CN107270217B - 汽车前照灯光学系统 - Google Patents

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    • 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
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

本发明涉及光学系统领域，公开了一种汽车前照灯光学系统，不再使用椭球反射杯，消除环境污染，并提高光学系统的光能利用率。包括第一折射透镜、第二折射透镜、反射透镜以及驱动机构，第一折射透镜设置在反射透镜的上端，第二折射透镜设置在第一折射透镜的后方，驱动机构用于调节反射透镜的出光角度；第一折射透镜的前端面为入射面，第一折射透镜的后端面为出射面，第一折射透镜的后端面为曲面，并朝向第二折射透镜的前端面；反射透镜的前端面为入射面，反射透镜的侧壁为全反射面，反射透镜的后端面为出射面；第二折射透镜的前端面为入射面，第二折射透镜的后端面为出射面，且第二折射透镜的后端面为曲面。本发明适用于汽车前照灯。

Description

汽车前照灯光学系统
技术领域
本发明涉及光学系统领域，尤其是涉及汽车前照灯光学系统。
背景技术
目前LED汽车远近一体前照灯系统结构如图1所示，整个光学系统主要由四部分组成：LED光源S、椭球反射杯7、挡光板8、透镜9。做近光使用时：光源S发出的光线被椭球反射杯7反射后一部分光线被挡光板8遮挡，另外一部分则经过透镜9出射。做远光使用时：挡光板8向下转动，不再遮挡被椭球反射杯7反射的光线。其中，椭球反射杯7需要镀膜。现有方案存在以下两点缺陷：
1、椭球反射杯需要镀膜，生产中容易造成环境污染。
2、近光使用时，挡光板会档掉部分光线，造成光能利用率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种汽车前照灯光学系统，不再使用椭球反射杯，消除环境污染，并提高光学系统的光能利用率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：汽车前照灯光学系统，包括第一折射透镜、第二折射透镜、反射透镜以及驱动机构，第一折射透镜设置在反射透镜的上端，第二折射透镜设置在第一折射透镜的后方，驱动机构用于调节反射透镜的出光角度；
第一折射透镜的前端面为入射面，第一折射透镜的后端面为出射面，同时，第一折射透镜的后端面为曲面，并朝向第二折射透镜的前端面；反射透镜的前端面为入射面，反射透镜的侧壁为全反射面，反射透镜的后端面为出射面；第二折射透镜的前端面为入射面，第二折射透镜的后端面为出射面，且第二折射透镜的后端面为曲面。
进一步的，反射透镜的前端面设有入光孔。
进一步的，驱动机构通过驱动反射透镜的本体上下转动，实现反射透镜的出光角度调节。
进一步的，反射透镜的本体翻转时，第一折射透镜的底面与反射透镜的顶面所成的角度α满足：5≤α≤10°。
此外，本发明还可以包括偏光部件，偏光部件设置在反射透镜的本体的后方，驱动机构通过驱动偏光部件上下转动，实现反射透镜的出光角度调节。
进一步的，偏光部件的转动角度β满足：0≤β≤90°。
进一步的，还包括光源，光源设置在第一折射透镜和反射透镜的后方。
进一步的，所述光源为LED光源。
本发明的有益效果是：本申请采用第一折射透镜、第二折射透镜、反射透镜组合的形式，实现汽车远近一体化，由于不再使用椭球反射杯，消除了环境污染；同时，由于本申请没有挡光板，因此光损更低，提高了光学系统的光能利用率。
附图说明
图1是现有的汽车前照灯光学系统示意图；
图2是本发明的汽车前照灯光学系统示意图；
图3是实施例方式一远光状态的光路图；
图4是实施例方式一近光状态的光路图；
图5是实施例方式二远光状态的光路图；
图6是实施例方式二近光状态的光路图。
其中，1为反射透镜，2为第一折射透镜，3为第二折射透镜，4为偏光部件，S为光源，11为反射透镜的入光孔，12为反射透镜的侧壁，13为反射透镜的后端面，21为第一折射透镜的前端面，22为第一折射透镜的后端面，31为第二折射透镜的前端面，32为第二折射透镜的后端面。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明，下文中所提及的方位均已以图2中各部件所处的方位为基准。
如图2所示，实施例提供一种汽车前照灯光学系统，包括光源S、第一折射透镜2、第二折射透镜3、反射透镜1以及驱动机构(图中未画)，光源S设置在第一折射透镜2和反射透镜1的后方，第一折射透镜2设置在反射透镜1的上端，第二折射透镜3设置在第一折射透镜2的后方，驱动机构用于调节反射透镜1的出光角度；
第一折射透镜的前端面21为入射面，第一折射透镜的后端面22为出射面，同时，第一折射透镜的后端面22为曲面，且第一折射透镜的后端面22朝向第二折射透镜的前端面31；反射透镜1的前端面设有入光孔11，反射透镜的侧壁12为全反射面，反射透镜的后端面13为出射面；第二折射透镜的前端面31为入射面，第二折射透镜的后端面32为出射面，且第二折射透镜的后端面32为曲面。其中，反射透镜1的前端以入光孔的方式进光可以使更多光线到达反射透镜的侧壁12，从而在切换远近光的时候提高聚焦效果。
实施例的工作原理：光源S发出的光线分为两部分：一部分由第一折射透镜的入射面21进入第一折射透镜2，光线经第一折射透镜2折射之后由第一折射透镜的出射曲面22射出，第一折射透镜2的出射光由第二折射透镜的入射面31进入第二折射透镜3，光线经第二折射透镜折射3之后由第二折射透镜的出射面32射向行车的方向；另一部分由反射透镜的入光孔11进入反射透镜1，反射透镜中1的光线大部分经反射透镜的侧壁12全反射后，再由反射透镜的出射曲面13射出，此外反射透镜中的光线还有一小部分光线不经反射透镜的侧壁12全反射，直接由反射透镜的出射曲面13射出。汽车行进过程中，用户可通过驱动机构改变反射透镜的出光角度，从而实现远近光切换，在进行远近光切换时，实施例有以下两种实施方式：
方式一
驱动机构通过驱动反射透镜1的本体上下转动转，实现反射透镜1的出光角度调节。在进行远光照明时，光路图如图3所示，驱动机构驱动反射透镜1的本体转动，使得第一折射透镜2的底面与反射透镜1的顶面重合，此时反射透镜的出射光与水平面的夹角很小，因此可以照射得很远；在进行近光照明时，光路图如图4所示，驱动机构驱动反射透镜1的本体转动，使得第一折射透镜的底面与反射透镜的顶面存在一个夹角α，根据调节幅度，α可以在5-10°内自由变化。
方式二
本方式中，实施例系统还应包括一个偏光部件4，偏光部件4设置在反射透镜1的本体的后方，驱动机构通过驱动偏光部件4上下转动，从而实现反射透镜1的出光角度调节。在进行远光照明时，光路图如图5所示，驱动机构驱动偏光部件4转动，使得偏光部件4平行于水平面，反射透镜1的出射光不受偏光部件的影响，因此反射透镜1的出射光与水平面的夹角很小，因此可以照射得很远；在进行近光照明时，光路图如图6所示，驱动机构驱动偏光部件转动，使得偏光部件4与水平面成一个夹角β，反射透镜1的出射光将会受偏光部件4的影响，偏光部件4将使得出射光线向下偏转，根据调节幅度，β可以在0-90°内自由变化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.汽车前照灯光学系统，其特征在于，包括第一折射透镜、第二折射透镜、反射透镜以及驱动机构，第一折射透镜设置在反射透镜的上端，第二折射透镜设置在第一折射透镜的后方，驱动机构用于调节反射透镜的出光角度；
第一折射透镜的前端面为入射面，第一折射透镜的后端面为出射面，同时，第一折射透镜的后端面为曲面，并朝向第二折射透镜的前端面；反射透镜的前端面为入射面，反射透镜的侧壁为全反射面，反射透镜的后端面为出射面；第二折射透镜的前端面为入射面，第二折射透镜的后端面为出射面，且第二折射透镜的后端面为曲面。
2.如权利要求1所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，反射透镜的前端面设有入光孔。
3.如权利要求1或2所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，驱动机构通过驱动反射透镜的本体上下转动，实现反射透镜的出光角度调节。
4.如权利要求3所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，反射透镜的本体翻转时，第一折射透镜的底面与反射透镜的顶面所成的角度α满足：5≤α≤10°。
5.如权利要求1或2所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，还包括偏光部件，偏光部件设置在反射透镜的本体的后方，驱动机构通过驱动偏光部件上下转动，实现反射透镜的出光角度调节。
6.如权利要求5所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，偏光部件的转动角度β满足：0≤β≤90°。
7.如权利要求1所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，还包括光源，光源设置在第一折射透镜和反射透镜的后方。
8.如权利要求7所述的汽车前照灯光学系统，其特征在于，所述光源为LED光源。
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