CN106051581B - 一种远近光合一的led照明模组 - Google Patents

Abstract

一种远近光合一的LED照明模组涉及汽车照明设备的技术领域，包括远近光反射器、远近光LED、散热体等，还包括截光反射器和散热风扇，近光反射器和近光LED安装于散热体尾部上表面，截光反射器位于于散热体前部，散热体前端设有透镜支座和透镜；远光LED和远光反射器位于散热体中空腔体内，下盖和散热风扇位于散热体下方，和散热体配合形成封闭的散热气流通道。此模组装配便捷，恒流驱动；高效的散热风道系统及冷却气流向上吹出，一部分向散热体前方分流并通过前部散热鳍片散热；一部分向散热体尾部分流，穿过远光腔体向上或向后经尾部散热通气孔吹出，气流通道的设计高效的利用散热风扇产生的冷却气流，散热效果佳，结构小巧，寿命长。

Description

一种远近光合一的LED照明模组

技术领域

本发明涉及照明设备特别是汽车照明设备的技术领域，具体涉及一种使用时装配于汽车前照灯或其他类型灯具内部的LED照明模组，可同时产生远光和近光两种照明效果。

技术背景

汽车前照灯提供近光和远光两种主要的照明功能，近光要求严格控制照射高度，避免直射前方车辆驾驶者，且照射面宽广，有助于扩大驾驶者视野；远光要求光束更加集中、光束角小且光强高，有助于照亮远处的道路目标。汽车前照灯的近光和远光照明效果通过安装在灯具内部的近光和远光照明模组来实现。现阶段汽车前照灯多采用卤素灯或氙气灯传统光源，近光和远光通过分置的模组分别实现或在同一模组内通过机械转换的方式实现和切换。因光源特性和机械运动件的存在，现有照明模组的寿命、反应速度和可靠性均差强人意。

LED照明亦称半导体照明或固态照明，因其节能高效、长寿命、高亮度、反应快速和防震动等特点成为汽车照明领域的一个重要的发展方向。相对于最常见的卤素灯汽车光源，LED的单位功耗是卤素灯的1/6，同时其寿命是卤素灯的10倍以上，可在汽车产品整个生命周期不用更换。

LED用于汽车前照灯面临三个主要技术问题:

一是光学，LED的发光体与传统卤素灯和氙气灯不同，无法使用已有灯具的光学设计，必须设计出高效的光学系统并满足汽车照明相关规范；

二是散热，LED由于其半导体发光的特性，理论使用寿命超过10万小时，而在实际运用中，LED的寿命和发光效率受温度影响非常大，而汽车内部相对密闭且工作环境温度较高。LED内部的芯片结温过高将导致其流明维持率降低、光通量迅速衰减而致其使用实际使用寿命急剧缩短，更加严重时LED将在短时间内烧毁而彻底失效。

三是模组体积，汽车前照灯具内部空间有限而同时要实现多种照明功能，在满足性能和可靠性的前提下必须尽可能减小照明模组组件的外形尺寸，使其拥有更强的装配适应性，能够运用于不同尺寸和外形的灯具内部。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于公开一种可装配于汽车前大灯灯具或其他类型灯具内部的远近光合一的LED照明模组，可以提供近光和远光两种照明效果，提供近光、远光和近光远光组合三种工作模式，并能在各照明模式之间快速切换；通过合理的光学设计实现汽车前照灯的照明要求，避免了机械运动部件的运用，提高灯具的可靠性和反应速度；能够在有限的体积内高效地解决LED散热问题，通过有效地控制LED芯片结温确保使用寿命；同时，本发明结构设计使其能够直接替换升级现有卤钨灯和氙气灯模组，结构紧凑，超长寿命，高效节能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种远近光合一的LED照明模组，包括：近光反射器、近光LED、散热体、透镜支架、透镜、远光LED、远光反射器、下盖，其特征在于还包括截光反射器和散热风扇，近光反射器和近光LED安装于散热体尾部上表面，截光反射器位于于散热体前部，散热体前端设有透镜支座和透镜；远光LED和远光反射器位于散热体中空腔体内，下盖和散热风扇位于散热体下方，和散热体配合形成封闭的散热气流通道。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于散热体可以是单个零件的形式或者若干个零件组合的形式，散热体的中部有远光出光孔供远光光束通过，前部散热鳍片位于远光出光孔下方，尾部散热鳍片位于散热体尾部的上表面和下表面，上下表面的尾部散热鳍片呈交错形式或呈贯穿形式，尾部散热鳍片之间有横向或纵向的通气孔，中部鳍片在散热体下表面两侧，连接前部散热鳍片和尾部散热鳍片，形成散热体中部中空腔体。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于下盖位于散热体下方，用于与散热体配合封闭散热体内部空间，形成散热气流通道，散热风扇位于下盖的前部。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于散热体后部的上表面和下表面分别为近光安装面和远光安装面，近光安装面和远光安装面均为水平面或斜面。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于下盖固定在散热体下方，其前部有开孔，散热风扇安装于开孔内，安装方向为从内到外安装或者从外向内安装。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于近光LED为单个LED封装或多个LED封装并排排列，每个LED封装包括单颗或多颗LED芯片，所述使用多个LED封装并排排列的LED之间的电气连接采用串联或并联或串并联结合的形式。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于远光LED为单个LED封装或多个LED封装并排排列，每个LED封装包括单颗或多颗LED芯片；所述使用多个LED封装并排排列的LED之间的电气连接采用串联或并联或串并联结合的形式。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于截光反射器前端有弧形缺口，截光反射器上表面的光学特性为镜面反射面，上表面左右两部分有高度差和斜面，用于近光截止线的生成，下表面中间位置有斜坡面缺口，缺口内各面均为镜面反射面的光学特性，用于修正远光光束。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于散热风扇为轴流式风扇或鼓风机式风扇，或薄膜振动射流式风扇，用于产生冷却气流。

所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于近光LED、远光LED通过连接的调整开关控制实现单近光、单远光或近光远光组合的三种工作模式。

本发明的模组可以通过散热体上的安装支架便捷的装配于灯具内部，由恒流电源驱动；所述散热体、下盖和散热风扇形成高效的散热风道系统；散热风扇产生的冷却气流向上吹出并分为两部分；一部分向散热体前方分流并通过前部散热鳍片散热；一部分向散热体尾部分流，穿过远光腔体向上或向后经尾部散热通气孔吹出，气流通道的设计高效的利用散热风扇产生的冷却气流，达到最佳的散热效果，保证远近光灯的使用寿命超过10万小时，且结构小巧组装方便。

附图说明

图1为本发明的的爆炸分解图；

图2为本发明的散热体的上视结构示意图；

图3为本发明的散热体的下视结构示意图；

图4为本发明的截光反射器的结构示意图；

图5为本发明的截光反射器的前视图；

图6为本发明的截光反射器的剖视图；

图7为本发明的近光传播原理示意图；

图8为本发明的远光传播原理示意图；

图9为本发明的散热风道系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图及其具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的的结构爆炸图，该模组包括近光反射器1、近光LED2、截光反射器3、散热体4、透镜支架5、透镜6、远光LED7、远光反射器8、下盖9、散热风扇10。其各功能实施方式如下：

装配位置关系

散热体4在本发明中的组成中起着安装支架和散热的双重作用，散热体4可由高导热率材料制成，包括金属、导热塑料；其可以是单个零件的形式或者若干个零件组合的形式；如图2，其结构包括透镜支座41、模组安装支架42、近光安装面43、远光出光孔44、前部散热鳍片45，如图3，还包括远光腔体46、远光安装面47、尾部散热通气孔48、尾部散热鳍片49、中部鳍片40；透镜支座41位于散热体4的前部，用于固定透镜支架5；模组安装支架42位于透镜支架后方，其上设置安装孔位，用以将整个模组固定在灯具内部；近光安装面43位于散热体4上方，用以固定近光反射器1、近光LED2、截光反射器3；远光出光孔44位于散热体4内部，用于容纳远光反射器8和远光光线的通过；前部散热筋45位于远光出光孔的下方，为一条或多条，形状为直线或曲线，或直线和曲线相结合的形式；远光腔体46位于远光出光孔44后方；远光安装面44位于远光腔体46内部，用于固定远光LED7、远光反射器8；尾部散热鳍片49位于散热体4尾部，为一条或多条散热鳍片贯穿上下表面或在上表面和下表面鳍片呈交排列，其间有纵向或横向的尾部散热通气孔48作为气流通道；中部鳍片40在散热体下表面两侧，连接前部散热鳍片和尾部散热鳍片，形成散热体中部中空腔体；近光反射器1和近光LED2安装于散热体4上表面；远光LED7和远光反射器8固定于散热体4内部；截光反射器3安装于散热体4前部；下盖9位于散热体4下方，用于封闭散热体4内部空间，其前部有开口91；散热风扇10安装在下盖9前部的开口内，包括从内向外的固定方式或从外向内的固定方式。

所述近光反射器为金属或塑料材质，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型，为有渐变焦点的类椭球曲面和自由曲面的组合；通过阳极氧化、或者静电喷镀、或者电镀的工艺进行表面加工，其表面的光学特性为镜面反射面，用以汇聚光线和将光线向特定方向反射。

所述截光反射器安装于散热体前部，由金属或塑料制成，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型；通过阳极氧化、或者静电喷镀、或者电镀的工艺进行表面加工；其表面的光学特性为镜面反射面；反射器前端有弧形缺口，用于光束修正光束；上表面左右两部分有高度差和斜角，用于近光截止线的生成；下表面中间位置有斜坡面缺口，缺口内各面均为镜面反射面的光学特性的光学特性，用于修正远光光束。

所述远光反射器为金属或塑料材质，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型；其内部为多曲面组合而成；通过阳极氧化、或者静电喷镀、或者电镀的工艺进行表面加工，其表面的光学特性为镜面反射面，用以聚焦光线和将光线向特定方向反射。

所述透镜支架为金属或塑料材质，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型，使用螺钉固定在散热体。

所述透镜为光学玻璃或透明塑料制品，用于折射调整反射器发出的光束。

下盖安装于散热体下方为金属或塑料材质。

所述下盖为金属或塑料材质，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型，使用螺钉或卡扣结构固定在散热体；其前部有开孔，散热风扇安装于开孔内，安装方向为从内到位安装或者从外向内安装。

所述散热风扇为轴流式风扇或鼓风机式风扇，或薄膜振动射流式风扇，用于产生冷却气流。

近光：近光反射器1、近光LED2和截光反射器3安装于散热体4上表面；近光LED2为单个LED封装或多个LED封装并排排列，每个LED封装包括单颗或多颗LED芯片，LED封装通过金属基电路板21安装在散热体4上表面；如使用多个LED，LED之间的电气连接采用串联或并联或串并联结合的形式；截光反射器3上表面的光学特性为镜面反射面，如图4所示，其前端有弧形缺口31，用于光束修正光束；如图5所示，截光反射器3上表面左右两部分有高度差和斜角32，用于近光截止线的生成；如图7所示，近光LED2发出的光向上经过近光反射器1的反射汇聚后从散热体4上方通过，一部分直接斜向下经过透镜6折射后发出，另一部分经过截光反射器3的二次反射和修正后，斜向上经过透镜6折射后发出；两部分光束将汇聚在平行于透镜6光轴的水平面之下，并在投射面上形成一个水平、清晰的中心部分有高度差和斜角的明暗截止线。

远光：远光LED7和远光反射器8固定于散热体4的腔体46内部；远光LED7为单个LED封装或多个LED封装并排排列，每个LED封装包括单颗或多颗LED芯片，LED封装通过金属基电路板71安装在散热体4下表面；如使用多个LED，LED之间的电气连接采用串联或并联或串并联结合的形式；远光反射器8内部为多曲面组合而成，其内表面的光学特性为镜面反射面，用以聚焦光线和将光线向特定方向反射；如图5和图6所示，截光反射器3下表面中间位置有缺口34，缺口34内部有一斜坡反射面33，缺口内各面均为镜面反射面的光学特性的光学特性，用于修正远光光束；如图8所示，远光LED7向下发出的光经过远光反射器8的反射后从散热体4内部的远光出光孔44穿过；一部分光束直接斜向上经过透镜6折射后发出，另一部分经过斜坡反射面33的二次反射和修正后，斜向下经过透镜6折射后发出；两部分光束将汇聚在平行于透镜6光轴的水平面之上，并在投射面上形成一个水平清晰的明暗截止线。

光输出模式：本发明的模组通过调整各光源的工作状态提供:单近光、单远光和近光远光组合三种工作模式。

高效散热风道系统：如图9，模组内部建有高效的散热风道；下盖9位于散热体4下方，用于封闭散热体4内部空间，形成散热气流通道；散热风扇10位于下盖9的前部，其产生的冷却气流向上吹出并分为两部分；一部分向散热体4前方分流并通过前部散热鳍片45带走热量；一部分向散热体4尾部分流，穿过远光腔体向上经尾部散热通气孔48吹出，通过尾部散热鳍片49带走热量；气流通道的设计高效的利用散热风扇产生的冷却气流，达到最佳的散热效果。

电气连接：LED光源通过锡焊或板上接插件的方式与电缆连接；电缆线输入端使用接插件或采用直接锡焊的方式与供电电源电气连接；近光和远光LED之间可以采用并联或串联或各自拥有独立供电电源模块的工作方式。

以上仅是结合特定的实施方式对本发明进行了说明，不构成对本发明的任何限制。本领域的技术人员可以理解，在本发明构思范围里可以做出许多修改和变形。因此，要意识到，权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有的这些修改和变形。显然，这些均在修改和变形均在本发明的保护之列。

Claims (10)

1.一种远近光合一的LED照明模组，包括：近光反射器(1)、近光LED(2)、散热体(4)、透镜支架(5)、透镜(6)、远光LED(7)、远光反射器(8)、下盖(9)，其特征在于还包括截光反射器(3)和散热风扇(10)，近光反射器和近光LED安装于散热体尾部上表面，截光反射器位于散热体前部，散热体前端设有透镜支座(41)和透镜(6)；远光LED和远光反射器位于散热体中空腔体内，下盖和散热风扇位于散热体下方，并和散热体配合形成封闭的散热气流通道；散热体(4)为单个零件的形式或者若干个零件组合的形式，散热体的中部有远光出光孔(44)供远光光束通过，前部散热鳍片(45)位于远光出光孔(44)下方，尾部散热鳍片(49)位于散热体尾部的上表面和下表面，上下表面的尾部散热鳍片呈交错形式或呈贯穿形式，尾部散热鳍片之间有横向或纵向的通气孔(48)，中部鳍片(40)在散热体下表面两侧，与前部散热鳍片和尾部散热鳍片连接形成散热体中部中空腔体；下盖(9)位于散热体(4)下方，用于与散热体配合封闭散热体内部空间，形成散热气流通道，散热风扇(10)位于下盖的前部；下盖(9)固定在散热体(4)下方，其前部有开孔，散热风扇(10)安装于开孔内，安装方向为从内到外安装或者从外向内安装；散热风扇(10)产生的冷却气流向上吹出并分为两部分，一部分向散热体(4)前方分流并通过前部散热鳍片(45)带走热量，一部分向散热体(4)尾部分流，穿过远光腔体向上经尾部通气孔(48)吹出，通过尾部散热鳍片(49)带走热量。

2.根据权利要求1所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于近光LED(2)为单个LED封装或多个LED封装并排排列，每个LED封装包括单颗或多颗LED芯片，所述使用多个LED封装并排排列的LED之间的电气连接采用串联或并联或串并联结合的形式。

3.根据权利要求1所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于远光LED(7)为单个LED封装或多个LED封装并排排列，每个LED封装包括单颗或多颗LED芯片，所述使用多个LED封装并排排列的LED之间的电气连接采用串联或并联或串并联结合的形式。

4.根据权利要求1所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于散热风扇(10)为轴流式风扇或鼓风机式风扇，或薄膜振动射流式风扇，用于产生冷却气流。

5.根据权利要求1所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于截光反射器(3)前端有弧形缺口(31)，截光反射器上表面的光学特性为镜面反射面，上表面左右两部分有高度差和斜面(32)，用于近光截止线的生成，下表面中间位置有斜坡面缺口(34)，缺口内各面均为镜面反射面的光学特性，用于修正远光光束。

6.根据权利要求1所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于散热体(4)后部的上表面和下表面分别为近光安装面(43)和远光安装面(47)，近光安装面和远光安装面为水平面或斜面。

7.根据权利要求1所述的远近光合一的LED照明模组，其特征在于近光LED(2)、远光LED(7)通过连接的调整开关控制实现单近光、单远光或近光远光组合的三种工作模式。

8.如权利要求1-7所述的任一远近光合一的LED照明模组，其特征在于所述近光反射器为金属或塑料材质，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型为有渐变焦点的类椭球曲面和自由曲面；再通过阳极氧化、或者静电喷镀、或者电镀的工艺进行表面加工，使其表面的光学特性为镜面反射面，用以汇聚光线和将光线向特定方向反射。

9.如权利要求1-7所述的任一远近光合一的LED照明模组，其特征在于所述截光反射器由金属或塑料制成，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型；通过阳极氧化、或者静电喷镀、或者电镀的工艺进行表面加工，使其表面的光学特性为镜面反射面。

10.如权利要求1-7所述的任一远近光合一的LED照明模组，其特征在于所述远光反射器为金属或塑料材质，通过压铸、或铣削、或冲压、或注塑工艺成型为内部由多曲面组合而成的结构；通过阳极氧化、或者静电喷镀、或者电镀的工艺进行表面加工，使其表面的光学特性为镜面反射面，用以聚焦光线和将光线向特定方向反射。