具有反射镜的灯的制作方法

本发明涉及光电领域，特别涉及一种灯。

背景技术：

作为车辆的照明工具，汽车灯在车辆安全行驶过程中起到了重要作用。现有技术的汽车头灯光源通常可以采用高压惰性气体作为放电光源，或者采用发光二极管(LED)作为光源。通过布置在灯内的反射和透射装置可以使得光源发出的光线以特定方式投射到车前方。

现有技术中，汽车头灯通常采用自由曲面反射镜(free-form reflector)来形成特定光束，所述自由曲面反射镜在垂直和水平面上均具有抛物线形状。但是，上述的自由曲面反射镜形成的光束较宽、中心亮度不足、在垂直方向上的光线分散，容易造成驾驶员的炫目。

技术实现要素：

本发明解决的问题是，现有技术的车灯产生光束的轮廓不佳。

为解决上述问题，本发明提供了一种灯，所述灯包括：光源，以所述光源为原点具有相互正交的第一方向、第二方向和第三方向；第一反射镜，所述第一反射镜沿第一方向的截面具有抛物线形状，所述光源位于所述第一反射镜的沿第二方向的抛物线焦轴上；两个第二反射镜，所述两个第二反射镜位于所述第一反射镜上，且位于所述光源的两侧；透镜，所述透镜与所述第一反射镜和所述第二反射镜远离所述光源的一侧相接，且所述透镜垂直所述第一方向，其中，所述光源发出的光线经过所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后穿过所述透镜出射。

可选地，所述光源为发光二极管光源。

可选地，所述发光二极管光源包括导热衬底和位于所述导热衬底上的发光二极管芯片，所述导热衬底中包括导电连接结构。

可选地，所述发光二极管光源的发光面垂直所述第三方向，朝向所述第 一反射镜设置。

可选地，所述透镜为复合透镜，包括单曲率透镜部分和菲涅尔透镜部分。

可选地，所述透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的齿形凸起的一侧为平面，另一侧为弧面。

可选地，所述透镜为具有沿所述第三方向的焦轴的单体透镜。

可选地，所述第二反射镜的尺寸和所述透镜的尺寸基于所述第一反射镜的焦距确定。

可选地，所述两个第二反射镜与所述透镜的夹角为锐角。

可选地，还包括位于所述第一反射镜和所述两个第二反射镜上的第三反射镜，所述第一反射镜、两个第二反射镜和第三反射镜共同构成反射腔室。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明实施例的灯包括光源、第一反射镜、两个第二反射镜和透镜，以所述光源为原点具有相互正交的第一方向、第二方向和第三方向，所述第一反射镜沿第一方向的截面具有抛物线形状，所述光源位于所述第一反射镜的沿第二方向的抛物线焦轴上，所述两个第二反射镜位于所述第一反射镜上，且位于所述光源的两侧，所述透镜与所述第一反射镜和所述第二反射镜远离所述光源的一侧相接，且所述透镜垂直所述第一方向，所述光源发出的光线经过所述第一反射镜和所述第二反射镜反射后穿过所述透镜出射。由于本发明的灯的出射光线经过所述第一反射镜和所述第二反射镜的两次反射汇聚，可以使得出射光束进一步向中心汇聚，获得更佳的照明效果。

进一步地，本发明实施例的透镜为复合透镜，包括单曲率透镜部分和菲涅尔透镜部分。该透镜能够在进一步汇聚出射光束的同时，缩小灯的体积。

附图说明

图1是本发明一实施例的灯的立体结构示意图；

图2是图1所示的灯的剖面结构示意图；

图3是本发明一实施例的第一反射镜的立体结构示意图；

图4是本发明一实施例的第一反射镜和第二反射镜位置关系的立体结构示意图；

图5是图1所示的灯的俯视图；

图6是本发明另一实施例的具有另一种透镜的灯的立体结构示意图；

图7是本发明另一实施例的具有另一种透镜的灯的立体结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术的车灯产生光束的轮廓不佳。

本发明实施例提供了一种灯，所述灯可用作汽车头灯或者探照灯等。所述灯包括光源、第一反射镜、两个第二反射镜和透镜。位于所述第一反射镜焦点的光源发射出的光线经过具有抛物线界面的第一反射镜发射后，再经过位于所述光源两侧的两个第二反射镜汇聚，从所述透镜出射。由于所述光线经过了所述第二反射镜的汇聚，可以使得出射光束进一步向中心汇聚，获得更佳的照明效果。此外，当所述透镜采用包括单曲率透镜部分和菲涅尔透镜部分的柱形复合透镜时，所述复合透镜还可以进一步对所述出射光线产生汇聚作用。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其他改变。

参考图1，图1示出了本发明一实施例的灯，所述灯包括光源100，第一反射镜200，两个第二反射镜300和透镜400。

在一实施例中，所述光源100为发光二极管(LED)光源，所述LED光源包括导热衬底和位于所述导热衬底上的LED芯片，所述导热衬底中具有导电连接结构，用于为所述LED芯片供电和提供电路连接。在一些实施例中，所述导热衬底还可以构成透镜结构，用来引导或校正所述LED芯片所发射的光线，使得所述LED芯片发射的光线可以从特定的发光面出射。因此，所述LED 光源可以被认为是具有“方向性”的光源。本发明对所述LED光源的具体结构以及形成方法不做限定。

在其他实施例中，所述光源100也可以采用惰性气体放电光源或者其他可用于汽车车灯或者探照灯的光源。

继续参考图1，本实施例中，以所述光源100为原点具有相互正交的第一方向X，第二方向Y和第三方向Z。当所述光源100为LED光源时，所述LED光源的发光面垂直所述第三方向Z，并且光线的出射方向朝向所述第一反射镜200。

参考图2和图3，图2是图1所示的灯垂直于第二方向Y的截面示意图，图3是所述第一反射镜200的立体结构示意图。

沿着所述第二方向Y，所述第一反射镜200在X-Z平面及与其平行的平面上的截面均具有抛物线轮廓，这些抛物线的焦点位于同一直线上。该直线与Y方向平行，在此称为焦轴。所述光源100位于所述焦轴上。

图2中还采用虚线箭头示出了光源100发出的光线经过所述第一反射镜100反射后光路。如图2所示，由于所述第一反射镜200沿第一方向X的截面具有抛物线形状，且所述光源100位于所述抛物线的焦点上，因此，所述光源100的出射光线经所述第一反射镜200反射后可以水平出射。

本发明的发明人对本实施例的灯在不同状态下出射光束的轮廓进行了模拟。当所述灯仅采用第一反射镜200时，根据出射光束的模拟结果显示，所述出射光束可以较佳地被控制在水平线以下，垂直宽度较小，但是水平宽度分布较大，分布在-80度到+80度之间。

参考图4和图5，图4示出了所述第一反射镜200和所述两个第二反射镜300的位置关系，图5为图1的俯视图。

如图4和图5所示，所述两个第二反射镜300位于所述第一反射镜200上，且位于所述光源100的两侧。图5中还采用带箭头的虚线示出了光源100发出的光线的光路，以及采用未带箭头的虚线示出了本实施例灯的中轴线。在一些实施例中，所述两个第二反射镜300垂直于所述XY平面设置，且位于所述第一反射镜200上。如图5所示，所述两个第二反射镜300关于穿过所述光源100 的灯的中轴线轴对称。进一步地，在一些实施例中，所述两个第二反射镜300与所述透镜400的夹角为锐角，可以进一步汇聚所述光源100发射的或者经所述第一反射镜200反射的光线。

本发明的发明人还对仅采用所述第一反射镜200和所述两个第二反射镜300时，所述出射光束的轮廓进行了模拟。根据模拟结果显示，所述出射光束的水平宽度被限制缩窄，分布在-35度到+35度之间。

继续参考图1，图1示出了所示透镜400与所述第一反射镜200和所述第二反射镜300的位置关系图。所述透镜400与所述第一反射镜200和所述第二反射镜300远离所述光源100的一侧相接，且所述透镜400垂直所述第一方向X。

参考图5，在一实施例中，所述透镜400为复合透镜，包括单曲率透镜部分410和菲涅尔透镜部分420。所述单曲率透镜部分410为凸透镜，所述菲涅尔透镜部分420位于所述单曲率透镜部分410的两侧。所述单曲率透镜部分410和菲涅尔透镜部分420共同构成具有圆柱形装的透镜400，具体地，也就是所述透镜400为由图5所示的剖面沿第三方向Z平移所形成的柱状结构。

所述透镜400采用玻璃或者聚烯烃材料制成。所述菲涅尔透镜部分420一面为平滑表面，另一面包括了一系列的同心齿纹，具体可以根据光折射及干涉要求来设计。普通凸透镜在折射过程中，由于光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜晶片较厚，光在玻璃等的直线传播部分会使光线衰减，出现边角变暗、模糊等现象。而菲涅尔透镜可以去掉直线传播的部分，只保留发生折射的曲面，能在节省材料缩小体积的同时达到相同的聚光效果。因此在所述透镜400中采用菲涅尔透镜部分420可以在缩小透镜400体积的同时，保证汇聚透射后光束各处的亮度一致。

进一步地，本发明的发明人还对同时采用所述第一反射镜200和所述两个第二反射镜300和所述透镜400时，所述出射光束的轮廓进行了模拟。由于所述光源100发出的光线经过所述第一反射镜200和所述第二反射镜300反射汇聚后再穿过所述透镜400出射，进一步增强对出射光束的汇聚作用。因此，根据模拟结果显示，所述出射光束的水平宽度进一步被限制缩窄，分布在约-15度到+15度之间。

在另一些实施例中，如图6所示，所述透镜400还可以为改良的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的齿形凸起的一侧为平面，另一侧为弧面。所述平面可以减小眩光，而所述弧面可以增强对光的汇聚。

在另一些实施例中，如图7所示，所述透镜400为具有沿所述第三方向的焦轴的单体透镜。所述单体透镜为凸透镜，同样可以起到对出射光线的汇聚作用，减少出射光线向周边的散射情况。但是需要指出的是，所述单体透镜的体积较大，重量较大，在某些情况下可能会限制其使用范围。

需要说明的，在具体应用中，所述第二反射镜300的尺寸和所述透镜400的尺寸基于所述第一反射镜100的焦距确定。如图2所示，当所述第一反射镜200的焦距f较大时，经过所述第一反射镜200汇聚的光线可以获得更小的辐射范围和更清晰的边界，但是需要增加所述第一反射镜200的长度L，第二反射镜300的长度(同时参考图5)，以及所述透镜400的高度H。此外，上述反射镜和透镜的尺寸还需要考虑车灯或者探照灯的封装体积、空气动力学外形以及设计风格等。

还需要说明的是，在图1所示的灯的封装过程中，虽然LED光源100沿所述第三方向Z向上为非发光面，但是也可以在所述第一反射镜200和所述第二反射镜300上再形成第三反射镜，形成反射腔体，以减少光损耗。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。