大功率LED汽车前照灯的近光灯光学系统

摘要

本发明公开了一种大功率LED汽车前照灯的近光灯光学系统，该系统由两个相似的光学结构组成，每一个光学结构包含大功率LED光源、基座与光学透镜。LED光源发出的光线分成两部分进入光学透镜，一部分经过它的内表面折射而另一部分经过它的侧表面全反射后在它内部形成近似平行光，并利用它自由柱面的折射产生所需的光型。第一光学结构在25m配光屏幕上产生具有清晰的水平明暗截止线光型，第二光学结构在25m配光屏幕上产生具有清晰的倾斜15°明暗截止线光型，该两种光型叠加形成能够满足标准规定的近光光型。LED近光灯至少需要两个这样的光学系统单元，进行适当的空间排布，从而满足近光配光性能要求。

主权项

大功率LED汽车前照灯的近光灯光学系统，包括至少两个能产生相交明暗截止线的相似光学结构，所述相似光学结构包括第一光学结构和第二光学结构,每个光学结构包含LED光源、基座(1)和光学透镜，所述基座(1)用于固定LED光源和光学透镜，使LED光源和光学透镜构成一个封闭的腔体，其特征在于：所述LED光源发出的光线分成两部分进入光学透镜，一部分经过光学透镜的内表面折射，另一部分经过光学透镜的侧表面全反射后在光学透镜内部形成近似平行光，所述近似平行光经过光学透镜的自由柱面折射出；所述第一光学结构包括第一光学透镜(3)，所述第一光学透镜(3)包括第一反射面(3a)、第一自由柱面(3b)和第一辅助面(3c)，所述第一反射面(3a)一端与设置在基座上的LED光源处连接，所述第一反射面(3a)另一端设置有第一侧表面(3g)，所述第一自由柱面(3b)和第一辅助面(3c)通过与第一侧表面(3g)连接组成封闭实体，所述封闭实体内部靠近基座的一端还设置有第一内腔(3d)，所述第一内腔(3d)包括第一内腔壁(3e)和第一内表面(3f)，所述第一内腔壁(3e)一端与基座连接，所述第一内腔壁(3e)另一端与第一内表面(3f)连接，第一LED光源发出光线经第一内腔壁(3e)折射再经第一反射面(3a)反射后形成垂直出射的平行光；所述第一内表面(3f)和第一反射面(3a)为自由曲面；所述第一内腔壁(3e)为圆柱面或自由曲面，所述第一自由柱面(3b)由若干不规则柱面组成；所述第二光学结构包括第二光学透镜(4)，所述第二光学透镜(4)包括第二反射面(4a)和第二自由柱面(4b)，所述第二反射面(4a)一端与设置在基座上的LED光源处连接，所述第二反射面(4a)另一端设置有第二侧表面，所述第二自由柱面(4b)与第二侧表面连接组成封闭实体，所述第二自由柱面(4b)沿中心轴旋转15°排列，所述封闭实体内部靠近基座的一端还设置有第二内腔，所述第二内腔包括第二内腔壁和第二内表面，所述第二内腔壁一端与基座连接，所述第二内腔壁另一端与第二内表面连接，第二LED光源发出光线经第二内腔壁折射再经第二反射面(4a)反射后形成垂直出射的平行光；第一光学透镜(3)的第一自由柱面(3b)和第一辅助面(3c)的每条柱面竖直排列；第二光学透镜(4)的自由柱面由一个面组成，且每条柱面沿中心轴旋转15°排列；两自由柱面的垂直剖面线(5)和水平剖面线(6)的形成机理是相通的，垂直剖面线是根据所需要的光型计算出来的一条自由曲线，而水平剖面线至少由两段圆弧组成。