[实用新型]一种LED汽车远光灯的双自由曲面光学透镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED汽车灯照明技术领域，特别涉及一种LED汽车远光灯的双自由曲面光学透镜。

背景技术

由于LED芯片技术的不断突破和封装技术的改进，LED的发光效率得到不断提升，LED芯片所具有的体积小，重量轻，高稳定性和高发光效率越来越得到各行各业的认可和喜爱，近年来，LED应用于机动车照明领域也越来越受到重视，尤其是使用LED光源的汽车前照灯领域，由于LED芯片的发光模型近似为余弦辐射体，光学特性不同于传统汽车的白炽丝光源，使LED光源应用于汽车远光灯时要面临更加复杂的光学设计问题，而现有的汽车远光灯透镜存在色温偏高和光学效率不高的问题，给行车途中的舒适性和安全性带来很大困扰，为了使LED更好地应用于汽车照明领域，这一问题亟需解决。

实用新型内容

本实用新型针对上述存在的问题，提供了汽车远光灯双自由曲面透镜，该透镜入射面和出射面皆为自由曲面，两个自由曲面皆能灵活的对光线进行矫正，且光效利用率更高，使照明光斑更加均匀，无明显的色散现象，能满足新的国家标准对汽车远光灯的配光要求，解决了使用LED光源的光学设计问题，既解决色温偏高问题又解决光斑照度问题。

本实用新型的目的至少采用如下技术方案之一实现。

一种LED汽车远光灯的双自由曲面光学透镜，双自由曲面透镜由两个自由曲面组合而成，第一个自由曲面为入射面,第二个自由曲面为出射面，光学透镜放置于芯片前面。特征是：建立直角坐标系，在坐标原点前方25米处设定照明面，确定照明面中心点为中心的椭圆形区域，对椭圆形区域进行能量划分，设定第一个自由曲面和第二个自由曲面角度矫正比，先计算出芯片的出光角度和目标平面的映射关系，用设定的第一个自由曲面的角度矫正系数，计算出芯片的出光角度和第一个自由曲面的出射角度的对应关系，按照对应关系利用迭代计算公式，计算出第一个自由曲面上的点，然后用第一个自由曲面上点的出光角度和目标平面上点的对应关系，再利用迭代计算公式计算出第二个自由曲面上的点，将所得到的点分别倒入建模软件中建模即可得到模型实体。

双自由曲面光学透镜由透明材料制成，透明材料可为PC或PMMA或光学玻璃。透镜的上下两个面为双自由曲面，两者间的过渡面为圆柱面，圆柱面可以方便的与支架相连，方便透镜的定位，且不会影响光学效果。

在相同尺寸下，双自由曲面透镜比单透镜的光效利用率更高，且透镜的菲涅耳损失更低，应为双自由曲面入射面为自由曲面，而非单自由曲面的平面，所以在光源利用角度相同时，曲面的长度更短，而在尺寸相同时，双自由曲面透镜的光能利用角度更大。

双自由曲面透镜能使透过的光线色温稳定，光斑均匀，透镜的外形结构为凹凸形，第一个自由曲面向透镜内部凹，第二个自由曲面向外凸，整个透镜可认为是由球面透镜中的正负透镜组合而成的胶合透镜，胶合透镜可以很好的矫正色差，所以在光线通过双自由曲面时，不会出现明显的色散，能很好的稳定光斑的色温，光斑不会出现明显的偏蓝或偏黄现象，且两个自由曲面都参与光线矫正，可以做到芯片的出光角度和目标平面的映射关系更加准确，使照明面上的照度设定值与实际照明值更接近，光斑更均匀。