本发明涉及汽车车灯技术领域，尤其涉及一种基于变折射率透镜的光源组件、一种包括该光源组件的车灯总成及一种包括该车灯总成的汽车。
背景技术：
根据车灯远光法规，远光最大值(即emax值)需要在一定的亮度范围内，如汽车用led前照灯gb25991是关于led光源的车灯照明功能法规，确定了以led作为光源的前照灯，包括远光、近光等照明功能的配光性能要求。其中，远光最大值(即emax值)要求在48lx至240lx之间，近光的75r测试点测试值要求不低于12lx。
为达到上述法规对前照灯配光性能的要求，如图1所示是现有的一种远、近光车灯照明系统，由led光源01、反射镜02、遮光板03及凸透镜04组成。其中，反射镜02为类椭球面，led光源01设置在反射镜02的近焦点处，反射镜02的远焦点设置在凸透镜04焦点附近。led光源01发出的光线经过反射镜02的反射汇聚至反射镜02的远焦点处，遮光板03设有与近光照明所要求的明暗截止线形状相关的遮光部，所述遮光部设置在凸透镜04焦点处，最后通过凸透镜04将汇聚在凸透镜04焦点附近的光线转换成类平行光照射到路面，并形成与遮光板03截止线形状相关的近光照明光形。远光照明则通过移开遮光板03来实现具有一定照度最大值的远光照明光形。这种实现远光最大值及近光75r测试点测试值要求的方法受到led光源01发光特性(近似朗伯型发散)的限制，由led光源01发出的散射光通过反射镜02汇聚至反射镜02的远焦点处后同样存在较大的发散角，这个较大的发散角导致光线到达凸透镜04的入射面时，辐射光强度已大大减弱，导致最后通过凸透镜04后转换成类平行光的照明光形很难实现较大的远光emax值或近光75r测试点测试值，或者需要提高led光源01的输出光通量来实现法规要求的远光emax值及近光75r测试点测试值，但提高led光源01的输出光通量，会带来对led光源01进行散热的散热系统的散热能力的提高、因提高led光源01的输入电流而导致的功率上升以及led光源01的稳压模块的输出功率加大的问题，更重要的是受led光源01的发光能力限制，led光源01的输出光通量也有极限值，不能无限提高。在这种情况下，往往需要通过两个甚至多个照明系统来共同实现远光或近光照明功能，导致结构复杂、重量及成本增加等问题。
此外，gb25991对汽车用led前照灯的光色，即色度值，同样有要求，光线以较大的散射角射入凸透镜04的入射面时，经凸透镜04入射面及出光面的两次折射后易产生色散，也不容易满足法规的要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种能够使出射光线具有较大的光辐射能和较小的发散角的基于变折射率透镜的光源组件、一种包括该光源组件的车灯总成及一种包括该车灯总成的汽车，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于变折射率透镜的光源组件，包括光源和设置在光源前方的变折射率透镜，光源发出的光线射入变折射率透镜的入射面，经变折射率透镜折射汇聚后从变折射率透镜的出光面射出。
优选地，光源为呈朗伯型发散的面光源。
优选地，变折射率透镜的折射率分布为从中心到外周呈阶梯式递减。
优选地，阶梯式递减为从变折射率透镜的中心到外周沿径向呈周向依次层叠的阶梯式递减。
优选地，阶梯式递减为从变折射率透镜的中心平面到外周沿中心平面的法向呈依次层叠的阶梯式递减。
优选地，变折射率透镜的折射率分布为从中心到外周沿径向呈渐变式递减，且折射率分布曲线为：
一种车灯总成，包括如上所述的基于变折射率透镜的光源组件。
优选地，还包括凸透镜，光源组件中变折射率透镜的出光面设置在凸透镜的焦点处。
优选地，还包括反射镜、遮光板和凸透镜，反射镜为类椭球面，且具有近焦点和远焦点，光源组件中变折射率透镜的出光面设置在反射镜的近焦点处，反射镜的远焦点位于凸透镜的焦点附近，遮光板位于凸透镜的焦点处。
一种汽车，包括如上所述的车灯总成。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
本发明的基于变折射率透镜的光源组件、包括该光源组件的车灯总成及包括该车灯总成的汽车，通过在光源前方设置一个变折射率透镜，由变折射率透镜对光源发出的光线进行一次汇聚，可使变折射率透镜的出光面处具有较大的光辐射能和较小的发散角，因此以变折射率透镜的出光面作为新的面光源与车灯的其它配光零件相配合时，能够实现以较小的光源输出光通量获得较大的远光emax值或较大的近光75r测试点测试值，并满足不同车灯功能的配光值要求，实现传统车灯系统很难实现的高照度值，同时还能够提高光源的利用效率、减小车灯零件尺寸、简化车灯结构。
附图说明
图1是现有技术中远、近光车灯照明系统的结构示意图。
图2是本发明实施例的光源组件中的变折射率透镜的第一种折射率分布示意图，该变折射率透镜的折射率分布为中心到外周沿径向呈周向依次层叠的阶梯式递减。
图3是本发明实施例的光源组件采用图2中所示的变折射率透镜时的光学原理示意图。
图4是本发明实施例的光源组件中的变折射率透镜的第二种折射率分布示意图，该变折射率透镜的折射率分布为中心平面到外周沿中心平面的法向呈依次层叠的阶梯式递减。
图5是本发明实施例的光源组件采用图4中所示的变折射率透镜时的光学原理示意图。
图6是本发明实施例的光源组件中的变折射率透镜的第三种折射率分布示意图，该变折射率透镜的折射率分布为中心到外周沿径向呈渐变式递减。
图7是图6中所示的变折射率透镜的折射率分布曲线。
图8是本发明实施例的光源组件采用图6中所示的变折射率透镜时的光学原理示意图。
图9是本发明实施例的光源组件采用点光源时发出的光线经变折射率透镜折射汇聚的光学原理示意图。
图10是本发明实施例的光源组件采用面光源时发出的光线经变折射率透镜折射汇聚的光学原理示意图。
图11是本发明实施例的光源组件与凸透镜配合使用的光学原理示意图。
图1中：
01、led光源02、反射镜
03、遮光板04、凸透镜
图2至图11中：
1、光源2、变折射率透镜
2a、出光面11、单一点光源
12、面光源3、凸透镜
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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”、“相连”、“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，或一体地连接；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。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。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图2至图11所示，本发明基于变折射率透镜的光源组件的一种实施例。本实施例的基于变折射率透镜的光源组件包括光源1和变折射率透镜2，变折射率透镜2设置在光源1前方，光源1发出的光线射入变折射率透镜2的入射面，经变折射率透镜2折射汇聚后从变折射率透镜2的出光面2a射出。
本实施例中的光源1为呈朗伯型发散的面光源，例如可以为led光源或激光光源。本实施例中的变折射率透镜2的折射率分布可以为从中心到外周呈阶梯式递减或者呈渐变式递减，均能够起到对光源1发出的光线进行一次汇聚的效果。
参见图2，在第一种实施方式中，变折射率透镜2的折射率n分布为从中心到外周呈阶梯式递减，且该阶梯式递减为从变折射率透镜2的中心到外周沿径向呈周向依次层叠的阶梯式递减，即变折射率透镜2的横截面上按折射率n的不同分为多个以变折射率透镜2的中心为中心的同心圆环，单个圆环上具有相同的折射率n，所有的圆环上的折射率n从变折射率透镜2的中心到外周呈阶梯式递减。参见图3，光源1发出的光线射入变折射率透镜2的入射面，依次经过变折射率透镜2上各层圆环的折射后能够有效汇聚，以较小的发散角和较大的光辐射能从变折射率透镜2的出光面2a射出。
参见图4，在第二种实施方式中，变折射率透镜2的折射率n分布为从中心到外周呈阶梯式递减，且该阶梯式递减为从变折射率透镜2的中心平面到外周沿中心平面的法向呈依次层叠的阶梯式递减，即变折射率透镜2的纵截面(中心平面的法向截面)上按折射率n的不同沿中心平面的法向分为多层，单层上具有相同的折射率n，所有层上的折射率n从变折射率透镜2的中心平面到外周沿中心平面的法向呈阶梯式递减。参见图5，光源1发出的光线射入变折射率透镜2的入射面，依次经过变折射率透镜2上各层的折射后能够有效汇聚，以较小的发散角和较大的光辐射能从变折射率透镜2的出光面2a射出。
参见图6，在第三种实施方式中，变折射率透镜2的折射率n分布为从中心到外周沿径向呈渐变式递减。参见图7，变折射率透镜2的折射率n分布为从中心到外周沿径向呈渐变式递减时，变折射率透镜2的折射率n分布曲线为：
参见图9，当光源1为单一点光源11时，通过单一点光源11前方的变折射率透镜2对单一点光源11发出的光线进行一次汇聚，从变折射率透镜2的出光面2a射出的光线的发散角b1相较不设置变折射率透镜2时单一点光源11射出的光线的发散角a1要小得多。
参见图10，当光源1为面光源12时，通过面光源12前方的变折射率透镜2对面光源12发出的光线进行一次汇聚，从变折射率透镜2的出光面2a射出的光线的发散角b2相较不设置变折射率透镜2时面光源12射出的光线的发散角a2要小得多。
因此，本实施例的光源组件通过在光源1前方设置一个变折射率透镜2，由变折射率透镜2对光源1发出的光线进行一次汇聚，可使变折射率透镜2的出光面2a处具有较大的光辐射能和较小的发散角。
故，以变折射率透镜2的出光面2a作为新的面光源与车灯的其它配光零件相配合时，例如如图11所示，将本实施例的光源组件与凸透镜3配合使用时，可以通过凸透镜3对变折射率透镜2的出光面2a射出的光线进行准直，即可实现远光照明功能或远光照明功能的一部分，通过这种方式能够实现以较小的光源1输出光通量获得较大的远光emax值；或者用本实施例的光源组件代替图1中所示的现有远、近光车灯照明系统中的led光源01，将本实施例的光源组件与图1中所示的反射镜02、遮光板03和凸透镜04配合使用时，可实现近光照明功能或近光照明功能的一部分，通过这种方式能够实现以较小的光源1输出光通量获得较大的近光75r测试点测试值。由此，本实施例的光源组件能够满足不同车灯功能的配光值要求，实现传统车灯系统很难实现的高照度值，同时还能够提高光源1的利用效率、减小车灯零件尺寸、简化车灯结构。
基于上述基于变折射率透镜的光源组件，本实施例还提供了一种车灯总成。本实施例的车灯总成包括本实施例的上述基于变折射率透镜的光源组件。
参见图11，在一种实施方式中，本实施例的车灯总成还可以包括凸透镜3，基于变折射率透镜的光源组件中变折射率透镜2的出光面2a设置在凸透镜3的焦点处。则该车灯总成中，光源1发出的光线经变折射率透镜2一次汇聚后从变折射率透镜2的出光面2a射出，使变折射率透镜2的出光面2a处具有较大的光辐射能和较小的发散角，凸透镜3对变折射率透镜2的出光面2a射出的光线进行准直，可实现远光照明功能或远光照明功能的一部分。通过这种方式能够实现以较小的光源1输出光通量获得较大的远光emax值。
在另一种实施方式中，本实施例的车灯总成还可以包括反射镜、遮光板和凸透镜，反射镜为类椭球面，且具有近焦点和远焦点，基于变折射率透镜的光源组件中变折射率透镜2的出光面2a设置在反射镜的近焦点处，反射镜的远焦点位于凸透镜的焦点附近，遮光板位于凸透镜的焦点处。则该车灯总成中，光源1发出的光线经变折射率透镜2一次汇聚后从变折射率透镜2的出光面2a射出，使变折射率透镜2的出光面2a处具有较大的光辐射能和较小的发散角，变折射率透镜2的出光面2a射出的光线经过反射镜的反射汇聚至反射镜的远焦点处，遮光板设有与近光照明所要求的明暗截止线形状相关的遮光部，所述遮光部设置在凸透镜焦点处，最后通过凸透镜将汇聚在凸透镜焦点附近的光线转换成类平行光照射到路面，并形成与遮光部截止线形状相关的近光照明光形。由此可实现近光照明功能或近光照明功能的一部分，通过这种方式能够实现以较小的光源1输出光通量获得较大的近光75r测试点测试值。该车灯总成中，所述反射镜、遮光板和凸透镜可以采用图1中所示的现有远、近光车灯照明系统中的反射镜02、遮光板03和凸透镜04。
基于上述车灯总成，本实施例还提供了一种汽车。本实施例的汽车包括本实施例的上述车灯总成。
综上所述，本实施例基于变折射率透镜的光源组件、包括该光源组件的车灯总成及包括该车灯总成的汽车，通过在光源1前方设置一个变折射率透镜2，由变折射率透镜2对光源1发出的光线进行一次汇聚，可使变折射率透镜2的出光面2a处具有较大的光辐射能和较小的发散角，因此以变折射率透镜2的出光面2a作为新的面光源与车灯的其它配光零件相配合时，能够实现以较小的光源1输出光通量获得较大的远光emax值或较大的近光75r测试点测试值，并满足不同车灯功能的配光值要求，实现传统车灯系统很难实现的高照度值，同时还能够提高光源1的利用效率、减小车灯零件尺寸、简化车灯结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。