CN211119163U - 远近光一体的车辆前照灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了远近光一体的车辆前照灯，包括散热支架、分设于散热支架上下两侧的近光光源组和远光光源组、与近光光源组对应的近光反光碗、与远光光源组对应的远光反光碗，近光光源组包括激发光单元和波长转换单元，激发光单元包括激光源单元、第一LED光源单元以及与激光源单元连接的控制开关，波长转换单元的位置与近光反光碗的焦点对应，远光光源组包括第二LED光源单元，第二LED光源单元包括若干第二LED光源。在激发光单元中设置激光源单元和第一LED光源单元，其中激光源单元发射的激光束具有准直性好，能量集中的特性，可以形成高亮度的点光源，从而提高近光场的中心照度，根据实际通过控制开关打开或关闭激光源单元，可实时满足车辆的行驶需求。

Description

远近光一体的车辆前照灯

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，具体涉及一种远近光一体的车辆前照灯。

背景技术

随着半导体技术的发展，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光源因具有高效，节能，环保、成本低以及寿命长等优点，正逐步取代传统的白炽灯和节能灯，成为一种通用的照明光源。

在现有的LED汽车大灯中，LED光源位于车灯反光碗的焦点处，LED光源出射的光束经车灯反光碗收集以及后端光学系统(包括挡板、透镜等)的配光，最终投射出所需要的远近光场分布。该种车灯的近光的配光分布通常可以满足需求，然而在某些特殊情况，如在乡间狭窄或崎岖路段会车时，受到当前LED光源亮度的限制，近光照明也未能满足需求。

实用新型内容

本实用新型一种远近光一体的车辆前照灯，以解决现有技术中存在的近光光束亮度不够的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种远近光一体的车辆前照灯，包括散热支架、分设于所述散热支架上下两侧的近光光源组和远光光源组、与所述近光光源组对应的近光反光碗、与所述远光光源组对应的远光反光碗、设于所述散热支架前端的可活动遮光板和透镜以及设于所述散热支架后端的散热片组，所述近光光源组包括激发光单元和波长转换单元，所述激发光单元包括激光源单元、第一LED光源单元以及与所述激光源单元连接的控制开关，所述波长转换单元的位置与所述近光反光碗的焦点对应，所述激光源单元发射的激光束和第一LED光源单元发射的光束分别投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光经过所述近光反光碗反射后按指定方向出射；所述远光光源组包括第二LED光源单元，所述第二LED光源单元包括若干第二LED光源。

进一步，所述近光光源组发出的光线经所述近光反光碗反射后沿斜下方平行出射，所述远光光源组发出的光线经所述远光反光碗反射后沿斜上方平行出射。

进一步，若干所述第二LED光源以所述远光反光碗的焦点为中心封装为一体。

进一步，所述激光源单元和波长转换单元分设于所述近光反光碗的两侧，所述近光反光碗上设有用于透过所述激光束的通光部。

进一步，所述激光源单元还包括准直单元、光束角度改变单元、聚焦单元中的一种或两种及以上的组合，所述准直单元、光束角度改变单元、聚焦单元沿光路设置。

进一步，所述激光源单元包括一个或多个激光源，所述通光部设有一个或多个。

进一步，所述第一LED光源单元包括衬底和至少一个LED芯片，所述波长转换单元包括至少一个荧光粉层，所述荧光粉层设于所述LED芯片上或设于所述衬底上，每个所述LED芯片上方对应一个所述荧光粉层，下方设于所述衬底上。

进一步，所述近光反光碗为曲面镜，所述波长转换单元位于所述曲面镜的焦点处，所述LED芯片和荧光粉层分别设有一个，所述激光束投射至所述荧光粉层上表面的中心处。

进一步，所述近光反光碗为曲面镜，所述LED芯片和荧光粉层的数量均为多个，多个所述荧光粉层紧密排列且位于所述曲面镜的焦点处，每个所述LED芯片上方对应一个荧光粉层，所述LED芯片与所述衬底之间设有反射界面，所述激光束投射到每个荧光粉层上或投射到其中一个荧光粉层上。

进一步，所述近光反光碗由多个曲面镜拼接而成，所述LED芯片和荧光粉层分别设有多个，且多个所述荧光粉层间隙分布，每个所述荧光粉层位于对应一个曲面镜的焦点处，每个所述LED芯片上方对应一个荧光粉层，所述LED芯片与所述衬底之间设有反射界面，所述激光束投射到每个荧光粉层上或投射到其中一个荧光粉层上。

本实用新型提供的一种远近光一体的车辆前照灯，包括散热支架、分设于所述散热支架上下两侧的近光光源组和远光光源组、与所述近光光源组对应的近光反光碗、与所述远光光源组对应的远光反光碗、设于所述散热支架前端的可活动遮光板和透镜以及设于所述散热支架后端的散热片组，所述近光光源组包括激发光单元和波长转换单元，所述激发光单元包括激光源单元、第一LED光源单元以及与所述激光源单元连接的控制开关，所述波长转换单元的位置与所述近光反光碗的焦点对应，所述激光源单元发射的激光束和第一LED光源单元发射的光束分别投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光经过所述近光反光碗反射后按指定方向出射；所述远光光源组包括第二LED光源单元，所述第二LED光源单元包括若干第二LED光源。在激发光单元中设置激光源单元和第一LED光源单元，其中激光源单元发射的激光束具有准直性好，能量集中的特性，可以形成高亮度的点光源，从而提高近光场的中心照度，根据实际通过控制开关打开或关闭激光源单元，可实时满足车辆的行驶需求，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型远近光一体的车辆前照灯一具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型远光光源组一具体实施例的结构示意图；

图3是本实用新型激光束投射到波长转换单元上表面一具体实施例的示意图；

图4是本实用新型波长转换单元一具体实施例的结构示意图；

图5是本实用新型波长转换单元另一具体实施例的结构示意图；

图6是本实用新型包括多个曲面镜的近光反光碗一具体实施例的结构示意图。

图中所示：10、散热支架；211、激光源单元；212、第一LED光源单元；213、聚焦单元；214、衬底；215、LED芯片；216、反射界面；220、波长转换单元；221、荧光粉层；30、远光光源组；310、第二LED光源；40、近光反光碗；410、通光部；420、曲面镜；50、远光反光碗；60、可活动遮光板；70、透镜；80、散热片组。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1-所示，本实用新型提供了一种远近光一体的车辆前照灯，包括散热支架10、分设于所述散热支架10上下两侧的近光光源组和远光光源组30、与所述近光光源组对应的近光反光碗40、与所述远光光源组30对应的远光反光碗50、设于所述散热支架10前端的可活动遮光板60和透镜70以及设于所述散热支架10后端的散热片组80，所述近光光源组包括激发光单元和波长转换单元220，所述激发光单元包括激光源单元211、第一LED光源单元212以及与所述激光源单元211连接的控制开关(图中未示出)，所述波长转换单元220的位置与所述近光反光碗40的焦点对应，所述激光源单元211发射的激光束和第一LED光源单元212发射的光束分别投射至所述波长转换单元220上并激发出荧光，所述荧光经过所述近光反光碗40反射后按指定方向出射；所述远光光源组30包括第二LED光源单元，所述第二LED光源单元包括若干第二LED光源310。在激发光单元中设置激光源单元211和第一LED光源单元212，其中激光源单元211发射的激光束具有准直性好，能量集中的特性，可以形成高亮度的点光源，从而提高近光场的中心照度，根据实际通过控制开关打开或关闭激光源单元211，可满足车辆的实时行驶需求，使用方便。

优选的，所述近光反光碗40和远光反光碗50均为曲面结构，所述远光反光碗50的曲率小于所述远光反光碗50的曲率，在实际应用时，近光光束的光斑呈宽大于高的椭圆形，因此对应的近光反光碗40曲率较小，而远光光束的光斑呈高大于宽的椭圆形，因此对应的远光反光碗50曲率较大。

请继续参照图2，若干所述第二LED光源310以所述近光反光碗40的焦点为中心封装为一体。本实施例中，第二LED光源310包括LED芯片和贴设于LED芯片上方的荧光粉层，第二LED光源310设有9个，固定于所述散热支架10下表面，以远光反光碗50的焦点为中心形成3*3的阵列，当然也可以是其他数量，此处不做限定。

优选的，所述激光源单元211和波长转换单元220分设于所述近光反光碗40的两侧，所述近光反光碗40上设有用于透过所述激光束的通光部410。具体的，通光部410的数量可以是一个或多个，其可以是通孔，也可以是设有可透过激光束的透明构件的通孔，或者是与近光反光碗40一体而成的可透过激光束的透明构件，所述可透过激光的透明构件可以是具有滤光片的透明板，该透明板可以透过激光，同时反射经波长转换单元220激发出的荧光，即白色光，如此能够防止经波长转换单元220出射的荧光从通光部410中泄漏。通光部410用于将激光束导向波长转换单元220，其可以是椭圆形、圆形或其他形状，尺寸与激光束的直径相适配，使激光束通过。将激光源单元211安装在波长转换单元220相对于近光反光碗40的另一侧，便于根据使用的空间条件对激光源单元211的结构和位置进行灵活设计以及便于更换，当然激光源单元211也可以如第一LED光源单元212一样安装于波长转换单元220相对近光反光碗40的同一侧，如此可以进一步简化发光装置的结构。

优选的，所述激光源单元211包括一个或多个激光源，具体根据输出光的功率，特别是中心照度需要进行设计，当然也可以在激光源单元211中设置多个激光源，在使用时根据需要选择当前工作的激光源的数量，如通过开关等元件进行选择，如此可以进一步提高使用便捷度和通用性能。所述通光部410的数量为一个或多个，具体的，当激光源只有一个时，通光部410也对应设有一个；当激光源的数量为多个，即≥2个时，通光部410的数量也可以只有一个，此时，多个激光源发射的光束共用一个通光部410；当然通光部410也可以设有多个，与激光源一一对应，每个通光部410用于将对应激光源发射的激光束导向波长转换单元220。本实施例中，激光源优选为半导体激光器，也即激光二极管，具有体积小、寿命长特点，进一步降低了装置的体积，提高了使用寿命和稳定性。此处使用的半导体激光器可以是在1个芯片上具有1个发光点的元件，也可以是在1个芯片上具有多个发光点的元件。

优选的，所述激光源单元211还包括准直单元(图中未标出)、光束角度改变单元(图中未标出)、聚焦单元213中的一种或两种及以上的组合，所述准直单元、光束角度改变单元、聚焦单元213沿光路设置。其中，准直单元可设在激光源的出口处，通常采用准直透镜或其它光束准直元件，用于将其输出的激光变成准直平行光，进一步提高激光束的准直性。光束角度改变单元用于对激光光束进行偏转，以改变其行进方向，从而使整个系统结构紧凑，光束角度改变单元可以采用平面反射镜或曲面反射镜，也可以采用金属膜或介质膜等，能达到相同的效果即可，当然，在使用空间不受限制时，可以直接调整半导体激光器的角度而省去光束角度改变单元，从而降低成本。聚焦单元213可以采用聚焦透镜或其它聚焦元件，用于汇聚激光束，使其更好地通过通光部410投射到波长转换单元220上，同时也可以通过调整该聚焦单元213的曲面从而使激光束入射到波长转换单元220上时形成合适大小的光，如图1中所示，在激光源单元211中仅使用聚焦单元213，在实际使用时，可以根据需要选择准直单元、光束角度改变单元、聚焦单元213中的一种单独使用，或者选择其中的两种或三种进行组合使用，同时三者的位置可根据使用空间需要进行布置，只要保证激光束可以通过通光部410投射至波长转换单元220上即可。

优选的，所述第一LED光源单元212包括衬底214和至少一个LED芯片215，所述波长转换单元220包括至少一个荧光粉层221，所述荧光粉层221设于所述LED芯片215上或设于所述衬底214上，每个所述LED芯片215上方对应一个所述荧光粉层221，下方设于所述衬底214上。

优选的，所述近光反光碗40为曲面镜，所述波长转换单元220位于所述曲面镜的焦点处，所述LED芯片215和荧光粉层221分别设有一个，所述激光束投射至所述荧光粉层221上表面的中心处。如图3所示，荧光粉层221位于LED芯片215的上方，LED芯片215下方通过反射界面216连接至衬底214上，具体的，衬底214具有两方面的作用，一方面将LED芯片215产生的热向下传导，另一方面在衬底214上设置电极，其连接至外部电源，用于给LED芯片215进行供电。本实施例中LED芯片215为发光二极管，集成于一芯片上，通过衬底214的电输入自发辐射而出射光束，即激发光，该激发光中的一部分向上传输并进入到荧光粉层221，激发其中的荧光部产生荧光，另一部分向下传输并入射到反射界面216上，反射界面216具有较高的反射率，将该部分光同样反射至荧光粉层221上并激发其中的荧光部产生荧光，充分利用LED芯片215发出的激发光，提高LED芯片215的利用率。

由于LED芯片215和衬底214之间具有高反射率的反射界面216，从而能保证荧光粉层221输出的荧光几乎全都经近光反光碗40反射后出射，因此可以保证荧光粉层221具有较高的光提取效率。在本实施例中，荧光粉层221与LED芯片215可拆卸连接，便于更换，它可以通过粘接工艺粘覆在LED芯片215上，或者通过透明卡扣等部件设于LED芯片215上，当然也可以通过其它方式，只要能实现可拆卸连接的作用即可。荧光粉层221的上下两个表面可以分别接受来自激光源和LED芯片215输出光的激发，从而使荧光粉层221具有更高的亮度，满足汽车前照灯中远光应用的需求。当然可以刻将荧光粉层221和对应的LED芯片215封装在一起，甚至将波长转换单元220和LED芯片215封装在一起，以降低组装难度以及提高两者的相对位置稳定性，然而采用该方式不方便更换荧光粉层221或LED芯片215，此外也可以使荧光粉层221与LED芯片215不接触，如悬浮在LED芯片215上，只要能保证两者的相对位置稳定不变即可。

优选的，所述近光反光碗40为曲面镜420，所述LED芯片215和荧光粉层221的数量均为多个，多个所述荧光粉层221紧密排列且位于所述曲面镜420的焦点处，每个所述LED芯片215上方对应一个荧光粉层221，所述LED芯片215与所述衬底214之间设有反射界面216，所述激光束投射到每个荧光粉层221上或投射到其中一个荧光粉层221上。具体的，LED芯片215和荧光粉层221的数量均为多个且两者数量相同，即LED芯片215和荧光粉层221一一对应，激光束投射到其中一个荧光粉层221上，如图4所示，LED芯片215和荧光粉层221分别设有三个，当然也可以是2个或≥4个，沿直线紧密排列于近光反光碗40的焦点处，激光束投射至第二个荧光粉层221上表面，当然也可以投射到其他荧光粉层221的上表面，通常情况下激光束投射到多个荧光粉层221排列形成的中心区域，从而可以大大提高近光场的亮度。还可以是，LED芯片215和荧光粉层221的数量均为多个且荧光粉层221比LED芯片215多一个，LED芯片215的上方均设有一个荧光粉层221，激光束投射到多余的一个荧光粉层221的上表面，该荧光粉层221下方不设LED芯片215，而是直接设于衬底214上，以此可以减少荧光粉层221与衬底214之间的热阻，加快荧光粉层221的散热速度。

如图5-6所述，所述近光反光碗40由多个曲面镜420拼接而成，所述LED芯片215和荧光粉层221分别设有多个，且多个所述荧光粉层221间隙分布，每个所述荧光粉层221位于对应一个曲面镜420的焦点处，每个所述LED芯片215上方对应一个荧光粉层221，所述LED芯片215与所述衬底214之间设有反射界面216，所述激光束投射到每个荧光粉层221上或投射到其中一个荧光粉层221上。具体的，近光反光碗40由多个曲面镜420拼接而成，每个曲面镜420对应一个焦点，此处曲面镜420的表面面型可以是抛物面、椭球面或其它曲面，每个所述荧光粉层221位于对应一个曲面镜420的焦点处，此处，荧光粉层221的可以与曲面镜420的数量相同，两者一一对应，也可以少于曲面镜420的数量，多个所述荧光粉层221可以沿直线或其它方式间隙排列，当然为了提高照明均匀性，排列形成的图形最好呈轴对称或中心对称图形。激光束可以投射到位于多个荧光粉层221中间的荧光粉层221上表面也可以投射到每个荧光粉层221的上表面。如图5所示，LED芯片215和荧光粉层221分别设有三个激光束投射到位于中心的荧光粉层221上表面，当然也可以是2个或≥4个，此时激光束可以投射到每个荧光粉层221上表面。还可以是，LED芯片215和荧光粉层221的数量均为多个且荧光粉层221比LED芯片215多一个，每个所述荧光粉层221位于对应一个曲面镜420的焦点处。多个所述荧光粉层221之间可以沿直线或其它方式间隙排列，当然为了提高照明均匀性，排列形成的图形最好呈轴对称或中心对称图形。激光束投射至位于多个荧光粉层221中间的荧光粉层221上表面以提高光场中心区域的照度，而该荧光粉层221下方不设LED芯片215，而是直接设于衬底214上，以此可以减少荧光粉层221与衬底214之间的热阻，加快荧光粉层221的散热速度。

综上所述，本实用新型提供了一种远近光一体的车辆前照灯，包括散热支架10、分设于所述散热支架10上下两侧的近光光源组和远光光源组30、与所述近光光源组对应的近光反光碗40、与所述远光光源组30对应的远光反光碗50、设于所述散热支架10前端的可活动遮光板60和透镜70以及设于所述散热支架10后端的散热片组80，所述近光光源组包括激发光单元和波长转换单元220，所述激发光单元包括激光源单元211和第一LED光源单元212，所述波长转换单元220的位置与所述近光反光碗40的焦点对应，所述激光源单元211发射的激光束和第一LED光源单元212发射的光束分别投射至所述波长转换单元220上并激发出荧光，所述荧光经过所述近光反光碗40反射后按指定方向出射；所述远光光源组30包括第二LED光源单元，所述第二LED光源单元包括若干第二LED光源310。在激发光单元中设置激光源单元211和第一LED光源单元212，其中激光源单元211发射的激光束具有准直性好，能量集中的特性，可以形成高亮度的点光源，从而提高近光场的中心照度，根据实际需要打开或关闭激光源单元211，实时满足车辆的行驶需求，使用方便。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种远近光一体的车辆前照灯，包括散热支架、分设于所述散热支架上下两侧的近光光源组和远光光源组、与所述近光光源组对应的近光反光碗、与所述远光光源组对应的远光反光碗、设于所述散热支架前端的可活动遮光板和透镜以及设于所述散热支架后端的散热片组，其特征在于，所述近光光源组包括激发光单元和波长转换单元，所述激发光单元包括激光源单元、第一LED光源单元以及与所述激光源单元连接的控制开关，所述波长转换单元的位置与所述近光反光碗的焦点对应，所述激光源单元发射的激光束和第一LED光源单元发射的光束分别投射至所述波长转换单元上并激发出荧光，所述荧光经过所述近光反光碗反射后按指定方向出射；所述远光光源组包括第二LED光源单元，所述第二LED光源单元包括若干第二LED光源。

2.根据权利要求1所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述近光光源组发出的光线经所述近光反光碗反射后沿斜下方平行出射，所述远光光源组发出的光线经所述远光反光碗反射后沿斜上方平行出射。

3.根据权利要求1所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，若干所述第二LED光源以所述远光反光碗的焦点为中心封装为一体。

4.根据权利要求1所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述激光源单元和波长转换单元分设于所述近光反光碗的两侧，所述近光反光碗上设有用于透过所述激光束的通光部。

5.根据权利要求4所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述激光源单元还包括准直单元、光束角度改变单元、聚焦单元中的一种或两种及以上的组合，所述准直单元、光束角度改变单元、聚焦单元沿光路设置。

6.根据权利要求4所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述激光源单元包括一个或多个激光源，所述通光部设有一个或多个。

7.根据权利要求4所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述第一LED光源单元包括衬底和至少一个LED芯片，所述波长转换单元包括至少一个荧光粉层，所述荧光粉层设于所述LED芯片上或设于所述衬底上，每个所述LED芯片上方对应一个所述荧光粉层，下方设于所述衬底上。

8.根据权利要求7所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述近光反光碗为曲面镜，所述波长转换单元位于所述曲面镜的焦点处，所述LED芯片和荧光粉层分别设有一个，所述激光束投射至所述荧光粉层上表面的中心处。

9.根据权利要求7所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述近光反光碗为曲面镜，所述LED芯片和荧光粉层的数量均为多个，多个所述荧光粉层紧密排列且位于所述曲面镜的焦点处，每个所述LED芯片上方对应一个荧光粉层，所述LED芯片与所述衬底之间设有反射界面，所述激光束投射到每个荧光粉层上或投射到其中一个荧光粉层上。

10.根据权利要求7所述的远近光一体的车辆前照灯，其特征在于，所述近光反光碗由多个曲面镜拼接而成，所述LED芯片和荧光粉层分别设有多个，且多个所述荧光粉层间隙分布，每个所述荧光粉层位于对应一个曲面镜的焦点处，每个所述LED芯片上方对应一个荧光粉层，所述LED芯片与所述衬底之间设有反射界面，所述激光束投射到每个荧光粉层上或投射到其中一个荧光粉层上。

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