一种前照灯光学组件、照明装置、前照灯和车辆的制作方法

1.本发明涉及车灯，具体地，涉及一种前照灯光学组件。此外，本发明还涉及一种包括所述前照灯光学组件的照明装置、前照灯和车辆。


背景技术：

2.在车辆前照灯中，matrix矩阵式前照灯照明装置能够将远光照明区域细分为多个照明区域(单像素光形)，实现远光自适应功能，对车辆前方的目标物进行遮蔽，避免道路其他使用者炫目，提高驾驶安全。
3.matrix矩阵式前照灯照明装置中的初级光学元件(如反射镜、聚光元件)是matrix矩阵式前照灯照明装置的核心部件，该初级光学元件需要对光源的出射光精确定向，产生中间光分布，并通过次级光学元件(如透镜)进一步调制以获得希望的光形分布。但是，现有matrix矩阵式前照灯照明装置中的初级光学元件出光不均匀，尤其是当多个单像素光形叠加时，由于单个像素光形的展宽较小，导致如果想要获得较为满意的出光效果，初级光学元件中需要排布较为紧密的单像素光形，这就必然导致对初级光学元件的构造要求较高，提高加工难度。
4.基于上述原因，现有技术难以有效保证初级光学元件具有较好的出光效果。


技术实现要素：

5.本发明第一方面所要解决的问题是提供一种前照灯光学组件，该前照灯光学组件结构简单，出光效果好。
6.此外，本发明第二方面要解决的问题是提供一种照明装置，该照明装置结构简单，出光效果好。
7.进一步地，本发明第三方面要解决的问题是提供一种前照灯，该前照灯结构简单，出光效果好。
8.更进一步地，本发明第四方面要解决的问题是提供一种车辆，该车辆的前照灯结构简单，出光效果好。
9.为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种前照灯光学组件，包括一体成型的聚光元件和透镜支架，所述聚光元件包括具有左右排列的多个准直单元的准直单元模块，单个所述准直单元包括入光部、导光部和出光部，所述准直单元模块上靠近所述出光部的一端一体形成有展宽扩展结构，以能够通过所述展宽扩展结构增加所述前照灯光学组件对应形成的单像素光形的展宽。
10.作为本发明的一个优选实施方式，各所述出光部一体形成为所述聚光元件的出光部，各所述导光部之间形成有楔形间隙，所述楔形间隙的宽度沿着出光方向逐渐减小。
11.作为本发明的另一个优选实施方式，所述展宽扩展结构包括第一展宽扩展结构、第二展宽扩展结构、第三展宽扩展结构和第四展宽扩展结构，其中所述第一展宽扩展结构设于所述准直单元模块的左右两侧中的一侧外侧面，所述第四展宽扩展结构设于所述准直
单元模块的另一侧外侧面，所述第二展宽扩展结构和/或所述第三展宽扩展结构设于所述准直单元模块的除左右两侧所述准直单元之外的所述准直单元上。
12.更优选地，所述展宽扩展结构在左右方向上的外侧面的至少一面形成为从后到前向外倾斜的平面。
13.进一步优选地，所述第一展宽扩展结构上形成有第一展宽扩展结构出光面，所述第一展宽扩展结构出光面位于所述出光部的出光面的前方或后方。
14.作为本发明的一个具体结构形式，所述第二展宽扩展结构、所述第三展宽扩展结构和所述第四展宽扩展结构的出光面形成为各自相连的所述准直单元的所述出光部的出光面的至少一部分。
15.作为本发明的另一个具体结构形式，所述透镜支架上形成有适于容纳所述聚光元件的空腔，该空腔内与所述聚光元件上形成有适于相互嵌合的嵌合结构，所述聚光元件通过所述嵌合结构嵌合在所述空腔内。
16.更具体地，所述嵌合结构包括设于所述空腔的内周壁上的嵌入部以及设于所述聚光元件前端的嵌槽。
17.进一步具体地，所述嵌入部沿所述空腔的内周壁环绕一周形成，所述嵌入部上形成有贯穿所述嵌入部的多个通孔。
18.作为本发明的又一个具体结构形式，所述嵌槽为适于所述嵌入部嵌入的槽体，该嵌槽内一体形成有能够一一对应地嵌入所述通孔的柱体。
19.具体地，所述嵌槽一体形成于所述聚光元件的出光部的四周。
20.此外，本发明第二方面还提供一种照明装置，由前向后依次包括次级光学元件、根据第一方面技术方案中任一项所述的前照灯光学组件和光源，所述次级光学元件与所述前照灯光学组件的前端连接，所述光源与所述入光部一一对应设置。
21.进一步地，本发明第三方面还提供一种前照灯，包括根据上述第二方面技术方案中所述的照明装置。
22.更进一步地，本发明第四方面还提供一种车辆，包括上述第三方面技术方案所述的照明装置。
23.通过上述技术方案，本发明的前照灯光学组件包括一体成型的聚光元件和透镜支架，所述聚光元件包括具有左右排列的多个准直单元的准直单元模块，单个所述准直单元包括入光部、导光部和出光部，所述准直单元模块上靠近所述出光部的一端一体形成有展宽扩展结构，以能够通过所述展宽扩展结构增加所述前照灯光学组件对应形成的单像素光形的展宽。本发明的前照灯光学组件通过在准直单元模块上设置展宽扩展结构，通过展宽扩展结构使得经本发明的前照灯光学组件出射并对应形成的单像素光形的展宽增加，使得本发明的前照灯光学组件的出光效果更好。
24.有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
25.图1是本发明的聚光元件的一个具体实施例的结构示意图；
26.图2是本发明的准直单元模块的一个具体实施例的结构示意图之一；
27.图3是本发明的准直单元模块的一个具体实施例的结构示意图之二；
28.图4是本发明的准直单元模块的一个具体实施例的结构示意图之三；
29.图5是图2的后视图；
30.图6是图5的a
‑
a剖面图；
31.图7是本发明的单个准直单元的第一个具体实施例的结构示意图之一，其示出了本发明的第一展宽扩展结构的一个具体实施例的结构；
32.图8是本发明的单个准直单元的第一个具体实施例的结构示意图之二；
33.图9是图7中所示的单个准直单元对应形成的光形图；
34.图10是本发明的单个准直单元的第二个具体实施例的结构示意图，其示出了本发明的第二展宽扩展结构的一个具体实施例的结构；
35.图11是图10中所示的单个准直单元对应形成的光形图；
36.图12是本发明的单个准直单元的第三个具体实施例的结构示意图，其示出了本发明的第三展宽扩展结构的一个具体实施例的结构；
37.图13是图12中所示的单个准直单元对应形成的光形图；
38.图14是本发明的第四展宽扩展结构所在的单个准直单元对应形成的光形图；
39.图15是本发明的前照灯光学组件的一个具体实施例的结构示意图之一；
40.图16是本发明的前照灯光学组件的一个具体实施例的结构示意图之二；
41.图17是图15的俯视图；
42.图18是图17的b
‑
b剖面图；
43.图19是图15的侧视图；
44.图20是图19的c
‑
c剖面图；
45.图21是本发明的透镜支架的一个具体实施例的结构示意图；
46.图22是本发明的照明装置的一个具体实施例的结构示意图；
47.图23是图22的俯视图；
48.图24是图23的d
‑
d剖面图。
49.附图标记说明
50.1聚光元件
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11准直单元
51.111入光部
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112导光部
52.113出光部
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12楔形间隙
53.13展宽扩展结构
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131第一展宽扩展结构
54.1311第一展宽扩展结构出光面
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132第二展宽扩展结构
55.133第三展宽扩展结构
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134第四展宽扩展结构
56.131a第一展宽扩展结构对应形成的光形
57.132a第二展宽扩展结构对应形成的光形
58.133a第三展宽扩展结构对应形成的光形
59.134a第四展宽扩展结构对应形成的光形
60.14嵌槽
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15柱体
61.2透镜支架
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21嵌入部
62.211通孔
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3次级光学元件
63.4光源
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5电路板
64.6散热器
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7定位件
具体实施方式
65.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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
66.在本发明的描述中，需要解释的是，在下文的描述中为清楚地说明本发明的技术方案而涉及的一些方位词，例如“前”、“后”、“左”、“右”等，基于车辆照明模组“前”是指光线出光方向所指的方向，“后”是指与“前”相反的方向，“左”是指沿光线出光方向的左侧，“右”是指沿光线出光方向的右侧，即与车辆正常行驶的左右侧方向相同。术语为基于附图所示的方向或位置关系，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。
67.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。
68.如图1至图6、图15至图20所示，本发明提供一种前照灯光学组件，包括一体成型的聚光元件1和透镜支架2，所述聚光元件1包括具有左右排列的多个准直单元11的准直单元模块，单个所述准直单元11包括入光部111、导光部112和出光部113，所述准直单元模块上靠近所述出光部113的一端一体形成有展宽扩展结构13，以能够通过所述展宽扩展结构13增加所述前照灯光学组件对应形成的单像素光形的展宽。
69.如图1至图6所示，本发明的聚光元件1上形成有准直单元模块，该准直单元模块具有左右排列的多个准直单元11，光线经前照灯光学组件中的单个准直单元11对应形成单像素光形，而在准直单元模块中的准直单元11的左侧或右侧侧面上一体设置有展宽扩展结构13，从而使得光线经展宽扩展结构13后有效增加对应形成的单像素光形的展宽。
70.需要说明的是，展宽可以理解为单像素光形在左右方向上的宽度。本发明的聚光元件1包括一排准直单元模块，单排准直单元模块包括并排设置的多个准直单元11，展宽扩展结构13可以设置在任意准直单元11的左侧或右侧，或者是同一个准直单元11的左右两侧同时设置。另外，聚光元件1也可以设置为两排或多排准直单元模块，根据出光需要，在任意准直单元11上均可以设置展宽扩展结构13，以能够满足前照灯光学组件对应形成的单像素光形的展宽的扩展要求。
71.另外，需要说明的是，本发明中所述的单像素光形不是由前照灯光学组件的出射光线直接投射形成的，是其出射光线通过次级光学元件3投射后形成的。
72.作为本发明的一个优选实施方式，各所述出光部113一体形成为所述聚光元件1的出光部，各所述导光部112之间形成有楔形间隙12，所述楔形间隙12的宽度沿着出光方向逐渐减小。
73.可以理解为，本发明的出光部113一体形成为聚光元件1的出光部，根据出光需要，
聚光元件1的出光部的出光面可以形成为顺滑平面或曲面，也可以形成为如图1至图6中所示的互相独立设置的出光面。
74.而各导光部112之间形成由楔形间隙12，各楔形间隙12的左右方向的宽度沿着出光方向逐渐减小，使得准直单元模块形成为扇形，入光部111之间的距离较远，可以有利于该部的散热，而出光部113聚拢，能够将更多的光线汇聚到下一个光学元件(即图22至图24中所示的次级光学元件3中)，提高出光效率。
75.作为本发明的另一个优选实施方式，所述展宽扩展结构13包括第一展宽扩展结构131、第二展宽扩展结构132、第三展宽扩展结构133和第四展宽扩展结构134，其中所述第一展宽扩展结构131设于所述准直单元模块的左右两侧中的一侧外侧面，所述第四展宽扩展结构134设于所述准直单元模块的另一侧外侧面，所述第二展宽扩展结构132和/或所述第三展宽扩展结构133设于所述准直单元模块的除左右两侧所述准直单元11之外的所述准直单元11上。
76.根据出光需要，本发明的准直单元模块的左端端部的准直单元11的左侧面和右端端部的准直单元11的右侧面上设有第一展宽扩展结构131和第四展宽扩展结构134，第一展宽扩展结构131和第四展宽扩展结构134并不限定在对应的准直单元模块的左侧或右侧，根据实际出光需要设定。
77.更优选地，所述展宽扩展结构13在左右方向上的外侧面的至少一面形成为从后到前向外倾斜的平面，如图12所示的第三展宽扩展结构133。
78.在这里需要说明的是，本发明的向外倾斜是基于图6中所示的准直单元模块，在该准直单元模块的左右方向上，由后向前向准直单元模块的两侧的方向倾斜，则可以理解为向外倾斜。
79.另外，作为本发明的一个具体实施例，展宽扩展结构13还可以形成为向外侧凸出的凸筋，如图7所示的第一展宽扩展结构131和图9所示的第二展宽扩展结构132，或者是形成为向前向外侧弯曲的曲面等，其具体结构根据实际光形扩展要求及照度要求来设计，如图6所示的第四展宽扩展结构134。
80.作为本发明的又一个优选实施方式，如图7和图8所示，所述第一展宽扩展结构131上形成有第一展宽扩展结构出光面1311，所述第一展宽扩展结构出光面1311位于所述出光部113的出光面的前方或后方。由此可以看出，出光面1311的位置设置是根据所对应的单像素光形所需要扩展的不同的左右角度以及不同的照度来设计的；如图10、图12所示，所述第二展宽扩展结构132、所述第三展宽扩展结构133和所述第四展宽扩展结构134的出光面形成为各自相连的所述准直单元11的所述出光部113的出光面的至少一部分。
81.根据出光需要，第一展宽扩展结构131的第一展宽扩展结构出光面1311与其所在的准直单元11的出光部113的出光面单独设置，经第一展宽扩展结构131所在的准直单元11对应形成的光形如图9所示，图中所示的虚线框中所示光形即为第一展宽扩展结构对应形成的光形131a，可以看出，其有效地扩展了该准直单元11对应形成的单像素光形的右侧展宽。而第二展宽扩展结构132、第三展宽扩展结构133和第四展宽扩展结构134的出光面形成为各自相连的准直单元11的出光部113的出光面的至少一部分，优选地，第二展宽扩展结构132、第三展宽扩展结构133和第四展宽扩展结构134的出光面共用各自相连的准直单元11的出光部113的出光面，其各自相连的准直单元11对应形成的光形分别如图11、图13和图14
所示，图11中虚线矩形框内所示为第二展宽扩展结构对应形成的光形132a，其扩展了对应的单像素光形的右侧展宽，图13中虚线矩形框内所示为第三展宽扩展结构对应形成的光形133a，其扩展了对应的单像素光形的左侧展宽，图14中虚线矩形框内所示为第四展宽扩展结构形成的光形134a，其扩展了对应的单像素光形的左侧展宽。由此可以看出，展宽扩展结构13设置在准直单元11的左侧或右侧可影响该准直单元11对应形成的单像素光形的展宽扩展方向。另外，也能够想到，展宽扩展结构13的外侧面向外倾斜的角度以及展宽扩展结构13的外侧倾斜面的长度也能够影响展宽扩展部分光形的出光效果，因此，能够想到，改变展宽扩展结构13的结构形状、设置位置、外侧面倾斜角度、外侧倾斜面的前后延伸长度等，使所形成的单像素光形的展宽发生改变，均属于本发明的保护范围。同时，还能够想到，本发明中的各展宽扩展结构13的结构是根据各单像素光形需要扩展的方向、角度不同以及各单像素光形的不同照度而变化的。
82.作为本发明的一个具体结构形式，所述透镜支架2上形成有适于容纳所述聚光元件1的空腔，该空腔内与所述聚光元件1上形成有适于相互嵌合的嵌合结构，所述聚光元件1通过所述嵌合结构嵌合在所述空腔内。
83.具体地，所述嵌合结构包括设于所述空腔的内周壁上的嵌入部21以及设于所述聚光元件1前端的嵌槽14。从图21中可以看出，透镜支架2上形成有能够容纳聚光元件1的腔体，在腔体的内侧四周以及聚光元件1的前端四周形成有相互嵌合的嵌合结构，更具体地，透镜支架2上形成有嵌入部21，相应地，聚光元件1上形成有能够与该嵌入部21相嵌合的嵌槽14，该嵌槽14一体形成于聚光元件1的前端的四周，不仅可以满足安装需求，也能够提高聚光元件1的刚度。
84.更具体地，所述嵌入部21沿所述空腔的内周壁环绕一周形成，所述嵌入部21上形成有贯穿所述嵌入部21的多个通孔211。
85.作为本发明的另一个具体结构形式，所述嵌槽14为适于所述嵌入部21嵌入的槽体，该嵌槽14内一体形成有能够一一对应地嵌入所述通孔211的柱体15。
86.进一步具体地，所述嵌槽14一体形成于所述聚光元件1的出光部的四周。
87.本发明的嵌合结构是将嵌入部21嵌合在嵌槽14内，同时，为了使得嵌合结构更加牢固、嵌合强度更高，还将柱体15与通孔211嵌合在一起，这种嵌合结构能够将聚光元件1和透镜支架2牢固地嵌合为一体。另外，需要说明的是，当聚光元件1和透镜支架2牢固地嵌合为一体时，两者是不可分离的，图15至图20中虽显示为两个零件，仅是为了显示两者的具体结构。
88.从图15至图20中可以看出，本发明的聚光元件1和透镜支架2为一体成型件，可以避免两者之间因多次定位形成的安装误差，能够提高聚光元件1和透镜支架2之间的定位及安装精度，简化两者之间的安装结构，能够直接提高前照灯的出光效果。因聚光元件1和透镜支架2为一体成型件，聚光元件1和透镜支架2可以采用嵌件成型工艺一体成型，也可以采用双色注塑成型，进而能够想到，本发明的聚光元件1和透镜支架2可以采用同种材料，也可以采用不同材料。优选地，聚光元件1和透镜支架2选用不同的材料，聚光元件1可选用耐热性能、光学性能更佳的材料(比如硅胶)成型，透镜支架2可选用刚性更佳的材料(比如pc、pmma等或其混合物)成型，以便于更好地支撑聚光元件1，增强其稳定性。
89.此外，如图22至图24所示，本发明第二方面还提供一种照明装置，由前向后依次包
括次级光学元件3、根据第一方面技术方案中任一项所述的前照灯光学组件和光源4，所述次级光学元件3与所述前照灯光学组件的前端连接，所述光源4与所述入光部111一一对应设置。从图22至图24中可以看出，本发明的照明装置中还包括电路板5、散热器6和定位件7，光源4设置在电路板5上，电路板5与定位件7连接在散热器6上，定位件7上设有供准直单元11穿过并定位的定位口，各定位口与光源4一一对应设置，定位件7能够有效提高聚光元件1的定位精度，改善出光效果。
90.进一步地，本发明第三方面还提供一种前照灯，包括根据上述第二方面技术方案中所述的照明装置。
91.更进一步地，本发明第四方面还提供一种车辆，包括根据上述第三方面技术方案中所述的前照灯。
92.由以上描述可以看出，本发明的前照灯光学组件包括一体成型的聚光元件1和透镜支架2，所述聚光元件1包括具有左右排列的多个准直单元11的准直单元模块，单个所述准直单元11包括入光部111、导光部112和出光部113，所述准直单元模块上靠近所述出光部113的一端一体形成有展宽扩展结构13，以能够通过所述展宽扩展结构13增加所述前照灯光学组件出射并对应形成的单像素光形的展宽。本发明的前照灯光学组件在聚光元件1上的准直单元11上设置多个展宽扩展结构13，通过展宽扩展结构13使得前照灯光学组件中的准直单元11对应形成的单像素光形的展宽得到扩展，从而得到较好的出光效果。
93.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。
94.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。
95.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。