实现近光的透镜组件的制作方法

本申请要求申请日为2016年5月17日的第10-2016-0060140号韩国申请的优先权，所述申请通过引用全部并入本文。

技术领域

本实用新型涉及一种用于汽车车灯的透镜组件，并且更具体地，涉及一种用于实现近光的透镜组件。

背景技术：

通常，传统的车灯在夜间使用一般的灯泡提供夜间照明。然而，近来具有半永久性和出色照明性能的发光二极管(LED)正在取代灯泡的使用，采用多个光学模组的照明方式的使用也越来越多。

此类传统车灯一般包括LED光源、反射器、遮光板、非球面透镜等，并将LED光源所生成的光通过反射器、遮光板和非球面透镜释放到车前的一片区域，从而实现近光或远光，从而提高车前区域的能见度。

近来，对改进透镜设计方法以减小车灯所用光学系统的尺寸并提高系统效率的研究，以及对应用透镜设计方法以满足各种设计要求的技术的研究已变得更加活跃。

换言之，为了实现某种光束场型，需要开发一种透镜，使其能够替代车灯的传统光学系统中反射器和遮光板的作用，从而能够减小光学系统的尺寸、提高光学系统的效率、并满足各种设计要求。

技术实现要素：

本实用新型的实施例指向一种实现近光的透镜组件，当用于车灯中时，可以替代传统车灯中反射面、遮光板等的作用，实现近光。

在一个实施例中，一种实现近光的透镜组件可以包括：第一透镜，包括入射面和出射面，所述入射面具有能够包围发光二极管(LED)的形状，所述LED的光穿过所述出射面，垂直于所述出射面射出；以及第二透镜，位于所述第一透镜的所述出射面，并且被配置为投射从所述出射面出射的所述LED的光。穿过所述第二透镜投射的所述LED的光形成近光场型。

所述入射面可以包括：正入射面，位于所述LED之前，以使所述LED的光从所述正入射面入射；以及侧入射面，位于所述LED的侧面，以使所述LED的光从所述侧入射面入射。

所述正入射面可通过使所述第一透镜一侧的中心部分凹陷而形成，并且朝所述LED凸起。

所述侧入射面可与所述正入射面耦合，并且所述侧入射面与所述正入射面之间的夹角大于90°。

所述第一透镜还可包括折射面，所述LED的光穿过所述侧入射面后，在所述折射面上折射。

所述折射面可以包括与所述侧入射面耦合的第一端，以及与所述出射面耦合的第二端。

所述出射面可被形成为使得穿过所述正入射面的所述LED的光以及经所述折射面折射的所述LED的光从所述出射面垂直射出。

所述侧入射面可包括：第一侧入射面，与所述LED隔开一段预定距离；第二侧入射面，位于比所述第一侧入射面距所述LED更远之处；以及第三侧入射面，位于比所述第二侧入射面距所述LED更远之处。

所述第一侧入射面、第二侧入射面和第三侧入射面基于所述正入射面可具有不同的高度。

所述折射面可以包括：第一折射面，与所述第一侧入射面耦合；第二折射面，与所述第二侧入射面耦合；以及第三折射面，与所述第三侧入射面耦合。

所述第二透镜可以包括：第一曲面，被配置为将所述LED的光传输至所述近光场型的第一分布区域；第二曲面，被配置为将所述LED的光传输至所述近光场型的第二分布区域；以及第三曲面，被配置为将所述LED的光传输至所述近光场型的第三分布区域。

所述第一曲面、第二曲面和第三曲面可以具有不同的曲率。

所述第一透镜和第二透镜可以由聚碳酸酯制成。

根据本实用新型的用于实现近光的透镜组件，若所述透镜组件用于车灯，则能替代传统车灯中用以产生近光的反射面及遮光板的作用。因此，减少了车灯中光学部件的数量，从而缩小了车灯的尺寸，因而可满足车灯设计中的各种要求，并可降低生产成本。

另外，即使第二透镜有部分损坏，第二透镜的其余部分可以对光量减小的近光场型的相应光分布区域进行补偿。从而，车灯的光学效率可以得到提高。

附图说明

图1示出了根据本实用新型实施例实现近光的透镜组件的透视图。

图2示出了根据本实用新型实施例的透镜组件中第一透镜的剖面图。

图3示出了根据本实用新型实施例的透镜组件中第二透镜的主视图。

图4示出了根据本实用新型实施例的透镜组件实现的近光场型的示意图。

图5示出了根据本实用新型实施例的透镜组件中第一透镜的主视图。

图6示出了根据本实用新型实施例的透镜组件中第一透镜在根据本实用新型实施例加工前的示意图。

图7A-C示出了从图6的第一透镜中穿过的光所实现的光束场型。

具体实施方式

以下将参考附图，详细描述根据本实用新型实施例用于实现近光的透镜组件。

应当注意，附图并非精确比例，仅为了描述的方便和清晰，可能放大了线条粗细或部件尺寸。此外，文中所用术语是在考虑了本实用新型的功能后定义的，可以按照用户或操作员的习惯或意向对其进行更改。因此，术语的定义应当基于本文所列的全部公开。

在说明书中，当称一个要素“包含”或“包括”一个部件，并不排除它也包含另一个部件的可能，除非在上下文中明确指出，否则可能包含其他部件。

参照图1至3，根据本实用新型实施例用于实现近光的透镜组件100包含第一透镜110和第二透镜120。

所述第一透镜110包括入射面111和113，形状设置为将发光二极管(LED)200包围；以及出射面117，LED 200发出的光线L从所述出射面117射出。所述第二透镜120设置在所述第一透镜110的出射面117处，从而投射垂直于出射面117射出的来自LED 200的光线L。来自LED200的光线L经过所述第二透镜120投射后，实现近光场型。

若所述透镜组件100用于车灯中，则能替代传统车灯中用以产生近光的反射面及遮光板的作用。因此，减少了车灯中光学部件的数量，从而缩小了车灯的尺寸，因而可满足车灯设计中的各种要求，并可降低生产成本。

参照图2，当所述LED 200向各个方向发出的光线L入射到第一透镜100，第一透镜110使光线L从一个方向射出，可为任意方向。所述第一透镜110可以包括正入射面111、侧入射面113、折射面115和出射面117。

所述正入射面111通过使所述第一透镜110一侧的中心部分凹陷而形成，并位于LED 200的前方，使得来自LED 200的光线L能够入射到所述正入射面111。所述正入射面111优选向LED 200凸起。

这里，来自LED 200的光线L的光束穿过正入射面111后，相互平行地射向所述出射面117。

所述侧入射面113与正入射面111一道，通过使第一透镜110一侧的中心部分凹陷而形成，并设置在LED 200的侧面，以使来自LED 200的光线L能够入射到所述侧入射面113。

所述侧入射面113与正入射面111耦合。侧入射面113与正入射面111的夹角优选大于90°。来自LED 200的光线L穿过所述侧入射面113后，射向折射面115。

所述折射面115将穿过侧入射面113的来自LED 200的光线L折射。所述折射面115的第一端可与侧入射面113耦合，并且其第二端是所述第一端的延伸，可与出射面117耦合。

所述折射面115可以有曲率，从而使来自LED 200的光线L所形成的光束经折射面115折射后，可以相互平行地射向出射面117。亦即，如果通过侧入射面113进入第一透镜110的光线L到达所述折射面115，则光线L被所述折射面115全反射，然后射向出射面117。

进入第一透镜100的光线L最终通过所述出射面117从第一透镜110射出。所述出射面117基本上具有圆形，但可以具有部分截切的圆形。在本实施例中，所述出射面117可以具有与所述第二透镜120的形状相对应的部分截切的圆形。

穿过正入射面111的来自LED200的光线L，和经折射面115折射的来自LED 200的光线L，可以从所述出射面117垂直射出。

光线L经所述出射面117射出第一透镜110，再穿过第二透镜120，实现近光场型。

参照图3和4，第二透镜120设置在第一透镜110的出射面117处，可以投射从出射面117射出的来自LED 200的光线L，并使得来自LED 200的光线L实现近光场型LP。

所述第二透镜120可以包括第一曲面121，将LED 200发出的光线L传输至近光场型LP的第一光分布区域A1；第二曲面123，将LED200发出的光线L传输至近光场型LP的第二光分布区域A2；以及多个第三曲面125，将LED 200发出的光线L传输至近光场型LP的第三光分布区域A3。

所述第一曲面121、第二曲面123及第三曲面125可以具有不同的曲率。第一曲面121、第二曲面123及第三曲面125中每一个可以具有凹面的形状。鉴于前述的第二透镜的形状，即使第二透镜120有部分损坏，其余部分可以对光量减小的近光场型的相应光照分部区域做出补偿。

所述第二透镜120具有能够把色差减至最小的形状。

如此，所述第一透镜110和所述第二透镜120可以由聚碳酸酯(PC)材料形成。在这里，由于聚碳酸酯材料具有色差会过度增大的属性，一直以来都很难将聚碳酸酯材料应用到传统光学系统中。根据本实用新型实施例，第一透镜110和第二透镜120具有的形状能够使色差的发生降至最低，从而使第一透镜110和第二透镜120由聚碳酸酯材料制造成为可能。

因此，由于本实用新型实施例的透镜组件100可以用形状易变的聚碳酸酯材料制成，于是降低了制造工艺的难度和生产成本。

为了清晰地实现图4的近光场型LP，还需要更具体地划分所述第一透镜110.

参照图5，所述第一透镜110的侧入射面113可以划分为第一侧入射面113a、第二侧入射面113b和第三侧入射面113c；所述第一侧入射面113a与LED 200隔开一段预定距离，所述第二侧入射面113b设置在与LED 200的间隔距离比113a与LED 200之间的距离更远之处，所述第三侧入射面113c设置在与LED 200的间隔距离比113b与LED 200之间的距离更远之处。

基于正入射面111，所述第一侧入射面113a、第二侧入射面113b及第三侧入射面113c可以具有不同的高度。

所述折射面115可以划分为：第一折射面115a，其与第一侧入射面113a耦合；第二折射面115b，其与第二侧入射面113b耦合；以及第三折射面115c，其与第三侧入射面113c耦合。

光线L穿过具有上述形状的第一和第二透镜110和120之后，可以清楚地实现图4中的近光场型LP。

参照图6，图中示出了在被加工成具有与第二透镜120相对应的形状之前的第一透镜110。

参照图7，图中示出了穿过图6的第一透镜110的光束场型随出射面117的直径S而改变的示例。

如果图6的出射面117的直径S为30mm，则形成图7A中的光束场型。如果图6的出射面117的直径S为40mm，则形成图7B中的光束场型。如果图6的出射面117的直径S为80mm，则形成图7C中的光束场型。

图7A的波束场型显示，当穿过透镜组件100的来自LED 200的光线L实现一个近光场型时，并没有形成一条明显的明暗截止线。而另一方面，图7B和图7C的光束场型则显示，形成了明显的明暗截止线。

因此，在加工前，优选将所述第一透镜110的出射面117的直径设定在40mm至80mm的范围内。

这样，如果根据本实用新型实施例的透镜组件100用于车灯，则能替代传统车灯中用以产生近光的反射面及遮光板的作用。因此，减少了车灯中光学部件的数量，从而缩小了车灯的尺寸，因而可满足车灯设计中的各种要求，并可降低生产成本。

虽然出于说明性的目的公开了本实用新型的优选实施例，但本领域技术人员将明白，各种修改、增加和代替仍是可能的，不会偏离由本实用新型的技术方案所限定的本实用新型的范围和精神。