一种无运动挡片双焦点凸透镜式远近光车灯的制作方法

本实用新型属于车灯中双光透镜的配光技术领域，具体地说，涉及一种无运动挡片双焦点凸透镜式远近光车灯。

背景技术：

根据国家道路交通法规规定我国上路的机动车或电动车，必须同时具有远光和近光功能，并且能顺利有效变换远近光，这是车辆前照灯的国家强制规定之一。

车灯标准中远光的最低亮度值是近光最低亮度值的8-10倍左右，所以远光的能量集中度要求远比近光高很多。现有技术中双光透镜车灯使用的凸透镜都是单焦点的，也即该凸透镜只有一个焦点，其近光为了能实现明暗截止线一般都在该凸透镜的焦点设置有截止线挡片，用于阻挡进入透镜下半区的多余光线。而远光时，为了能满足远光的聚光要求，远光光线也必须从此焦点经过，此时的近光的截止线挡片恰好阻挡在焦点的位置对远光造成极大阻碍。所以双光透镜车灯中为了实现远光的能量不被阻挡，将此近光截止线挡片设计成可运动式的，当车辆近光时，挡片位于该凸透镜的焦点处，阻挡住原本射向(上述引用的法规标准)配光屏幕1区的(在道路上使用时射向对向而行车辆和行人眼睛的)多余光线，形成优秀的明暗截止线，而远光时挡片能主动撤离焦点位置，使更多的光线能量能顺利通过焦点位置射入透镜，被凸透镜折射后从外表球面射出，从而满足预期的配光性能。

缺点：1必须使用运动挡板机构，才能实现远近光的切换。目前此机构基本上都采用电磁铁式吸合由弹簧推动复位，此机构存在四大主要缺陷：

(a)增加了电磁铁吸合式运动挡板机构，明显增加了制造成本；

(b)电磁铁吸合式运动挡板由电磁鉄吸合和弹簧的复位推动来完成远近光的切换动作，此机构可能会出现卡滞或故障，造成车灯变光困难或无法变光，当车辆在道路上行驶时电磁铁运动挡板如果出现故障而无法正常运行时，使用者将无法根据道路状况正确地切换远近光，这将会对驾乘者本人、对面行人、车辆造成极大的安全隐患；

(c)电磁式运动挡板机构使用时需要单独消耗电能，不利于节能。

(d)因为需要安装电磁式运动机构，所以必须要有对应的安装空间，这将一定程度上限制了体积小的车灯无法采用。

2、因为近光和远光完全共用一套集成led光源，当近光时，虽然远光的功能没有使用，但是原本服务于远光的灯珠也一起点亮，既浪费了电能，又增加了持续的发热量，不利于产品的整体散热，所以需要增加风扇或更为扩充基架的散热表面积或者限制led总功率。

(a)增加风扇,既增加了成本，又增加了风扇可能出现故障的风险。

(b)扩充基架的散热表面积,势必会增加生产制造成本、增加产品体积。

(c)限制led的总功率，势必会造成亮度受限。

3、其远光和近光共用同一个反射镜，因为远近光的配光侧重点不一样，远光侧重点在于光的集中度，近光的侧重点在于光分布成一定的广度和宽度并且确保一定的均匀度，所以共用的反射镜为了能兼顾2者不同的侧重点，就会造成兼容的模糊地带，而模糊地带对光能的浪费较大。

以上方法不利于节能，有鉴于此特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种无运动挡片双焦点凸透镜式远近光车灯，利用led光源的光效，通过独立匹配专属的远光反射镜和近光反射镜，分别将对应的远光光源和近光光源的光高效集中地投射到双焦点凸透镜的对应焦点位从而实现不需要运动挡板，就能实现远近光相互切换的双光透镜式车灯。因为远光和近光有各自独立的反射镜，可以将反射镜更有针对性地优化使其满足对应的配光性能，充分利用和发挥光源的光效利用率，起到综合节能的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种无运动挡片双焦点凸透镜式远近光车灯，该车灯核心组件包括：远光led灯珠、近光led灯珠、近光铝基板、远光铝基板、铝制散热器、远光反射镜、近光反射镜、双焦点凸透镜、凸透镜固定架。其中以铝制散热器的中轴线为准线，准线的上部固定有焊接了近光led灯珠的铝基板a，所述基板上的灯珠的发光方向投向正上方，灯珠的正上部安装有近光反射镜，所述反射镜的反射腔面对近光灯珠；准线的下部固定有焊接了远光led灯珠的铝基板b，该基板上的灯珠的发光方向投向正下方，正下方安装有远光反射镜，所述反射镜的反射腔面对远光灯珠。铝制散热器的正前方安装有双焦点凸透镜，凸透镜和铝制散热器之间由凸透镜固定架进行相连固定。

进一步的，近光反射镜上固定有近光截止线挡片。

为了更简洁的表述本专利的设计思路，此结构中的散热组件：远光铝基板、近光铝基板、铝制散热器、透镜固定架等属于常用不可或缺的配置，在此省略不再表述。核心组件由：近光专属led光源、近光专属反射镜、远光专属led光源、远光专属反射镜、以及共球面双焦点凸透镜，构成主要的配光组件。参见附图1示出，以双焦点凸透镜的光轴中心线为准线，划分成上下2个半区，上半区光轴中心线上设计有负责近光的专属光源，光源的光射出方向为正上方，光源上部为近光的专属反射镜，下半区的光轴附近设计有负责远光的专属光源，光源的光射出方向为正下方，光源的下部为远光专属反射镜。

进一步的，近光专属反射镜由椭圆曲面组成，椭圆具备双焦点的特性，当光源位于其焦点a处发出的光能，经过椭圆的反射后射向椭圆的另一个焦点b，该焦点b也设计和凸透镜的长焦点重叠，并且在该透镜的长焦点处设置有一个明暗截止线挡片，该挡片将近光多余的不需要的光(原本射向配光屏1区的，实际行车中射向对面车辆和行人眼睛的光线)进行阻挡，此挡片的上下高度不易过大，以2mm以内为佳，这样对远光的干扰小。

进一步的，远光专属反射镜由椭圆曲面组成，椭圆具备双焦点的特性，当光源位于焦点1发出的光，经过椭圆曲面的反射后射向椭圆的另一个焦点2，该焦点2和该凸透镜的短焦点重叠，这时远光光源发出的光经反射镜的反射途经凸透镜的短焦点位置进入凸透镜，以集中聚光的效果折射出去。

进一步的，远光和近光专属反射镜均可以设计成多反射腔的，这样每个反射腔都有独立的焦点位置，这就可以将led光源散开分布，这样更利于led光源的散热均化，起到更好的散热效果。

该车灯光源分成近光光源和远光光源，并且有其专属的远光反射镜和近光反射镜，并有共球面双焦距的凸透镜配合使用，其中负责近光的led光源经过近光反射镜的反射穿过双焦距凸透镜的近光焦点并进入凸透镜，负责远光的led光源经过远光反射镜的反射穿过双焦距凸透镜的远光焦点并进入凸透镜从而实现同时具备远近光的车灯设计。

利用led光源的光效，通过独立匹配专属的远光反射镜和近光反射镜，分别将对应的远光光源和近光光源的光高效集中地投射到双焦点凸透镜的对应焦点位从而实现不需要运动挡板，就能实现远近光相互切换的双光透镜式车灯。因为远光和近光有各自独立的反射镜，可以将反射镜更有针对性地优化使其满足对应的配光性能，充分利用和发挥光源的光效利用率，起到综合节能的效果。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)因为远光和近光有各自独立的反射镜和穿越焦点，可以更有针对性的分别设计各自的配光侧重点，充分发挥led的光效。光效利用率高了，就不需要更大功率的光源，光源的成本价值和光源功率成正比，散热装置的散热面积以及制造成本和光源功率成正比，光效利用率高了，就是节能，节省了光源的成本，同时节省了散热装置的成本。

(2)因为不需要挡板运动机构来完成远近光的变换，使变光更稳定可靠、成本更节省，用电更节能。

(3)省却了挡板运动机构，同时也节省了容纳运动机构的空间，可以使产品体积更小，更能被小体积车灯采用。

(4)近光反射镜在上部，远光反射镜在下部，led灯珠可以上下2个方向布置，增加了排列分布的范围，更有利于散热的均化。散热效果的有效均化，也更能保护灯珠的使用寿命。

(5)设计巧妙，具有广泛推广应用的前景。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为共球面双焦点凸透镜、明暗截止线挡片、近光反光镜、远光反光镜、近光光源、远光光源组成的远近光配光模组的侧视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的立体图。

图4为图1配光模组中在optisworks中光学路径的近光仿真截图(侧视图)。

图5为图4的俯视图。

图6为图4的仰视图。

图7为图1配光模组中在optisworks中光学路径的远光仿真截图(侧视图)。

图8为图7的俯视图。

图9为图1模组在optisworks软件生成的ies文件导入到lucidstudio(海拉之光)软件中在对应的车灯法规中的近光检测结果合格。

图10为图1模组在optisworks软件生成的ies文件导入到lucidstudio(海拉之光)软件中在对应的车灯法规中的远光检测结果合格。

图11为在图1基础上稍做调整后，可以满足ece法规中高级别的车灯配光性能。

图12-15为本实用新型一实施例结构示意图。

图中：101：双焦点凸透镜；102凸透镜固定架；103：铝制散热器；104远光灯珠；105远光铝基板；106：近光灯珠；107：近光铝基板；108近光反射镜；109远光反射镜；110近光明暗截止线挡片。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

此文中所述的配光性能指《gb19152-2016》、《gb25991-2010》、《ecer113》、《ecer112》对应的标准要求。

此文中应用的optisworks是国际上一个非常优秀的光机设计仿真软件。

此文中应用的lucidstudio(海拉之光)软件是车灯行业中最权威的针对车灯的配光性能设计、模拟、分析、测试的专业软件。

实施例一

如图1至图15所示，本实施例所述的一种无运动挡片双焦点凸透镜式远近光车灯，包括安装架1，所述安装架1的左端固定安装有共球面双焦点凸透镜2，所述共球面双焦点凸透镜2设有上半区2-1和下半区2-2，所述安装架1的内腔固定安装有近光明暗截止线挡片3，所述近光明暗截止线挡片3的右端紧密贴合有近光反光镜4，所述安装架1的内腔固定安装有远光反光镜5，所述近光反光镜4和远光反光镜5之间装配有近光光源6和远光光源7；所述近光光源6与上半区2-1的光轴中心线位于同一水平线，且近光光源6的光射出方向为正上方，所述远光光源7位于下半区2-2光轴中心线的下方，所述远光光源7的光射出方向为正下方；所述近光反光镜4和远光反光镜5均由椭圆曲面组成；所述安装架1的前后侧壁均固定安装有散热翅片8。

为了更简洁的表述本专利的设计思路，此结构中的散热组件：远光铝基板、近光铝基板、铝制散热器、透镜固定架等属于常用不可或缺的配置，在此省略不再表述。核心组件由：近光专属led光源、近光专属反射镜、远光专属led光源、远光专属反射镜、以及共球面双焦点凸透镜，构成主要的配光组件。参见附图1示出，以双焦点凸透镜的光轴中心线为准线，划分成上下2个半区，上半区光轴中心线上设计有负责近光的专属光源，光源的光射出方向为正上方，光源上部为近光的专属反射镜，下半区的光轴附近设计有负责远光的专属光源，光源的光射出方向为正下方，光源的下部为远光专属反射镜。

近光专属反射镜由椭圆曲面组成，椭圆具备双焦点的特性，当光源位于其焦点a处发出的光能，经过椭圆的反射后射向椭圆的另一个焦点b，该焦点b也设计和凸透镜的长焦点重叠，并且在该透镜的长焦点处设置有一个明暗截止线挡片，该挡片将近光多余的不需要的光(原本射向配光屏1区的，实际行车中射向对面车辆和行人眼睛的光线)进行阻挡，此挡片的上下高度不易过大，以2mm以内为佳，这样对远光的干扰小。

远光专属反射镜由椭圆曲面组成，椭圆具备双焦点的特性，当光源位于焦点1发出的光，经过椭圆曲面的反射后射向椭圆的另一个焦点2，该焦点2和该凸透镜的短焦点重叠，这时远光光源发出的光经反射镜的反射途经凸透镜的短焦点位置进入凸透镜，以集中聚光的效果折射出去。

远光和近光专属反射镜均可以设计成多反射腔的，这样每个反射腔都有独立的焦点位置，这就可以将led光源散开分布，这样更利于led光源的散热均化，起到更好的散热效果。

图中可以看出，远光光源和近光光源都有其对应的独立的反射镜，这种设计的优点：各自的反射镜完全独立，不会相互牵制和限制可以独立完整地发挥设计优势。远光光源和近光光源分离了一定距离，优点：更利于散热的均化，并且可以分开控制点亮情况，更利于后期散热器的设计。

从图4、5、6三个角度的视图中的光路轨迹图可以看出，近光的光线绝大部分都被有效利用穿过凸透镜，并且挡片能很有效得阻挡住不需要的光线(原本射向配光屏1区的)。

从图7、8可以看出，2种颜色的光线不会相互干扰，远光能顺利避开近光挡片，汇集在凸透镜短焦距的焦点处，而被凸透镜利用射出。

上图可以看出，近光具有非常清晰平直的明暗截止线，并且在344lm的光通量情况下，就能获得7810cd的照度，并且各项检测数据都能满足ece113r对应检测标准要求。远光hv点附近具有非常优秀的集中度，并且在1000lm的光通量情况下，就能获得59900cd的照度，并且各项检测数据都能满足ece113r对应检测标准要求。充分证实了远光并没有被挡片所影响，并且将光能效利用和发挥的非常充分。此配光设计是在图11的基础上，仅略移动了远光2个灯珠0.3mm的距离，就完全能满足ece113r中更高的检测标准。

上图多种模拟结果充分说明，本专利的设计应用，使远光和近光设计更灵活、对led灯珠光源的选用范围更广、完全省却挡片运动机构，远光仍然能表现优秀，整体体积可以设计的更小、推广应用的空间更广。

本例该车灯光源分成近光光源和远光光源，并且有其专属的远光反射镜和近光反射镜，并有共球面双焦距的凸透镜配合使用，其中负责近光的led光源经过近光反射镜的反射穿过双焦距凸透镜的近光焦点并进入凸透镜，负责远光的led光源经过远光反射镜的反射穿过双焦距凸透镜的远光焦点并进入凸透镜从而实现同时具备远近光的车灯设计。

本实用新型利用led光源的光效，通过独立匹配专属的远光反射镜和近光反射镜，分别将对应的远光光源和近光光源的光高效集中地投射到双焦点凸透镜的对应焦点位从而实现不需要运动挡板，就能实现远近光相互切换的双光透镜式车灯。因为远光和近光有各自独立的反射镜，可以将反射镜更有针对性地优化使其满足对应的配光性能，充分利用和发挥光源的光效利用率，起到综合节能的效果。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。