一种车用LED远近光一体化透镜模组的制作方法

本实用新型涉及一种汽车大灯，更具体地说，涉及一种车用LED远近光一体化透镜模组。

背景技术：

汽车大灯要求具有近光和远光功能，近光输出通常角度向下并且略微偏离迎面驶来的车辆，以便为在道路的相反侧上的迎面车辆减少炫目；远光输出更亮并且无近光输出的方向要求。多年以来，汽车通常配备有用于近光和远光输出的分离式前大灯灯组，但出于多种原因，人们更希望让单个大灯同时具有远光和近光功能。目前，国内外的一些设计者也推出了很多同时具有远光和近光功能的汽车灯结构，但这些设计大都比较单一，大多设置一个氙气或卤素光源，通过改变远近光切换挡板的位置来实现在远光和近光之间调节，这种结构的汽车大灯的功耗较高，容易产生高温，使用寿命也较短。

随着大功率LED技术的日益成熟，LED作为汽车灯的光源已经成为现实，LED可采用多光源组合形式，能够改变汽车前照灯的形状和布置方式，并且只要电源和LED的散热得当，LED汽车前灯的寿命可以远远超过汽车寿命，所以目前LED汽车灯正在迅速地成为汽车零部件制造商的推广产品。但是，LED汽车大灯的远近光光型设计及其亮度等设计一直是困扰业内的难题，早期的LED车灯透镜模组设计多用一组超大功率的LED组合，经一个反射杯光学设计成远近光的所需光型，利用翻转式变光机构来切换远近光，这样的设计缺点是功耗大，LED始终是最大功率输出。也有将远近光分别用两个反射杯来实现远近光切换的，虽然能耗降低了，但是有个严重的问题无法避免，那就是因近光截止线挡板而造成的远近光交汇时的暗影，导致近光截止线不清晰，远近光对焦失准和远光不均匀等缺陷，事实证明，无论将这种设计的截止线挡板加工成多么精准，都无法消除这种因光学照射截止后而产生的暗影。

中国专利号ZL201620892292.9，授权公告日为2017年2月15日，发明创造名称为：一种聚光式LED双光透镜模组，该申请案涉及一种聚光式LED双光透镜模组，包括散热器、安装在散热器上的光源总成以及安装在散热器前部的挡光片总成和透镜总成，光源总成其近光LED模组的第一电路板安装在散热器的第一安装面上，具有自由曲面的反射镜安装在散热器上部，近光LED光源发射的光线经反射镜反射至透镜内焦点处聚焦，并经挡光片射到透镜上形成近光截止线光型；远光LED模组的第二电路板安装在散热器的第二安装面上，聚光器通过聚光器支架安装在散热器前部，远光LED光源发射的光线经聚光器全反射至透镜内焦点处聚焦，再射到透镜上形成远光光型。该申请案在一定程度上解决了近光截止线发彩、远近光对焦失准等问题。但依然存在以下不足：

1)其远光LED光源需要设置聚光器，使车灯内部部件布局更加复杂，增加了制作和装配难度；

2)采用聚光器后，为了使聚光器与挡光片不发生相互干扰，挡光片需要向透镜一侧翻转，因此需要留有足够的空间，从而增加了车灯的体积，使车灯轴向长度更长；

3)由于远近光LED光源的布置位置限制，远光LED光源的光线偏上方，近光LED光源的光线偏下下方，容易导致远近光交汇处出现暗影现象。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有LED汽车大灯存在的上述不足，提供一种车用LED远近光一体化透镜模组，采用本实用新型的技术方案，利用远光LED芯片组与遮光板的独特结构设计，不仅使汽车透镜模组结构更加紧凑，而且利用独立的双光路照射，近光时截止线清晰，远光打开且遮光板向后翻转时，远光的光斑完全可以覆盖近光截止线，远近光同时开启后远近一体光斑完美组合在一起形成一个完美的光斑，且有部分远光光斑覆盖在近光的最亮光斑上，增加一倍以上的近光亮度；并且，远光LED芯片组在近光反射罩的外焦点后方2～3mm位置处直接投射至前端透镜而实现聚光照射，远光亮度相比反射罩式结构，能提高一倍以上，同等光通量的LED芯片，直接投射方式只需用一半的功率，就能达到反射罩式结构的同等照度值，节能效果明显。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，包括散热基座、近光反射罩、近光LED芯片组、远光LED芯片组、翻转式变光机构、遮光板、透镜支架和透镜，所述的近光反射罩安装于散热基座上，所述的近光LED芯片组安装于散热基座上，且位于近光反射罩的内焦点位置附近，所述的遮光板安装于翻转式变光机构上，且遮光板的截止线光阑面位于近光反射罩的外焦点位置附近，所述的透镜通过透镜支架安装于近光反射罩的前方，且透镜的焦点与近光反射罩的外焦点相重合，所述的远光LED芯片组向下垂直内倾α倾角安装于散热基座上，且远光LED芯片组的光线直接投射到透镜上，所述的远光LED芯片组位于近光反射罩的外焦点后方2～3mm的位置处，所述的遮光板相对于远光LED芯片组向下垂直后倾β倾角，以使遮光板能够向后翻转切换远近光光型。

更进一步地，所述的远光LED芯片组向下垂直内倾的倾角α为20°，所述的遮光板向下垂直后倾的倾角β为25°。

更进一步地，所述的远光LED芯片组位于近光反射罩的外焦点后方2.5mm的位置处。

更进一步地，所述的散热基座的底部还设有散热风扇。

更进一步地，还包括垂直安装于散热基座后部的驱动电路板，所述的散热风扇的部分风量通过导风风道吹向驱动电路板。

更进一步地，所述的散热基座的后部还设有用于保护驱动电路板的护罩。

更进一步地，所述的散热风扇通过设于散热基座上的风道将部分风量吹向远光LED芯片组。

更进一步地，所述的远光LED芯片组的上部高于散热基座的安装平面，在散热基座上设有位于远光LED芯片组高出部分后部的斜坡状凸台。

更进一步地，所述的翻转式变光机构的支架夹于透镜支架与散热基座之间，并通过螺钉固定连接；所述的遮光板的截止线光阑面为向远光LED芯片组方向凹陷的弧形结构。

更进一步地，所述的近光反射罩包括内侧反光件和外侧散热件，所述的内侧反光件固定在外侧散热件的内壁上，所述的内侧反光件为塑件，所述的外侧散热件为金属件。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其近光LED芯片组发出的光线经过近光反射罩反射到透镜的焦点处聚集，并经过遮光板的截止线光阑面形成近光截止线光型，远光LED芯片组在近光反射罩的外焦点后方2～3mm位置处直接投射至前端透镜实现聚光照射；利用远光LED芯片组与遮光板的独特结构设计，不仅使汽车透镜模组结构更加简单紧凑，而且利用独立的双光路照射，近光时截止线清晰，远光打开且遮光板向后翻转时，远光的光斑完全可以覆盖近光截止线，远近光同时开启后远近一体光斑完美组合在一起形成一个完美的光斑，且有部分远光光斑覆盖在近光的最亮光斑上，增加一倍以上的近光亮度；远光LED芯片组直接投射至透镜聚光照射，远光亮度相比反射罩式结构，能提高一倍以上，同等光通量的LED芯片，直接投射方式只需用一半的功率，就能达到反射罩式结构的同等照度值，节能效果明显；

(2)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其远光LED芯片组向下垂直内倾的倾角α为20°，遮光板向下垂直后倾的倾角β为25°，远光LED芯片组位于近光反射罩的外焦点后方2.5mm的位置处，不仅使远光LED芯片组与遮光板变光切换动作之间没有干涉，而且能够达到最佳的远近光光型效果；

(3)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其散热基座的底部还设有散热风扇，能够快速为远光LED芯片和近光LED芯片进行散热，使透镜模组的温度得到有效控制，提高了LED芯片的使用寿命，降低了LED芯片的光衰；

(4)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其还包括垂直安装于散热基座后部的驱动电路板，散热风扇的部分风量通过导风风道吹向驱动电路板，将驱动电路板内置于透镜模组中，便于一体化安装，并且能够直接利用散热风扇对驱动电路板进行散热，有效降低了驱动电路板的发热，改善了驱动电路板的性能；

(5)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其散热基座的后部还设有用于保护驱动电路板的护罩，充分保护了驱动电路板不受损坏，提高了车灯模组的使用寿命；

(6)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其散热风扇通过设于散热基座上的风道将部分风量吹向远光LED芯片组，能够最大程度地实现远光LED芯片组的快速散热，使LED芯片组的散热效果达到最优化；

(7)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其远光LED芯片组的上部高于散热基座的安装平面，在散热基座上设有位于远光LED芯片组高出部分后部的斜坡状凸台，采用该结构，不仅对于远光LED芯片组具有较好的支撑，增加了远光LED芯片组与散热基座的接触面积，提高远光LED芯片组的散热性能，而且能够防止散热基座遮挡近光LED芯片组发射出的光线；

(8)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其翻转式变光机构的支架夹于透镜支架与散热基座之间，并通过螺钉固定连接，与传统的变光机构采用压铆工艺固定在散热基座上的方式相比，不仅结构更加简单，安装更加方便，而且省掉了一道工序，减少了设备和夹具的成本投入；遮光板的截止线光阑面为向远光LED芯片组方向凹陷的弧形结构，保证了遮光板在远光照射时对远光LED芯片组发出的光线没有遮挡，充分利用了远光LED芯片组的光能；

(9)本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，其近光反射罩包括内侧反光件和外侧散热件，内侧反光件固定在外侧散热件的内壁上，内侧反光件为塑件，外侧散热件为金属件，内侧反光件的反光面加工精度更高，光型更加精确清晰，外侧散热件具有更高的强度和更好的散热性能。

附图说明

图1为本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组的立体结构示意图；

图2为本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组的剖视结构示意图；

图3为本实用新型中的近光LED芯片组、远光LED芯片组、遮光板和翻转式变光机构在散热基座上的安装结构示意图；

图4为图3中K处的局部放大示意图；

图5为本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组的近光光型图；

图6为本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组的远近一体的远光光型图。

示意图中的标号说明：

1、散热基座；1-1、凸台；2、近光反射罩；3、近光LED芯片组；4、远光LED芯片组；5、翻转式变光机构；6、遮光板；6-1、截止线光阑面；7、透镜支架；8、透镜；9、散热风扇；10、护罩；11、驱动电路板。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

结合图1、图2和图3所示，本实施例的一种车用LED远近光一体化透镜模组，包括散热基座1、近光反射罩2、近光LED芯片组3、远光LED芯片组4、翻转式变光机构5、遮光板6、透镜支架7和透镜8，近光反射罩2安装于散热基座1上，近光LED芯片组3安装于散热基座1上，且位于近光反射罩2的内焦点位置附近，遮光板6安装于翻转式变光机构5上，且遮光板6的截止线光阑面6-1位于近光反射罩2的外焦点位置附近，透镜支架7与散热基座1的前部相连，透镜8通过透镜支架7安装于近光反射罩2的前方，且透镜8的焦点与近光反射罩2的外焦点相重合，远光LED芯片组4向下垂直内倾α倾角安装于散热基座1上，且远光LED芯片组4的光线直接投射到透镜8上，远光LED芯片组4位于近光反射罩2的外焦点后方2～3mm的位置处，遮光板6相对于远光LED芯片组4向下垂直后倾β倾角，以使遮光板6能够向后翻转切换远近光光型。近光LED芯片组3发出的光线经过近光反射罩2反射到透镜8的焦点处聚集，并经过遮光板6的截止线光阑面6-1形成近光截止线光型；远光LED芯片组4在近光反射罩2的外焦点后方2～3mm位置处直接投射至前端透镜实现聚光照射。与现有的LED汽车大灯相比，本实施例的一种车用LED远近光一体化透镜模组，用远光LED芯片组4与遮光板6的独特结构设计，不仅使汽车透镜模组结构更加紧凑，而且利用独立的双光路照射，近光时截止线清晰，远光打开且遮光板6向后翻转时，远光的光斑完全可以覆盖近光截止线，远近光同时开启后远近一体光斑完美组合在一起形成一个完美的光斑，且有部分远光光斑覆盖在近光的最亮光斑上，增加一倍以上的近光亮度；远光LED芯片组4直接投射至透镜聚光照射，远光亮度相比反射罩式结构，能提高一倍以上，同等光通量的LED芯片，直接投射方式只需用一半的功率，就能达到反射罩式结构的同等照度值，节能效果明显。

如图2的剖视图所示，倾角α指的是远光LED芯片组4或远光LED芯片组4在散热基座1上的安装面与垂直于透镜8轴线方向的竖直面之间的夹角，且远光LED芯片组4或远光LED芯片组4在散热基座1上的安装面的法线方向偏下并向散热基座1的内侧倾斜；倾角β指的是遮光板6与垂直于透镜8轴线方向的竖直面之间的夹角，且遮光板6的法线方向偏下并向翻转式变光机构5的后方倾斜。远光LED芯片组4与遮光板6的倾角形成如图2所示的“八”字形结构。作为优选方案，在本实施例中，远光LED芯片组4向下垂直内倾的倾角α为20°，遮光板6向下垂直后倾的倾角β为25°，并且，远光LED芯片组4与近光反射罩2的外焦点之间的距离H为2.5mm最佳，不仅使远光LED芯片组4与遮光板6变光切换动作之间没有干涉，而且能够达到最佳的远近光光型效果。另外，上述的近光LED芯片组3和远光LED芯片组4均采用LED陶瓷灯板，并采用灯板电路压板固定在散热基座1上，不仅便于LED陶瓷灯板的散热，而且方便了LED陶瓷灯板的装配及电路连接。远光LED芯片组4可采用3+1或4+1的芯片排列方式，即，远光LED芯片采用3颗在上1颗在下或4颗在上1颗在下的排列方式。透镜8优选内侧为平面，外侧为曲面的凸透镜。

接续图2所示，为了保证近光反射罩2的反射曲面的精度，在本实施例中，近光反射罩2由内侧反光件和外侧散热件组成，内侧反光件固定在外侧散热件的内壁上，且内侧反光件由外侧散热件与散热基座1夹紧固定，内侧反光件为塑件，可通过注塑工艺制作高精度高光反射曲面，外侧散热件为金属件，作为辅助被动散热元件，内侧反光件的反光面加工精度更高，光型更加精确清晰，外侧散热件具有更高的强度和更好的散热性能。参见图3和图4所示，远光LED芯片组4的上部高于散热基座1的安装平面，在散热基座1上设有位于远光LED芯片组4高出部分后部的斜坡状凸台1-1，采用该结构，不仅对于远光LED芯片组4具有较好的支撑，增加了远光LED芯片组4与散热基座1的接触面积，提高远光LED芯片组4的散热性能，而且能够防止散热基座1遮挡近光LED芯片组3发射出的光线。翻转式变光机构5的支架夹于透镜支架7与散热基座1之间，并通过螺钉固定连接，与传统的变光机构采用压铆工艺固定在散热基座上的方式相比，不仅结构更加简单，安装更加方便，而且省掉了一道工序，减少了设备和夹具的成本投入。上述的翻转式变光机构5为电磁变光机构，在电磁作用下带动遮光板6翻转，这种翻转式变光机构5具有更好的稳定性，出现卡死损坏等问题的几率更低，使用寿命更长。遮光板6的截止线光阑面6-1为向远光LED芯片组4方向凹陷的弧形结构，保证了遮光板6在远光照射时对远光LED芯片组4发出的光线没有遮挡，充分利用了远光LED芯片组4的光能。

返回图1和图2所示，在本实施例中，散热基座1的底部还设有散热风扇9，能够主动快速为远光LED芯片和近光LED芯片进行散热，使透镜模组的温度得到有效控制，提高了LED芯片的使用寿命，降低了LED芯片的光衰。为了加快散热基座1的散热，在散热基座1的底部还设有散热翅片，便于空气流通散热。并且，为了便于透镜模组的一体化安装，在本实施例中，还包括垂直安装于散热基座1后部的驱动电路板11，散热风扇9的部分风量通过导风风道吹向驱动电路板11，从而降低驱动电路板11产生的热量，改善了驱动电路板11的性能，并且便于一体化安装。为了保护驱动电路板11，在散热基座1的后部还设有用于保护驱动电路板11的护罩10，护罩10上设有散热孔，充分保护了驱动电路板11不受损坏，提高了车灯模组的使用寿命。另外，为了降低远光LED芯片组4的工作温度，散热风扇9通过设于散热基座1上的风道将部分风量吹向远光LED芯片组4，能够最大程度地实现远光LED芯片组4的快速散热，使LED芯片组的散热效果达到最优化。

本实施例的一种车用LED远近光一体化透镜模组，近光工作时，近光LED芯片组3点亮，遮光板6抬起，近光LED芯片组3发出的光线经过近光反射罩2反射到透镜8的焦点处聚集，并经过遮光板6的截止线光阑面6-1形成近光截止线光型，近光截止线清晰无暗区(近光光型参见图5所示)；远光工作时，远光LED芯片组4点亮，近光LED芯片组3也可根据需要选择性点亮，此时遮光板6向远光LED芯片组4方向翻转降下，远光LED芯片组4发出的光线直接投射至透镜8聚光照射，远光的光斑完全可以覆盖近光截止线，远近光同时开启后远近一体光斑完美组合在一起形成一个完美的远光光型(远近一体的远光光型参见图6所示)。

本实用新型的一种车用LED远近光一体化透镜模组，利用远光LED芯片组与遮光板的独特结构设计，不仅使汽车透镜模组结构更加紧凑，而且利用独立的双光路照射，近光时截止线清晰，远光打开且遮光板向后翻转时，远光的光斑完全可以覆盖近光截止线，远近光同时开启后远近一体光斑完美组合在一起形成一个完美的光斑，且有部分远光光斑覆盖在近光的最亮光斑上，增加一倍以上的近光亮度；并且，远光LED芯片组在近光反射罩的外焦点后方2～3mm位置处直接投射至前端透镜而实现聚光照射，远光亮度相比反射罩式结构，能提高一倍以上，同等光通量的LED芯片，直接投射方式只需用一半的功率，就能达到反射罩式结构的同等照度值，节能效果明显。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。