申请/专利权人：马瑞利汽车零部件(芜湖)有限公司

申请日：2021-09-02

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN113701119B

主分类号：F21S41/25

分类号：F21S41/25;F21S41/675;F21W102/135;F21W107/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要：本发明提供了一种提高近光路照均匀性的光学系统及灯具，近光截止线挡板位于出光模块和透镜之间；出光模块发射的光线汇聚到透镜内表面的焦点处；一部分光线通过近光截止线挡板到达中心线下的透镜内表面，光线在透镜内部传播到透镜的外表面，然后向上汇聚到透镜外表面的焦点处；另一部光反射光线被近光截止线挡板挡住且被反射，光线到达中心线上的透镜内表面处进入到透镜内部，传播至透镜外表面，在向下汇聚到透镜外表面的焦点处。本发明通过沿着焦点旋转近光截止线挡板，变相增大了反射光线的入射角度，出射光线不断向透镜水平中心线靠近，更多的光线可以进入到透镜中，提高了光线利用率，同时增大了照射距离。

主权项：1.一种提高近光路照均匀性的光学系统，其特征在于，包括出光模块1、近光截止线挡板2及透镜组3；所述透镜组3包括透镜301，所述近光截止线挡板2位于所述出光模块1和所述透镜301之间，所述近光截止线挡板2相对于水平面旋转，所述近光截止线挡板2与水平面之间存在有夹角；所述出光模块1用来发射光线，所述近光截止线挡板2用来反射所述出光模块1发射的光线；所述出光模块1发射的光线汇聚到所述透镜301内表面的焦点处；一部分光线通过所述近光截止线挡板2到达中心线下的所述透镜301内表面，光线在所述透镜301内部传播到所述透镜301的外表面，然后向上汇聚到所述透镜301外表面的焦点处；另一部光线被所述近光截止线挡板2挡住且被反射，光线到达中心线上的所述透镜301内表面处进入到所述透镜301内部，传播至所述透镜301外表面，再向下汇聚到所述透镜301外表面的焦点处；中心光线通过所述透镜301,近光截止线挡板2旋转的角度计算方法如下：定义所述透镜301内表面的焦点为P1，定义所述透镜301外表面的焦点为P2，定义近光截止线挡板2的反射点为O,定义近光截止线挡板2的出射光线为EO，定义近光截止线挡板2的法线为ON；EO被水平近光截止线挡板202反射的光线定义为OH2，OH2经所述透镜301两次折射后的光线定义为H2’T2；EO被带有角度的近光截止线挡板201反射的光线定义为OH1，角度为α，OH1经所述透镜301两次折射后的光线定义为H1’T1；定义中心光线通过透镜301的切面A，模拟所述近光截止线挡板2旋转角度α前后光线到达25m焦点处的角度差值并定义为β：β＝∠T1P2T2＝∠H′2P2O-∠H′1P2O；根据透镜的角放大公式γ＝SS'，S是所述透镜301内表面的焦距，S'是所述透镜301外表面的焦距，得出： 由于旋转角度较小，光线反射点O偏离焦点P1可以忽略不计，P1等效近似为O，计算过程如下： 其中∠H2OH1为所述近光截止线挡板2旋转α角度之前和之后两种情况光线通过所述透镜301前的角度差值，所述近光截止线挡板2旋转α角度之前和之后两种情况光线通过所述透镜301折射后的角度差值是∠H′2P2H′1，由此计算出所述近光截止线挡板2旋转α角度之前和之后两种情况光线通过所述透镜301前的角度差值与通过所述透镜301折射后的差值对应关系；根据反射定律入射角等于反射角，∠EON＝∠NOH2，在入射光线不变的情况下，当反射面旋转α，法线也旋转α，旋转后的法线定义为ON′，入射角变为∠EON′，且等于∠EON+α，定义反射角为∠N′OH1，且等于∠EON′；反射角∠N′OH1＝∠N′OH2+∠H2OH1；∠N′OH1＝∠N′OH2+∠H2OH1＝∠NOH2-α+∠H2OH1；代入上述得出的∠N′OH1＝∠EON′，得到：∠NOH2-α+∠H2OH1＝∠EON′＝∠EON+α由∠EON＝∠NOH2，得到：∠H2OH1＝2α；得出在入射光不变的情况下，反射角度的变化是反射面旋转角度的两倍；整理上述对应关系：∠H2OH1＝2α； 得出当最终光型相差β时，所述近光截止线挡板2需要旋转大角度光线通过所述透镜301，所述近光截止线挡板2旋转的角度计算方法如下：定义大角度光线经过透镜301的切面B，切面B离中心切面A的距离为x，透镜半宽为y，厚度为w,外表面焦距为S′；切面B的入射面焦距为S′+xw2y；切面B的出射面焦距为25000+xw2y； 得出当最终光型相差β时，所述近光截止线挡板2需要旋转沿着所述透镜301内表面焦点向入射光线侧旋转所述近光截止线挡板2。

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