CN104456355B - 一种汽车led灯透镜 - Google Patents

一种汽车led灯透镜 Download PDF

Info

Publication number
CN104456355B
CN104456355B CN201410645657.3A CN201410645657A CN104456355B CN 104456355 B CN104456355 B CN 104456355B CN 201410645657 A CN201410645657 A CN 201410645657A CN 104456355 B CN104456355 B CN 104456355B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
lens body
face
lens
led lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410645657.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104456355A (zh
Inventor
周霞
万宏
徐涛
付强
喻杰
蔡渝东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Changan Automobile Co Ltd filed Critical Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority to CN201410645657.3A priority Critical patent/CN104456355B/zh
Publication of CN104456355A publication Critical patent/CN104456355A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104456355B publication Critical patent/CN104456355B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/26—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
    • F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种汽车LED灯透镜，包括透镜主体，该透镜主体为六面体且前面与后面对称、左面与右面对称。所述透镜主体下面的中部设有一内凹的半球形透光面，该半球形透光面的球心作为LED光源布置点，在所述半球形透光面上沿着透镜主体左右方向设有向球心凸起的聚光面；在所述透镜主体前面、后面的中部分别设有相互对称的全反射面，所述全反射面呈喇叭状，上窄下宽；所述透镜主体的上面为配光面，所述配光面由两个向上凸起的弧形面平滑连接构成，水平投影呈长方形。本发明能够实现良好的均匀目视效果，能够在采用较少的LED光源情况下提供比光导技术或LED灯条技术更长的线性效果，且容易安装，节约成本。

Description

一种汽车LED灯透镜
技术领域
本发明涉及汽车用LED灯具，具体涉及一种汽车LED灯透镜。
背景技术
汽车尾灯采用光导作为位置灯，能够实现线性光源，获得较佳的目视效果。如图1所示的一种光导线性光源，其LED光源1位于光导2的一端，光线进入光导2后通过其内部形成全反射一直向前传播到光导2的另一端，而为了获得均匀的视觉效果，光导背向视觉方向采用了锯齿状的反射面，但是采用光导实现线性光源效果的方案中，其LED光线利用率只有20%左右，为达到同等的光强则需要提高LED功率，便会导致单颗LED功率高，散热设计困难，同时成本也会相应提高；并且当要实现较长的线性光源时（如长达1m），则要求较长光导，进而导致生产光导的模具太大，使得设计和加工变得非常困难，且成本高昂，特别是当光导长度过长时，随着温度的变化会产生热胀冷缩，光导的长度变化大，对其安装可靠性提出了很大的挑战。
如图2所示的另一种技术方案，其为LED灯条结构，采用多个LED光源1密布于光均匀分布平面3下方的形式，利用多个LED光源1发出的光线交叉传播至光均匀分布平面3，可以获得均匀的线性光源。此种方法设计、制造安装简单，常使用在普通汽车灯具、LED电视背光和广告灯箱等领域。但是这种需要密布多个LED光源以获得均匀视觉效果的方式对于较长的线性光源来说不适用，例如对于长达1m的线性光源，则需要80颗以上的LED光源，如此多的LED光源，会大幅度地提升了系统的成本。
因此，需要设计一种全新的能够达到均匀目视效果的线性光源解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车LED灯透镜，其能够实现良好的均匀目视效果，能够在保持采用较少的LED光源情况下提供比光导技术或LED灯条技术更长的线性效果，并且容易安装，节约成本。
本发明所述的一种汽车LED灯透镜，包括透镜主体，该透镜主体为六面体且前面与后面对称、左面与右面对称。
所述透镜主体下面的中部设有一内凹的半球形透光面，该半球形透光面的球心作为LED光源布置点，该半球形透光面用于使光线通过而不改变光线传播方向。在所述半球形透光面上沿着透镜主体左右方向设有向球心凸起的聚光面，该聚光面用于将照射在其上的光线沿着透镜主体前后方向折射聚拢形成平行光线射出。
在所述透镜主体前面、后面的中部分别设有相互对称的全反射面，所述全反射面呈喇叭状，上窄下宽。该全反射面用于对由半球形透光面中透过来的光线进行全反射，沿着透镜主体前后方向上形成平行光。
所述透镜主体的上面为配光面，所述配光面由两个向上凸起的弧形面平滑连接构成，水平投影呈长方形。该配光面用于将由聚光面和全反射面形成的平行光在透镜主体左右方向上折射形成中间弱、两侧强的光强分布。
进一步，所述透镜主体的左面为从上至下向右倾斜的平面、右面为从上至下向左倾斜的平面。
本发明具有以下优点：所述透镜主体为六面体且前面与后面对称、左面与右面对称，LED光源发出的光线经过半球形透光面、设在半球形透光面上且向下外凸的聚光面以及透镜主体前后侧面的全反射面之后，在透镜主体前后方向上形成平行光并从配光面射出；而配光面由两个向上凸起的弧形面平滑连接构成的独特结构，能够使得在透镜主体左右方向上，经过配光面折射的光线射出形成中间弱、两侧强的光强分布，当光线再照射到光均匀分布区域时，便会形成均匀的光线分布。通过折射、全反射等光线原理实现对光利用率的提高，本发明相比光导技术的利用效率，由光导技术的20%提高到了本发明的80%以上。
本发明光均匀分布区域大，能够适用于较长的线性光源，例如对于长达1m的线性光源，则只需要10~15颗LED光源，且通过组合采用本发明所述透镜主体的LED灯，理论上可以无限扩展其长度，大幅度地降低了成本。
附图说明
图1为现有的光导光源的示意图。
图2为现有的LED灯条式线性光源的LED串列排布图。
图3为本发明的主视图。
图4为图3的左视图。
图5为图3的俯视图。
图6为图3的仰视图。
图7为本发明的立体图之一。
图8为本发明的立体图之二。
图9为图7的A-A剖面图（画有LED光源1，便于理解）。
图10为图7的B-B剖面图（画有LED光源1，便于理解）。
图11为图7的A-A剖面的小角度入射光线传播示意图。
图12为图7的A-A剖面的大角度入射光线传播示意图。
图13为图11和图12中光线传播叠加示意图。
图14为图7的B-B剖面的光线传播示意图。
图15为采用本发明所述透镜的LED灯与现有LED灯的光强分布曲线的对比图。
图16为采用本发明所述透镜的LED线性光源与现有的LED灯条式线性光源的排布对比图。
图中： 1-LED光源、2-光导、3-光均匀分布平面、4- LED灯条单个LED光均匀分布区域；5-采用本发明的单个LED光均匀分布区域、6-透镜主体，7-弧形面，9-聚光面、10-半球形透光面、11-全反射面、12-配光面、13-小角度入射光、14-聚光面准直光、15-聚光面准直出射光、16-大角度入射光、17-全反射面入射光、18-全反射面反射光、19-全反射出射光、20-现有LED光强分布曲线、21-线性LED光源光强分布曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图3~图14所示，所述的一种汽车LED灯透镜，包括透镜主体6，该透镜主体为六面体且前面与后面对称、左面与右面对称，所述透镜主体6的左面为从上至下向右倾斜的平面、右面为从上至下向左倾斜的平面。
所述透镜主体6下面的中部设有一内凹的半球形透光面10，该半球形透光面的球心作为LED光源布置点，该半球形透光面用于使光线通过而不改变光线传播方向。在所述半球形透光面10上沿着透镜主体左右方向设有向球心凸起的聚光.面9，该聚光面用于将照射在其上的光线沿着透镜主体前后方向折射聚拢形成平行光线射出（参见图11）。
在所述透镜主体前面、后面的中部分别设有相互对称的全反射面11，所述全反射面呈喇叭状，上窄下宽；该全反射面用于对由半球形透光面中透过来的光线进行全反射，沿着透镜主体前后方向上形成平行光（参见图12和图13）。
所述透镜主体6的上面为配光面12，所述配光面由两个向上凸起的弧形面7平滑连接构成，水平投影呈长方形（参见图5）。该配光面用于将由聚光面和全反射面形成的平行光在透镜主体左右方向上折射形成中间弱、两侧强的光强分布（参见图14和图15）。
具体地，如图11所示，LED光源发出的小角度入射光13，通过聚光面9准直为聚光面准直光14。在透镜主体前后方向这一维度上，配光面12具有平面的效果，配光面12没有使得垂直入射的聚光面准直光14没有发生角度改变，其形成仍为平行的聚光面准直出射光15射出。
如图12所示，LED光源发出的大角度入射光16，通过半球形透光面10时方向不发生改变，形成全反射面入射光17而射在全反射面11上，经过全反射面11的全反射变为平行的全反射面反射光18而照射到配光面12上。相同地，由于在透镜主体前后方向这一维度上，配光面12具有平面的效果，全反射面反射光18经过配光面12时，其在透镜主体前后方向上的传播方向不会发生改变， 其形成仍为平行的全反射出射光19而射出。
如图13所示，小角度入射光13与大角度入射光16的光传播叠加，由此实现光的高效利用，其效率大于80%，这是本发明所述透镜光利用效率大大高于光导方案的主要原因。为了实现全反射，本发明所述透镜可以是PC、PMMA等塑胶材料，也可以是玻璃等材料。
如图16所示，采用本发明的单个LED光均匀分布区域5的大致范围约为现有技术中LED灯条单个LED光均匀分布区域4的所照射范围的7倍，即采用本发明所述透镜的灯具，其只需要一个LED光源便能够实现LED灯条中7个LED光源的光照范围，本发明能极大的减少LED数量。
具体地，如图14所示，在透镜主体左右方向这一维度上，LED光源发出的光线通过配光面12进行了配光处理。而由于配光面12是由两个向上凸起的弧形面平滑连接构成的的独特结构，小角度入射光13（因为图14为B-B剖面的光线传播示意图，故只能够看见小角度入射光13）经过配光面12时会产生在透镜主体左右方向这一维度上的折射，大多数光线被扩散到配光面两侧方向，射出形成中间弱、两侧强的光强分布，当光线再照射到光均匀平面3时（参见图16），便会形成均匀的光线分布，从而实现人眼目视均匀的效果。

Claims (2)

1.一种汽车LED灯透镜，包括透镜主体（6），该透镜主体为六面体且前面与后面对称、左面与右面对称，其特征在于：
所述透镜主体（6）下面的中部设有一内凹的半球形透光面（10），该半球形透光面的球心作为LED光源布置点，该半球形透光面用于使光线通过而不改变光线传播方向；在所述半球形透光面（10）上沿着透镜主体左右方向设有向球心凸起的聚光面（9），该聚光面用于将照射在其上的光线沿着透镜主体前后方向折射聚拢形成平行光线射出；
在所述透镜主体前面、后面的中部分别设有相互对称的全反射面（11），所述全反射面呈喇叭状，上窄下宽，该全反射面用于对由半球形透光面中透过来的光线进行全反射，沿着透镜主体前后方向上形成平行光；
所述透镜主体（6）的上面为配光面（12），所述配光面由两个向上凸起的弧形面（7）平滑连接构成，水平投影呈长方形，该配光面用于将由聚光面和全反射面形成的平行光在透镜主体左右方向上折射形成中间弱、两侧强的光强分布。
2.根据权利要求1所述的一种汽车LED灯透镜，其特征在于：所述透镜主体（6）的左面为从上至下向右倾斜的平面、右面为从上至下向左倾斜的平面。
CN201410645657.3A 2014-11-15 2014-11-15 一种汽车led灯透镜 Active CN104456355B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410645657.3A CN104456355B (zh) 2014-11-15 2014-11-15 一种汽车led灯透镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410645657.3A CN104456355B (zh) 2014-11-15 2014-11-15 一种汽车led灯透镜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104456355A CN104456355A (zh) 2015-03-25
CN104456355B true CN104456355B (zh) 2017-02-22

Family

ID=52902846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410645657.3A Active CN104456355B (zh) 2014-11-15 2014-11-15 一种汽车led灯透镜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104456355B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109751566A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 江苏亿诺车辆部件有限公司 用于汽车灯具的新型透镜
CN108426177A (zh) * 2017-11-10 2018-08-21 上海智汇电器有限公司 拉杆灯系统
CN108426218A (zh) * 2017-11-10 2018-08-21 上海智汇电器有限公司 拉杆灯和拉杆灯系统
CN109827147A (zh) * 2019-03-14 2019-05-31 华域视觉科技(上海)有限公司 异形花纹单元
CN110107858B (zh) * 2019-05-13 2024-03-22 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯用聚光器设计方法和结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004036850A1 (de) * 2004-07-29 2006-03-23 Hella Kgaa Hueck & Co. Leuchte für Fahrzeuge
CN101699148A (zh) * 2009-10-21 2010-04-28 苏州中泽光电科技有限公司 一种led路灯用偏心透镜
DE102010018119A1 (de) * 2010-04-24 2011-10-27 Hella Kgaa Hueck & Co. Optikelement für eine Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs
JP2012028155A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具ユニット
CN203880609U (zh) * 2014-05-08 2014-10-15 山东科技大学 一种自行车led前照灯配光透镜

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004036850A1 (de) * 2004-07-29 2006-03-23 Hella Kgaa Hueck & Co. Leuchte für Fahrzeuge
CN101699148A (zh) * 2009-10-21 2010-04-28 苏州中泽光电科技有限公司 一种led路灯用偏心透镜
DE102010018119A1 (de) * 2010-04-24 2011-10-27 Hella Kgaa Hueck & Co. Optikelement für eine Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs
JP2012028155A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具ユニット
CN203880609U (zh) * 2014-05-08 2014-10-15 山东科技大学 一种自行车led前照灯配光透镜

Also Published As

Publication number Publication date
CN104456355A (zh) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104456355B (zh) 一种汽车led灯透镜
CN105402673B (zh) 复合匀光车灯
CN101684920B (zh) Led路灯光学系统
CN107678152B (zh) 用于光学显微镜反射式照明系统的led自由曲面透镜
CN204986641U (zh) 反射式黑板灯
CN207350087U (zh) 一种车灯及其聚光装置、聚光器
US9423098B2 (en) Lens and lighting device
CN105065978A (zh) 反射式黑板灯
CN204717600U (zh) 一种大角度出光透镜
CN104295967B (zh) Led多面发光平面光源
CN203036554U (zh) 一种led路灯透镜
CN206207069U (zh) 一种用于led灯具的双光斑偏光透镜
CN105546484B (zh) 一种基于led光源的准直光发生装置
JP2011233308A (ja) 照明装置
CN204740364U (zh) 一种光学元件及照明装置
JP2016054080A (ja) 灯具
CN201531821U (zh) Led路灯光学系统
CN203757597U (zh) 混光透镜
CN103574504A (zh) 光学透镜及使用该光学透镜的照明器材
CN104296006B (zh) 隐藏式照明装置
TWM442474U (en) Structure of LED lens
CN105572792A (zh) 一种导光板
CN107676732A (zh) 光图案化装置与照明和/或信号指示设备
CN107062156B (zh) 洗墙灯透镜、具有该洗墙灯透镜的发光模块和洗墙灯
CN111911840A (zh) 一种椭圆偏光洗墙反光杯及洗墙灯

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant