车前灯的制作方法

本发明涉及一种车前灯，尤其是一种用于车辆的具有近光或远光照明效果的车前灯。

背景技术：

用于车辆的车前灯主要用于车辆夜间及昏暗环境行车的照明，它的亮度和照射方向对于行车的安全是至关重要的。车前灯的发光强度不足或者照射方向不合适，车辆前方的情况就不能清晰易见，或者给迎面驶来的车辆的驾驶员造照成眩目，妨碍视野，这些都是导致事故的因素。现有的车前灯装备有光投射系统，光投射系统的光源一般有白炽、卤素、氙气灯(即hid)等类型，但随着技术的发展，传统的白炽真空灯已被逐步取代。

车前灯的光投射系统在车前灯中生成两种照明功能，即近光照明和远光照明。远光照明即用于在道路行驶时的行驶光束，近光照明即用于在照明条件好的道路上或者在有道路上行驶时的会车光束。对一般的车前灯的要求主要在于，车辆在夜间行驶时，车前灯的远光能够照亮车前100m处的范围内、高2m的物体，保证驾驶员发现前方有障碍物时及时采取制动或者绕行措施，确保行车安全。另外，在使用车前灯的近光功能时，不但应保证车前40m处驾驶员能看清障碍物，而且不会对迎面驶来的车辆的驾驶员或行人产生眩目，以确保车辆在夜间交会车行驶时的安全。现有技术的车前灯为了提供远光照明功能和近光照明功能一般是采用了可移动的遮光板，即在车前灯中设置有能够旋转的遮光板，并且根据遮光板所处的不同位置车前灯分别实现远光照明效果和近光照明效果。

传统的用于近光照明的光投射系统通常会使用这种遮光板来获得明暗截止线。然而，这会造成大量的光损失，并且使得光学效率低下。而且，对于这种光投射系统而言，需要在垂直方向上安装光源，这会不可避免地扩大系统在垂直方向上占据的空间，从而给车灯的设计带来较大限制。此外，遮光板在车前灯中的位置需要精确的调校，使得其位于焦点上，这对安装容差的要求较高。

技术实现要素：

本发明提供一种新型的车前灯。根据本发明的车前灯借助两个光学处理单元，即第一光学处理单元和第二光学处理单元分别处理来自光源的不同方向的光束，并利用这些光束形成车前灯所待形成的近光照明或远光照明。本发明提供的车前灯能够有效地节省成本和容易地实现光学系统对安装容差的要求，而且相比于传统的带有遮光板的车前灯而言，极大地节省了光学系统的空间。

本发明的目的通过这样的车前灯来实现，即一种车前灯，包括光源、第一光学处理单元和第二光学处理单元，其中，来自光源的第一光束穿过第一光学处理单元后出射，形成第一出光光型，并且来自光源的第二光束被第二光学处理单元偏转后绕过第一光学处理单元出射，形成第二出光光型，其中，第一出光光型和第二出光光型组合为车前灯的近光照明或者远光照明。

根据本发明的这种设计可以省去车前灯为了实现近光照明或远光照明而对遮光板的需求，即根据本发明的车前灯能够在不需要遮光板的情况下也同样能实现近光或远光照明。而且，在省去了遮光板的情况下，根据本发明的车前灯同样能够获得理想的近光或远光的光型，以符合交通安全对车辆照明的要求。此外，由于省去了额外的部件，车前灯在结构上可以制造得更紧凑，以节省安装空间。第一出光光型和第二出光光型能够优选地叠加在一起，以形成最终理想的近光或远光照明光型。经过第二光学处理单元出射的光线尤其能够为车前灯的出射光的最亮点贡献光强。

根据本发明的优选实施方式，第一光学处理单元设置为与光源相对，并且第二光学处理单元设置为围绕光源和第一光学处理单元。车前灯的两个光学处理单元，即第一光学处理单元和第二光学处理单元分别分配给光源在不同方向上发生的光束。换而言之，来自光源的所有光线都能够被第一光学处理单元和第二光学处理单元利用，这尤其会提高根据本发明的车前灯的光学效率。

根据本发明的优选实施方式，光源包括处于中心的第一区域和远离中心的第二区域，第一光束为来自第一区域的光线，并且第二光束为来自第二区域的光线。第一光学处理单元尤其能够处理来自光源的第一区域的光束，而且第二光学处理单元尤其能够处理来自光源的第二区域的光束。从而，来自光源第一区域的光束可直接通过第一光学处理单元出射，并且来自光源的第二区域的光束被第二光学处理单元偏转和收集后出射。

根据本发明的优选实施方式，第一光束和第二光束都以无遮挡的方式出射。第一光束可直接通过第一光学处理单元出射，而且第二光束在被第二光学处理单元收集后出射。从而，来自光源的所有光线都不会被车前灯内部的其他部件阻挡，相反，这些光线都会被收集和利用以最终输出，这因此不会造成不利的光损失。而且，不需要考虑因为遮光板或类似部件所带来的安装容差的问题。

根据本发明的优选实施方式，第一出光光型为带有水平明暗截止线的光型，并且第二出光光型为带有15度或45度明暗截止线的光型。经过第一光学处理单元出射的光线的光型受到第一光学处理单元的限制，以形成带有水平的明暗截止线的光型，并且经过第二光学处理单元处理后的光线的光型优选地带有15度或45度角度的明暗截止线。

根据本发明的优选实施方式，车前灯还包括散热器，光源、第一光学处理单元和第二光学处理单元设置在散热器的相同表面上。散热器能够有效地发散来自光源的热量，保证光源始终以正常的状态运行。而且，光源和其他的光学部件都设置在散热器的同一侧上，换而言之，光学部件能够覆盖光源的所有出光方向。这不仅简化了车前灯的安装结构，而且还能够有效的利用在光源的出光方向上的所有光线。

根据本发明进一步的优选实施方式，第一光学处理单元包括连接件，其中，第一光学处理单元通过连接件与散热器连接。第一光学处理单元借助连接件能够使得第一光学处理单元的入射面与光源以预定的距离间隔开，这能够高效地收集光源的中心区域的光束，使得这些光束能够以预定方向出射。而且，第一光学处理单元借助连接件能够牢固地安装在散热器上。

根据本发明进一步的优选实施方式，连接件为支撑柱，其中，第一光学处理单元通过支撑柱以插接或者螺丝固定的方式与散热器连接。支撑柱可优选地具有圆柱体结构，并且尽可能地不占据空间，以避免干扰对光源中心区域的光线的收集。此外，第二光学处理单元能够类似地以插接、粘结或者螺丝固定等方式安装和固定在散热器上。

根据本发明进一步的优选实施方式，第一光学处理单元为透镜，并且第二光学处理单元为反射镜。透镜可有效地改变从入射面进入的光线的出射方向，以形成预定的第一出光光型。而且，反射镜能够有效的偏转来自光源的第二区域的光线，使得其朝向预定方向偏转后绕过透镜出射，以形成预定的第二出光光型。

根据本发明进一步的优选实施方式，透镜为自由曲面透镜，其中，透镜的入射面为平面，并且反射镜为由多个多边形的子面构成。带有平面入射面的透镜制造起来更容易，这尤其能够降低车前灯的制造成本。反射镜可优选地由多个多边形的、弯曲的子面一体化制成或者拼装形成。

根据本发明的优选实施方式，第一光学处理单元由塑料或者玻璃制成，并且第二光学处理单元由塑料或金属材料制成。车前灯的第一光学处理单元和第二光学处理单元能够以低成本和低重量的方式制造，这尤其提高了车前灯的适用性。

根据本发明的优选实施方式，光源与第一光学处理单元的距离为20mm。来自光源中心区域的光束能够由第一光学处理单元收集和处理，而不会影响第二光学处理单元在周向方向上对光源的其他区域的光线的收集和处理，由此第一光学处理单元和第二光学处理单元可彼此独立地运行。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1示出根据本发明实施例的车前灯的分解示意图；

图2示出根据本发明实施例的车前灯的立体示意图；

图3示出根据本发明实施例的车前灯的侧视示意图；

图4示出根据本发明实施例的车前灯的俯视示意图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施例的车前灯100的分解示意图。根据本发明的优选实施例的车前灯100包括光源1、第一光学处理单元2、第二光学处理单元3以及用于承载前述部件的散热器4。来自光源1的第一光束穿过第一光学处理单元2后出射，形成第一出光光型，并且来自光源1的第二光束被第二光学处理单元3偏转后绕过第一光学处理单元2出射，形成第二出光光型，由此第一出光光型和第二出光光型组合为车前灯100的近光照明或者远光照明。第一光学处理单元2用于设计出带有水平明暗截止线的光型，并且第二光学处理单元3用于设计出带有15度或者45度明暗截止线的光型，以及同时为车前灯的出射光的最亮点贡献光强。

在本发明中，光源1可优选地设计为led光源1。led可贴装在散热器4的表面上，例如以smt(表面贴装技术)进行安装。这种光源1具有体积小、成本低廉以及功耗低、光强大等优点，并且led光源1能够发出所期望的指向性的光束，便于光路下游的光学部件进行光纤收集和处理。光源1的主要发光区域尺寸优选为不小于75*60mm。第一光学处理单元2和第二光学处理单元3分别位于光源1的光路的下游，以便对光源1的不同方向指向的光束进行收集和处理。根据本发明的实施例的车前灯100并不包括任何用来遮挡来自光源1的光线的遮光板或者类似部件。这由此使得来自光源1的所有光线都能够得到充分利用，而且省去了额外的光学或者机械部件，有效地节省了车前灯100的制造成本。因为不再需要遮光板或者类似部件，在设计车前灯100的时候，不再需要考虑这些部件在车前灯100内部的容差问题。

车前灯100的第一光学处理单元2可优选地设计为透镜，尤其是自由曲面透镜。这种透镜的入射面优选为平面的，并且出射面是曲面。透镜优选的具有例如四个连接件21，在透镜的平的入射面的每个角落处分别设置一个连接件21。每个连接件21为支撑柱，被设计为例如圆柱体的形状。支撑柱被设计为尽可能的小，使得不会干扰透镜对光线的收集和处理。透镜的形状可根据对车前灯100的出光光型的具体要求而相应改变，例如在垂直方向上看，透镜可为圆形的或者方形的。透镜可优选地由pmma或者pc等塑料材料或者玻璃材料制成，并优选地具有1.49的折射率，以使得车前灯100便于制造、重量轻和结构简单。在另一方面，第二光学处理单元3可优选为反射镜。反射镜优选具有0.85的反射率。这样的反射镜可优选为由多个小面组合形成，如图所示出，反射镜在图中被示意性地划分为多个分区，每个分区分别代表一个小面。各个小面可优选为四边形或者长方形。由多个小面组合后的反射镜可例如为圆形或者是方形的。此外，可替代的，反射镜也可设计为单个元件一体化制成或者由多个小面一体化连接而形成。在垂直方向上看，反射镜的尺寸优选为不小于100*100mm。反射镜可优选由塑料材料镀铝或者金属材料制成，以提供良好的光反射功能。由此制造出的反射镜质量轻，而且体积小，便于组装。此外，反射镜可具有涂覆于表面上的特殊涂层，以实现对光的预期的偏转效果，例如反射或者散射。

图2示出根据本发明的实施例的车前灯的立体示意图。在将车前灯的各个部件组装在一起之后，led光源1被安装在散热器4的顶面上，并且在这相同的顶面上还安装有作为第一光学处理单元2的透镜和作为第二光学处理单元3的反射镜。因此，在散热器4的承载面的法向或者垂直方向上看，透镜、反射镜以及光源1都被安装在散热器4的同一表面或者侧面上，使得透镜、反射镜和光源1具有相同的光轴。透镜通过多个连接件21与散热器4的承载面连接，优选地以插接或者螺丝固定的方式连接。根据透镜的形状，连接件21的数量可相应的改变，以使得透镜能够牢固的安装在散热器4上，并且使得透镜的入射面与光源1的距离能够优选地达到20mm。透镜以优选距离与光源1间隔开能够在不影响反射镜在周向方向上对光源1的其他区域的光线进行收集和处理的同时，使得透镜和反射镜可彼此独立地运行。

如图2所示出，反射镜的中央区域为通孔，使得在将反射镜安装在散热器4上后，光源1能够处于由通孔在安装面上限定出的区域中。光源1优选地包括处于中心位置的第一区域和远离第一区域的第二区域。从而，反射镜尤其在周向方向上包围光源1并接收来自光源1的第二区域的光束。同时，安装为使得入射面与光源1相对的透镜收集和处理来自光源1的第一区域的光束。透镜利用其连接件21也同样安装在由反射镜的通孔在散热器4的安装面上限定出的区域中。由此，反射镜优选地也在周向上包围透镜的连接件21或透镜，并且来自光源1的所有光线都不会被车前灯内部的其他部件阻挡，相反，这些光线都会被收集和利用以最终输出，这因此不会造成不利的光损失。而且，不需要考虑因为遮光板或类似部件所带来的安装容差的问题。

图3示出根据本发明的实施例的车前灯的侧视示意图，并且图4示出根据本发明的实施例的车前灯的俯视示意图。从图3示出的侧视图可看出，反射镜在周向方向上至少部分的包围光源和透镜的连接件21。根据对车前灯的出射光光型的不同要求，反射镜甚至可包围透镜，即使得在侧向上看，反射镜至少部分的遮挡透镜的本体。来自光源并且由透镜处理后出射的第一出光光型可例如为带有水平的明暗截止线的光型，并且来自光源并且在由反射镜偏转并绕过透镜后出射的第二出光光型可例如为带有15度或45度角度的明暗截止线的光型。透镜和反射镜分别对来自光源的不同区域射出的不同方向的光线进行收集，并根据透镜的形状和曲率以及根据反射镜的曲率来限定出期望的第一出光光型和第二出光光型。在将第一出光光型和第二出光光型组合或者叠加后能够获得最终形成的车前灯的近光照明或者远光照明的理想光型。从而，根据本发明优选实施例的车前灯能够在不需要例如遮光板这类遮挡光线的部件的情况下，同样能够实现车前灯的近光照明或者远光照明，而且还能获得大于40％的光效率。此外，由图4示出的俯视图可看出，透镜具有比反射镜更小的面积，透镜能够至少部分的覆盖反射镜的通孔，即有效地覆盖光源在散热器的垂直方向或者法线方向上的有效出射光。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1光源

2第一光学处理单元

21连接件

3第二光学处理单元

4散热器

100车前灯。