CN103453423A - Led汽车前照灯远光光学模组 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车照明技术领域，具体涉及一种LED汽车前照灯远光光学模组。本模组包括LED光源、反射器、透镜和散热器，格栅状的散热器上设有平台，散热器通过球头连接机构和位置调节结构与底座相连；所述LED光源设置在反射器的镂空部处，且LED光源与所述平台相连；反射器包括反光杯体，反光杯体的反射面呈椭球面状；所述透镜包括供光线进入透镜的平面状的入射面，还包括供光出射的外凸面，所述外凸面呈椭球面状；所述透镜通过透镜支架固定在所述散热器上。本模组不但光照效果良好，照明度较高，视野清晰，还具有良好的散热效果，保证了汽车前照灯处于安全稳定的工作环境中，从而大大地提高了行车的安全性和延长了汽车前照灯的使用寿命。

Description

LED汽车前照灯远光光学模组

技术领域

本发明属于汽车照明技术领域，具体涉及一种LED汽车前照灯远光光学模组。

背景技术

现有技术中，汽车前照灯一般采取反光杯进行聚光，经反光杯聚光后的光线在出射时采用透镜进行再次聚光，并使得汽车前方的光线达到一定的照度值，从而为驾驶人员提供照明。但是现有技术中存在以下缺陷：其一，反光杯聚光后存在光线不均匀的缺陷，现有技术中，通常会在反光杯在内表面增加凸点来改善出光效果，但是这种结构会导致产生亮斑，光照效果不佳；其二，现有汽车前照灯的出射光线较为分散，且射程较短，照明清晰度较差，容易对行车的安全性造成不良影响。

此外，汽车车灯内部是一个密闭的环境，当汽车前照灯处于照明状态时，车灯所处的密闭环境将由于热量聚集而产生较高的温度，这种较高的温度不但容易在车灯内部产生雾气，影响照明效果，还容易使得汽车前照灯中的零部件受热变形，甚至出现零部件烧熔的现象；由于因高温而产生的热气在封闭的环境中流动不畅，还会造成汽车前照灯内部的电子产品寿命缩短，严重影响了汽车前照灯的正常使用。

因此，如何获得一种光照效果良好且散热效果良好的汽车前照灯，是目前汽车照明技术领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种LED汽车前照灯远光光学模组，本系统不但光照效果良好，照明度较高，视野清晰，还具有良好的散热效果，保证了汽车前照灯处于安全稳定的工作环境中，从而大大地提高了行车的安全性和延长了汽车前照灯的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种LED汽车前照灯远光光学模组，包括LED光源、反射器和透镜，本远光光学模组还包括由铝合金制成的散热器，本远光光学模组还包括由铝合金制成的散热器，所述散热器上设有三个散热器定位孔，其中一个散热器定位孔即第一散热器定位孔处设有与底座相连的球头连接机构，另外两个散热器定位孔即第二散热器定位孔或第三散热器定位孔处则均设置有与底座相连的位置调节机构，且散热器呈格栅状；

所述散热器上设置有用于安置反射器的平台，所述反射器上设有镂空部，所述LED光源设置在所述镂空部处，且LED光源与所述平台相连；

所述反射器包括反光杯体，所述反光杯体的用于反射LED光源所发出的光线的反射面呈椭球面状；

所述透镜为平凸透镜，包括使经由反光杯体的发射面反射而来的光线进入透镜的平面状的入射面，还包括供光出射的外凸面，所述外凸面呈椭球面状；所述透镜通过透镜支架固定在所述散热器上。

优选的，所述散热器是由多个鳍片状的散热片构成，所述相邻散热片之间设有间隙。

优选的，所述反光杯体的反射面是由椭圆弧绕椭圆弧所在的椭圆的长轴旋转180°而构成的半回转面；所述椭圆弧为所述椭圆的处于同一象限内的长轴和短轴围成的弧段。

优选的，所述透镜在靠近所述入射面的一侧设置有凸出在外凸面外侧、与所述透镜支架相配合的定位凸环，所述外凸面与所述定位凸环的回转轴线彼此重合；所述透镜支架的远离散热器的一端设置有环状的翻边，透镜支架在翻边的靠近散热器的一侧设置有凹槽，凹槽中设置有卡簧，所述定位凸环卡设在翻边和卡簧之间，所述透镜的外凸面突出在透镜支架的外侧。

进一步的，所述椭圆弧所在的椭圆的长轴和短轴之间的长度比例为3:2。

进一步的，所述反射器还包括与反光杯体相连的第一固定板和第二固定板；所述反射面的一侧弧形边缘形成便于光出射的杯口部，反射面的另一侧弧形边缘向外顺延形成便于固定反光杯体的裙边部；所述第一固定板设置在所述杯口部处，第二固定板与反光杯体的裙边部的下侧相连，位于反光杯体内部的、且处于反射面下侧的第二固定板板面的位置低于所述反射面的焦点位置；所述位于反光杯体内部的第二固定板板面与所述反射面之间设置有便于安置LED光源的镂空部；

所述第一固定板与所述散热器固定连接；所述第一固定板上开设有便于光出射的半圆状空部；所述第二固定板固定设置在散热器上的平台上。

优选的，所述平台设置在散热器的中部；平台上的用于安置LED光源的位置后侧的散热器上设置有贯穿散热器本体的第一空部。

进一步的，所述平台下侧的散热器上设置有用于安置LED驱动电源的第二空部，所述第一空部和第二空部之间设有用于分隔二者的散热格栅。

更进一步的，所述散热器在背离所述平台的一侧设置有向外凸出的通风孔，所述通风孔与第一空部相连通。

优选的，所述球头连接机构包括球头螺杆和球头帽，所述球头帽卡设在第一散热器定位孔处，所述球头螺杆的一端与底座固定联接，球头螺杆的另一端即球头部与球头帽的内腔卡接在一起。

所述位置调节机构包括调节螺杆和调节帽，所述调节帽卡设在第二散热器定位孔或第三散热器定位孔处，且调节帽上设有贯穿帽体的空腔，调节帽的空腔内壁上设有内螺纹；所述调节螺杆的一端可转动地联接在底座上，调节螺杆的另一端即外螺纹段穿过调节帽的内腔并与调节帽构成螺纹配合。

本发明的有益效果在于：

1）、本发明中的散热器为铝合金材质，且散热器设置为格栅状，也即散热器是由多个彼此相邻的散热片构成，相邻散热片之间设置有间隙，这种设置增大了散热面积，提高了散热效率，从而大幅度提高了散热效果。

2）、本发明在散热器上设置有用于安置LED光源的平台，也即工作时LED光源安装固定在平台上，这样有利于散热器尽可能地吸收LED光源产生的热量，并通过辐射散热的方式将热量散发出去，从而保证了LED光源即发光二极管的底部温度低于结温，保障了LED光源能够持久稳定的工作。

3）、本发明在平台上的用于安置LED光源的位置后侧的散热器上设置有贯穿散热器本体的第一空部，第一空部的设置有利于提高汽车前照灯内的对流散热性能，进一步提高了散热效率。

4）、本发明在第一空部的后侧设置有与第一空部相连通的通风孔，从而使得汽车前照灯内热量能够随着空气的流通而传输到外界，极大地提高了汽车前照灯的散热效率。

5）、本发明在所述第一空部和第二空部之间设有用于分隔二者的散热格栅，也即本发明将LED光源和LED驱动电源有效地隔离开来，不但解决了LED驱动电源的散热问题，也避免了二者产生的热量聚集在一起，保证了汽车前照灯正常而稳定地工作。

6）、本发明中的反射面采用椭球面设计，也即反射器的反射面由单一的椭球面构成，采用单一曲面使得反光杯体易于加工成型，同时由椭球面反射而所呈现的光型均匀，不但有效地提高改善了汽车前照灯的出光效果，而且所得光型符合法规要求。

7）、本发明中的透镜的外凸面采用椭球面设计，也即透镜的外凸面由单一的椭球面构成，采用单一曲面使得透镜易于加工成型，同时经由本透镜所出射的光线亮度均匀，不但照度值较高，而且光线的照射路程较远，从而本发明中的透镜不但有效地提高并改善了汽车前照灯的照明效果，而且较好地保证了行车的安全性。

8）、本发明在透镜外凸面的外侧设置有定位凸环，从而有利于透镜的安装固定；此外，定位凸环的设置能够确保透镜的安装位置较为准确，从而确保了光线的照明度较高。

9）、本发明中的散热器设有三个散热器定位孔，由于三点即可确定一个平面，因此由三个散热器定位孔就可以确定前照灯模组的位置，从而不但易于调整前照灯模组的光型中心的位置，而且调节工作量小，调节速度快。

10）、本发明使散热器的第一散热器定位孔通过球头连接机构与底座相连，而第二散热器定位孔和第三散热器定位孔则分别通过位置调节机构与底座相连，这种结构使得第一散热器定位孔通过铰接的方式与底座相连，当位置调节机构动作以从第二散热器定位孔或第三散热器定位孔处带动散热器改变位置时，散热器随即也带动设置在其上的LED光源、反射器和透镜改变位置，从而使得前照灯模组光型中心的位置得到调整。

11）、由于操作人员可以从第二散热器定位孔或第三散热器定位孔两个位置处调节前照灯模组的位置，从而使得操作人员能够向上下左右各个方向调节前照灯模组光型中心的位置，故大大提高了调节效率。

附图说明

图1、11是本发明的结构分解图。

图2是本发明的工作状态示意图。

图3、4均是本发明中散热器的一种实施例的结构示意图。

图5是本发明中散热器的另一种实施例的结构示意图。

图6是本发明中反射器的结构示意图。

图7是图6的左视图。

图8是本发明中发射器的立体状态示意图。

图9是本发明中透镜的结构示意图。

图10是图9的横截面示意图。

图12是调节螺杆的结构示意图。

图13是球头螺杆的结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

10—反光杯体  11—第一固定板  12—工艺安装孔

13—第一固定板  14—发射面  15—镂空部  20—LED光源

30—散热器  31—散热器定位孔  32—散热片  33—平台

34—固定支脚  35—第一空部  36—第二空部

37a—第一定位螺孔  37b—第二定位螺孔  38—通风孔

40—透镜  41—外凸面  42—入射面  43—定位凸环

50—透镜支架  60—LED驱动电源  80—调节螺杆  81—齿圈

82—调节帽  90—球头螺杆  91—球头部  92—球头帽

H—厚度  L—直径  a—长轴  b—短轴

具体实施方式

为便于理解，下面结合附图对本发明中各个组成部分的具体结构作进一步描述。

1.反射器

如图6～8所示，反射器包括反光杯体10，所述反光杯体10的反射面14呈椭球面状，所述反光杯体10的反射面14是由椭圆弧绕椭圆弧所在的椭圆的长轴a旋转180°而构成的半回转面；所述椭圆弧为所述椭圆的处于同一象限内的长轴a和短轴b围成的弧段。

如图6所示，所述反光杯体10的反射面14也即反光杯体10的内壁面。

本发明中的反射器，所述椭圆弧所在的椭圆的长轴a和短轴b之间的长度比例为3:2，举例来说，当椭圆长轴a取90mm时，椭圆短轴b的长度为60mm。

如图6～8所示，本反射器还包括与反光杯体10相连的第一固定板11和第二固定板13；所述反射面14的一侧弧形边缘形成便于光出射的杯口部，反射面14的另一侧弧形边缘向外顺延形成便于固定反光杯体10的裙边部；所述第一固定板11固定在反射面14的处于光出射方向一侧的杯口部处，第二固定板13则固定设置在反光杯体10下侧的裙边部处；所述第一固定板11上绕反光杯体10的杯口部设置有三个工艺安装孔12，第二固定板13则在伸出反光杯体10裙边部外侧的板面上设置有两个工艺安装孔12；所述第一固定板11上开设有便于光出射的半圆状空部111。

优选的，如图6、8所示，所述第一固定板11的板面和第二固定板13的板面彼此垂直。

如图6所示，所述第二固定板13位于反光杯体10的裙边部的下侧；位于反光杯体10内部的、且处于反射面14下侧的第二固定板13板面的位置低于所述反射面14的焦点位置；所述位于反光杯体10内部的第二固定板13板面与所述反射面14之间设置有便于安置LED光源20的镂空部15。

2.透镜

如图9、10所示，透镜40为平凸透镜，包括平面状的入射面42和供光出射的外凸面41，所述外凸面41呈椭球面状，所述入射面42和供光出射的外凸面41之间为透明的镜体。

如图9、10所示，透镜在靠近所述入射面42的一侧设置有凸出在外凸面41外侧的定位凸环43，所述外凸面41与所述定位凸环43的回转轴线彼此重合。

为便于安装透镜，如图2所示，透镜支架50在其远离散热器30的一端设置有环状的翻边，透镜支架50在翻边的靠近散热器30的一侧设置有凹槽，凹槽中设置有卡簧51，所述定位凸环43即卡设在翻边和卡簧51之间，处于工作状态的透镜40的外凸面41突出在透镜支架50的外侧。

椭球面状的外凸面41可以有多种形状，本实施例中，如图10所示，所述外凸面41的厚度H为23.5mm，所述外凸面41与所述定位凸环43相交处所得到的圆的直径L为70mm；所述椭球面状的外凸面41的焦距为58mm。

所述外凸面41的厚度H也即外凸面41的高度，所述外凸面41与所述定位凸环43相交处所得到的圆的直径L也即与图10中的椭圆弧所对应的弦的长度。

由上述尺寸的外凸面41的厚度H、外凸面41与所述定位凸环43相交处所得到的圆的直径L和外凸面41的焦距所唯一确定的透镜，易于使光线汇聚，有利于行车安全，在确保汽车前照灯达到较高照度值的基础上，进一步降低了生产成本。

3.散热器

如图3～5所示，散热器30设有散热器定位孔31和用于安置LED光源的平台33，所述散热器30由铝合金制成，且所述散热器30呈格栅状。

如图3～5所示，所述格栅状的散热器30是由多个鳍片状的散热片32构成，所述相邻散热片32之间设有间隙。

如图3、5所示，所述平台33设置在散热器30的中部，平台33上设置有便于固定LED光源20的LED光源定位孔；平台33上的用于安置LED光源20的位置后侧的散热器上设置有贯穿散热器本体的第一空部35；所述平台33下侧的散热器30上设置有用于安置LED驱动电源60的第二空部36，所述第一空部35和第二空部36之间设有用于分隔二者的散热格栅，所述散热格栅也即由多个散热片32构成的散热片组。

第一空部35和第二空部36之间的具有设定厚度的散热格栅具有较好的散热效果，保证了LED光源20和LED驱动电源60在工作时不会互相影响，保证了汽车前照灯内电子元器件处于正常的工作状况，提高了汽车前照灯内各个电子元器件的工作寿命，降低了维护成本。

进一步的，如图5所示，所述散热器30在背离所述平台33的一侧设置有向外凸出的通风孔38，所述通风孔38与第一空部35相连通，进一步的确保了对汽车前照灯的散热效果。

所述通风孔38中设置有多个鳍片状的散热片32，以提高传热效果。

如图3～5所示，所述平台33上的用于安置LED光源20的位置后侧的散热器上设置有多个杆状的固定支脚34，此多个固定支脚34彼此平行并设置在所述第一空部35的上侧，且此多个固定支脚34均向前伸出在所述平台33的上侧，所述固定支脚34沿其轴向设置有内置螺纹的第一定位螺孔37a。所述第一空部35和第二空部36之间的散热器上设置有多个第二定位螺孔37b。

所述反射器通过第一固定板11和第二固定板13上的工艺安装孔12与所述散热器30上的第一定位螺孔37a和第二定位螺孔37b进行配合固定，同样的，所述透镜40通过透镜支架50上的工艺安装孔安装在散热器30上。即第一定位螺孔37a和第二定位螺孔37b的设置，使得汽车前照灯中的反射器、透镜40在工作时与散热器30连接为一个整体，在对汽车前照灯进行良好地散热的同时，保证了汽车前照灯的照明效果，提高了汽车前照灯的整体性能。

4.光型中心位置调节装置

光型中心位置调节装置由球头连接机构和位置调节机构构成。

4.1球头连接机构

如图11、13所示，球头连接机构包括球头螺杆90和球头帽92，所述球头帽92卡设在第一散热器定位孔处，所述球头螺杆90的一端与底座固定联接，球头螺杆90的另一端即球头部91与球头帽92的内腔卡接在一起，也即球头部91与球头帽92铰接在一起，由于球头螺杆90的另一端与底座固定联接在一起，则此时散热器30即可绕球头部91朝各个方向转动。

如图13所示，所述球头螺杆90的与底座固定联接的一端为螺纹端，球头螺杆90通过所述螺纹端与底座构成螺纹连接。

4.2位置调节机构

如图11、12所示，位置调节机构包括调节螺杆80和调节帽82，所述调节帽82卡设在第二散热器定位孔或第三散热器定位孔处，且调节帽82上设有贯穿帽体的空腔，调节帽82的空腔内壁上设有内螺纹；所述调节螺杆80的一端可转动地联接在底座上，调节螺杆80的另一端即外螺纹段穿过调节帽82的内腔并与调节帽82构成螺纹配合。

如图12所示，所述调节螺杆80的靠近底座的一端设置有便于拨动调节螺杆80转动的齿圈81。

下面结合附图对本发明的结构和工作过程做详细说明。

如图1、2、11、12、13所示，本LED汽车前照灯远光光学模组包括LED光源20、反射器、散热器30、透镜40、透镜支架50、LED驱动电源60、调节螺杆80、调节帽82、球头螺杆90、球头帽92。

所述LED光源20设置在反射器的镂空部15处，且LED光源20的底部贴靠在散热器30的平台33上，

工作时，将反射器安置到散热器30上，即采用螺钉依次穿过第一固定板11上的工艺安装孔12和散热器30上的第一定位螺孔37a，以及采用螺钉依次穿过第一固定板11上的工艺安装孔12和第二定位螺孔37b；然后采用螺钉依次穿过第二固定板13上的工艺安装孔12和平台33上的LED光源定位孔，从而将反光杯体10紧紧地固定在散热器30上；在反光杯体10的镂空部15处放置并固定LED光源20，并在散热器30的第二空部36处安装固定LED驱动电源60；然后将透镜40固定在透镜支架50上，再将透镜支架50固定在散热器30的前侧。

接通LED光源20和LED驱动电源60，LED光源20发光，且LED光源20所发出的光经反光杯体10的反射面14反射后出射至透镜40处，最后光线由透镜40射出，从而得到出射均匀的光型。

当需要调节前照灯模组光型中心的位置时，首先确定需要向哪个方向调节光型中心的位置，然后确定需要动作的调节螺杆80，然后拨动选定的调节螺杆80的齿圈81，则调节螺杆80转动，因为调节螺杆80与底座联接在一起，故调节螺杆80仅仅在其位置处转动而不发生移动；由于调节螺杆80的外螺纹段与调节帽82的空腔构成螺纹配合，则调节帽82沿着调节螺杆80的杆身方向移动，又由于调节帽82是卡设在散热器30上的，因此调节帽82自身移动的同时带动散热器30绕球头螺杆90的球头部91转动，从而使得散热器30的姿态得以调整，散热器30随即带动并改变固定在其上的LED光源20、反射器和透镜40的位置。如此通过两个调节螺杆80反复调节，最终得到符合设计要求的汽车前照灯的光型中心位置，从而有效地提高并改善了汽车前照灯的出光效果。

Claims (10)

1.一种LED汽车前照灯远光光学模组，包括LED光源（20）、反射器和透镜（40），其特征在于：

本远光光学模组还包括由铝合金制成的散热器（30），所述散热器（30）上设有三个散热器定位孔（31），其中一个散热器定位孔即第一散热器定位孔处设有与底座相连的球头连接机构，另外两个散热器定位孔即第二散热器定位孔或第三散热器定位孔处则均设置有与底座相连的位置调节机构，且散热器（30）呈格栅状；

所述散热器（30）上设置有用于安置反射器的平台（33），所述反射器上设有镂空部，所述LED光源（20）设置在所述镂空部处，且LED光源（20）与所述平台（33）相连；

所述反射器包括反光杯体（10），所述反光杯体（10）的用于反射LED光源（20）所发出的光线的反射面（14）呈椭球面状；

所述透镜（40）为平凸透镜，包括使经由反光杯体（10）的发射面（14）反射而来的光线进入透镜的平面状的入射面（42），还包括供光出射的外凸面（41），所述外凸面（41）呈椭球面状；所述透镜（40）通过透镜支架（50）固定在所述散热器（30）上。

2.根据权利要求1所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述散热器（30）是由多个鳍片状的散热片（32）构成，所述相邻散热片（32）之间设有间隙。

3.根据权利要求1所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述反光杯体（10）的反射面（14）是由椭圆弧绕椭圆弧所在的椭圆的长轴（a）旋转180°而构成的半回转面；所述椭圆弧为所述椭圆的处于同一象限内的长轴（a）和短轴（b）围成的弧段。

4.根据权利要求1所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述透镜（40）在靠近所述入射面（42）的一侧设置有凸出在外凸面（41）外侧、与所述透镜支架（50）相配合的定位凸环（43），所述外凸面（41）与所述定位凸环（43）的回转轴线彼此重合；所述透镜支架（50）的远离散热器（30）的一端设置有环状的翻边，透镜支架（50）在翻边的靠近散热器（30）的一侧设置有凹槽，凹槽中设置有卡簧（51），所述定位凸环（43）卡设在翻边和卡簧（51）之间，所述透镜（40）的外凸面（41）突出在透镜支架（50）的外侧。

5.根据权利要求3所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述椭圆弧所在的椭圆的长轴（a）和短轴（b）之间的长度比例为3:2。

6.根据权利要求3或5所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述反射器还包括与反光杯体（10）相连的第一固定板（11）和第二固定板（13）；所述反射面（14）的一侧弧形边缘形成便于光出射的杯口部，反射面（14）的另一侧弧形边缘向外顺延形成便于固定反光杯体（10）的裙边部；所述第一固定板（11）设置在所述杯口部处，第二固定板（13）与反光杯体（10）的裙边部的下侧相连，位于反光杯体（10）内部的、且处于反射面（14）下侧的第二固定板（13）板面的位置低于所述反射面（14）的焦点位置；所述位于反光杯体（10）内部的第二固定板（13）板面与所述反射面（14）之间设置有便于安置LED光源（20）的镂空部（15）；

所述第一固定板（11）与所述散热器（30）固定连接；所述第一固定板（11）上开设有便于光出射的半圆状空部（111）；所述第二固定板（13）固定设置在散热器（30）上的平台（33）上。

7.根据权利要求6所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述平台（33）设置在散热器（30）的中部；平台（33）上的用于安置LED光源（20）的位置后侧的散热器上设置有贯穿散热器本体的第一空部（35）。

8.根据权利要求7所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述平台（33）下侧的散热器（30）上设置有用于安置LED驱动电源的第二空部（36），所述第一空部（35）和第二空部（36）之间设有用于分隔二者的散热格栅。

9.根据权利要求7或8所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：所述散热器（30）在背离所述平台（33）的一侧设置有向外凸出的通风孔（38），所述通风孔（38）与第一空部（35）相连通。

10.根据权利要求1所述的LED汽车前照灯远光光学模组，其特征在于：

所述球头连接机构包括球头螺杆（90）和球头帽（92），所述球头帽（92）卡设在第一散热器定位孔处，所述球头螺杆（90）的一端与底座固定联接，球头螺杆（90）的另一端即球头部（91）与球头帽（92）的内腔卡接在一起；

所述位置调节机构包括调节螺杆（80）和调节帽（82），所述调节帽（82）卡设在第二散热器定位孔或第三散热器定位孔处，且调节帽（82）上设有贯穿帽体的空腔，调节帽（82）的空腔内壁上设有内螺纹；所述调节螺杆（80）的一端可转动地联接在底座上，调节螺杆（80）的另一端即外螺纹段穿过调节帽（82）的内腔并与调节帽（82）构成螺纹配合。

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