一种微型车灯模组的制作方法

[0001]
本发明涉及车辆照明技术领域，尤其涉及一种微型车灯模组。


背景技术：

[0002]
车灯模组一般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。最近几年，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，对车灯模组的综合性能也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。
[0003]
中国发明专利cn106122870b公开了一种led光源远近光一体车灯模组，其主要包括透镜、透镜支架(遮光罩)、多个初级光学元件(反射镜和聚光器)、电路板和散热器。该车灯模组存在以下几方面的不足：
[0004]
1、体积较大。由于采用的是led光源，其单位面积的光通量很低，为了提高光效，得到照度高的远光或主近光，通常需采用尺寸较大的透镜，以使更多光线射入透镜。一般透镜高40mm，宽50mm左右，其会导致整个车灯模组的体积增大，一般长约150mm，宽约80mm，高约80mm。但是如果用于辅助近光模组，其实并不需要高照度，只需得到照度均匀、展宽很宽的光形，因此该体积的车灯模组会造成空间和成本的浪费。
[0005]
2、光学系统精度低。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。而在该车灯模组中，先由初级光学元件和散热器进行定位安装，然后透镜和透镜支架进行定位安装再与散热器定位安装或者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。
[0006]
3、色散现象严重，该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。


技术实现要素：

[0007]
针对上述缺陷，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。
[0008]
本发明提供了一种微型车灯模组，包括由前向后设置的透镜、初级光学元件和光源，所述光源固定在电路板上，所述初级光学元件上设有连接部，所述透镜上设有透镜连接部，所述初级光学元件通过连接部分别与所述透镜连接部和电路板直接定位连接。
[0009]
优选地，所述初级光学元件的后侧设有一个或多个定位销，所述电路板上设有与所述定位销相配合的定位孔。
[0010]
优选地，所述透镜连接部包括上下两部分，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，两者分别与所述透镜连接部的上下两部分相配合。
[0011]
优选地，所述透镜连接部上设有多个定位销，所述第一连接部开有供所述定位销插入的铆接孔，所述第二连接部上开有与所述定位销相配合的定位孔。
[0012]
优选地，还包括l型的散热器，所述电路板固定安装在所述散热器的竖直段上。
[0013]
优选地，所述连接部还包括第三连接部，所述第三连接部通过紧固件依次与所述电路板、所述散热器的竖直段固定连接；所述透镜连接部的下部分通过紧固件依次与所述第二连接部、所述散热器的水平段固定连接。
[0014]
优选地，所述初级光学元件为聚光器。
[0015]
优选地，所述聚光器的出光面为平面，后侧沿横向设有与所述光源相对应的聚光结构。
[0016]
优选地，所述光源为led光源或激光光源。
[0017]
优选地，所述透镜上还套设有遮光罩，所述遮光罩的前侧敞口，用于露出所述透镜的出光面。
[0018]
优选地，所述透镜的曲率半径为r，所述透镜的高度为h且满足：h≤4r/3。
[0019]
优选地，所述透镜的高度为5mm～15mm。
[0020]
优选地，所述透镜的焦距为5mm～20mm。
[0021]
本发明的有益之处在于：
[0022]
(1)光学系统精度高，透镜和电路板均与初级光学元件直接定位连接，减少多次装配误差，只需保证三者的相对位置精度即可保证光学系统精度；
[0023]
(2)结构紧凑、小巧，有助于缩小各光学元件的尺寸，减小整个车灯模组的体积，降低生产制造成本，同时具有良好的商业价值前景，因为微型车灯模组十分适应车辆造型的发展趋势，甚至能够使现有的大灯消失，将车灯模组布置在不显眼的位置以用于车辆的照明，比如保险杠、格栅等位置，有助于进一步提升汽车外形美观度；
[0024]
(3)将现有透镜的上、下两端截掉，只留取中间厚度较厚的部分，弱化了色散现象。
附图说明
[0025]
图1是本发明车灯模组的立体图；
[0026]
图2是本发明车灯模组的剖面图(移除第三连接部)；
[0027]
图3是本发明车灯模组的爆炸图；
[0028]
图4是初级光学元件和透镜的连接结构示意图一；
[0029]
图5是图4的侧视图；
[0030]
图6是初级光学元件和透镜的连接结构示意图二；
[0031]
图7是电路板、初级光学元件和透镜的连接结构示意图；
[0032]
图8是透镜的结构示意图；
[0033]
图9是初级光学元件的结构示意图；
[0034]
图10是初级光学元件和透镜的剖面图；
[0035]
图11是近光光形示意图。
[0036]
元件标号说明：
[0037]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
初级光学元件
[0038]
10
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连接部
[0039]
11
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第一连接部
[0040]
111
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
铆接孔
[0041]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二连接部
[0042]
121
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位孔
[0043]
122
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接孔
[0044]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三连接部
[0045]
131
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接孔
[0046]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
聚光结构
[0047]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位销
[0048]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
透镜
[0049]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
透镜连接部
[0050]
221
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位销
[0051]
222
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接孔
[0052]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
遮光罩
[0053]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散热器
[0054]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电路板
[0055]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
紧固件
[0056]
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
主近光光形
[0057]
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
辅助近光光形
具体实施方式
[0058]
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。
[0059]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0060]
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。
[0061]
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。
[0062]
如图2所示，为了便于描述，下述实施例中各方向的定义如下：沿视图纸面向上为上方向，沿视图纸面向下为下方向，沿视图纸面朝右为前方向，沿视图纸面朝左为后方向。在对其他视图描述时，以图2所确定的方向作为基础。如图11所示，车灯模组的近光光形包括位于中心区域(虚线区域)的主近光光形a和位于展宽区域的辅助近光光形b，主近光光形a和辅助近光光形b部分重叠，主近光光形a的照度较高，辅助近光光形b的照度均匀，其中，光形是指车灯模组射出的光线投射在配光屏幕上的光形。
[0063]
如图1-3所示，本发明提供了一种微型车灯模组，包括由前向后设置的透镜21、初
级光学元件1和光源，光源固定在电路板5上，初级光学元件1上设有连接部10，透镜21上设有向后方延伸的透镜连接部22，初级光学元件1通过连接部10分别与位于前方的透镜连接部22和位于后方的电路板5直接定位连接。通过设置连接部10和透镜连接部22来替代现有技术中的支架，可以有效减少车灯模组中的部件数量，提升部件之间的安装精度，降低多次装配导致的误差，大大提高了光学系统的精度。
[0064]
结合图3、4、5、8和9可知，在本发明的一个具体实施例中，透镜连接部22包括分别固定在透镜21上下两端的上下两部分，连接部10包括分别与透镜连接部22的上下两部分相配合的第一连接部11和第二连接部12。透镜连接部22上设有多个朝向后方的定位销221，第一连接部11上开有与定位销221相配合的铆接孔111，以将第一连接部11和透镜连接部22的上部分铆接，第二连接部12上开有两个与定位销221相配合的定位孔121，其中一个为圆孔，另一个为腰形孔。定位销和定位孔的设置有助于进一步提升透镜21与初级光学元件1之间的安装精度，此外，两者之间可以采用螺纹连接、铆接、胶接或者焊接等方式进行固定连接。具体地，第二连接部12和透镜连接部22的下部分还对应地开有连接孔122/222，两者之间通过紧固件6固定连接，紧固件6优选地采用安装螺钉。
[0065]
如图1、6和7所示，初级光学元件1的后侧设有一个或多个定位销15，电路板5上设有与定位销15相配合的定位孔。同时，连接部10上还包括第三连接部13，第三连接部13位于第一连接部11的后方，其上开有连接孔131，第三连接部13通过紧固件6穿过连接孔131与电路板5固定连接。
[0066]
在具体实施中，本领域技术人员可以根据需要调整连接部10和透镜连接部22的结构和连接方式，除了本发明所采用的具体实施例外，也可以将第一连接部11和第三连接部13合并为一个连接部，即连接部10仅包括上下两部分，通过紧固件将透镜21、初级光学元件1和电路板5直接定位连接。
[0067]
如图2和图3所示，本发明的车灯模组还包括l型的散热器4，电路板5固定安装在散热器4的竖直段上，两个紧固件6依次穿过第三连接部13的连接孔131、电路板5上的穿孔和散热器4将三者的上部固定连接，且散热器4的水平段上还开有一个螺纹连接孔，另一个紧固件6依次穿过透镜连接部22上的连接孔222、第二连接部12上的连接孔122和散热器4水平段上的螺纹连接孔，并通过紧固件6将三者的下部固定连接在一起。当然，本领域技术人员也可以采用其他不同形状的散热器，并相应地改变连接关系。
[0068]
如图1-3所示，透镜21上还套设有遮光罩3，遮光罩3的前侧敞口，用于露出透镜21的出光面，防止光线从透镜21的侧面射出。该遮光罩3与透镜连接部22连接，同样可以采用铆接、螺纹连接、胶接或者焊接等连接方式。
[0069]
前述的初级光学元件1为聚光器，电路板5上设有至少一颗光源，光源为led光源或激光光源，优选地采用led光源。该车灯模组可以应用于远光模组、主近光模组或辅助近光模组。当应用于辅助近光模组时，现有技术中的聚光器出光面一般为向后凹陷的弧面，其与透镜的物体焦面相适应，以使透镜成像清晰，但是，如图7、10和11所示，本发明聚光器的后侧沿横向设有与光源相对应的四个聚光结构14，电路板5上仅有四颗光源，在用于辅助近光时，由于辅助近光光形b展宽很宽，四颗光源形成的像素光斑部分叠加后，每个像素光斑的左右边界都很清晰，反而影响辅助近光光形b的均匀形，因此，本发明车灯模组的聚光器的出光面优选设置成平面，以使像素光斑的边界模糊化，得到均匀的辅助近光光形b。
[0070]
如图1所示，假设透镜21的曲率半径为r，透镜21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21光效的前提下减小透镜21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，造型美观，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21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21的上下高度尺寸，由此确保了透镜21的光效，并减小了透镜21的尺寸。同时，本实施例的透镜21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21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21的左右宽度可以较长，不影响色散，故，本实施例中的透镜21的正向投影为横置的长方形。另外，如图10所示，本实施例中的透镜21为双凸透镜，当然也可以为平凸透镜。
[0071]
由于本发明车灯模组的零部件较少，结构紧凑，在符合法规要求的范围内，透镜21的尺寸可以缩小，做到高度5～15mm，宽度15～35mm，优选地高10mm，宽30m。同时可以适当增加透镜21上下两端的厚度，弱化色散现象。相应地，透镜焦距和初级光学元件1尺寸也大大减小，透镜焦距为5～20mm，优选地为10mm，初级光学元件1长约30mm，宽约40mm，从而使车灯模组的体积大大减小，变为长约80mm，宽约40mm，高约30mm。该尺寸的车灯模组属于微型车灯模组，有利于节省空间，降低成本。对于远光模组和主近光模组来说，如果采用光通量高的光源，例如激光光源，同样可以将车灯模组的体积减小，获得高照度的远光或主近光光形a。
[0072]
综上所述，本发明的有益之处在于：
[0073]
(1)光学系统精度高，透镜和电路板均与初级光学元件直接定位连接，减少多次装配误差，只需保证三者的相对位置精度即可保证光学系统精度；
[0074]
(2)结构紧凑、小巧，有助于缩小各光学元件的尺寸，减小整个车灯模组的体积，降低生产制造成本，同时具有良好的商业价值前景，因为微型车灯模组十分适应车辆造型的发展趋势，甚至能够使现有的大灯消失，将车灯模组布置在不显眼的位置以用于车辆的照明，比如保险杠、格栅等位置，有助于进一步提升汽车外形美观度；
[0075]
(3)将现有透镜的上、下两端截掉，只留取中间厚度较厚的部分，弱化了色散现象。
[0076]
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。