CN108368981B

CN108368981B - Led前照灯投影照明设备

Info

Publication number: CN108368981B
Application number: CN201680055209.5A
Authority: CN
Inventors: F.陈; 吴萍; 韩萌
Original assignee: Bright Sharp Holdings Ltd
Current assignee: Bright Sharp Holdings Ltd
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2036-09-20
Also published as: US20180347777A1; EP3353466B1; CN108368981A; EP3353466A1; WO2017050746A1; US10648636B2

Abstract

一种照明设备（10）包括LED光源（12）和凹面反射器（16）。光源（12）被布置成使得发射的光被反射器（16）反射。屏蔽件（18）被布置在反射器（16）的前方。投影透镜（20）被布置成投射穿过屏蔽件（18）的光。为了高效地使用从LED光源发射的光并实现高光通量的投射光照射束，LED光源（12）被布置在投影透镜（20）的光轴L的下方。

Description

LED前照灯投影照明设备

技术领域

本发明涉及照明设备，特别地涉及包括LED光源、凹面反射器以及投射光的投影透镜的照明设备。本发明还涉及车辆前照灯。

背景技术

包括LED光源和布置成反射来自LED光源的光的反射器的照明设备通常是已知的。在汽车领域中，已经提出了包括LED光源、具有第一和第二焦点的凹面反射器以及布置在反射器前方的屏蔽件的车辆前照灯。投影透镜可以被布置成投射穿过屏蔽件的光。

US 2009/257240 A1公开了一种具有在投影透镜的光轴下方的LED源的车灯单元。在LED和投影透镜之间提供遮光物。该遮光物被配置为具有顶部边缘的垂直板。

EP 1705422 A1公开了一种具有在投影透镜的光轴下方的LED源的车灯单元。在LED和投影透镜之间提供了遮光物。该遮光物由水平板形成。该板具有形成截止线的边缘。

发明内容

可以被认为是一个目的的是，提出一种适于高效地使用从LED光源发射的光来实现高光通量的投射光照射束的照明设备和车辆前照灯。

该目的通过根据权利要求1的照明设备和根据权利要求12的车辆前照灯来实现。从属权利要求涉及优选实施例。

本发明人已经考虑了包括LED光源和凹面反射器的照明设备，并且已经确定如果LED光源被布置在投影透镜的光轴上，由反射器反射的光的分布可能不会高效地指向投影透镜的中心部分。特别地，如果对投影透镜应用高度限制，则由反射器反射的很大一部分光可能不被用于形成投射的光照射束。

在根据本发明的照明设备和车辆前照灯中，至少一个LED光源被布置成发射光。术语“LED光源”包括所有种类的单个或多个固态照明元件，例如发光二极管、有机发光二极管（OLED）、激光二极管等。

提供凹面形状的反射器，使得LED光源优选地被布置成至少部分地被反射器包围。反射器被布置成反射从LED光源发射的光以形成光照射束。反射器的优选形状是基于大致抛物面形状的自由曲面。优选地，反射器可以成形为布置在LED光源上方的半圆顶。特别优选的是获得具有第一焦点和第二聚焦区域的光学布置的表面形状。从第一焦点发射的光被反射到第二聚焦区域。于是，LED光源可以布置在反射器的第一焦点中。

屏蔽件布置在反射器前方。屏蔽件通常可以包括上边缘，以截止由反射器反射的光的部分以获得反射射束中的明/暗边界。对于不同种类的车辆光照、特别是低射束照明，可能需要相应的明/暗边界。尽管屏蔽件可以包括用于创建水平明/暗截止的水平上边缘，但优选的是，为该屏蔽件提供特殊成形的截止边缘，其包括第一、至少基本上水平的部分和相对于水平部分稍微倾斜（例如5°-30°）的第二部分。

投影透镜优选地被布置在屏蔽件的前方。穿过屏蔽件的光被投影透镜投射为光照射束。为了获得锐利的投影，优选的是，将投影透镜布置成使得屏蔽件的至少一部分被布置在投影透镜的焦点内。优选地，屏蔽件的中心部分被布置在投影透镜的焦点内。投影透镜包括光轴，其可以被限定通过至少一个焦点和/或通过投影透镜的中心。

根据本发明，LED光源布置在投影透镜的光轴之外。在照明设备和车辆前照灯的通常操作位置中，LED光源被布置在光轴下方。应该注意的是，对诸如“在…上方”或“在…下方”之类的方向的引用应该被理解为是指通常的操作位置并且是描述性的而不是限制性的，特别地不排除设备或前照灯可以被旋转、倾斜或倒置。

LED光源在投影透镜光轴之外的布置可以实现对从LED光源发射的并且由反射器反射的光的特别高效的使用，促进将光定向到投影透镜的中心部分。即使对于具有有限高度的投影透镜，光通量的最大部分因此也可以用于形成光照射束。因此，总的说来，高效照明设备和车辆前照灯可以以减小的高度提供。

根据本发明的优选实施例，屏蔽件轴可以被限定通过LED光源且通过该屏蔽件上边缘的中心，用于截止由反射器反射的光的部分。反射器的该屏蔽件轴可以被布置成相对于投影透镜的光轴倾斜。例如，投影透镜的光轴可以被布置成至少基本水平，并且屏蔽件轴可以被布置成相对于其向上倾斜。优选地，屏蔽件轴与投影透镜的光轴之间形成的倾斜角度可以是5°-25°，特别优选地为10°-20°。

在一个实施例中，反射器被成形以使得它包括第一焦点和第二聚焦区域。LED光源优选地布置在第一焦点处，使得从LED光源发射的光聚焦到第二聚焦区域，优选地屏蔽件被布置在第二焦点区域中。反射器轴可以被限定通过第一焦点和所述第二聚焦区域的至少一部分。反射器轴可以至少基本上与上文限定的屏蔽件轴相同。优选地，反射器轴被布置成相对于投影透镜的光轴倾斜。

根据优选实施例，LED光源可以被布置在平坦表面上。平坦表面可以被布置成相对于投影透镜的光轴倾斜。例如，平坦表面可以被布置成至少基本平行于屏蔽件轴和/或反射器轴。特别是对于半圆顶形反射器，优选的是将反射器布置在平坦表面上方。

在本发明的另一个优选实施例中，反射器和/或LED光源可以安装在散热器主体上。散热器因此可以不仅用于耗散在LED光源的操作期间生成的热量，而且还可以提供用于机械地安装LED光源和/或反射器的基座。此外，屏蔽件和/或投影透镜可以被布置成固定到散热器主体，使得形成具有光学部件的限定的相对布置的非常稳定和紧凑的单元。

本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例变得显然，并且参照这些实施例进行说明。

附图说明

在附图中，

图1示出了第一实施例的示意性截面图；

图2-4示出了第二实施例的透视图、顶视图和侧视图；

图5示出了第二实施例的截面图，其中该截面沿图3中的线A..A取得；

图6示出了第二实施例的光照射束的光通量分布图。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据第一实施例的照明设备10的中心纵向截面图。LED光源12被布置在由半圆顶形反射器16覆盖的平坦表面14上。

投影透镜20被布置在反射器16的前方。屏蔽件18被布置在反射器16与投影透镜20之间。

反射器16具有第一焦点R1和第二聚焦区域R2。反射器16的内反射器表面22被成形成使得从第一反射器焦点R1发射的光被反射到第二聚焦区域R2。

LED光源12被布置在第一反射器焦点R1内。屏蔽件18被布置在反射器16的第二聚焦区域R2内。反射器轴R可以被限定通过第一反射器焦点R1和聚焦区域R2的一部分。

投影透镜20具有第一透镜焦点L1，其限定通过第一透镜焦点L1和透镜20的中心的光轴L。在如图1中所示的优选操作位置中，投影透镜20的光轴L是至少基本水平的。

在图1中所示的布置中，反射器16和其上安装有LED光源12的平坦表面14被布置成使得LED光源12被布置在反射器的光轴R下方一定距离处。屏蔽件轴S可以由LED光源12的中心和屏蔽件18的上边缘26的中心限定。在所示的实施例中，屏蔽件轴S和反射器轴R重合。

屏蔽件轴S和反射器轴R二者均相对于投影透镜20的光轴L倾斜。如图1中所示，轴R、S和投影透镜20的光轴L形成大约15°的倾斜角α。当投影透镜20的光轴L水平布置时，轴R、S向上倾斜。

在照明设备10的操作中，LED光源12被操作以发射光。从位于反射器16的第一焦点R1处的LED光源12发射的光在内反射器表面22处被反射到第二聚焦区域R2的方向上，创建反射射束24。

反射射束24聚焦到位于第二聚焦区域R2内的屏蔽件18的上边缘26上。当反射射束24的一部分在反射器边缘26处被截止时，剩余的射束部分28越过屏蔽边缘26进入到透镜20上。

透镜20投射剩余的射束部分28以形成前光照射束30。由于屏蔽件边缘26的中心在投影透镜20的焦点L1中的布置，光照射束30包括反射器边缘26的相对锐利的投影图像，从而包括相应的明/暗截止。

如图1中示意性示出的，反射器16的倾斜布置导致反射射束24朝向投影透镜20的中心部分的优选方向。如由图1中的虚线示意性示出的，投影透镜20可以以减小的高度被提供，而射束24、28的最大部分仍然可以被投射为光照射束30。

图2-5示出了根据第二实施例的车辆前照灯32。车辆前照灯32是更特定的实施例，但包括与图1的照明设备相同的基本元件。在下文中，将仅进一步解释实施例之间的差异。同样的附图标记将用于指代同样的部分。

在车辆前照灯32中，包括散热片36的散热器34主体形成设备的基座。所有元件都固定到散热器主体34。

倾斜表面14形成在散热器主体34的顶部上，并且反射器16安装在倾斜表面14上。屏蔽件18被固定到散热器主体34的前侧。投影灯22被保持在由从散热器主体34延伸的保持臂40布置的框架38中。

车辆前照灯32的主要部件—即LED光源12、反射器16、屏蔽件26和投影透镜20—的光学布置与已经关于第一实施例（图1）解释的一样。反射器16的轴R和屏蔽件轴S相对于投影透镜20的光轴L倾斜。

图6示出了由投影透镜20投射的所得光照射束30的光通量分布的图。根据屏蔽件18的顶部边缘26的形状，投射射束30包括水平部分42和倾斜部分44。

虽然已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示范性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

例如，具有不同分布的投射射束30可以通过使用具有以不同方式成形的边缘26的屏蔽件18来形成。此外，反射器的形状可以不同。

根据对附图、本公开内容和所附权利要求的研究，本领域的技术人员在实施所要求保护的发明时可以理解并实现所公开的实施例的这些以及其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims

1.一种照明设备，至少包括：

- LED光源（12），

- 凹面反射器（16），其包括反射器轴（R），所述LED光源（12）被布置成发射将被所述反射器（16）反射的光，

- 屏蔽件（18），其被布置在所述反射器（16）的前方，

- 投影透镜（20），其被布置成投射穿过所述屏蔽件（18）的光（28），所述投影透镜（20）包括光轴（L），

其中所述反射器轴（R）相对于所述光轴（L）倾斜，

其中所述LED光源（12）被布置在所述光轴（L）的下方，

其中所述屏蔽件（18）包括上边缘（26）以截止由所述反射器（16）反射的所述光的部分，屏蔽件轴（S）由所述LED光源（12）和所述上边缘（26）的中心限定并且所述屏蔽件轴（S）被布置成相对于所述投影透镜（20）的所述光轴（L）倾斜，并且

其中所述屏蔽件（18）的上边缘（26）设有第一部分和第二部分，其中第一部分在所述光轴（L）的方向上是水平的，第二部分在所述光轴（L）的方向上是稍微倾斜的，

其中所述屏蔽件的所述第二部分位于所述LED光源（12）与所述第一部分之间，

其中所述屏蔽件的所述第二部分相对于所述水平部分以5°-30°之间的角度倾斜。

2.根据权利要求1的照明设备，其中：

- 所述屏蔽件轴（S）以相对于所述投影透镜（20）的所述光轴（L）的5° - 25°的角度布置。

3.根据权利要求2的照明设备，其中：

- 所述屏蔽件轴（S）以相对于所述投影透镜（20）的所述光轴（L）的10°-20°的角度布置。

4.根据权利要求1的照明设备，其中：

- 所述反射器（16）包括至少第一焦点（R1），所述LED光源（12）被布置在所述第一焦点（R1）处。

5.根据权利要求4的照明设备，其中：

- 所述反射器（16）进一步包括至少第二聚焦区域（R2），其中从所述LED光源（12）发射的光被聚焦到所述第二聚焦区域（R2），

- 所述反射器（16）的反射器轴（R）被限定通过所述第一焦点（R1）和所述第二聚焦区域（R2）的至少一部分。

6.根据权利要求5的照明设备，其中：

- 所述屏蔽件（18）被布置在所述反射器（16）的所述第二聚焦区域（R2）内。

7.根据权利要求1的照明设备，其中：

- 所述屏蔽件（18）的至少一部分被布置在所述投影透镜（20）的焦点（L1）内。

8.根据权利要求1的照明设备，其中：

- 所述反射器（16）被成形为布置在所述LED光源（12）上方的半圆顶。

9.根据权利要求1的照明设备，其中：

- 所述LED光源（12）被布置在相对于所述投影透镜（20）的所述光轴（L）倾斜布置的平坦表面（14）上。

10.根据权利要求1的照明设备，其中：

- 所述反射器（16）或所述LED光源（12）安装在散热器主体（34）上。

11.一种车辆前照灯，包括根据权利要求1的照明设备。