CN208907607U - 一种新型车辆前照灯 - Google Patents
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Abstract
本申请属于车辆照明技术领域，特别是涉及一种新型车辆前照灯。现有的车辆前照灯设计成本较高，设计自由度低，不易安装，而且量产速度慢。本申请提供一种新型车辆前照灯，包括依次连接的光生成单元、光整理单元和光调制单元；所述光生成单元包括LED发光组件；所述光整理单元包括光激发组件，所述光激发组件与所述LED发光组件相连接；所述光调制单元包括衍射光学元件，所述衍射光学元件与所述光激发组件相连接。可实现远光灯和近光灯一体化，同时可以提供多种照明模式，投射出有利于驾驶员之间信息交流的不同图案，有效的提高设计自由度，降低设计难度，降低成本，加快量产速度。
Description
技术领域
本申请属于车辆照明技术领域，特别是涉及一种新型车辆前照灯。
背景技术
前照灯是指装于车辆头部两侧，用于夜间行车道路的照明装置。有两灯制和四灯制之分。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。随着车辆产业快速发展，人们对于车辆的安全性、节能性、美观性都提出了非常高的要求。车辆前照灯对行车的安全性具有非常重要的影响，同时，车辆前照灯也是塑造车辆美观性的重要部件，是车辆与外界沟通的重要部件。
传统的车辆前灯一般采取远光灯与近光灯分来分别实现远光和近光照明，则需要设计两个不同的自由曲面透镜或者反射镜，虽然目前的技术设计自由曲面透镜和反射镜都已经比较成熟，但是它们的设计成本较高，设计自由度低，不易安装，而且量产速度慢。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
基于传统的车辆前灯一般采取远光灯与近光灯分来分别实现远光和近光照明，则需要设计两个不同的自由曲面透镜或者反射镜，虽然目前的技术设计自由曲面透镜和反射镜都已经比较成熟，但是它们的设计成本较高，设计自由度低，不易安装，而且量产速度慢的问题，本申请提供了一种新型车辆前照灯。
2.技术方案
为了达到上述的目的，本申请提供了一种新型车辆前照灯，包括依次连接的光生成单元、光整理单元和光调制单元；
所述光生成单元包括LED发光组件；
所述光整理单元包括光激发组件，所述光激发组件与所述LED发光组件相连接；
所述光调制单元包括衍射光学元件，所述衍射光学元件与所述光激发组件相连接。
可选地，所述LED发光组件包括LED驱动机构和LED发光机构，所述LED驱动机构与所述LED发光机构相连接。
可选地，所述LED发光机构包括基板，所述基板上均匀排布有LED芯片阵列。
可选地，所述光激发组件包括吸光材料栅格层，所述吸光材料栅格层中设置有激发材料层。
可选地，所述LED发光机构包括基板，所述基板上种植有LED芯片阵列，所述LED芯片阵列上设置有凹槽，所述凹槽内侧设置有镀膜反射层。
可选地，所述光激发组件包括激发材料层，所述激发材料层中设置有若干隔板。
可选地，所述激发材料层设置于所述凹槽内。
可选地，所述LED芯片阵列包括单色LED芯片阵列或者混色LED芯片阵列。
可选地，所述激发材料层由玻璃和荧光粉混合制成或者由树脂和荧光粉混合制成。
可选地，所述衍射光学元件包括纯相位型衍射光学元件或者折衍混合透镜，所述衍射光学元件为阶梯型表面浮雕结构。
3.有益效果
与现有技术相比，本申请提供的一种新型车辆前照灯的有益效果在于：
本申请提供的一种新型车辆前照灯，通过将LED发光组件、光激发组件和衍射光学元件进行连接使用，使得衍射光学元件代替传统的自由曲面透镜或者反射镜实现对照明光束的扩束和整形，可实现远光灯和近光灯一体化，同时可以提供多种照明模式，投射出有利于驾驶员之间信息交流的不同图案，有效的提高设计自由度，降低设计难度，降低成本，加快量产速度。
附图说明
图1是本申请的一种车新型新型车辆前照灯及车辆的第一结构示意图；
图2是本申请的一种车新型新型车辆前照灯及车辆的第二结构示意图；
图中：1-LED发光组件、2-光激发组件、3-衍射光学元件、4-LED驱动机构、5-LED发光机构、6-基板、7-LED芯片阵列、8-吸光材料栅格层、9-激发材料层、10-凹槽、11-隔板。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
车辆前灯照明是夜间行驶安全性的重要保证，在车辆前灯照明技术中，智能车灯已经成为一个发展趋势，智能车灯可以实现近光和远光灯一体化，同时可以投射出不同的图案，更有利于驾驶员之间的信息交流，更近一步可以通过传感器实现自动控制投射光型，使智能驾驶的照明模块得以实现。
LED是半导体二极管的一种，可以直接把电能转化成光能。相较于传统的卤素灯，LED发出的光更接近于自然光，不易产生视觉疲劳。近些年来LED技术的迅猛发展，使得LED光源应用于车辆前灯成为可能。
LED芯片是一种固态的半导体器件，LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
也称为LED发光芯片，是LED灯的核心组件，也就是指的P-N结。其主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
实施例1
参见图1，本申请提供一种新型车辆前照灯，包括依次连接的光生成单元、光整理单元和光调制单元；
所述光生成单元包括LED发光组件1；
所述光整理单元包括光激发组件2，所述光激发组件2与所述LED发光组件1相连接；
所述光调制单元包括衍射光学元件3，所述衍射光学元件3与所述光激发组件2相连接。这里的LED发光组件1为蓝光LED芯片阵列横纵均匀排布在基板6上；LED芯片阵列7发出的光通过光激发组件2可以形成白光；衍射光学元件3可以对照明光束进行相位型调制，同时控制LED芯片阵列7的发光强度控制，实现一个车灯投射出包括远光和近光的多种光型和多种照明模式。
可选地，所述LED发光组件1包括LED驱动机构4和LED发光机构5，所述LED驱动机构4与所述LED发光机构5相连接。
可选地，所述LED发光机构5包括基板6，所述基板6上均匀排布有LED芯片阵列7。
可选地，所述光激发组件2包括吸光材料栅格层8，所述吸光材料栅格层8中设置有激发材料层9。
可选地，所述LED芯片阵列7包括单色LED芯片阵列或者混色LED芯片阵列。
可选地，所述激发材料层9由玻璃和荧光粉混合制成或者由树脂和荧光粉混合制成。
可选地，所述衍射光学元件3包括纯相位型衍射光学元件或者折衍混合透镜，所述衍射光学元件3为阶梯型表面浮雕结构。
这里的LED发光组件1为蓝光LED芯片阵列横纵均匀排布在基板6上；LED驱动机构4可以控制每个LED像素点的发光强弱，通过逐点控制可以实现每一个LED芯片阵列7发出不同强度的光；吸光材料栅格8为吸光材料制作，发散角较大的光线会被吸收，每个栅格对应一个LED像素，吸光材料栅格层8确保LED芯片阵列7与衍射光学元件3的每一个单元是一一对应的关系；激发材料层9由是玻璃和荧光粉混合制成，也可以是树脂和荧光粉制成，也可以是由蓝光之外的其他单色或混色光激发产生白光的材料制成，LED芯片阵列7发出的光通过激发材料层9可以形成白光；衍射光学元件3可以对照明光束进行相位型调制，同时控制LED芯片阵列7的发光强度控制，实现一个车灯投射出包括远光和近光的多种光型和多种照明模式。LED芯片阵列7可以是蓝光LED芯片阵列，也可以是其他颜色的单色光LED芯片阵列或者混色LED芯片阵列。
特定的近光灯光场分布是由照明光束的振幅分布协同衍射光学元件3的相位分布通过衍射积分得到，由于衍射光学元件3的相位分布已经确定，通过算法可以得到照明光束的振幅分布，即通过每一个LED芯片阵列7的点流量。同理，远光灯光场分布和其他图案的光场分布也可由此方法得到，只需要对每一个LED芯片阵列7加载需要的光强分布需要加载的电流量即可。LED芯片阵列7构成的LED发光组件1协同衍射光学元件3可以实现一个车灯投射出多种光型和图案，可满足不同场景如雨天、雾天、霾天和沙尘暴等的照明要求，为智能车灯和炫酷车灯提供了可靠的硬件平台。
在另一方面，本申请还提供一种车辆，该车辆包括上述的车辆前照灯。
本申请提供的一种新型车辆前照灯，通过将LED发光组件、光激发组件和衍射光学元件进行连接使用，使得衍射光学元件代替传统的自由曲面透镜或者反射镜实现对照明光束的扩束和整形，可实现远光灯和近光灯一体化，同时可以提供多种照明模式，投射出有利于驾驶员之间信息交流的不同图案，有效的提高设计自由度，降低设计难度，降低成本，加快量产速度。
实施例2
参见图2，所述LED发光机构5包括基板6，所述基板6上种植有LED芯片阵列7，所述LED芯片阵列7上设置有凹槽10，所述凹槽10内侧设置有镀膜反射层。凹槽10的两个内侧均设置有镀膜反射层，实现整合LED芯片阵列7发出的光的功能。
可选地，所述光激发组件2包括激发材料层9，所述激发材料层9中设置有若干隔板11。这里隔板11隔出的空间个数与凹槽10的个数相对应，即与LED芯片阵列7个数相对应。
可选地，所述激发材料层9设置于所述凹槽10内。可以将激发材料层9直接浇筑在图2中的凹槽10中，一步实现隔离和生成白光。
可选地，所述LED芯片阵列7包括单色LED芯片阵列或者混色LED芯片阵列。
可选地，所述激发材料层9由玻璃和荧光粉混合制成或者由树脂和荧光粉混合制成。
可选地，所述衍射光学元件3包括纯相位型衍射光学元件或者折衍混合透镜，所述衍射光学元件3为阶梯型表面浮雕结构。
蓝光LED芯片阵列发出的蓝光经过镀膜反射层的凹槽10结构整形成发散角相对较小、能量集中的光型，后经过激发材料层9形成白光，再通过衍射光学元件3投射到目标面上，形成想要的光型。LED芯片阵列7和激发材料层9配合可以产生白光，可以使用其他产生其他颜色光的LED发光芯片和相应的激发材料层9产生白光。LED芯片阵列7构成的LED发光组件1协同衍射光学元件3可以实现一个车灯投射出多种光型和图案，可满足不同场景如雨天、雾天、霾天和沙尘暴等的照明要求，为智能车灯和炫酷车灯提供了可靠的硬件平台。
在另一方面，本申请还提供一种车辆，该车辆包括上述的车辆前照灯。
本实施例中的原理与实施例1相同，只是所使用的结构不同。
本申请提供的一种新型车辆前照灯，通过将LED发光组件、光激发组件和衍射光学元件进行连接使用，使得衍射光学元件代替传统的自由曲面透镜或者反射镜实现对照明光束的扩束和整形，可实现远光灯和近光灯一体化，同时可以提供多种照明模式，投射出有利于驾驶员之间信息交流的不同图案，有效的提高设计自由度，降低设计难度，降低成本，加快量产速度。
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。
Claims (10)
1.一种新型车辆前照灯，其特征在于：包括依次连接的光生成单元、光整理单元和光调制单元；
所述光生成单元包括LED发光组件(1)；
所述光整理单元包括光激发组件(2)，所述光激发组件(2)与所述LED发光组件(1)相连接；
所述光调制单元包括衍射光学元件(3)，所述衍射光学元件(3)与所述光激发组件(2)相连接。
2.如权利要求1所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述LED发光组件(1)包括LED驱动机构(4)和LED发光机构(5)，所述LED驱动机构(4)与所述LED发光机构(5)相连接。
3.如权利要求2所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述LED发光机构(5)包括基板(6)，所述基板(6)上均匀排布有LED芯片阵列(7)。
4.如权利要求3所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述光激发组件(2)包括吸光材料栅格层(8)，所述吸光材料栅格层(8)中设置有激发材料层(9)。
5.如权利要求2所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述LED发光机构(5)包括基板(6)，所述基板(6)上种植有LED芯片阵列(7)，所述LED芯片阵列(7)上设置有凹槽(10)，所述凹槽(10)内侧设置有镀膜反射层。
6.如权利要求5所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述光激发组件(2)包括激发材料层(9)，所述激发材料层(9)中设置有若干隔板(11)。
7.如权利要求6所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述激发材料层(9)设置于所述凹槽(10)内。
8.如权利要求3～7中任一项所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述LED芯片阵列(7)包括单色LED芯片阵列或者混色LED芯片阵列。
9.如权利要求7所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述激发材料层(9)由玻璃和荧光粉混合制成或者由树脂和荧光粉混合制成。
10.如权利要求9所述的新型车辆前照灯，其特征在于：所述衍射光学元件(3)包括纯相位型衍射光学元件或者折衍混合透镜，所述衍射光学元件(3)为阶梯型表面浮雕结构。
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