CN201652097U - 一种led汽车前照灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED汽车前照灯，包括基板、位于基板上的LED光源、罩在LED光源上方的椭球反射器以及位于椭球反射器出光口底部的挡光板，所述的椭球反射器的射出光线的光路上设有等厚的菲涅尔透镜，所述的菲涅尔透镜的一侧为平面且朝向椭球反射器，另一侧带有若干同心的环形齿，相邻的环形齿之间的距离为0.5～10mm，所述的环形齿对光线起折射作用的工作面为非球面。本实用新型LED汽车前照灯可以使LED光源发出的光能量全部由反射器反射，利用大齿距等厚菲涅尔透镜作为配光镜，并进一步投入到道路的前方，提高光能利用率，增大了视野角，减小了体积和重量，同时又符合汽车前照灯国标的配光要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明技术领域，特别涉及一种LED汽车前照灯。
背景技术
目前汽车前照灯的光源多使用卤素灯泡，如H4灯泡。卤素灯的发光体积大，寿命短，光能利用率低，发光体也不是严格的朗伯体分布，给设计带来一定的误差，前照灯的设计精度难以保证。发光二极管LED作为新型光源，具有发光效率高，使用寿命长，能经受较强的机械冲击和震动、可靠性高、工作电流小等特点，目前已广泛应用于组合仪表照明、阅读灯等车辆内照明和刹车灯、方向灯等车辆外部照明中，随着LED技术的不断成熟，大功率LED生产成本的不断降低，使用LED作为汽车前照灯已经成为可能。
在汽车前照灯的设计上，各国对汽车前照灯的配光图形都做了一定的规定，防止前照灯干扰对方车辆驾驶员的眼睛而造成交通事故。总体来说，就我国的标准，必须满足在前灯25m远的位置产生一水平线和水平线右侧向上15°的明暗截止线。
传统的投射式LED汽车前照灯，由光源，多椭球反射器，挡光板和非球面透镜组成，这种设计方法虽然能够满足国标，但所用的非球面透镜体积和质量都相当大，不便于车灯的自由安装和实现车灯的小型化。
发明内容
本实用新型是针对传统非球面透镜作为配光镜的LED汽车前照灯体积大，质量重不方便安装等技术问题，提供了一种体积小，质量轻，视野宽，光能利用率高和符合配光标准的配光要求的LED汽车前照灯。
一种LED汽车前照灯，包括基板、位于基板上的LED光源、罩在LED光源上方的多椭球反射器以及位于多椭球反射器出光口底部的挡光板，所述的多椭球反射器的射出光线的光路上设有等厚的菲涅尔透镜，所述的菲涅尔透镜的一侧为平面且朝向多椭球反射器，另一侧带有若干同心的环形齿，相邻的环形齿之间的距离为0.5～50mm，所述的环形齿对光线起折射作用的工作面为非球面。
本实用新型LED汽车前照灯采用大齿距的菲涅尔透镜，现有技术中相邻的环形齿之间的距离一般仅为0.05～0.2mm左右。
本实用新型LED汽车前照灯采用等厚的菲涅尔透镜，等厚是指每个环形齿的齿尖到菲涅尔透镜平面一侧的距离都相等。
所述的多椭球反射器具有两个焦点，所述的LED光源位于多椭球反射器的第一焦点处。
所述的挡光板上边缘由水平边和与该水平边具有同一端点的斜边组成，所述的斜边与水平边的夹角为165°。即所述的斜边相对水平边向下倾斜15°。
所述的水平边和斜边的衔接处位于多椭球反射器的第二焦点处。
所述的挡光板的水平边与菲涅尔透镜的中心点处于同一平面，且该平面与基板的上表面平行。
所述的菲涅尔透镜的环形齿的数量为2～10个，主要是根据菲涅尔透镜的口径的大小来确定。
本实用新型中所述的环形齿对光线起折射作用的工作面为非球面。就同一环形齿而言，以齿顶为界，一侧为工作面，另一侧则为非工作面，由于非工作面与多椭球反射器的射出光线的方向平行，对光线不会产生折射。
本实用新型LED汽车前照灯中，LED光源发出的光能量经多椭球反射器，挡光板和菲涅尔透镜出射，并进一步投向前方道路。
菲涅尔透镜(Fresnel lens)为常用的光学透镜，镜片表面一面为平面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的。
非球面透镜的镜面则是从透镜中心到周边曲率作连续变化的，非球面透镜又有单面非球面和双面非球面两种。本实用新型的LED汽车前照灯中菲涅尔透镜的工作面为非球面能有效地克服“球差”，也利于灯的小型化。
基板通过支架与菲涅尔透镜连接，菲涅尔透镜位于挡光板和多椭球反射器前方。多椭球反射器由多面能够对光路进行准确控制不对称椭球体组成，多椭球反射器可以避免LED光源出射光线直接出射造成能量的浪费。
LED光源产生的热量多，会导致LED前照灯的寿命下降，所述的基板，抛物反射器和多椭球反射器以铝作为材料，可以为整个车灯提供可靠的散热方案。除了光学照明部分，其余组件(固定装置，驱动电路等)均可以采用现有的技术。
本实用新型LED汽车前照灯可以使LED光源发出的光能量全部由多椭球反射器反射，利用大齿距等厚菲涅尔透镜作为配光镜，并进一步投入到道路的前方，提高光能利用率，增大了视野角，减小了体积和重量，同时又符合汽车前照灯国标的配光要求。
附图说明
图1为本实用新型LED汽车前照灯后视时的结构示意图；
图2为图1中A-A剖视图；
具体实施方式
参见附图1～3，本实用新型LED汽车前照灯，包括基板4，固定在基板4上的LED光源1，罩在LED光源1上方的多椭球反射器2，以及位于多椭球反射器2出光口底部的挡光板3，。
在多椭球反射器2射出光线的光路上设有等厚的菲涅尔透镜5，菲涅尔透镜5的一侧为平面且朝向椭球反射器2，另一侧带有若干同心的环形齿，相邻的环形齿之间的距离为3mm，环形齿对光线起折射作用的工作面为非球面。
LED光源1固定在基板4上，基板4竖直朝上放置，并位于多椭球反射器4的第一焦点处。多椭球反射器2笼罩在LED上方，并与基板固定在一起，至少将LED光源1发出的光线反射至前方，以减少能量的损耗。
多椭球反射器2具有两个焦点，其中一个焦点处放置LED光源1；挡光板3的上边缘由一条水平边与其成15°的斜边构成，用于满足国标中近光的明暗截止线的需求，水平边与斜边的衔接处位于多椭球反射器4边沿下方(即第二焦点处)；LED光源1发出的光线经过多椭球反射器2反射后，部分光被挡光板3挡掉，另一部分光从菲涅尔透镜5中出射。
多椭球反射器2采用多面不对称椭球体，多椭球反射器2的参数根据前照灯的尺寸和光斑大小计算出来，其体积较小，有聚光的特点，又满足一定的均匀要求，并能满足不同的水平方向放大率和垂直方向的放大率，其制造方法可有两种：1)使用塑料注塑成型，反射面镀膜以提高反射率。2)使用金属材料冲压成型，反射表面采用研磨或镀膜的方法提高反射率。
菲涅尔透镜5使用PMMA树脂压铸成型，对于D光的折射率为1.491，透光率为90％-92％。
另外基板5下面用于设置散热器(图中未表示)，用于增大系统散热能力。
本实用新型LED汽车前照灯描述的仅仅是单个模块，在具体使用过程中，为了实现LED汽车前照灯远、近光的切换，需要采用多个模块组合使用，多个模块的排列方式可以采用现有技术，模块的数量可以根据光通量的要求确定。
Claims (6)
1.一种LED汽车前照灯，包括基板(4)、位于基板(4)上的LED光源(1)、罩在LED光源(1)上方的多椭球反射器(2)以及位于多椭球反射器(2)出光口底部的挡光板(3)，其特征在于：所述的多椭球反射器(2)射出光线的光路上设有等厚的菲涅尔透镜(5)，所述的菲涅尔透镜(5)的一侧为平面且朝向多椭球反射器(2)，另一侧带有若干同心的环形齿，相邻的环形齿之间的距离为0.5～10mm，所述的环形齿对光线起折射作用的工作面为非球面。
2.根据权利要求1所述的LED汽车前照灯，其特征在于：所述的多椭球反射器(2)具有两个焦点，所述的LED光源(1)位于多椭球反射器(2)的第一焦点处。
3.根据权利要求2所述的LED汽车前照灯，其特征在于：所述的挡光板(3)上边缘由水平边和与该水平边具有同一端点的斜边组成，所述的斜边与水平边的夹角为165°。
4.根据权利要求2所述的LED汽车前照灯，其特征在于：所述的水平边和斜边的衔接处位于多椭球反射器(2)的第二焦点处。
5.根据权利要求1～4任一项所述的LED汽车前照灯，其特征在于：所述的挡光板(3)的水平边与菲涅尔透镜(5)的中心点处于同一平面，且该平面与基板(4)的上表面平行。
6.根据权利要求5所述的LED汽车前照灯，其特征在于：所述的菲涅尔透镜(5)的环形齿的数量为2～10个。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102322603A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-01-18 | 天津方合科技发展有限公司 | 近光带有明暗截止线的汽车前照灯led光学组件 |
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| CN106838765A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-13 | 泉州师范学院 | 一种生成光环的迎宾灯光学系统及其设计方法 |
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