自适应远光灯照明光学装置及自适应远光灯模组的制作方法

1.本发明涉及车灯，具体地，涉及一种自适应远光灯照明光学装置。本发明还涉及一种自适应远光灯模组。


背景技术：

2.市场对车灯的造型要求呈现出明显的扁平化的趋势，这就要求车灯模组具有窄长的透镜。具体对车灯透镜出光面的尺寸要求是：上下尺寸通常是小于等于30mm，甚至是小于等于20mm；左右尺寸通常在30mm～300mm之间，甚至大于300mm。其中较为常用的是上下尺寸20mm、左右尺寸220mm的透镜。
3.面对当今的窄长透镜的需求，现有的最为简单的做法是，将通常使用的带有较大出光面透镜的车灯模组中的透镜在上下方向上进行缩小，或者将透镜尺寸和相关光学元件的尺寸相应进行缩小。但这会导致车灯模组不能满足光形、光学性能和光学效率等方面的要求。近来也出现了一种利用多个发光单元和多个内透镜单元相组合，形成窄长的车灯出光面和相应的照明光形的技术方案，但这种技术方案具有光学结构复杂、零部件较多、安装定位结构占用空间大以及成本较高等不足。
4.自适应远光(adb)由多个远光光源发出的光线共同提供远光照明，每个远光光源发出的光线形成的照明区域称为一个像素，多个像素相组合形成远光光形。adb系统能够根据前方车辆的位置和距离控制远光光形中相应的像素熄灭，从而避免了远光照明造成前方车辆或对方车辆驾驶人眩目，提高驾驶的安全性。通常adb车灯模组的远光光形可以由左右排列的多个像素组合而成，这也需要窄长的透镜作为投射光学元件。另外，为了形成adb中清晰的照明像素边界或者暗区边界，需要对每个远光光源发出的光线进行配光。现有的adb车灯模组多采用数个不同的光学元件进行配光，配光结构比较复杂，难以保证不同的光学元件之间的配合精度和稳定性。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种自适应远光灯照明光学装置，该自适应远光灯照明光学装置体积小，集成度高，配光灵活。
6.本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种自适应远光灯模组，该自适应远光灯模组结构简单，体积较小，配光灵活。
7.为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种自适应远光灯照明光学装置，包括入光面、导光部和出光面，所述入光面有多个，所述导光部与所述入光面相对的一侧对应设置有多个第一反射面，与所述出光面相对的一侧对应设置有多个第二反射面，各所述第一反射面和第二反射面均为曲面形，以使得通过各所述入光面导入的光线能够经对应的所述第一反射面反射后射向对应的所述第二反射面，再经过所述第二反射面反射后通过所述出光面射出，形成远光照明光形。
8.优选地，多个所述入光面沿左右方向排列，且各所述入光面均朝向偏后方向；所述
导光部呈折弯状，多个所述第一反射面在所述导光部折弯部的前侧左右排列，多个所述第二反射面在所述导光部折弯部的后侧左右排列。在该优选技术方案中，多个入光面、多个第一反射面以及多个第二反射面均各自左右排列，便于形成光学装置左右方向上较长，上下方向上较短的窄长结构。朝向偏后方向的入光面使得照明模组的远光光源能够设置在光学装置的偏后方向，减小照明模块上下方向的尺寸。
9.进一步优选地，所述第一反射面的光轴与所述第二反射面的光轴之间的夹角小于15
°
。通过该优选技术方案，能够使通过入光面射向第一反射面光轴部位的光线与经过第二反射面光轴部位反射后射向出光面的光线之间的夹角较小，在能够减小光学装置前后方向尺寸的同时，减小光学装置上下方向的增加量。
10.进一步地，多个所述第一反射面为相互分离的多个凸面，且多个所述第一反射面内的所述导光部形成相互独立的入光通道，所述入光通道的一端形成为所述入光面。在该优选技术方案中，通过多个入光面导入的光线能够在入光通道中相互隔离，经过第一反射面配光后再进入公共的光通道，减小了不同入光面所导入的光线之间的相互影响，保证了adb光形中各像素的清晰度。
11.优选地，所述出光面为平面。在该优选技术方案中，平面的出光面加工方便。此时，出光面不起配光作用，经不同入光面导入的光线由各自对应的第一反射面和第二反射面进行配光，形成各像素的形状。
12.优选地，所述出光面为左右延伸的凸柱面。在该优选技术方案中，在第一反射面和第二反射面对入光面导入的光线进行配光的基础上，出光面还能够再次进行上下方向上的配光，对各像素光形起到上下方向上的扩展作用。
13.进一步优选地，所述第二反射面与所述出光面之间的所述导光部内设置有横断的分界面，所述分界面将所述导光部截断为位于后部的第一配光部和位于前部的第二配光部，所述第一配光部和第二配光部由不同的透明材料成型。通过该优选技术方案，分界面能够对通过的起到再次配光的作用，丰富了本发明的光学装置的配光手段。
14.进一步地，所述第一配光部的折射率小于第二配光部的折射率；分界面形成为多个与所述第二反射面相对应的、相对于所述第二配光部向外凸出的、上下延伸的柱面。在该优选技术方案中，第一配光部的折射率小于第二配光部的折射率的设置，能够减少分界面对光线的反射，使得分界面的配光效果更好。第二配光部上的与多个第二反射面对应的上下延伸的外凸柱面，能够对通过的光线进行左右方向上的扩展，与出光面相配合，完成对像素光形在上下左右四个方向上的控制。
15.优选地，所述出光面为凸球面。在该优选技术方案中，凸球面的出光面能够起到类似透镜的作用，对通过入光面导入的光线进行各个不同方向上的配光和投射，提高像素光形的清晰度。
16.进一步优选地，所述出光面划分为多个矩阵式排列的网格面。通过该优选技术方案，多个矩阵式排列的网格面有利于改善各像素光形的均匀度，也使得所形成的adb光形更均匀。
17.本发明第二方面提供了一种自适应远光灯模组，该自适应远光灯模组使用了本发明第一方面所提供的自适应远光灯照明光学装置。
18.通过上述技术方案，本发明的自适应远光灯照明光学装置，多个入光面的设置能
够导入多个不同远光光源发出的光线，从同一个出光面的不同部位射出，便于形成窄长的出光面和adb光形中多个单独可控的照明像素。多个相对应的曲面形成的第一反射面和第二反射面能够对各入光面导入的光线进行配光，通过出光面射出形成照明光形，实现了传统的透镜的功能，这样就能够省略了传统的光学装置中的透镜结构，提高了光学装置的集成度，简化了光学装置的结构。同时，避免了传统光学装置中初级光学元件的出光口设置在透镜的焦点处所带来的长的光学装置的前后尺寸，使得本发明的光学装置的前后尺寸大幅减小。入光面导入的光线经过曲面形的第一反射面和曲面形的第二反射面的两次反射后，由出光面射出，不仅两次改变光线的照射方向，有利于对照明装置外形的灵活设置，而且第一反射面和第二反射面均能够对光线进行单独的配光，提高了配光的灵活性。使得本发明的光学装置具有集成度高、配光灵活、光学效率高、尺寸小、成本低的优点，能够适用于窄长造型的车灯，更好的满足自适应远光灯照明的需要。本发明的自适应远光灯模组，使用了本发明的自适应远光灯照明光学装置，也具有上述优点。
19.有关本发明的其它技术特征和技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
20.图1是本发明的自适应远光灯照明光学装置一个实施例的立体图；
21.图2是图1另一个视角的立体图；
22.图3是图1的俯视图；
23.图4是图3的a-a方位剖面示意图；
24.图5是本发明的自适应远光灯照明光学装置另一个实施例的立体图；
25.图6是图5另一个视角的立体图；
26.图7是图5的俯视图；
27.图8是图7的b-b方位剖面示意图；
28.图9是本发明的自适应远光灯照明光学装置另一个实施例的立体图；
29.图10是图9的俯视图；
30.图11是图10的c-c方位剖面示意图；
31.图12是图9第一配光部和第二配光部分离状态示意图；
32.图13是图12另一个视角示意图；
33.图14是图9所示实施例的光路示意图；
34.图15是本发明的自适应远光灯照明光学装置又一个实施例的立体图；
35.图16是本发明的自适应远光灯模组结构示意图；
36.图17是本发明的自适应远光灯模组一个实施例的照明光形示意图；
37.图18是本发明的自适应远光灯模组一个实施例所形成的带有照明暗区的光形示意图。
38.附图标记说明
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入光面
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导光部
[0040]
21
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第一配光部
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22
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第二配光部
[0041]
201
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入光通道
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出光部
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第一反射面
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第二反射面
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分界面
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远光光源
[0044]
81
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adb光形
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82
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近光光形
[0045]
83
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照明暗区
具体实施方式
[0046]
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后、上、下、左、右”所指示的方位或位置关系是基于本发明的自适应远光灯照明光学装置正常安装在车辆上后的方位或位置关系。其中，方位词“前”所指示的方向为自适应远光灯照明光学装置的出光面所朝向的方向。对本发明的自适应远光灯照明光学装置和自适应远光灯模组及其零部件的方位或位置关系的描述与其实际使用中的安装方位一致。
[0047]
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。
[0048]
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”或“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”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。
[0049]
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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
[0050]
如图1-图15所示，本发明的自适应远光灯照明光学装置的一个实施例，包括入光面1、导光部2和出光面3。导光部2为透明材料制成的实体件，入光面1和出光面3形成在该实体件上。入光面1可以设置为平面，也可以根据配光的需要设置为特定形状的曲面。入光面1有多个，多个入光面1并列设置在导光部2上。导光部2与入光面1相对的一侧设置有与入光面1数量相同的多个第一反射面4，每个第一反射面4与一个入光面1相对应，使得通过每个入光面1导入的光线能够照射到一个相应的第一反射面4上。导光部2的一侧还设置有一个出光面3，出光面3可以设置为窄长形，以能够形成符合当今流行趋势的扁平状的出光口。当然，出光面3也可以设置成其他符合设计要求的形状。在导光部2上与出光面3和第一反射面4均相对的一侧并列设置有多个第二反射面5，第二反射面5的数量与第一反射面4相同，通过每个入光面1导入的光线经相应的第一反射面4反射后射向一个相应的第二反射面5，经第二反射面5反射后从出光面3射出。各个第一反射面4和各个第二反射面5均设置为曲面形，通过各入光面1导入的光线照射到第一反射面4和第二反射面5上时，第一反射面4和第二反射面5在对光线产生反射时，还因为曲面形状的不同形成不同的反射光线的方向，形成对光线的配光作用，使得通过每个入光面1导入的光线经对应的第一反射面4和第二反射面5反射后，能够通过出光面3射出，形成具有设定配光形状的adb光形的一个像素。由多个入光面1导入的光线形成的像素相互组合，形成adb光形。各个第一反射面4和各个第二反射面5的曲面形状，可以根据配光要求自由设定，而同一个像素的配光，可以由第一反射面4和第
二反射面5共同完成，因而，对配光的设计更加灵活。而通过第一反射面4和第二反射面5完成像素光线的配光，可以取代传统的远光光学装置中透镜的配光功能，使得本发明的自适应远光灯照明光学装置可以不用再配置透镜，相当于本发明的自适应远光灯照明光学装置集成了透镜的功能，简化了光学装置的结构。另外，在传统的远光光学装置中，远光光源发出的光线经过初级光学元件的汇聚收集后，从初级光学元件的出光口射出，再经过透镜的投射后形成远光光形。为了形成清晰的照明光形，通常将初级光学元件的出光口设置在透镜的焦点处，这就使得初级光学元件距离透镜一定的距离，加上初级光学元件和透镜本身的前后尺寸，使得传统的远光光学装置的前后尺寸较长。本发明的光学装置的主要配光结构为第一反射面4和第二反射面5，入光面1导入的光线经第一反射面4和第二反射面5的反射后沿弯折的光路传输至出光面3，另外，入光面1导入的光线经第一反射面4和第二反射面5配光后，通过出光面3射出后直接形成清晰的照明光形，使得光学装置的前后尺寸大幅减少。
[0051]
在本发明的自适应远光灯照明光学装置的一些实施例中，如图1-图15所示，导光部2呈上下折弯的形状，以较小的上下方向尺寸的增加，大幅减小了光学装置前后方向的尺寸。多个入光面1在导光部2上沿左右方向排列，使得本发明的光学装置具有上下尺寸较小，左右尺寸较长的扁平结构。各入光面1均朝向偏后方向，使得远光光源及其配套结构可以设置在各入光面1的后方，能够减小自适应远光灯灯体的上下尺寸。多个第一反射面4在导光部2折弯部的前侧左右排列，多个第二反射面5在导光部2折弯部的后侧左右排列，出光面3也可以在导光部2的前方形成为上下尺寸较小，左右尺寸较长的窄长形状。从左右方向上不同的入光面1导入的远光光线向前射向前方的第一反射面4，经过第一反射面4的反射和配光，射向后方的第二反射面5，再经过第二反射面5的反射和配光后，射向前方的出光面3的左右不同位置，从出光面3射出，形成adb光形。将第一反射面4和第二反射面5分别设置在导光部2的前侧和后侧的设置，增加了第一反射面4和第二反射面5之间的距离，便于第一反射面4和第二反射面5的配光，和清晰的adb光形的形成。另外，由于光线照射到第一反射面4和第二反射面5上形成的入射角和经过第一反射面4和第二反射面5反射形成的反射光的反射角均较小，压缩了光学装置的上下尺寸。
[0052]
作为本发明的自适应远光灯照明光学装置的一种具体实施方式，第一反射面4的光轴与第二反射面5的光轴之间的夹角小于15
°
。曲面形反射面的光轴，通常指通过曲面曲率最大处，且垂直于曲面曲率最大处切平面的直线。通常地，第一反射面4和第二反射面5设置为，经由入光面1射向第一反射面4光轴处的光线，经过第一反射面4反射后，射向第二反射面5的光轴处，并经过第二反射面5的反射，射向出光面3。第一反射面4的光轴与第二反射面5的光轴之间的夹角小于15
°
，能够使得通过入光面1射向第一反射面4光轴处的光线与该光线经过第一反射面4和第二反射面5反射后射向出光面3的光线之间的夹角小于30
°
，这就进一步限制了本发明的自适应远光灯照明光学装置的上下方向的尺寸。
[0053]
在本发明的自适应远光灯照明光学装置的一些实施例中，如图1-图15所示，多个第一反射面4相互分离，形成多个相互分离的凸面。各个凸面形的第一反射面4内部的导光部2形成了相互独立的、弯曲的入光通道201，各个入光通道201的一端形成为朝向偏后方向的入光面1，另一端向导光部2内部延伸，朝向对应的第二反射面5。这样，通过各个入光面1导入的远光光线在相互隔离的入光通道201内射向对应的第一反射面4，并经过第一反射面
4反射后，从相应的入光通道201中射出，射向对应的第二反射面5。这就保证了通过不同入光面1导入的入射光之间相互隔离，减少了入射光之间的干扰。入射光经过第一反射面4配光后再射向对应的第二反射面5，也能够保证反射后的光线之间的相互隔离，防止adb光形不同像素之间的相互影响。
[0054]
作为本发明的自适应远光灯照明光学装置的一种具体实施方式，如图1-图4所示，本发明的自适应远光灯照明光学装置的出光面3为平面。平面的出光面3对通过的光线不产生配光作用，对所形成的adb光形的配光全部由第一反射面4和第二反射面5来完成，这就减小了光学装置设计和制造的复杂性，降低了设计制造的工作量。
[0055]
在本发明的自适应远光灯照明光学装置的一些实施例中，如图5-图14所示，本发明的自适应远光灯照明光学装置的出光面3为左右延伸的凸柱面。左右延伸的凸柱面是由一段向前凸出的、上下方向的曲线沿一段左右方向的直线扫略而成的，连续、顺滑、不分段的曲面。该曲面对通过的光线起到上下方向的扩展作用，而在左右方向没有扩展作用，这样，就能够扩展所形成的adb光形上下宽度，增加adb光形的照明范围。
[0056]
在本发明的自适应远光灯照明光学装置的一些实施例中，如图9-图14所示，在导光部2中第二反射面5与出光面3之间设置有横断整个导光部2的分界面6。分界面6通常为曲面形，其可以是单一的曲面，也可以由多个曲面组合而成。分界面6将导光部2截断为位于后部的第一配光部21和位于前部的第二配光部22，第一配光部21和第二配光部22由不同的透明材料制成，光线通过分界面6时，会形成折射现象，这样，通过设置不同的分界面6的形状，就可以对光线形成配光作用，进一步提高了配光的灵活性。第一配光部21和第二配光部22所使用的透明材料，可以是pc、pmma、硅胶、树脂或玻璃等材料。第一配光部21和第二配光部22可以为使用不同材料一体注塑成型的一体结构，一体结构的光学装置能够减少分界面6对光线的反射，并提高光学装置的结构稳定性。在入光面1处设置远光光源7后，如图14所示，远光光源7所发出的光线经过入光面1进入入光通道201，射向第一反射面4，经过第一反射面4的第一次配光后射向第二反射面5，经过第二反射面5的第二次配光后射向分界面6，经过分界面6第三次配光后射向出光面3，出光面3对光线进行第四次配光后射出，形成adb光形。这样，在光形的形成过程中可以通过四个配光结构进行配光，配光手段更为丰富，配光的灵活性更高，能够形成配光精度更高的照明光形。
[0057]
作为本发明的自适应远光灯照明光学装置的一种具体实施方式，如图9-图14所示，第一配光部21的折射率小于第二配光部22的折射率，如第一配光部由pmma材料成型，第二配光部为pc材料成型。光线由折射率较低第一配光部21通过分界面6进入折射率较高的第二配光部22中时，在分界面6处不会形成全反射，能够降低分界面6的反射作用对配光效果的影响。分界面6由多个左右排列的曲面组合而成，组成分界面6的曲面的数量与第二反射面5的数量相同，通过每个第二反射面5反射来的光线均通过一个相对应的曲面后射向出光面3。组成分界面6的每个曲面均为一个相对于第二配光部22向外凸出的，上下延伸的柱面。各上下延伸的柱面均是由一段向后凸出的、左右方向的曲线沿一段上下方向的直线扫略而成，各左右方向的曲线的形状和长度可以根据配光需要自由设置，不同形状和长度的曲线扫略形成了不同左右宽度，不同曲率的柱面。上下延伸的柱面能够对通过的光线起到左右方向的扩展作用，而在上下方向没有扩展作用，这样，就能够扩展每个远光光源所形成的adb光形的像素的宽度，并形成每个像素的左右边界，保证adb光形中照明暗区的清晰度。
[0058]
在本发明的自适应远光灯照明光学装置的一些实施例中，如图15所示，本发明的自适应远光灯照明光学装置的出光面3为凸球面。凸球面的出光面3能够对出射光线形成各个方向上的折射，形成类似传统透镜的作用，有利于光形的投射和清晰光形的形成。另外，球形的出光面3加工制造也比较方便。
[0059]
作为本发明的自适应远光灯照明光学装置的一种具体实施方式，如图15所示，本发明的自适应远光灯照明光学装置的出光面3划分为多个矩阵式排列的网格面，多个网格面位于同一个凸球面上。光线通过多个网格面射出时，能够产生与通过凸球面射出时相似的成像作用，同时，由于多个矩阵式网格面的边界线的存在，有利于改善通过网格面的光线所形成的adb光形的均匀度。
[0060]
本发明的自适应远光灯模组的一个实施例，如图16所示，该自适应远光灯模组包括本发明任一实施例的自适应远光灯照明光学装置。在本发明的自适应远光灯照明光学装置的每一个入光口1处设置有一个远光光源7，远光光源7通常使用led光源，当然也可以使用其它常用的光源。每个远光光源7可以独立地控制亮灭，在每个远光光源7都处于发光状态时，远光光源7发出的光线经由入光面1导入对应的入光通道201，射向对应的第一反射面4，经过第一反射面4配光后射向对应的第二反射面5，第二反射面5对光线进行二次配光后，通过出光面3射出，形成如图17所示的照明光形中的adb光形81。近光模组发出的光线形成近光光形82，adb光形81和近光光形82相组合，形成自适应远光照明。在adb光形81的某个(或某些)像素区域出现对向车辆或者行人时，可以控制该像素所对应的远光光源7熄灭，在该像素区域形成如图18所示的照明暗区83，能够避免远光光线造成对向车辆或者行人炫目，影响交通安全。由于本发明的自适应远光灯模组仅需要本发明的自适应远光灯照明光学装置和远光光源就可以形成adb光形81，省略了传统光学装置中的透镜结构，并避免了传统光学装置中初级光学元件与透镜之间的距离要求，使得本发明的自适应远光灯模组的前后向尺寸更短，整体体积更小。在简化光学装置结构的同时，也简化了相应的安装定位结构，能够进一步缩小模组的体积，提高模组的光效和光形的稳定性。将多个远光光源7沿左右方向设置在多个入光面1的偏后方的设置，也控制了模组上下向尺寸的增加。
[0061]
在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0062]
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。