光学模组和车灯的制作方法

1.本发明涉及汽车照明技术领域，尤其涉及一种光学模组和车灯。


背景技术：

2.目前市场对于车灯模组的主要需求为尺寸紧凑、高效，在保证良好的光学性能的前提下适配各种车辆灯具的造型需求。远近光一体的模组是一种将远光与近光功能集成在一起的车灯模组，符合车灯模组的市场需求，被广泛使用。
3.但由于远近光一体模组相比单一功能模组更加复杂，仍存在一些缺陷，如尺寸、重量大，远近光结合效果差等问题。
4.目前市面上主流的远近光一体模组方案如图1所示，是由前部的一块凸透镜以及后部二级光学系统组成。由于远光与近光需同时在透镜焦点处成像，且需要保持近光截止线形状，所以一般将远近光系统上下布置，并用金属薄板或塑料聚光器边界来分割远近光。由此产生的远光光型与近光光型互不干涉，如图2、3所示，容易在远近光衔接处产生黑色缝隙，影响驾驶员观感。在中国新车评价规程(c-ncap)对于车灯安全性评价体系中，考核远光安全性时会评判远光在向下角度的亮度。由于传统远近光一体模组中远光光型无法叠加至近光区域，会使得分偏低，对驾驶的安全性存在影响。
5.由于传统远近光模组远光与近光共同使用一个焦点，远近光光源的位置也会非常接近，不利于散热结构设计，光源容易产生热衰减现象。
6.同时由于传统的设计方案需兼顾前部的凸透镜与后部光学系统的焦距，整体的模组前后尺寸较长，重量较重。


技术实现要素：

7.本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种光学模组和车灯，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
8.本发明的一个目的在于提出一种光学模组，包括：
9.光源组件，包括近光光源和远光光源，配置为分别提供近光照明光束和远光照明光束；
10.反射镜组件，包括近光反射镜和远光反射镜，被配置为分别接收并反射来自所述近光照明光束和远光照明光束；
11.内透镜组件，包括近光内透镜和远光内透镜，被配置为分别对近光照明光束和远光照明光束进行汇聚并输出第一近光照明光束和第一远光照明光束；
12.外透镜，配置为接收来自所述近光内透镜和远光内透镜的所述第一近光照明光束和第一远光照明光束，并汇聚输出第二近光照明光束和第二远光照明光束。
13.另外，根据本发明的光学模组和车灯，还可以具有如下技术特征：
14.在本发明的一个示例中，
15.所述近光内透镜具有第一入光面和第一出光面，第一入光面为具有多个凸起的弧
形曲面结构，所述第一出光面为平面结构；
16.所述远光内透镜具有第二入光面和第二出光面，所述第二入光面为平面结构，所述第二出光面凹形弧形面结构。
17.在本发明的一个示例中，所述外透镜具有第三入光面和第三出光面，所述第三入光面为平面，所述第三出光面为凸起的弧形曲面。
18.在本发明的一个示例中，所述外透镜在上下方向上的壁厚为渐变结构，且由中间向上下两侧逐渐减小，所述外透镜在左右方向上是等壁厚结构。
19.在本发明的一个示例中，所述近光内透镜和所述远光内透镜设于所述外透镜的靠近第三入光面的一侧，且两者在垂直于所述外透镜的水平方向上的投影无重叠区。
20.在本发明的一个示例中，所述近光内透镜在水平方向上距离所述外透镜的水平距离大于所述远光透镜在水平方向上距离所述外透镜的水平距离。
21.在本发明的一个示例中，所述近光光源与所述近光内透镜的焦点位置重合，所述远光光源与所述远光内透镜的焦点位置重合。
22.在本发明的一个示例中，所述近光光源和远光光源为led灯。
23.本发明的另一个目的在于提出一种车灯，包括：
24.透镜支架，具有两端贯通的光束腔；
25.如上述所述的光学模组；
26.其中，所述外透镜设置在所述光束腔的一端，所述反射镜组件设置在所述光束腔的另一端，且所述内透镜组件设置在所述光束腔中。
27.在本发明的一个示例中，还包括：散热器，
28.其固定连接在所述透镜支架安装反射镜组件的一端，且所述光源组件设置在所述散热器上，配置为对光源组件进行散热。
29.下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更加详尽的描述，以便能容易理解本发明的特征和优点。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
31.图1为根据本发明实施例的现有技术中光学模组的光学原理图；
32.图2为根据本发明实施例的现有光学模组的远光光型示意图；
33.图3为根据本发明实施例的现有光学模组的远近光结合示意图；
34.图4根据本发明实施例的光学模组的光学原理图；
35.图5为根据本发明实施例的车灯的剖视图；
36.图6为根据本发明实施例的车灯的爆炸图。
37.图7为根据本发明实施例的光学模组的远光光型示意图；
38.图8为根据本发明实施例的光学模组的远近光结合示意图。
39.附图标记列表：
40.车灯200；
41.透镜支架210；
42.光束腔211；
43.散热器220；
44.光学模组100；
45.光源组件110；
46.近光光源111；
47.近光照明光束1111；
48.第一近光照明光束1112；
49.第二近光照明光束1113；
50.远光光源112；
51.远光照明光束1121；
52.第一远光照明光束1122；
53.第二远光照明光束1123；
54.反射镜组件120；
55.近光反射镜121；
56.远光反射镜122；
57.内透镜组件130；
58.近光内透镜131；
59.第一入光面1311；
60.第一出光面1312；
61.远光内透镜132；
62.第二入光面1321；
63.第二出光面1322；
64.外透镜140；
65.第三入光面141；
66.第三出光面142。
具体实施方式
67.为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
68.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的
或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
69.根据本发明的第一方面的一种光学模组100，如图4、图5和图6所示，包括：
70.光源组件110，包括近光光源111和远光光源112，配置为分别提供近光照明光束1111和远光照明光束1121；
71.反射镜组件120，包括近光反射镜121和远光反射镜122，被配置为分别接收并反射来自所述近光照明光束1111和远光照明光束1121；
72.内透镜组件130，包括近光内透镜131和远光内透镜132，被配置为分别对近光照明光束1111和远光照明光束1121进行汇聚并输出第一近光照明光束1112和第一远光照明光束1122；
73.外透镜140，配置为接收来自所述近光内透镜131和远光内透镜132的所述第一近光照明光束1112和第一远光照明光束1122，并汇聚输出第二近光照明光束1113和第二远光照明光束1123。
74.近光光源111产生的近光照明光束经由近光反射镜121发射至近光内透镜131上，由近光内透镜131对近光照明光束1111进行汇聚并输出第一近光照明光束1112，然后第一近光照明光束1112再由外透镜140并汇聚输出第二近光照明光束1113；
75.远光光源112产生的远光照明光束1121经由远光反射镜122发射至远光内透镜132上，由远光内透镜132对远光照明光束1121进行汇聚并输出第一远光照明光束1122，然后第一远光照明光束1122再由外透镜140并汇聚输出第二远光照明光束1123；
76.也就是说，近光与远光分为两个二级光学系统，分别由一块二级透镜(即内透镜组件130和外透镜140)以及反射镜组成；所述近光内透镜131和所述远光内透镜132形成各自的焦点，并将焦点分别汇聚在各自的反射镜根部，近光光型的截止线由自身的二级光学系统形成，与远光系统无关。
77.又由于远光与近光系统不共用焦点，近光由自身反射镜或聚光器形成截止线，所以远近光系统互不影响，远光光型可以设计成无截止线的完整光型，在与近光光型叠加时不会产生明暗分界，大大提高驾驶安全性；
78.在进行热设计时，也会由于远近光系统独立，光源距离较远，而更加简便，成本更低，光源不易产生光衰。
79.可以理解的是，由外透镜140及近光内透镜131共同组成的复合焦点，也是近光光源111所在的位置。
80.在本发明的一个示例中，
81.所述近光内透镜131具有第一入光面1311和第一出光面1312，第一入光面1311为具有多个凸起的弧形曲面结构，所述第一出光面1312为平面结构；近光内透镜此弧度控制第二方向(左右方向)聚焦，故在第二方向(左右方向)存在焦点，第一方向(上下方向)不存在焦点，也没有汇聚作用。
82.所述远光内透镜132具有第二入光面1321和第二出光面1322，所述第二入光面1321为平面结构，所述第二出光面1322凹形弧形面结构。
83.在本发明的一个示例中，所述外透镜140具有第三入光面141和第三出光面142，所
述第三入光面141为平面，所述第三出光面142为凸起的弧形曲面；
84.也就是说，外透镜140使用柱面镜，其排布在模组前部透镜，对光线进行第一方向(上下)的扩散，不进行第二方向(左右)的扩散与聚焦，其中，第一方向和第二方向相互垂直。
85.外透镜140的第三出光面142控制第一方向(上下方向)聚焦，故在第一方向(上下方向)上存在焦点，第二方向(左右方向)不存在焦点，也没有汇聚作用。
86.在本发明的一个示例中，所述外透镜140在上下方向上的壁厚为渐变结构，且由中间向上下两侧逐渐减小，所述外透镜140在左右方向上是等壁厚结构；
87.由于外透镜140左右方向上接近于等壁厚透明件，所以此方案优化了光型上面的颜色问题，且由于透镜及反射镜均无焦点，所以整体模组总长可以极大的较传统方案缩短。
88.可以理解的是，实际上近光是靠外透镜的第一方向(上下方向)，以及近光内透镜131第二方向(左右方向)，共同形成聚焦效果。
89.在本发明的一个示例中，所述近光内透镜131和所述远光内透镜132设于所述外透镜140的靠近第三入光面141的一侧，且两者在垂直于所述外透镜140的水平方向上的投影无重叠区；
90.也就是说，近光内透镜131和远光内透镜132在外透镜140上的水平方向的投影没有重叠，这样可以使得近光光源111和远光光源112所产生的近光照明光束1111和远光照明光束1121彼此相互不影响。
91.在本发明的一个示例中，所述近光内透镜131在水平方向上距离所述外透镜140的水平距离大于所述远光透镜在水平方向上距离所述外透镜140的水平距离。
92.在本发明的一个示例中，所述近光光源111与所述近光内透镜131的焦点位置重合，所述远光光源112与所述远光内透镜132的焦点位置重合。
93.在本发明的一个示例中，所述近光光源111和远光光源112为led灯。
94.该光源组件110通过采用上述的技术方案，由远近光二级透镜决定远近光各自的焦点，使得远光可以是无截止线形状的完整光型，解决了远近光一体模组远近光衔接存在暗区的问题；由于前部透镜只负责上下扩散，不受焦距的限制，所以整体模组尺寸较短，重量较轻；光学效率高，模组亮度高，光学性能强；有利于散热设计，光源不容易产生光衰。
95.根据本发明第二方面的一种车灯200，包括：
96.透镜支架210，具有两端贯通的光束腔211；
97.如上述所述的光学模组100；
98.其中，所述外透镜140设置在所述光束腔211的一端，所述反射镜组件120设置在所述光束腔211的另一端，且所述内透镜组件130设置在所述光束腔211中；
99.也就是说，该车灯200的近光与远光分别采用两个二级光学系统，分别由一块二级透镜(即内透镜组件130和外透镜140)以及反射镜组成；所述近光内透镜131和所述远光内透镜132形成各自的焦点，并将焦点分别汇聚在各自的反射镜根部，近光光型的截止线由自身的二级光学系统形成，与远光系统无关。
100.又由于远光与近光系统不共用焦点，近光由自身反射镜或聚光器形成截止线，所以远近光系统互不影响，远光光型可以设计成无截止线的完整光型，在与近光光型叠加时不会产生明暗分界，大大提高驾驶安全性。
101.如图7、图8所示，该车灯200通过采用上述的技术方案，由远近光二级透镜决定远近光各自的焦点，使得远光可以是无截止线形状的完整光型，解决了远近光一体模组远近光衔接存在暗区的问题；由于前部透镜只负责上下扩散，不受焦距的限制，所以整体模组尺寸较短，重量较轻；光学效率高，模组亮度高，光学性能强；有利于散热设计，光源不容易产生光衰。
102.在本发明的一个示例中，还包括：散热器220，
103.其固定连接在所述透镜支架210安装反射镜组件120的一端，且所述光源组件110设置在所述散热器220上，配置为对光源组件110进行散热；
104.由于光源组件110在发出照明光束时会产生大量的热，通过设置散热器220能够有效地将光源组件110所产生的热量散去，光源组件110不容易产生光衰。
105.可以理解的是，近光内透镜131、远光内透镜132和外透镜140均是通过焊接的方式固定在透镜支架210上，而反光镜组件120(近光反光镜121、远光反光镜122)、光源110和散热器220是通过紧固件固定连接在一起的，即在反光镜组件120、光源110和散热器220上分别依次设置多个对应的第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔，紧固件依次穿设所述第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔；而散热器220与透镜支架210之间也是通过紧固件固定连接。
106.上文中参照优选的实施例详细描述了本发明所提出的光学模组100和车灯200的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

技术特征：
1.一种光学模组，其特征在于，包括：光源组件(110)，包括近光光源(111)和远光光源(112)，配置为分别提供近光照明光束(1111)和远光照明光束(1121)；反射镜组件(120)，包括近光反射镜(121)和远光反射镜(122)，被配置为分别接收并反射来自所述近光照明光束(1111)和远光照明光束(1121)；内透镜组件(130)，包括近光内透镜(131)和远光内透镜(132)，被配置为分别对近光照明光束(1111)和远光照明光束(1121)进行汇聚并输出第一近光照明光束(1112)和第一远光照明光束(1122)；外透镜(140)，配置为接收来自所述近光内透镜(131)和远光内透镜(132)的所述第一近光照明光束(1112)和第一远光照明光束(1122)，并汇聚输出第二近光照明光束(1113)和第二远光照明光束(1123)。2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述近光内透镜(131)具有第一入光面(1311)和第一出光面(1312)，第一入光面(1311)为具有多个凸起的弧形曲面结构，所述第一出光面(1312)为平面结构；所述远光内透镜(132)具有第二入光面(1321)和第二出光面(1322)，所述第二入光面(1321)为平面结构，所述第二出光面(1322)凹形弧形面结构。3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述外透镜(140)具有第三入光面(141)和第三出光面(142)，所述第三入光面(141)为平面，所述第三出光面(142)为凸起的弧形曲面。4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述外透镜(140)在上下方向上的壁厚为渐变结构，且由中间向上下两侧逐渐减小，所述外透镜(140)在左右方向上是等壁厚结构。5.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述近光内透镜(131)和所述远光内透镜(132)设于所述外透镜(140)的靠近第三入光面(141)的一侧，且两者在垂直于所述外透镜(140)的水平方向上的投影无重叠区。6.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述近光内透镜(131)在水平方向上距离所述外透镜(140)的水平距离大于所述远光透镜在水平方向上距离所述外透镜(140)的水平距离。7.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述近光光源(111)与所述近光内透镜(131)的焦点位置重合，所述远光光源(112)与所述远光内透镜(132)的焦点位置重合。8.根据权利要求7所述的光学模组，其特征在于，所述近光光源(111)和远光光源(112)为led灯。9.一种车灯，其特征在于，包括：透镜支架(210)，具有两端贯通的光束腔(211)；如权利要求1至权利要求8中任意一项所述的光学模组(100)；其中，所述外透镜(140)设置在所述光束腔(211)的一端，所述反射镜组件(120)设置在所述光束腔(211)的另一端，且所述内透镜组件(130)设置在所述光束腔(211)中。10.根据权利要求9所述的车灯，其特征在于，
还包括：散热器(220)，其固定连接在所述透镜支架(210)安装反射镜组件(120)的一端，且所述光源组件(110)设置在所述散热器(220)上，配置为对光源组件(110)进行散热。

技术总结
本发明公开了一种光学模组和车灯，光学模组包括：光源组件，包括近光光源和远光光源，配置为分别提供近光照明光束和远光照明光束；反射镜组件，包括近光反射镜和远光反射镜，被配置为分别接收并反射来自所述近光照明光束和远光照明光束；内透镜组件，包括近光内透镜和远光内透镜，被配置为分别对近光照明光束和远光照明光束进行汇聚并输出第一近光照明光束和第一远光照明光束；外透镜，配置为接收来自所述近光内透镜和远光内透镜的所述第一近光照明光束和第一远光照明光束，并汇聚输出第二近光照明光束和第二远光照明光束。近光照明光束和第二远光照明光束。近光照明光束和第二远光照明光束。


技术研发人员：顾丹 张果 请求不公布姓名 马闻泽 朱柯仰 曹小波 请求不公布姓名 韦涛
受保护的技术使用者：南宁燎旺车灯股份有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/7/26