CN204404071U - 主光学透镜以及具备该透镜的车辆用灯 - Google Patents

主光学透镜以及具备该透镜的车辆用灯 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种主光学透镜及具有该主光学透镜的车辆用灯。所述主光学透镜包括：下端第一面，其使从光源照射的光透过；上端第一面，其具有与所述下端第一面相对地向内侧凹陷的形状，用于反射从所述下端第一面透过的所述光；上端第二面，其连接于所述上端第一面，用于再反射从所述上端第一面反射的所述光；以及下端第二面，其连接上端第二面与所述下端第一面。本实用新型通过采用主光学透镜大量减少LED向法线方向射出的光量，从而可以将为了实现均匀的面光源而密集设置的LED设置成更宽的间隔，因此具有减少LED数量的效果。并且通过减少LED的数量，可以节省车辆用LED灯的成本以及通过减少LED的耗电量提高能效。

Description

主光学透镜以及具备该透镜的车辆用灯
技术领域
本实用新型涉及主光学透镜以及具备该主光学透镜的车辆用灯。尤其，本实用新型涉及一种设置在光源的前面实现面光源技术的主光学透镜和具备该主光学透镜的车辆用灯。
背景技术
通常，车辆上具备用于在夜间行驶时为看清行驶方向的事物，以及告诉其它车辆或其它道路的使用者本车辆的行驶状态之用途的照明装置。车辆用灯具体有照射车辆行驶方向前面道路的前照灯、夜间行驶时向后方车辆告诉本车辆位置的尾灯以及告诉后方车辆本车辆正在减速的刹车灯等多种功能的灯。
这种车辆用灯从点形态的光源发展成为线形态的光源，而现在又发展成为面形态发光的光源。
图1显示实现面形态光源的现有的光学系统的结构。
参照图1，实现面形态光源的光学系统的结构1为印刷电路基板(Printed Circuit Board：PCB)4上设置有发光二极管(Light EmittingDiode：LED)3，并且在所述光源3的前方具有弯曲形态的用于向灯的前面透镜2反射光的反射器5。
随着汽车用设计发展的动向，发展为上述形态的面光源形态。但是上述结构的面光源而言，由于为实现均匀的发光图像采用多个LED，并且在反射器等上使用光扩散剂，因此具有光利用效率极低的问题。因此，这种高费用结构成为LED灯市场扩张的障碍因素。
现有技术文献
韩国公开专利第10-2011-0061369号。
实用新型内容
技术问题
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于通过利用主光学透镜，以少数的LED实现面光源。
并且，本实用新型的目的在于通过减少LED数量节省车辆用LED灯的成本，并通过减少LED的耗电量提高汽车能效等。
技术方案
根据本实用新型优选的一个实施例的主光学透镜，包括：下端第一面，其使从光源照射的光透过；上端第一面，其具有与所述下端第一面相对地向内侧凹陷的形状，用于反射从所述下端第一面透过的所述光；上端第二面，其连接于所述上端第一面，用于再反射从所述上端第一面反射的所述光；以及下端第二面，其连接上端第二面与所述下端第一面。
优选的是，还可以包括：光入射部，其位于所述光源与所述主光学透镜之间，聚光从所述光源照射并入射的所述光。
优选的是，所述光入射部的所述光入射的部分可以具有凸出形状。
优选的是，所述光入射部可以具有抛物线形状。
优选的是，所述主光学透镜的特征可以为入射到所述抛物线形状的光在所述抛物线形状的侧面被全反射。
优选的是，所述主光学透镜的特征可以为所述上端第一面使透过的所述光全反射。
优选的是，所述主光学透镜的特征可以为所述上端第一面具有倒置的圆锥体形状。
优选的是，所述主光学透镜的特征可以为所述上端第一面以中心轴为基准具有任意角度，并且所述角度为48°以下。
优选的是，所述主光学透镜的特征可以为所述上端第一面具有任意曲线形成的旋转体形状。
优选的是，所述主光学透镜的特征可以为所述上端第二面具有曲线形成的旋转体形状。
另外，根据本实用新型的另一实施例的具有主光学透镜的车辆用灯可以包括：光源；基板，其用于安装所述光源；以及主光学透镜，其位于所述光源的照射线上。
优选的是，所述光源可以是LED。
优选的是，所述车辆用灯的特征可以为所述基板使从所述上端第二面反射的光进行再反射。
优选的是，所述车辆用灯的特征可以为所述基板具有散热板的功能，或者在所述基板后面配置散热板。
优选的是，所述车辆用灯还可以包括：光扩散透镜，其位于所述主光学透镜的前面。
技术效果
根据本实用新型的主光学透镜以及具有该主光学透镜的车辆用灯，通过利用主光学透镜大量减少LED向法线方向射出的光量，从而可以将为了实现均匀的面光源而密集设置的LED设置成更宽的间隔，因此具有减少LED数量的效果。
并且，本实用新型通过减少LED的数量，可以节省车辆用LED灯的成本，通过减少LED的耗电量可以提高能效。
附图说明
图1为显示实现面形态光源的现有光学系统的结构的剖面图；
图2为根据本实用新型优选的一个实施例的主光学透镜的立体图；
图3为显示根据本实用新型优选的一个实施例的设置于主光学透镜的光入射部为抛物线形状的情况下光的反射的剖面图；
图4为显示根据本实用新型优选的一个实施例的设置于主光学透镜的光入射部为凸出形状的情况下光的反射的剖面图；
图5为根据本实用新型优选实施例的具有主光学透镜的车辆用灯的剖面图。
附图标记说明
10：光扩散透镜                           20：主光学透镜
22：上端第一面                           24：上端第二面
27：下端第二面                           28：下端第一面
30：基板                                 40：光源
50：光入射部                             100：具有主光学透镜的车辆用灯
具体实施方式
以下，参照本实用新型的优选实施例及附图详细说明根据本实用新型的实施例的主光学透镜及具有主光学透镜的车辆用灯。首先应当注意对各个附图的构成要素赋予附图标记方面，相同构成要素即使是在不同的附图上显示，也尽可能使用相同附图标记。另外，以下说明本实用新型优选的实施例，但本实用新型的技术思想不限定或限制于此，可以由本领域技术人员以多种形态变形实施。
图2为根据本实用新型一个优选的实施例的主光学透镜的立体图，图3为显示根据本实用新型一个优选的实施例的设置于主光学透镜的光入射部为抛物线形状的情况下光的反射的剖面图，图4为显示根据本实用新型一个优选的实施例的设置于主光学透镜的光入射部为凸出形状的情况下光的反射的剖面图。
参照图2至图4，主光学透镜20位于光源40照射的光的照射线上。
主光学透镜20包括下端第一面28、上端第一面22、上端第二面24及下端第二面27。所述下端第一面28使光源40照射的光透过，所述上端第一面22形成有与下端第一面28相对地向内侧凹陷的形状，反射从下端第一面28透过的光，所述上端第二面24连接于上端第一面22，使从所述上端第一面22反射的光再反射，所述下端第二面27连接上端第二面24与下端第一面28。
下端第一面28使光源40照射的光通过。作为下端第一面的一个实施例，下端第一面28由平面构成，可以具有圆或椭圆等多种形状。
上端第一面22具有向主光学透镜20内侧凹陷的形状，使通过下端第一面28的光反射到上端第二面24侧。上端第一面22可以全反射通过下端第一面28的光。为使上端第一面22能够全反射，可以将反射物质涂布在上端第一面表面，或者可以利用反射的光的临界角，使通过下端第一面28的光全反射。
根据一个实施例，上端第一面22可具有向内侧凹陷的圆锥、圆台或者以中心轴c为中心旋转任意曲线而形成的旋转体形状。当具有圆锥或者圆台形状的情况下，可以使上端第一面22与中心轴c之间形成48°以内的内角，通过使入射角大于临界角，使向上端第一面22入射的光全反射。
上端第二面24连接上端第一面22与下端第二面27，反射从上端第一面22反射的光。
根据一个实施例，上端第二面24可以是直线或任意曲线以中心轴c为基准旋转而形成的旋转体形状。参照图4，当上端第二面24为直线形成的的旋转体形态的情况下，可以起到全反射从上端第一面22反射的光，以向下方反射光的作用。并且，参照图3，当上端第二面24为曲线形成的旋转体形态的情况下，可通过调整曲线的曲率，使反射的光中部分照向上端。
下端第二面27连接上端第二面24与下端第一面28。
从上端第一面22反射的光直接到达下端第二面27的情况下，由于折射而向上部照射。从上端第二面24反射而到达下端第二面27的光通过下端第二面27，并向光入射方向的相反方向照射。
光入射部50位于光源40与主光学透镜20之间，光入射部50用于聚光从光源40照射的光。
根据一个实施例，光入射部50位于光源40照射的光的照射线上。光入射部50的光入射部分可以是凸出形状或者抛物线形状。
通过抛物线形状的光入射部50，从光源40射出的光入射到抛物线形状的光入射部50并在光入射部50的侧面发生全反射，向与光源40的出光方向相同的方向前进。为了实现全反射，光入射部50的侧面可以涂布反射物质，或者可以利用临界角。
光入射的部分具有凸出形状的光入射部50聚光从光源40入射的光。根据光入射的部分为凸出形状的实施例，凸出形状可以是自由曲面、球及椭圆等形状，并且可以通过能够聚光的多种形态变形实施。
另外，以下参照附图详细说明根据本实用新型的另一实施例的具有主光学透镜20的车辆用灯100。但省略说明与根据本实用新型的一个实施例的主光学透镜20中的说明相同的部分。
图5为根据本实用新型优选实施例的具有主光学透镜的车辆用灯的剖面图。图5中，与图2至图4中所示附图标记相同的附图标记表示相同的构件，对此省略详细说明。
参照这些附图，具有主光学透镜20的车辆用灯100包括光源40、基板30、光入射部50、主光学透镜20及光扩散透镜10。
光源40可以采用照射光的技术领域内的多种光源40。根据一个实施例，光源40可以采用灯泡或LED等。
基板30上安装有光源40，例如可以采用PCB基板。
将LED作为光源40的情况下，电能转换为光的过程中产生大量的热量。这些热量降低LED的发光特性，缩短LED的寿命，因此所述基板30可以具备散热板的功能或者可在基板30的后面设置散热板(未图示)。
并且，基板30可将从上端第二面24反射的光向灯的前方反射。例如，可在基板30上涂布反射物质，以使从上端第二面24反射的光向灯的前方反射。
主光学透镜20位于光源40的照射线上，为了实现面光源40灯，向灯的前方扩散从光源40照射的光。
光入射部50位于光源40与主光学透镜20之间，对从光源40照射的光聚光并使光透过主光学透镜20。根据一个实施例，光入射部50可以与主光学透镜20的下端第一面28接触，或者可以通过另外的支架(未图示)位于光源40与主光学透镜20之间。
光扩散透镜10使通过主光学透镜20的光向灯外部照射。光扩散透镜10可以是非球面透镜、平面透镜等多种形状。
根据上述主光学透镜以及具有该主光学透镜的车辆用灯，通过采用主光学透镜大量减少LED向法线方向射出的光量，从而可以将为了实现均匀的面光源而密集设置的LED设置成更宽的间隔，因此具有减少LED数量的效果。
并且，本实用新型通过减少LED的数量，可以节省车辆用LED灯的成本，通过减少LED的耗电量提高能效。
以上说明仅仅是举例说明本实用新型的技术思想，本领域的普通技术人员可在不脱离本实用新型的本质特性的范围内进行多种修改、变更及置换。因此，本实用新型中公开的实施例及附图是为了说明本实用新型的技术思想，而不是为了限定本实用新型的技术思想的范围。本实用新型的保护范围应当根据本实用新型的技术方案确定，与其同等范围内的所有技术思想应解释为包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (15)

1.一种主光学透镜，其特征在于，包括：
下端第一面，其使从光源照射的光透过；
上端第一面，其具有与所述下端第一面相对地向内侧凹陷的形状，用于反射从所述下端第一面透过的所述光；
上端第二面，其连接于所述上端第一面，用于再反射从所述上端第一面反射的所述光；以及
下端第二面，其连接上端第二面与所述下端第一面。
2.根据权利要求1所述的主光学透镜，其特征在于，还包括：
光入射部，其位于所述光源与所述主光学透镜之间，用于聚光从所述光源照射并入射的所述光。
3.根据权利要求2所述的主光学透镜，其特征在于：
所述光入射部的所述光入射的部分具有凸出形状。
4.根据权利要求2所述的主光学透镜，其特征在于：
所述光入射部具有抛物线形状。
5.根据权利要求4所述的主光学透镜，其特征在于：
入射到所述抛物线形状的光在所述抛物线形状的侧面被全反射。
6.根据权利要求1所述的主光学透镜，其特征在于：
所述上端第一面使透过的所述光全反射。
7.根据权利要求1所述的主光学透镜，其特征在于：
所述上端第一面具有倒置的圆锥形状。
8.根据权利要求7所述的主光学透镜，其特征在于：
所述上端第一面以中心轴为基准具有任意角度，并且所述角度为48°以下。
9.根据权利要求1所述的主光学透镜，其特征在于：
所述上端第一面具有任意曲线形成的旋转体形状。
10.根据权利要求1所述的主光学透镜，其特征在于：
所述上端第二面具有曲线形成的旋转体形状。
11.一种车辆用灯，其特征在于，包括：
光源；
基板，其用于安装所述光源；以及
如权利要求1-10中任一项所述的主光学透镜，其位于所述光源的照射线上。
12.根据权利要求11所述的车辆用灯，其特征在于：
所述光源为LED。
13.根据权利要求11所述的车辆用灯，其特征在于：
所述基板使从所述上端第二面反射的光再反射。
14.根据权利要求11所述的车辆用灯，其特征在于：
所述基板具有散热板的功能，或者所述基板的后面配置有散热板。
15.根据权利要求11所述的车辆用灯，其特征在于，还包括：
光扩散透镜，其位于所述主光学透镜的前面。
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