CN104344303A - Led车灯 - Google Patents

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Abstract

一种LED车灯，包括LED光源、面向该LED光源设置的集光元件以及位于该集光元件上方的电致变色元件，该LED光源发出的光线经过集光元件汇聚后射入该电致变色元件，该电致变色元件在正向电压或电流作用下透光率由正常值发生下降，该LED光源射向该电致变色元件的光线部分穿过该电致变色元件并形成第一光型分布，该电致变色元件在反向电压或电流作用下透光率恢复至正常值，该LED光源射向该电致变色元件的光线全部穿过该电致变色元件并形成第二光型分布。与现有技术相比，本发明所述LED车灯利用电致变色元件来对LED光源发出的光线进行调节，以实现近/远灯光光型的切换控制，操作简单，LED车灯的成本低、寿命长。

Description

LED车灯
技术领域
本发明是涉及一种用于车辆照明的LED车灯。
背景技术
在车辆行驶过程中，当道路前方无相向驶来的车辆时，可以考虑使用远灯光型；而当道路前方有相向驶来的车辆时，则必须将光型切换为近灯光型，以防止灯光照射到相向驶来车辆的驾驶员的眼中而引发交通事故。
然而，普通车灯的近、远灯光型是通过对两组灯具进行切换控制来实现的，这无疑提升了车灯的成本，而且使用两组灯具来进行近/远灯光光型的切换控制也不方便，另外普通的车灯光源还存在使用寿命短、耗电高的缺点。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成本低、控制方便的LED车灯。
一种LED车灯，包括LED光源以及面向该LED光源设置的集光元件，该LED车灯还包括设置于该集光元件上方的至少一电致变色元件，该LED光源发出的光线经过集光元件汇聚后射入该电致变色元件，该电致变色元件在正向电压或正向电流作用下透光率由正常值发生下降，该LED光源射向该电致变色元件的光线部分穿过该电致变色元件并形成第一光型分布，该电致变色元件在反向电压或反向电流作用下透光率恢复至正常值，该LED光源射向该电致变色元件的光线直接透射过该电致变色元件并形成第二光型分布。
与现有技术相比，本发明所述LED车灯利用电致变色元件来对LED光源发出的光线进行调节，以实现近/远灯光光型的切换控制，操作简单，LED车灯的成本更低、寿命亦更长。
附图说明
图1为本发明第一实施例的LED车灯的组合示意图。
图2为图1所示LED车灯的电致变色元件的结构示意图。
图3为本发明第二实施例LED车灯的集光元件示意图。
图4为本发明第三实施例LED车灯的电致变色元件阵列的排列示意图。
图5为图4所示LED车灯的电致变色元件阵列的电路连接示意图。
图6为图4所示LED车灯的电致变色元件阵列的另一电路连接示意图。
主要元件符号说明
LED车灯 1
LED光源 2
准直透镜 3
微透镜 4
聚焦透镜 5
电致变色元件 6
投射透镜 7
散热器 8
集光元件 10、10a
入射面 31、31a、41
侧面 32、32a
出射面 33、33a、43
连接面 42
电致变色元件阵列 60
玻璃基板 61、67
透明导电层 62、66
电致变色层 63
电解质层 64
离子储存层 65
基板 80
散热鳍片 81
上表面 82
第一入射面 311、311a
第二入射面 312、312a
凹槽 313、313a
反射层 321
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参照图1，本发明第一实施例的LED车灯1包括依次设置的LED光源2、集光元件10、电致变色元件6以及投射透镜7。该LED光源2发出的光线经过集光元件10汇聚后射向该电致变色元件6，光线从该电致变色元件6出射后经过投射透镜7投射到预定的照明区域。
该LED光源2贴设于一散热器8上。该散热器8包括基板80以及位于该基板80一侧的多个散热鳍片81。该LED光源2贴设于该散热器8远离散热鳍片81的上表面82上。该LED光源2工作时产生的热量通过散热器8散发到周围空气中。
该集光元件10包括准直透镜3、聚焦透镜5以及位于该准直透镜3和聚焦透镜5之间的微透镜4。该LED光源2发出的光线经过准直透镜3准直后变为平行光束入射至该微透镜4上，光线经过微透镜4汇聚后形成多个分离的光束带，这些分离的光束带经过聚焦透镜5再次汇聚后形成均匀、连续的照明区域。
该准直透镜3包括入射面31、与该入射面31相对设置的出射面33以及连接该入射面31与出射面33的侧面32。该准直透镜3的出射面33为一平面。该准直透镜3的入射面31为一曲面。该准直透镜3的入射面31朝向该准直透镜3的内部凹陷形成一凹槽313。该凹槽313大致呈圆台状，该凹槽313的宽度自该凹槽313具有敞口的顶部朝向该凹槽313邻近该准直透镜3的出射面33的底部方向逐渐减小。具体地，该准直透镜3的入射面31包括第一入射面311以及环绕第一入射面311的第二入射面312。该第一入射面311位于凹槽313的底部并朝向LED光源2凸出延伸。在本实施例中该第一入射面311为一外凸的球面，该第二入射面312为环绕该第一入射面311设置的斜面。
该准直透镜3的第一入射面311正对LED光源2设置，该LED光源2中心角（即光线与光轴的夹角，在本实施例中约为±30度）附近的光线经过准直透镜3的第一入射面311折射进入准直透镜3后朝向该准直透镜3的出射面33传播；该LED光源2中心角两侧的光线经过准直透镜3的第二入射面312折射进入准直透镜3后朝向准直透镜3的侧面32传播，其中入射角大于该准直透镜3的全反射临界角的光线被该准直透镜3的侧面32反射后朝向准直透镜3的出射面33传播。
该准直透镜3的侧面32上还可设置一反射层321以提高该侧面32对光线的反射效率，在本实施例中该反射层321是一镀银的金属反射层。
该微透镜4包括一入射面41、与该入射面41间隔设置的出射面43以及连接该入射面41与出射面43的连接面42。该微透镜4的入射面41为一平面。该微透镜4的出射面43为一波浪形的外凸曲面。该连接面42自该入射面41的周缘垂直向上延伸。该聚焦透镜5为菲涅尔透镜或凸透镜，在本发明中该聚焦透镜5为一平凸透镜。
请参阅图2，该电致变色元件6包括依次设置的玻璃基板61、透明导电层62、电致变色层63、电解质层64、离子储存层65、透明导电层66和玻璃基板67。在本实施例中，该玻璃基板61、67由相同材质构成并具有相同的厚度，该透明导电层62、66由相同材质构成并具有相同的厚度。该电解质层64提供离子在电致变色层63的传输通道，离子储存层65存储离子以用于平衡电荷分布。该离子储存层65也称为离子注入电极。
当在透明导电层66上施加正向电流或正向电压，离子储存层65中的离子被抽出，然后通过电解质层64进入电致变色层63，引起电致变色层63变色，使得该电致变色元件6的透射率、反射率或吸收率在可见波长范围内变化，并导致该电致变色元件6的透光率下降，该LED光源2射向该电致变色元件6的光线部分穿过该电致变色元件6并形成第一光型分布。
若进一步对透明导电层66施加反向电流或反向电压，该电致变色层63中的离子被抽出后又回到离子储存层65中，使得该电致变色元件6恢复透明原状，则该LED光源2发出的光线中射向该电致变色元件6的光线会直接透射过该电致变色元件6并形成第二光型分布。具体地，该第一光型分布可为近场光型分布，第二光型分布可为远场光型分布。
请参阅图3，本发明第二实施例的LED车灯1与第一实施例中的LED车灯1的不同之处在于：本发明第一实施例LED车灯1中该集光元件10包括依次设置的准直透镜3、微透镜4和聚焦透镜5，而第二实施例的LED车灯1中，该集光元件10a为单一元件，该集光元件10a包括入射面31a、与入射面31a相对设置的出射面33a以及连接该入射面31a与出射面33a的侧面32a。
该集光元件10a的出射面33a为一波浪形曲面。该集光元件10a的入射面31a朝向该集光元件10a的内部凹陷形成一凹槽313a。该凹槽313a大致呈圆台状，该凹槽313a的宽度自该凹槽313a具有敞口的顶部朝向该凹槽313a邻近该集光元件10a的出射面33a的底部方向逐渐减小。具体地，该集光元件10a的入射面31a包括第一入射面311a以及环绕第一入射面311a的第二入射面312a。该第一入射面311a位于凹槽313a的底部并朝向LED光源2凸出延伸。在本实施例中该第一入射面311a为一外凸的球面，该第二入射面312a为环绕该第一入射面311a设置的斜面。
请参阅图4至图6，本发明第三实施例的LED车灯1与第一实施例中的LED车灯1的不同之处在于：第一实施例LED车灯1中包括一个电致变色元件6，而第三实施例LED车灯1中包括四个电致变色元件6，该四个电致变色元件6排列成2x2的电致变色元件阵列60。可以理解地，该电致变色元件6的个数和排列方式可以根据出光的需求作出调整。该四个电致变色元件6可以串联（请参阅图5）或者并联（请参阅图6）连接于一电源V之间，这样有利于同时调节该四个电致变色元件6的电压或电流大小，从而对照明区域进行分割处理，以精确调节各分割区域的光型能量分布。
与现有技术相比，本发明所述LED车灯1利用电致变色元件6来对LED光源2发出的光线进行调节，以实现近/远灯光光型的切换控制，操作简单，而且仅使用单颗LED光源2即可以实现预定的照明效果，成本更低、寿命亦更长。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED车灯，包括LED光源以及面向该LED光源设置的集光元件，其特征在于：该LED车灯还包括设置于该集光元件上方的至少一电致变色元件，该LED光源发出的光线经过集光元件汇聚后射入该电致变色元件，该电致变色元件在正向电压或正向电流作用下透光率由正常值发生下降，该LED光源射向该电致变色元件的光线部分穿过该电致变色元件并形成第一光型分布，该电致变色元件在反向电压或反向电流作用下透光率恢复至正常值，该LED光源射向该电致变色元件的光线直接透射过该电致变色元件并形成第二光型分布。
2.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件包括一准直透镜和一聚焦透镜，所述LED光源发出的光线经过准直透镜准直后变为平行光束射向该聚焦透镜，光线经过聚焦透镜汇聚后射入该电致变色元件中。
3.如权利要求2所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件还包括位于该准直透镜和该聚焦透镜之间的微透镜，该LED光源发出的光线经过该准直透镜后变为平行光束射向该微透镜，光线经过微透镜汇聚后形成多个离散的光束带，这些离散的光束带经过聚焦透镜再次汇聚后形成连续均匀的照明区域。
4.如权利要求2所述的LED车灯，其特征在于：所述准直透镜包括一入射面、与该入射面相对的出射面以及连接该入射面与出射面的侧面，所述准直透镜的出射面为一平面，所述准直透镜的入射面为一曲面，所述准直透镜的入射面朝向该准直透镜的内部凹陷形成一凹槽，该凹槽的宽度自该凹槽具有敞口的顶部朝向该凹槽邻近该准直透镜的出射面的底部方向逐渐减小。
5.如权利要求4所述的LED车灯，其特征在于：所述准直透镜的入射面包括一第一入射面以及环绕第一入射面的第二入射面，所述准直透镜的第一入射面位于该凹槽的底部并朝向该LED光源凸出，所述准直透镜的第二入射面为环绕第一入射面的斜面，所述准直透镜的第一入射面正对LED光源设置。
6.如权利要求4所述的LED车灯，其特征在于：所述准直透镜的侧面上设置有反射层。
7.如权利要求1所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件包括一入射面、与该入射面相对的出射面以及连接该入射面与出射面的侧面，所述集光元件的出射面为一波浪形的外凸曲面，所述集光元件的入射面朝向该集光元件的内部凹陷形成一凹槽，该凹槽的宽度自该凹槽具有敞口的顶部朝向该凹槽邻近该集光元件的出射面的底部方向逐渐减小。
8.如权利要求7所述的LED车灯，其特征在于：所述集光元件的入射面包括一第一入射面以及环绕第一入射面的第二入射面，所述集光元件的第一入射面位于该凹槽的底部并朝向该LED光源凸出，所述集光元件的第二入射面为环绕该集光元件的第一入射面的斜面，所述集光元件的第一入射面正对LED光源设置。
9.如权利要求3所述的LED车灯，其特征在于：所述微透镜包括一入光面、出光面以及连接入光面与出光面的连接面，该微透镜的入光面与出光面间隔设置，该微透镜的入光面为一平面，该微透镜的出光面为一波浪形曲面。
10.如权利要求3所述的LED车灯，其特征在于：所述电致变色元件为多个，这些电致变色元件紧密排列组成一电致变色元件阵列，这些电致变色元件之间串联或并联连接。
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