CN203857379U - 远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，包括透镜支架、透镜、主反光镜、辅助反光镜、光源和散热器，其特征是：所述光源由具有近光照明功能的近光光源及具有远光照明功能的远光光源构成两个独立发光单元，近光光源的光源中心设置在主反光镜的焦点位置，远光光源的光源中心设置在透镜的焦点附近位置；主反光镜与散热器固接；辅助反光镜设在主反光镜内壁下方，辅助反光镜前下方设有远光侧向反光镜，辅助反光镜通过驱动机构前后平动。有益效果：在一个模组上设置了两个独立的发光单元及光学反射***，两者发出的光线利用同一个透镜控制出射光线，实现了汽车照明近光突出近处宽域亮，远光突出远处窄域亮的最佳照明效果。

Description

远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组
技术领域
本实用新型属于汽车照明，尤其涉及一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组。
背景技术
随着LED照明技术的不断发展，已经有越来越多的汽车厂商将LED应用到汽车照明当中，经过不断的探索，其可行的光学结构形式主要有三种形式，第一种与传统反光镜形式的光学原理一样，仅采用反光镜即可实现照明要求，第二种则与传统的卤素灯和氙灯的透镜式前照灯光学模组的光学原理一样，可以通过一个透镜光学模组来实现远光、近光或者远近光一体，前两者只是把传统光源更换为LED光源，在光学形式上没有变化，而第三种形式也可以称为异形透镜形式，是专门针对LED光源而开发的各种异形透镜，在传统汽车照明里不曾用到。
对于第一种反光镜形式而言，其优点是光学形式简单，成本低廉，光损失少，无色散，但缺点是由于目前市场上销售的单颗汽车LED光源还未能达到足够的亮度，所以需要通过多颗汽车LED光源与多枚反光镜组合应用才能达到适合的照明要求，这就需要占用较大的灯内空间，不利于车灯的小型化，并且做出均匀的照明效果存在一定的技术难度。
对于第三种异形透镜形式，其特色是利用了LED光源体积小的特点，开发出多种适合LED光源的小型透镜，通过多枚小型透镜的组合形成近光照明或者远光照明，该形式让汽车照明实现了多样化，灵活性增强，且外观时尚、美观，颇具科技感。但缺点是结构复杂，成本高，所占灯内空间大，不利于大规模推广，且并不节能，只在某些高端车型有所亮相。
对于第二种透镜形式，其优点是可以形成清晰的明暗截止线，很容易实现均匀的照明，通过单一模组即可实现远近光一体照明，由于结构紧凑，其所占车灯内空间很小，所以通用性很强，利于普及。但现有技术是通过传统的光学形式来实现远近光切换，该形式由于受到车用LED光源发光强度的限制，仅通过单颗光学模组还很难达到远近光一体照明的照度要求。最佳的汽车照明效果是：远光突出远处小面积亮，近光则突出近处大面积亮，仅通过一种光学形式实现两种不同的照明效果本身就存在矛盾，为了解决该矛盾，传统光源的远近光一体的透镜模组是通过一个驱动装置可以上下拨动的遮光板来实现远近光的切换，当远光点亮时遮光板落下，让光线充分通过，实现近处与远处全面照明，达到远光效果；当近光点亮时，遮光板抬起，遮挡射向远方的光线，仅让照向近处的光线通过，实现近光效果，但该光学形式并非兼顾远近光照明的独立需求，所以无法达到最佳的照明效果，并且该形式还需要光源可以提供足够的光通量才能达到足够的亮度，而在目前车用LED光源的发光强度条件下通过遮挡的形式同时实现远近光一体照明还很难满足要求。所以汽车行业亟待开发一种结构简单，通用性强，可以实现规模化生产，且远近光照明性能均出色的前照灯。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，达到在一个模组上同时实现近光与远光的独立照明，实现了汽车照明近光突出近处宽域亮，远光突出远处窄域亮的最佳照明效果。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，包括透镜支架、透镜、主反光镜、辅助反光镜、光源、驱动机构和散热器，其特征是：所述光源由具有近光照明功能的近光光源及具有远光照明功能的远光光源构成两个独立发光单元，所述近光光源的光源中心设置在主反光镜的焦点位置，所述远光光源的光源中心设置在透镜的焦点附近位置；所述主反光镜与散热器固接；所述辅助反光镜设在主反光镜内壁下方，辅助反光镜前下方设有远光侧向反光镜，辅助反光镜通过驱动机构前后平动。
所述远光光源的光源中心与透镜焦点在X、Y、Z三个方向的距离范围为：X方向-15mm～15mm，Y方向-15mm～0mm，Z方向-15mm～15mm。
所述辅助反光镜由Z字形反光板及远光侧向反光镜构成，所述辅助反光镜正上方为Z字形反光板，前下方为远光侧向反光镜，所述Z字形反光板由左右两块不同高度的水平反光板及中间一块与水平面成一角度的斜面反光板相连构成整体Z字形反光板。
所述Z字形反光板的两块水平反光板高度差为0～10mm，所述斜面反光板与水平面的夹角为10°～90°，斜面反光板的中心位置与透镜中轴线的距离≤5mm，所述Z字形反光板整体尺寸≤100×100mm，所述Z字形反光板正前方设有半圆形缺口，半圆形缺口的半径为0～50mm，半圆形缺口中心在透镜中轴线上。
所述远光侧向反光镜的由远光光源周边的多组自由曲面反光镜构成，每组由1个或1个以上的自由曲面或平面组合而成，远光侧向反光镜整体尺寸小于Z字形反光板整体尺寸。
所述主反光镜内壁表面由多个自由曲面构成整体反光面。
所述辅助反光镜由设在其左右两侧下方的轴承滑动机构固定并导向，所述轴承滑动机构由轴套、导套及光轴构成，轴套设在辅助反光镜左右两侧下方前后位置，轴套中装有导套，每前后两个导套中滑动连接有光轴，辅助反光镜通过导套在光轴上前后滑动。
所述驱动机构包括支架、线圈、永磁体和带挂钩铁心构成电磁式驱动机构，也可以是马达驱动机构，驱动机构的铁心挂钩与辅助反光镜底部插口插接。
所述光源、辅助反光镜及驱动机构固接在散热器上，所述散热器上固接有风扇、远近光供电线路及缓冲垫片。
有益效果：本实用新型利用LED光源的灵活性，在同一个模组上设置了两个独立的LED发光单元及光学反射***，然后两者发出的光线再利用同一个透镜来控制最终的出射光线，从而达到近光与远光的独立照明，此种光学形式从根本上有效的解决了上述由于仅使用一种光学形式造成的远近光难以两全的矛盾，实现了汽车照明近光突出近处宽域亮，远光突出远处窄域亮的最佳照明效果，且结构紧凑、所占灯内空间小，所以通用性很强。为了实现更好的远光照明效果，本实用新型对电源进行了特殊设计，即在近光点亮时，仅点亮近光光源，但在远光点亮时，远近光光源同时点亮，但近光光源的功率根据具体情况会做出相应调整，起到辅助远光照明的效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的立体效果示意图；
图3是本实用新型的光源在散热器上位置示意图；
图4是本实用新型的中心纵切面及近光光学原理示意图；
图5是本实用新型的可动辅助反光镜正视示意图；
图6是本实用新型的可动辅助反光镜俯视示意图；
图7是本实用新型的可动辅助反光镜驱动原理示意图；
图8是本实用新型的可动辅助反光镜固定导向机构示意图；
图9是本实用新型的散热器上正面组件位置说明示意图；
图10是本实用新型的散热器上背面组件位置说明示意图；
图11是本实用新型的中心纵切面及远光光学原理示意图。
图中：1、透镜支架，2、透镜，3、主反光镜，4、辅助反光镜，5、近光光源，6、远光光源，7、散热器，8、风扇，9、驱动机构，10、平垫组合螺钉，11-13、Z字形反光面，14-17、远光侧向反光镜反光面，18、轴套、19、导套，20、光轴，21、支架，22、线圈，23、永磁体，24带挂钩铁心，25远光供电线路，26、近光供电线路，27、缓冲垫片，28、滑槽。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：
实施例
详见附图1和2，与现有技术相比，本实用新型提供了一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，主要由透镜支架1、透镜2、主反光镜3、辅助反光镜4、近光光源5、远光光源6、散热器7、风扇8、驱动机构9构成整体前照灯光学模组。本实施例采用LED光源。所述主反光镜3内壁由多个自由曲面相连构成，安装在散热器7正上方；所述透镜2通过透镜支架1固接在散热器7及主反光镜3正前方；所述辅助反光镜4设在主反光镜3内壁下方，通过轴承滑动机构安装于散热器7上，整体通过固定在散热器7上的驱动机构9前后平动。
如图3和4所示，所述光源由具有近光照明功能的近光光源5及具有远光照明功能的远光光源6构成两个独立发光单元，近光光源5与传统远近光一体的透镜式汽车前照灯一样，光源中心设置在图4所示主反光镜3的焦点O1位置上，而所述远光光源6的中心则设置在透镜2的焦点O2附近位置，与焦点O2在X、Y、Z三个方向的距离范围为X方向-15mm～15mm，Y方向-15mm～0mm，Z方向-15mm～15mm，所述光源与散热器7固接.
如图5、6所示，所述辅助反光镜由Z字形反光板及远光侧向反光镜构成，所述辅助反光镜正上方为Z字形反光板，Z字形反光板由左右两块不同高度的水平反光板11、13及中间一块与水平面成一定角度的斜面反光板12相连构成，两块水平反光板11、13的高度差h在0～10mm之间，中间的斜面反光板12与水平面的夹角A在10°～90°之间，斜面的中心位置与透镜中轴线C1C2的距离D在5mm以内，所述Z字形反光板整体大小W×H不超过100×100mm，正前方设有半圆形缺口，半径R在0～50mm之间，半圆形缺口中心设在透镜中轴线C1C2上。所述辅助反光镜前下方为远光侧向反光镜，所述远光侧向反光镜由上14、下15、左16、右17四组反光镜构成，每组由1个或1个以上的平面或自由曲面组合而成，远光侧向反光镜整体可以左右对称或不对称设计，远光侧向反光镜整体尺寸小于Z字形反光板整体尺寸。
如图7所示，所述辅助反光镜其动作形式为水平移动，移动方向为汽车前后方向，即Z方向，当近光点亮时向前移动，在透镜焦点O2位置停止；当远光点亮时向后移动，即Z轴负向，在远光侧向反光镜到达距离远光光源d位置处停止，d在0～3mm之间。
如图8所示，所述辅助反光镜由设在其左右两侧下方的轴承***固定并导向，所述轴承***由轴套18、导套19及光轴20构成，轴套18设在辅助反光镜左右两侧下方前后位置，轴套18中装有导套19，每前后两个导套中装配有一根光轴20，通过导套19，辅助反光镜可以在光轴20上顺畅的前后滑动。
如图7所示，所述驱动机构9包括支架21、线圈22、永磁体23和带挂钩铁心24构成电磁式驱动，也可以是马达驱动机构等，所述驱动机构的挂钩与辅助反光镜底部插口插接。
如图9、图10所示，所述散热器上还固接有风扇8、远光供电线路25、近光供电线路26及缓冲垫片27。
***原理：
近光光学原理：如图4和图7所示，当近光点亮时，辅助反光镜向前移动至透镜2的焦点O2位置，辅助反光镜的Z字形反光板与主反光镜3配合近光光源形成近光反射***，从近光光源a发出的可利用光线分为B1、B2两部分，其中B2经过主反光镜3反射后直接进入透镜2折射形成照明，另一部分B1则经过主反射镜3反射后需要经过可动辅助反光镜的反射再进入透镜2折射以形成照明，两部分光线通过可动辅助反光镜的遮挡及反射作用形成近光的明暗截止线并在车前方较近位置处形成宽且均匀的近光照明。
远光光学原理：如图7和图11所示，当远光点亮时，辅助反光镜向后移动至远光光源前方d位置，辅助反光镜的远光侧向反光镜配合远光光源形成远光反射***，从远光光源6发出的可利用光线分为B3、B4两部分，其中B3为直射光，通过透镜2折射形成照明，另一部分B4则经过可动辅助反光镜前下方的远光侧向反光镜反射后再进入透镜2折射以形成照明，两部分光线通过透镜的折射可形成远处集中照明，实现了更好的远光照明。本实用新型对电源进行了特殊设计，即在近光点亮时，仅点亮近光光源，但在远光点亮时，远近光光源同时点亮，但近光光源的功率根据具体情况会做出相应调整，起到辅助远光照明的效果。
辅助反光镜滑动机构原理：如图8所示，所述辅助反光镜4由设在其左右两侧下方的轴承***固定并导向，所述轴承***由轴套18、导套19及光轴20构成，轴套设在辅助反光镜左右两侧下方前后位置，轴套18中装有导套19，导套与轴套过盈紧配合，每前后两个导套中装配有一根光轴20，导套与光轴为滑动配合，通过导套，辅助反光镜可以在光轴上顺畅的前后滑动，光轴则固定在如图9所示散热器7的滑槽里，滑槽位置如图3所示的28，每根光轴通过两颗螺钉10压住光轴的中部与散热器紧固，辅助反光镜便可在散热器的滑槽内前后滑动，散热器滑槽的两端有限位挡板对辅助反光镜进行前后定位，为了消除辅助反光镜对限位挡板撞击产生过大冲击以及发出噪声，每个限位挡板前方安装有缓冲垫片24。
驱动机构原理：如图10所示，本实施例所述驱动机构9固定在散热器7底部，其动力输出方式如图7所示，通过带挂钩铁心24与辅助反光镜底部插口插接来带动辅助反光镜在Z方向前后滑动，驱动机构包括支架21、线圈22、永磁体23和带挂钩铁心24构成电磁式驱动。与现有车灯所用电磁驱动装置不同，由于该模组的辅助反光镜采用了水平驱动，非遮光板的上下拨动，所以驱动机构无需克服负载的重力影响，故该装置仅在远近光切换瞬间通电，切换到位后靠永磁体吸合并断电，无需靠通电长时间吸合，从而避免了现有产品因驱动装置长时间通过大电流而造成的过热失效。
所述光源、辅助反光镜及驱动机构固接在散热器上，所述散热器上还固接有风扇8、远近光供电线路25、26及缓冲垫片27。如图3所示，散热原理：由于LED在工作时会释放出大量的热，所以对该***进行很好的热控制非常必要，所述远光光源5及近光光源6直接固定在散热器7上，以保证LED光源所发出的热以最快速度进入散热器，但是由于车灯内空间有限，所以散热器的体积及散热面积受到很大局限，所以单纯通过被动散热无法满足LED光源的散热要求，必须进行主动散热，如图10所示，所述散热器上固接的风扇8可以加速散热效果，另外为了让风扇达到更好的散热效果，散热翅进行了特殊设计，即风扇正对的散热翅形状为波浪状，以加强风压并将气流导向最需要散热的地方。
上述参照实施例对该一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，包括透镜支架、透镜、主反光镜、辅助反光镜、光源、驱动机构和散热器，其特征是：所述光源由具有近光照明功能的近光光源及具有远光照明功能的远光光源构成两个独立发光单元，所述近光光源的光源中心设置在主反光镜的焦点位置，所述远光光源的光源中心设置在透镜的焦点附近位置；所述主反光镜与散热器固接；所述辅助反光镜设在主反光镜内壁下方，辅助反光镜前下方设有远光侧向反光镜，辅助反光镜通过驱动机构前后平动。
2.根据权利要求1所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述远光光源的光源中心与透镜焦点在X、Y、Z三个方向的距离范围为：X方向-15mm～15mm，Y方向-15mm～0mm，Z方向-15mm～15mm。
3.根据权利要求1所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述辅助反光镜由Z字形反光板及远光侧向反光镜构成，所述辅助反光镜正上方为Z字形反光板，前下方为远光侧向反光镜，所述Z字形反光板由左右两块不同高度的水平反光板及中间一块与水平面呈一角度的斜面反光板相连构成整体Z字形反光板。
4.根据权利要求3所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述Z字形反光板的两块水平反光板高度差为0～10mm，所述斜面反光板与水平面的夹角为10°～90°，斜面反光板的中心位置与透镜中轴线的距离≤5mm，所述Z字形反光板整体尺寸≤100×100mm，所述Z字形反光板正前方设有半圆形缺口，半圆形缺口的半径为0～50mm，半圆形缺口中心在透镜中轴线上。
5.根据权利要求1或3所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述远光侧向反光镜由远光光源周边的多组自由曲面反光镜构成，每组由1个或1个以上的自由曲面或平面组合而成，远光侧向反光镜整体尺寸小于Z字形反光板整体尺寸。
6.根据权利要求1所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述主反光镜内壁表面由多个自由曲面构成整体反光面。
7.根据权利要求1所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述辅助反光镜由设在其左右两侧下方的轴承滑动机构固定并导向，所述轴承滑动机构由轴套、导套及光轴构成，轴套设在辅助反光镜左右两侧下方前后位置，轴套中装有导套，每前后两个导套中滑动连接有光轴，辅助反光镜通过导套在光轴上前后滑动。
8.根据权利要求1所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述驱动机构包括支架、线圈、永磁体和带挂钩铁心构成电磁式驱动机构，驱动机构的铁心挂钩与辅助反光镜底部插口插接。
9.根据权利要求1所述的远近光一体双光源的透镜式汽车前照灯光学模组，其特征是：所述光源、辅助反光镜及驱动机构固接在散热器上，所述散热器上固接有风扇、远近光供电线路及缓冲垫片。
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