CN108800045B - 发光系统及车灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车灯的技术领域，提供了一种发光系统及车灯，其中，所述发光系统包括多个能够相对转动发光组件，所述发光组件包括光源部、一次透镜以及二次透镜，所述光源部包括多个灯，所述一次透镜的第一光学面上形成有沿所述第三方向延伸的直线型焦点线，所述第一光学面的高度从所述焦点线向两侧逐渐降低，所述一次透镜的第二光学面包括多个沿第一方向延伸的凸棱，所述二次透镜为凸透镜。本发明所述的发光系统通过一次透镜和二次透镜的光学作用，可以产生在第一方向上汇聚且在第三方向上扩散的光束，适应车灯的竖直方向汇聚、水平方向扩散的照射特点，并且发光系统将光源分散到多个发光组件中，提高了散热效率。

Description

发光系统及车灯

技术领域

本发明涉及车灯的技术领域，特别涉及一种发光系统及车灯。

背景技术

照明用车灯是车辆的重要部件，随着车辆智能化的发展，车灯也在向智能化方向发展，其中，自适应远光灯照明技术越来越多地应用到车辆技术中。

在车辆行驶过程中，车灯形成的照射范围的特点是，在车辆左右方向上尺寸较大而在车辆高度方向上尺寸相对较小，相应地，这需要将车灯的光源射出的光束在水平方向上扩散，并且在竖直方向上汇聚。另外，车灯的光源由多个LED颗粒组成，其发热量较大，如果排列过于集中散热效果降低。因此，需要设计相应的发光结构。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发光系统，以能够产生水平方向扩散、竖直方向汇聚的光束。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发光系统，其中，所述发光系统包括多个沿第一方向排列的发光组件，多个所述发光组件能够相对于彼此围绕第一方向的轴线转动，所述发光组件包括沿第二方向依次排列的光源部、一次透镜以及二次透镜，所述光源部包括多个沿第三方向间隔排列的灯，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述一次透镜包括朝向所述光源部的第一光学面和朝向所述二次透镜的第二光学面，所述第一光学面上形成有沿所述第三方向延伸的直线型焦点线，所述第一光学面的高度从所述焦点线向两侧逐渐降低，所述第二光学面包括多个沿第一方向延伸的凸棱，所述凸棱具有圆弧形凸面，所述二次透镜为凸透镜。

进一步的，每个所述发光组件包括具有光线通道的壳体，所述一次透镜设置在所述壳体的入口端，所述二次透镜设置于所述壳体的出口端。

进一步的，所述发光系统包括两个所述发光组件，其中一个所述壳体上设置有沿第一方向延伸的圆柱形凸台，另一个所述壳体设置有容纳所述圆柱形凸台插入的圆孔，两个所述壳体能够相对转动，其中一个所述壳体上设置有角度刻度盘，另一个所述壳体上设置有与所述角度刻度盘对应的角度指针，其中一个所述壳体上设置有安装孔，另一个所述壳体上设置有围绕所述圆柱形凸台的中心轴线延伸的弧形孔，两个所述壳体通过穿过所述安装孔和所述弧形孔的连接件固定。

进一步的，所述发光组件包括接合于所述光源部的散热部，所述散热部包括贴合于所述光源部的主体板部以及设置在所述主体板部上的散热翅片，所述主体板部密封地封堵所述壳体的入口端。

进一步的，所述二次透镜的入射面为平面，所述二次透镜的出射面为球面。

进一步的，所述圆弧形凸面的半径相同，所述凸棱等间距排列，相邻的所述凸棱之间通过圆弧形凹面平滑过渡。

进一步的，所述焦点线两侧分别形成两个子光学面，所述子光学面包括多个凸出的圆弧面，每个所述圆弧面的中心轴线平行于所述焦点线。

进一步的，在每个所述子光学面中，在从所述焦点线朝向两侧的方向上，所述圆弧面的半径依次增加，多个所述圆弧面依次平滑连接。

进一步的，所述光源部包括电路板和n个所述灯，所述灯为LED颗粒，任意相邻的两个所述灯通过所述一次透镜和所述二次透镜形成的光束的夹角为2-3度，并且n个所述灯形成的光束的角度为2n-3n度。

相对于现有技术，本发明所述的发光系统具有以下优势：

本发明所述的发光系统通过一次透镜和二次透镜的光学作用，可以产生在第一方向上汇聚且在第三方向上扩散的光束，适应车灯的竖直方向汇聚、水平方向扩散的照射特点，并且发光系统将光源分散到多个发光组件中，提高了散热效率。

本发明的另一目的在于提出一种车灯，以能够产生水平方向扩散、竖直方向汇聚的光束。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车灯，其中，所述车灯设置有以上方案所述的发光系统。

所述车灯与上述发光系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式所述的发光系统的立体图；

图2为本发明实施方式所述的发光系统的爆炸图；

图3为本发明实施方式所述的发光组件的爆炸图；

图4为本发明实施方式所述的发光组件的剖视图；

图5为本发明实施方式所述的壳体的局部放大图；

图6为本发明实施方式所述的一次透镜的第一光学面的立体图；

图7为本发明实施方式所述的一次透镜的第二光学面的立体图；

图8为本发明实施方式所述的一次透镜的第二光学面的部分放大的剖视图；

图9为本发明实施方式所述的光源部的结构示意图。

附图标记说明：

2-二次透镜，3-光源部，4-壳体，5-散热部，31-LED颗粒，32-电路板，41-角度刻度盘，42-角度指针，43-安装孔，44-弧形孔，51-主体板部，52-散热翅片，100-透镜，110-主体部，111-第一光学面，112-第二光学面，113-焦点线，114-凸棱，115-圆弧形凹面，116-过渡面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明提供了一种发光系统，其中，所述发光系统包括多个沿第一方向排列的发光组件，多个所述发光组件能够相对于彼此围绕第一方向的轴线转动，所述发光组件包括沿第二方向依次排列的光源部3、一次透镜100以及二次透镜2，所述光源部3包括多个沿第三方向间隔排列的灯，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述一次透镜100包括朝向所述光源部3的第一光学面111和朝向所述二次透镜2的第二光学面112，所述第一光学面111上形成有沿所述第三方向延伸的直线型焦点线113，所述第一光学面111的高度从所述焦点线113向两侧逐渐降低，所述第二光学面112包括多个沿第一方向延伸的凸棱114，所述凸棱114具有圆弧形凸面，所述二次透镜2为凸透镜。

其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向可以视为立体直角坐标系的三个轴的方向，所述发光组件可以按照以下方式摆放使用：例如应用于车辆的车灯时，所述第一方向为竖直方向，所述第二方向为纵向方向，即车辆的前后方向，第三方向为横向方向，即车辆的左右方向。需要说明的是，所述第二方向和所述第三方向针对于单个发光组件定义，由于多个发光组件之间可以围绕第一方向的轴线转动，多个发光组件各自的第二方向之间存在夹角，并且多个发光组件各自的第三方向之间存在夹角，但这样的夹角相对较小，在发光系统安装于车辆后，可以认为多个发光组件各自的第二方向为同一方向，即为车辆的前后方向，多个发光组件各自的第三方向也为同一方向，即为车辆的左右方向。

在每个发光组件中，光源部3的每个所述灯发出的光依次经过一次透镜100和二次透镜2，其中，如图6所示，一次透镜100的第一光学面111为中间高(焦点线113处)两侧低的形状，可以在第一方向上对入射光进行汇聚，如图7和图8所示，第二光学面112包括多个沿第一方向延伸的圆弧形凸面，可以在第三方向上对出射的光进行扩散，从第二光学面112出射的光经过作为凸透镜的二次透镜2后，光被汇聚后发出。特别地，光源部3上的多个所述灯沿第三方向排列，多个所述灯在第三方向的入射角度不同，从而通过二次透镜2射出的光束的角度也各不相同，各个光束照射在表面上形成的光斑沿第三方向排列，所述发光组件可以应用于车灯，第三方向为横向方向，第一方向为竖直方向，车灯的照射范围沿横向方向展开，在竖直方向保持汇聚，适合于车灯的照明特性。

特别的，在每个发光组件中，所述灯间隔排列，这是由于所述灯在发光时产生热量，使得灯间隔排列保持距离，可以提高散热效果，避免高温对光源部3造成损害。相应的，每个发光组件形成的照射面中，两个灯形成的相邻的两个光斑之间存在暗区，因此，本方案在第一方向(即竖直方向)设置多个可以围绕竖直方向的轴线转动的发光组件，其中多个发光组件形成的多组光斑彼此交叉错开，使得每个发光组件的暗区由其他发光组件的光斑填充，因此可以消除暗区。需要说明的是，虽然多个发光组件在第一方向上错开，但是发光组件形成的光斑可以在第一方向上展开，因此多个发光组件形成的光斑可以彼此交叉在一起。

另外，每个所述发光组件包括具有光线通道的壳体4，所述一次透镜100设置在所述壳体4的入口端，所述二次透镜2设置于所述壳体4的出口端。一次透镜100和二次透镜2通过壳体4支撑，其中，如图1、图2、图3、图4所示，壳体4大致形成为管状，当然，其截面可以为四边形、圆形、三角形等形状，优选地形成为四边形，以适应一次透镜100的形状，相应的，二次透镜2也可以具有大致四边形的形状。

进一步的，所述发光系统包括两个所述发光组件，其中一个所述壳体4上设置有沿第一方向延伸的圆柱形凸台，另一个所述壳体4设置有容纳所述圆柱形凸台插入的圆孔，两个所述壳体4能够相对转动，其中一个所述壳体4上设置有角度刻度盘41，另一个所述壳体4上设置有与所述角度刻度盘41对应的角度指针42，其中一个所述壳体4上设置有安装孔43，另一个所述壳体4上设置有围绕所述圆柱形凸台的中心轴线延伸的弧形孔44，两个所述壳体4通过穿过所述安装孔43和所述弧形孔44的连接件固定。对于每个发光组件的光源部3来说，当相邻的两个灯之间的距离较小时，形成的两个光斑之间的距离也较小，特别是小于一个光斑的尺寸，因此，仅需要两个发光组件彼此互补填充光斑之间的暗区即可。两个发光组件的壳体4可以彼此围绕第一方向的轴线转动，以调节二者的相对角度，使得两个发光组件形成的光斑彼此交叉错开，互补光斑间的暗区。另外，如图5所示，两个壳体上还设置有角度显示机构，通过角度指针42在角度刻度盘41上指示的角度，可以便于其他的光学系统直接应用，节省重新调节两个壳体4相对角度的操作。另外，在两个壳体4相对转动时，安装孔43与弧形孔44的不同位置对齐，并可以通过连接件实现两个壳体4的相对固定，例如螺栓、螺母等。

另外，所述发光组件包括接合于所述光源部3的散热部5，所述散热部5包括贴合于所述光源部3的主体板部51以及设置在所述主体板部51上的散热翅片52，所述主体板部51密封地封堵所述壳体4的入口端。光源部3的所述灯发光时产生大量热量，例如LED颗粒发光产生热量，并且热量传递到电路板，因此，可以设置贴合于电路板的散热部5，另外，本方案通过多个发光组件的多个光源部3提供光源，多个灯分布在不同的光源部3(的电路板上)，避免了灯集中在一起造成的发热过于集中的问题。主体板部51贴合于电路板设置，并且主体板部51用于封堵壳体4的入口端，使得壳体4内部与外界密封隔离，主体板部51贴合有光源部3的表面上可以设置凸块，一次透镜100通过安装结构安装于凸块上，以与光源部3保持间隔，一次透镜100位于壳体4内，与外界保持隔离，避免一次透镜100受到腐蚀损坏。

其中，二次透镜2为凸透镜，即中间厚度较大、边缘厚度较小的透镜，例如，两侧表面均为凸出球面的透镜，其可以起到汇聚作用。具体地，所述二次透镜2的入射面为平面，所述二次透镜2的出射面为球面。所述入射面形成为平面，如下所述，不同位置的灯形成的光束彼此存在夹角，对于第二方向上不同的灯来说，相对于入射面，各个光束之间的夹角不会因为二次透镜2发生变化。

具体的，所述圆弧形凸面的半径相同，所述凸棱114等间距排列，相邻的所述凸棱114之间通过圆弧形凹面115平滑过渡。多个凸棱114的光学性能保持一致，另外，由于第二光学面112上设有多个凸棱114，所述圆弧形凸面的半径相比于第二光学面112在水平方向上的尺寸相对来说很小，使得第二光学面112在横向方向上各处的形成的扩散光较为均匀。凸棱114本身形成有圆弧形凸面，两个相邻的圆弧形凸面之间可以通过圆弧形凹面115连接，实现平滑过渡，也就是说，所述圆弧形凸面与圆弧形凹面在连接点处的切线重合。其中，圆弧形凹面115的中心轴线可以平行于圆弧形凸面的中心轴线，特别地，圆弧形凹面115的直径远小于圆弧形凸面的直径，即，第二光学面112的主体部分为圆弧形凸面，通过圆弧形凸面实现光在所述水平方向上的扩散，而圆弧形凹面115仅仅是平滑连接两个圆弧形凸面，面积占比可以忽略不计，其光学作用也可以忽略不计。

另外，所述焦点线113两侧分别形成两个子光学面，所述子光学面包括多个凸出的圆弧面，每个所述圆弧面的中心轴线平行于所述焦点线113。所述圆弧面可以视为中心轴线平行于焦点线113的圆柱的部分外周面，即柱形的圆弧面(与凸棱114的圆弧形凸面相似)，第一光学面111形成为中间凸出(焦点线113凸出)的入射面，从而可以将入射光束在竖直方向上进行汇聚。

进一步的，在每个所述子光学面中，在从所述焦点线113朝向两侧的方向上，所述圆弧面的半径依次增加，多个所述圆弧面依次平滑连接。靠近焦点线113的圆弧面半径相对较小，远离焦点线113的圆弧面半径相对较大，从而允许相邻的所述圆弧面平滑连接，即相邻的两个所述圆弧面在连接处的切线彼此重合。在焦点线113处，两个子光学面的两个所述圆弧面彼此连接，焦点线113为最高点。

具体的，如图9所示，所述光源部3包括电路板32和n个所述灯，所述灯为LED颗粒31，任意相邻的两个所述灯通过所述一次透镜100和所述二次透镜2形成的光束的夹角为2-3度，并且n个所述灯形成的光束的角度为2n-3n度。每个LED颗粒31形成的光束与第一方向的夹角各不相同，多个LED颗粒31形成的多个光束组成类似于扇面形状的照射范围，每两个相邻的LED颗粒31的光束夹角为2-3度，整体的扇面形状的照射范围的角度为2n-3n度。

另一方面，本发明提供了一种车灯，其中，所述车灯设置有以上方案所述的发光系统。所述发光系统安装于车辆时，所述第一方向为竖直方向，第二方向为车辆的前后方向，第三方向为车辆的左右方向，并且发光组件之间的角度固定。另外，所述车灯可以设置其他控制装置配合所述发光系统，例如，可以设置光线传感器，感应前方障碍物(例如行人、车辆等)反射的光，判断障碍物的位置，从而关闭对应于障碍物的灯，避免行人车辆受到光照而产生眩目。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发光系统，其特征在于，所述发光系统包括多个沿第一方向排列的发光组件，多个所述发光组件能够相对于彼此围绕第一方向的轴线转动，所述发光组件包括沿第二方向依次排列的光源部(3)、一次透镜(100)以及二次透镜(2)，所述光源部(3)包括多个沿第三方向间隔排列的灯，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述一次透镜(100)包括朝向所述光源部(3)的第一光学面(111)和朝向所述二次透镜(2)的第二光学面(112)，所述第一光学面(111)上形成有沿所述第三方向延伸的直线型焦点线(113)，所述第一光学面(111)的高度从所述焦点线(113)向两侧逐渐降低，所述焦点线(113)两侧分别形成两个子光学面，所述子光学面包括多个凸出的圆弧面，每个所述圆弧面的中心轴线平行于所述焦点线(113)，在每个所述子光学面中，在从所述焦点线(113)朝向两侧的方向上，所述圆弧面的半径依次增加，多个所述圆弧面依次平滑连接，所述第二光学面(112)包括多个沿第一方向延伸的凸棱(114)，所述凸棱(114)具有圆弧形凸面，所述二次透镜(2)为凸透镜。

2.根据权利要求1所述的发光系统，其特征在于，每个所述发光组件包括具有光线通道的壳体(4)，所述一次透镜(100)设置在所述壳体(4)的入口端，所述二次透镜(2)设置于所述壳体(4)的出口端。

3.根据权利要求2所述的发光系统，其特征在于，所述发光系统包括两个所述发光组件，

其中一个所述壳体(4)上设置有沿第一方向延伸的圆柱形凸台，另一个所述壳体(4)设置有容纳所述圆柱形凸台插入的圆孔，两个所述壳体(4)能够相对转动，

其中一个所述壳体(4)上设置有角度刻度盘(41)，另一个所述壳体(4)上设置有与所述角度刻度盘(41)对应的角度指针(42)，

其中一个所述壳体(4)上设置有安装孔(43)，另一个所述壳体(4)上设置有围绕所述圆柱形凸台的中心轴线延伸的弧形孔(44)，两个所述壳体(4)通过穿过所述安装孔(43)和所述弧形孔(44)的连接件固定。

4.根据权利要求2所述的发光系统，其特征在于，所述发光组件包括接合于所述光源部(3)的散热部(5)，所述散热部(5)包括贴合于所述光源部(3)的主体板部(51)以及设置在所述主体板部(51)上的散热翅片(52)，所述主体板部(51)密封地封堵所述壳体(4)的入口端。

5.根据权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述二次透镜(2)的入射面为平面，所述二次透镜(2)的出射面为球面。

6.根据权利要求1所述的发光系统，其特征在于，所述圆弧形凸面的半径相同，所述凸棱(114)等间距排列，相邻的所述凸棱(114)之间通过圆弧形凹面(115)平滑过渡。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的发光系统，其特征在于，所述光源部(3)包括电路板(32)和n个所述灯，所述灯为LED颗粒(31)，任意相邻的两个所述灯通过所述一次透镜(100)和所述二次透镜(2)形成的光束的夹角为2-3度，并且n个所述灯形成的光束的角度为2n-3n度。

8.一种车灯，其特征在于，所述车灯设置有权利要求1-7中任意一项所述的发光系统。