CN208282011U - 远近光一体化照明系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要提供一远近光一体化照明系统，所述远近光一体化照明系统包括至少一第一光源、至少一第二光源、至少一第一聚光透镜以及至少一第二聚光透镜，其中所述第一聚光透镜被设置于所述第一光源的前方，所述第二聚光透镜被设置于所述第二光源的前方，分别用于将所述第一光源和所述第二光源的光进行折射而形成一近光光斑和一远光光斑。

Description

远近光一体化照明系统

技术领域

本实用新型属于交通工具照明领域，具体涉及一种远近光一体化照明系统。

背景技术

前照灯，也叫前大灯，安装于交通工具例如汽车的头部两侧，用于夜间照明。由于前照灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶的操作和交通安全，因此世界各国交通管理部门多以法律形式规定了其照明标准。随着技术的不断发展，过去那种白炽真空灯已先后被淘汰，现在汽车的前照灯以卤素灯、氙气灯为主。

交通工具的前照灯例如汽车前照灯有其独特的配光结构，根据发光的类型也可分为远光灯和近光灯。例如远光灯发出的灯光经灯罩反射体反射后径直向前射去，以形成“远光”。近光灯发出的光给遮光板挡到灯罩反射体的上半部分，其反射出去的光线都是朝下漫射向地面，以形成“近光”，从而不会给对面来车的驾驶者造成眩目。

前照灯对近光的光照的分配有着很严格的要求，以近光灯右行使为例，如图1A、图1B所示，根据一些配光标准，在前照灯呈现近光模式时，在垂直配光屏上，h-h’线以下的明区需要到达一定的光强，左侧HH上方为暗区，B50L为对面车道上50米的车辆驾驶员眼睛位置，要求在650cd以下，避免光强过高产生眩目，左侧HH下方为主照明区域。右侧15°斜线，或者45°斜线至水平垂直距25cm转向水平的折线HH→HH1→H1H2→H2H4的上方为暗区，下方为旁高照明区和主照明区。所述的右侧旁高照明区为驾驶员提供了右侧马路照明和路标照明，同时又设定了BR点的最大光强要求，避免靠近车辆的行人产生眩目引起的交通安全事故。

同时截止线上方ZoneIII区域内需要有一定的亮度要求，如图1C所示，确保车辆前上方的有足够的亮度，车辆前方的行人和对面车辆驾驶员知道车辆的存在，因此规定了P1+P2+P3≥190cd，p4+P5+P6≥375cd，P7≥65cd，P8≥125cd。同时又不能使车辆前方的行人和对面车辆驾驶员眩目，引起交通故事，因此规定了P1至P8各点最大值不超过625cd。

LED作为新型光源，自身有着其他照明光源所没有的许多优点，譬如低电压、长寿命、体积小、重量轻、响应快、无辐射、无污染及耐各种恶劣条件，并且LED发光方向是单面性的(传统光源都是体积的360°)，更有利于光线的收集利用，提高光利用率等优点。因此以LED为光源制作LED前照灯也是一个新趋势，但是现有的LED光通量不高，为了提高光通量必须提高电流，造成发热量大，散热体积大，降低寿命。目前市场上LED近光灯已在使用，但是LED光通量不足，为了达到标准，中间区域做的亮度高，左右两侧亮度明显下降很多，造成驾驶员视觉宽度窄。同时目前市场上的HID前照灯亮度比LED前照灯亮，很多汽车厂家不愿意降低亮度要求选择用LED前照灯，除非LED前照灯能够达到HID前照灯的亮度等级以及功耗低于HID前照灯，不超过25W，因此LED前照灯要完全替代HID前照灯，必须从灯具亮度、功率、散热、LED总光通量以及光学系统都得到优化，现有的光学系统就很难再满足要求。

行内为了减轻溢蓝现象，采取了多种方法，例如:在聚光透镜的输入光学表面上打网点、移动聚光透镜使之偏焦，以及减少入射角大的光线分配等。如图2所示，目前市场上主流的前照灯光学结构是采用投射式光学系统，LED光源放置在椭球面结构的8001焦点F1处，光经过椭球面8001反射后汇聚至F2处，在F2前方放置聚光透镜8003，使经过F2的光线再次汇聚使中心区域满足法律法规规定要求的光强，通过在F2处放置截止线挡板，使投射的光斑上方形成截止线形状的暗区，从而符合法律法规规定的测试点要求，但是远离LED的反光面反射的光线至聚光透镜8003的入射角α1大，使蓝光的偏移角度大，从而中心区域的蓝光所占的比例大，使截止线处会存在严重的溢蓝现象，而且溢蓝区域大，颜色严重超出法律法规规定的区域内。为了减轻溢蓝现象，把聚光透镜8003往外微移动Hmm，入射光延伸至聚光透镜8003’形成入射角同样是α1，但是入射点离聚光透镜8003’的距离变远了，使光线往下微移，中心区域的蓝光比例减少，从而减轻中心溢蓝现象，但是聚光透镜上方会使光往暗区偏移，造成明暗截止线变的不清晰。另外一种方法通过修改椭球反光，使入射角α1大的区域反光面的光往上修正，使α1角变小，从而减轻中心溢蓝现象，同时经过聚光透镜8003焦点的光也减少了，造成中心区域的光强降低。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，所述远近光一体化照明系统用于车辆照明，能够分别提供近光和远光，近光系统能够达到足够的光强以照亮前方的道路，又不会产生眩光，从而确保能有效并安全的使用，远光系统能够达到足够的光强以照亮前方的道路。

本实用新型的另一目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述远近光一体化照明系统包括至少一第一光源和至少一第二光源，从而为所述远近光一体化照明系统分别提供远光光斑和近光光斑。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述第一光源和/或所述第二光源为LED，所述LED为白光、暖白光和/或金黄光混合使用，从而降低灯具色温，从而提高所述远近光一体化照明系统的照射距离、路面清晰度和穿透能力，并且保护驾驶者视网膜。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述远近光一体化照明系统中的第一光源和第二光源的发光方向与灯具光轴为同一方向，从而提高所述远近光一体化照明系统的照明效果。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述远近光一体化照明系统包括两个不同的聚光透镜，两个光源通过两个聚光透镜的折射后分别形成所述近光光斑和远光光斑。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述两个聚光透镜为消除溢蓝现象的光学透镜。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述聚光透镜的输入光学表面为平面或者非平面光学表面，输出上半光学表面位于中心水平轴上方并为聚光表面，输出下半光学表面位于中心水平轴下方，并为异形面、非旋转面。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述输出下半光学表面中心剖面包括n条光学曲线，每条光学曲线横向若干光学表面光微往下方偏离范围为0.05*(n-1)°-0.05*n°。

本实用新型的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述聚光透镜输出下半光学表面为修正曲面，也可以输出上半光学表面为修正面，或者两者都是修正面。

为达上述目的，本实用新型主要提供一种远近光一体化照明系统，所述远近光一体化照明系统包括至少一第一光源、至少一第二光源、至少一第一聚光透镜以及至少一第二聚光透镜，其中所述第一聚光透镜被设置于所述第一光源的前方，所述第二聚光透镜被设置于所述第二光源的前方，分别用于将所述第一光源和所述第二光源的光进行折射而形成一近光光斑和一远光光斑。

在其中一些实施例中，其中所述第一光源和/或所述第二光源分别采用一个或多个LED光源水平线型排列，所述LED光源的发光方向与所述第一光源及所述第二光源的光轴方向一致。

在其中一些实施例中，其中所述第一光源和/或所述第二光源为多芯LED光源，其中所述LED为白光、暖白光或者白光和暖白光混合使用，或者白光、暖白光和金光黄混合使用。

在其中一些实施例中，其中所述第一光源和/或所述第二光源包括一五芯LED模组及左右各两颗单芯陶瓷封装LED光源，其中LED光源为正白光和暖白光混合使用，从而降低所述远近光一体化照明系统的整体色温。

在其中一些实施例中，其中所述第一光源为单芯LED模组，或者下方一组水平线型排列的单芯LED模组和上方左或右半组水平线型排列的单芯LED模组组合形成的LED光源。

在其中一些实施例中，其中所述聚光透镜为能够消除溢蓝的光学透镜，其包括一输入光学表面、一输出上半光学表面和一输出下半光学表面，其中所述输出上半光学表面位于中心水平轴上方，所述输出下半光学表面位于中心水平轴下方。

在其中一些实施例中，其中所述输入光学表面为平面或非平面光学表面，所述输出上半光学表面为聚光表面，输出下半光学表面为异形面或非旋转面。

在其中一些实施例中，其中所述输出下半光学表面的蓝光平行于或略低于所述输出上半光学表面的黄光，所述输出上半光学表面的黄光完全覆盖所述输出下半光学表面的蓝光，所述输出下半光学表面的黄光完全覆盖所述输出上半光学表面的蓝光，最终形成无溢蓝现象的所述近光光斑或所述远光光斑。

在其中一些实施例中，其中所述输出下半光学表面为修正曲面。

在其中一些实施例中，其中所述上半光学表面为修正曲面。

附图说明

图1A、图1B和图1C为前照灯右行驶车辆在配光屏上的配光要求图。

图2前照灯投射式光学系统减弱截止线处溢蓝现象示意图。

图3A和3B为本实用新型所述的远近光一体化照明系统的第一实施例的结构示意图。

图4为图3中的远近光一体化照明系统中的聚光透镜的输出光学表面结构示意图。

图5为图3中的聚光透镜消除溢蓝现象光学线路示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图3A和图3B所述，为本实用新型所述的远近光一体化照明系统的第一实施例的结构示意图。所述远近光一体化照明系统包括一第一光源11、一第一光源12、一第一聚光透镜13以及一第二聚光透镜14，其中所述第一聚光透镜13被设置于所述第一光源11的前方，所述第二聚光透镜14被设置于所述第二光源12的前方，分别用于将所述第一光源11和所述第二光源12的光进行折射而形成一近光光斑和一远光光斑。具体地，在本实用新型的第一实施例中，所述第一光源11和/或所述第二光源12分别采用一个LED光源或多个LED水平排列，其中在一个具体示例中，如可以是LED为中间1500Lm、5700K色温的五芯LED模组，左右各2颗250Lm暖白光3000K色温单芯陶瓷封装LED，正白光和暖白光混合使用，使整灯的色温下降，提高灯具在雾天和下雨天情况下的穿透能力，以及路况更清晰；所有的LED排成水平线型且所述LED的发光方向与所述第一光源11的光轴为同一方向，从而提高所述线型光源11总的光通量。

作为本实用新型的该第一实施例的一种变形，其中所述第一光源11和/或所述第二光源12可以为一组水平线型排列的多芯LED，其中所述LED为白光，或者暖白光，或者白光和暖白光混合使用，或者白光、暖白光和金黄光混合使用，从而降低所述第一光源11和所述第二光源12的色温，从而提高所述远近光一体化照明系统的照射距离、路面清晰度以及穿透能力，并且保护驾驶者视网膜。

作为本实用新型的上市实施例的另一种变形，其中所述第一光源11为多组水平线型排列的单芯LED模组，或者下方一组水平线型排列的单芯LED模组和上方左或右半组水平线型排列的单芯LED模组组合形成的LED光源，适用于近光灯光学系统。

换言之，本实用新型中所述第一光源11和/或所述第二光源12中的LED可以线型排列，其数量不会受到限制，因此能够提供比较高的光密度以及总的光通量，从而降低单颗所述LED的电流，如此，所述LED的光效会更高，照明宽度和照明距离也会得到相应的提高。

如图4和图5所示，在本实用新型的该实施方式中，所述第一聚光透镜13为消除溢蓝现象的光学透镜，其包括：输入光学表面133、输出上半光学表面131和输出下半光学表面132。更优选地，所述第一聚光透镜13的输入光学表面133为平面或者非平面光学表面，输出上半光学表面131位于中心水平轴上方并为聚光表面，输出下半光学表面132位于中心水平轴下方，并为异形面、非旋转面。

如图5所示，所述第一聚光透镜13输出的下半光学表面132中心剖面分为若干光学曲线1321、1322、1323……132*，本实用新型设定参数如下：1321横向若干光学表面光微往下方偏范围：0°至0.05°，1322横向若干光学表面光微往下方偏范围：0.05°至0.1°，1323横向若干光学表面光微往下方偏范围：0.1°至0.15°，132*横向若干光学表面光微往下方偏范围：0.05×*°-0.05°至0.05×*°，或者其它参数。

需要强调的是，所述第一聚光透镜13作为一种消除溢蓝现象的光学透镜，所述的输出下半光学表面132经过修正后，使输出光学表面132的蓝光略低于输出上半光学表面131的黄光，输出上半光学表面131的黄光完全覆盖输出光学表面132的蓝光，输出光学表面132的黄光完全覆盖输出上半光学表面131的蓝光，最终形成截止线处无溢蓝现象光斑。

换言之，在本具体实施方式中，所述输出下半光学表面132经过修正，使输出下半光学表面132的蓝光平行于或略低于上半光学表面131的黄光，输出上半131光学表面的黄光完全覆盖输出下半光学表面132的蓝光，输出下半光学表面132的黄光完全覆盖输出上半光学表面131的蓝光，最终形成截止线处无溢蓝现象的光斑。

需要强调的是，一种消除溢蓝现象的光学透镜，所述的光源为白光LED光源，白光LED光源由蓝光通过受激的荧光粉混合成白光，因此主要由黄光和蓝光组成。同一种光学材质对应不同波长的光折射率是不一样的，波长越长折射率越低，波长越短折射率越高，因此通过F1的光线L101…L102…L103经过输入光学表面133后，折射成蓝光成份的L101B…L102B…L103B和黄光成分的L101Y…L102Y…L103Y，入射角越大蓝光偏移的角度越大，再经过输出上半光学表面131折射后分成往下倾斜的L101B’…L102B’…L103B’和平行光L101Y’…L102Y’…L103Y’；通过F1的光线L201…L202…L203经过输入光学表面133后，折射成蓝光成份的L201B…L202B…L203B和黄光成分的L201Y…L202Y…L203Y，入射角越大黄光偏移的角度越大，再经过输出光学表面132折射后分成平行光L201B’…L202B’…L203B和往下倾斜的’L201Y’…L202Y’…L203Y’。平行光L101Y’…L102Y’…L103Y’和平行光L201B’…L202B’…L203B混合形成无溢蓝现象光斑；往下倾斜的L101B’…L102B’…L103B’和往下倾斜的’L201Y’…L202Y’…L203Y’混合形成无溢蓝现象光斑，使最终使截止线处光斑不存在溢蓝现象。

作为选择，所述输出下半光学表面132为修正曲面，也可以所述输出上半光学表面131为修正曲面，或者所述输出上半光学表面131和所述输出下半光学表面132均为修正面。

本实用新型进一步包括一散热体40和一外罩30，所述散热体40优先选择为金属材料制成，从而增加散热体的散热效果。所述第一光源11和所述第二光源12分别与所述散热体40固定连接，从而对所述线型光源11产生的热量进行散发，同时，所述散热体40与所述外罩30通过密封胶固定连接于所述外罩30并形成一容纳腔，从而将所述第一光源11、所述第二光源12、所述第一聚光透镜13及所述第二聚光透镜14设置于所述容纳腔，从而提高本实用新型所述的远近光一体化照明系统的使用寿命。由于所述散热体40的热量传递速度快，因此所述散热体40的设置能够避免由于所述线型光源11的温度快速上升或者热量无法及时散发而引起的寿命降低。

因此，本实用新型所述的远近光一体化照明系统的工作原理为：

所述第一光源11发出的光经过所述第一聚光透镜13的折射后形成所述近光光斑，所述第二光源12发出的光经过所述第二聚光透镜14的折射后形成所述远光光斑，其中由于所述第一聚光透镜13为消除溢蓝的光学透镜，因此所述第一光源11经过所述聚光透镜13的折射后，形成的所述近光光斑不会有溢蓝现象，从而提高本实用新型所述的远近光一体化照明系统的照明效果。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离该原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一远近光一体化照明系统，其特征在于，所述远近光一体化照明系统包括至少一第一光源、至少一第二光源、至少一第一聚光透镜以及至少一第二聚光透镜，其中所述第一聚光透镜被设置于所述第一光源的前方，所述第二聚光透镜被设置于所述第二光源的前方，分别用于将所述第一光源和所述第二光源的光进行折射而形成一近光光斑和一远光光斑。

2.根据权利要求1所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一光源和/或所述第二光源分别采用一个或多个LED光源水平线型排列，所述LED光源的发光方向与所述第一光源及所述第二光源的光轴方向一致。

3.根据权利要求2所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一光源和/或所述第二光源为多芯LED光源，其中所述LED为白光、暖白光或者白光和暖白光混合使用，或者白光、暖白光和金光黄混合使用。

4.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一光源和/或所述第二光源包括一五芯LED模组及左右各两颗单芯陶瓷封装LED光源，其中LED光源为正白光和暖白光混合使用，从而降低所述远近光一体化照明系统的整体色温。

5.根据权利要求2所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一光源为单芯LED模组，或者下方一组水平线型排列的单芯LED模组和上方左或右半组水平线型排列的单芯LED模组组合形成的LED光源。

6.根据权利要求4或5所述的远近光一体化照明系统，其中所述聚光透镜为能够消除溢蓝的光学透镜，其包括一输入光学表面、一输出上半光学表面和一输出下半光学表面，其中所述输出上半光学表面位于中心水平轴上方，所述输出下半光学表面位于中心水平轴下方。

7.根据权利要求6所述的远近光一体化照明系统，其中所述输入光学表面为平面或非平面光学表面，所述输出上半光学表面为聚光表面，输出下半光学表面为异形面或非旋转面。

8.根据权利要求7所述的远近光一体化照明系统，其中所述输出下半光学表面中心剖面包括n条光学曲线，每条光学曲线横向若干光学表面光微往下方偏离范围为0.05*(n-1)°-0.05*n°。

9.根据权利要求8所述的远近光一体化照明系统，其中所述输出下半光学表面为修正曲面。

10.根据权利要求8或9所述的远近光一体化照明系统，其中所述上半光学表面为修正曲面。