聚光器、前照灯模组、车灯及车辆的制作方法

本发明涉及车灯光学元件，具体地，涉及一种聚光器。此外，还涉及一种具有上述聚光器的前照灯模组、具有上述前照灯模组的车灯以及具有上述车灯的车辆。

背景技术：

聚光器在车灯中的应用是从信号灯开始的，在信号灯中的应用发展已经很成熟；随后聚光器在车灯模组中的应用越来越多，作为近光功能或者远光功能的光学元件。聚光器在车灯模组中的应用是一个大突破，可以大大提高车灯模组的光学性能。应用了聚光器的车灯模组技术不断有创新成果出现，使该形式的车灯模组的综合性能不断提高。

图1和图2提供了一种远近光一体车灯模组，包括近光聚光器1a和远光聚光器2a，近光聚光器1a前端下边沿的近光聚光器截止线形成结构与远光聚光器2a前端上边沿的远光聚光器截止线形成结构是相互接触的或者相距较小的距离(零点几毫米)，从而使近光光形与远光光形良好衔接。

但是，在行车过程中，车灯会发生振动，由于近光聚光器1a和远光聚光器2a两者前端接触或距离很近，两者之间由于摩擦而产生一定的磨损，甚至磨损至出粉，影响了车灯出射光形的稳定性，降低了车灯寿命。若是扩大近光聚光器1a和远光聚光器2a两者前端的距离，则会使得近光光形与远光光形之间的暗区较为明显。

因此，如何降低近光聚光器和远光聚光器之间的磨损以及保证近光光形与远光光形均匀过渡已经成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚光器，该聚光器能够改善振动可靠性，消除光学元件之间的磨损，远近光光形衔接良好。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种前照灯模组，该前照灯模组能够保证出射光形的稳定性。

本发明更进一步所要解决的技术问题是提供一种车灯，该车灯具有较长的使用寿命。

此外，本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆，该车辆的车灯出射近光光形和远光光形衔接良好。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种聚光器，包括第一聚光元件、中间体和第二聚光元件，所述第一聚光元件的第一出光部的下侧边线的中部与所述第二聚光元件的第二出光部的上侧边线的中部接触，且所述第一聚光元件的第一通光部与所述第二聚光元件的第二通光部之间形成楔形间隙，所述中间体位于所述楔形间隙内，所述第一聚光元件、所述中间体和所述第二聚光元件为一体成型件，且所述第一聚光元件的折射率和所述第二聚光元件的折射率均大于所述中间体的折射率。

具体地，所述第一出光部的下侧边线形成为第一截止线结构，所述第二出光部的上侧边线形成为第二截止线结构，所述第一截止线结构与所述第二截止线结构接触，以能够实现光形的衔接。

具体地，所述第一出光部为内凹曲面、外凸曲面或平面。

具体地，所述第二出光部为内凹曲面、外凸曲面或平面。

具体优选地，所述中间体为硅胶成型件，所述第一聚光元件和第二聚光元件为pmma或pc成型件。

典型地，所述第一聚光元件包括设置在所述第一通光部的入光端的至少一个第一入光部，所述第二聚光元件包括设置在所述第二通光部的入光端的至少一个第二入光部。

本发明还公开了一种前照灯模组，包括上述技术方案中任一项所述的聚光器。

优选地，还包括透镜，所述第一出光部的下侧边线的拐点与所述第二出光部的上侧边线的拐点重合，且位于所述透镜的焦点区域。

更优选地，所述透镜上设有近光ⅲ区形成结构。

具体优选地，所述近光ⅲ区形成结构由多个外凸和/或内凹的曲面成排布置而成。

本发明还公开了一种车灯，包括上述技术方案中任一项所述的前照灯模组。

本发明还公开了一种车辆，包括上述技术方案所述的车灯。

通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：

在本发明基本实施方式中，创造性地在第一聚光元件与第二聚光元件之间设置中间体，第一聚光元件、中间体和第二聚光元件三者一体成型，在发生振动时，第一聚光元件与第二聚光元件的接触位置不会发生磨损，大大改善振动可靠性，使用寿命更长；而且，第一聚光元件的折射率和第二聚光元件的折射率均大于中间体的折射率，使得光线在第一聚光元件的第一通光部与中间体之间的分界面上以及第二聚光元件的第二通光部与中间体之间的分界面上均能够发生全反射，同时，第一聚光元件的第一出光部的下侧边线中部与第二聚光元件的第二出光部的上侧边线中部接触，从而使得经由两者出射的光形之间衔接良好。

本发明的其它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

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的车辆前照灯模组的结构示意图；

图2是现有技术的车灯聚光器的部分结构示意图；

图3是本发明具体实施方式的聚光器的结构示意图之一；

图4是本发明具体实施方式的聚光器的结构示意图之二；

图5是本发明具体实施方式的聚光器的分解示意图之一，其假设第一聚光元件、中间体和第二聚光元件分离，实际上三者为一体成型，不可能无损地分离；

图6是本发明具体实施方式的聚光器的分解示意图之二；

图7是本发明具体实施方式的聚光器的结构示意图之三；

图8是图7中a-a向的剖面图；

图9是本发明具体实施方式的聚光器的光路示意图；

图10是本发明具体实施方式的前照灯模组的立体结构示意图；

图11是本发明具体实施方式的前照灯模组的结构示意图；

图12是图11中b-b向的剖面图；

图13是本发明具体实施方式的透镜的立体结构示意图；

图14是图13中c部分的局部放大图；

图15是本发明具体实施方式的透镜的结构示意图；

图16是图15中d-d向的剖面图；

图17是图16中e部分的局部放大图。

附图标记说明

1第一聚光元件11第一出光部

12第一通光部121凸起

13第一截止线结构14第一入光部

2中间体21凹槽

3第二聚光元件31第二出光部

32第二通光部33第二截止线结构

34第二入光部

4透镜5近光ⅲ区形成结构

具体实施方式

下面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。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

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”、“设置”、“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，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

需要理解的是，为了便于描述本发明和简化描述，术语“前、后”是指聚光器沿出光方向的前后方向，通常与车辆的前后方向大致相同，例如，第一出光部11位于前方，相对地，第一入光部14位于后方，术语“左、右”是指聚光器自身的左右方向，通常与车辆在使用过程中的左右方向大致相同，术语“上、下”是指聚光器自身的上下方向；术语为基于附图所示的方位或位置关系，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；而且，将聚光器安装于车辆内时，可以按照水平方向、竖直方向等各种方位进行安装，对于本发明的聚光器的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

如图3至图9所示，本发明基本实施方式的聚光器，包括第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3，所述第一聚光元件1的第一出光部11的下侧边线的中部与所述第二聚光元件3的第二出光部31的上侧边线的中部接触，且所述第一聚光元件1的第一通光部12与所述第二聚光元件3的第二通光部32之间形成楔形间隙，所述中间体1位于所述楔形间隙内，所述第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3为一体成型件，且所述第一聚光元件1的折射率和所述第二聚光元件3的折射率均大于所述中间体2的折射率。

参照图1和图2，在现有技术的技术方案中，近光聚光器1a前端下边沿的近光聚光器截止线形成结构与远光聚光器2a前端上边沿的远光聚光器截止线形成结构相互接触或者相距较小的距离，虽然可以使近光光形与远光光形良好衔接，但是，车辆行驶过程中，车灯发生振动，导致近光聚光器1a和远光聚光器2a两者之间由于摩擦而产生一定的磨损，特别是，两者采用同种材质，同种材质之间相互摩擦产生的磨损较严重，甚至会导致出粉，降低了振动可靠性，对车灯的近光和远光功能产生很大影响。

针对现有技术存在的技术问题，本发明巧妙地对聚光器进行了设计，在第一聚光元件1和第二聚光元件3之间的楔形间隙内一体形成有中间体2，第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3三者一体成型，使得在振动发生时第一聚光元件1的第一出光部11的下侧边线与所述第二聚光元件3的第二出光部31的上侧边线接触，却不会发生摩擦而导致磨损，延长使用寿命，而且，由于第一聚光元件1和第二聚光元件3两者端部接触，使经由两者出射的光形能够均匀衔接，不会出现明显的暗区；特别是，参照图9，将第一聚光元件1的折射率和第二聚光元件3的折射率均设计成大于中间体2的折射率，使得射至第一聚光元件1与中间体2之间形成的分界面上的光线能够发生全反射，同样使得射至第二聚光元件3与中间体2之间形成的分界面上的光线也能够发生全反射，这种设计一方面能够提升光效，另一方面能够避免第一聚光元件1中的光线由第二聚光元件3的第二出光部31出射而无法形成近光光形截止线。

为了实现第一聚光元件1的折射率和第二聚光元件3的折射率均大于中间体2的折射率，可以采用不同材质的透明光学材料的方式来实现，例如，中间体2可以采用硅胶制备，第一聚光元件1和第二聚光元件3可以采用pc或pmma材料制备，硅胶材料的折射率为1.423左右，pc材料的折射率为1.586左右，pmma材料折射率为1.521左右。

此外，参照图3和图5，第一通光部12的入光端的下侧形成有凸起121，凸起121能够与中间体2上的凹槽21配合，以增强两者之间的结合强度。

需要说明的是，在图8所示的实施例中，中间体2的端面基本与第一聚光元件1的第一通光部12的入光端大致齐平，当然，也可以将中间体2的尺寸缩小一些，使中间体2的端面位于第一聚光元件1的第一通光部12的入光端的前侧，也能够与第一聚光元件1和第二聚光元件3一体成型，防止振动时第一聚光元件1和第二聚光元件3之间发生磨损，而且，中间体2同样能够使射至第一聚光元件1与中间体2之间形成的分界面上的光线以及射至第二聚光元件3与中间体2之间形成的分界面上的光线发生全反射，提升光效。

进一步地，可以采用嵌件注塑成型或者双色注塑成型等工艺，使第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3一体成型。

将本发明的聚光器用于前照灯模组，以能够实现远近光一体功能，以第一聚光元件1作为近光聚光器以及第二聚光元件3作为远光聚光器为例进行说明。

具体地，参照图4至图6，第一出光部11的的下侧边线形成为第一截止线结构13，第二出光部31的上侧边线形成为第二截止线结构33，第一截止线结构13的截止拐点与第二截止线结构33的截止拐点接触且相互重合，进而使得出射的近光光形和远光光形能够良好衔接。

通常地，在第一通光部12的入光端布置第一入光部14，在第二通光部32的入光端布置第二入光部34，根据设计需要，可以对第一入光部14和第二入光部34的数量进行选择，使各第一入光部14沿左右方向成排布置在第一通光部12的入光端，使各第二入光部34沿左右方向成排布置在第二通光部32的入光端；第一入光部14和第二入光部34可以选择为聚光杯或其它聚光机构，如向后凸起的凸起结构，具体地，图3示出了第一入光部14和第二入光部34采用聚光杯的一种具体实施例，聚光杯的入光端开设有内凹腔体，内凹腔体的侧壁可以为由外向内收缩的锥形，内凹腔体的底部可以为向外凸出的曲面，从而能够将光源发出的光线收集汇聚，使光线射入第一入光部14和第二入光部34，具有较好的光效。

此外，第一出光部11可以为内凹曲面、外凸曲面或平面，优选为内凹曲面，这种设计可以使第一出光部11的曲率与透镜4的实际物方焦面曲率相同或大致相同，这样设计的优点在于，所谓焦面是指与透镜光轴正交的平面，但是，由于场曲相差的原因，透镜焦面实际上是向后凹陷的曲面，这使得光源越靠近该焦面，其通过透镜形成的光像素就越清晰，而光源越远离该焦面，其通过透镜形成的光像素就越模糊；因此，将第一出光部11设置为内凹曲面能够形成清晰的光形；同理地，第二出光部31可以为内凹曲面、外凸曲面或平面，优选为内凹曲面。

为了便于理解本发明聚光器的技术构思和优点，以下结合图3至图9描述本发明相对优选特征相对全面的结构形式。

如图3至图9所示，本发明优选实施方式的聚光器，包括第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3，第一聚光元件1包括第一入光部14、第一通光部12和第一出光部11，各第一入光部14沿左右方向成排布置在第一通光部12的入光端，第一通光部12的出光端形成第一出光部11，第二聚光元件3包括第二入光部34、第二通光部32和第二出光部31，各第二入光部34沿左右方向成排布置在第二通光部32的入光端，第二通光部32的出光端形成第二出光部31，第一出光部11的下侧边线形成有第一截止线结构13，第二出光部31的上侧边线形成为第二截止线结构33，第一截止线结构13与第二截止线结构33接触，使第一通光部12与第二通光部32之间形成楔形间隙，中间体2位于楔形间隙内，且第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3三者一体成型，中间体2与第一通光部12和第二通光部32之间均形成有分界面，中间体2采用硅胶材料制备而成，第一聚光元件1和第二聚光元件3采用pmma或pc材料制备而成，使得第一聚光元件1的折射率和第二聚光元件3的折射率均大于中间体2的折射率。

由上述优选实施方式可以看出，将上述聚光器应用于具体的光学模组中，以形成远近光一体的前照灯模组后，各第一入光部14对应的光源发出的光线经过对应的第一入光部14汇聚，射入第一通光部12内，一部分光线由第一出光部11直接出射，另一部分光线射在第一通光部12与中间体2之间形成的分界面上并发生全反射，再由第一出光部11射出形成近光光形，各第二入光部34对应的光源发出的光线经过对应的第二入光部34汇聚，射入第二通光部32内，一部分光线由第二出光部31直接出射，另一部分光线射在第二通光部32与中间体2之间形成的分界面上并发生全反射，再由第二出光部31射出形成远光光形，第一截止线结构13中部与第二截止线结构33的中部接触，使得近光光形与远光光形在同时出射时能够良好过渡衔接。此外，由于第一聚光元件1、中间体2和第二聚光元件3三者一体成型，使得第一聚光元件1和第二聚光元件3在振动时不会相对移动，即两者之间不会发生摩擦，从而避免了两者之间的磨损，延长了使用寿命，大大改善振动可靠性；而且，避免了第一聚光元件1和第二聚光元件3之间的装配误差，还使得近光光学系统和远光光学系统的相对位置精度得到提高，从而使得近光光形和远光光形之间的衔接良好，消除了暗区。

如图10至图17所示，将本发明的聚光器应用到光学模组中以得到本发明的前照灯模组，并使第一出光部11的下侧边线的拐点与第二出光部31的上侧边线的拐点重合，且位于透镜4的焦点区域；这里的第一出光部11的下侧边线的拐点是指第一出光部11的第一截止线结构13的截止拐点，对应形成近光截止线的拐点，第二出光部31的上侧边线的拐点是指第二出光部31的第二截止线结构33的截止拐点，对应形成远光截止线的拐点。

进一步地，可以在透镜4下部区域设置近光ⅲ区形成结构5，结构简单，加工方便，同时不易与其它零件干涉，光学性能更加稳定。优选地，近光ⅲ区形成结构5可以由多个外凸和/或内凹的凸起结构成排布置而成。

本发明的车灯的实施例可以具有上述任一实施例所述的前照灯模组；即采用了上述所有前照灯模组的实施例的全部技术方案，因此至少具有上述前照灯模组的实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的车辆的实施例可以具有上述任一实施例所述的车灯；即采用了上述所有车灯的实施例的全部技术方案，因此至少具有上述车灯的实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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，包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。