CN106764787A - 一种led圆盘式透镜光学系统 - Google Patents

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陈瑜
何英超
任亚良
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    • 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
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
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    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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Abstract

本发明公开了一种LED圆盘式透镜光学系统，该透镜设置为圆盘式的透镜，在透镜的内侧端设置有LED光源，在所述LED光源的正上方设置有第一段自由曲面弧面，LED光源发出的光线经过第一段自由曲面弧面产生全发射，在所述第一段自由曲面弧面下设置有倾斜的第二段反射面，所述第二段反射面设置为阶梯状的，所述第二段反射面的每一个阶梯平面均与第一段自由曲面弧面相对应；本发明通过使用LED光源与多组自由曲面全反射面进行巧妙的光学结构设计，不使用额外的LED就能实现多种发光效果，降低信号灯的生产成本，并实现有创意的信号灯发光效果。

Description

一种LED圆盘式透镜光学系统
技术领域
本发明涉及一种汽车信号灯技术领域，尤其涉及一种具有LED效果的圆盘式透镜光学系统。
背景技术
对于汽车车灯，既需要设计出来的车灯能严格地满足法规要求，又要外形美观、大方，汽车灯具空间越来越紧凑，在设计LED灯具的同时，也要考虑到电子系统LED光源的放置与PCB板的成本设计，但是，现有的汽车信号灯在兼顾多颗LED用作信号灯的情况下，点亮均匀度存在问题，因此，解决这一类的问题显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种LED圆盘式透镜光学系统，通过设置有两个反射面相互配合，将光线平行或以一定角度方向出射，来解决现有灯光点亮均匀度不足的问题。
针对现有技术的不足，本发明提供了一种LED圆盘式透镜光学系统，该透镜设置为圆盘式的透镜，在透镜的内侧端设置有LED光源，在所述LED光源的正上方设置有第一段自由曲面弧面，LED光源发出的光线经过第一段自由曲面弧面产生全发射，在所述第一段自由曲面弧面下设置有倾斜的第二段反射面，所述第二段反射面设置为阶梯状的，所述第二段反射面的每一个阶梯平面均与第一段自由曲面弧面相对应。
进一步改进在于：当LED光源发出10°角范围内的光线经过第一段自由曲面弧面发射的光线再次经过第二段反射面的第一段阶梯面进行全反射，并平行向上方出射，当LED光源发出10°-20°角范围内的光线经过第一段自由曲面弧面发射的光线再次经过第二段反射面的第二段阶梯面进行全反射，并平行向上出射，第二段反射面的后几段阶梯面依次反射LED光源30°、40°直至90°角范围内的光线。
进一步改进在于：其特征在于：所述透镜可设置为圆盘形、椭圆形、正方形、长方形和菱形。
进一步改进在于：工人可以调节第一段自由曲面弧面和第二段反射面的曲面的曲率进而调节最终出射光线的出光方向以及出光亮度。
本发明的有益效果是：本发明通过使用LED光源与多组自由曲面全反射面进行巧妙的光学结构设计，不使用额外的LED就能实现多种发光效果，降低信号灯的生产成本，并实现有创意的信号灯发光效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是自由曲面发射面的原理公式。
图3是自由曲面发射面的原理图。
其中：1-LED光源，2-第一段自由曲面弧面，3-第二段反射面。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1、2、3所示，本实施例提供了一种LED圆盘式透镜光学系统，该透镜设置为圆盘式的透镜，在透镜的内侧端设置有LED光源，在所述LED光源1的正上方设置有第一段自由曲面弧面2，LED光源1发出的光线经过第一段自由曲面弧面2产生全发射，在所述第一段自由曲面弧面2下设置有倾斜向上的第二段反射面3，所述第二段反射面3设置为阶梯状的，所述第二段反射面3的每一个阶梯平面均与第一段自由曲面弧面2相对应。当LED光源1发出10°角范围内的光线经过第一段自由曲面弧面2发射的光线再次经过第二段反射面3的第一段阶梯面进行全反射，并平行向上方出射，当LED光源1发出10°-20°角范围内的光线经过第一段自由曲面弧面2发射的光线再次经过第二段反射面3的第二段阶梯面进行全反射，并平行向上出射，第二段反射面的后几段阶梯面依次反射LED光源30°、40°直至90°角范围内的光线。所述透镜可设置为圆盘形、椭圆形、正方形、长方形和菱形。工人可以调节第一段自由曲面弧面和第二段反射面的曲面的曲率进而调节最终出射光线的出光方向以及出光亮度。
本发明利用光的全反射原理，建立第一段自由曲面弧面和第二段阶梯面来相互作用，将光线平行或以一定角度方向出射，以实现目标配光效果。对于每一个分光面，本发明均通过自由曲面的计算方法来计算曲面结构，若光学结构设计合理，采用其它形状的结构分布也能完成本发明的发明目的。
本发明通过使用LED光源与多组自由曲面全反射面进行巧妙的光学结构设计，不使用额外的LED就能实现多种发光效果，降低信号灯的生产成本，并实现有创意的信号灯发光效果。

Claims (4)

1.一种LED圆盘式透镜光学系统，该透镜设置为圆盘式的透镜，在透镜的内侧端设置有LED光源，其特征在于：在所述LED光源（1）的正上方设置有第一段自由曲面弧面（2），LED光源（1）发出的光线经过第一段自由曲面弧面（2）产生全发射，在所述第一段自由曲面弧面（2）下设置有倾斜向上的第二段反射面（3），所述第二段反射面（3）设置为阶梯状的，所述第二段反射面（3）的每一个阶梯平面均与第一段自由曲面弧面（2）相对应。
2.如权利要求1所述的一种LED圆盘式透镜光学系统，其特征在于：当LED光源（1）发出10°角范围内的光线经过第一段自由曲面弧面（2）发射的光线再次经过第二段反射面（3）的第一段阶梯面进行全反射，并平行向上方出射，当LED光源（1）发出10°-20°角范围内的光线经过第一段自由曲面弧面（2）发射的光线再次经过第二段反射面（3）的第二段阶梯面进行全反射，并平行向上出射，第二段反射面的后几段阶梯面依次反射LED光源30°、40°直至90°角范围内的光线。
3.如权利要求1所述的一种LED圆盘式透镜光学系统，其特征在于：其特征在于：所述透镜可设置为圆盘形、椭圆形、正方形、长方形和菱形。
4.如权利要求1所述的一种LED圆盘式透镜光学系统，其特征在于：工人可以调节第一段自由曲面弧面和第二段反射面的曲面的曲率进而调节最终出射光线的出光方向以及出光亮度。
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