CN110617454A - 一种车辆前照灯 - Google Patents

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Abstract

本申请属于车辆照明技术领域，特别是涉及一种车辆前照灯。现有的智能车灯主要利用流水灯式实现近光灯的移动，机械结构比较复杂，且近光灯的移动效果不明显，在视觉上并不能很好的呈现近光灯的移动效果。本申请将菲涅尔透镜及自由曲面作为汽车前照灯近光光学处理模块。体积小，质量轻，光线输出更加均匀，能使大灯最初由凹面镜反射出来的平行光向下倾斜，除可照亮前方的路面，也可防止对于前方及对向的人车造成眩光，可以通过控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动，实现智能照明。将远光灯和近光灯合二为一、体积小、机械质量更加稳定。

Description

一种车辆前照灯
技术领域
本申请属于车辆照明技术领域，特别是涉及一种车辆前照灯。
背景技术
随着科技的进步，驾驶员对汽车前照灯的性能有了更多的期待。汽车前照灯为汽车在黑暗间能够正常行驶的灯具。因为它安装在汽车的前端两侧，不仅影响车的外观形象，还影响在夜间驾驶或恶劣的天气条件下的驾驶安全。道路交通事故的主要特点是夜间道路交通事故比例明显增加，占道路交通事故总数的40％以上。前照灯是影响汽车在黑暗中行车安全的关键零部件。夜间行车由于视力不佳造成的夜间死亡，在整个公路交通事故中占70％以上，事故死亡人数占一半以上。因此，提高汽车前照灯的照明效果对保障夜间行车安全、提升夜间行车舒适性具有重要的社会意义。高光通量、体积小、功耗低是汽车前照灯和智能前照灯设计中的重要特点。
汽车前照灯经历了煤油灯、乙炔灯、电光源灯发展阶段。目前主要的汽车大灯的光源主要有卤素灯、氙气灯、和激光四种。卤素灯发出来光色偏黄，最大的缺点是由于用灯丝发光，所以亮度低，氙气大灯启动时会有一个延迟时间、启动瞬间会产生强电流冲击电极，氙气大灯比卤素大灯更亮，但也更容易受到光污染，雨天穿透能力差。与传统的卤素前照灯、氙气前照灯相比较，LED前照灯不仅尺寸小、寿命长、可靠性高、稳定性强而且启动时间短。
现有的LED前照灯主要用常规的半球面或椭球面进行近光灯聚光，由于常规的半球面或椭球面有固定的公式，当一个系统需要对局部光分布进行调整时，曲面改变任何一个参数都会引起整体形状的改变，很难实现光能的局部调整。常规的半球面或椭球面由于体积固定，体积大，质量比较重。
目前，车辆前照灯主要采用电磁吸合挡光板的方式来实现远光灯和近光灯的切换，但是机械结构复杂，零部件繁多，成本高昂，而且存在机械式偏转反应时间长、电磁环境受温度影响等问题。现有的智能车灯主要利用流水灯式实现近光灯的移动，机械结构比较复杂，且近光灯的移动效果不明显，在视觉上并不能很好的呈现近光灯的移动效果。
发明内容
1.要解决的技术问题
基于目前，车辆前照灯主要采用电磁吸合挡光板的方式来实现远光灯和近光灯的切换，但是机械结构复杂，零部件繁多，成本高昂，而且存在机械式偏转反应时间长、电磁环境受温度影响等问题。现有的智能车灯主要利用流水灯式实现近光灯的移动，机械结构比较复杂，且近光灯的移动效果不明显，在视觉上并不能很好的呈现近光灯的移动效果的问题，本申请提供了一种车辆前照灯。
2.技术方案
为了达到上述的目的，本申请提供了一种车辆前照灯，包括依次连接的光源控制单元、光源单元和光学处理单元；
所述光源控制单元包括近光控制模块和远光控制模块，所述光源单元包括LED模块，所述近光控制模块与所述LED模块相连接，所述远光控制模块与所述LED模块相连接，所述光学处理单元包括远光处理模块和近光处理模块，所述远光处理模块与所述LED模块相连接，所述近光处理模块与所述LED模块相连接，所述近光处理模块包括依次排列的近光菲涅尔透镜、自由曲面和第一消色散片，所述远光处理模块包括依次排列的远光菲涅尔透镜、衍射光学元件和第二消色散片。
本申请提供的另一种实施方式：所述LED模块包括若干LED光源和LED散热组件。
本申请提供的另一种实施方式：所述LED光源为LED、miniLED或microLED。
本申请提供的另一种实施方式：所述LED散热组件为散热器，所述散热器设置于所述LED光源背面。
本申请提供的另一种实施方式：光源控制单元可以单独控制光源单元中每个LED的开启与关闭，从而投射出各种形状。
本申请提供的另一种实施方式：所述远光菲涅尔透镜用于对远光LED聚光，所述近光菲涅尔透镜用于对近光LED聚光。
本申请提供的另一种实施方式：所述近光控制模块可控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动。
3.有益效果
与现有技术相比，本申请提供的一种车辆前照灯的有益效果在于：
本申请提供的一种车辆前照灯，将菲涅尔透镜及自由曲面作为汽车前照灯近光光学处理模块。体积小，质量轻，光线输出更加均匀，能使大灯最初由凹面镜反射出来的平行光向下倾斜，除可照亮前方的路面，也可防止对于前方及对向的人车造成眩光，可以通过控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动，实现智能照明。将远光灯和近光灯合二为一，体积小，而且机械质量更加稳定。
本申请提供的一种车辆前照灯，将远光灯和近光灯合成一体进行模块化设计，不仅减少了设计的工作量、设计周期和成本，而且结构轻巧、设计自由度高，有利于光路的优化设计和能量的综合利用。
本申请提供的一种车辆前照灯，其近光及远光光源采用LED光源，并且光源呈一定的组合排放，光源控制单元通过控制各个LED的开启与关闭得到不同的光分布，散热器位于LED背面，用于LED散热，保证LED正常工作。近光光源经过菲涅尔透镜，形成平行光束，均匀光线分布，平行光束再经过自由曲面投射出国家标准所要求的近光灯光型，最后经过光色散片消除色散形成汽车前照灯的近光灯。远光光源经过菲涅尔透镜形成聚光光束，再经过DOE、光色散片消除色散形成汽车前照灯的远光灯。光线输出更加均匀，能使大灯最初由凹面镜反射出来的平行光向下倾斜，除可照亮前方的路面，也可防止对于前方及对向的人车造成眩光，利用近光控制系统控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动，当车在上坡行驶时，上边LED开启，使近光灯向上移动；当车在下坡行驶时，下边LED开启，使近光灯向下移动；当车在左转行驶时，左边LED开启，使近光灯向左移动；当车向右行驶时，右边LED开启，使近光灯向右移动；实现智能照明。
附图说明
图1是本申请的一种车辆前照灯的结构示意图；
图中：1-近光控制模块、2-远光控制模块、3-LED光源、4-近光菲涅尔透镜、5-自由曲面、6-第一消色散片、7-远光菲涅尔透镜、8-衍射光学元件、9-第二消色散片、10-LED散热组件。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
衍射光学元件(DOE)的特点是能够在保持较高衍射效率的同时对光强分布进行精确控制，因此DOE成为实现离轴照明的理想元件。一般用于光刻系统离轴照明的DOE，其子单元个数需<10，设计数据量较大，单元尺寸达到微米甚至是亚微米量级。
参见图1，本申请提供一种车辆前照灯，包括依次连接的光源控制单元、光源单元和光学处理单元；
所述光源控制单元包括近光控制模块1和远光控制模块2，所述光源单元包括LED模块，所述近光控制模块1与所述LED模块相连接，所述远光控制模块2与所述LED模块相连接，所述光学处理单元包括远光处理模块和近光处理模块，所述远光处理模块与所述LED模块相连接，所述近光处理模块与所述LED模块相连接，所述近光处理模块包括依次排列的近光菲涅尔透镜4、自由曲面5和第一消色散片6，所述远光处理模块包括依次排列的远光菲涅尔透镜7、衍射光学元件8和第二消色散片9。
自由曲面5可根据实际要求设计成各种形状。
进一步地，所述LED模块包括若干LED光源3和LED散热组件10。
进一步地，所述LED光源为LED、miniLED或microLED。
进一步地，所述LED散热组件10为散热器，所述散热器设置于所述LED光源背面。
进一步地，光源控制单元可以单独控制光源单元中每个LED的开启与关闭，从而投射出各种形状。
进一步地，所述远光菲涅尔透镜7用于对远光LED聚光，所述近光菲涅尔透镜4用于对近光LED聚光。
进一步地，所述近光控制模块1可控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动，实现智能照明。
实施例一：
近光及远光光源采用miniLED光源，并且光源呈一定的组合排放，光源控制单元通过控制各个LED的开启与关闭得到不同的光分布，当车在上坡行驶时，上边LED开启，使近光灯向上移动；当车在下坡行驶时，下边LED开启，使近光灯向下移动；当车在左转行驶时，左边LED开启，使近光灯向左移动；当车向右行驶时，右边LED开启，使近光灯向右移动。散热器位于LED背面，用于LED散热，保证LED正常工作。
近光光源经过近光菲涅尔透镜4，形成平行光束，均匀光线分布，平行光束再经过自由曲面5投射出国家标准所要求的近光灯光型，最后经过第一消色散片6消除色散形成汽车前照灯的近光灯。远光光源经过远光菲涅尔透镜7形成聚光光束，再经过衍射光学元件8、第二消色散片9消除色散形成汽车前照灯的远光灯。
实施例二：
近光及远光光源采用microLLED光源，并且光源呈一定的组合排放，光源控制单元通过控制各个LED的开启与关闭得到不同的光分布，当车在上坡行驶时，上边LED开启，使近光灯向上移动；当车在下坡行驶时，下边LED开启，使近光灯向下移动；当车在左转行驶时，左边LED开启，使近光灯向左移动；当车向右行驶时，右边LED开启，使近光灯向右移动。散热器位于LED背面，用于LED散热，保证LED正常工作。
近光光源经过近光菲涅尔透镜4，形成平行光束，均匀光线分布，平行光束再经过自由曲面5投射出国家标准所要求的近光灯光型，最后经过第一消色散片6消除色散形成汽车前照灯的近光灯。远光光源经过远光菲涅尔透镜7形成聚光光束，再经过衍射光学元件8、第二消色散片9消除色散形成汽车前照灯的远光灯。
实施例三：
近光及远光光源采用大功率光源，并且光源呈一定的组合排放，光源控制单元通过控制各个LED的开启与关闭得到不同的光分布，当车在上坡行驶时，上边LED开启，使近光灯向上移动；当车在下坡行驶时，下边LED开启，使近光灯向下移动；当车在左转行驶时，左边LED开启，使近光灯向左移动；当车向右行驶时，右边LED开启，使近光灯向右移动。散热器位于LED背面，用于LED散热，保证LED正常工作。
近光光源经过近光菲涅尔透镜4，形成平行光束，均匀光线分布，平行光束再经过自由曲面5投射出国家标准所要求的近光灯光型，最后经过第一消色散片6消除色散形成汽车前照灯的近光灯。远光光源经过远光菲涅尔透镜7形成聚光光束，再经过衍射光学元件8、第二消色散片9消除色散形成汽车前照灯的远光灯。
实施例四：
近光及远光光源采用激光光源，光源控制单元通过控制各个LED的开启与关闭得到不同的光分布，当车在上坡行驶时，上边LED开启，使近光灯向上移动；当车在下坡行驶时，下边LED开启，使近光灯向下移动；当车在左转行驶时，左边LED开启，使近光灯向左移动；当车向右行驶时，右边LED开启，使近光灯向右移动。散热器位于光源背面，用于光源散热，保证光源正常工作。
近光光源经过近光菲涅尔透镜4，形成平行光束，均匀光线分布，平行光束再经过自由曲面5投射出国家标准所要求的近光灯光型，最后经过第一消色散片6消除色散形成汽车前照灯的近光灯。远光光源经过远光菲涅尔透镜7形成聚光光束，再经过衍射光学元件8、第二消色散片9消除色散形成汽车前照灯的远光灯。
本申请提供的一种车辆前照灯，将菲涅尔透镜及自由曲面5作为汽车前照灯近光光学处理模块。体积小，质量轻，光线输出更加均匀，能使大灯最初由凹面镜反射出来的平行光向下倾斜，除可照亮前方的路面，也可防止对于前方及对向的人车造成眩光，可以通过控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动，实现智能照明。将远光灯和近光灯合二为一，体积小，而且机械质量更加稳定。
本申请提供的一种车辆前照灯，将远光灯和近光灯合成一体进行模块化设计，不仅减少了设计的工作量、设计周期和成本，而且结构轻巧、设计自由度高，有利于光路的优化设计和能量的综合利用。
本申请提供的一种车辆前照灯，光线输出更加均匀，能使大灯最初由凹面镜反射出来的平行光向下倾斜，除可照亮前方的路面，也可防止对于前方及对向的人车造成眩光，利用近光控制模块1控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动，当车在上坡行驶时，上边LED开启，使近光灯向上移动；当车在下坡行驶时，下边LED开启，使近光灯向下移动；当车在左转行驶时，左边LED开启，使近光灯向左移动；当车向右行驶时，右边LED开启，使近光灯向右移动；实现智能照明。
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (7)

1.一种车辆前照灯，其特征在于：包括依次连接的光源控制单元、光源单元和光学处理单元；
所述光源控制单元包括近光控制模块(1)和远光控制模块(2)，所述光源单元包括LED模块，所述近光控制模块(1)与所述LED模块相连接，所述远光控制模块(2)与所述LED模块相连接，所述光学处理单元包括远光处理模块和近光处理模块，所述远光处理模块与所述LED模块相连接，所述近光处理模块与所述LED模块相连接，所述近光处理模块包括依次排列的近光菲涅尔透镜(4)、自由曲面(5)和第一消色散片(6)，所述远光处理模块包括依次排列的远光菲涅尔透镜(7)、衍射光学元件(8)和第二消色散片(9)。
2.如权利要求1所述的车辆前照灯，其特征在于：所述LED模块包括若干LED光源(3)和LED散热组件(10)。
3.如权利要求2所述的车辆前照灯，其特征在于：所述LED光源为LED、miniLED或microLED。
4.如权利要求1所述的车辆前照灯，其特征在于：所述LED散热组件(10)为散热器，所述散热器设置于所述LED光源背面。
5.如权利要求2所述的车辆前照灯，其特征在于：光源控制单元可以单独控制光源单元中每个LED的开启与关闭，从而投射出各种形状。
6.如权利要求1～5中任一项所述的车辆前照灯，其特征在于：所述远光菲涅尔透镜(7)用于对远光LED聚光，所述近光菲涅尔透镜(4)用于对近光LED聚光。
7.如权利要求6所述的车辆前照灯，其特征在于：所述近光控制模块(1)可控制各个区域LED的亮暗使近光上下左右移动。
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