一种LED车灯的透镜结构和汽车灯的制作方法

本发明涉及汽车信号灯领域，特别是一种LED车灯的透镜结构和汽车灯。

背景技术：

目前市面上能同时满足多种车灯法规(包括侧标志灯、驻车灯、回复反射器等)的多为菲涅耳棱角透镜加立方角锥反射面结构，其结构复杂，光损耗大，整灯光效低，且要排布较多数量的LED光源才能达到要求，且点亮时杂散光较多，易超出透镜出光面范围，从而影响回复反射器效果。

另外，传统结构由于棱角结构多，故造成点亮时杂散光较多而漏光，且超出透镜出光面范围，从而影响回复反射器效果(回复反射器无光区域所占灯罩面积范围越大，则效果越好)。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种形成椭圆形光斑、能以较低的光源功耗满足多种车灯法规、易于加工、成本低、光利用率高的LED车灯的透镜结构和汽车灯。

本发明采用如下技术方案：

一种LED车灯的透镜结构，包括透镜板，其特征在于：该透镜板上设有两对称的透镜凸部；该两透镜凸部的横向方向驱使入射光线扩散并互相交汇构成宽光束角的出光光线，每个透镜凸部的纵向方向驱使入射光线扩散构成窄光束角的出光光线。

优选的，所述透镜凸部横向方向设有第一内表面、第一侧面和第一顶面；该第一内表面内凹使入射光线以不同角度折射，该第一侧面与第一内表面相连以将部分折射光线进行全反射；该第一顶面将全反射光线和其余折射光线偏折后交汇构成所述宽光束角的出光光线。

优选的，所述第一内表面设有第一入射面，该第一入射面为曲线面以使入射光线折射至所述第一侧面发生全反射，所述第一顶面、所述第一侧面为平面，且所述第一侧面与所述第一顶面呈一定角度设置。

优选的，所述第一内表面设有第二入射面，该第二入射面为曲线面以使入射光线偏折至所述第一顶面。

优选的，所述透镜凸部纵向方向设有第二内表面、第二侧面和第二顶面；该第二内表面内凹使入射光线以不同角度折射；该第二侧面与第二内表面两端相连以将部分折射光线进行全反射；该第二顶面将全反射光线和其余折射光线偏折后交汇构成所述窄光束角的出光光线。

优选的，所述第二内表面包括两对称的第三入射面，该第三入射面为曲面以使入射光线折射至所述第二侧面发生全反射。

优选的，所述第二内表面包括第四入射面，该第四入射面为平面以使入射光线折射至所述第二顶面。

优选的，所述第二侧面包括两对称的反射面，该反射面为曲线面。

优选的，所述宽光束角范围为大于等于45°，所述窄光束角范围为小于等于20°。

一种汽车灯，包括底座、透镜板、电路板和灯罩；该电路板固定于底座上并贴设有光源，该透镜板固定于灯罩上，该灯罩设有立方角锥反射面且罩设于电路板上，该底座与灯罩相连；其特征在于：所述透镜板采用上述的任一一种LED车灯的透镜结构。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的透镜结构和汽车灯，设置有对称的透镜凸部达到对称互补光作用，该两透镜凸部的横向方向驱使入射光线扩散并互相交汇构成宽光束角的出光光线，每个透镜凸部的纵向方向驱使入射光线扩散构成窄光束角的出光光线，使得凸包透镜的光斑呈椭圆形，该形状的光斑能以较低的光源功耗满足多种车灯法规(包括侧标志灯、驻车灯等)。

2、本发明的透镜结构和汽车灯，其透镜凸部无棱角结构，出光率高、只需要两颗LED光源即能同时达到侧标志灯和驻车灯法规要求，降低成本。

3、本发明的透镜结构和汽车灯，其配光曲线可为完全对称，也可为非完全对称，取决于两颗LED光源的功率是否相同；若两颗LED光源的功率相同，则配光曲线完全对称；若采用功率不一致的两颗(如一颗0.2W，另一颗0.5W)则会产生偏光的效果，即配光曲线将偏向一边，其适用于一些左右转向灯的欧规标准(其标准就是非对称的要求：一边要求光线打到80度，而一边只要求打到45度)，从而也就提高了光能利用率。

4、本发明的透镜结构和汽车灯，其透镜凸部体积小、易于加工，并使回复反射器无光区域所占灯罩面积范围变大，出光效果更好。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明透镜板的纵向剖面图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明横向剖面光路；

图6为本发明的纵向剖面光路；

图7为本发明汽车灯的分解图；

图8为本发明灯罩和透镜板示意图；

图9为本发明灯罩和透镜板分解图；

图10为本发明汽车灯的整体图；

图11为本发明的光斑图；

图12为本发明的配光图；

其中：10、透镜板，20、透镜凸部，21、第一内表面，21a、第一入射面，21b、第二入射面，22、第一侧面，23、第一顶面，24、第二内表面，24a、第三入射面，24b，第四入射面，25、反射面，26、第二顶面，30、电路板，31、LED光源，40、灯罩，41、立方角锥反射面，50、底座。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1至图10，一种LED车灯的透镜结构，包括透镜板10，该透镜板10上设有两对称的透镜凸部20。该两透镜凸部20位于透镜板10一侧的两相对端，且关于透镜板10中心相对称。该透镜板10的两透镜凸部20横向方向驱使入射光线扩散并互相交汇构成宽光束角的出光光线，该宽光束角范围为大于等于45°。每个透镜凸部20的纵向方向驱使入射光线扩散构成窄光束角的出光光线，该窄光束角范围为小于等于20°。参照图11中的光斑照度图，其光斑为椭圆形，参照图12为配光图。

透镜凸部20的横向方向设有第一内表面21、第一侧面22和第一顶面23。该第一内表面21靠近中部处内凹，第一内表面21设有第一入射面21a和第二入射面21b以使入射光线以不同角度折射。该第一入射面21a一端与第一侧面22相连，另一端与第二入射面21b一端相连且形成内凹，该第一入射面21a为向上延伸的曲线面以使入射光线折射至第一侧面22发生全反射。该第二入射面21b另一端与透镜板10对应侧相连，该第二入射面21b为曲线面以使入射光线偏折至第一顶面23。该第一侧面22与第一内表面21相连以将折射光线进行全反射至第一顶面23。

该第一顶面23将全反射光线和其余折射光线偏折后交汇构成宽光束角的出光光线，该交汇的出光光线还包括来自另一透镜凸部20的部分出光光线。第一顶面23、第一侧面22为平面，且第一侧面22与第一顶面23的延长线之间具有一定夹角。

透镜凸部20纵向方向设有第二内表面24、第二侧面和第二顶面26。该第二内表面24设有两第三入射面24a和一第四入射面24b以使入射光线以不同角度折射，并形成内凹。该两第三入射面24a为对称设置，两第三入射面24a的一端分别与第二侧面相连，另一端与第四入射面24b两端相连，该第三入射面24a为曲面以使入射光线折射至第二侧面发生全反射。该第四入射面24b为平面以使入射光线折射至第二顶面26，

该第二侧面包括两对称的反射面25，该两反射面25一端分别与两第三入射面24a一端对应相连，且为曲线面以将折射光线进行全反射至第二顶面26。该第四入射面24b与第二顶面26平行或具有一定夹角。该第二顶面26将全反射光线和折射光线偏折后交汇构成窄光束角的出光光线。该第二顶面26与第一顶面23为处于同一平面内的平面。

基于上述的LED车灯的透镜结构，本发明还提出一种汽车灯，包括底座50、透镜板10、电路板30和灯罩40。该电路板30固定于底座50上并贴设有两LED光源31，该透镜板10固定于灯罩40上，并设有上述的两对称的透镜凸部20，该两透镜凸部20与两LED光源31一一对应，并使两LED光源31面向对应的透镜凸部20的第一内表面21和第二内表面24。该灯罩40设有立方角锥反射面41，其罩设于电路板30上并与底座50相连。

本发明的透镜板10与灯罩40均采用PC或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质，通过螺丝将透镜板10锁紧于灯罩40上，将电路板30固定于底座50上。

本发明的工作原理如下：

电路板30上的两LED光源31发光，两透镜凸部20的横向方向：

入射光线到达第一内表面21，一部分入射光线经第一入射面21a折射至第一侧面22发生全反射。一部分光线经第二入射面21b偏折至第一顶面23，第一顶面23使得全反射光线和折射光线偏折后交汇构成宽光束角的出光光线，该交汇的出光光线还包括来自另一透镜凸部20的部分出光光线。

透镜凸部20的纵向方向：

入射光线到达第二内表面24，一部分光线经两第三入射面24a折射至对应的反射面25发生全反射。一部分光线经第四入射面24b偏折至第二顶面26，该第二顶面26使得全反射光线和折射光线偏折后交汇构成窄光束角的出光光线。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。