CN102691959B - 前照灯用led光源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光源，尤其涉及一种机动车前照灯用LED光源。前照灯用LED光源，其特征在于LED光源为连续发光的光带。本发明的优点效果：如图1所示本发明利用成像原理，将光源设计成为面光源的光带，结构简单，减少了前照灯的零部件，成本低，易实施，照明效果好。即使发光密度低，成本低廉也可轻易实现。

Description

前照灯用LED光源
技术领域
本发明涉及一种光源，尤其涉及一种机动车前照灯用LED光源。
背景技术
根据已经公开技术，世界上开发LED汽车前照灯的较先进而又有实用价值的结构归纳如下：
1、多镜头组式。一个聚光镜与一颗LED成一镜头组，投射一光束，在屏幕上照明一个光斑。根据远光或近光标准要求，用多个镜头组产生的光斑拼接成光带，以符合照度分布要求。此结构体积大、成本高、工艺难。
2、自由面透镜式。前照灯由一个聚光镜与一颗LED组成，但是聚光镜的折光面不再是旋转曲面，而是自由曲面，使光束投射产生光斑符合照度标准要求。此结构要求LED发光密度极高，发光密度即是发光面上的Lm/mm2值，用于近光灯尚可，难以用于远光灯。
3、半反光镜—透镜式。此结构与透镜式HID灯相同，仅把LED当做沿轴线剖开的半个HID灯泡，只能适用于近光灯。
以上结构体现出，在设计思想中隐含LED是点光源这一观念，因此沿用HID灯结构，终究不能取得满意结果。
LED光源是典型的面光源，至今，单个LED最高发光密度100Lm/mm2，想要达到200Lm/mm2以上几乎是不可能的。HID的发光密度在1000Lm/mm2以上，卤素灯的发光密度也在400Lm/mm2以上。
因此上述结构在使用LED作为光源的结构上，结构复杂，光能利用率低。
发明内容
为了解决上述技术问题本发明提供一种前照灯用LED光源，目的是节约能源，降低成本，提高光能利用率。
为达上述目的本发明前照灯用LED光源，其特征在于LED光源为连续发光的光带。
光带的每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2，其中A为成像镜头集光系数，F为成像镜头的焦距，L为投射距离，E1为光带发光点发光密度，E2为E1发光点对应检测屏幕上的成像点标准要求的照度；光带上发光点坐标公式为X，Y=实际成像点坐标/放大倍率，放大倍率=照明距离/成像镜头的焦距。
光带为近光光源时，光带为曲面。
光带为一体。
光带为分体式，连接处无发光死区。
光带的发散角小于60度，大于0度。
光带为远光光源时，光带为平面。
光带为近光和远光结合光源时，远光光源设在近光光源的中心。
近光和远光结合光源时，当需要为远光光源工作时按远光光源控制发光点的发光照度，当为近光光源时，控制中心的远光光源按近光光源的发光照度工作。
本发明的优点效果：如图1所示本发明利用成像原理，将光源设计成为面光源的光带，结构简单，减少了前照灯的零部件，成本低，易实施，照明效果好。即使发光密度低，成本低廉也可轻易实现。
附图说明
图1是本发明用在前照灯上照明的原理图。
图2是根据国家标准GB21259-2007规定的近光照明区域照度要求图。
图3是本发明展开后对应图2照度要求图。
图4是本发明形状示意图。
图5是本发明分体式示意图。
图6是根据国家标准GB21259-2007规定的远光照明区域照度要求图。
图7是本发明远光照明对应图6光带照度要求图。
图8是本发明近光和远光一体图。
图中：1、光带；2、成像镜头；3、照明区域。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明前照灯用LED光源，LED光源为连续发光的光带，光带的每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2，其中A为成像镜头集光系数，F为成像镜头的焦距，L为投射距离，E1为光带发光点发光密度，E2为E1发光点对应检测屏幕上的成像点标准要求的照度；光带上发光点坐标公式为X，Y=实际成像点坐标/放大倍率，放大倍率=照明距离/成像镜头的焦距，光带为近光光源时，光带为曲面，光带为一体，光带的发散角为45度。照明区域P2处的照度E2（单位Lx），与光带上共轭点P1处发光密度E1(单位Lm/mm2)对应。
如图2所示为在25米远处的照明区域检测屏幕上测试，根据国家标准测试点的各点照度要求如表1：
图2中的尺寸单位为cm，h-h和v-v线与屏幕上过近光基准轴线的水
平和垂直面相交，角H3-HV-h为45度。h-HV-H3-H4为近光照明明暗截止线。h-h为远光照明区域的水平中线。a表示图示尺寸未按比例。按国家标准GB21259-2007的规定如表1中HV的成像点照度为不大于1Lx，测试点4的成像点照度为不大于20Lx，测试点5的成像点照度为不大于30Lx，表1中剩余测试点均为不小于表1各数值。
那么以成像镜头F=40mm为例，根据图2中照明区域上检测点对应到光带上发光点坐标如图3所示。
在图2中检测点3的坐标为（50，25），如图3所示根据公式光带上发光点坐标公式为X，Y=实际成像点坐标/放大倍率，放大倍率=照明距离/聚光镜的焦距；图3中以v-v和h-h交叉点坐标为（0，0），v-v线是光带垂直中心线，h-h是水平中心线，那么光带上发光点3的坐标如下：放大倍率=25000/40=625,X，Y=（50，-25）/625=（0.8,-0.4），单位为mm。
以此类推，发光点4的坐标X，Y=（-2.4，-0.6）；发光点5的坐标X，Y=（-2.4，-1.2）；发光点6的坐标X，Y=（0，-0.6）；发光点7的坐标X，Y=（1.2，-0.6）；发光点8的坐标X，Y=（-6.336，-1.2）；发光点9的坐标X，Y=（6.336，-1.2）；发光点10的坐标X，Y=（-10.72，-1.2）；发光点11的坐标X，Y=（10.72，-1.2）；发光点12的坐标X，Y=（-14.56，-2）；发光点13的坐标X，Y=（14.56，-2）；整体光带投影长度为29.12mm，宽为3.5mm。
光带上各发光点的发光密度，根据公式每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2得到如表2，单位Lm/㎜2，成像镜头集光系数A为0.45。
得到发光点需满足下列条件才能过到国家标准的要求：表2中的数值为临界值，发光点hv的发光密度为不大于0.86Lm/㎜2，发光点4的发光密度为不大于17.4Lm/㎜2，发光点5的发光密度为不大于26Lm/㎜2，表2中剩余发光点均为不小于表2中各数值。
实施例2
实施例1中光带为分体式，如图4和5所示由8块光带拼装，且在连接处无发光死区，光带的发散角为55度。其它同实施例1。
实施例3
实施例1中光带的发散角为5度。其它同实施例1。
实施例4
实施例1中光带的发散角为30度。其它同实施例1。
实施例5
实施例1中的光带为远光光源时，光带为平面，根据国家标准在25米处的照明区域上测试,图6中的尺寸单位为cm，h-h和v-v线为水平中心线和垂直中心线，HV为中心，HV每侧的两个检测点分别距HV为112.5cm和225cm；光带的发散角为50度。
如图7所示以成像镜头F=56mm为例，根据图6中的5个检测点对应在远光光带上的5个发光点坐标分别为（0，0）、（2.5，0）、（5，0）、（-2.5，0）、（-5，0）。根据国家标准5个检测点的照度为HV为70-180Lx，HV左右两侧为大于40Lx，最外侧两点为大于10Lx，根据公式对应光带上5个发光点的发光密度为：远光光带发光点（0，0）为31--80Lm/㎜2，发光点（2.5，0）和（-2.5，0）为18Lm/㎜2，（5，0）和（-5，0）为4.5Lm/㎜2，图7中的尺寸单位为mm。
实施例6
如图8所示光带为近光和远光结合光源时，远光光带设在近光光带的中心。近光和远光结合光源时，当需要为远光光源工作时按远光光源控制发光点的发光照度，当为近光光源时，控制中心的远光光源按近光光源的发光照度工作。h、HV、H3、H4为近光灯明暗截止线，h、HV、H3、H4下方区域为近光照明光源，按近光灯光源要求制作。A、B、C、D内为远光照明区域。A、B、J、H3、HV、G为远光与近光照明光源重合区域。明暗截止线、远光照明区域、近光照明区域三者封装在一起，近光开启同时出现明暗截止线；远光开启时远光与近光同时照明。

Claims (8)

1.前照灯用LED光源，其特征在于LED光源为连续发光的光带；光带的每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2，其中A为成像镜头集光系数，F为成像镜头的焦距，L为投射距离，E1为光带发光点发光密度，E2为E1发光点对应检测屏幕上的成像点标准要求的照度；光带上发光点坐标公式为X，Y=实际成像点坐标/放大倍率，放大倍率=照明距离/聚光镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的前照灯用LED光源，其特征在于光带为近光光源时，光带为曲面。
3.根据权利要求1所述的前照灯用LED光源，其特征在于光带为一体。
4.根据权利要求2所述的前照灯用LED光源，其特征在于光带为分体式，连接处无发光死区。
5.根据权利要求2所述的前照灯用LED光源，其特征在于光带的发散角小于60度，大于0度。
6.根据权利要求1所述的前照灯用LED光源，其特征在于光带为远光光源时，光带为平面。
7.根据权利要求1所述的前照灯用LED光源，其特征在于光带为近光和远光结合光源时，远光光源设在近光光源的中心。
8.根据权利要求7所述的前照灯用LED光源，其特征在于近光和远光结合光源时，当需要为远光光源工作时按远光光源控制发光点的发光照度，当为近光光源时，控制中心的远光光源按近光光源的发光照度工作。
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Address before: 112000 Tieling province Liaoning city Yinzhou District No. 58 South Street, Chai River Hualong Instrument Company

Co-patentee before: Guo Xiao

Patentee before: Liu Derun

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Address after: 1-1, No. 10-1, Gaoxin middle street, Gaoxin District, Tieling City, Liaoning Province

Patentee after: Tieling tiehuayi Automobile Lighting Co., Ltd

Address before: 233000 A1, building two, Wanda Plaza, Bengbu, Bengbu, Anhui 00181

Patentee before: Anhui Xima New Energy Technology Co. Ltd

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