CN104121529A - Led车灯 - Google Patents

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陈柏洲
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Abstract

一种LED车灯，包括LED光源以及导光板，所述LED车灯还包括位于LED光源以及导光板之间的集光元件，所述LED光源产生的光线经过集光元件汇聚后射入导光板，所述导光板包括一入射面、与入射面相交的出射面、与出射面相对的背面以及连接该背面与出射面的多个侧面，所述导光板的至少一个侧面为弯折的折面。与现有技术相比，本发明所述LED车灯将传统的遮光片替换为导光板，所述导光板的至少一个侧面上形成一弯折面，从而形成交通法规规定的明暗截止线，这样的设置方式能增加光线的利用效率。

Description

LED车灯
技术领域
本发明是涉及一种LED灯具，特别是涉及一种用于车辆照明的LED车灯。
背景技术
发光二极管（light emitting diode，LED）作为一种高效的发光源，具有环保、省电、寿命长等诸多特点已经被广泛的运用于各种领域。
传统的LED车灯包括一LED光源、反光罩、遮光片及投射透镜。所述遮光片设置于LED光源的正前方以产生符合交通法规规定的清晰的明暗截止线。由于LED光源产生的部分光线被遮光片所遮挡而未经投射透镜出射，这会降低整个LED光源的光线利用率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有较高出光效率的LED车灯。
一种LED车灯，包括LED光源以及导光板，所述LED车灯还包括位于LED光源以及导光板之间的集光元件，所述LED光源产生的光线经过集光元件汇聚后射入导光板，所述导光板包括一入射面、与入射面相交的出射面、与出射面相对的背面以及连接该背面与出射面的多个侧面，所述导光板的至少一个侧面为弯折的折面。
与现有技术相比，本发明所述LED车灯将传统的遮光片替换为导光板，所述导光板的至少一个侧面上形成一弯折面，从而形成交通法规规定的明暗截止线，这样的设置方式能增加光线的利用效率。
附图说明
图1为本发明第一实施例中LED车灯的组合示意图。
图2为图1所示LED车灯中光线在导光板内的传播路径示意图。
图3为本发明第二实施例的LED车灯的集光元件示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参照图1，图1为本发明第一实施例的LED车灯100，该LED车灯100包括LED光源10、导光板40以及设置于LED光源10和导光板40之间的集光元件20。该LED光源10辐射的光线经过该集光元件20汇聚后入射至该导光板40内。
该LED光源10贴设于一散热器50上。该散热器50包括一基板52以及有基板52一体延伸出的多个散热鳍片51。该LED光源贴设于散热器50远离散热鳍片51的表面上。该LED光源10工作时产生的热量通过散热器50散发到周围空气中。
该集光元件20包括一准直透镜21和一聚焦透镜22。所述LED光源10辐射的光线经过准直透镜21准直后变为平行光束入射至聚焦透镜22并经过聚焦透镜22汇聚后入射至导光板40。该聚焦透镜22为菲涅尔透镜或凸透镜，在本发明中该聚焦透镜22为一凸透镜。
该准直透镜21的包括一入射面211、与该入射面211相对的出射面213以及连接该入射面211与出射面213的侧面212。该准直透镜21的出射面213为一平面。该准直透镜21的入射面211为一朝向出射面213内凹的曲面。该准直透镜21的入射面211包括一第一入射面2111以及环绕第一入射面2111的第二入射面2112。该准直透镜21的第一入射面2111正对该LED光源10设置，该LED光源10辐射的位于中心角（即光线与光轴的夹角，在本实施例中约为±30度）内的光线经过准直透镜21的第一入射面2111折射进入准直透镜21后变为平行光束并朝向该准直透镜21的出射面213传播，该LED光源10辐射的位于中心角两侧的光线经过准直透镜21的第二入射面2112折射进入准直透镜21后朝向该准直透镜21的侧面212传播并经过该侧面212反射后变为平行光束朝向该准直透镜21的出射面213传播。
在本实施例中，该准直透镜21的第一入射面2111为朝向该LED光源10外凸的球面，该准直透镜21的第二入射面2012为一圆台的外周面。在其他实施例中，该准直透镜21的侧面212上还可设置一反射层（图未示）以提高该侧面212对光线的反射效率，比如镀银的金属反射层。
该LED车灯100还包括设置于集光元件20与导光板40之间的光纤束30。该LED光源10辐射的光线经过集光元件20汇聚后由该光纤束30的一端耦合进入光纤束30中并由该光纤束30的另一端出射后耦合至导光板40中。优选地，该光纤束30接收入射光线的一端位于该聚焦透镜22的焦点上以提升光线耦合效率。
请一并参阅图2，该导光板40包括一入射面411、与该入射面411相交的出射面413、与该出射面413相对的背面412以及连接该背面412和出射面413的多个侧面414。该导光板40的背面412上还设置一反射片60，该反射片60用于将该导光板40的背面412出射的光线反射回导光板40内以提高光线的利用效率。在其他实施例中，该导光板40的侧面414上亦设置有反射片60以提高光线的利用效率。
在本实施例中，该导光板40的截面形状为不规则多边形。具体地，该导光板40的与入射面411正对设置的侧面414为一弯折面，以产生符合交通法规规定的清晰的明暗截止线，从而形成预设的光场分布。可以理解地，在其他实施例中，该侧面414的形状可以根据实际的出光需要作调整，比如弯曲的弧形面或波浪状的连续折面。
该导光板40的背面412上形成多个网点4121。该LED光源10辐射的光线在导光板40内传播时，当光线遇到网点4121时其全反射会被破坏而发生散射，并由导光板40的出射面413射出，从而形成均匀的出光效果。这些网点4121在导光板40的背面412上的区域分布密度不一致。在本实施例中，这些网点4121在背面412上的区域分布密度自入射面411朝向远离光纤束30的方向逐渐减小，在其他实施例中这些网点4121的数量及分布方式可以根据实际出光需要作出调整。
在本发明中，该LED车灯还包括位于导光板40出射面413上方的棱镜片70和投射透镜80。该LED光源10辐射的光线经过该导光板40射出后经过该棱镜片70汇聚后射向该投射透镜80。在本实施例中，该棱镜片70包括第一棱镜片71以及与第一棱镜片71成垂直交叉排列设置的第二棱镜片72。该LED光源10发出的光线经过导光板40的出射面413射出后依次穿过第一棱镜片71和第二棱镜片72以使得光线沿两个正交的方向汇聚。
请参阅图3，本发明第二实施例的LED车灯（未标示）与第一实施例中的LED车灯100的不同之处在于：本发明第一实施例LED车灯100中所述集光元件20包括准直透镜21和聚焦透镜22，而第二实施例LED车灯中所述集光元件20a为单一元件，该集光元件20a包括一入射面211a、与该入射面211a相对的出射面213a以及连接该入射面211a和出射面213a的侧面212a，该集光元件20a的出射面213a为一外凸的曲面，该集光元件20a的入射面211a为一朝向集光元件20a的出射面213a内凹的曲面，该集光元件20a的入射面211a包括一第一入射面2111a以及环绕第一入射面2111a的第二入射面2112a。
与现有技术相比，本发明所述LED车灯100将传统的遮光片替换为导光板40，所述导光板40的至少一个侧面414上形成一弯折面，从而形成交通法规规定的明暗截止线，这样的设置方式能增加光线的利用效率。
其次，通过光纤束30与集光元件20、20a的配合能实现导光板40与该LED光源10的分离设置，既能防止该LED光源10与导光板40发生干涉，亦能实现该LED光源10与导光板40的热隔绝，同时使得该LED光源与导光板40的安装方式更灵活。
另外，本发明中该LED光源10设置于散热器50上，这能大幅提升LED光源10的散热效率，因而可以选择更大功率的LED光源10作为车灯光源，从而有效提升LED车灯100的出光光强。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，比如导光板40在本发明中为侧面入光式导光板，在其他实施例中该导光板40还可以为直下式导光板，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种LED车灯，包括LED光源以及导光板，其特征在于：所述LED车灯还包括位于LED光源以及导光板之间的集光元件，所述LED光源发出的光线经过集光元件汇聚后射入导光板，所述导光板包括一入射面、与入射面相交的出射面、与出射面相对的背面以及连接该背面与出射面的多个侧面，所述导光板的至少一个侧面为弯折的折面。
2.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件包括一准直透镜和一聚焦透镜，所述LED光源发出的光线经过准直透镜准直后变为平行光射入至聚焦透镜并经过聚焦透镜汇聚后射入至导光板中。
3.如权利要求2所述的LED车灯，其特征在于：所述准直透镜包括一入射面、与该入射面相对的出射面以及连接该入射面与出射面的侧面，所述准直透镜的出射面为一平面，所述准直透镜的入射面为一朝向出射面内凹的曲面。
4.如权利要求3所述的LED车灯，其特征在于：所述准直透镜的入射面包括一第一入射面以及环绕第一入射面的第二入射面，所述准直透镜的第一入射面正对LED光源设置，所述LED光源中心角附近的光线经过准直透镜的第一入射面折射进入准直透镜后朝向准直透镜的出射面传播，所述LED光源中心角两侧的光线经过准直透镜的第二入射面折射进入准直透镜后朝向准直透镜的侧面传播并经过准直透镜的侧面反射后朝向准直透镜的出射面传播。
5.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件包括一入射面、与该入射面相对的出射面以及连接该入射面与出射面的侧面，所述集光元件的出射面为一外凸的曲面，所述集光元件的入射面为一朝向集光元件的出射面内凹的曲面。
6.如权利要求5所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件的入射面包括一第一入射面以及环绕第一入射面的第二入射面，所述集光元件的第一入射面正对LED光源设置，所述LED光源中心角附近的光线经过集光元件的第一入射面折射进入集光元件后朝向集光元件的出射面传播，所述LED光源中心角两侧的光线经过集光元件的第二入射面折射进入集光元件后朝向集光元件的侧面传播并经过集光元件的侧面反射后朝向集光元件的出射面传播。
7.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述LED车灯还包括位于该集光元件与导光板之间的光纤束，所述LED光源辐射的光线经过集光元件汇聚后由该光纤束的一端耦合进入光纤束中并由该光纤束的另一端出射后耦合至导光板中。
8.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述LED车灯还包括承载该LED光源的散热器。
9.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述导光板的背面上形成有区域密度分布不一致的若干网点。
10.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述LED车灯还包括位于导光板的出射面上方依次设置的第一棱镜片和第二棱镜片，所述第一棱镜片与第二棱镜片垂直交叉排列。
11.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述导光板中正对入射面的侧面为弯折面。
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