 10:02:03
技术领域
本发明涉及车辆照明技术领域,尤其涉及一种车灯模组及一种反射结构。
背景技术
在车灯技术领域,车灯模组是指具有透镜或相当结构的零件作为最终出光元件,且用于汽车前照灯的近光或远光照明的装置。近几年,随着汽车行业的发展逐渐成熟和稳定,车灯模组的种类越来越多样化,在车灯模组的综合性能方面提出了越来越多的要求,比如汽车前照灯的近光或远光光形均匀性、近光的可视性、散热性能、远光的亮度以及模组的结构、重量和体积等。
以近光照明为例,根据法规,如图1所示,车灯模组形成的近光光形包括中心区域A、展宽区域B、Ⅲ区C、50L暗区D以及截止线E,如图2所示,展宽区域B与中心区域A部分重合,用于提高近光照射范围。相应地,车灯模组具有用于形成各区光形的光学结构。现有技术中的车灯模组主要存在以下缺陷。
(1)光形中心区域的亮度低。现有车灯模组的反射镜只有一个顺滑的反射面,该反射面反射的光线扩散角度大小基本一致,反映到最终形成的车灯光形的扩散角度也是一致的,导致射至光形中心区域的光线不够集中,中心区域的光形亮度不够高,但是,光形中心区域的亮度在法规允许范围内越高越好,以提高驾驶员的路面可视性,现有车灯模组的反射镜的反射面无法满足此要求。
(2)体积较大。现有以反射镜作为初级光学元件的车灯模组采用LED光源,其单位面积的光通量只有300-400lm/mm
(3)光学系统精度低。一方面,若要得到理想的车灯光形,需要保证初级光学元件和透镜的相对位置精度,而现有车灯模组,其初级光学元件和散热器进行定位、安装,透镜和透镜支架进行定位、安装后,再与散热器定位、安装或者再经由一个过渡支架与散热器定位、安装,这种定位安装方法使得初级光学元件和透镜之间存在多次装配误差,制造精度和定位安装精度很难保证,使得光学系统精度较低。另一方面,现有车灯模组用于形成截止线、50L暗区和III区等的光学结构均设置在透镜支架上,透镜支架前端用于安装透镜,后端用于和散热器进行固定连接,相当于需要保证初级光学元件、透镜支架和透镜三者的相对位置精度,才能得到符合法规要求的光形,而三者的相对位置精度更难保证,导致光学系统精度也更难保证。
(4)色散现象严重。现有车灯模组采用的透镜上下两端的厚度很薄,射至透镜上下两端的光线会产生较大偏折,造成严重的色散现象,不符合法规要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光学系统精度高的车灯模组,以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明提供一种车灯模组,包括反射镜和透镜,反射镜的前端设有反射镜连接部,透镜的后端设有透镜连接部,反射镜连接部与透镜连接部配合连接,使反射镜与透镜相对固定。
优选地,还包括电路板,电路板上设有定位孔,反射镜的后端设有与定位孔插接配合的定位销。
优选地,反射镜包括第一反射面、第二反射面和第三反射面,车灯模组还包括第四反射面,第一反射面用于形成中心区域光形,第二反射面用于形成展宽区域光形,第三反射面和第四反射面用于共同形成Ⅲ区光形,第四反射面与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,还包括用于形成光形的截止线的截止线结构,截止线结构与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,还包括用于控制光形的50L暗区亮度的遮挡块,遮挡块与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,第三反射面与第一反射面、第三反射面与第二反射面均位于不同椭球面上。
优选地,透镜的曲率半径为R,透镜的高度为H且满足:H≤4R/3。
本发明还提供一种车灯模组,包括反射镜和透镜,反射镜包括第一反射面、第二反射面和第三反射面,车灯模组还包括第四反射面,第一反射面用于形成中心区域光形,第二反射面用于形成展宽区域光形,第三反射面和第四反射面用于共同形成Ⅲ区光形,第四反射面与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,还包括用于形成光形的截止线的截止线结构,截止线结构与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,还包括用于控制光形的50L暗区亮度的遮挡块,遮挡块与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,第三反射面与第一反射面、第三反射面与第二反射面均位于不同椭球面上。
优选地,透镜的曲率半径为R,透镜的高度为H且满足:H≤4R/3。
本发明还提供一种反射结构,包括反射镜和截止线结构,截止线结构用于形成光形的截止线,截止线结构与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,反射镜包括第一反射面、第二反射面和第三反射面,反射结构还包括第四反射面,第一反射面用于形成中心区域光形,第二反射面用于形成展宽区域光形,第三反射面和第四反射面用于共同形成Ⅲ区光形,第四反射面与反射镜为一体设置的整体结构。
优选地,第三反射面与第一反射面、第三反射面与第二反射面均位于不同椭球面上。
优选地,还包括用于控制光形的50L暗区亮度的遮挡块,遮挡块与反射镜为一体设置的整体结构。
与现有技术相比,本发明具有显著的进步:
本发明提供的一种车灯模组,通过反射镜连接部与透镜连接部的配合连接,将反射镜与透镜装配成一整体结构而直接确定了两者的相对位置,实现了反射镜与透镜之间的直接定位。将反射镜与透镜装配到电路板和散热器上时,由于反射镜与透镜之间存在固定的装配定位关系,不会因与电路板及散热器的装配而使两者之间产生定位误差,即减少了多次装配误差,因此能够保证反射镜与透镜的定位精度和安装可靠性,从而具有较高的光学系统精度。
本发明还提供的一种车灯模组,将第四反射面与反射镜设为一体设置的整体结构,使得用于形成中心区域光形的第一反射面、用于形成展宽区域光形的第二反射面及用于形成Ⅲ区光形的第三反射面和第四反射面具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜与透镜之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜与透镜之间的装配精度即可确保光学系统精度,从而具有较高的光学系统精度。
本发明还提供的一种反射结构,将截止线结构与反射镜设为一体设置的整体结构,使得用于反射光线形成照明光形的反射镜与用于形成光形的截止线的截止线结构具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜与透镜或其它元件之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜与透镜或其它元件之间的装配精度即可确保光学系统精度,从而具有较高的光学系统精度。
附图说明
图1是近光光形示意图。
图2是近光光形的中心区域与展宽区域示意图。
图3是本发明实施例车灯模组的光学组件示意图。
图4是本发明实施例车灯模组的反射镜的纵剖面示意图。
图5是本发明实施例车灯模组中,经第一反射面反射的光线的光路示意图。
图6是本发明实施例车灯模组中,经第二反射面反射的光线的光路示意图。
图7是本发明实施例车灯模组中,经第三反射面、第四反射面反射的光线的光路示意图。
图8是本发明实施例车灯模组一个视角的结构示意图。
图9是本发明实施例车灯模组另一个视角的结构示意图。
图10是本发明实施例车灯模组的纵剖面示意图。
图11是本发明实施例车灯模组的分解示意图。
图12是本发明实施例车灯模组中,透镜与反射镜的连接结构示意图。
图13是本发明实施例车灯模组中,透镜、反射镜与电路板的连接结构示意图。
图14是图13的纵剖面示意图。
图15是本发明实施例车灯模组中,反射镜用于形成近光光形时一个视角的结构示意图。
图16是本发明实施例车灯模组中,反射镜用于形成近光光形时另一个视角的结构示意图。
其中,附图标记说明如下:
A、中心区域 B、展宽区域
C、Ⅲ区 D、50L暗区
E、截止线 1、光源
2、反射镜 2a、第一反射面
2b、第二反射面 2c、第三反射面
2d、第四反射面 21、反射镜连接部
22、第一连接孔 23、定位销
3、透镜 3a、透镜的出光面
31、透镜连接部 32、第一连接销
33、第二连接销 4、电路板
41、定位孔 5、散热器
6、安装螺钉 7、遮光罩
71、第二连接孔 8、截止线结构
9、遮挡块
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1至图16所示,本发明实施例第一方面提供一种车灯模组。该车灯模组用于形成车灯照明光形。如图1和图2所示,根据法规,本实施例的车灯模组形成的近光光形包括中心区域A、展宽区域B、Ⅲ区C、50L暗区D以及截止线E,展宽区域B与中心区域A部分重合,用于提高近光照射范围。
参见图10和图11,本实施例的车灯模组包括反射镜2和透镜3,反射镜2的前端设有反射镜连接部21,透镜3的后端设有透镜连接部31,反射镜连接部21与透镜连接部31配合连接,使反射镜2与透镜3相对固定。由此,通过反射镜连接部21与透镜连接部31的配合连接,将反射镜2与透镜3装配成一整体结构而直接确定了两者的相对位置,实现了反射镜2与透镜3之间的直接定位。将反射镜2与透镜3装配到电路板4和散热器5上时,由于反射镜2与透镜3之间存在固定的装配定位关系,不会因与电路板4及散热器5的装配而使两者之间产生定位误差,即减少了多次装配误差,因此能够保证反射镜2与透镜3的定位精度和安装可靠性,从而具有较高的光学系统精度。需要说明的是,现有技术中有一种实施方式是将反射镜和透镜支架作为一体后再与透镜直接定位,这种实施方式的反射镜和透镜支架作为一体,结构非常复杂,而且由于反射镜作为重要的光学元件,要保证其加工精度才能保证较高的光学系统精度,但是现有技术的反射镜一体结构从后向前的长度延伸很长,加工难度大,光学精度较难保证。相比现有技术,本实施例中的反射镜2和透镜3直接定位连接,结构简单,而且反射镜2加工容易,光学系统精度较高。
反射镜连接部21与透镜连接部31的配合连接方式可以为螺纹连接、铆接、胶接、焊接中的任意一种。较佳地,反射镜连接部21与透镜连接部31通过铆接的方式配合连接,具有操作方便、定位准确的优点。
具体地,参见图11和图12,反射镜连接部21上设有第一连接孔22,透镜连接部31上设有第一连接销32,第一连接销32与第一连接孔22插接配合。装配时,反射镜连接部21与透镜连接部31相对接,第一连接销32插入第一连接孔22,并可与第一连接孔22铆接,用于实现反射镜连接部21与透镜连接部31之间的定位连接,即实现反射镜2与透镜3的定位连接。优选地,反射镜连接部21上可以设有两个第一连接孔22,相应地,透镜连接部31上设有两个分别与两个第一连接孔22插接配合的第一连接销32。两个第一连接孔22其中一个第一连接孔22为直径与对应第一连接销32直径相匹配的圆孔或腰形孔,用于实现反射镜2与透镜3相对位置的定位;另一个第一连接孔22则为直径大于对应第一连接销32的直径的圆孔,用于实现反射镜连接部21与透镜连接部31的铆接。优选地,在反射镜2的前端上、下方分别设有一个反射镜连接部21,每个反射镜连接部21上分别设有两个第一连接孔22,优选对角的两个第一连接孔22作为用于定位的定位孔,为避免过定位,其中一个为圆孔,另一个为腰形孔,相应地,在透镜3的后端上、下方分别设有一个透镜连接部31,装配时,位于上方的反射镜连接部21与位于上方的透镜连接部31相对接、位于下方的反射镜连接部21与位于下方的透镜连接部31相对接,由此,通过两对相连接的反射镜连接部21与透镜连接部31来共同限定反射镜2与透镜3相对位置,可以保证反射镜2与透镜3定位的精准性和装配的稳固性。
参见图11、图13和图14,本实施例的车灯模组还包括电路板4,电路板4上设有定位孔11,反射镜2的后端设有定位销23,定位销23与定位孔41插接配合。将反射镜2装配到电路板4上时,通过定位销23与定位孔41的插接配合,可以限定反射镜2与电路板4的相对位置,实现两者之间的准确定位。由此,通过定位销23与定位孔41的插接配合连接,将反射镜2与电路板4装配在一起而确定了两者的相对位置,实现了反射镜2与电路板4之间的直接定位。由于透镜3也是与反射镜2装配成一整体结构而直接定位,因此本实施例的车灯模组只需保证透镜3与反射镜2之间、反射镜2与电路板4之间的定位准确性即可保证光学系统精度,减少了多次装配误差,使得精准装配更为简便。优选地,电路板4上可以设有两个定位孔41,相应地,反射镜2的后端设有两个定位销23,两个定位销23分别与两个定位孔41插接配合,可以增加反射镜2与电路板4之间的定位准确性和装配稳固性。
进一步,电路板4与散热器5相连接定位。参见图11,反射镜2、电路板4与散热器5之间可以通过安装螺钉6固定连接(图中电路板4上供安装螺钉6穿过的穿孔未示出)。
参见图10和图11,优选地,本实施例的车灯模组还包括遮光罩7,遮光罩7与透镜3相连接,透镜3容置于遮光罩7内,仅有出光面3a裸露在外,通过遮光罩7可以防止光线从透镜3的侧面射出。遮光罩7与透镜3的连接方式可以为螺纹连接、铆接、胶接、焊接中的任意一种。较佳地,遮光罩7与透镜3通过铆接的方式连接,具有操作方便、定位准确的优点。
具体地,参见图10和图11,遮光罩7上设有第二连接孔71,透镜3的透镜连接部31上设有第二连接销33,第二连接销33与第二连接孔71插接配合。装配时,遮光罩7套设在透镜3上,第二连接销33插入第二连接孔71,并可与第二连接孔71铆接,用于实现遮光罩7与透镜3之间的定位连接。优选地,遮光罩7上可以设有两个第二连接孔71,相应地,透镜连接部31上设有两个分别与两个第二连接孔71插接配合的第二连接销33。两个第二连接孔71其中一个第二连接孔71为直径与对应第二连接销33直径相匹配的圆孔或腰形孔,用于实现遮光罩7与透镜3相对位置的定位;另一个第二连接孔71则为直径大于对应第二连接销33的直径的圆孔,用于实现遮光罩7与透镜3的铆接。优选地,对应于透镜3的后端上、下方分别设有一个透镜连接部31、每个透镜连接部31上分别设有两个第二连接销33,遮光罩7的后端上、下方分别设有两个第二连接孔71,优选对角的两个第二连接孔71作为用于定位的定位孔,为避免过定位,其中一个为圆孔,另一个为腰形孔,由此可以保证遮光罩7与透镜3定位的精准性和装配的稳固性。
参见图14,本实施例的车灯模组中还包括光源1,光源1设于电路板4上。光源1发出的光线经反射镜2反射后射入透镜3,并经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成照明光形。本文中,定义靠近光源1、远离透镜3的一方为后,靠近透镜3、远离光源1的一方为前。
进一步,参见图3和图4,反射镜2包括第一反射面2a、第二反射面2b和第三反射面2c,本实施例的车灯模组还包括第四反射面2d。其中,第一反射面2a用于形成中心区域A光形,第二反射面2b用于形成展宽区域B光形,第三反射面2c和第四反射面2d用于共同形成Ⅲ区C光形。具体地,参见图5,光源1发出的光线有第一部分光束射向第一反射面2a,经第一反射面2a反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成中心区域A光形。参见图6,光源1发出的光线有第二部分光束射向第二反射面2b,经第二反射面2b反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成展宽区域B光形。在相同的光通量下,光线扩散角度越小,光线越汇聚,所形成光形的亮度越高。本实施例中,第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度,由此,可以有效提高由第一反射面2a形成的中心区域A光形的亮度,从而提高驾驶员的路面可视性。参见图7,光源1发出的光线有第三部分光束射向第三反射面2c,经第三反射面2c反射后射向第四反射面2d,经第四反射面2d反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成Ⅲ区C光形。第四反射面2d可以为平面、内凹曲面、外凸曲面中的任意一种,只要能够形成符合法规要求的Ⅲ区C光形即可。由于经第三反射面2c反射后的光线需要先射至第四反射面2d反射后再射至透镜3,而经第一反射面2a和第二反射面2b反射后的光线是直接射至透镜3,因此,第三反射面2c与第一反射面2a、第三反射面2c与第二反射面2b均位于不同椭球面上。
参见图4,本实施例中,第一反射面2a与第二反射面2b之间可以形成段差,第一反射面2a与第二反射面2b之间可以相连接,并通过衔接面使第一反射面2a与第二反射面2b之间具有段差。由此,第一反射面2a与第二反射面2b不在同一顺滑面上,且第一反射面2a与第二反射面2b位于不同的椭球面上,使得第一反射面2a与第二反射面2b反射光线后可以形成不同的光线扩散角度,并实现第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度。第一反射面2a与第二反射面2b之间也可以相连接且不形成段差,但满足第一反射面2a的曲率大于第二反射面2b的曲率,由此也可以实现第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度。当然,第一反射面2a与第二反射面2b的曲率也可以相同,在同一顺滑面上,这样的反射结构更容易加工,但形成的中心区域A光形的亮度相对较低。
参见图13和图14,优选地,第四反射面2d与反射镜2为一体设置的整体结构。由此使得第一反射面2a、第二反射面2b、第三反射面2c和第四反射面2d具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。较佳地,第四反射面2d可以设置在反射镜2的前端位于下方的反射镜连接部21上。
参见图15和图16,本实施例的车灯模组还包括截止线结构8和遮挡块9。截止线结构8用于形成光形的截止线E,光源1射至第一反射面2a的光线经第一反射面2a反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成具有截止线E的中心区域A光形;光源1射至第二反射面2b的光线经第二反射面2b反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成展宽区域B光形。遮挡块9用于控制光形的50L暗区D的亮度,遮挡块9可遮挡经截止线结构8截止之前的部分光线,使近光光形的50L暗区D的照度降低到符合法规要求值,由此实现控制光形的50L暗区D的亮度。遮挡块9可以呈柱面体状或者坡状凸起。现有技术的遮挡块多采用凸点或矩形块,但是,凸点会使50L暗区为一暗点,比较突兀;矩形块则会使截止线附近出现除原有拐点外的另一个拐点,容易导致在配光捕捉拐点时,误捉拐点而影响配光效果。因此,遮挡块9采用柱面体状或者坡状凸起,可以避免光形突兀或者误捉拐点的现象发生。
截止线结构8与反射镜2可以为一体设置的整体结构,遮挡块9与反射镜2也可以为一体设置的整体结构。由此使得截止线结构8、遮挡块9与反射镜2具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。较佳地,截止线结构8和遮挡块9均与反射镜2为一体设置的整体结构,截止线结构8和遮挡块9均可以设置在反射镜2的前端位于下方的反射镜连接部21上。
最佳地,第四反射面2d、截止线结构8、遮挡块9均与反射镜2为一体设置的整体结构。则,第一反射面2a、第二反射面2b、第三反射面2c、第四反射面2d、截止线结构8及遮挡块9的位置关系均为固定,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。
本实施例的车灯模组可以实现近光,也可以实现远光。当该车灯模组应用于主近光时,截止线结构8的形状与近光光形的明暗截止线形状相同,其具有段差(参见图16)。当该车灯模组应用于辅助近光时,截止线结构8的形状可以为平滑的、不具有段差的,也可以是与近光光形的明暗截止线形状相同的形状。当该车灯模组应用于远光时,截止线结构8的形状可以根据远光光形的下边界的形状来设置。
优选地,透镜3的曲率半径为R,透镜3的高度为H且满足:H≤4R/3,该高度H可以通过将现有透镜的上、下两端截掉,只留取中间厚度较厚的部分来实现,由此可以在保证透镜3光效的前提下减小透镜3的尺寸,从而使得整个车灯模组的体积大大减小,构成微型车灯模组,相应制造成本也大大降低。如果只是单纯的按比例缩小现有技术的车灯模组光学元件尺寸,缩小后的车灯模组存在光形效果不理想、光效差、不能为驾驶员提供良好的照明效果的缺点。本实施例不是单纯的按比例缩小透镜3的尺寸,而是在现有透镜的基础上截掉其上、下两端,在相同曲率下减小透镜3的上下高度尺寸,由此确保了透镜3的光效,并减小了透镜3的尺寸。同时,本实施例的透镜3因留取的中间部分厚度较厚,弱化了因透镜厚度过薄带来的严重色散,能够有效改善色散现象。实际应用中,将现有透镜的上、下两端截掉的尺寸可以相同,则得到的透镜3从中心向上、下两端延伸的高度均为H/2,当然,将现有透镜的上、下两端截掉的尺寸也可以不同。透镜的左右宽度可以较长,不影响色散,故,本实施例中的透镜3的正向投影为横置的长方形。
本实施例的车灯模组中,光源1可以采用LED光源。但是,出于减小车灯模组体积的考虑,优选地,光源1为激光光源。本实施例的车灯模组,其光源1采用激光光源,配以上述光学组件结构,能够实现大大减小车灯模组的体积。激光光源的单位面积的光通量可达1200lm/mm
如图1至图16所示,本发明实施例第二方面还提供一种车灯模组。该车灯模组用于形成车灯照明光形。如图1和图2所示,根据法规,本实施例的车灯模组形成的近光光形包括中心区域A、展宽区域B、Ⅲ区C、50L暗区D以及截止线E,展宽区域B与中心区域A部分重合,用于提高近光照射范围。
参见图3和图4,本实施例的车灯模组包括反射镜2和透镜3,还可以包括光源1,光源1发出的光线经反射镜2反射后射入透镜3,并经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成照明光形。本文中,定义靠近光源1、远离透镜3的一方为后,靠近透镜3、远离光源1的一方为前。反射镜2包括第一反射面2a、第二反射面2b和第三反射面2c,本实施例的车灯模组还包括第四反射面2d。其中,第一反射面2a用于形成中心区域A光形,第二反射面2b用于形成展宽区域B光形,第三反射面2c和第四反射面2d用于共同形成Ⅲ区C光形。具体地,参见图5,光源1发出的光线有第一部分光束射向第一反射面2a,经第一反射面2a反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成中心区域A光形。参见图6,光源1发出的光线有第二部分光束射向第二反射面2b,经第二反射面2b反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成展宽区域B光形。参见图7,光源1发出的光线有第三部分光束射向第三反射面2c,经第三反射面2c反射后射向第四反射面2d,经第四反射面2d反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成Ⅲ区C光形。参见图13和图14,本实施例中,第四反射面2d与反射镜2为一体设置的整体结构。由此使得第一反射面2a、第二反射面2b、第三反射面2c和第四反射面2d具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度,从而具有较高的光学系统精度。
在相同的光通量下,光线扩散角度越小,光线越汇聚,所形成光形的亮度越高。本实施例中,优选地,第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度,由此,可以有效提高由第一反射面2a形成的中心区域A光形的亮度,从而提高驾驶员的路面可视性。
参见图4,本实施例中,第一反射面2a与第二反射面2b之间可以形成段差,第一反射面2a与第二反射面2b之间可以相连接,并通过衔接面使第一反射面2a与第二反射面2b之间具有段差。由此,第一反射面2a与第二反射面2b不在同一顺滑面上,且第一反射面2a与第二反射面2b位于不同的椭球面上,使得第一反射面2a与第二反射面2b反射光线后可以形成不同的光线扩散角度,并实现第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度。第一反射面2a与第二反射面2b之间也可以相连接且不形成段差,但满足第一反射面2a的曲率大于第二反射面2b的曲率,由此也可以实现第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度。当然,第一反射面2a与第二反射面2b的曲率也可以相同,在同一顺滑面上,这样的反射结构更容易加工,但形成的中心区域A光形的亮度相对较低。
第四反射面2d可以为平面、内凹曲面、外凸曲面中的任意一种,只要能够形成符合法规要求的Ⅲ区C光形即可。由于经第三反射面2c反射后的光线需要先射至第四反射面2d反射后再射至透镜3,而经第一反射面2a和第二反射面2b反射后的光线是直接射至透镜3,因此,第三反射面2c与第一反射面2a、第三反射面2c与第二反射面2b均位于不同椭球面上。
进一步,参见图15和图16,本实施例的车灯模组还包括截止线结构8和遮挡块9。截止线结构8用于形成光形的截止线E,光源1射至第一反射面2a的光线经第一反射面2a反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成具有截止线E的中心区域A光形;光源1射至第二反射面2b的光线经第二反射面2b反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成展宽区域B光形。遮挡块9用于控制光形的50L暗区D的亮度,遮挡块9可遮挡经截止线结构8截止之前的部分光线,使近光光形的50L暗区D的照度降低到符合法规要求值,由此实现控制光形的50L暗区D的亮度。遮挡块9可以呈柱面体状或者坡状凸起。现有技术的遮挡块多采用凸点或矩形块,但是,凸点会使50L暗区为一暗点,比较突兀;矩形块则会使截止线附近出现除原有拐点外的另一个拐点,容易导致在配光捕捉拐点时,误捉拐点而影响配光效果。因此,遮挡块9采用柱面体状或者坡状凸起,可以避免光形突兀或者误捉拐点的现象发生。
截止线结构8与反射镜2可以为一体设置的整体结构,遮挡块9与反射镜2也可以为一体设置的整体结构。由此使得截止线结构8、遮挡块9与反射镜2具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。较佳地,截止线结构8和遮挡块9均与反射镜2为一体设置的整体结构。
最佳地,第四反射面2d、截止线结构8、遮挡块9均与反射镜2为一体设置的整体结构。则,第一反射面2a、第二反射面2b、第三反射面2c、第四反射面2d、截止线结构8及遮挡块9的位置关系均为固定,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。
本实施例的车灯模组可以实现近光,也可以实现远光。当该车灯模组应用于主近光时,截止线结构8的形状与近光光形的明暗截止线形状相同,其具有段差(参见图16)。当该车灯模组应用于辅助近光时,截止线结构8的形状可以为平滑的、不具有段差的,也可以是与近光光形的明暗截止线形状相同的形状。当该车灯模组应用于远光时,截止线结构8的形状可以根据远光光形的下边界的形状来设置。
优选地,透镜3的曲率半径为R,透镜3的高度为H且满足:H≤4R/3,该高度H可以通过将现有透镜的上、下两端截掉,只留取中间厚度较厚的部分来实现,由此可以在保证透镜3光效的前提下减小透镜3的尺寸,从而使得整个车灯模组的体积大大减小,构成微型车灯模组,相应制造成本也大大降低。如果只是单纯的按比例缩小现有技术的车灯模组光学元件尺寸,缩小后的车灯模组存在光形效果不理想、光效差、不能为驾驶员提供良好的照明效果的缺点。本实施例不是单纯的按比例缩小透镜3的尺寸,而是在现有透镜的基础上截掉其上、下两端,在相同曲率下减小透镜3的上下高度尺寸,由此确保了透镜3的光效,并减小了透镜3的尺寸。同时,本实施例的透镜3因留取的中间部分厚度较厚,弱化了因透镜厚度过薄带来的严重色散,能够有效改善色散现象。实际应用中,将现有透镜的上、下两端截掉的尺寸可以相同,则得到的透镜3从中心向上、下两端延伸的高度均为H/2,当然,将现有透镜的上、下两端截掉的尺寸也可以不同。透镜的左右宽度可以较长,不影响色散,故,本实施例中的透镜3的正向投影为横置的长方形。
进一步,反射镜2的前端设有反射镜连接部21,透镜3的后端设有透镜连接部31,反射镜连接部21与透镜连接部31配合连接,使反射镜2与透镜3相对固定。由此,通过反射镜连接部21与透镜连接部31的配合连接,将反射镜2与透镜3装配成一整体结构而直接确定了两者的相对位置,实现了反射镜2与透镜3之间的直接定位。将反射镜2与透镜3装配到电路板4和散热器5上时,由于反射镜2与透镜3之间存在固定的装配定位关系,不会因与电路板4及散热器5的装配而使两者之间产生定位误差,即减少了多次装配误差,因此能够保证反射镜2与透镜3的定位精度和安装可靠性,从而具有较高的光学系统精度。需要说明的是,现有技术中有一种实施方式是将反射镜和透镜支架作为一体后再与透镜直接定位,这种实施方式的反射镜和透镜支架作为一体,结构非常复杂,而且由于反射镜作为重要的光学元件,要保证其加工精度才能保证较高的光学系统精度,但是现有技术的反射镜一体结构从后向前的长度延伸很长,加工难度大,光学精度较难保证。相比现有技术,本实施例中的反射镜2和透镜3直接定位连接,结构简单,而且反射镜2加工容易,光学系统精度较高。
较佳地,第四反射面2d、截止线结构8和遮挡块9均可以设置在反射镜2的前端位于下方的反射镜连接部21上。
反射镜连接部21与透镜连接部31的配合连接方式可以为螺纹连接、铆接、胶接、焊接中的任意一种。较佳地,反射镜连接部21与透镜连接部31通过铆接的方式配合连接,具有操作方便、定位准确的优点。
具体地,参见图11和图12,反射镜连接部21上设有第一连接孔22,透镜连接部31上设有第一连接销32,第一连接销32与第一连接孔22插接配合。装配时,反射镜连接部21与透镜连接部31相对接,第一连接销32插入第一连接孔22,并可与第一连接孔22铆接,用于实现反射镜连接部21与透镜连接部31之间的定位连接,即实现反射镜2与透镜3的定位连接。优选地,反射镜连接部21上可以设有两个第一连接孔22,相应地,透镜连接部31上设有两个分别与两个第一连接孔22插接配合的第一连接销32。两个第一连接孔22其中一个第一连接孔22为直径与对应第一连接销32直径相匹配的圆孔或腰形孔,用于实现反射镜2与透镜3相对位置的定位;另一个第一连接孔22则为直径大于对应第一连接销32的直径的圆孔,用于实现反射镜连接部21与透镜连接部31的铆接。优选地,在反射镜2的前端上、下方分别设有一个反射镜连接部21,每个反射镜连接部21上分别设有两个第一连接孔22,优选对角的两个第一连接孔22作为用于定位的定位孔,为避免过定位,其中一个为圆孔,另一个为腰形孔,相应地,在透镜3的后端上、下方分别设有一个透镜连接部31,装配时,位于上方的反射镜连接部21与位于上方的透镜连接部31相对接、位于下方的反射镜连接部21与位于下方的透镜连接部31相对接,由此,通过两对相连接的反射镜连接部21与透镜连接部31来共同限定反射镜2与透镜3相对位置,可以保证反射镜2与透镜3定位的精准性和装配的稳固性。
参见图11、图13和图14,本实施例的车灯模组还包括电路板4,光源1设于电路板4上。电路板4上设有定位孔41,反射镜2的后端设有定位销23,定位销23与定位孔41插接配合。将反射镜2装配到电路板4上时,通过定位销23与定位孔41的插接配合,可以限定反射镜2与电路板4的相对位置,实现两者之间的准确定位。由此,通过定位销23与定位孔41的插接配合连接,将反射镜2与电路板4装配在一起而确定了两者的相对位置,实现了反射镜2与电路板4之间的直接定位。由于透镜3也是与反射镜2装配成一整体结构而直接定位,因此本实施例的车灯模组只需保证透镜3与反射镜2之间、反射镜2与电路板4之间的定位准确性即可保证光学系统精度,减少了多次装配误差,使得精准装配更为简便。优选地,电路板4上可以设有两个定位孔41,相应地,反射镜2的后端设有两个定位销23,两个定位销23分别与两个定位孔41插接配合,可以增加反射镜2与电路板4之间的定位准确性和装配稳固性。
进一步,电路板4与散热器5相连接定位。参见图11,反射镜2、电路板4与散热器5之间可以通过安装螺钉6固定连接(图中电路板4上供安装螺钉6穿过的穿孔未示出)。
参见图10和图11,优选地,本实施例的车灯模组还包括遮光罩7,遮光罩7与透镜3相连接,透镜3容置于遮光罩7内,仅有出光面3a裸露在外,通过遮光罩7可以防止光线从透镜3的侧面射出。遮光罩7与透镜3的连接方式可以为螺纹连接、铆接、胶接、焊接中的任意一种。较佳地,遮光罩7与透镜3通过铆接的方式连接,具有操作方便、定位准确的优点。
具体地,参见图10和图11,遮光罩7上设有第二连接孔71,透镜3的透镜连接部31上设有第二连接销33,第二连接销33与第二连接孔71插接配合。装配时,遮光罩7套设在透镜3上,第二连接销33插入第二连接孔71,并可与第二连接孔71铆接,用于实现遮光罩7与透镜3之间的定位连接。优选地,遮光罩7上可以设有两个第二连接孔71,相应地,透镜连接部31上设有两个分别与两个第二连接孔71插接配合的第二连接销33。两个第二连接孔71其中一个第二连接孔71为直径与对应第二连接销33直径相匹配的圆孔或腰形孔,用于实现遮光罩7与透镜3相对位置的定位;另一个第二连接孔71则为直径大于对应第二连接销33的直径的圆孔,用于实现遮光罩7与透镜3的铆接。优选地,对应于透镜3的后端上、下方分别设有一个透镜连接部31、每个透镜连接部31上分别设有两个第二连接销33,遮光罩7的后端上、下方分别设有两个第二连接孔71,优选对角的两个第二连接孔71作为用于定位的定位孔,为避免过定位,其中一个为圆孔,另一个为腰形孔,由此可以保证遮光罩7与透镜3定位的精准性和装配的稳固性。
本实施例的车灯模组中,光源1可以采用LED光源。但是,出于减小车灯模组体积的考虑,优选地,光源1为激光光源。本实施例的车灯模组,其光源1采用激光光源,配以上述光学组件结构,能够实现大大减小车灯模组的体积。激光光源的单位面积的光通量可达1200lm/mm
如图1至图16所示,本发明实施例第三方面还提供一种反射结构,该反射结构用于将光源1发出的光线反射至透镜3,使其经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成照明光形。本文中,定义靠近光源1、远离透镜3的一方为后,靠近透镜3、远离光源1的一方为前。如图1和图2所示,根据法规,近光光形包括中心区域A、展宽区域B、Ⅲ区C、50L暗区D以及截止线E,展宽区域B与中心区域A部分重合,用于提高近光照射范围。
参见图3、图4、图15和图16,本实施例的反射结构包括反射镜2和截止线结构8,反射镜2将光源1发出的光线反射至透镜3,截止线结构8用于形成光形的截止线E,光源1射至反射镜2的光线经反射镜2反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成具有截止线E的照明光形。本实施例中,截止线结构8与反射镜2为一体设置的整体结构,使得用于反射光线形成照明光形的反射镜2与用于形成光形的截止线的截止线结构8具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3或其它元件之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3或其它元件之间的装配精度即可确保光学系统精度,从而具有较高的光学系统精度。
参见图3和图4,反射镜2包括第一反射面2a、第二反射面2b和第三反射面2c,本实施例的反射结构还包括第四反射面2d。其中,第一反射面2a用于形成中心区域A光形,第二反射面2b用于形成展宽区域B光形,第三反射面2c和第四反射面2d用于共同形成Ⅲ区C光形。具体地,参见图5,光源1发出的光线有第一部分光束射向第一反射面2a,经第一反射面2a反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成中心区域A光形。参见图6,光源1发出的光线有第二部分光束射向第二反射面2b,经第二反射面2b反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成展宽区域B光形。本实施例中,光源1射至第一反射面2a的光线经第一反射面2a反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成具有截止线E的中心区域A光形;光源1射至第二反射面2b的光线经第二反射面2b反射后,经截止线结构8截止后再射至透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成展宽区域B光形。参见图7,光源1发出的光线有第三部分光束射向第三反射面2c,经第三反射面2c反射后射向第四反射面2d,经第四反射面2d反射后射向透镜3,经透镜3折射后从透镜3的出光面3a射出,形成Ⅲ区C光形。参见图13和图14,本实施例中,第四反射面2d与反射镜2为一体设置的整体结构。由此使得第一反射面2a、第二反射面2b、第三反射面2c和第四反射面2d具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度,从而具有较高的光学系统精度。
在相同的光通量下,光线扩散角度越小,光线越汇聚,所形成光形的亮度越高。本实施例中,优选地,第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度,由此,可以有效提高由第一反射面2a形成的中心区域A光形的亮度,从而提高驾驶员的路面可视性。
参见图4,本实施例中,第一反射面2a与第二反射面2b之间可以形成段差,第一反射面2a与第二反射面2b之间可以相连接,并通过衔接面使第一反射面2a与第二反射面2b之间具有段差。由此,第一反射面2a与第二反射面2b不在同一顺滑面上,且第一反射面2a与第二反射面2b位于不同的椭球面上,使得第一反射面2a与第二反射面2b反射光线后可以形成不同的光线扩散角度,并实现第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度。第一反射面2a与第二反射面2b之间也可以相连接且不形成段差,但满足第一反射面2a的曲率大于第二反射面2b的曲率,由此也可以实现第一反射面2a反射的光线扩散角度小于第二反射面2b反射的光线扩散角度。当然,第一反射面2a与第二反射面2b的曲率也可以相同,在同一顺滑面上,这样的反射结构更容易加工,但形成的中心区域A光形的亮度相对较低。
第四反射面2d可以为平面、内凹曲面、外凸曲面中的任意一种,只要能够形成符合法规要求的Ⅲ区C光形即可。由于经第三反射面2c反射后的光线需要先射至第四反射面2d反射后再射至透镜3,而经第一反射面2a和第二反射面2b反射后的光线是直接射至透镜3,因此,第三反射面2c与第一反射面2a、第三反射面2c与第二反射面2b均位于不同椭球面上。
进一步,参见图15和图16,本实施例的车灯模组还包括遮挡块9,遮挡块9用于控制光形的50L暗区D的亮度,遮挡块9可遮挡经截止线结构8截止之前的部分光线,使近光光形的50L暗区D的照度降低到符合法规要求值,由此实现控制光形的50L暗区D的亮度。遮挡块9可以呈柱面体状或者坡状凸起。现有技术的遮挡块多采用凸点或矩形块,但是,凸点会使50L暗区为一暗点,比较突兀;矩形块则会使截止线附近出现除原有拐点外的另一个拐点,容易导致在配光捕捉拐点时,误捉拐点而影响配光效果。因此,遮挡块9采用柱面体状或者坡状凸起,可以避免光形突兀或者误捉拐点的现象发生。
遮挡块9与反射镜2也可以为一体设置的整体结构,由此使得截止线结构8、遮挡块9与反射镜2具有相对固定的位置关系,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,因此只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。
最佳地,第四反射面2d、截止线结构8、遮挡块9均与反射镜2为一体设置的整体结构。则,第一反射面2a、第二反射面2b、第三反射面2c、第四反射面2d、截止线结构8及遮挡块9的位置关系均为固定,不会因为反射镜2与透镜3之间的装配关系而产生误差,只需要保证反射镜2与透镜3之间的装配精度即可确保光学系统精度。
本实施例的反射结构可以实现近光,也可以实现远光。当该反射结构应用于主近光时,截止线结构8的形状与近光光形的明暗截止线形状相同,其具有段差(参见图16)。当该反射结构应用于辅助近光时,截止线结构8的形状可以为平滑的、不具有段差的,也可以是与近光光形的明暗截止线形状相同的形状。当该反射结构应用于远光时,截止线结构8的形状可以根据远光光形的下边界的形状来设置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
- 微型车灯模组及反射结构
- 一种车灯模组反射镜的安装结构