DE102023102353A1 - Total internal reflection based car lamp lens and car lamp device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart eine auf Totalreflexion basierende Autolampenlinse und eine Autolampenvorrichtung, wobei die Autolampenlinse ein lichtdichtes Medium ist und einen Abschnitt für einfallendes Licht, einen Kollimationsabschnitt und einen Totalreflexionsabschnitt, die von oben nach unten nacheinander angeordnet sind, sowie einen auf einer horizontalen Seite des Totalreflexionsabschnitts angeordneten Abschnitt für abgehendes Licht umfasst; wobei der Totalreflexionsabschnitt eine geneigte optische Fläche ist, wobei der Kollimationsabschnitt das einfallende Licht konvergiert und mit einem bestimmten Winkel auf die optische Fläche strahlt, und wobei das einfallende Licht mit einem Einfallswinkel, der größer als der kritische Totalreflexionswinkel der optischen Fläche ist, auf den Abschnitt für abgehendes Licht auf einer horizontalen Seite reflektiert wird und einen hellen Bereich bildet; und wobei das einfallende Licht mit einem Einfallswinkel, der kleiner als der kritische Totalreflexionswinkel der optischen Fläche ist, auf das lichtarme Medium gebrochen wird und nicht reflektiert werden kann und einen dunklen Bereich bildet, um Beleuchtungslichtflecke mit einer klaren Hell-Dunkel-Abschneidelinie zu erhalten. Bei der vorliegenden Anmeldung wird auf geschickte Weise durch den kritischen Totalreflexionswinkel das in den hellen Bereich geworfene Licht reflektiert und das in den dunklen Bereich geworfene Licht gebrochen, wodurch eine klare Hell-Dunkel-Abschneidelinie erhalten wird; gleichzeitig liegen die Richtung der Lichtquelle und die Richtung des emittierten Lichts nicht in einer geraden Linie, sondern sie werden in einem großen Winkel gedreht und in dem Raum versetzt, wodurch die Dicke der Lampe erheblich reduziert wird.The present invention discloses a total reflection-based automobile lamp lens and an automobile lamp device, wherein the automobile lamp lens is a light-tight medium and includes an incident light portion, a collimation portion, and a total reflection portion arranged sequentially from top to bottom, and one on a horizontal side of the total reflection portion arranged outgoing light section; wherein the total reflection section is an inclined optical surface, the collimation section converges the incident light and radiates it onto the optical surface at a certain angle, and the incident light shines onto the section at an angle of incidence greater than the critical total reflection angle of the optical surface for outgoing light is reflected on a horizontal side and forms a bright area; and wherein the incident light is refracted onto the low-light medium at an angle of incidence smaller than the critical total reflection angle of the optical surface and cannot be reflected and forms a dark area to obtain illuminating light spots with a clear cut-off line. In the present application, the critical total reflection angle cleverly reflects the light thrown into the bright area and refracts the light thrown into the dark area, thereby obtaining a clear cut-off line between light and dark; At the same time, the direction of the light source and the direction of the emitted light are not in a straight line, but are rotated at a large angle and offset in the space, thereby significantly reducing the thickness of the lamp.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Fahrzeugbeleuchtung, insbesondere eine auf Totalreflexion basierende Autolampenlinse und eine Autolampenvorrichtung.The present invention relates to the technical field of vehicle lighting, particularly to a total internal reflection based automobile lamp lens and an automobile lamp device.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Im technischen Gebiet der Fahrzeugbeleuchtung gibt es klare Anforderungen an die Lichtstärke und die Leuchtrichtung des Fernlichts, des Abblendlichts und der Nebelscheinwerfer des Fahrzeugs. Für das Abblendlicht von Scheinwerfern muss das ausgestrahlte Licht eine klare Hell-Dunkel-Abschneidelinie bilden, um eine Blendung zu vermeiden, z.B. schreiben die deutschen Vorschriften für Kleinwagen eine Hell-Dunkel-Grenze von 3,4 Grad nach oben < 2 Lux vor, und in anderen Ländern gelten ähnliche VorschriftenIn the technical field of vehicle lighting, there are clear requirements for the luminous intensity and direction of illumination of the vehicle's high beam, low beam and fog lights. For the low beam of headlights, the emitted light must form a clear cut-off line between light and dark in order to avoid glare, e.g. German regulations for small cars stipulate a light-dark limit of 3.4 degrees above < 2 lux, and Similar regulations apply in other countries
Zur Bildung dieser Hell-Dunkel-Abschneidelinie werden derzeit hauptsächlich die folgenden Verfahren verwendet:
- (1) Blockierungsverfahren. Das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht wird teilweise blockiert, indem eine Abschattungsplatte in der Nähe des Brennpunkts der Fokussierungs- und Kollimationskomponente angebracht wird, wodurch ein Hell-Dunkel-Bereich gebildet wird, und eine Hell-Dunkel-Abschneidelinie wird an der Hell-Dunkel-Grenze gebildet, wodurch die Anforderungen der einschlägigen Beleuchtungskriterien erfüllt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Hell-Dunkel-Abschneidelinie sehr klar ist. Der Nachteil besteht darin, dass das optische System über eine lange Distanz mit vielen Elementen funktioniert, so dass es in schnellen, großen Fahrzeugen mit Platz, wie Autos, weit verbreitet ist, aber nicht für kleine Fahrzeuge, wie Fahrräder, geeignet ist.
- (2) Verfahren zur optischen Formgebung. Mittels eines oder mehrerer optischer Elemente wird der austretende Lichtfleck so geformt, dass durch die Gestaltung der Oberflächenform der reflektierenden oder brechenden optischen Fläche eine Hell-Dunkel-Grenze erreicht wird. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das optische System über eine kurze Distanz mit wenigen Elementen funktioniert und für kleine Fahrzeuge verwendet werden kann. Der Nachteil besteht darin, dass die Hell-Dunkel-Abschneidelinie nicht leicht zu definieren ist, je kleiner die Lampe ist, desto schwieriger ist es, die Kriterien der Abschneidelinie zu erreichen.
- (1) Blocking procedure. The light emitted from the light source is partially blocked by placing a shading plate near the focal point of the focusing and collimating component, thereby forming a light-dark region, and a light-dark cutoff line is formed at the light-dark Limit is formed, thereby meeting the requirements of the relevant lighting criteria. The advantage of this method is that the light-dark cutoff line is very clear. The disadvantage is that the optical system works over a long distance with many elements, so it is widely used in fast, large vehicles with space, such as cars, but is not suitable for small vehicles, such as bicycles.
- (2) Optical shaping method. Using one or more optical elements, the emerging light spot is shaped in such a way that a light-dark boundary is achieved by designing the surface shape of the reflecting or refracting optical surface. The advantage of this method is that the optical system works over a short distance with few elements and can be used for small vehicles. The disadvantage is that the light-dark cutoff line is not easy to define, the smaller the lamp, the more difficult it is to achieve the cutoff line criteria.
Die zunehmenden Anforderungen von Kleinwagenkunden in Bezug auf Aussehen, Größe und Klarheit der Abschneidelinie stellen daher eine große Herausforderung für das optische Design dar.The increasing requirements of small car customers in terms of appearance, size and clarity of the cut-off line therefore represent a major challenge for the optical design.
INHALT DES VORLIEGENDEN GEBRAUCHSMUSTERESCONTENT OF THIS USER MODEL
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile und Mängel im Stand der Technik zu überwinden und eine auf Totalreflexion basierende Autolampenlinse und eine Autolampenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei auf geschickte Weise durch den kritischen Totalreflexionswinkel der geneigten Fläche das in den hellen Bereich geworfene Licht reflektiert und das Licht, das möglichweise in den dunklen Bereich geworfen werden kann, gebrochen wird, wodurch eine klare Hell-Dunkel-Abschneidelinie erhalten wird.The main purpose of the present invention is to overcome the drawbacks and shortcomings in the prior art and to provide a total internal reflection based automobile lamp lens and an automobile lamp device, wherein the light thrown into the bright area is cleverly controlled by the critical total reflection angle of the inclined surface is reflected and the light that may be thrown into the dark area is refracted, giving a clear cut-off line between light and dark.
Um den obigen Zweck zu erreichen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung:
- Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine auf Totalreflexion basierende Autolampenlinse zur Verfügung, die ein lichtdichtes Medium ist und einen Abschnitt für einfallendes Licht, einen Kollimationsabschnitt und einen Totalreflexionsabschnitt, die von oben nach unten nacheinander angeordnet sind, sowie einen auf einer horizontalen Seite des Totalreflexionsabschnitts angeordneten Abschnitt für abgehendes Licht umfasst;
- wobei der Totalreflexionsabschnitt eine geneigte optische Fläche T umfasst, und wobei der Kollimationsabschnitt verwendet wird, so dass das auf den Abschnitt für einfallendes Licht einfallende Licht konvergiert und mit einem bestimmten Winkel auf die optische Fläche T gestrahlt wird, und wobei das einfallende Licht mit einem Einfallswinkel, der größer als der kritische Totalreflexionswinkel der optischen Fläche T ist, auf den Abschnitt für abgehendes Licht auf einer horizontalen Seite reflektiert wird und einen hellen Bereich in dem bestrahlten Bereich bildet; und wobei das einfallende Licht mit einem Einfallswinkel, der kleiner als der kritische Totalreflexionswinkel der optischen Fläche T ist, auf das lichtarme Medium gebrochen wird und nicht reflektiert werden kann und einen dunklen Bereich in dem bestrahlten Bereich bildet, um Beleuchtungslichtflecke mit einer klaren Hell-Dunkel-Abschneidelinie zu erhalten.
- One aspect of the present invention provides a total reflection-based automobile lamp lens that is a light-tight medium and has an incident light portion, a collimation portion, and a total reflection portion arranged sequentially from top to bottom, and one disposed on a horizontal side of the total reflection portion Outgoing light section includes;
- wherein the total reflection section includes an inclined optical surface T, and wherein the collimation section is used so that the light incident on the incident light section is converged and irradiated onto the optical surface T at a certain angle, and the incident light is at an angle of incidence , which is larger than the critical total reflection angle of the optical surface T, is reflected onto the outgoing light portion on a horizontal side and forms a bright area in the irradiated area; and wherein the incident light with an angle of incidence smaller than the critical total reflection angle of the optical surface T is refracted onto the low-light medium and cannot be reflected and forms a dark area in the irradiated area to illuminate light spots with a clear chiaroscuro -Cut line to get.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass der Einfallswinkel des Strahls aus dem Kollimationsabschnitt in Richtung der optischen Fläche T und der Neigungswinkel der optischen Fläche T entsprechend dem gewünschten Orientierungswinkel θ der Hell-Dunkel-Abschneidelinie wie folgt eingestellt werden:
- der Winkel ψ der Normalenrichtung der optischen Fläche T in Bezug auf die horizontale Richtung X ist wie in Gleichung dargestellt:
- der Winkel des Strahls vom Kollimationsabschnitt zur optischen Fläche T in Bezug auf die horizontale Richtung X hat einen bestimmten Bereich, und der Mittelpunktwinkel entspricht ϕ und ist wie in Gleichung dargestellt:
- wobei
- the angle ψ of the normal direction of the optical surface T with respect to the horizontal direction X is as shown in equation:
- the angle of the beam from the collimation section to the optical surface T with respect to the horizontal direction X has a certain range, and the center angle is equal to ϕ and is as shown in equation:
- where
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass der Kollimationsabschnitt eine TIR-Linse oder eine Kollimationslinse ist; wobei es sich bei der Kollimationslinse um eine Linse oder mehrere diskrete Linsen handelt.A preferred technical solution is that the collimation section is a TIR lens or a collimation lens; whereby the collimating lens is one lens or several discrete lenses.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass die geneigte optische Fläche T die Grenzfläche zwischen dem lichtdichten Medium und dem lichtarmen Medium ist und einen Ebene oder eine Bogenfläche mit Krümmung in horizontaler Richtung oder eine säulenförmige Array-Fläche mit periodischen Bogenflächen in horizontaler Richtung annimmt, um die Lichtflecke im hellen Bereich des bestrahlten Bereichs zu formen.A preferred technical solution is that the inclined optical surface T is the interface between the light-tight medium and the light-poor medium and assumes a plane or an arc surface with curvature in the horizontal direction or a columnar array surface with periodic arc surfaces in the horizontal direction to form the light spots in the bright area of the irradiated area.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass der Abschnitt für abgehendes Licht eine vertikale Ebene oder eine geneigte Ebene oder eine Bogenfläche mit Krümmung in horizontaler Richtung oder eine säulenförmige Array-Fläche mit periodischen Bogenflächen in horizontaler Richtung annimmt, um die Lichtflecke im hellen Bereich des bestrahlten Bereichs zu formen.A preferred technical solution is that the outgoing light section adopts a vertical plane or an inclined plane or an arc surface with curvature in the horizontal direction or a columnar array surface with periodic arc surfaces in the horizontal direction to form the light spots in the bright area of the irradiated to shape the area.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass das lichtdichte Medium ein optisches Glas und ein optisches Harz umfasst, wobei das lichtarme Medium an der Außenseite der optischen Fläche T Luft, Wasser oder ein Lösungsmittel oder Material, dessen Brechungsindex niedriger als der des lichtdichte Mediums ist, umfasst.A preferred technical solution is that the light-tight medium comprises an optical glass and an optical resin, the low-light medium on the outside of the optical surface T being air, water or a solvent or material whose refractive index is lower than that of the light-tight medium, includes.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass der Kollimationsabschnitt und der Totalreflexionsabschnitt einteilig miteinander geformt oder einzeln geformt und zusammengesetzt sind.A preferred technical solution is that the collimation section and the total reflection section are formed in one piece with each other or are individually formed and assembled.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass der Totalreflexionsabschnitt und der Abschnitt für abgehendes Licht einteilig miteinander geformt oder einzeln geformt und zusammengesetzt sind.A preferred technical solution is that the total reflection section and the outgoing light section are formed integrally with each other or are individually formed and assembled.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Autolampenvorrichtung zur Verfügung, umfassend eine obige auf Totalreflexion basierende Autolampenlinse, eine Lichtquelle und ein Gehäuse, wobei das von der Lichtquelle emittierte Licht durch den Abschnitt für einfallendes Licht in den Kollimationsabschnitt eintritt.Another aspect of the present invention provides an automobile lamp device comprising the above total internal reflection based automobile lamp lens, a light source, and a housing, wherein the light emitted from the light source enters the collimation portion through the incident light portion.
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass die Lichtquelle eine LED-Lichtquelle ist; wobei die Autolampenvorrichtung weiterhin eine Leiterplatte umfasst, und wobei die Leiterplatte mit der LED-Lichtquelle elektrisch verbunden ist und elektrische Energie liefert.A preferred technical solution is that the light source is an LED light source; wherein the car lamp device further comprises a circuit board, and wherein the circuit board is electrically connected to the LED light source and supplies electrical energy.
Im Vergleich zum Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung folgende ausgeprägte Vorteile und vorteilhaften Wirkungen:
- (1) bei der vorliegenden Anmeldung wird auf geschickte Weise durch den kritischen Totalreflexionswinkel der geneigten Fläche das in den hellen Bereich geworfene Licht reflektiert und das Licht, das möglichweise in den dunklen Bereich geworfen werden kann, gebrochen, wodurch eine klare Hell-Dunkel-Abschneidelinie erhalten wird;
- (2) bei der vorliegenden Anmeldung liegen die Richtung der Lichtquelle und die Richtung des emittierten Lichts nicht in einer geraden Linie, sondern sie werden in einem großen Winkel gedreht und in dem Raum versetzt, wodurch die Dicke der Lampe erheblich reduziert wird;
- (3) Um den gleichen Kontrast der Hell-Dunkel-Abschneidelinie zu erreichen, wird bei der vorliegenden Anmeldung weniger geometrischer Raum für die optischen Elemente benötigt, was wiederum die Schwierigkeiten und Probleme bei der Entwicklung optischer Systeme aufgrund der Miniaturisierung der entsprechenden Produkte erheblich verringert.
- (1) In the present application, the critical total reflection angle of the inclined surface cleverly reflects the light thrown into the bright area and refracts the light that may be thrown into the dark area, thereby forming a clear cut-off line between light and dark is received;
- (2) in the present application, the direction of the light source and the direction of the emitted light are not in a straight line, but are rotated at a large angle and offset in space, thereby significantly reducing the thickness of the lamp;
- (3) In order to achieve the same contrast of the light-dark cut-off line, less geometric space is required for the optical elements in the present application, which in turn significantly reduces the difficulties and problems in the development of optical systems due to the miniaturization of the corresponding products.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
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1 zeigt ein schematisches Diagramm des Konstruktionsprinzips einer auf Totalreflexion basierenden Autolampenlinse in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.1 shows a schematic diagram of the construction principle of a total internal reflection based automobile lamp lens in an embodiment of the present invention. -
2 zeigt eine schematisches Diagramm einer Hell-Dunkel-Abschneidelinie, die von der auf Totalreflexion basierenden Autolampenlinse in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erhalten wird.2 shows a schematic diagram of a light-dark cutoff line obtained from the total internal reflection based automobile lamp lens in an embodiment of the present invention. -
3 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Autolampenlinse in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Kollimationsabschnitt eine Kollimationslinsenstruktur ist.3 1 shows a schematic structural view of an automobile lamp lens in an embodiment of the present invention, wherein the collimation section is a collimation lens structure. -
4 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei die optische Fläche T in horizontaler Richtung eine Bogenfläche mit Krümmung ist.4 shows a schematic structural view of an embodiment of the present invention, wherein the optical surface T is an arcuate surface with curvature in the horizontal direction. -
5 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei die optische Fläche T in horizontaler Richtung eine säulenförmige Array-Fläche mit periodischen Bogenflächen ist.5 shows a schematic structural view of an embodiment of the present invention, wherein the optical surface T is a columnar array surface with periodic arc surfaces in the horizontal direction. -
6 zeigt ein schematisches Diagramm einer asymmetrischen Abschneidelinie der ECE-Norm R149 Klasse A für Kleinwagen in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.6 shows a schematic diagram of an asymmetrical cut-off line of the ECE standard R149 Class A for small cars in an embodiment of the present invention. -
7 zeigt ein schematisches Diagramm der Abschneidelinie der ECE-Norm R112 für Kraftfahrzeuge in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.7 shows a schematic diagram of the cut-off line of the ECE standard R112 for motor vehicles in an embodiment of the present invention. -
8 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei der Abschnitt für abgehendes Licht eine vertikale Ebene ist.8th 1 shows a schematic structural view of an embodiment of the present invention, wherein the outgoing light portion is a vertical plane. -
9 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei der Abschnitt für abgehendes Licht eine Bogenfläche mit Krümmung in horizontaler Richtung ist.9 1 shows a schematic structural view of an embodiment of the present invention, wherein the outgoing light portion is an arc surface with curvature in a horizontal direction. -
10 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei der Abschnitt für abgehendes Licht eine säulenförmige Array-Fläche mit periodischen Bogenflächen in horizontaler Richtung ist.10 1 shows a schematic structural view of an embodiment of the present invention, wherein the outgoing light section is a columnar array surface with periodic arc surfaces in the horizontal direction. -
11 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Abschnitts für abgehendes Licht in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.11 1 shows a schematic structural view of an outgoing light section in an embodiment of the present invention. -
12 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Autolampenvorrichtung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.12 shows a schematic structural view of an automobile lamp device in an embodiment of the present invention.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Zusammenhang mit Figuren in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung wird die technische Lösung in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung im Folgenden klar und vollständig erläutert, so dass der Fachmann auf diesem technischen Gebiet die Lösung der vorliegenden Anmeldung besser versteht. Offensichtlich stellen die geschilderten Ausführungsbeispiele nicht alle Ausführungsbeispiele, sondern nur einen Teil der Ausführungsbeispiele dar. Alle anderen Ausführungsbeispiele, die durch den Fachmann auf diesem Gebiet auf der Grundlage der Ausführungsbeispiele in der vorliegenden Anmeldung ohne kreative Arbeiten erhalten werden, sollten als vom Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung gedeckt angesehen werden.In connection with figures in the exemplary embodiments of the present application, the technical solution in the exemplary embodiments of the present application is explained clearly and completely below, so that the person skilled in this technical field can better understand the solution of the present application. Obviously, the described embodiments do not represent all the embodiments, but only a part of the embodiments. All other embodiments obtained by the person skilled in the art on the basis of the embodiments in the present application without any creative work should be considered as falling within the scope of the present application be considered covered.
Ausführungsbeispiel 1Example 1
Wie in
Die Lichtquelle ist an der Spitze angeordnet und führt das Strahlen von oben nach unten durch, das emittierte Licht wird durch den Kollimationsabschnitt konvergiert und dann mit einem bestimmten Winkel auf die geneigte optische Fläche T des Totalreflexionsabschnitts gestrahlt, die optische Fläche T ist die Grenzfläche zwischen dem lichtdichten Medium und dem lichtarmen Medium (Luft) (das Licht wird von dem lichtdichten Medium zu dem lichtarmen Medium gestrahlt, und der Brechungswinkel ist größer als der Einfallswinkel; wenn der Einfallswinkel einen bestimmten Wert hat, ist der Brechungswinkel gleich 90°, jetzt wird der Einfallswinkel als kritischer Winkel bezeichnet, der kritische Winkel ist der minimale Einfallswinkel, die interne Totalreflexion auftreten macht), ein bestimmter Winkel wird eingestellt, so dass der Einfallswinkel zur Reflexion des einfallenden Lichts in Richtung des hellen Bereichs größer als der kritische Totalreflexionswinkel der optischen Fläche T gemacht wird, und dieser Teil des einfallenden Lichts wird auf den hellen Bereich des beleuchteten Bereichs reflektiert, um die Beleuchtung zu realisieren; gleichzeitig wird der Einfallswinkel zur Reflexion des einfallenden Lichts in Richtung des dunklen Bereichs kleiner als der kritische Totalreflexionswinkel der optischen Fläche T gemacht, das Licht kann nicht auf den dunklen Bereich reflektiert werden und wird gebrochen und somit blockiert, nämlich wird eine „Sperrplatte“ hinzugefügt, um das Licht zu blockieren, um eine klare Hell-Dunkel-Abschneidelinie mit hohem Kontrast ähnlich wie „Blockierungsverfahren“ zu realisieren. Gleichzeitig ist die „Sperrplatte“ der vorliegenden Anmeldung sehr intelligent und wirkt wie ein Filtersieb, das nur das Licht oberhalb der Abschneidelinie blockiert, während das Licht unterhalb der Abschneidelinie unbeeinflusst bleibt.
Ferner werden der Einfallswinkel des Strahls aus dem Kollimationsabschnitt in Richtung der optischen Fläche T und der Neigungswinkel der optischen Fläche T entsprechend dem gewünschten Orientierungswinkel der Hell-Dunkel-Abschneidelinie wie folgt eingestellt:
- der Winkel ψ der Normalenrichtung der optischen Fläche T in Bezug auf die horizontale Richtung X ist wie in Gleichung dargestellt:
- der Winkel des Strahls vom Kollimationsabschnitt zur optischen Fläche T in Bezug auf die horizontale Richtung X hat einen bestimmten Bereich, und ϕ ist ein Punkt innerhalb des Bereichs, der dem Orientierungswinkel θ der Hell-Dunkel-Abschneidelinie entspricht. Wie in
1 dargestellt, wird innerhalb dieses Bereichs Licht mit einem Winkel kleiner als ϕ (größer als der kritische Winkel α) reflektiert und Licht mit einem Winkel größer als ϕ gebrochen. Deshalb teilt ϕ die Lichtenergie, die effektiv genutzt wird (zum hellen Bereich geht) und die Lichtenergie, die durch die Brechung verloren geht. Um effizient zu sein, muss der Kollimationsabschnitt so ausgelegt sein, dass der zentrale Winkel seines Strahlbereichs gleich, ungefähr gleich oder etwas kleiner als ϕ ist, wie in der folgenden Gleichung dargestellt: - wobei
- the angle ψ of the normal direction of the optical surface T with respect to the horizontal direction X is as shown in equation:
- the angle of the beam from the collimation section to the optical surface T with respect to the horizontal direction X has a certain range, and ϕ is a point within the range corresponding to the orientation angle θ of the light-dark cutoff line. As in
1 shown, within this range light is reflected at an angle smaller than ϕ (larger than the critical angle α) and light is refracted at an angle larger than ϕ. Therefore, ϕ divides the light energy that is effectively used (goes to the bright area) and the light energy that is lost through refraction. To be efficient, the collimation section must be designed so that the central angle of its beam area is equal to, approximately equal to, or slightly less than ϕ, as shown in the following equation: - where
Ferner ist der Kollimationsabschnitt eine TIR-Linse, wie in
Ferner ist die geneigte optische Fläche T die Grenzfläche zwischen dem lichtdichten Medium und dem lichtarmen Medium, was zu einer klaren Hell-Dunkel-Grenze beiträgt, und kann auch dazu verwendet werden, den Lichtfleck im hellen Bereich zu formen, um den entsprechenden optischen Index zu erreichen. Die folgenden optischen Flächenstrukturen werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet, sind aber nicht darauf beschränkt, andere optische Flächen, die nicht beispielhaft einzeln aufgeführt sind und nicht von der geistigen Essenz und dem Prinzip der vorliegenden Erfindung abweichen, werden in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen:
- (1) eine geneigte Ebene gemäß
1 und3 ; - (2) eine Bogenfläche mit Krümmung in horizontaler Richtung gemäß
4 ; - (3) eine säulenförmige Array-Fläche mit periodischen Bogenflächen in
horizontaler Richtung gemäß 5 .
- (1) an inclined plane according to
1 and3 ; - (2) an arc surface with curvature in the horizontal direction according to
4 ; - (3) a columnar array surface with periodic arc surfaces in the horizontal direction according to
5 .
Eine bevorzugte technische Lösung besteht darin, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel diese geneigte optische Fläche T so zu gestalten, dass das abgehende Licht die Kriterien der asymmetrischen Abschneidelinie erfüllt, z.B. ECE R149 Klasse A für Kleinwagen (wie in
- (a) eine vertikale Ebene gemäß
8 (β=0); - (b) eine geneigte Ebene gemäß
1 und3 ; - (c) eine Bogenfläche mit Krümmung in horizontaler Richtung gemäß
9 ; - (d) eine säulenförmige Array-Fläche mit periodischen Bogenflächen in horizontaler Richtung gemäß
10 .
- (a) a vertical plane according to
8th (β=0); - (b) an inclined plane according to
1 and3 ; - (c) an arc surface with curvature in the horizontal direction according to
9 ; - (d) a columnar array surface with periodic arc surfaces in the horizontal direction according to
10 .
Ferner umfasst das lichtdichtes Medium jedes optische Material, einschließlich des optischen Glases und optischen Harzes, dessen Brechungsindex größer als der des verwendeten lichtarmen Mediums, wie z.B. K-Glas, Quarzglas, PC-Harz, PMMA-Harz usw. Das lichtarme Medium an der Außenseite der optischen Fläche T des Totalreflexionsabschnitts kann Luft, Wasser oder ein anderes Lösungsmittel oder ein anderes Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als das lichtdichte Medium sein.Further, the light-tight medium includes any optical material, including the optical glass and optical resin, whose refractive index is larger than that of the low-light medium used, such as K glass, quartz glass, PC resin, PMMA resin, etc. The low-light medium on the outside the optical surface T of the total reflection section may be air, water or other solvent or material having a lower refractive index than the light-tight medium.
Ferner können der Kollimationsabschnitt und Totalreflexionsabschnitt sowie der Totalreflexionsabschnitt und der Abschnitt für abgehendes Licht sowohl einteilig miteinander geformt als auch einzeln geformt und zusammengesetzt sein, wobei ersteres flexibler im optischen Design ist und letzteres die Montage und Miniaturisierung erleichtert. Wie in
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
Wie in
Ferner ist die Lichtquelle eine LED-Lichtquelle; wobei die Autolampenvorrichtung weiterhin eine Leiterplatte umfasst, und wobei die Leiterplatte oberhalb der LED-Lichtquelle angeordnet und durch eine Schraube fest installiert ist, gleichzeitig ist die Leiterplatte mit der LED-Lichtquelle elektrisch verbunden, um elektrische Energie zu liefern.Furthermore, the light source is an LED light source; wherein the car lamp device further comprises a circuit board, and wherein the circuit board is disposed above the LED light source and fixedly installed by a screw, at the same time, the circuit board is electrically connected to the LED light source to supply electrical power.
Die obigen Ausführungsbeispiele sind bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, allerdings sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Alle Änderungen, Modifikationen, Ersetzungen, Kombinationen und Vereinfachungen, die ohne Abweichung vom Gedanken und Prinzip der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, sollten als äquivalente Ausführungsbeispiele angesehen werden und in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.The above embodiments are preferred embodiments of the present invention, but the embodiments of the present invention are not limited to the above embodiments. All changes, modifications, substitutions, combinations and simplifications made without departing from the spirit and principle of the present invention should be considered equivalent embodiments and fall within the scope of the present invention.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202210960859.1A CN115289429A (en) | 2022-08-11 | 2022-08-11 | Car light lens and car light device based on total reflection |
CN202210960859.1 | 2022-08-11 |
Publications (1)
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DE102023102353A1 true DE102023102353A1 (en) | 2024-02-22 |
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Family Applications (1)
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DE102023102353.5A Pending DE102023102353A1 (en) | 2022-08-11 | 2023-01-31 | Total internal reflection based car lamp lens and car lamp device |
Country Status (2)
Country | Link |
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CN (1) | CN115289429A (en) |
DE (1) | DE102023102353A1 (en) |
-
2022
- 2022-08-11 CN CN202210960859.1A patent/CN115289429A/en active Pending
-
2023
- 2023-01-31 DE DE102023102353.5A patent/DE102023102353A1/en active Pending
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CN115289429A (en) | 2022-11-04 |
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