CN212841370U - 光学透镜及透镜装置 - Google Patents

Abstract

一种光学透镜及透镜装置。所述光学透镜适用于搭配光源，并包含后透镜面、前透镜面、底透镜面，以及顶透镜面。所述后透镜面包括由后往前凹的入光面部。所述前透镜面包括往前凸的第一出光面部，以及由所述第一出光面部往下延伸的第二出光面部。所述第一出光面部供所述光源往前投射的光线射出以形成第一光形。所述底透镜面能反射所述光源往斜下方投射的光线使其自所述第二出光面部射出，以形成重叠所述第一光形的第二光形。所述顶透镜面能反射所述光源往斜上方投射的光线使其自所述第一出光面部射出，以形成重叠所述第一光形与所述第二光形的第三光形。本实用新型具有提高出射光的光通量的效果。

Description

光学透镜及透镜装置

技术领域

本实用新型涉及一种光学元件，特别是涉及一种用来与其他元件相配合构成车灯的光学透镜及透镜装置。

背景技术

参阅图1至3，一种现有的光学透镜，适用于将一光源11所产生的光线往前投射。所述光源11所产生的光线能区分为实质上沿着一光轴方向D11往前投射的前进光线111、朝前并偏离所述光轴方向D11地往斜上方投射的斜上光线112，以及朝前并偏离所述光轴方向D11往斜下方投射的斜下光线113。

所述光学透镜包括一个位于后方且上下延伸的后透镜面12、一个间隔地位于所述后透镜面12前方且往前凸的前透镜面13，以及前后延伸并连接于所述后透镜面12与所述前透镜面13间的一顶透镜面14、一底透镜面15与两个侧透镜面16。所述后透镜面12包括一由后往前凹的入光面部121。

参阅图3、4，所述光源11所产生的光，虽然有一部分的光，即前进光线111，是如图3所示地往前投射并经所述前透镜面13射出而产生如图4所示的光形L11，但有一部分光，即部分的斜上光线112与斜下光线113，是如图3光路α所示地自所述顶透镜面14或所述底透镜面15折射出去而外耗，也有一部分，即另外一部分的斜上光线112与斜下光线113，是如图3光路β所示地于所述光学透镜中全反射而内耗，还有一部分的光，即剩下的斜上光线112与斜下光线113，虽然也如图3光路γ所示地自所述前透镜面13射出，但由于过度外扩发散而投射至光学无效区域，同样也无法对图4的光形L11产生贡献。

也就是说，此种光学透镜的光线有很大一部分外耗、内耗或投射至光学无效区域，故以所述光源11的光通量为284流明计，经所述光学透镜作用后，有效光通量仅剩余104流明，有待进一步改善。

发明内容

本实用新型的其中一目的在于：提供一种能够克服背景技术的至少一个缺点的光学透镜。

本实用新型光学透镜，适用于搭配光源，所述光源能产生往前投射的前进光线，以及朝前分别往斜上方及斜下方投射的斜上光线与斜下光线，所述光学透镜包括前后间隔的前透镜面与后透镜面，以及下上间隔的底透镜面与顶透镜面，所述后透镜面包括由后往前凹的入光面部，所述前透镜面包括往前凸的第一出光面部，以及由所述第一出光面部往下延伸的第二出光面部，所述第一出光面部供所述前进光线射出以形成第一光形，所述底透镜面前后延伸连接于所述前透镜面与所述后透镜面间，并能反射所述斜下光线使所述斜下光线自所述第二出光面部射出，以形成重叠所述第一光形的第二光形，所述顶透镜面前后延伸连接于所述前透镜面与所述后透镜面间，并能反射所述斜上光线使所述斜上光线自所述第一出光面部射出，以形成重叠所述第一光形与所述第二光形的第三光形。

本实用新型所述的光学透镜，所述顶透镜面包括由所述后透镜面顶端往前朝上延伸的顶反射面部，以及由所述顶反射面部前端往前延伸并连接所述前透镜面的顶连接面部，所述顶反射面部能反射所述斜上光线使所述斜上光线形成所述第三光形，所述底透镜面包括由所述后透镜面底端往前朝下延伸的底反射面部，以及由所述底反射面部前端往前延伸并连接所述前透镜面的底连接面部，所述底反射面部能反射所述斜下光线使所述斜下光线形成所述第二光形。

本实用新型所述的光学透镜，所述顶反射面部包括宽度由后往前扩大的扩张面段，以及等宽并连接于所述顶连接面部及所述扩张面段间的等宽面段。

本实用新型所述的光学透镜，所述顶连接面部包括连接所述前透镜面顶端且前后水平延伸的顶水平面段，以及由所述顶水平面段后端往下延伸连接所述顶反射面部的等宽面段的顶垂直面段。

本实用新型所述的光学透镜，所述底连接面部前后水平延伸，所述底反射面部为抛物面的一部分。

本实用新型所述的光学透镜，所述光学透镜对应所述底反射面部及所述顶反射面部的外侧部位经漫射粗化处理。

本实用新型所述的光学透镜，所述后透镜面包括上下延伸且宽度由所述入光面部往下扩张的扩张面部。

本实用新型所述的光学透镜，所述后透镜面还包括两个左右间隔且弧弯的弧弯面部，以及两个连接所述弧弯面部、所述入光面部及所述扩张面部间的侧面部，每一弧弯面部凹侧朝后地弧弯，每一侧面部连接于各自的弧弯面部、所述入光面部及所述扩张面部间。

本实用新型的功效在于：通过所述顶透镜面及所述底透镜面使所述光源的斜上光线及斜下光线分别往所述第一出光面部及所述第二出光面部射出，从而提高了出射光的光通量，解决现有光通量较低的问题。

本实用新型的另外一目的在于：提供一种能够克服背景技术的至少一个缺点的透镜装置。

本实用新型透镜装置，适用于搭配多个光源，并包含多个如前所述的光学透镜，所述光学透镜左右并排一体连接，且每一光学透镜适用于搭配对应的所述光源。

本实用新型的功效在于：所述透镜装置包含所述光学透镜，因此同样具有提高出射光的光通量的效果，而能解决现有光通量较低的问题。

附图说明

本实用新型其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一个立体图，说明一个现有的光学透镜；

图2是一个立体图，从另外一个角度说明所述现有的光学透镜；

图3是一个剖视图，沿前后方向剖切，说明所述现有的光学透镜搭配一光源；

图4是一个光形图，说明所述现有的光学透镜搭配所述光源所能投射出的光形；

图5是一个立体图，说明本实用新型光学透镜及透镜装置的一个第一实施例搭配一光源；

图6是一个立体图，从另外一个角度说明所述第一实施例；

图7是一个剖视图，沿前后方向剖切，并说明所述第一实施例与所述光源所产生的前进光线的关系；

图8是一个剖视图，类似于图7，说明所述实施例与所述光源所产生的斜上光线与斜下光线的关系；

图9是一个后视图，说明所述第一实施例；

图10是一个俯视图，说明所述第一实施例；

图11是一个仰视图，说明所述第一实施例；

图12是一个光形图，说明所述第一实施例搭配所述光源所能投射出的一第一光形；

图13是一个光形图，说明所述第一实施例搭配所述光源所能投射出的一第二光形；

图14是一个光形图，说明所述第一实施例搭配所述光源所能投射出的一第三光形；

图15是一个光形图，说明所述第一实施例搭配所述光源所能投射出的一个整体光形；

图16是一个立体图，说明本实用新型光学透镜及透镜装置的一个第二实施例搭配多个所述的光源；

图17是一个立体图，从另外一个角度说明所述第二实施例；及

图18是一个光形图，说明所述第二实施例搭配所述光源所能投射出的一个综合光形。

具体实施方式

在以下的说明内容中，类似或相同的元件将以相同的编号来表示。

参阅图5～7，本实用新型光学透镜及透镜装置的一个第一实施例为一光学透镜1。所述光学透镜1包含前后间隔的一前透镜面2与一后透镜面3、前后延伸连接于所述前透镜面2及所述后透镜面3间的一顶透镜面4与一底透镜面5，以及两个左右间隔并连接于所述前透镜面2、所述后透镜面3、所述顶透镜面4及所述底透镜面5间的侧透镜面6。

所述前透镜面2包括一个往前凸的第一出光面部21，以及一个由所述第一出光面部21往下直立延伸的第二出光面部22。

所述第一出光面部21概为柱状面的一部分，具体来说是概为轴向左右延伸的圆柱面的一部分，且顶端连接所述顶透镜面4。所述第二出光面部22连接于所述第一出光面部21底缘与所述底透镜面5前缘间，且左右长向延伸。

所述后透镜面3的具体结构已呈现于图5至7中，其详细结构可进一步参考图9的后视图及图10的俯视图。

所述后透镜面3包括一个位于顶端且由后往前凹的入光面部31、一个上下直立延伸且宽度由所述入光面部31往下扩张而概呈梯形的扩张面部32(见图9)、一个位于最底侧且左右长向延伸且由图9的后视图看来概呈长方条状的延伸面部33、两个左右间隔且弧弯延伸的弧弯面部34，以及两个连接所述弧弯面部34与所述入光面部31及所述扩张面部32的侧面部35。

每一弧弯面部34位于所述入光面部31及所述扩张面部32左右两相反侧的其中一侧，且是凹侧朝后地弧弯。每一侧面部35连接于各自的一个弧弯面部34与所述入光面部31及所述扩张面部32间，且看起来概呈扇形。所述侧面部35能相配合有效利用左右扩散的光线，并控制光线左右扩散的幅度。

所述顶透镜面4前后延伸连接于所述前透镜面2与所述后透镜面3间，并包括一个由所述后透镜面3的入光面部31顶端往前朝上略微弯曲延伸的顶反射面部41，以及一个由所述顶反射面部41前端往前延伸并连接所述前透镜面2的顶连接面部42。

所述光学透镜1对应所述顶反射面部41的外侧部位经漫射粗化处理。所述顶反射面部41包括一个宽度由后往前逐渐扩大的扩张面段411(见图10)，以及一个左右等宽且前端连接所述顶连接面部42并以后端连接所述扩张面段411的等宽面段412。所述等宽面段412从图10的俯视图看来概呈长方形。

所述顶连接面部42包括一个连接所述前透镜面2的第一出光面部21顶端且前后水平延伸的顶水平面段421，以及一个由所述顶水平面段421后端往下直立延伸连接所述顶反射面部41的等宽面段412前端的顶垂直面段422。

所述底透镜面5的具体结构已呈现于图5至7中，详细结构可进一步参考图11的仰视图。

所述底透镜面5前后延伸连接于所述前透镜面2与所述后透镜面3间，并包括一个由所述后透镜面3的延伸面部33底端往前朝下略微弯曲延伸的底反射面部51，以及一个连接所述底反射面部51前端且前后水平延伸并连接所述前透镜面2的第二出光面部22底端的底连接面部52。所述底反射面部51为一以LED晶片为焦点的抛物面的一部分。所述光学透镜1对应所述底反射面部51的外侧部位经漫射粗化处理。

所述侧透镜面6为前后延伸的直立面，外缘轮廓由所述前透镜面2、所述后透镜面3、所述底透镜面5及所述顶透镜面4相配合围绕界定而成，且从图6能看到，于图6中显露出来的所述侧透镜面6，随着所述前透镜面2的延伸，概呈P形。

参阅图7、8及图12，本第一实施例适用于搭配一光源7使用。所述光源7的光通量为284流明，且能产生沿着一光轴方向D21实质上往前投射的前进光线71，以及朝前分别往斜下方及斜上方投射的斜下光线73与斜上光线72。

所述前进光线71是指行进方向与所述光轴方向D21平行或偏离角度A1在0.57度以内的光线，所述斜下光线73与所述斜上光线72是指行进方向分别朝斜下方及朝斜上方，且偏离所述光轴方向D21的偏离角度A1超过1度的光线。

所述前进光线71自所述后透镜面3的入光面部31入射后，将沿着第一光路x行进，然后自所述前透镜面2的第一出光面部21射出，且约略沿着所述光轴方向D21往前行进，而形成一个如图12所示的第一光形L21。所述第一光形L21的照明区域沿上下方向约坐落在0～-30度间，沿左右方向约坐落在约±35度间。

所述第一光形L21上宽下窄，并分为主要亮区的上半部及相对较暗的下半部。所述第一光形L21的上半部呈左右延伸的带状光形，而下半部则概呈长方形。

参阅图7、8及图13，所述斜下光线73自所述入光面部31入射后，将沿着第二光路y行进，在被所述底透镜面5的底反射面部51反射后往前且略往下行进，并自所述前透镜面2的第二出光面部22射出，且约略沿着所述光轴方向D21往前行进，但自所述第二出光面部22射出后，相较于自所述第一出光面部21射出的所述前进光线71来说，更往下偏一点，但进一步偏离光轴方向D21幅度约在2～3度以内，并形成一个如图13所示且位置与所述第一光形L21重叠的第二光形L22。所述第二光形L22的主要照明区概呈带状，且沿上下方向约坐落在0～-10度间，且沿左右方向约坐落在±35度间。

参阅图7、8及图14，所述的斜上光线72自所述入光面部31入射后，将沿着第三光路z行进，在被所述顶透镜面4的顶反射面部41反射后往前且略往下行进，并自所述前透镜面2的第一出光面部21射出，射出后的光线往下偏离所述光轴方向D21约N度，N为5～30间的整数，而形成一个如图14所示且重叠覆盖所述第一光形L21与所述第二光形L22的第三光形L23。所述第三光形L23的照明区域，沿上下方向约坐落在0～-30度间，且沿左右方向约坐落在±40度间，主要照明区域呈左右延伸的带状，并沿上下方向坐落在约-5度～-20度间，并沿左右方向坐落在±30度间。

其中，所述前进光线71的有效光通量为87.4流明、所述斜下光线73的有效光通量为20.9流明、所述斜上光线72的有效光通量为58.3流明。本第一实施例运作时所产生的一整体光形L24是如图15所示。所述整体光形L24是由所述前进光线71、所述斜上光线72及所述斜下光线73共同作用而成，也就是由所述第一光形L21、所述第二光形L22及所述第三光形L23相互叠加而成。所述光源7形成所述整体光形L24的有效光通量为156流明。

以现有技术与本第一实施例的光源7同为284流明为比较基准，本第一实施例的光通量提高效率约为(156-104)÷104×100％＝50％，也就是原先的1.5倍，效果非常显著。

参阅图16至18，本实用新型光学透镜及透镜装置的一个第二实施例为一透镜装置，适用于搭配多个所述的光源7，并包含多个如前所述的光学透镜1。所述光学透镜1是左右并排地一体连接在一起，且每一光学透镜1的入光面部31位于对应的一个光源7的前方。本第二实施例的所述透镜装置所能投射出的综合光形L25如图18所示，也就是由所述光学透镜1所相配合投射出光形为所述综合光形L25。从图18能看到，所述综合光形L25概呈以0度中心点为圆心，往下朝外扩散的半同心圆状。由于本第二实施例包含有所述光学透镜1，因此本第二实施例同样具有提高出射光的光通量的效果。

综上所述，本实用新型光学透镜及透镜装置的功效在于：能提高出射光的光通量，并解决现有光通量较低的问题。

以上所述者，仅为本实用新型的具体实施方式而已，不能以此限定本实用新型的实施范围，凡依本实用新型权利要求书及说明书的记载内容所作的等效变化态样，也应被本实用新型所涵盖。

Claims (9)

1.一种光学透镜，适用于搭配光源，所述光源能产生往前投射的前进光线，以及朝前分别往斜上方及斜下方投射的斜上光线与斜下光线，所述光学透镜包括前后间隔的前透镜面与后透镜面，以及下上间隔的底透镜面与顶透镜面，所述后透镜面包括由后往前凹的入光面部，其特征在于：所述前透镜面包括往前凸的第一出光面部，以及由所述第一出光面部往下延伸的第二出光面部，所述第一出光面部供所述前进光线射出以形成第一光形，所述底透镜面前后延伸连接于所述前透镜面与所述后透镜面间，并能反射所述斜下光线使所述斜下光线自所述第二出光面部射出，以形成重叠所述第一光形的第二光形，所述顶透镜面前后延伸连接于所述前透镜面与所述后透镜面间，并能反射所述斜上光线使所述斜上光线自所述第一出光面部射出，以形成重叠所述第一光形与所述第二光形的第三光形。

2.根据权利要求1所述的光学透镜，其特征在于：所述顶透镜面包括由所述后透镜面顶端往前朝上延伸的顶反射面部，以及由所述顶反射面部前端往前延伸并连接所述前透镜面的顶连接面部，所述顶反射面部能反射所述斜上光线使所述斜上光线形成所述第三光形，所述底透镜面包括由所述后透镜面底端往前朝下延伸的底反射面部，以及由所述底反射面部前端往前延伸并连接所述前透镜面的底连接面部，所述底反射面部能反射所述斜下光线使所述斜下光线形成所述第二光形。

3.根据权利要求2所述的光学透镜，其特征在于：所述顶反射面部包括宽度由后往前扩大的扩张面段，以及等宽并连接于所述顶连接面部及所述扩张面段间的等宽面段。

4.根据权利要求3所述的光学透镜，其特征在于：所述顶连接面部包括连接所述前透镜面顶端且前后水平延伸的顶水平面段，以及由所述顶水平面段后端往下延伸连接所述顶反射面部的等宽面段的顶垂直面段。

5.根据权利要求2所述的光学透镜，其特征在于：所述底连接面部前后水平延伸，所述底反射面部为抛物面的一部分。

6.根据权利要求2所述的光学透镜，其特征在于：所述光学透镜对应所述底反射面部及所述顶反射面部的外侧部位经漫射粗化处理。

7.根据权利要求2所述的光学透镜，其特征在于：所述后透镜面包括上下延伸且宽度由所述入光面部往下扩张的扩张面部。

8.根据权利要求7所述的光学透镜，其特征在于：所述后透镜面还包括两个左右间隔且弧弯的弧弯面部，以及两个连接所述弧弯面部、所述入光面部及所述扩张面部间的侧面部，每一弧弯面部凹侧朝后地弧弯，每一侧面部连接于各自的弧弯面部、所述入光面部及所述扩张面部间。

9.一种透镜装置，适用于搭配多个光源，其特征在于：所述透镜装置包含多个如权利要求1～8中任一项所述的光学透镜，所述光学透镜左右并排一体连接，且每一光学透镜适用于搭配对应的所述光源。

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