一种前照灯光学组件、照明装置、前照灯和车辆

摘要

本发明涉及车灯，公开了一种前照灯光学组件，包括聚光元件(1)和透镜支架(2)，其中所述透镜支架(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。本发明还公开了包含该前照灯光学组件的照明装置、前照灯以及包含该前照灯的车辆。本发明的前照灯光学组件通过设置在聚光元件(1)和透镜支架(2)上设置能够相互嵌合的嵌合结构以将聚光元件(1)和透镜支架(2)连接，保证两者之间的安装精度，提高光学效率。

说明书

技术领域

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

在车辆前照灯中的照明装置中，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，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。

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，因此，初级光学元件和次级光学元件的制造精度以及装配精度的要求都非常高。但是，现有Matrix矩阵式前照灯照明装置中各部件之间的安装连接关系如下：支撑板通过螺钉固定连接于设置有电路板的散热器上，初级光学元件固定在支撑板上，压板盖设于初级光学元件上方并与支撑板通过螺钉固定连接，以将初级光学元件限位；次级光学元件安装在透镜支架的前端，透镜支架的后端与散热器固定连接。因安装的零部件数量较多，初级光学元件、次级光学元件和透镜支架间的相对位置的精确性受支撑板和压板之间、支撑板和散热器之间、透镜支架和散热器之间的多次定位安装连接的影响，即三者之间存在多次装配误差，造成各光学元件之间的相对位置精度不够高。

基于上述原因，现有技术难以有效保证各光学元件之间的相对位置的较高精度。

发明内容

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，各零件相对位置的精度高。

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，照明装置内各零件相对位置的精度高。

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，前照灯内各零件相对位置的精度高。

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，前照灯内各零件相对位置的精度高。

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，包括聚光元件和透镜支架，其中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。

作为一个优选实施方式，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。

优选地，所述聚光元件与所述透镜支架形成为一体成型件。

优选地，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。

更优选地，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。

进一步优选地，所述嵌槽一体形成于所述聚光元件的出光部的四周。

作为另一个优选实施方式，所述聚光元件包括多个准直单元，单个所述准直单元包括入光部、导光部和出光部，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，所述楔形间隙的开口沿着出光方向逐渐减小。

更优选地，各所述导光部的纵向截面面积由前向后逐渐变小。

作为又一个优选实施方式，所述透镜支架的纵向截面面积由前向后先减小后增大，所述嵌入部设于该纵向截面面积最小处。

典型地，所述透镜支架上设有安装部，该安装部设于所述透镜支架的中部区域。

作为一个具体结构形式，所述透镜支架的上部设置有至少一个所述安装部，所述透镜支架的下部设置有至少两个所述安装部。

作为另一个具体结构形式，所述安装部形成为开口向前的凹槽结构，该凹槽结构内设有圆柱或圆台，所述圆柱或圆台穿过所述凹槽结构并形成有开口向后的安装通孔或盲孔。

另外，本发明第二方面提供一种照明装置，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、用于对所述前照灯光学组件后端定位的定位件、光源、与所述光源电连接的电路板和散热器，其中所述次级光学元件与所述前照灯光学组件的前端连接，所述前照灯光学组件、所述定位件与所述电路板固定连接于所述散热器。

作为一种具体实施方式，所述定位件上设有多个隔筋，相邻两个所述隔筋之间形成有定位口，各所述定位口与所述光源一一对应设置。

更具体地，所述隔筋的截面形状为矩形或者圆形。

作为另一种具体实施方式，所述安装部的后端面与所述散热器间形成有间隙。

进一步具体地，所述透镜支架的后端形成有翻边，该翻边的后侧侧面适于与所述电路板贴靠；或者所述透镜支架的后端形成有翻边，该翻边的后侧侧面上形成有凸台，该凸台的端面适于与所述电路板贴靠。

此外，本发明第三方面提供一种前照灯，根据第二方面技术方案中任一项所述的照明装置。

进一步地，本发明第四方面还提供一种车辆，包括根据第三方面中所述的前照灯。

通过上述技术方案，本发明的前照灯光学组件包括聚光元件和透镜支架，其中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。本发明的前照灯光学组件通过设置在聚光元件和透镜支架上设置能够相互嵌合的嵌合结构，能够保证两者之间的安装精度，提高光学效率。

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

图1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；

图2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；

图3是本发明的前照灯光学组件的一个具体实施例的俯视图；

图4是图3的A-A剖面图；

图5是本发明的前照灯光学组件的一个具体实施例的侧视图；

图6是图5的B-B剖面图；

图7是本发明的透镜支架的一个具体实施例的结构示意图；

图8是本发明的聚光元件的一个具体实施例的结构示意图；

图9是本发明的照明装置的一个具体实施例的结构示意图之一；

图10是本发明的照明装置的一个具体实施例的侧视图；

图11是图10的C-C剖面图；

图12是图11的D部的局部放大示意图；

图13是本发明的定位件、光源和电路板的安装结构示意图之一；

图14是本发明的定位件、光源和电路板的安装结构示意图之二；

图15是本发明的定位件的一个具体实施例的结构示意图；

图16是本发明的照明装置的一个具体实施例的结构示意图之二；

图17是本发明的照明装置的一个具体实施例的结构示意图之三；

图18是本发明的照明装置的一个具体实施例的结构示意图之四。

附图标记说明

1聚光元件 101准直单元

1011入光部 1012导光部

1013出光部 1014嵌槽

1015柱体 102楔形间隙

2透镜支架 201嵌入部

2011通孔 202安装部

203翻边 3次级光学元件

4定位件 401定位口

402隔筋 403安装孔

5光源 6电路板

7散热器 8螺钉

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要解释的是，术语“前”、“后”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，仅是为了便于描述本发明的简化描述，本发明中前后指的是光线经聚光元件1汇聚后主要传输方向的光路，光线入射的一端为后端，光线出射的一端则为前端，即光源5所在的一端为后端，次级光学元件3所在的一端为前端。

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。

如图1至图6所示，本发明提供一种前照灯光学组件，包括聚光元件1和透镜支架2，其中所述透镜支架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。

在现有的前照灯光学组件中，聚光元件1和透镜支架2是构成前照灯光学组件的重要组成部分，两者之间为间接定位，这样会造成因多次定位形成安装误差，而聚光元件1和透镜支架2之间的安装精度直接会影响到前照灯的出光效果，因此，本发明的聚光元件1和透镜支架2上形成有相互嵌合的嵌合结构，而使得聚光元件1和透镜支架2直接连接定位，从而减少定位安装误差，提高两者之间的安装精度。

本发明的聚光元件1和透镜支架2的嵌合可以有两种结构形式，作为其中一种结构形式，聚光元件1和透镜支架2优选形成为一体成型件，通过嵌合结构，聚光元件1和透镜支架2之间的定位精度更高。

在这里需要说明的是，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。

同时，透镜支架2和聚光元件1采用嵌件成型工艺一体成型，其成型工艺过程如图4、图6所示：首先，透镜支架2通过注塑成型；然后，将透镜支架2装入用于注塑聚光元件1的模具中，浇筑材料后即可得到透镜支架2和聚光元件1的一体成型件。当然，透镜支架2和聚光元件1间还可以采用其他可以实现该一体结构的成型工艺和方法，例如，也可以采用双色注塑成型。

如图7和图8所示，作为本发明的一个优选实施方式，所述嵌合结构包括设于所述空腔的内周壁上的嵌入部201以及设于所述聚光元件1前端的嵌槽1014，同时，该嵌槽1014一体形成于所述聚光元件1的出光部的四周，由此，可以将嵌合结构设置在聚光元件1的前端，能够有效提高出光部1013的刚度。

如图7所示，透镜支架2上形成有用于容置聚光元件1的空腔，并且该空腔是前后贯通的，在空腔的四周内侧壁上形成有嵌入部201，嵌入部201由四周向中心延伸，其沿所述空腔的内周壁环绕一周形成，呈薄板状，所述嵌入部201上形成有贯穿所述嵌入部201的多个通孔2011。

而从图8中看出，所述嵌槽1014为适于所述嵌入部201嵌入的槽体，该嵌槽1014内一体形成有能够一一对应地嵌入所述通孔2011的柱体1015。

并且，所述嵌槽1014一体形成于所述聚光元件1的出光部的四周。

由此可以看出，本发明的嵌合结构是将嵌入部201嵌合在嵌槽1014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1015与通孔2011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7和图8显示为两个零件，仅是为了显示两者的具体结构。

作为聚光元件1和透镜支架2的嵌合的另一种结构形式，透镜支架2形成为分体式结构，可以是上下分开的形式，也可以是左右分开的形式，此时嵌入部201上的通孔2011由具有开口的卡槽代替，该卡槽能够卡接在柱体1015上，该结构能够保证聚光元件1和透镜支架2安装精度的同时更加方便安装，安装时，分体式的透镜支架2闭合，卡孔与柱体1015卡接以将聚光元件1与透镜支架2嵌合；拆卸时，将分体式的透镜支架2打开，即可将聚光元件1和透镜支架2分离。

如图8所示，作为本发明的另一个优选实施方式，所述聚光元件1包括多个准直单元101，单个所述准直单元101包括入光部1011、导光部1012和出光部1013，各所述出光部1013一体形成为所述聚光元件1的出光部，各所述导光部1012之间形成有楔形间隙102，所述楔形间隙102的开口沿着出光方向逐渐减小，而各所述导光部1012的纵向截面面积则由前向后逐渐减小。

准直单元101的作用是将入射光线汇聚准直，单个准直单元101包括入光部1011、导光部1012和出光部1013，单个准直单元101的入光部1011和导光部1012是一一对应的，所有准直单元101的出光部1013相互连接构成聚光元件1的出光部，也就是说，聚光元件1具有多个入光部1011和导光部1012，但是只共用一个聚光元件1的出光部。并且，该聚光元件1的出光部一体成型于透镜支架2的空腔内，将该聚光元件1的出光部与透镜支架2一体成型，能够确保该出光部的位置稳定性，这是因为，该聚光元件1的出光部是具有影响光形效果的重要光学面，即聚光元件1的出光部，在安装和使用过程中，该出光部可能会因受热和受力而产生变形而影响光形效果，因此将其与透镜支架2一体成型，可以减少甚至避免聚光元件1的出光部的变形，使得出光更稳定。

更优选地，所述透镜支架2的纵向截面面积由前向后先减小后增大，所述嵌入部201设于该纵向截面面积最小处。

透镜支架2的纵向截面面积做成截面面积由前向后先减小后增大的形状，截面面积最小处为聚光元件1的出光部所在的位置，这样设计减小了透镜支架2所占的空间，能够有更多的空间设置散热器7，相比较于现有技术的从前端到后端截面面积逐渐增大的透镜支架2，本发明的透镜支架2能够使得相关零件连接后的结构更加紧凑。

作为本发明的又一个优选实施方式，所述透镜支架2上设有安装部202，该安装部202设于所述透镜支架2的中部区域。

进一步优选地，所述透镜支架2的上部设置有至少一个所述安装部202，所述透镜支架2的下部设置有至少两个所述安装部202，这样，三个安装部202在一个平面上能够形成三角形的安装结构，使得透镜支架2与散热器7的安装点更加稳固。

在这里需要说明的是，如图17所示，透镜支架2的中部设置有与散热器7固定连接的安装部202，使得安装部202更加靠近前照灯光学组件和透镜的重心位置，大大提高了照明装置的振动稳定性。该中部区域位于透镜支架2的前后长度的中部区域处，即从透镜支架2的中点向前、向后的1/4区域内。

更进一步地，所述安装部202形成为开口向前的凹槽结构，该凹槽结构内设有圆柱或圆台，所述圆柱或圆台穿过所述凹槽结构并形成有开口向后的安装通孔或盲孔。凹槽结构能够在尽量不增加安装部202的厚度的基础上，有效提高其强度，并且圆柱或圆台设置在凹槽结构内，能够提高透镜支架2和散热器7的安装强度，同时当安装部202与散热器7之间间隙超差时能够进行加工调整，仅对圆柱或圆台的后端面进行调整即可，调整量较小。当然，凹槽结构内设置的不仅限于圆柱或圆台，也可以是长方体或其他结构，并不会影响到安装部202与散热器7的安装。

另外，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3、根据上述技术方案中任一项所述的前照灯光学组件、用于对所述前照灯光学组件后端定位的定位件4、光源5、与所述光源5电连接的电路板6和散热器7，其中所述次级光学元件3与所述前照灯光学组件的前端连接，所述前照灯光学组件、所述定位件4与所述电路板6固定连接于散热器7。

在这里需要说明的是，本发明的次级光学元件3优选为透镜，该透镜连接在透镜支架2的前端，其连接方式可以采用激光焊接、胶接或卡扣连接等，也可以采用其他合适的连接方式。

如图15所示，作为本发明的一个具体结构形式，所述定位件4上设有多个隔筋402，相邻两个所述隔筋402之间形成有定位口401，各所述定位口401与所述光源5一一对应设置。

在上述技术方案中，聚光元件1的多个准直单元101之间形成有楔形间隙102，为了确保多个准直单元101的入光部1011与电路板6上的光源5的相对位置的精确性，本发明的照明装置内还设置了对各入光部1011定位的定位件4，该定位件4内设有若干隔筋402，相邻两个隔筋402之间构成供准直单元101穿过并定位的定位口401，定位口401与设置在电路板6上的光源5一一对应，多个准直单元101可以是一排排列，也可以是多排排列，相对应地，定位口401可以是一排排列，也可以是多排排列。各准直单元101的入光部1011可插入对应的定位口401而被定位，由此，聚光元件1的出光部1013和入光部1011均被定位，聚光元件1的前端与次级光学元件3直接定位，后端通过定位件4与光源5定位，从而能够有效提高聚光元件1的定位精度，改善了出光效果。

具体地，从图9至图12中可以看出，隔筋402呈隔板状，定位口401的横向截面宽度由前向后逐渐变窄，准直单元101的横向截面宽度也是由前向后逐渐变窄，但是定位口401的变窄程度比准直单元101的变窄程度更大，这样可以使得准直单元101与隔筋402的接触面积尽可能小，一方面，是便于插入时的导向，另一方面，小面积接触可以确保定位精度，因此，进一步具体地，准直单元101与隔筋402之间的接触为线接触。由此可以看出，隔筋402还可以为圆柱体，即隔筋402的截面形状为矩形或者圆形，与准直单元101形成线接触。

如图13和图14所示的定位件4的安装结构，其通过两个螺钉8与电路板6固定连接于散热器7上。

作为本发明的另一个具体结构形式，所述安装部202的后端面与所述散热器7间形成有间隙。

从图18中可以看出，安装部202和散热器7通过紧固件(如螺钉、螺栓等)固定连接，当该紧固件拧紧后，透镜支架2受力使透镜支架2的后端面与电路板6贴紧，确保聚光元件1和光源5之间的相对位置可靠度。同时，为了防止透镜支架2和散热器7之间的前后方向上的过定位，安装部202与散热器7之间应留有相应间隙，以避免因制造误差而造成的透镜支架2和散热器7的安装不到位。

作为本发明的又一个具体结构形式，所述透镜支架2的后端形成有翻边203，该翻边203的后侧侧面适于与所述电路板6贴靠。

作为上述具体结构形式的一种可选结构形式，所述透镜支架2的后端形成有翻边203，该翻边203的后侧侧面上形成有凸台，该凸台的端面适于与所述电路板6贴靠。

进一步地，本发明第三方面还提供一种前照灯，包括根据上述技术方案中任一项所述的照明装置。

更进一步地，本发明第四方面还提供一种车辆，包括根据上述技术方案中所述的前照灯。

由以上描述可以看出，本发明的前照灯光学组件包括聚光元件1和透镜支架2，其中所述透镜支架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。本发明的前照灯光学组件通过在聚光元件1和透镜支架2上设置能够相互嵌合的嵌合结构，能够有效提高聚光元件1和透镜支架2之间的定位精度，能够确保良好的配光性能，提高光学效率，得到理想的照明光形。

另外，聚光元件1和透镜支架2优选为一体成型件，通过设置在两者上的嵌合结构相互嵌合，能够减小两者之间的安装误差，从而能够提高聚光元件1和透镜支架2之间的安装精度，保证出光效果。

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。

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。

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。