本申请涉及汽车照明,更具体地说,涉及一种透镜模组及车灯。
背景技术:
1、随着车灯照明技术的发展,远近光照明透镜模组越发普及,现有的远近光照明透镜模组通常都是横长条形状,并且采用的是传统“聚光器+单焦点聚焦透镜”的方案模组;这一方案模组在车身轴方向上较长,体积较大,并且为了提高远近光照明透镜模组亮度,需要更长的焦距,导致调光结构很长,需要更大的调光空间;另外焦距越长,还会导致照明距离较近,远光亮度偏低,常规led光通量能量无法有效提升远光的亮度,发光效率也较低。
2、因此,如何在缩小调光空间的同时提高发光效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,为解决上述问题,本申请提供了一种透镜模组及车灯,以实现在缩小调光空间的同时提高发光效率的目的,其技术方案如下:
2、本申请提供一种透镜模组,所述透镜模组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,所述第一透镜与所述第二透镜为一体成型结构;
3、所述第一透镜包括入光面和全反射自由曲面,所述入光面为所述第一透镜背离所述第二透镜的表面,所述全反射自由曲面相对于所述入光面向所述第二透镜偏折;
4、所述第三透镜的焦点为第一焦点,所述第一焦点位于所述第一透镜背离所述第二透镜的一侧;
5、所述第二透镜的焦点为第二焦点,所述第二焦点位于所述全反射自由曲面靠近所述入光面的区域;
6、外部发光源发出的光线由所述入光面入射,经所述入光面汇聚至所述全反射自由曲面,经所述全反射自由曲面反射后透过所述第二透镜,透过所述第二透镜的光线的反向延长线汇聚于所述第一焦点,透过所述第二透镜的光线再透过所述第三透镜,形成出射光线;
7、沿光路可逆的方向,所述出射光线经过所述第三透镜和所述第二透镜后汇聚于所述第二焦点。
8、优选的,在上述透镜模组中,所述第二透镜面向所述第三透镜的表面为凸面;
9、外部发光源发出的光线由所述入光面入射,经所述入光面汇聚至所述全反射自由曲面,经所述全反射自由曲面反射后透过所述凸面,透过所述凸面的光线在第一方向上发散,透过所述凸面的光线的反向延长线汇聚于所述第一焦点,所述第一焦点为透过所述凸面的光线的虚焦点,透过所述凸面的光线再透过所述第三透镜,形成出射光线,所述出射光线在第二方向上发散,所述出射光线的反向延长线汇聚于所述第二焦点,所述第二焦点为所述出射光线的实焦点,所述第一方向、所述第二方向和光轴方向两两垂直。
10、优选的,在上述透镜模组中,所述第一透镜还包括截止面;
11、所述截止面与分别与所述入光面和所述全反射自由曲面连接;
12、外部发光源发出的光线由所述入光面入射,经所述入光面汇聚至所述截止面时,所述截止面不进行光线反射。
13、优选的,在上述透镜模组中,所述第二透镜面向所述第三透镜一侧的表面为凹面;
14、外部发光源发出的光线由所述入光面入射,经所述入光面汇聚至所述全反射自由曲面,经所述全反射自由曲面反射后透过所述凹面,透过所述凹面的光线在第一方向上发散,在第二方向上平行,透过所述凹面的光线的反向延长线汇聚于所述第一焦点,所述第一焦点为透过所述凹面的光线的虚焦点,透过所述凹面的光线再透过所述第三透镜,形成出射光线,所述出射光线在所述第一方向和所述第二方向上均平行,所述第一方向、所述第二方向和光轴方向两两垂直。
15、优选的,在上述透镜模组中,所述第三透镜包括第一层透镜和第二层透镜,所述第一层透镜位于所述第二层透镜靠近所述第二透镜的一侧;
16、所述第一层透镜面向所述第二透镜的表面,以及所述第二层透镜背离所述第一层透镜的表面均为自由曲面;
17、所述第一层透镜与所述第二层透镜构成焦线透镜,所述焦线透镜的焦点为所述第一焦点。
18、优选的,在上述透镜模组中,所述第一透镜还包括倾斜全反射平面,所述倾斜全反射平面相对于所述入光面向所述第二透镜偏折,且所述倾斜全反射平面与所述全反射自由曲面相对设置;
19、所述倾斜全反射平面将所述全反射自由曲面镜像成虚像,所述倾斜全反射平面将所述第二焦点镜像成第三焦点,所述第三焦点位于所述虚像靠近所述入光面一侧的区域;
20、外部发光源发出的光线由所述入光面入射,经所述入光面汇聚至所述全反射自由曲面,经所述全反射自由曲面反射至所述倾斜全反射平面,再经所述倾斜全反射平面反射后透过所述第二透镜,透过所述第二透镜的光线再透过所述第三透镜,形成出射光线,所述出射光线的反向延长线汇聚于所述第三焦点。
21、优选的,在上述透镜模组中,所述入光面所在平面与光轴方向垂直。
22、本申请还提供一种车灯,所述车灯包括:至少一个如上述任一项所述的透镜模组。
23、优选的,在上述车灯中,当所述车灯包括多个所述透镜模组时,多个所述透镜模组在第三方向上依次排布,所述第三方向垂直于光轴方向。
24、优选的,在上述车灯中,所述第三透镜在所述第三方向上延伸,多个所述透镜模组共用同一个所述第三透镜。
25、优选的,在上述车灯中,所述车灯还包括:多个led和多个电路板;
26、所述led与所述电路板一一对应,所述led位于所述电路板面向所述入光面的一侧,所述led还与所述入光面一一对应,所述led的发光面与所述入光面平行。
27、相较于现有技术,本发明实现的有益效果为:
28、本发明提供的一种透镜模组及车灯,所述透镜模组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,其中第一透镜和第二透镜为一体成型结构,第一透镜包括入光面和全反射自由曲面,入光面为第一透镜背离所述第二透镜的表面,全反射自由曲面相对于入光面向第二透镜偏折,从而可以缩短光线由入光面到全反射自由曲面的光路距离,缩短调光空间;外部光源发出的光线由入光面进入,经入光面汇聚到全反射自由曲面,再经全反射自由曲面反射后依次透过第二透镜和第三透镜,形成出射光线。
29、通过设置第二透镜和第三透镜的焦点,使得透过第二透镜的光线的反向延长线汇聚于位于第一透镜背离第二透镜一侧的第一焦点上,焦距为第一焦点到第三透镜的距离;透过第二透镜的光线再透过第三透镜形成出射光线,沿光路可逆的方向,出射光线经过第三透镜和第二透镜后汇聚于位于全反射自由曲面靠近入光面的区域的第二焦点上,焦距为第二焦点到第三透镜的距离;也就是说光线经第二透镜和第三透镜透射后,可以实现将出射光线的焦点从第一焦点位置偏折到第二焦点位置,缩小了焦距,从而缩小了透镜模组的长度;并且,本发明缩小了焦距,可以使得照明的距离较远,能够提高远光的亮度,从而提高透镜模组的发光效率,可以实现在缩短调光空间的同时提高发光效率。
30、另外,全反射自由曲面可以起到集光、聚光和形成光型的作用,并且由于全反射自由曲面的结构规则完整,边缘线整齐规律,使得车灯面罩光斑均匀性良好,观感良好,能够提高客户满意度。
1.一种透镜模组,其特征在于,所述透镜模组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜,所述第一透镜与所述第二透镜为一体成型结构;
2.根据权利要求1所述的透镜模组,其特征在于,所述第二透镜面向所述第三透镜的表面为凸面;
3.根据权利要求2所述的透镜模组,其特征在于,所述第一透镜还包括截止面;
4.根据权利要求1所述的透镜模组,其特征在于,所述第二透镜面向所述第三透镜一侧的表面为凹面;
5.根据权利要求1所述的透镜模组,其特征在于,所述第三透镜包括第一层透镜和第二层透镜,所述第一层透镜位于所述第二层透镜靠近所述第二透镜的一侧;
6.根据权利要求1所述的透镜模组,其特征在于,所述第一透镜还包括倾斜全反射平面,所述倾斜全反射平面相对于所述入光面向所述第二透镜偏折,且所述倾斜全反射平面与所述全反射自由曲面相对设置;
7.根据权利要求6所述的透镜模组,其特征在于,所述入光面所在平面与光轴方向垂直。
8.一种车灯,其特征在于,所述车灯包括:至少一个如权利要求1-7任一项所述的透镜模组。
9.根据权利要求8所述的车灯,其特征在于,当所述车灯包括多个所述透镜模组时,多个所述透镜模组在第三方向上依次排布,所述第三方向垂直于光轴方向。
10.根据权利要求9所述的车灯,其特征在于,所述第三透镜在所述第三方向上延伸,多个所述透镜模组共用同一个所述第三透镜。
11.根据权利要求8所述的车灯,其特征在于,所述车灯还包括:多个led和多个电路板;
