[發明專利]用于汽車LED倒車燈的非成像光學透鏡

無效

• 申請號: 201310094779.3
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103206669A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 王堯;劉華;荊雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V13/04;F21V17/10;F21W101/02;F21Y101/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 王丹陽

技術領域

本發明涉及非成像光學照明技術領域，具體涉及一種用于汽車LED倒車燈的非成像光學透鏡。

背景技術

LED具有體積小、壽命長、顯色性好、節能高效、抗震性好等特點，使其在汽車照明領域具有無可比擬的優勢。汽車倒車燈用于車輛后方道路的照明，并且警告其他使用道路者，車輛正在或即將倒車。目前，LED在汽車倒車燈領域還未普及，僅有少數高檔汽車的倒車燈采用LED光源，如圖8所示，為現有汽車倒車燈采用自由曲面反光腔11和配光鏡12的組合形式進行配光的結構示意圖，LED光源發出的光線先經過反光腔11，再經過配光鏡12進行配光作用，這種配光方式存在著兩方面不足：一是反光腔11不能對LED光源中心部分的光線進行精確控制，沒有充分利用中心處的光線，造成了能源的浪費，能量利用率較低；二是反光腔11和配光鏡12需要相互精確地配合，在裝配中容易產生誤差，造成配光性能的不準確。上述這些因素使LED在汽車倒車燈領域的普及發展受到了極大的制約。

發明內容

為了解決現有采用反光腔和配光鏡對汽車倒車燈進行配光而存在的能量利用率低、配光性能不準確的問題，本發明提供一種用于汽車LED倒車燈的非成像光學透鏡。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

用于汽車LED倒車燈的非成像光學透鏡，該透鏡通過機械一體化加工成型，包括：

成倒錐形的全反射面；

上邊緣與所述全反射面下邊緣密接的半球形面；

上邊緣與所述半球形面上邊緣通過圓錐面密接的環凹弧形面，所述圓錐面兩端邊緣分別與所述半球形面上邊緣和所述環凹弧形面上邊緣密接；

下邊緣與所述半球形面和全反射面的交接處密接的圓柱面；

邊緣與所述圓柱面上邊緣密接在一起并呈內凹形的透射面；

下邊緣與所述全反射面上邊緣密接的大圓環面；

上邊緣與所述大圓環面上邊緣密接的環弧形面；

下邊緣與所述環弧形面下邊緣密接的小圓環面；

邊緣與所述小圓環面上邊緣密接在一起的球面，所述球面的個數根據所述小圓環面的直徑而定。

所述大圓環面與小圓環面的直徑在同一條直線上，兩者的直徑不同而高度相同。

所述全反射面的上邊緣為倒錐形的小直徑端，下邊緣為倒錐形的大直徑端。

本發明的有益效果是：

一、本發明采用由透射面和全反射面組成的全反射元件，對LED光源發出的全部光線實現有效控制，提高配光性能和光能利用率；

二、本發明將準直結構與配光結構合為一體，采用機械一體化加工成型，消除了裝配誤差；

三、本發明應用非成像光學原理及斯涅爾定律對透鏡的各個面進行光學設計，實現了對LED光源發出的所有光線的有效控制。

附圖說明

圖1為本發明的用于汽車LED倒車燈的非成像光學透鏡的平面結構示意圖；

圖2為本發明的非成像光學透鏡中的透射面3的設計原理圖；

圖3為本發明的非成像光學透鏡中的全反射面5的設計原理圖；

圖4為本發明的非成像光學透鏡中的球面6的設計原理圖；

圖5為本發明的非成像光學透鏡中的環弧形面7的設計原理圖；

圖6為本發明的非成像光學透鏡中的環凹弧形面2的設計原理圖；

圖7為本發明的用于汽車LED倒車燈的非成像光學透鏡的立體結構示意圖；

圖8為現有倒車燈采用反光腔和配光鏡組合配光的結構示意圖。

圖中：1、半球形面，2、環凹弧形面，3、透射面，4、圓柱面，5、全反射面，6、球面，7、環弧形面，8、圓錐面，9、大圓環面，10、小圓環面，11、反光腔，12、配光鏡。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明做進一步詳細說明。