本發(fā)明涉及一種光學模組和采用該光學模組的車燈，屬于車燈技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

如圖1、2所示，目前車用前霧燈的實現(xiàn)方式主要包括：1.鹵素燈泡+反射鏡；2.led光源+反射鏡。分別由燈泡光源1與反射鏡2組合、led光源3與反射鏡2組合來實現(xiàn)前霧燈的配光性能。工作原理決定了這兩種光學模組占用空間都比較大，再加上光學實現(xiàn)方式單一，因此對于車燈造型的約束較大，難以滿足日益復雜的燈具造型需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種光學模組和車燈，既能滿足配光要求，又節(jié)省空間，為配合實現(xiàn)獨特的車燈外觀造型提供可行的光學及結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方案。

本發(fā)明的主要技術(shù)方案有：

一種光學模組，包括led光源和透鏡，所述透鏡位于所述led光源的前方，所述led光源的出光面朝向所述透鏡的入光面，所述透鏡的出光面為非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面，所述透鏡的入光面為平面或曲面，所述透鏡中部厚、邊緣薄，所述透鏡對所述led光源發(fā)出的光線起到會聚作用，且其邊緣對光線的會聚作用強于其中部。

所述透鏡的出光面可分為左、中、右三個區(qū)段，其中中區(qū)段外凸，且曲率半徑由中部向邊緣由小均勻變大，左區(qū)段和右區(qū)段內(nèi)凹，左區(qū)段越靠近左邊緣曲率半徑越大，右區(qū)段越靠近右邊緣曲率半徑越大。

所述透鏡的出光面在高度方向上外凸，中部的曲率半徑最小，由中部向上邊緣和下邊緣逐漸均勻變大。

所述透鏡的出光面的曲率半徑由中部向下邊緣變大的變化趨勢比由中部向上邊緣變大的變化趨勢平緩。

所述光學模組還包括散熱器支架，所述透鏡固定在所述散熱器支架上，所述led光源集成在線路板上，所述線路板固定安裝在所述散熱器支架上。

所述透鏡和所述線路板各自通過定位銷實現(xiàn)與所述散熱器支架間的定位。

所述光學模組的左右寬度a為30mm～100mm，上下高度b為15mm～70mm。

所述透鏡的入光面優(yōu)選為垂直于透鏡主軸的平面。

一種車燈，同一個封閉的燈體內(nèi)設(shè)有一個或多個所述光學模組，當所述光學模組有2個時，所述光學模組一字排開，當所述光學模組有3個或3個以上時，所述光學模組一字排開或呈陣列式排布，當所述光學模組有多個時，所述光學模組的光學性能相同或不同。

所述陣列式排布包括多排所述光學模組，單排所述光學模組呈直線形、曲線形或封閉的環(huán)形，相鄰兩排中臨近的兩個所述光學模組相互對齊或者沿排的延伸方向錯開一段距離。

本發(fā)明的有益效果是：

所述光學模組的零件構(gòu)成相對簡單，便于安裝與裝配，空間尺寸小，非常適合應(yīng)用于空間結(jié)構(gòu)布置緊湊的場合，為適應(yīng)矩陣式造型提供了一種新的光學及結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式。

將多個所述光學模組進行疊加組合，能在實現(xiàn)所需的配光要求的同時，滿足獨特的車燈外觀造型需要，因此能顯著提高燈具的識別性。

所述車燈通過采用多個所述光學模組的疊加組合，突破了現(xiàn)有的車燈內(nèi)部空間局促的限制，這一點在現(xiàn)有車用前霧燈上表現(xiàn)尤為突出，實現(xiàn)了燈具空間和配光需求之間的平衡，能適應(yīng)目前流行的矩陣式造型，且簡單易行，靈活多變。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的采用鹵素燈泡+反射鏡方式的車用前霧燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有的采用led光源+反射鏡方式的車用前霧燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是所述光學模組的一個實施例的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是所述光學模組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是所述透鏡的一個實施例的一個水平截面示意圖；

圖6是所述透鏡的一個實施例的一個豎向截面示意圖；

圖7是相組合的多個所述光學模組的輸出光型疊加實現(xiàn)方式示意圖；

圖8是單排所述光學模組的造型實現(xiàn)方式示意圖；

圖9是多排所述光學模組的造型實現(xiàn)方式示意圖。

具體實施方式

如圖3、4所示，本發(fā)明公開了一種光學模組，包括led光源3和透鏡4，所述透鏡包括入光面41和出光面42，所述透鏡位于所述led光源的前方，所述led光源的出光面朝向所述透鏡的入光面。led發(fā)出的光線直接入射到所述透鏡。所述透鏡的出光面為非旋轉(zhuǎn)對稱的自由曲面，所述透鏡的入光面為平面或自由曲面。所述透鏡中部厚、邊緣薄。所述透鏡的入光面和出光面的面型組合是使得所述透鏡通過折射對所述led光源發(fā)出的光線起到會聚作用的面型組合，且透鏡邊緣對光線的會聚作用強于透鏡中部。

由于所述透鏡不同區(qū)域的面型不同，厚度不同，折射角度也就不同。因此，通過設(shè)計所述透鏡的入光面和/或出光面的特定面型，能夠獲得各種所需的光學圖形。設(shè)計自由度大，靈活多變，易于滿足復雜的燈具造型需求。根據(jù)設(shè)計需要，所述透鏡的入光面和/或出光面的面型多為不規(guī)則曲面(或稱自由曲面)。面型不同，所述光學模組的光學性能就不同。

所述光學模組實現(xiàn)了led+透鏡的直射方式。由于所述透鏡有較強的聚光能力，光線分散小，用于車燈時，光線亮度高且清晰，而且穿透性好，受天氣影響小。

所述led光源的中心位于所述透鏡的主軸上。

所述透鏡大體上可以呈長圓形。作為一個具體實施例，如圖3、5所示，所述透鏡的出光面可分為左、中、右三個區(qū)段，區(qū)段間連續(xù)、平滑過渡。其中中區(qū)段a外凸，且曲率半徑由中部向邊緣呈輻射狀由小均勻變大。左區(qū)段c和右區(qū)段b內(nèi)凹，左區(qū)段越靠近左邊緣曲率半徑越大，右區(qū)段越靠近右邊緣曲率半徑越大，當然，曲率半徑的變化是連續(xù)、均勻的。

以應(yīng)用于車用前霧燈為例，通過設(shè)置各個區(qū)段的曲率半徑，可以使從透鏡出射的光線向中部收斂，利用不同區(qū)域的曲率半徑之間的差異，可以控制光型左右方向?qū)挾萳1的大小以及該光型相對v線的偏移量，如圖7所示。

當然，所述透鏡的出光面也可以設(shè)置成左右對稱，相應(yīng)地，其光型相對v線居中。

進一步地，所述透鏡的出光面(包括各個區(qū)段)在高度方向上是外凸的，中部的曲率半徑最小，由中部向上邊緣和下邊緣逐漸均勻變大，如圖6所示。高度方向上，該中部通常是與所述led光源等高的部位。

通過控制中部以上和以下部位的曲率半徑及其變化方式，可以控制光型在上下方向的寬度l2，如圖7所示。其中中部以上部位的曲率設(shè)置用以保證從所述透鏡的出光面射出的光線的方向呈水平或者稍微向下，從而使得屏幕光型在h線位置呈現(xiàn)清晰的截至線。

所述透鏡的出光面的曲率半徑由中部向下邊緣變大的變化趨勢優(yōu)選比由中部向上邊緣變大的變化趨勢平緩。

所述光學模組還可以包括散熱器支架6，所述透鏡固定在所述散熱器支架上，所述led光源集成在線路板5上，所述線路板直接固定安裝在所述散熱器支架上，有利于改善led的散熱效果。所述透鏡可以通過螺釘或卡扣固定在所述散熱器的支架上，所述線路板可以通過螺釘固定在所述散熱器的支架上。

所述透鏡和所述線路板各自通過定位銷實現(xiàn)與所述散熱器支架間的定位，由此實現(xiàn)所述透鏡和所述led光源之間的精確定位。

如圖3所示，所述光學模組(含散熱器支架)的左右寬度a為30mm～100mm，上下高度b為15mm～70mm，前后長度c不限。本實施例中所述光學模組的外形尺寸a×b×c優(yōu)選為45mm×25mm×60mm，非常小巧，特別適合于空間結(jié)構(gòu)布置緊湊的場合。

所述光學模組尺寸小，便于緊湊式燈具的安裝與布置，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)相互間的精確定位與裝配，且可靠性高，為適應(yīng)矩陣式造型提供了一種新的光學及結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式，能滿足燈具不同風格的造型要求。

為了簡化透鏡設(shè)計，所述透鏡的入光面優(yōu)選采用垂直于透鏡主軸的平面，只需要根據(jù)配光要求著重設(shè)計所述透鏡的出光面的面型即可。

對于存在焦點的情況，所述led光源的中心優(yōu)選位于所述透鏡的主光軸焦點上，以較好地保證所述光學模組的光學性能。

本發(fā)明還提供了一種車燈，同一個封閉的燈體內(nèi)設(shè)有一個或多個所述光學模組。當有多個時，一個燈體內(nèi)的各個所述光學模組的光學性能可以相同或不同。多個光學性能相同或不同的所述光學模組的疊加能夠使所述車燈滿足法規(guī)配光需求。當所述光學模組有2個時，所述光學模組一字排開。當所述光學模組有3個或3個以上時，所述光學模組一字排開或呈陣列式排布。無論是哪種組合，其各自的光型可能相互疊加，也可能依次無疊加排列。圖7所示為3個所述光學模組的輸出光型cl1、cl2和cl3的疊加后效果，構(gòu)成了所需的光型圖。

所述車燈通過多個所述光學模組的不同排列方式實現(xiàn)了配光需求，并可以根據(jù)光學性能的需求不同，相應(yīng)采取相同或者不同光學圖形的光學模組進行疊加，因此光學實現(xiàn)方式靈活多樣，可靠性強。

如圖8所示是3個所述光學模組a1、a2和a3依次直線排列(即一字排開)的示意圖。所述光學模組也可以呈陣列式排布。所述陣列式排布包括多排所述光學模組，單排所述光學模組可以呈直線形、曲線形(例如扇形)或封閉的環(huán)狀(可能是圓環(huán)、矩形環(huán)等等)，相鄰兩排中臨近的兩個所述光學模組相互對齊或者沿排的延伸方向錯開一段距離。

圖9所示是單排所述光學模組呈直線形，且相鄰兩排中臨近的兩個所述光學模組沿排的延伸方向錯開一段距離的實施例。所述光學模組b1、b2、b3和b4按兩排直線形布置，b3、b4所在排相對b1、b2所在排向左偏移。其中每一排中相鄰兩個所述光學模組之間的空隙與相鄰排中的某個所述光學模組相對。

由于所述光學模組的簡單、小巧和高可靠性，為陣列式造型提供了新的光學及結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式，使得所述車燈在很好地滿足法規(guī)配光要求的同時，還能夠設(shè)計成需要的不同風格的特殊造型，顯著提高了燈具的外觀識別性，尤其適用于車用前霧燈。

本文所稱上下、左右、前后是為了表達相對位置關(guān)系的便利，并不作為對所述光學模組及其各部位的絕對方位的限制。通常情況下，當所述光學模組用于前霧燈時，前霧燈安裝在車身上以后，車身的上下、左右、前后方位與上述方位一致。