CN207350120U - 远近一体led前照灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远近一体LED前照灯，包括依次排列的LED光源、透镜组、配光单元、可移动的截止挡光板和聚光镜，所述透镜组焦距落在与其对应的LED光源的光轴上，所述配光单元和可移动的截止挡光板分别位于所述LED光源光轴的上下两侧。本实用新型结构简单，成本较低，但是既能满足远光灯又能满足近光灯的车灯需求。

Description

远近一体LED前照灯

技术领域

本实用新型涉及车辆照明技术领域，尤其涉及一种远近一体LED前照灯。

背景技术

LED光源在汽车前照灯领域的应用，尚在起步阶段，主要原因是在具体实施过程中，多种工程技术问题如配光设计、散热、应力、体积等方面还没有得到很好的解决，其中，配光设计和散热、耐热设计就面临较多的难题。

例如，目前汽车LED前照灯配光设计方案，主要有两种：

一是在传统大尺寸的曲面反光灯杯内，采用LED小灯芯直接替换原有H4、H7等型号的卤素灯泡或氙气灯泡。存在难于解决的问题：由于LED与卤素灯和氙气灯光源发光特性有本质区别，配光性能均无法达到《GB 4599-2007 汽车用灯丝灯泡前照灯》和《GB25991汽车用LED前照灯》的法规要求。

二是由LED灯源芯片、复合椭球反光杯、档光板、透镜三组单元组成的方案；存在的难题有：①由于复合椭球反光杯包含较多非对称结构单元、加工成本、制造工艺难度高，在面向批量制造时，由于制造容差小、品质保证方面有较多的局限性。②LED在发光的同时，也辐射大量的热、在较高温的灯体内，复合椭球反光杯的材料易老化、反光镀层出现脱落发黑的现象，造成前照灯光效下降，甚至失效。

因此，如何提供一种光学效率高、结构简单可靠、易于批量生产的汽车LED前照灯是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种远近一体LED前照灯，包括依次排列的LED光源、透镜组、配光单元、可移动的截止挡光板和聚光镜，所述透镜组焦距落在与其对应的LED光源的光轴上，所述配光单元和可移动的截止挡光板分别位于所述LED光源光轴的上下两侧。

在第一实施例中，所述LED光源包括左右并排设置的第一LED灯和第二LED灯，所述透镜组包括分别对应第一、第二LED灯的第一透镜组和第二透镜组，所述第一、第二透镜组均包括由近及远依次设置在各自光轴上的第一透镜和第二透镜，所述配光单元及截止挡光板的左右宽度覆盖所述LED光源，所述聚光镜的左右宽度及上下高度覆盖所述LED光源，所述聚光镜的焦点落在所述LED光源的左右中心线上。

在第二实施例中，所述LED光源包括左右设置的第一LED灯和第二LED灯，所述透镜组包括分别对应第一、第二LED灯的第一透镜组和第二透镜组，所述第一、第二透镜组均包括由近及远依次设置在各自光轴上的第一透镜和第二透镜，所述配光单元的左右宽度仅覆盖第二LED灯，所述截止挡光板和聚光镜均设有两个，分别对应第一、第二LED灯。

在第三实施例中，所述LED光源采用一个LED灯，所述透镜组包括由近及远设置在LED灯光轴上的第一透镜和第二透镜，所述配光单元、截止挡光板及聚光镜均设有1个。

在上述所有实施例中，所述截止挡光板连接电磁阀，通过电磁阀的控制自光轴一侧朝向远离光轴的方向移动。所述第一透镜的焦距f1满足5mm≦f1≦18mm，第二透镜的焦距f2满足10mm≦f2≦28mm，所述第一、第二透镜的耐温范围为-100℃至300℃。所述配光单元由多根R柱阵列排布形成，所述R柱的入光面至出光面的垂直间距范围为1-10mm，所述R柱的入光面呈波浪形，出光面为光学平面，或者所述R柱的入光面及出光面均呈波浪形。所述截止挡光板呈板状或柱面状。所述聚光镜的焦距f满足20mm≤f≤50mm，所述聚光镜的入光面及出光面的矢高Z均满足，其中c为入光面及出光面的面形曲率，y为入光面及出光面边缘重合圆周的半径，K为入光面或出光面的面形圆锥系数。所述的入光面S2的半径R2满足-300≤R2<0；圆锥系数K2满足-60≤K1≤0。所述出光面的半径R1满足20mm≤R1≤40mm，圆锥系数K1满足-1.5≤K1≤0.5。

本实用新型针对现有技术所存在的技术问题，提出了可以区别现有技术中常见光学结构的、光学效率高、耐受温度高、结构简单、工程制造易于批量生产的LED汽车前照灯的配光设计方法和系统方案。并且本实用新型通过控制截止挡光板的移动，可以既实现近光灯的功能又可以实现远光灯的功能，成本大大降低。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的X-Z方向视图；

图2为本实用新型第一实施例的Y-Z方向视图；

图3为本实用新型第二实施例X-Z方向视图；

图4为本实用新型第三实施例的X-Z方向视图；

图5为截止挡光板的X-Z以及Y-Z方向视图；

图6为配光单元中R柱X-Z方向视图；

图7为聚光镜Y-Z方向视图。

具体实施方式

本实用新型提出的远近一体LED前照灯，包括依次排列的LED光源、透镜组、配光单元、可移动的截止挡光板和聚光镜，在本实用新型中，我们定义自LED光源至聚光镜的方向为Z轴，透镜组焦距落在与其对应的LED光源的光轴上，也就是落在Z轴平行方向上，配光单元和可移动的截止挡光板分别位于LED光源光轴的上下两侧，我们将垂直于LED光源光轴的上下方向设定为Y轴，而垂直于LED光源的光轴的左右方向我们设定为X轴。

本实用新型选用的LED光源提供足够的光通量、通过配光设计，满足《GB25991汽车用LED前照灯》远光或者近光一体前照灯的法规要求。透镜组收集其对应的LED灯源出射的光通量、减小LED光源出射光束角、利于聚光镜的配光设计。配光单元对《GB25991汽车用LED前照灯》法规要求中定义的I区进行辅助配光，起到更均匀和更宽的铺路照明功能。而截止挡光板位于聚光镜焦面附近，当远近一体LED前照灯作为近光前照灯时，为近光灯提供明暗截止线。聚光镜则是收集从LED灯源出射，然后经过截止档光板整形后的光束，投射出去进行照明。在测试阶段可以投射到25米远处的接收屏上，测试配光性能，经过验证，本实用新型满足《GB25991汽车用LED前照灯》法规中的指标要求。

图1是本实用新型第一实施例的X、Z方向上的视图，也称之为俯视图。图2是本实用新型第一实施例的Y、Z方向上的视图，也称之为侧视图。在该实施例中，LED光源分为两组，而且透镜组也分为分别与两组LED光源相对应的两组。两组LED光源共用一套配光单元、截止挡光板及聚光镜。具体的，LED光源包括左右并排设置的第一LED灯11和第二LED灯12，第一LED灯11和第二LED灯12在X方向上分别位于Z轴的两边，透镜组包括分别对应第一、第二LED灯的第一透镜组和第二透镜组，第一、第二透镜组均包括由近及远依次设置在各自LED光轴上的第一透镜21和第二透镜22，配光单元30及截止挡光板40的左右宽度覆盖两组LED光源，即在X轴方向上覆盖了LED光源，其中，所述的配光单元在Y轴方向上位于仅覆盖了LED光源位于Y轴正方向的部分。所述的截止挡光板40在Y轴方向上位于仅覆盖了LED光源位于Y轴负方向的部分。聚光镜50的左右宽度及上下高度均覆盖了LED光源，聚光镜的焦点则落在LED光源的左右中心线上，即X轴的中心线Z轴上。

图3是本实用新型第二实施例的X、Z方向上的视图。在该实施例中，LED光源、透镜组、截止挡光板以及聚光镜都分别分为两组。具体的， LED光源包括左右设置（分别位于X轴的正、负方向）的第一LED灯11和第二LED灯12，透镜组包括分别对应第一、第二LED灯的第一透镜组和第二透镜组，第一、第二透镜组均包括由近及远依次设置在各自LED光轴上的第一透镜21和第二透镜22，配光单元30仅设置在第二LED灯12的光路中，即配光单元30的左右宽度（X轴方向上）仅覆盖第二LED灯12，截止挡光板和聚光镜均设有两个，分别为对应第一LED灯的第一截止挡光板41、第一聚光镜51，对应第二LED灯的第二截止挡光板42、第二聚光镜52。

图4是本实用新型第三实施例的X、Z方向视图，在该实施例中，LED光源采用一个LED灯10，透镜组包括由近及远设置在LED灯光轴上的第一透镜21和第二透镜22，配光单元30、截止挡光板40及聚光镜50均设有1个。

上述的三个实施例中的第一透镜21的焦距f1满足5mm≦f1≦18mm，第二透镜22的焦距f2满足10mm≦f2≦28mm，所述第一、第二透镜的耐温范围为-100-300℃。

图5是截止挡光板的X、Z方向以及Y、Z方向视图，可以看出在上述三个实施例中，截止挡光板可以呈板状，也可以呈柱面状。并且在上述三个实施例中，截止挡光板可移动，（参考图2）通过连接电磁阀60，当需要从近光灯转为远光灯使用时，开启电磁阀60，控制截止挡光板自光轴一侧朝向远离光轴的方向移动，即沿着Y轴负方向移动，就可以作为远光灯使用。

如图6所示，上述三个实施例中，配光单元是由多根R柱70阵列排布形成，R柱的入光面至出光面的垂直间距范围为1-10mm，在一实施例中，R柱的入光面呈波浪形，出光面为光学平面，在另一实施例中，R柱的入光面及出光面可以均呈波浪形。

如图7所示，上述三个实施例中聚光镜的焦距f满足20mm≤f≤50mm，聚光镜的入光面及出光面的矢高Z均满足，c为入光面及出光面的面形曲率，y为入光面及出光面上的点与聚光镜的光轴，在图中Y轴坐标方向上的距离，在具体的产品中，y为入光面及出光面边缘重合圆周的半径。K为入光面或出光面的面形圆锥系数。本实用新型出光面S1的半径R1满足20mm≤R1≤40mm，圆锥系数K1满足-1.5≤K1≤0.5，其面形曲率c1=1/R1。本实用新型的入光面S2为一个方向与出光面相反的曲面，因此它的曲面半径R2满足-300mm≤R2<0mm；入光面的S2的圆锥系数K2满足-60≤K1≤0。

以上具体实施例仅用以举例说明本实用新型的光学结构，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远近一体LED前照灯，其特征在于，包括依次排列的LED光源、透镜组、配光单元、可移动的截止挡光板和聚光镜，所述透镜组焦距落在与其对应的LED光源的光轴上，所述配光单元和可移动的截止挡光板分别位于所述LED光源光轴的上下两侧。

2.如权利要求1所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述LED光源包括左右并排设置的第一LED灯和第二LED灯，所述透镜组包括分别对应第一、第二LED灯的第一透镜组和第二透镜组，所述第一、第二透镜组均包括由近及远依次设置在各自光轴上的第一透镜和第二透镜，所述配光单元及截止挡光板的左右宽度覆盖所述LED光源，所述聚光镜的左右宽度及上下高度覆盖所述LED光源，所述聚光镜的焦点落在所述LED光源的左右中心线上。

3.如权利要求1所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述LED光源包括左右设置的第一LED灯和第二LED灯，所述透镜组包括分别对应第一、第二LED灯的第一透镜组和第二透镜组，所述第一、第二透镜组均包括由近及远依次设置在各自光轴上的第一透镜和第二透镜，所述配光单元的左右宽度仅覆盖第二LED灯，所述截止挡光板和聚光镜均设有两块，分别对应第一、第二LED灯。

4.如权利要求1所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述LED光源采用一个LED灯，所述透镜组包括由近及远设置在LED灯光轴上的第一透镜和第二透镜，所述配光单元、截止挡光板及聚光镜均设有1个。

5.如权利要求1至4任意一项权利要求所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述截止挡光板连接电磁阀，通过电磁阀的控制自光轴一侧朝向远离光轴的方向移动。

6.如权利要求2至4任意一项权利要求所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1满足5mm≦f1≦18mm，第二透镜的焦距f2满足10mm≦f2≦28mm，所述第一、第二透镜的耐温范围为-100-300℃。

7.如权利要求1至4任意一项权利要求所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述配光单元由多根R柱阵列排布形成，所述R柱的入光面至出光面的垂直间距范围为1-10mm，所述R柱的入光面呈波浪形，出光面为光学平面，或者所述R柱的入光面及出光面均呈波浪形。

8.如权利要求1至4任意一项权利要求所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述截止挡光板呈板状或柱面状。

9.如权利要求1至4任意一项权利要求所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述聚光镜的焦距f满足20mm≤f≤50mm，所述聚光镜的入光面及出光面的矢高Z均满足，c为入光面及出光面的面形曲率，y为入光面及出光面边缘重合圆周的半径， K为入光面或出光面的面形圆锥系数。

10.如权利要求9所述的远近一体LED前照灯，其特征在于，所述出光面S1的半径R1满足20mm≤R1≤40mm，圆锥系数K1满足-1.5≤K1≤0.5；所述入光面S2的半径R2满足-300≤R2<0；圆锥系数K2满足-60≤K1≤0。