CN202675122U - 前照灯用led光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光源,尤其涉及一种机动车前照灯用LED光源。前照灯用LED光源,其特征在于LED光源为连续发光的光带。本实用新型的优点效果:如图1所示本实用新型利用成像原理,将光源设计成为面光源的光带,结构简单,减少了前照灯的零部件,成本低,易实施,照明效果好。即使发光密度低,成本低廉也可轻易实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光源,尤其涉及一种机动车前照灯用LED光源。
背景技术
根据已经公开技术,世界上开发LED汽车前照灯的较先进而又有实用价值的结构归纳如下:
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,但是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。此结构要求LED发光密度极高,发光密度即是发光面上的Lm/mm2值,用于近光灯尚可,难以用于远光灯。
3、半反光镜—透镜式。此结构与透镜式HID灯相同,仅把LED当做沿轴线剖开的半个HID灯泡,只能适用于近光灯。
以上结构体现出,在设计思想中隐含LED是点光源这一观念,因此沿用HID灯结构,终究不能取得满意结果。
LED光源是典型的面光源,至今,单个LED最高发光密度100 Lm/mm2,想要达到200 Lm/mm2以上几乎是不可能的。HID的发光密度在1000 Lm/mm2以上,卤素灯的发光密度也在400 Lm/mm2以上。
因此上述结构在使用LED作为光源的结构上,结构复杂,光能利用率低。
发明内容
为了解决上述技术问题本实用新型提供一种前照灯用LED光源,目的是节约能源,降低成本,提高光能利用率。
为达上述目的本实用新型前照灯用LED光源,其特征在于LED光源为连续发光的光带。
光带的每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2,其中A为成像镜头集光系数,F为成像镜头的焦距,L为投射距离,E1为光带发光点发光密度,E2为E1发光点对应检测屏幕上的成像点标准要求的照度;光带上发光点坐标公式为X,Y=实际成像点坐标/放大倍率,放大倍率=照明距离/成像镜头的焦距。
光带为近光光源时,光带为曲面。
光带为一体。
光带为分体式,连接处无发光死区。
光带的发散角小于60度,大于0度。
光带为远光光源时,光带为平面。
光带为近光和远光结合光源时,远光光源设在近光光源的中心。
近光和远光结合光源时,当需要为远光光源工作时按远光光源控制发光点的发光照度,当为近光光源时,控制中心的远光光源按近光光源的发光照度工作。
本实用新型的优点效果:如图1所示本实用新型利用成像原理,将光源设计成为面光源的光带,结构简单,减少了前照灯的零部件,成本低,易实施,照明效果好。即使发光密度低,成本低廉也可轻易实现。
附图说明
图1是本实用新型用在前照灯上照明的原理图。
图2是根据国家标准GB21259-2007 规定的近光照明区域照度要求图。
图3是本实用新型展开后对应图2照度要求图。
图4是本实用新型形状示意图。
图5是本实用新型分体式示意图。
图6是根据国家标准GB21259-2007 规定的远光照明区域照度要求图。
图7是本实用新型远光照明对应图6光带照度要求图。
图8是本实用新型近光和远光一体图。
图中:1、光带;2、成像镜头;3、照明区域。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1
本实用新型前照灯用LED光源,LED光源为连续发光的光带,光带的每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2,其中A为成像镜头集光系数,F为成像镜头的焦距,L为投射距离,E1为光带发光点发光密度,E2为E1发光点对应检测屏幕上的成像点标准要求的照度;光带上发光点坐标公式为X,Y=实际成像点坐标/放大倍率,放大倍率=照明距离/成像镜头的焦距,光带为近光光源时,光带为曲面,光带为一体,光带的发散角为45度。照明区域P2处的照度E2(单位Lx),与光带上共轭点P1处发光密度E1(单位Lm/mm2)对应。
如图2所示为在25米远处的照明区域检测屏幕上测试,根据国家标准测试点的各点照度要求如表1:
图2中的尺寸单位为cm,h-h和v-v线与屏幕上过近光基准轴线的水平和垂直面相交,角H3-HV-h为45度。h-HV-H3-H4为近光照明明暗截止线。h-h为远光照明区域的水平中线。a 表示图示尺寸未按比例。按国家标准GB21259-2007的规定如表1中HV的成像点照度为不大于1Lx,测试点4的成像点照度为不大于20Lx,测试点5的成像点照度为不大于30Lx,表1中剩余测试点均为不小于表1各数值。
那么以成像镜头F=40mm为例,根据图2中照明区域上检测点对应到光带上发光点坐标如图3所示。
在图2中检测点3的坐标为(50,25),如图3所示根据公式光带上发光点坐标公式为X,Y=实际成像点坐标/放大倍率,放大倍率=照明距离/聚光镜的焦距;图3中以v-v和h-h交叉点坐标为(0,0),v-v线是光带垂直中心线,h-h是水平中心线,那么光带上发光点3的坐标如下: 放大倍率=25000/40=625, X,Y=(50,-25)/625=(0.8,-0.4),单位为mm。
以此类推,发光点4的坐标X,Y=(-2.4,-0.6);发光点5的坐标X,Y=(-2.4,-1.2);发光点6的坐标X,Y=(0,-0.6);发光点7的坐标X,Y=(1.2,-0.6);发光点8的坐标X,Y=(-6.336,-1.2);发光点9的坐标X,Y=(6.336,-1.2);发光点10的坐标X,Y=(-10.72,-1.2);发光点11的坐标X,Y=(10.72,-1.2);发光点12的坐标X,Y=(-14.56,-2);发光点13的坐标X,Y=(14.56,-2); 整体光带投影长度为29.12mm,宽为3.5mm。
光带上各发光点的发光密度,根据公式每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2得到如表2,单位Lm/㎜2,成像镜头集光系数A为0.45。
得到发光点需满足下列条件才能过到国家标准的要求:表2中的数值为临界值,发光点hv的发光密度为不大于0.86Lm/㎜2,发光点4的发光密度为不大于17.4Lm/㎜2,发光点5的发光密度为不大于26Lm/㎜2,表2中剩余发光点均为不小于表2中各数值。
实施例2
实施例1中光带为分体式,如图4和5所示由8块光带拼装,且在连接处无发光死区,光带的发散角为55度。其它同实施例1。
实施例3
实施例1中光带的发散角为5度。其它同实施例1。
实施例4
实施例1中光带的发散角为30度。其它同实施例1。
实施例5
实施例1中的光带为远光光源时,光带为平面,根据国家标准在25米处的照明区域上测试,图6中的尺寸单位为cm,h-h和v-v线为水平中心线和垂直中心线,HV为中心,HV每侧的两个检测点分别距HV为112.5cm和225cm;光带的发散角为50度。
如图7所示以成像镜头F=56mm为例,根据图6中的5个检测点对应在远光光带上的5个发光点坐标分别为(0,0)、(2.5,0)、(5,0)、(-2.5,0)、(-5,0)。根据国家标准5个检测点的照度为HV为70-180Lx,HV左右两侧为大于40Lx,最外侧两点为大于10Lx,根据公式对应光带上5个发光点的发光密度为:远光光带发光点(0,0)为31--80Lm/㎜2,发光点(2.5,0)和(-2.5,0)为18 Lm/㎜2,(5,0)和(-5,0)为4.5 Lm/㎜2,图7中的尺寸单位为mm。
实施例6
如图8所示光带为近光和远光结合光源时,远光光带设在近光光带的中心。近光和远光结合光源时,当需要为远光光源工作时按远光光源控制发光点的发光照度,当为近光光源时,控制中心的远光光源按近光光源的发光照度工作。h、HV、H3、H4为近光灯明暗截止线,h、HV、H3、H4下方区域为近光照明光源,按近光灯光源要求制作。A、B、C、D内为远光照明区域。A、B、J、H3、HV、G为远光与近光照明光源重合区域。明暗截止线、远光照明区域、近光照明区域三者封装在一起,近光开启同时出现明暗截止线;远光开启时远光与近光同时照明。
Claims (9)
1.前照灯用LED光源,其特征在于LED光源为连续发光的光带。
2.根据权利要求1所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带的每点发光密度公式为A×E1×F2=E2×L2,其中A为成像镜头集光系数,F为成像镜头的焦距,L为投射距离,E1为光带发光点发光密度,E2为E1发光点对应检测屏幕上的成像点标准要求的照度;光带上发光点坐标公式为X,Y=实际成像点坐标/放大倍率,放大倍率=照明距离/聚光镜的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带为近光光源时,光带为曲面。
4.根据权利要求3所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带为一体。
5.根据权利要求3所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带为分体式,连接处无发光死区。
6.根据权利要求1或2所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带的发散角小于60度,大于0度。
7.根据权利要求1或2所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带为远光光源时,光带为平面。
8.根据权利要求1所述的前照灯用LED光源,其特征在于光带为近光和远光结合光源时,远光光源设在近光光源的中心。
9.根据权利要求8所述的前照灯用LED光源,其特征在于近光和远光结合光源时,当需要为远光光源工作时按远光光源控制发光点的发光照度,当为近光光源时,控制中心的远光光源按近光光源的发光照度工作。
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