CN102261618B - Led汽车前照灯光学透镜 - Google Patents
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Abstract
一种LED汽车前照灯透镜，包括：光学透镜、LED光源，其特征在于所述LED光源设置在透镜的后部，光学透镜由前曲面、后曲面、侧面三个面组成，光学透镜的前曲面由凹面镜阵列或与柱面、球面组合而成，后曲面主要用来收集LED发出的光束使其进入光学透镜，光束进入光学透镜后经前曲面的折射后形成汽车前照灯照射光，光学透镜的侧面设有安装固定用的卡槽或卡口。本发明优点是LED前照灯光学透镜可以用在汽车近光灯、远光灯及雾灯上，满足相应标准中的配光要求。光学透镜具有光效高，体积小，光学性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体照明光源，特别涉及一种LED汽车前照灯光学透镜。
背景技术
高亮度LED具有节能、环保、寿命长等众多优点，应用前景广阔，因此世界各国都投入了大量的人力物力进行相关研究及产业化。近几年，随着大功率LED技术的不断突破，应用领域不断扩大，已大量进入部分专用照明领域。汽车照明是其中一个主要应用领域，在2003年，就有15％的高亮度LED用于汽车。然而目前高亮度LED主要用于汽车尾灯及车内照明，未普遍用于汽车前照灯，这主要是因为前照灯光学设计较复杂，传统的设计方法光效较低，导致LED前照灯很难满足标准的要求。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种LED汽车前照灯光学透镜。本发明利用非成像光学的原理设计了近光灯、远光灯和雾灯的光学透镜，经模拟验证该新型透镜不仅具有体积小的优点，且有很高的光学效率及优秀的光学性能。
LED汽车前照灯光学透镜包括：光学透镜、LED光源，其特征在于所述LED光源设置在透镜的后部，LED光源为一颗或多颗LED，光学透镜为一几何体，由前曲面、后曲面、侧面三个面组成，LED光源设置在透镜的后部，LED汽车前照灯光学透镜，主要靠两个面来实现对光束的控制，靠近LED光源一边的曲面称为后曲面，远离LED的曲面称为前曲面，光学透镜可能还包含有一个侧面，后曲面主要用来收集LED发出的光束使其进入透镜，光束经过光学透镜后曲面后被准直，光束进 入透镜后经前曲面的折射或反射后形成汽车前照灯照射光，光学透镜的前曲面由凹面镜阵列或与柱面、球面组合而成，透镜的侧面可以设有供安装固定用的卡槽或卡口。
光学透镜的材料为聚碳酸酯PC或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚丙烯PP或丙烯晴ABS或聚氯乙烯PVC或光学玻璃，通过注塑或精密加工制造完成，光学透镜的入射面和出射面经过抛光处理。
发明优点是LED前照灯光学透镜可以用在汽车近光灯、远光灯及雾灯上，满足相应标准中的配光要求。光学透镜具有光效高，体积小，光学性能好的特点。
附图说明
图1本发明实施例一的光学透镜立体结构示意图；
图2本发明实施例一的光学透镜仰视立体结构示意图；
图3本发明实施例二的光学透镜立体结构示意图；
图4本发明实施例二的光学透镜仰视立体结构示意图；
图5本发明实施例三的光学透镜立体结构示意图；
图6本发明实施例四的光学透镜仰视立体结构示意图；
图7本发明实施例五的光学透镜立体结构示意图；
图8本发明实施例五的光学透镜仰视立体结构示意图；
图9本发明实施例五的模拟光分布图。
101前曲面、102侧面、103后曲面、104卡口、201前曲面、203后曲面、301前曲面、303侧面、401前曲面、403侧面、501前曲面、502侧面、503后曲面。
具体实施方式
实施例一
下面结合附图进一步说明本发明的实施例：
本发明所述的LED光源设置在透镜的后部，LED光源为多颗LED，光学透镜为一几何体，由前曲面101、后曲面103、侧面102三个面组成，光学透镜前曲面101、侧面102及后曲面103所包围的空间定义了近光学透镜。光学透镜的前曲面101由两个凹面镜阵列组合，后曲面103为菲涅尔透镜Fresnel Lens，用于将LED发出的光束准直，光学透镜的侧面102为一个柱面，由此三个面构成的光学透镜组成汽车前照灯光学透镜，参见图1、图2，光束进入光学透镜后经前曲面101的折射或反射后形成汽车前照灯照射光，光学透镜的侧面102设有安装固定用的卡口104，光学透镜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，通过注塑完成，光学透镜的入射面和出射面经过抛光处理，折射率为1.493。
实施例二
实施例二与实施例一相同，所不同的是光学透镜的前曲面201由凹面镜阵列构成，后曲面203由全内反射曲面TIR构成，由此两个面构成的光学透镜组成一款汽车前照灯的雾灯光学透镜，光学透镜的材料为K9玻璃，参见图3、图4。
实施例三
实施例三与实施例一相同，所不同的是光学透镜的前曲面301由凹面阵列和柱面组合而成的另一款汽车前照灯的雾灯光学透镜，303为光学透镜的侧面，参见图5。
实施例四
实施例四与实施例一相同，所不同的是光学透镜的前曲面401为一个平面组成的汽车前照灯的远光光学透镜，403为光学透镜的侧面。参见图6。
实施例五
实施例五与实施例一相同，所不同的是光学透镜的前曲面501由两个凹面微透镜阵列和一个球面组合而成，球面位于光学透镜前曲面的中间 位置，球面透镜的焦点位于LED发光面处，两个凹面为透镜阵列的夹角为15°，光学透镜的后曲面503是菲涅尔透镜，用于将光束准直。光学透镜的侧面502是一个柱面，由此多个面构成的光学透镜组成汽车前照灯的近光光学透镜，光学透镜的材料为PMMA，折射率为1.493。参见图7、图8。此近光的光学透镜在测试平面上的模拟光分布参见图9。
实施例六
实施例六与实施例一相同，所不同的是光学透镜的前曲面101由两个凹面透镜阵列组合而成的汽车前照灯近光光学透镜，两个凹面微透镜阵列的夹角为15°，每个凹面的边沿为一个矩形，位于前曲面101中间的凹面阵列为一个大尺寸的凹面透镜，后曲面103为菲涅尔透镜FresnelLens，菲涅尔透镜的环数小于100，光学透镜的侧面102为一个柱面，光学透镜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或K9玻璃或聚碳酸酯PC。
Claims (2)
1.一种LED汽车前照灯透镜,包括:光学透镜、LED光源,其特征在于所述LED光源设置在透镜的后部，LED光源为一颗或多颗LED，光学透镜由前曲面、后曲面、侧面三个面组成，后曲面收集LED发出的光束使其经过后曲面后成为准直光束，准直光束经前曲面的折射后形成汽车前照灯照射光，光学透镜的前曲面由两个凹面镜阵列组合而成，光学透镜的侧面设有安装固定用的卡槽或卡口，所述光学透镜的前曲面由两个凹面镜阵列组合而成，其中一个凹面镜阵列围绕在另一个凹面镜阵列周围，作为汽车前照灯近光光学透镜，两个凹面镜阵列的夹角为15°，每个凹面镜的边沿为一个矩形，后曲面为菲涅尔透镜FresnelLens，菲涅尔透镜的环数小于100。
2.根据权利要求1所述的LED汽车前照灯光学透镜，其特征在于所述光学透镜的材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或K9玻璃或聚碳酸酯PC。
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