CN213599293U - 一种车灯透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车灯透镜，包括第一光源组、第二光源组、遮光板和透镜，其中包括第二LED光源和与所述第二LED光源对应的光路转折件，所述光路转折件包括球面反光杯和透明光学组件，所述第二LED光源的发光面中心位于所述球面反光杯的球心，所述透明光学组件至少包括入射面、第一反射面、第二反射面和出射面，所述入射面和球面反光杯围设于第二LED光源的发光面外周，将第二LED光源置于该凹槽结构和球面反光杯之间，使其出光面出射的光线全部投射到入射面和球面反光杯上进行收集利用，实现光线利用效率最大化，且投射到球面反光杯上的光线会原路返回到第二LED光源的发光面上再次激发后出射，提高了发光面的亮度和照明光斑的亮度。

Description

一种车灯透镜

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体涉及一种车灯透镜。

背景技术

现有的LED远近光一体化汽车前照大灯结构如图1所示，包括近光LED光源模组1、远光LED光源模组2和透镜4。近光LED光源模组1和远光LED光源模组2设置在同一个散热基板的上下两侧，且近光LED光源模组1和远光LED光源模组2在散热基板两侧的位置基本重合或非常靠近，因此两LED光源的散热面彼此平行，且贴在同一个散热基板上，因此两LED的散热基板重合，严重影响了系统的散热效果。此外，为了提高光收集效率，远近光LED光源模组在垂直方向的间距不能太大，从而导致远近光LED光源模组之间的散热基板的厚度受到限制，这也影响了前照灯的散热效果，最终将会导致车灯温度升高，降低其使用寿命。此外，由于LED光源存在一定的厚度(通常为1-2mm)，且中间还要留出空间给散热基板，因此，两个光源模组的发光面之间必然存在着较大的间距(通常为5-7mm)，导致系统体积大。此外，由于两个光源模组的发光面之间间距较大，导致透镜4中间区域没有光线或光线较少，形成的照明光斑亮度不均匀，降低了光能利用率和照明效果。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供了一种有效提高散热效率和光线利用率的车灯透镜。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种车灯透镜，包括：

第一光源组，其包括第一LED光源和与所述第一LED光源对应的第一反光杯，所述第一LED光源发出的光线经过所述第一反光杯反射后出射；

第二光源组，其包括第二LED光源和与所述第二LED光源对应的光路转折件，所述光路转折件包括球面反光杯和透明光学组件，所述第二LED光源的发光面中心位于所述球面反光杯的球心，所述透明光学组件至少包括入射面、第一反射面、第二反射面和出射面，所述入射面和球面反光杯围设于第二LED光源的发光面外周；

沿光路依次位于所述第二光源组后方的遮光片和透镜，所述遮光片的位置与透镜的焦点对应；

所述第二LED光源出射的光线其中一部分投射到球面反光杯上，并原路反射回去，再次出射，另一部分光线依次经过所述入射面、第一反射面、第二反射面和出射面之后或依次经过所述入射面、第二反射面和出射面之后，汇聚到所述遮光片处，然后经过所述透镜准直后出射。

进一步的，所述透明光学组件包括由多个曲面和平面围成的透明多面体。

进一步的，所述透明光学组件包括透明多面体和棱镜，所述透明多面体包括入射面和第一反射面，所述棱镜包括第二反射面和出射面。

进一步的，所述球面反光杯对应的球心角为45-90度。

进一步的，所述入射面为由多段线旋转而成的旋转曲面，所述多段线包括依次连接的曲线和直线。

进一步的，所述出射面为平面。

进一步的，所述第一反射面和第二反射面均为全内反射面。

进一步的，所述球面反光杯的内壁为镜面反射面。

进一步的，还包括与第一LED光源对应的第一散热通道和与第二LED光源对应的第二散热通道。

进一步的，还包括位于第一光源组前方的第三光源组，包括第三光源，所述透镜包括第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域的焦点不同，所述第一光源组和第二光源组出射的光线投射到所述第一区域，所述第三光源组出射的光线投射到所述第二区域后出射。

本实用新型提供的车灯透镜，包括第一光源组、第二光源组、遮光板和透镜，其中包括第二LED光源和与所述第二LED光源对应的光路转折件，所述光路转折件包括球面反光杯和透明光学组件，所述第二LED光源的发光面中心位于所述球面反光杯的球心，所述透明光学组件至少包括入射面、第一反射面、第二反射面和出射面，所述入射面和球面反光杯围设于第二LED光源的发光面外周，将第二LED光源置于该凹槽结构和球面反光杯之间，使其出光面出射的光线全部投射到入射面和球面反光杯上进行收集利用，实现光线利用效率最大化，且投射到球面反光杯上的光线会原路返回到第二LED光源的发光面上再次激发后出射，提高了发光面的亮度和照明光斑的亮度。

附图说明

图1是现有技术中LED远近光一体化汽车前照大灯的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中车灯透镜一具体光学原理示意图；

图3是本实用新型实施例1第二光源组出射的光线在透镜上形成的光斑示意图；

图4是本实用新型实施例2中透明光学组件一具体结构示意图；

图5是本实用新型实施例2中球面反光杯和透明光学组件一具体组装结构示意图；

图6是本实用新型实施例3中车灯透镜一具体光学原理示意图。

图1中所示：1、近光LED光源模组；2、远光LED光源模组；4、透镜；

图2-6中所示：10、第一光源组；110、第一LED光源；120、第一反光杯；20、第二光源组；210、第二LED光源；220、球面反光杯；230、透明光学组件；231、入射面；232、第一反射面；233、第二反射面；234、出射面；235、透明多面体；236、棱镜；30、遮光片；40、透镜；410、第一区域；420、第二区域；510、第三光源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图2所示，本实用新型提供了一种车灯透镜，包括第一光源组10、第二光源组20、遮光片30和透镜40。

其中，第一光源组10包括第一LED光源110和与所述第一LED光源110对应的第一反光杯120，所述第一LED光源110发出的光线经过所述第一反光杯120反射后按指定方向出射。其中第一LED光源110可以设有多个，位置与第一反光杯120的焦点对应，第一LED光源110出射的光线经所述第一反光杯120反射后出射。

第二光源组20包括第二LED光源210和与所述第二LED光源210对应的光路转折件，所述光路转折件包括球面反光杯220和透明光学组件230，所述第二LED光源210的发光面中心位于所述球面反光杯220的球心，所述透明光学组件230至少包括入射面231、第一反射面232、第二反射面233和出射面234，所述入射面231和球面反光杯220围设于第二LED光源210的发光面外周。如图3-4所示，其中入射面231呈凹槽状，所述入射面231和球面反光杯220围设于第二LED光源210的出光面外周，球面反光杯220和透明光学组件230可以粘接在一起或采用固定件固定在一起，尽量避免两者之间产生缝隙，将第二LED光源210置于该凹槽结构和球面反光杯220之间，使其出光面出射的光线全部投射到入射面231和球面反光杯220上进行收集利用，实现光线利用效率最大化，且投射到球面反光杯220上的光线会原路返回到第二LED光源210的发光面上再次激发后出射，提高了发光面的亮度和照明光斑的亮度。

本实施例中，该透明光学组件230包括由多个曲面和平面围成的透明多面体，该透明多面体包括入射面231、第一反射面232、第二反射面233和出射面234，第二LED光源210发出的部分光线从该第一反射面232进入透明多面体后，依次通过第一反射面232、第二反射面233和出射面234之后出射或依次通过第二反射面233和出射面234之后出射。

该车灯透镜还包括沿光路依次位于所述第二光源组20后方的遮光片30和透镜40，所述遮光片30的位置与透镜40的焦点对应，所述第二LED光源210出射的光线其中一部分投射到球面反光杯220上，球面反光杯220的内壁是具有高反射率的镜面反射面，反射率大于>95％，经球面反光杯220反射后的光线沿原路反射回到第二LED光源210的发光面，由于第二LED光源210包括LED芯片和荧光粉片，从球面反光杯220反射回来的光线经过荧光粉片再次激发后出射，其中一部分投射到球面反光杯220上，重复上述过程，另一部分投射到透明光学组件230上转折光路后出射，如此可提高第二LED光源210的发光面的亮度和车灯透镜的照明亮度。所述球面反光杯对应的球心角θ为45-90°，图2中，球心角θ为90°，即球面反光杯220为四分之一球面，如图3所示，如此，所述第二LED光源210出射的光线通过该的球面反光杯220和透明多面体之后投射到透镜40的上半部分，其光型与透镜40的上半部分吻合，可以最大限度利用透镜40的空间。当然θ也可以是60°或其他角度，此处不做限定。

第二LED光源210发出的另一部分光线依次经过所述入射面231、第一反射面232、第二反射面233和出射面234之后或依次经过所述入射面231、第二反射面233和出射面234之后，汇聚到所述遮光片30处，然后经过所述透镜40准直后出射。

如图2所示，本实施例中，入射面231为由多段线旋转而成的旋转曲面，所述多段线包括依次连接的曲线和直线，所述第二LED光源210投射到透明多面体上的光线分别投射到该曲线旋转而成的曲面和由直线旋转而成的曲面上，分别为S1光束和S2光束，其中S1光束经过入射面231后直接投射到第二反射面233上，S2光束经过入射面231后投射到第一反射面232上，经第一反射面232反射后投射到第二反射面233上与S1光束一起经第二反射面233反射后经出射面234出射并汇聚至透镜40的焦点附近，本实施例中，第一反射面232和第二反射面233均为全内反射面，可以将入射的光线全部反射出去，避免光线损失，当然也可以在第一反射面232和第二反射面233外侧涂设高反射率的反射层，从而将入射的光线反射出去。本实施例中，第一反射面232为曲面反射面，第二反射面233为平面反射面。优选的，所述出射面234为平面，为了便于描述，建立xyz空间坐标系，其中z轴沿着透镜40的光轴方向，yz平面为整个光学系统的对称面，则本实施例中，多段线绕y轴旋转180°形成入射面231，而出射面234与xy平面的夹角小于15°，优选为10°-15°。

此外，该车灯透镜还包括与第一LED光源110对应的第一散热通道和与第二LED光源210对应的第二散热通道，分别对第一LED光源110和第二LED光源210进行单独散热，从而使热量分散，提高散热效果。

实施例2

如图4-5所示，与实施例1不同的是，所述透明光学组件230包括透明多面体235和棱镜236，该透明多面体235与棱镜236粘接在一起，保证对应的平面相互贴合，避免两者之间产生缝隙，造成光线损失。所述透明多面体235包括入射面231和第一反射面232，所述棱镜236包括第二反射面233和出射面234。本实施例中，透明多面体235为顶部具有凹槽结构的半圆台形状，本实施例中设定半径较小的一个面为顶部，半径较大的一个面为底部，当然透明多面体235可以根据球面反光杯220进行调整，若球面反光杯220对应的球心角为60度，则该透明多面体235则是2/3圆台，若球面反光杯220对应的球心角为45度，则该透明多面体235则是3/4圆台，以保证球面反光杯220和该透明多面体235紧密配合，棱镜236由多个平面围成，且其中一个平面与该透明多面体235的底部平面对应。凹槽结构即入射面231，光线进入该入射面231之后一部分投射到第一反射面232，经第一反射面232反射后进入棱镜236中的第二反射面233，经第二反射面233反射后的光线从出射面234出射。

实施例3

如图6所示，与实施例1不同的是，该车灯透镜还包括位于第一光源组10后方的第三光源组，包括第三光源510，所述透镜40包括第一区域410和第二区域420，所述第一区域410和第二区域420的焦点不同，所述第一光源组10和第二光源组20出射的光线投射到所述第一区域410，所述第三光源组出射的光线投射到所述第二区域420后出射。第二区域420和第一区域410分别位于透镜40的上下两侧，且分别包括一个小透镜，分别为第一透镜和第二透镜，第一透镜的焦点为第一焦点，第二透镜的焦点为第二焦点，所述第一光源组10和第二光源组20出射的光线投射到所述透镜40的第一区域410，所述第三光源组出射的光线投射到所述透镜40的第二区域420准直后出射。第三光源组用于对第一光源组10和或第二光源组20进行补光，提高照明光斑的亮度。当然第三光源组的出射光颜色也可以和第一光源组10和第二光源组20的颜色不同，如第三光源组的出射光可以是黄色，在雨雾天使用可以提高照明光斑的穿透力，提高照明效果。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车灯透镜，其特征在于，包括：

第一光源组，其包括第一LED光源和与所述第一LED光源对应的第一反光杯，所述第一LED光源发出的光线经过所述第一反光杯反射后出射；

第二光源组，其包括第二LED光源和与所述第二LED光源对应的光路转折件，所述光路转折件包括球面反光杯和透明光学组件，所述第二LED光源的发光面中心位于所述球面反光杯的球心，所述透明光学组件至少包括入射面、第一反射面、第二反射面和出射面，所述入射面和球面反光杯围设于第二LED光源的发光面外周；

沿光路依次位于所述第二光源组后方的遮光片和透镜，所述遮光片的位置与透镜的焦点对应；

所述第二LED光源出射的光线其中一部分投射到球面反光杯上，并原路反射回去，再次出射，另一部分光线依次经过所述入射面、第一反射面、第二反射面和出射面之后或依次经过所述入射面、第二反射面和出射面之后，汇聚到所述遮光片处，然后经过所述透镜准直后出射。

2.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，所述透明光学组件包括由多个曲面和平面围成的透明多面体。

3.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，所述透明光学组件包括透明多面体和棱镜，所述透明多面体包括入射面和第一反射面，所述棱镜包括第二反射面和出射面。

4.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，所述球面反光杯对应的球心角为45-90度。

5.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，所述入射面为由多段线旋转而成的旋转曲面，所述多段线包括依次连接的曲线和直线。

6.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，所述出射面为平面。

7.根据权利要求2所述的车灯透镜，其特征在于，所述第一反射面和第二反射面均为全内反射面。

8.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，所述球面反光杯的内壁为镜面反射面。

9.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，还包括与第一LED光源对应的第一散热通道和与第二LED光源对应的第二散热通道。

10.根据权利要求1所述的车灯透镜，其特征在于，还包括位于第一光源组前方的第三光源组，包括第三光源，所述透镜包括第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域的焦点不同，所述第一光源组和第二光源组出射的光线投射到所述第一区域，所述第三光源组出射的光线投射到所述第二区域后出射。

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