CN210107265U

CN210107265U - 一种照明组件

Info

Publication number: CN210107265U
Application number: CN201921269973.XU
Authority: CN
Inventors: 连志鹏; 王敏华; 陈重
Original assignee: Xiamen Ruilu Photoelectric Co Ltd
Current assignee: Xiamen Ruilu Photoelectric Co Ltd
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2029-08-07

Abstract

本实用新型涉及一种照明组件，包括至少一LED光源以及一透镜，通过合理的灯珠排布和经过光学设计的透镜的组合，可实现直接实现上半部分成明暗截止线，下半部分为半圆形的光斑，该光斑是符合近光法规的光斑，以解决现有的近光光源利用反光杯形成的明暗截止线的条形光斑不够清晰的问题。

Description

一种照明组件

技术领域

本实用新型涉及照明领域，具体是涉及一种带有截止线且符合近光法规的的照明组件。

背景技术

摩托车、电动车的近光灯的配光应该使近光具有足够的照明并不眩目。例如。例如对于摩托车近光灯，其光型分布要求需要基于以下几点来确定：

(1)要有足够的路面照度和照射宽度，路面照明的均匀度，保证足够的可见距离；提供路面足够的亮度，光的投射宽度足够大；为驾驶员提供安全性；

(2)对迎面而来的车辆驾驶员的眩光限制；

(3)灯具光束的照射位置和光强性能；

(4)为驾驶员的舒适度提供一定的发散光及前沿光。

因此，为了满足车灯的要求，近光光源必须能够打出明暗截止线。现有的近光光源利用反光杯以及透镜的组合配光使近光LED能够打出明暗截止线，但是其透镜一般为圆形、椭圆或方形平凸透镜，以起到聚光的效果，然后再通过反光杯的反射设计来形成明暗截止线，但是由于反射杯对光线的聚集程度不够好，使得形成的明暗截止线的条形光斑不够清晰，也就是说明暗截止线的效果不够明显。

另外，这种由反光杯来形成明暗截止线的近光灯设计，会使得近光灯整体体积较大，不利于其小型化设计。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种照明组件，以解决现有的近光光源利用反光杯形成的明暗截止线的条形光斑不够清晰的问题。

具体方案如下：

一种照明组件，包括至少一LED光源以及一透镜，所述透镜的外形为大致“D”字形的扁平结构，其包括作为底面的入射面、作为顶面的出射面以及作为相对两外壁的两全反射面，该透镜的光轴A与入射面的交点定义为O，该透镜的焦平面位于靠近入射面的一侧，以交点O作为原点，以光轴A为x轴以及与该光轴A垂直的面形成一xyz三维坐标系；

其中，LED光源设置于透镜的焦平面上，且位于xz面的上方或者下方，两全反射面对称设置于xy面的两侧上，出射面为一往外凸起的曲面，两全反射面与入射面的形成的两条交线和是以交点O为中心的圆锥双曲线，该圆锥双曲线符合下述条件式：

y²/a²+(x-d)²/b²＝1；以及

e＝c/a；

其中，e代表离心率，满足a>b>0，c²＝a²-b²，0<e<1，

还满足25<a<100,5<b<25,d>b>7。

进一步的，所述出射面的曲面由公式：

Z＝p₁₀*x+p₀₁*y+p₂₀*x²+p₁₁*x*y+p₀₂*y²+p₃₀*x³+p₂₁*x²*y+p₁₂*x*y²+p₀₃*y³+p₄₀*x⁴+p₃₁*x³*y+p₂₂*x²*y²+p₁₃*x*y³+p₀₄*y⁴+p₅₀*x⁵+p₄₁*x⁴*y+p₃₂*x³*y²+p₂₃*x²*y³+p₁₄*x*y⁴+p₀₅*y⁵来表示；其中，p的取值范围如下：

p₁₀＝[-1.4550E-02，1.2310E-02]，

p₀₁＝[-8.1220E-03，1.0240E-03]，

p₂₀＝[-1.1870E-02，-6.5230E-03]，

p₁₁＝[-1.1470E-03，5.5810E-04]，

p₀₂＝[-2.8170E-02，-2.7540E-02]，

p₃₀＝[-1.0130E-03，9.9930E-04]，

p₂₁＝[-3.8510E-04，2.7910E-04]，

p₁₂＝[-4.9900E-05，1.7170E-04]，

p₀₃＝[1.0810E-05，9.3250E-05]，

p₄₀＝[-7.3680E-05，4.9730E-05]，

p₃₁＝[-2.4950E-05，1.9080E-05]，

p₂₂＝[-1.5050E-05，5.2570E-07]，

p₁₃＝[5.7630E-08，5.1470E-06]，

p₀₄＝[-8.7150E-05，-8.5320E-05]，

p₅₀＝[-1.9070E-05，1.8080E-05]，

p₄₁＝[-8.4950E-06，5.1100E-06]，

p₃₂＝[-2.1380E-06，2.8450E-06]，

p₂₃＝[-1.2490E-07，1.5390E-06]，

p₁₄＝[-5.7400E-07，-4.2530E-08]，

p₀₅＝[-1.1230E-06，-9.3390E-07]。

进一步的，两所述全反射面的曲面通过入射面上的圆锥双曲线进行拔模得到，拔模角度为自入射面向出射面方向往外倾斜，其中倾斜角度α＝2.5°～15°。

进一步的，所述透镜的最大厚度为位于两全反射面与出射面形成的两条交线之间垂直距离最大处，该透镜的最大厚度为10-50mm。

进一步的，所述透镜的最大厚度为35mm。

进一步的，所述LED光源与透镜入射面之间的垂直距离为1～10mm。

进一步的，所述LED光源与透镜入射面之间的垂直距离为4.2mm。

进一步的，所述透镜的入射面为往出射面方向倾斜设置的斜面，该出射面与yz面之间的倾斜角度β的范围为0°～7°。

本实用新型提供的照明组件与现有技术相比较具有以下优点：本实用新型提供的照明组件通过合理的灯珠排布和经过光学设计的透镜的组合实现可直接实现上半部分成明暗截止线，下半部分为半圆形的光斑，该光斑是符合近光法规的光斑，而且该照明组件结构简单，体积也较小，有利于其应用。

附图说明

图1示出了透镜的立体示意图。

图2示出了透镜的照明组件的侧视图。

图3示出了透镜入射面侧的示意图。

图4示出了LED光源出射的光线在经由透镜作用的光路图。

图5示出了LED光源出射的光线在经由透镜作用的另一光路图。

图6示出了该照明组件形成的一光斑图。

图7示出了透镜另一实施方式的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1-图5所示的，本实施例提供了一种照明组件，该照明组件包括至少一LED光源1以及一透镜2，需明确的是相对于透镜2的体积来说，作为近光光源的LED光源1的体积要远小于透镜2，因此LED光源1可以近似看作为点光源。

该透镜2的外形为大致“D”字形的扁平结构，其包括作为底面的入射面20、作为顶面的出射面21以及作为相对两外壁的两全反射面22，该透镜2可由光学塑料以及光学玻璃材料制成，其折射率在1.1～2.0之间。

该透镜2的光轴A与入射面20的交点定义为O，该透镜2的焦平面B位于靠近入射面20的一侧，且与光轴A的交点定义为P。在本实施例中，为了便于描述，如图2所示的，以交点O作为原点，以光轴A为x轴以及与该光轴A垂直的面形成一xyz三维坐标系。

其中，LED光源1设置于透镜2的焦平面B上，且并非位于焦平面B与光轴A的交点P上，而是位于xz面的上方或者下方。该透镜2的入射面20位于yz面上，两全反射面22对称设置于xy面的两侧上，出射面21为一往外凸起的曲面。

具体的，两全反射面22与入射面20的形成的两条交线200a和200b是以交点O为中心的圆锥双曲线，该圆锥双曲线符合下述条件式：

y²/a²+(x-d)²/b²＝1 (1)

e＝c/a (2)

其中，e代表离心率，满足a>b>0，c²＝a²-b²，0<e<1，

还满足25<a<100,5<b<25,d>b>7。

出射面21的曲面可由曲面拟合公式来表示：

Z＝p₁₀*x+p₀₁*y+p₂₀*x²+p₁₁*x*y+p₀₂*y²+p₃₀*x³+p₂₁*x²*y+p₁₂*x*y²+p₀₃*y³+p₄₀*x⁴+p₃₁*x³*y+p₂₂*x²*y²+p₁₃*x*y³+p₀₄*y⁴+p₅₀*x⁵+p₄₁*x⁴*y+p₃₂*x³*y²+p₂₃*x²*y³+p₁₄*x*y⁴+p₀₅*y⁵。

其中p的取值范围如下表所示：

	优选值	最小值	最大值
				p<sub>10</sub>	-1.1190E-03	-1.4550E-02	1.2310E-02
p<sub>01</sub>	-3.5490E-03	-8.1220E-03	1.0240E-03
				p<sub>20</sub>	-9.1950E-03	-1.1870E-02	-6.5230E-03
p<sub>11</sub>	-2.9460E-04	-1.1470E-03	5.5810E-04
				p<sub>02</sub>	-2.7850E-02	-2.8170E-02	-2.7540E-02
p<sub>30</sub>	-7.0650E-06	-1.0130E-03	9.9930E-04
				p<sub>21</sub>	-5.3010E-05	-3.8510E-04	2.7910E-04
p<sub>12</sub>	6.0910E-05	-4.9900E-05	1.7170E-04
				p<sub>03</sub>	5.2030E-05	1.0810E-05	9.3250E-05
p<sub>40</sub>	-1.1970E-05	-7.3680E-05	4.9730E-05
				p<sub>31</sub>	-2.9360E-06	-2.4950E-05	1.9080E-05
p<sub>22</sub>	-7.2610E-06	-1.5050E-05	5.2570E-07
				p<sub>13</sub>	2.6020E-06	5.7630E-08	5.1470E-06
p<sub>04</sub>	-8.6240E-05	-8.7150E-05	-8.5320E-05
				p<sub>50</sub>	-4.9500E-07	-1.9070E-05	1.8080E-05
p<sub>41</sub>	-1.6920E-06	-8.4950E-06	5.1100E-06
				p<sub>32</sub>	3.5340E-07	-2.1380E-06	2.8450E-06
p<sub>23</sub>	7.0720E-07	-1.2490E-07	1.5390E-06
				p<sub>14</sub>	-3.0820E-07	-5.7400E-07	-4.2530E-08
p<sub>05</sub>	-1.0290E-06	-1.1230E-06	-9.3390E-07

而两全反射面22的曲面是通过入射面20上的圆锥双曲线进行拔模得到,拔模角度为自入射面20向出射面21倾斜，并以固定角度α往外拔模而得，其中，α＝2.5°～15°。

如图4和图5所示的，本实施中的LED光源1出射的光线经由透镜2的处理后形成如图6所示的光斑，该光斑为上半部分成明暗截止线，下半部分为半圆形的光斑，该光斑是符合近光法规的相关规定。

在本实施例中，该透镜2的最大厚度为10-50mm，这里所述的最大厚度位于两全反射面22与出射面21形成的两条交线之间垂直距离最大处，更优选为35mm。

在本实施例中，LED光源1与透镜2之间的垂直距离优选为1～10mm，更优选为4.2mm，由于LED光源1是位于透镜2的焦平面B上的，因此LED光源1与透镜2之间的的距离也是该焦平面B至入射面20的垂直距离。

参考图7，在本实施例中，该透镜2的入射面20为往出射面21方向倾斜设置的斜面，该入射面20与yz面之间的倾斜角度β的范围为0°～7°，倾斜设置的入射面20能够形成具有更明显的明暗截止线的光斑。在此需明确的是，本实施例中所提及的焦平面B和光轴A均是指透镜的入射面20的倾斜角度为0时，即该入射面20与光轴A垂直时的原始焦平面和原始光轴。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种照明组件，包括至少一LED光源以及一透镜，其特征在于：所述透镜的外形为大致“D”字形的扁平结构，其包括作为底面的入射面、作为顶面的出射面以及作为相对两外壁的两全反射面，该透镜的光轴A与入射面的交点定义为O，该透镜的焦平面位于靠近入射面的一侧，以交点O作为原点，以光轴A为x轴以及与该光轴A垂直的面形成一xyz三维坐标系；

y²/a²+(x-d)²/b²＝1；以及

e＝c/a；

其中，e代表离心率，满足a>b>0，c²＝a²-b²，0<e<1，

还满足25<a<100,5<b<25,d>b>7。

2.根据权利要求1所述的照明组件，其特征在于：所述出射面的曲面由方程式：

p₁₀＝[-1.4550E-02，1.2310E-02]，

p₀₁＝[-8.1220E-03，1.0240E-03]，

p₂₀＝[-1.1870E-02，-6.5230E-03]，

p₁₁＝[-1.1470E-03，5.5810E-04]，

p₀₂＝[-2.8170E-02，-2.7540E-02]，

p₃₀＝[-1.0130E-03，9.9930E-04]，

p₂₁＝[-3.8510E-04，2.7910E-04]，

p₁₂＝[-4.9900E-05，1.7170E-04]，

p₀₃＝[1.0810E-05，9.3250E-05]，

p₄₀＝[-7.3680E-05，4.9730E-05]，

p₃₁＝[-2.4950E-05，1.9080E-05]，

p₂₂＝[-1.5050E-05，5.2570E-07]，

p₁₃＝[5.7630E-08，5.1470E-06]，

p₀₄＝[-8.7150E-05，-8.5320E-05]，

p₅₀＝[-1.9070E-05，1.8080E-05]，

p₄₁＝[-8.4950E-06，5.1100E-06]，

p₃₂＝[-2.1380E-06，2.8450E-06]，

p₂₃＝[-1.2490E-07，1.5390E-06]，

p₁₄＝[-5.7400E-07，-4.2530E-08]，

p₀₅＝[-1.1230E-06，-9.3390E-07]。

3.根据权利要求1所述的照明组件，其特征在于：两所述全反射面的曲面通过入射面上的圆锥双曲线进行拔模得到，拔模角度为自入射面向出射面方向往外倾斜，其中倾斜角度α＝2.5°～15°。

4.根据权利要求1所述的照明组件，其特征在于：所述透镜的最大厚度为位于两全反射面与出射面形成的两条交线之间垂直距离最大处，该透镜的最大厚度为10-50mm。

5.根据权利要求4所述的照明组件，其特征在于：所述透镜的最大厚度为35mm。

6.根据权利要求1所述的照明组件，其特征在于：所述LED光源与透镜入射面之间的垂直距离为1～10mm。

7.根据权利要求6所述的照明组件，其特征在于：所述LED光源与透镜入射面之间的垂直距离为4.2mm。

8.根据权利要求1所述的照明组件，其特征在于：所述透镜的入射面为往出射面方向倾斜设置的斜面，该出射面与yz面之间的倾斜角度β的范围为0°～7°。