薄型透镜光学模组及使用其的汽车照明装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车照明装置技术领域，尤其涉及一种薄型透镜光学模组及使用其的汽车照明装置。


背景技术：

2.随着汽车行业的发展逐渐成熟和稳定，车灯造型越来越多样化。从市场趋势可以看出，远近光模组不再是传统的半圆球型，外观越来越纤细，扁平化已是汽车车灯设计的主要趋势之一，对于扁平化的汽车车灯来说，对应的是上下照明角度小，左右照明角度大的照明特点。
3.市场对扁平化造型的车灯的需求越来越多，例如，对透镜出光面的尺寸进行限定，透镜的上下方向的尺寸小于等于20mm，左右方向的尺寸为40mm～120mm。然而，由于现有技术的透镜的出光面尺寸较大，若是直接将其透镜缩小或者结合光学元件的缩小，不能满足光形、光学性能和光学效率等方面的要求。
4.对此，公告号cn 215372307 u的专利公开了一种照明模组、照明装置及车辆，其可以独立调节入光面和出光部两个光学面的面型，简化配光过程中的调光步骤，在保证相同光效的前提下，有效减小光学透镜的上下尺寸。但由于该照明模组的入光面仅对光线在水平方向上进行偏折，出光部则是对光线在竖直方向上进行偏折，也就是说光线通过入光面后在竖直方向没有偏折，如此结构下，一方面存在光型边界锐利的缺陷；另一方面使得光学透镜的上下尺寸减小的同时光型在上下方向的宽度也同步减小。


技术实现要素：

5.本实用新型的第一目的是提供一种薄型透镜光学模组，以解决兼顾透镜光学模组的上下尺寸以及使得整体的光型边界平缓化的技术问题。
6.本实用新型的第二目的是提供一种汽车照明装置，以解决兼顾透镜光学模组的上下尺寸以及使得整体的光型边界平缓化的技术问题。
7.本实用新型的薄型透镜光学模组是这样实现的：
8.一种薄型透镜光学模组，包括：光源、至少一个反射镜和光学透镜；其中
9.所述反射镜布置为能够反射所述光源发出的光线且使其进入所述光学透镜；
10.所述光学透镜包括具有沿水平方向的直线焦点的出光部和具有沿竖直方向的弧线焦点的入光部；且所述出光部的焦距大于入光部的焦距；以及
11.所述反射镜包括依次连接的至少两个反射镜。
12.在本实用新型可选的实施例中，所述入光部包括至少一个入光面；所述反射镜与入光面一一对应分布；或者
13.至少一个入光面对应有不止一个反射镜。
14.在本实用新型可选的实施例中，所述反射镜为自由曲面反射镜。
15.在本实用新型可选的实施例中，所述入光面为由其在水平方向的截线沿竖直平面
内的曲线扫掠而成的曲面；以及
16.所述出光部为由其竖直方向上的截线沿水平方向上的截线拉伸形成的曲面。
17.在本实用新型可选的实施例中，所述入光面在竖直方向上的截线为凹曲线或者凸曲线。
18.在本实用新型可选的实施例中，所述出光部在竖直方向上的截线为凸曲线。
19.在本实用新型可选的实施例中，所述出光部的焦距为入光部的焦距的3～5倍。
20.在本实用新型可选的实施例中，所述反射镜的焦距小于等于3mm。
21.在本实用新型可选的实施例中，所述反射镜靠近所述光源一侧的边界设置有截止线结构。
22.本实用新型的汽车照明装置是这样实现的：
23.一种汽车照明装置，包括：所述薄型透镜光学模组。
24.采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型的薄型透镜光学模组及使用其的汽车照明装置，光学透镜包括具有沿水平方向的直线焦点的出光部和具有沿竖直方向的弧线焦点的入光部；且所述出光部的焦距大于入光部的焦距；如此结构下，一方面，由于出光部的焦距大于入光部的焦距，使光源通过该光学透镜即可形成矩形的照明光型，不需要额外的薄型透镜光学模组特别设计，使得车灯照明系统结构简单，例如允许光学透镜的出光部在上下方向的尺寸小于等于20mm，从而满足扁平化造型的车灯的需求。
25.另一方面，通过入光部的弧线焦点与出光部的直线焦点的配合，来使得整体的光型边界的平滑过渡从而降低整体光型的锐利感。而且相比现有技术中的在入光面只存在单独的水平方向进行偏折的情况来说，本实用新型可以适当加宽其在上下方向的照射宽度。综上，对于本实用新型来说，还可以兼顾透镜光学模组的上下尺寸以及光型在上下方向的宽度问题。
附图说明
26.图1为本实用新型的薄型透镜光学模组的结构示意图；
27.图2为本实用新型的薄型透镜光学模组的入光面在一种实施情况下对应其竖直方向上的截线结构示意图；
28.图3为本实用新型的薄型透镜光学模组的入光面在另一种实施情况下对应其竖直方向上的截线结构示意图；
29.图4为竖直方向校直的透镜；
30.图5为水平校直入光部及与水平面相交线；
31.图6为本实用新型的薄型透镜光学模组的入光部的弧线焦点的示意图；
32.图7为本实用新型的薄型透镜光学模组的光型图。
33.图中：出光部1、入光面2、反射镜3、光源5、截止线结构4、竖直校直透镜入光部3’、水平方向校直入光部4’、 相交线1’、 相交线2’、曲线a。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附
图，对本实用新型作进一步详细的说明。
35.实施例1：
36.请参阅图1至图7所示，本实施例提供了一种薄型透镜光学模组，包括：光源5、至少一个反射镜和光学透镜；其中反射镜布置为能够反射光源5发出的光线且使其进入光学透镜；光学透镜包括具有沿水平方向的直线焦点的出光部1和具有沿竖直方向的弧线焦点的入光部；且出光部1的焦距大于入光部的焦距；以及反射镜包括依次连接的至少两个反射镜3。
37.此处需要加以说明的是，对于本实施例中定位的“水平方向”和“竖直方向”都是结合的薄型透镜光学模组具体在使用过程中的方位来定义的。
38.一种优选的情况下，反射镜的焦距小于等于3mm，以此为了达到同样的照度值，使得整个的薄型透镜光学模组的焦距可以更大，但同时薄型透镜光学模组在光轴方向的距离与传统方案相比可以缩短至少30%。
39.一种可选的实施情况下，出光部1的焦距为入光部的焦距的3～5倍。由于出光部1的焦距大于入光部的焦距，可以产生左右宽，上下窄的光型，成像到路面的光型，能够照得更宽，也即使光源5通过该光学透镜即可形成矩形的照明光型，不需要额外的薄型透镜光学模组特别设计，使得车灯照明系统结构简单，例如允许光学透镜的出光部在上下方向的尺寸小于等于20mm，从而满足扁平化造型的车灯的需求。
40.通常，光源5与反射镜3一一对应设置，将光源5设置在对应的反射镜3的焦点区域，焦点区域为包括焦点在内的焦点附近的区域。具体地，光源5的发光中心可以设置在反射镜3的焦点上，根据配光的需要，还可以使光源5偏离上述焦点一定距离，如光源5的发光中心与反射镜3的焦点之间距离小于等于2mm。
41.在一种具体可选的实施情况下，入光部包括至少一个入光面2，即可以只是一个入光面2，也可以是两个或两个以上的入光面2，上述情况都满足本实施例的使用需求。本实施例附图仅仅是多个入光面2的情况举例。
42.再者，关于反射镜3与入光面2的关系，在一种可选的实施情况下，反射镜3与入光面2一一对应分布；在另一种可选的实施情况，至少一个入光面2对应有不止一个反射镜3，此种情况下，也就是说对于多个入光面2来说，可以是每个入光面2均对应不止一个例如但不限于两个反射镜3，也可以是多个入光面2中只有个别的入光面2对应不止一个例如但不限于两个反射镜3。上述情况都是满足本实施例的使用需求的，对此，本实施例不做绝对限定。
43.再详细来说，具体地，参阅图1至图6所示，入光部的每个入光面2均通过其在水平方向的截线，沿竖直平面内的曲线扫掠而成，从而获得了竖直平面内与扫掠曲线平行的弧线焦点。入光面2在水平方向上的截线为后凸曲线（此处的后凸曲线具体指的是朝向反射镜3一侧凸起），而此处的入光面2在竖直方向上的截线也为曲线，可以是凸曲线也可以是凹曲线（此处的凸曲线具体指的是朝向反射镜3一侧凸起，而凹曲线则是指的朝向反射镜3的面为凹陷状），对此本实施例不做绝对限定。对此，需要说明的是，当入光部包括两个以上的入光面2即为多个入光面2时，存在以下四种情况：第一种，多个入光面2在竖直方向上的截线均为凸曲线，且多个入光面2分别在竖直方向上的截线对应的凸曲线的凸起率均相同；第二种，多个入光面2在竖直方向上的截线均为凸曲线，但多个入光面2分别在竖直方向上的截
线对应的凸曲线的凸起率不尽相同；第三种，多个入光面2在竖直方向上的截线均为凹曲线，且多个入光面2分别在竖直方向上的截线对应的凹曲线的凹陷率均相同；第四种，多个入光面2在竖直方向上的截线均为凹曲线，且多个入光面2分别在竖直方向上的截线对应的凹曲线的凹陷率不尽相同。上述始终情况都是满足本实施例的使用需求的，具体采用何种情况本实施例不做绝对限定。
44.需要说明的是，入光部在水平剖面中，入光面2在水平方向上的截线为凸曲线，起汇聚效应，对光线的偏折程度较大，能够对发散光线具有一定的准直作用；并且在竖直剖面中，入光面2对发散光线在竖直方向上的偏折率略小于其在水平方向的偏折率，使得入光面2对发散光线的偏折能力不如在水平剖面内入光面2对发散光线的偏折能力。在此结构基础上，每个入光面2均通过扫掠形成，使得成像出来的光型的下边界过渡更加平缓。
45.具体来说，本实施例的入光面2的弧线焦点形成方式如下：由本薄型透镜光学模组所述的出光部1和另一入光部3’共同形成一个具有竖直方向校直的透镜；将具有水平方向校直的入光部4’置于入光部3’附近；入光部3’与竖直平面相交获得相交线1’； 入光面2的弧线焦点位于薄型透镜光学模组的焦点f处，且该弧线焦点为与相交线1平行的曲线a。入光部4’与水平面的相交线2’沿着相交线1’扫掠形成本薄型透镜光学模组的入光面2。
46.同理地，出光部1可以看成由其竖直方向上的截线沿水平方向上的截线拉伸形成的曲面。在竖直剖面中，出光部1在竖直方向上的截线为凸曲线（此处的凸曲线具体指的是朝向背离反射镜3的一侧凸起），起汇聚效应，对光线的偏折程度较大，能够对发散光线具有一定的准直作用；且出光部1在水平方向上的截线为直线，使得出光部1对发散光线的偏折能力远不如在竖直剖面内出光部1对发散光线的偏折能力，不具有准直作用。
47.具体来说，本实施例的出光部1的直线焦点形成方式如下：由于出光部1在竖直方向上的截线本身具有一个焦点，而出光部1由其竖直方向的截线水平拉伸而成，因为上述焦点也会随之进行水平拉伸而形成本实施例中所述的直线焦点。
48.综上，本实施例的光学透镜通过具有沿水平方向的直线焦点的出光部和具有沿竖直方向的弧线焦点的入光部的配合，当光线通过该光学透镜后，能够汇聚于一点或者汇聚成一小块区域（即光学透镜的焦点区域或焦点处），从而形成清晰的明暗截止线。
49.此外，还需要加以说明的是，本实施例中的反射镜3为自由曲面反射镜3。采用自由曲面反射镜，所谓自由曲面，是指面型可以为任意空间曲面，将配光与反射融为一体，可以使得光源5经过反射镜3后反射的光线夹角较大，进而使得成像后的光型照得宽；并且，自由曲面反射镜由多个曲率的自由曲面组成，通过采用自由曲面反射镜作为反射镜3，反射光线的方向随着自由曲面反射镜表面的形状连续变化，可以将光线投射到指定的区域，使用自由曲面反射镜不仅制作工艺简单，而且能够让更多的光线进入透镜，提高整体薄型透镜光学模组的效率。
50.最后，还需要说明的是，本实施例的薄型透镜光学模组还包括截止线结构4。光学透镜的出光部1的直线焦点与入光面2的弧线焦点正交于截止线结构4所在区域。
51.在一种可选的实施情况下，截止线结构4设置在反射镜3靠近光源5一侧的边界(反射镜3的下边界)。此时的截止线结构4与光源5距离相对较近，优选距离为3～10mm。每个近光截止线结构4均有一个光源5与之一一对应。光学透镜的焦点优选设置在对应的反射镜3的靠近光源5一侧的边界上，形成一种近光照明模组，如此，将截止线结构4设置在反射镜3
的靠近光源5一侧的边界，避免了设置遮光板结构或遮光板零件，减少近光照明模组的零件数量，结构精简；整体上，薄型透镜光学模组紧凑，集成度高，光学性能稳定。
52.在另一种可选的实施情况下，截止线结构4位于光源5与光学透镜之间，且该截止线结构4更靠近光源5，其与光源5的距离大致为3～10mm，这样能够保证更短的光轴方向的距离且照度值更高。
53.实施例2：
54.在实施例1的薄型透镜光学模的基础上，本实施例提供了一种汽车照明装置，例如车灯，包括：实施例1的薄型透镜光学模组。本实用新型的汽车照明装置具有本实用新型的薄型透镜光学模组，对于相应的照明装置设计，可以使汽车照明装置具有平且宽的造型，例如，使车辆的前照灯呈现扁平的造型。
55.以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
57.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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实用新型中的具体含义。
58.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
59.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。