CN112824754A - 一种前照灯 - Google Patents

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CN112824754A CN201911142236.8A CN201911142236A CN112824754A CN 112824754 A CN112824754 A CN 112824754A CN 201911142236 A CN201911142236 A CN 201911142236A CN 112824754 A CN112824754 A CN 112824754A
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Abstract

本申请公开了一种用前照灯。该前照灯包括：发光装置，发光装置包括：第一发光模组，第一发光模组包括多个第一发光单元，且多个第一发光单元的排布与前照灯的近光截止线一致；第二发光模组，第二发光模组包括多个第二发光单元；透镜，透镜用于将第一发光单元和/或第二发光单元的光进行投影；其中，所述第一发光单元与所述透镜的前焦面之间的距离小于所述第二发光单元与所述前焦面之间的距离。通过这种方式，能够在保证前照灯近光截止线的清晰度及前照灯的其它光照区光的均匀性的同时，提高光利用率。

Description

一种前照灯
技术领域
本申请涉及照明技术领域，特别是涉及一种前照灯及其发光装置。
背景技术
车辆前照灯是影响车辆行驶安全的重要因素，车辆工业的发展对车辆前照灯提出了越来越高的要求。作为车辆前照灯，安全照明是其最主要目的，在城市交通中为了防止会车时前照灯给对方司机造成炫目，世界各国都对会车灯(也即近光灯)有很严格的要求，要求近光灯所发出光线必须形成清晰的近光截止线。
本申请的发明人在长期的研发中发现，现有技术中，为形成清晰的近光截止线，通常采用遮光技术实现，但遮光技术不可避免的缺陷是对光源所发出光线的利用率较低。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种前照灯，在保证其近光截止线的清晰度的同时，提高其光利用率。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种前照灯，该前照灯包括：发光装置，发光装置包括：第一发光模组，第一发光模组包括多个第一发光单元，且多个第一发光单元的排布与前照灯的近光截止线一致；第二发光模组，第二发光模组包括多个第二发光单元；透镜，透镜用于将第一发光单元和/或第二发光单元的光进行投影；其中，第一发光单元与透镜的前焦面之间的距离小于第二发光单元与前焦面之间的距离。
在一个实施方式中，第一发光单元的尺寸小于第二发光单元的尺寸。该技术方案使得第一发光单元在出射光分布中形成的光斑具有更小的“像素”，从而使得第一发光单元形成的截止线清晰度更高。
在一个实施方式中，发光装置进一步包括基板，基板靠近透镜的一侧设置有第一平面及第二平面，第一发光单元设置于第一平面，第二发光单元设置于第二平面，第一平面到前焦面的距离小于第二平面到前焦面的距离。
在一个实施方式中，第一平面与前焦面重叠。
在一个实施方式中，第二平面位于第一平面与透镜之间。
在一个实施方式中，第一平面位于第二平面与透镜之间。
在一个实施方式中，部分或全部所述第一发光单元和所述第二发光单元的发光面覆盖有散射层。
其中，发光装置进一步包括基板，基板靠近透镜的一侧形成有曲面，第一发光单元及第二发光单元设置于曲面上。曲面的结构使得出射光各照射区域的照度过渡更加均匀，避免照射区域内过于强烈的明暗变化。
在一个实施方式中，多个第一发光单元及多个第二个发光单元依次排列于发光区，发光区包括位于近光截止线一侧的第一区域及第二区域，第二区域邻接近光截止线，在靠近近光截止线的第二区域设置第一发光单元，第二区域的其它区域及第一区域设置第二发光单元；前照灯进一步包括控制器，控制器分别与第一发光单元及第二发光单元电连接，控制器控制第一发光单元及第二发光单元发光，以实现前照灯的近光分布。
在一个实施方式中，发光区进一步包括第三区域，第三区域位于近光截止线的另一侧；发光装置进一步包括第三发光模组，第三发光模组包括多个第三发光单元，在靠近近光截止线的第三区域设置第一发光单元，第三区域的其它区域设置第三发光单元；控制器与第三发光单元电连接，控制器控制第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元发光，以实现前照灯的远光分布。
在一个实施方式中，与第一区域对应设置的第一发光单元及与第三区域对应设置的第一发光单元到前焦面的距离不同。当前照灯开启远光模式时，原近光照射区域清晰的截止线会导致远光照射区域内存在明显的明暗界限，本实施方式通过将靠近近光截止线的第一区域和第三区域的第一发光元件分别设置不同的位置，使得其到前焦面的距离不同，从而使得一部分第一发光元件的出射光经透镜收集后发散角较大，在照射区域形成较大的光斑，从而减弱远光照射区域内的明暗界限。
本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例前照灯包括：发光装置，发光装置包括：第一发光模组，第一发光模组包括多个第一发光单元，且多个第一发光单元的排布与前照灯的近光截止线一致；第二发光模组，第二发光模组包括多个第二发光单元；透镜，透镜用于将第一发光单元和/或第二发光单元的光进行投影；其中，第一发光单元与透镜的前焦面之间的距离小于第二发光单元与前焦面之间的距离。通过这种方式，本申请实施例前照灯的与近光截止线对应设置的多个第一发光单元与透镜的前焦面之间的距离小于其它发光单元，即第二发光单元与前焦面之间的距离，一方面能够缩小透镜对第一发光单元发出的光的投影扩散角，以提高近光截止线的清晰度，另一方面能够扩大透镜对第二发光单元发出的光的投影扩散角，以提高前照灯的其它光照区光的均匀性，并减少第一发光单元彼此之间的间隙产生的明暗条纹，同时，本申请无需设置遮光板就能实现清晰的近光截止线，因此，能够提高光利用率。
附图说明
图1是本申请前照灯一实施例的结构示意图；
图2是图1实施例前照灯中发光装置的结构示意图；
图3是图2实施例发光装置的配光屏幕测试图；
图4是本申请前照灯的发光光路示意图；
图5是本申请前照灯第二实施例的结构示意图；
图6是图5实施例前照灯中发光装置的结构示意图；
图7是本申请发光装置第三实施例的结构示意图；
图8是本申请前照灯第三实施例的结构示意图；
图9是本申请前照灯第四实施例的结构示意图；
图10是本申请前照灯第五实施例的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，图1是本申请前照灯一实施例的结构示意图；图2是图1实施例前照灯中发光装置的结构示意图。本实施例前照灯101包括发光装置102及透镜103，其中，发光装置102包括第一发光模组104及第二发光模组105，第一发光模组104包括多个第一发光单元106，且多个第一发光单元106的排布与前照灯101的近光截止线107一致，第二发光模组105包括多个第二发光单元108，透镜103用于将第一发光单元106和/或第二发光单元108的光进行投影；其中，第一发光单元106与透镜103的前焦面SF之间的距离小于第二发光单元108与前焦面SF之间的距离。前焦面即过第一焦点(前焦点或物方焦点)且垂直于系统主光轴的平面，又称第一焦平面或物方焦面。
本实施例所述的多个第一发光单元106的排布与前照灯101的近光截止线107一致是指多个第一发光单元106沿着近光截止线107排布，这里所述的近光截止线107与配光屏测试图(如图3所示)中的近光截止线H0-HV-H1-H4对应。
如图4所示，图4为本申请前照灯的发光光路示意图。当发光单元(图未示)处于透镜401的焦点F或焦点F所在平面，即前焦面(图未标)时，透镜401对发光单元发出的光的投影扩散角较小，成像较清晰，而当发光单元偏离焦点F或前焦面时，如点F1、F2等，透镜401对发光单元发出的光的投影扩散角较大，成像交模糊，该发光单元偏离焦点F或前焦面距离越大时，该发散角就越大，成像越模糊。
根据上述原理，本实施例中，与近光截止线107排布一致的多个第一发光单元106与透镜103的前焦面SF之间的距离小于其它发光单元，即第二发光单元108与透镜103的前焦面SF之间的距离，一方面能够缩小透镜103对第一发光单元106发出的光的投影扩散角，以提高近光截止线H0-HV-H1-H4的清晰度，另一方面能够扩大透镜103对第二发光单元108发出的光的投影扩散角，以提高前照灯101的其它光照区光的均匀性，并减少第一发光单元106彼此之间的间隙产生的明暗条纹。
本实施例的第一发光单元106及第二发光单元108可以是发光二极管(LightEmitting Diode，LED)灯，与传统光源相比，LED灯具有节能环保、使用寿命长、体积小、重量轻、结构坚固、工作电压低等优点。当然，在其它实施例还可以采用其它的光源代替LED灯，如白炽灯等。
现有技术中，采用LED灯作为发光光源的前照灯结构分为三种：
(1)多镜头组式。一个聚光镜与一颗LED成一镜头组，投射一光束，在屏幕上照明一个光斑。根据远光或近光标准要求，用多个镜头组产生的光斑拼接成光带，以符合照度分布要求。此结构体积大、成本高、工艺难。
(2)自由面透镜式。前照灯由一个聚光镜与一颗LED组成，但聚光镜的折光面不再是旋转曲面，而是自由曲面，使光束投射产生光斑符合照度标准要求。
(3)反光镜—透镜式。LED发出的光经自由曲面反射镜整形后入射到透镜进一步整形后出射，得到特定的光分布。
但以上三种结构都需要使用挡光板遮挡一部分的光来实现近光截止线，会造成大量光损失，使得近光的光利用率只有30％左右，整个系统的光利用率较低。此外，反光镜或透镜尺寸较大，设计复杂，且现有的各种车辆前照灯，设计上远光灯和近光灯多为分开的模组，不利于光源的小型化。
由上述分析可知，本实施例前照灯101不需要设置挡光板就能实现清晰的近光截止线H0-HV-H1-H4，因此，能够提高光利用率。
可选地，如图3所示，前照灯101射出朝向车辆前方的照射区域(图未标)包括位于近光截止线H0-HV-H1-H4靠近前照灯101一侧的1区及2区，2区邻接近光截止线H0-HV-H1-H4。如图2所示，本实施例的多个第一发光单元106及多个第二发光单元108依次排列于发光区(图未标)，该发光区包括位于近光截止线107一侧的第一区域1及第二区域2,第二区域2邻接近光截止线107，在靠近近光截止线107的第二区域2设置第一发光单元106，第二区域2的其它区域及第一区域1设置第二发光单元108，其中，发光区的第一区域1与照射区域的1区对应设置，发光区的第二区域2与照射区域的2区对应设置。
可选地，如图1所示，本实施例前照灯101进一步包括控制器109，控制器109分别与第一发光单元106及第二发光单元108电连接，控制器109控制第一发光单元106及第二发光单元108发光，以实现前照灯101的近光分布，即实现如图3所示照射区域的1区及2区的光分布。
上述实施例实现了前照灯的近光分布，为实现前照灯的远光分布，在另一实施例中，如图5及图6所示，本实施例前照灯501中发光装置502的发光区(图未标)在上述实施例的基础上进一步包括第三区域3，第三区域3位于近光截止线503的另一侧；发光装置502进一步包括第三发光模组504，第三发光模组504包括多个第三发光单元505，在靠近近光截止线503的第三区域3设置第一发光单元506，第三区域3的其它区域对应设置第三发光单元505；本实施例的控制器506与第三发光单元505电连接，控制器506控制第一发光单元507、第二发光单元508及第三发光单元505发光，以实现前照灯501的远光分布，即实现如图3所示的1区、2区及3区的光分布。
本实施例还可以实现前照灯的近光分布及远光分布的一体化，具体地，当控制器506控制第一区域1及第二区域2中的第一发光单元506及第二发光单元507发光时，可实现前照灯501的近光分布，当控制器506控制第一发光单元507、第二发光单元508及第三发光单元505发光，可以实现前照灯501的远光分布。
如图6所示，近光截止线503包括第一平行线、斜线及第二平行线，斜线的两端分别连接第一平行线及第二平行线。多个第一发光单元507的排布与第一平行线、斜线及第二平行线一致。
其中，近光截止线503的斜线两侧的第一发光单元507为直角三角形发光单元。
控制器506还可以单独控制一个或多个第一发光单元507、第二发光单元508和/或第三发光单元505发光及其光亮度，从而使得发光区呈现出不同的配光图案，该配光图案经透镜509投影到道路上，即可得到符合要求的光分布。
本实施例前照灯501可以满足如图3所示的测试屏幕远、近光分布中各测试点和测试区域内的照度值标准。此外，由于像场弯曲现象，远离透镜509的光轴的第二发光单元508及第三发光单元505投影后变得模糊，光束发散角较大，可用于弯道照明。
图3中黑点标记的为测试点，测试点的分布、测试原理及亮度要求为现有技术，可根据车辆前照灯近光、远光等标准要求进行，这里不赘述。
本实施例中，还可以通过调整第一发光单元507、第二发光单元508及第三发光单元505的尺寸大小及排列间距，以调整前照灯501的光照的均匀性及各区域的分辨率。
可选地，如图7所示，为提高近光截止线701的斜线部分的光分辨率，斜线两侧的第一发光单元702的尺寸分别小于第二发光单元703及第三发光单元704的尺寸，具体地，第一发光单元702的尺寸(发光面积)可以为1*1mm2、0.5*0.5mm2等，第二发光单元703及第三发光单元704的尺寸(发光面积)可以为3*3mm2、8*28mm2等。通过这种方式，第一发光单元702在出射光分布中形成的光斑具有更小的“像素”，从而使得第一发光单元702形成的截止线清晰度更高。当然，在其它实施例中，还可以进一步将近光截止线701的第一平行线两侧的第一发光单元或第二平行线两侧的第一发光单元做相应设置。
在其它实施例中还可以对其它对分辨率要求较高的区域使用小尺寸的发光单元，在对光均匀性要求较高的区域使用大尺寸的发光单元；且多个第一发光单元的尺寸可以不同，越靠近近光截止线的第一发光单元的尺寸越小。
为提高光分布的均匀性，还可以在部分或全部的上述发光单元的发光面上覆盖一层散射层/散射片(图未示)。该技术方案能够进一步提高光均匀性，并减弱相邻两个发光单元之间间隙产生的暗纹。
上述实施例的近光截止线的斜线与第一平行线及第二平行线成45度，是车辆前照灯近光标准要求之一，在另一近光标准要求中，该角度为15度，同样可以采用本申请实施例的技术方案，这里不赘述。
可选地，如图5所示，本实施例的发光装置502进一步包括基板510，基板510靠近透镜509的一侧设置有第一平面Sa及第二平面Sb，第一发光单元106设置于第一平面Sa，第二发光单元108设置于第二平面Sb，第一平面Sa到前焦面SF的距离小于第二平面Sb到前焦面SF的距离。
本实施例的第一发光单元507到透镜509的前焦面SF的距离小于第二发光单元508、第三发光单元505到前焦面SF的距离，且前照灯501近光截止线503两侧的第一发光单元507位于到前焦面SF的距离相等。
当然，在其它实施例中，第一区域1设置的第一发光单元到前焦面的距离与第三区域3设置的第一发光单元到前焦面的距离可以不同。当前照灯开启远光模式时，原近光照射区域清晰的截止线会导致远光照射区域内存在明显的明暗界限，本实施例通过将靠近近光截止线的第一区域和第三区域的第一发光元件分别设置不同的位置，使得其到前焦面的距离不同，从而使得一部分第一发光元件的出射光经透镜收集后发散角较大，在照射区域形成较大的光斑，从而减弱远光照射区域内的明暗界限。
可选地，本实施例的第一平面Sa与前焦面SF重叠。当然，在其它实施例中，第一平面Sa与前焦面SF可有适当偏移。
可选地，本实施例的第二平面Sb位于第一平面Sa与透镜509之间。
在其它实施例中，如图8所示，第一平面Sa位于第二平面Sb与透镜801之间。
其中，为减小第一发光单元与透镜的焦点F的偏移，提高近光截止线的清晰度，第一发光模组的中心应与透镜的焦点F重叠。
上述实施例将基板设置成方波形，以实现第一平面Sa及第二平面Sb。当然，在其它实施例中，如图9所示，基板901靠近透镜902的一侧设置有曲面(图未标)，可以将第一发光单元903及第二发光单元904设置在曲面本不同位置，曲面的结构使得出射光各照射区域的照度过渡更加均匀，避免照射区域内过于强烈的明暗变化。当然，第三发光单元(图未标)与第一发光单元903的设置位置也不同。
当然，在另一实施例中，如图10所示，发光装置1001包括第一基板1002及第二基板1003，第一基板1002位于第一平面Sa，第二基板1003位于第二平面Sb，第一发光单元1004设置于第一基板1002，第二发光单元1005设置于第二基板1003。
当然，上述实施例的第三发光单元与第二发光单元可以设置于同一平面。
在其它实施例中，前照灯的近光截止线的斜线或平行线设置第一发光单元，并进行上述相应设置。
区别于现有技术，本申请前照灯的与近光截止线对应设置的多个第一发光单元与透镜的前焦面之间的距离小于其它发光单元，即第二发光单元与前焦面之间的距离，一方面能够缩小透镜对第一发光单元发出的光的投影扩散角，以提高近光截止线的清晰度，另一方面能够扩大透镜对第二发光单元发出的光的投影扩散角，以提高前照灯的其它光照区光的均匀性，并减少第一发光单元彼此之间的间隙产生的明暗条纹，同时，本申请无需设置遮光板就能实现清晰的近光截止线，因此，能够提高光利用率。
此外，本申请实施例前照灯不仅能够实现近光灯和远光灯的一体化设置，还能够实现前照灯的光分布的自适应调整，能够实现特定的光分布，以获得特征的配光图案。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种前照灯，其特征在于，所述前照灯包括：
发光装置，所述发光装置包括：
第一发光模组，所述第一发光模组包括多个第一发光单元，且所述多个第一发光单元的排布与所述前照灯的近光截止线一致；
第二发光模组，所述第二发光模组包括多个第二发光单元；
透镜，所述透镜用于将所述第一发光单元和/或第二发光单元的光进行投影；
其中，所述第一发光单元与所述透镜的前焦面之间的距离小于所述第二发光单元与所述透镜的前焦面之间的距离。
2.根据权利要求1所述的前照灯，其特征在于，
所述第一发光单元的尺寸小于所述第二发光单元的尺寸。
3.根据权利要求1所述的前照灯，其特征在于，所述发光装置进一步包括基板，所述基板靠近所述透镜的一侧设置有第一平面及第二平面，所述第一发光单元设置于所述第一平面，所述第二发光单元设置于所述第二平面，所述第一平面到所述前焦面的距离小于所述第二平面到所述前焦面的距离。
4.根据权利要求3所述的前照灯，其特征在于，所述第一平面与所述前焦面重叠。
5.根据权利要求3或4所述的前照灯，其特征在于，所述第二平面位于所述第一平面与所述透镜之间，或者所述第一平面位于所述第二平面与所述透镜之间。
6.根据权利要求1所述的前照灯，其特征在于，部分或全部所述第一发光单元和所述第二发光单元的发光面覆盖有散射层。
7.根据权利要求1所述的前照灯，其特征在于，所述发光装置进一步包括基板，所述基板靠近所述透镜的一侧形成有曲面，所述第一发光单元及所述第二发光单元设置于所述曲面上。
8.根据权利要求1所述的前照灯，其特征在于，所述多个第一发光单元及所述多个第二个发光单元依次排列于发光区，所述发光区包括位于所述近光截止线一侧的第一区域及第二区域，所述第二区域邻接所述近光截止线，在靠近所述近光截止线的第二区域设置所述第一发光单元，所述第二区域的其它区域及所述第一区域设置所述第二发光单元；
所述前照灯进一步包括控制器，所述控制器分别与所述第一发光单元及所述第二发光单元电连接，所述控制器控制所述第一发光单元及所述第二发光单元发光，以实现所述前照灯的近光分布。
9.根据权利要求8所述的前照灯，其特征在于，所述发光区进一步包括第三区域，所述第三区域位于所述近光截止线的另一侧；
所述发光装置进一步包括第三发光模组，所述第三发光模组包括多个第三发光单元，在靠近所述近光截止线的第三区域设置所述第一发光单元，所述第三区域的其它区域设置所述第三发光单元；
所述控制器与所述第三发光单元电连接，所述控制器控制所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元发光，以实现所述前照灯的远光分布。
10.根据权利要求9所述的前照灯，其特征在于，与所述第一区域对应设置的所述第一发光单元及与所述第三区域对应设置的所述第一发光单元到所述前焦面的距离不同。
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Citations (2)

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CN109539164A (zh) * 2017-09-20 2019-03-29 株式会社小糸制作所 车辆用灯具
WO2019210668A1 (zh) * 2018-05-03 2019-11-07 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种前照灯

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