CN203927727U - 利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜 - Google Patents

Abstract

利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，包括一非球面凸透镜（1），所述的透镜（1）表面排列有多个微小的矩形（2），其特征在于：所述的矩形（2）区域的曲面是不规则曲面，呈外凸或内凹。本实用新型，通过对投影灯做光学模拟分析，获得透镜表面上的光能分布，改变矩形特征内的原始曲面的曲面曲率、凸出高度、倾斜角度，矩形特征的位置可以布置在透镜表面上的任何位置，因此很容易避开透镜的下边沿表面，从而避免过多削弱汽车正前方近地面处（3米-10米）的光能。

Description

利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜

技术领域

本实用新型涉及一种汽车前大灯投影灯透镜，利用表面微小矩形特征的阵列来改变光路。

背景技术

投影灯在汽车前大灯上应用越来越普及，这是因为投影灯有高聚光性、良好的水平展开宽度、独特的造型效果。投影灯单元结构由光源、椭球面反射镜、遮光板、非球面凸透镜和其他固定结构件组成。非球面凸透镜有唯一的焦点，具有水平切割线和15度切割线特征的遮光板置于凸透镜焦点处，遮住从焦点下方射入的光，从而实现大灯近光功能。如果遮光板是可以活动的，例如旋转机构、摆动机构、滑动机构或折叠机构，则遮光板移出后就可以实现远光功能了。

汽车灯具法规GB4599-2007中第5.7.4.3项要求规定：测试点P1+P2+P3≧0.3lx、P4+P5+P6≧0.6lx、0.7lx≧ P7≧0.1lx、0.7lx≧ P8≧0.1lx。对于投影灯近光，由于遮光板的遮挡作用，水平截至线及15度截至线上方的光线全部被遮住,其光能几乎为零，因此不能符合上述GB4599-2007中第5.7.4.3项要求。

为解决该问题，目前常见的解决办法是：1、一种方案在遮光板肘点（即水平线和15线交点）前方增加反光元件，将落在透镜焦点前方的光反射到近光截至线的上方。这种方案的缺点是，需要将反光元件铆接到主遮光板上，由于工艺限制，反射到暗区的光分布均匀性差，光能控制比较困难，而且截至线上方区域的照度测试值很容易超出法规规定的上限值0.7lx，同时在工艺上也增加了制造难度和制造成本；2、另外一种方案是将透镜的下边沿表面切掉一小块，形状成柱状体弧面或锥状体弧面，这样就可以使透镜表面局部变成凹透镜，改变了透镜性质，从而将实现原本入射到地面的光线展开并偏转至截至线上方。但是,由于有大量的射到地面的光线是从透镜下边沿表面射出的，很容易造成车正前方近地面处大约3米-10米的光能下降，形成不均匀光带。

发明内容

针对以上缺点，本实用新型目的在于提供一种利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，是通过改变透镜表面多个微小局部，即透镜表面上分布由多个微小的矩形特征使光束能量的大小、方向更容易控制，实现法规要求的截至线上方的光照，同时不影响车前方近地面处的光，也不会增加工艺难度。

本实用新型技术的技术方案是通过以下方式实现的：利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，一非球面凸透镜，所述的透镜表面排列有多个微小的矩形，矩形区域的曲面是不规则曲面，呈外凸或内凹。

所述的矩形的形状为方形、梯形或扇形，矩形的边长为1mm-5mm，角部可以有小圆角，凸出或内凹的高度≦3.0mm。

所述的矩形的排列形式为方阵排列，YC向排列数量为1-11行，XC向排列数量为1-11列。

所述的矩形的排列形式为环阵排列，周向排列数量为3-72个，径向排列环数量为1-5环。

本实用新型结构，通过对投影灯做光学模拟分析，获得透镜表面上的光能分布，改变矩形特征内的原始曲面的曲面曲率、凸出高度、倾斜角度，对之进行优化设计，将原本入射到地面的部分光线折射、扩散到截止线的上方，由于矩形特征的位置可以布置在透镜表面上的任何位置，因此很容易避开透镜的下边沿表面，从而避免过多削弱车正前方近地面处（3米-10米）的光能。

附图说明

图1是矩形特征的几何形状示意图。

图2是矩形特征的截面形状示意图。

图3是方阵排列方式示意图。

图4是环阵排列方式示意图。

图5是本实用新型的光学原理示意图。

图6是现有技术的光学原理示意图。

具体实施方式

由图1知，利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，包括一非球面凸透镜1，所述的透镜表面排列有多个微小的矩形2，矩形2区域的曲面是不规则曲面，呈外凸或内凹。矩形特征的几何形状是：轮廓为方形（或者梯形、扇形），边长为1mm-5mm，角部可以有小圆角，矩形特征区域内的曲面是外凸的（或者是内凹的）不规则曲面，凸出高度控制在3.0mm以内。特征过小则模具加工困难，特征过大则影响外观造型。

由图2知，是矩形特征的截面形状示意图。图中矩形2区域的曲面呈外凸。凸出的高度≦3.0mm。

由图3知，是方阵排列方式示意图。所述的矩形2的排列形式为方阵排列，YC向排列数量为1-11行，XC向排列数量为1-11列。按方阵排列，左右为对称排列，上下可以对齐或者交错形式排列。

由图4知，是环阵排列方式示意图。所述的矩形2排列形式为环阵排列，周向排列数量为3-72个，径向排列环数量为1-5环。

由于每个矩形2特征内的曲面的曲率、倾斜角都可以重新设计，因此可以准确地控制光束的照射范围和照射位置。

由于矩形特征的数量是可以任意设置的，并且单个矩形特征内的能量是微小的，因此可以根据能量需要来确定矩形特征的数量，这样可以比较容易控制最终入射到截至线上方的光照不会超出0.7lx，同时还可以满足GB4599-2007中第5.7.4.3项要求的最小值。

由图5知，是本实用新型的光学原理示意图。投影灯非球面凸透镜有唯一的焦点，具有水平切割线和15度切割线特征的遮光板置于凸透镜焦点处，透镜1表面有矩形特征时的光线轨迹,光线可以沿着多个方向射出。

由图6知，是现有技术的光学原理示意图。投影灯非球面凸透镜有唯一的焦点，具有水平切割线和15度切割线特征的遮光板置于凸透镜焦点处，透镜表面没有矩形特征时的光线轨迹,光线几乎为水平平行射出。

Claims (4)

1.利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，包括一非球面凸透镜（1），所述的透镜（1）表面排列有多个微小的矩形（2），其特征在于：所述的矩形（2）区域的曲面是不规则曲面，呈外凸或内凹。

2.根据权利要求1所述的利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，其特征在于：所述的矩形（2）的形状为方形、梯形或扇形，矩形（2）的边长为1mm-5mm，角部可以有小圆角，凸出或内凹的高度≦3.0mm。

3.根据权利要求1所述的利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，其特征在于：所述的矩形（2）的排列形式为方阵排列，YC向排列数量为1-11行，XC向排列数量为1-11列。

4.根据权利要求1所述的利用表面微小矩形特征阵列来改变光路的投影灯透镜，其特征在于：所述的矩形（2）的排列形式为环阵排列，周向排列数量为3-72个，径向排列环数量为1-5环。