[實用新型]用于車燈的透鏡、汽車前照燈及汽車

有效

• 申請號: 201720014167.2
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN207621933U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 張潔;施德杭
• 申請（專利權）人: 上海小糸車燈有限公司
• 主分類號: F21S41/25
• 分類號: F21S41/25;F21V5/04;B60Q1/04;F21W102/13;F21W107/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 雷紹寧

本實用新型涉及汽車燈具技術領域，尤其涉及一種用于車燈的透鏡、一種采用該透鏡的汽車前照燈及一種包括該前照燈的汽車。所述用于車燈的透鏡包括第一鏡面和與第一鏡面相對的第二鏡面，第一鏡面為曲面或平面，第二鏡面包括多個同心圓式的環狀面。通過在透鏡的第二鏡面上設置多個環狀面，在不影響水平平行光線穿過透鏡形成聚焦的前提下，能夠將與水平方向成角度平行入射的光線分成若干個小面入射，使得經透鏡反射的光線和穿過透鏡的光線都不能有效聚焦。因此，采用該透鏡的汽車前照燈能夠消除太陽光照射在汽車前照燈時經透鏡反射形成的外聚焦和穿過透鏡形成的內聚焦，避免太陽光照射對汽車前照燈內部位于透鏡內側和外側的零件造成損傷。

技術領域

本實用新型涉及汽車燈具技術領域，尤其涉及一種用于車燈的透鏡、一種采用該透鏡的汽車前照燈及一種包括該前照燈的汽車。

背景技術

汽車車燈中常用的投射式照明系統，一般都包括光源、反射鏡、遮光板以及透鏡。反射鏡為橢球形，光源的發光中心設置在橢球形反射鏡的近焦點處，光源發出的光線經過橢球形反射鏡反射后匯聚于橢球形反射鏡的遠焦點附近，遮光板設置于橢球形反射鏡的遠焦點處，其形狀與近光所要求的明暗截止線形狀一致，最后通過透鏡形成帶有明暗截止線的類平行光近光照明光形。汽車前照燈的特點是光源發出的光線由透鏡的內側鏡面向外側鏡面射出，入射光線在透鏡焦點附近聚焦后射向內側鏡面，射出光線為接近水平方向。因此，車燈用透鏡僅考慮水平平行光線或接近水平方向光線的聚焦，而太陽光射向透鏡一般由上方斜向下射向透鏡，并且角度不斷變化。

如圖1所示，傳統的透鏡采用平凸透鏡，其內側鏡面為平面，朝向光源設置，外側鏡面為非球面，光源的光線在平凸透鏡焦點附近聚焦后由平凸透鏡的內側鏡面向外側鏡面射出，射出光線為接近水平方向。傳統的平凸透鏡材質為透明塑料或玻璃，如PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)、PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等。根據其直徑大小及焦距，其最大厚度為20毫米至50毫米不等，這種透鏡的有利之處在于通過非球面凸透鏡設計，校正球面凸透鏡成像所存在像差問題，使透鏡成像更加清晰，不失真。但是這種透鏡同時也帶來了白天太陽光照射到透鏡，經透鏡反射后在透鏡前部聚焦，以及經過透鏡折射后匯聚，在反射鏡后部聚焦，燒毀燈內零件的問題。并且隨著太陽光入射角度不同，聚焦位置在一定范圍內呈動態變化。如圖2、圖3和圖4所示，分別為與水平方向成30°、45°和60°角的平行光線射向平凸透鏡外側鏡面的聚焦模擬。其中，圖2顯示與水平方向成30°角的平行光線經過平凸透鏡后在平凸透鏡內側鏡面的一側形成內聚焦；圖3顯示與水平方向成45°角的平行光線經過平凸透鏡后在平凸透鏡內側鏡面的一側形成內聚焦，經內側鏡面反射后的光線則在平凸透鏡外側鏡面的一側形成外聚焦；圖4顯示與水平方向成60°角的平行光線經過平凸透鏡時，大部分照射到內側鏡面時入射角大于全反射角，形成全反射，在平凸透鏡外側鏡面的一側形成較強光能的外聚焦。

公開號CN 101298906A的專利公開了一種基于雙凸透鏡的汽車前照燈，利用內側鏡面為球面、外側鏡面為自由曲面的雙凸透鏡設計方案，減小了反射聚焦焦距，降低了太陽光經透鏡反射后聚焦燒毀車燈或汽車上其他零部件的風險。如圖5所示，太陽光L3以一定角度的平行光入射，經雙凸透鏡4反射后，反射光L1聚焦在A處附近，經平凸透鏡6反射后，反射光L2聚焦在B附近，可以看出，經雙凸透鏡反射的聚焦點位置小于經平凸透鏡反射的聚焦點位置。但是這種設計方案仍存在如下幾個缺點：

(1)該雙凸透鏡僅能縮小太陽光反射后的焦距，降低太陽光經透鏡反射后聚焦燒毀車燈或汽車上其他零部件的風險，并不能完全消除反射后聚焦的問題。

(2)該雙凸透鏡不能解決太陽光透過透鏡后在內側鏡面的一側形成內聚焦燒毀透鏡內側零部件的問題。

(2)該雙凸透鏡由于其光路原理，尺寸依然偏厚，用料較多，導致成本高，質量大等缺陷，不利于行車過程中的抗振性能，并且，光線在透鏡中的光程較大，導致光線在透鏡內部傳播時被透鏡吸收的光能較多，降低了投射式照明系統的光效。

實用新型內容