一种光学模组的初级光学单元及车灯的制作方法

本发明涉及车灯技术领域，具体地涉及一种光学模组的初级光学单元及车灯。

背景技术：

目前汽车前组合灯多使用远近光一体的发光模块，而远近光一体发光模块存在功能单一、远近光切换不便等明显的缺点。应用matrix矩阵式发光模块的组合前照灯功能多样，提高了夜间行车的安全性，已成为车灯发展的一种趋势。对于安装matrix矩阵式发光模块的组合前照灯，以多个发光块组合的光型代替了传统的单区域远光光型，出射光型对均匀性、照射范围、与近光的衔接程度、法规合规性等都有要求。整体的matrix矩阵式光型由多个像素单元拼接而成，通过车载adas系统(高级驾驶辅助系统)智能控制每个像素单元的亮暗，从而实现光线弯曲、防眩目、光型扩展等多种功能。

投射式的matrix矩阵式模组里，光学系统主要分为两块，初级光学单元及次级光学单元。初级光学单元是matrix矩阵式模组的核心部件，该初级光学单元需要对半导体光源出射光精确定向，产生中间光分布，并通过次级光学单元进一步调制以获得希望的光型分布。次级光学单元一般为成像的透镜或透镜组合。

初级光学单元包括多个半导体光源及主要的初级光学件以及辅助安装定位的零件。从实际应用功能出发考虑，初级光学件普遍使用光学硅胶材料。光学硅胶材料具有耐高温、透明度高、适用于复杂结构等优点，但是也有相应的缺点。因硅胶材料本身质地软的特质，使得安装不方便，采用常规组装方式无法确保其定位并安装准确，因此可能会导致光学效率降低、光斑变形、光型均匀性变差、不能满足法规要求等一系列实际问题，更有可能导致防眩目功能的失效。

另外，matrix矩阵式模组从功能定义上来讲，它是一个具有复杂功能的远光模组，其无法单独使用，必须要配合基础近光，才能实现完整的近光、自适应远光、afs(弯道辅助照明系统)随动转向的其他功能。光型的结合优良对路面的表现尤为重要。良好的光型结合是这样的：车前较远的地方亮度大，车前较近的区域亮度小，从远处到近处光型要过渡均匀。而实际的情况一般是光型无法均匀的过渡衔接，要么远处不亮，要么近处太亮。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，本发明第一方面提供一种光学模组的初级光学单元，使得聚光器安装方便、定位精准，以及能够将matrix矩阵式模组远光下侧的光进行扩散调制，使得远光与近光衔接的区域光的亮度均匀变化，从远处到近处光型均匀过渡。

根据本发明第一方面提供的光学模组的初级光学单元，包括安装支架，所述安装支架上侧由下到上依次安装有上聚光器和对所述上聚光器的竖直方向进行限位的上限位件，所述上限位件上侧安装有内配光镜，所述安装支架下侧由上到下依次安装有下聚光器和对所述下聚光器的竖直方向进行限位的下限位件，所述安装支架的上、下侧均形成有用于对所述上聚光器和下聚光器的水平方向进行限位的水平限位结构；

所述上聚光器和下聚光器均包括多个准直单元，其中所述上聚光器的各所述准直单元的出光端相互连接构成上出光面，所述下聚光器的各所述准直单元的出光端相互连接构成下出光面，所述内配光镜的入光面与所述上出光面对应设置，且所述内配光镜的底部位于所述上出光面的高度范围内。

优选地，各所述准直单元的入光端均对应一个半导体光源，相邻所述准直单元的入光端之间通过横筋相连。

优选地，相邻所述准直单元之间的夹角为0°～5°。

优选地，各所述水平限位结构均包括两排限位件，各排所述限位件均包括多个限位柱，各所述限位柱插接在对应的相邻所述准直单元的入光端之间的间隙内，且所述横筋设在两排所述限位件之间。

优选地，所述上聚光器和下聚光器上均设有卡扣，所述安装支架的上、下侧均设有与所述卡扣相配合的卡接结构。

优选地，所述内配光镜的底部位于所述上出光面的1/4～3/4高度处。

优选地，所述内配光镜的入光面设有凸起的横向条纹。

优选地，所述上限位件底部设有多个与所述上聚光器形成局部接触的上限位件小凸台，所述下限位件顶部设有多个与所述下聚光器形成局部接触的下限位件小凸台。

优选地，所述安装支架的左右两侧均设有第一螺钉柱、第二螺钉柱、第一定位柱和第二定位柱，所述上限位件的左右两侧均设有与所述第一螺钉柱相配合的第一螺钉以及与所述第一定位柱相配合的第一定位孔，所述下限位件的左右两侧均设有与所述第二螺钉柱相配合的第二螺钉以及与所述第二定位柱相配合的第二定位孔。

优选地，所述内配光镜固定在安装板上，所述安装板上设有多个第三定位孔，所述安装板的左右两侧均设有第三螺钉，所述上限位件上设有内配光镜安装部，所述内配光镜安装部上设有与内配光镜相配合的插入孔，所述内配光镜安装部上设有与各所述第三定位孔对应配合的第三定位柱，所述内配光镜安装部的左右两侧均设有与所述第三螺钉相配合的第三螺钉柱。

本发明通过水平限位结构对上聚光器和下聚光器的前后左右方向进行限位，并通过上限位件和下限位件分别对上聚光器、下聚光器的竖直方向进行限位，使得聚光器安装方便、定位精准；通过内配光镜将matrix远光下侧的光进行扩散调制，使得远光与近光衔接的区域光的亮度均匀变化，从远处到近处光型均匀过渡，提高汽车使用者的驾驶体验。

本发明第二方面提供一种车灯，所述车灯内安装有第一方面所述的光学模组的初级光学单元。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明一个实施例的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是本发明一个实施例的爆炸图；

图5是本发明一个实施例中聚光器的安装示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明一个实施例中内配光镜与聚光器的位置关系图。

附图标记说明

1安装支架11限位柱

12第一定位柱13安装定位柱

14安装螺栓15第二螺钉柱

16第一螺钉柱17第二定位柱

2上聚光器21准直单元

22上出光面23横筋

24卡扣3下聚光器

4上限位件41第三定位柱

42第一定位孔43第一螺钉

44第三螺钉柱45上限位件小凸台

5下限位件51第二螺钉

52第二定位孔53下限位件小凸台

6内配光镜61第三定位孔

62第三螺钉63横向条纹

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于图4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。其中，“前”是指所述聚光器的准直单元21的出光端方向。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

以下结合附图对本发明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发明，并不用于限制本发明。

本发明第一方面提供一种光学模组的初级光学单元，图1至图3为本发明一个实施例的三视图，整体展示了初级光学单元的装配效果，整个初级光学单元结构精巧，集成在光学模组内部不会占据很大空间，符合模组小型化的市场发展方向。

图4至图6为本发明一个实施例中各部件的安装结构图，包括安装支架1，所述安装支架1上侧由下到上依次安装有上聚光器2和对所述上聚光器2的竖直方向进行限位的上限位件4，所述上限位件4上侧安装有内配光镜6，所述安装支架1下侧由上到下依次安装有下聚光器3和对所述下聚光器3的竖直方向进行限位的下限位件5，所述安装支架1的上、下侧均形成有用于对所述上聚光器2和下聚光器3的水平方向进行限位的水平限位结构。

所述上聚光器2和下聚光器3均包括多个准直单元21，其中所述上聚光器2的各所述准直单元21的出光端相互连接构成上出光面22，所述下聚光器3的各所述准直单元21的出光端相互连接构成下出光面，所述内配光镜6的入光面与所述上出光面22对应设置，且所述内配光镜6的底部位于所述上出光面22的高度范围内。

本发明实施例中所述上聚光器2和下聚光器3优选为透明的硅胶材料制成，为了解决硅胶材料制成的聚光器安装不方便、定位不准的问题，本发明通过水平限位结构对上聚光器2和下聚光器3的水平方向即其前后左右方向进行限位，并通过上限位件4和下限位件5对上聚光器2、下聚光器3的竖直方向进行限位，从而对聚光器进行全方位定位，使得聚光器安装方便、定位精准。本发明通过内配光镜将matrix矩阵式模组远光下侧的光进行扩散调制，使得与近光衔接的区域光的亮度均匀变化，从远处到近处均匀过渡，提高汽车使用者的驾驶体验。

通过设置上述两个聚光器能够形成两排光斑，上聚光器2形成的一排光斑做近光随动转向使用，下聚光器3形成的一排光斑做防炫目远光使用。其中，上述聚光器中各所述准直单元21的入光端均对应一个半导体光源，相邻所述准直单元21的入光端之间通过横筋23相连。各半导体光源发射出的光线经由对应的准直单元21的入光端进入各准直单元21，并从出光面射出，由于各准直单元21的出光端汇聚在一起，因此聚光器对于各半导体光源发出的光线起到汇聚的作用。另外，单个准直单元21整体形状类似矩形柱状结构，其中各准直单元21的出光端相互连接构成出光面，而入光端需要相互隔开防止窜光，保证各准直单元21光型的独立性，因此各准直单元21之间设计有夹角，如果单个夹角过大，考虑累加效果，位于最边缘的准直单元21角度会很大，影响出光效率，因此，相邻所述准直单元21之间的夹角优选为0°～5°。

如图4和图6所示，各所述水平限位结构均包括两排限位件，各排所述限位件均包括多个限位柱11，各所述限位柱11插接在对应的相邻准直单元21的入光端之间的间隙内，且所述横筋23设在两排限位件之间。在安装时，将上聚光器2从安装支架1上方压入，使得上聚光器2的相邻准直单元21的入光端之间的间隙与安装支架1上侧的各限位柱11对应，将各所述限位柱11插接在对应的相邻准直单元21的入光端之间的间隙内，并使得横筋23位于两排限位件之间；将下聚光器3从安装支架1下方压入，同样，使得下聚光器3的相邻准直单元21的入光端之间的间隙与安装支架1下侧的各限位柱11对应，将各所述限位柱11插接在对应的相邻准直单元21的入光端之间的间隙内，并使得横筋23位于两排限位件之间。

通过将各所述限位柱11插接在对应的相邻准直单元21的入光端之间的间隙内对聚光器的左右方向进行限位，通过将横筋23设在两排限位件之间对聚光器的前后方向进行限位，定位精准，有效保证了聚光器的各所述准直单元21的入光端与半导体光源之间的相对位置以及各准直单元21之间的位置关系，从而不易产生由于定位不准导致过多的光效率损失以及聚光器变形导致的光型扭曲，另外，将传统的聚光器前后压入安装变为上下压入安装，有效减小了安装行程，更符合聚光器的结构特性，使得聚光器安装便利。

进一步地，所述上聚光器2和下聚光器3上均设有卡扣24，所述安装支架1的上、下侧均设有与所述卡扣24相配合的卡接结构。所述卡接结构为卡槽或者台阶，所述卡扣24一端设有与卡槽或台阶相配合的卡钩。通过设置卡扣24进一步保证聚光器安装的精准性，优选地，所述卡扣24分别设在上聚光器2的出光端的两侧，以及分别设在下聚光器3的出光端的两侧，将上聚光器2和下聚光器3的入光端分别定位安装在安装支架1的上、下侧后，再通过卡扣24将上聚光器2和下聚光器3的出光端固定在安装支架1上，从而对聚光器的入光端和出光端都进行有效定位，有效保证聚光器安装的精准性。

在上聚光器2和下聚光器3安装在安装支架1上后，需要通过上限位件4、下限位件5对上聚光器2和下聚光器3的竖直方向进行限位，具体地，如图4所示，所述安装支架1的左右两侧均设有第一螺钉柱16、第二螺钉柱15、第一定位柱12和第二定位柱17，所述上限位件4的左右两侧均设有与所述第一螺钉柱16相配合的第一螺钉43以及与所述第一定位柱12相配合的第一定位孔42，所述下限位件5的左右两侧均设有与所述第二螺钉柱15相配合的第二螺钉51以及与所述第二定位柱17相配合的第二定位孔52。

在安装时，将上限位件4左右两侧的第一螺钉43和第一定位孔42分别与安装支架1左右两侧的第一螺钉柱16和第一定位柱12对应好，然后将第一螺钉43打入第一螺钉柱16内，同时第一定位柱12插入第一定位孔42，从而完成上限位件4的安装，同样，将下限位件5左右两侧的第二螺钉51和第二定位孔52分别与安装支架1左右两侧的第二螺钉柱15和第二定位柱17对应好，然后将第二螺钉51打入第二螺钉柱15内，同时第二定位柱17插入第二定位孔52，从而完成下限位件5的安装。

优选地，如图4和图5所示，所述上限位件4底部设有多个上限位件小凸台45，所述下限位件5顶部设有多个下限位件小凸台53，使得上限位件4、下限位件5安装到安装支架1上后，上限位件4底部和上聚光器2顶部为局部接触，下限位件5顶部和下聚光器3底部为局部接触。

由于局部定位的零件在定位的地方加工精度要求高，非定位处的加工要求可降低，因此以局部接触代替整体接触，能够节约加工成本，当实际产品有定位不良的问题需要排查时，能够减小排查难度，减少不确定变量，并且修改方便、便于维护。

在上限位件4、下限位件5安装到安装支架1上后，最后将内配光镜6安装到上限位件4上，具体地，如图4所示，所述内配光镜6固定在安装板上，所述安装板上设有多个第三定位孔61，所述安装板的左右两侧均设有第三螺钉62，所述上限位件4上设有内配光镜安装部，所述内配光镜安装部为所述上限位件4与所述安装支架1定位连接部分向前延伸而成，所述内配光镜安装部上设有与内配光镜6相配合的插入孔，所述内配光镜安装部上设有与各所述第三定位孔61对应配合的第三定位柱41，所述内配光镜安装部的左右两侧均设有与所述第三螺钉62相配合的第三螺钉柱44。

安装时，将安装板上的第三定位孔61、第三螺钉62分别与内配光镜安装部上的第三定位柱41、第三螺钉柱44对应好，以及内配光镜6与插入孔对应好，然后将第三螺钉62打入第三螺钉柱44内，同时第三定位柱41插入第三定位孔61、内配光镜6插入所述插入孔内，从而完成内配光镜6的安装，并使得所述内配光镜6的入光面与所述上出光面22相对应，通过调节上限位件4的厚度或者调节内配光镜6的厚度可以调节内配光镜6的安装高度，以使得所述内配光镜6安装为使其底部位于所述上出光面22的高度范围内。

其中，所述内配光镜6安装为使其底部位于所述上出光面22的高度范围内，是指所述内配光镜6的底部高度大于所述上出光面22的底部高度，并小于所述上出光面22的顶部高度。

需要说明的是，上述上限位件4、下限位件5与安装支架1之间的安装定位结构以及内配光镜6与上限位件4之间的安装定位结构并不限于上述描述中提到的安装定位结构，也可以为其它公知的定位安装结构，这些变型结构均属于本发明的保护范围。

如图7所示，所述内配光镜6安装为使其底部位于所述上出光面22的1/4～3/4高度处。

通过聚光器出光面上侧的光经过次级光学单元后形成matrix远光的下侧光型，这部分光相较近光亮度更高，导致此处远近光衔接不自然。通过设置内配光镜6，使其底部位于上出光面22的1/4～3/4高度处，内配光镜6能够对上出光面22的1/4～3/4处射出的光进行遮挡，根据成像原理，被遮挡的区域投射出的光型在下侧，被遮挡的光通过内配光镜6，由于内配光镜6的入光面设有凸起的横向条纹63，能够对被遮挡的光进行上下扩散，使得这部分光光型均匀、亮度变低，变得柔和，与近光衔接更加均匀，上出光面22的下部分未被遮挡，未被遮挡的光光路不变，通过次级光学单元射出，照射在车前较远的区域，未被遮挡的区域投射出的光型在上侧，靠近近光截止线区域，这样近光截止线处的亮度不会受到内配光镜6的影响，从而通过上述内配光镜6的设置，使光的能量从高到低进行了一次调制分配，光照射到路面的效果就是从远处到近处光型过渡均匀，从而有效解决了远近光衔接不自然的问题。另外，根据实际应用的情况，可以将条纹设计的较粗或较细些，条纹的凸起程度也可以进行调整，从而通过调整条纹结构可以调整光扩散的程度。

最后，在整个初级光学单元组装完成后，需要将初级光学单元安装集成在光学模组内，具体地，在所述安装支架1的左右两侧设有安装耳板，各所述安装耳板上均设有安装螺栓14和安装定位柱13，从而通过安装定位柱13和安装螺栓14将初级光学单元定位安装在光学模组的电路板和散热器上。

本发明第二方面提供一种车灯，所述车灯内安装有第一方面所述的光学模组的初级光学单元。由于车灯内安装有第一方面所述的光学模组的初级光学单元，因此也具有与第一方面所述的光学模组的初级光学单元相同的优点。

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

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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

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