CN103742849B - 一种基于光导的汽车前照灯及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种基于光导的汽车前照灯及其控制方法，以提高前照灯的可靠性、行车舒适性和安全性。本发明的基于光导的汽车前照灯包括透镜、发光部件，关键在于所述发光部件为一个或多个，每个发光部件均可独立控制；所述每个发光部件与透镜之间均设置有一个将该发光部件的光引导至透镜的光导部件。通过光导部件来引导光线，可以将发光部件放在灯具的任何位置，甚至是灯外，使灯具设计自由度更大，同时便于发光部件的散热等。本发明的基于光导的汽车前照灯采用光导部件来传递光线，使灯具的设计更加灵活，且可以更方便地控制光型，从而提高前照灯的可靠性、行车舒适性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于汽车车灯照明技术领域，特别涉及一种基于光导的汽车前照灯及其控制方法。
背景技术
传统的汽车前照灯系统主要由近光灯、远光灯组合而成，其光束都是固定的，只能简单的在远光灯、近光灯之间切换，实现的功能少。在车速较高的情况下，使用近光灯照明距离不够远，不易发现车辆前方障碍物，使用远光时又容易造成对面及前方车辆和行人炫目，降低行车舒适性和安全性。另外，传统的汽车前照灯系统只能将灯泡放置在灯罩内，对散热不利。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于光导的汽车前照灯及其控制方法，以提高前照灯的可靠性、行车舒适性和安全性。
本发明的基于光导的汽车前照灯包括透镜、发光部件，关键在于所述发光部件为一个或多个，每个发光部件均可独立控制；所述每个发光部件与透镜之间均设置有一个将该发光部件的光引导至透镜的光导部件。通过光导部件来引导光线，可以将发光部件放在灯具的任何位置，甚至是灯外，使灯具设计自由度更大，同时便于发光部件的散热等。
进一步地，所述光导部件的输出端的端面位于透镜的焦平面上，这样在虚拟配光屏幕上的光型与光导端面对应，便于调试和控制。
进一步地，所述排列于中间的光导部件的输出端端面宽度比排列于两侧的光导部件的输出端端面宽度窄。这样中间光导部件的光照范围小于两侧的光导部件，由于光型中间部分照明的距离较远，车辆在远处时，占用的光分布范围也小，这样便于较精确的控制光分布，即不炫目，也不影响其他部分的照明。
进一步地，所述每个发光部件均设置有耦合装置，以用于将发光部件的光集中至对应的光导部件的输入端。具体来说，耦合装置有以下两种形式：1、所述耦合装置为设置于发光部件与对应的光导部件之间的耦合透镜或耦合透镜组。2、所述耦合装置为设置于发光部件远离光导部件一侧的反射镜或反射镜组。
进一步地，所述发光部件至少为三个，以构成近光灯灯组；所述光导部件中的一个的输出端端面的底边与水平线的夹角为15°或45°，其余光导部件的输出端端面为矩形；所述位于透镜中轴线左侧部分的光导部件的输出端的下边缘高于透镜水平轴线。这样可以保证近光灯光型在水平线以下0.57°左右，不高于水平线，且满足法规规定的近光灯光型斜线与水平线夹角为15°或45°的要求。
进一步地，所述发光部件至少为三个，以构成远光灯灯组；所述光导部件的输出端端面为矩形，且各个光导部件的输出端呈直线排列；所述光导部件的输出端的下边缘高于透镜水平轴线。这样可以使远光灯的照射距离较远，而且照射角度较高，以便驾驶员识别道路两旁的设置较高的道路标识等信息，提高行车安全性。
上述远光灯的控制方法如下：通过人工观察或者雷达、车载摄像头来探测道路前方的车辆行驶情况，当道路前方有车辆同向或者相向行驶时，通过人工或自动关闭不同的发光部件，来改变远光灯的光照范围。具体来说，在道路前方有车辆相向行驶的情况下，根据前方车辆与本车的距离远近来关闭不同的发光部件：随着前方车辆与本车距离逐渐减小，依次关闭对应于透镜中部光导部件的发光部件、对应于中部的光导部件的发光部件、对应于透镜侧部的光导部件的发光部件；在关闭某个发光部件的同时使其它的发光部件点亮。
本发明的基于光导的汽车前照灯采用光导部件来传递光线，使灯具的设计更加灵活，且可以更方便地控制光型，从而提高前照灯的可靠性、行车舒适性和安全性。
附图说明
图1是实施例1的基于光导的汽车前照灯的结构示意图。
图2是实施例1的基于光导的汽车前照灯的光导部件输出端面示意图。
图3是实施例1的基于光导的汽车前照灯的25m屏幕光型图。
图4是实施例2的基于光导的汽车前照灯的结构示意图。
图5是实施例2的基于光导的汽车前照灯的光导部件输出端面示意图。
图6是实施例2的基于光导的汽车前照灯的25m屏幕光型图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的基于光导的汽车前照灯包括透镜1、发光部件2，所述发光部件2共有六个，均为LED，构成近光灯LED灯组；所述每个LED与透镜1之间均设置有一个将该LED的光引导至透镜1的光导部件3。每个发光部件2均可独立控制。每个发光部件2均设置有耦合装置，以用于将发光部件的光集中至对应的光导部件3的输入端，所述耦合装置为设置于发光部件2与对应的光导部件3之间的耦合透镜4。
如图2所示，光导部件3的输出端的端面位于透镜1的焦平面上，这样在虚拟配光屏幕上的光型与光导端面对应，便于调试和控制。上述透镜1为非球面投影透镜，非球面透镜的好处是可以消除光学像差，使成像更清楚，即形成的近光明暗截止线较清晰，提高行车安全。所述光导部件LR1（即中间靠右第一个）的输出端端面的底边与水平线的夹角为15°，其余光导部件的输出端端面为矩形；所述位于透镜1中轴线左侧部分的光导部件LL1、LL2、LL3的输出端的下边缘高于透镜1水平轴线0.6mm。
排列于中间的光导部件LR1、LL1的输出端端面宽度比排列于两侧的光导部件LR2、LR3、LL2、LL3的输出端端面宽度窄。这样中间光导部件LR1、LL1的光照范围小于两侧的光导部件LR2、LR3、LL2、LL3，由于光型中间部分照明的距离较远，车辆在远处时，占用的光分布范围也小，这样便于较精确的控制光分布，即不炫目，也不影响其他部分的照明。
如图3所示，其中端面LL3对应的光源点亮时，在25m配光屏幕上形成光型LL3’，同样的，LL2对应的光源点亮时，在25m屏幕上形成光型LL2’,LL1、LR1、LR2、LR3分别对应于25m屏幕上的光型LL1’、LR1’、LR2’、LR3’,光源全部点亮时，形成完整的近光灯。
实施例2：
如图4所示，本实施例的基于光导的汽车前照灯包括透镜1、发光部件2，所述发光部件2共有六个，均为LED，构成远光灯LED灯组；所述每个LED与透镜1之间均设置有一个将该LED的光引导至透镜1的光导部件3。每个发光部件2均可独立控制。每个发光部件2均设置有耦合装置，以用于将发光部件的光集中至对应的光导部件3的输入端，所述耦合装置为设置于发光部件2远离光导部件3一侧的反射镜4。
如图5所示，光导部件3的输出端的端面位于透镜1的焦平面上，这样在虚拟配光屏幕上的光型与光导端面对应，便于调试和控制。上述透镜1为非球面投影透镜，非球面透镜的好处是可以消除光学像差，使成像更清楚，即形成的近光明暗截止线较清晰，提高行车安全。光导部件的输出端端面为矩形，且各个光导部件的输出端呈直线排列；所述光导部件的输出端的下边缘高于透镜水平轴线3～10mm。这样可以使远光灯的照射距离较远，而且照射角度较高，以便驾驶员识别道路两旁的设置较高的道路标识等信息，提高行车安全性。
排列于中间的光导部件HR1、HL1的输出端端面宽度比排列于两侧的光导部件HR2、HR3、HL2、HL3的输出端端面宽度窄。这样中间光导部件HR1、HL1的光照范围小于两侧的光导部件HR2、HR3、HL2、HL3，由于光型中间部分照明的距离较远，车辆在远处时，占用的光分布范围也小，这样便于较精确的控制光分布，即不炫目，也不影响其他部分的照明。
如图6所示，其中端面HL3对应的光源点亮时，在25m配光屏幕上形成光型HL3’，同样的，HL2对应的光源点亮时，在25m屏幕上形成光型HL2’, HL1、HR1、HR2、HR3分别对应于25m屏幕上的光型HL1’、
HR1’、 HR2’、 HR3’,光源全部点亮时，形成完整的远光灯。
上述远光灯的控制方法如下：通过人工观察或者雷达、车载摄像头来探测道路前方的车辆行驶情况，当道路前方有车辆同向或者相向行驶时，通过人工或自动关闭不同的发光部件，来改变远光灯的光照范围。具体来说，在道路前方有车辆相向行驶的情况下，根据前方车辆与本车的距离远近来关闭不同的发光部件：随着前方车辆与本车距离逐渐减小，依次关闭对应于透镜中部光导部件的发光部件、对应于中部的光导部件的发光部件、对应于透镜侧部的光导部件的发光部件；在关闭某个发光部件的同时使其它的发光部件点亮。
举例来说，本车辆前方较远处（200m左右）有迎面行驶来车辆，开启远光灯会对其司机造成炫目，此时可关闭远光灯光导端面HL1对应的光源，使25m配光屏幕对应的HL1'成为暗区，不致于使其司机炫目，当车辆行驶到与本车距离较近的时候，关闭远光灯光导端面HL2对应的光源，使25m配光屏幕对应的HL2’成为暗区，同时开启HL1对应的光源，恢复HL1’的照明；进一步，两车距离更近时，关闭HL3对应的光源，同时开启HL2对应的光源。这样动态的控制光源的亮灭，来控制相应区域的光线，防止对面任何一个位置驶来的车辆司机炫目，同时也保证其他部分的路面照明，提高行车安全性。
实施例3：
本实施例包括实施例1的近光灯和实施例2的远光灯，并且将实施例1的近光灯放置于实施例2的远光灯的下方，近光灯和远光灯共用一个透镜，构成一个完整的前照灯。
Claims (6)
1.一种基于光导的汽车前照灯，包括透镜和多个发光部件，每个发光部件均可独立控制；每个发光部件与透镜之间均设置有一个将该发光部件的光引导至透镜的光导部件；所述光导部件的输出端的端面位于透镜的焦平面上；排列于中间的所述光导部件的输出端端面宽度比排列于两侧的光导部件的输出端端面宽度窄；其特征在于该汽车前照灯包括由至少三个发光部件构成的近光灯灯组和由至少三个发光部件构成的远光灯灯组，且近光灯灯组放置于远光灯灯组的下方，近光灯灯组和远光灯灯组共用一个透镜，构成一个完整的前照灯；近光灯灯组中所述光导部件中的中间靠右第一个的输出端端面的底边与水平线的夹角为15°，其余光导部件的输出端端面为矩形；所述位于透镜中轴线左侧部分的光导部件的输出端的下边缘高于透镜水平轴线；远光灯灯组中所述光导部件的输出端端面为矩形，且各个光导部件的输出端呈直线排列；所述光导部件的输出端的下边缘高于透镜水平轴线。
2.根据权利要求1所述的基于光导的汽车前照灯，其特征在于所述每个发光部件均设置有耦合装置，以用于将发光部件的光集中至对应的光导部件的输入端。
3.根据权利要求2所述的基于光导的汽车前照灯，其特征在于所述耦合装置为设置于发光部件与对应的光导部件之间的耦合透镜或耦合透镜组。
4.根据权利要求2所述的基于光导的汽车前照灯，其特征在于所述耦合装置为设置于发光部件远离光导部件一侧的反射镜或反射镜组。
5.根据权利要求1所述的基于光导的汽车前照灯的控制方法，其特征在于通过人工观察或者雷达、车载摄像头来探测道路前方的车辆行驶情况，当道路前方有车辆同向或者相向行驶时，通过人工或自动关闭不同的发光部件，来改变远光灯的光照范围。
6.根据权利要求5所述的基于光导的汽车前照灯的控制方法，其特征在于在道路前方有车辆相向行驶的情况下，根据前方车辆与本车的距离远近来关闭不同的发光部件：随着前方车辆与本车距离逐渐减小，依次关闭对应于透镜中部光导部件的发光部件、对应于中部的光导部件的发光部件、对应于透镜侧部的光导部件的发光部件；在关闭某个发光部件的同时使其它的发光部件点亮。
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