遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)方案

遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，包括兩模組光源同時開啟的遠(yuǎn)光燈和單模組的近光燈兩個部分，近光燈光路系統(tǒng)由白光LED光源近光模組（1）、空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）、投光透鏡（3）和光闌板（4）組成，遠(yuǎn)光光路系統(tǒng)由空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器（5）、白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）以及疊加的近光光路系統(tǒng)組成，其特征在于：所述白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）從第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，經(jīng)過投光透鏡（3），與近光光路的光共同形成遠(yuǎn)光光束，兩種模式的切換形成遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)。本實(shí)用新型專利技術(shù)，較好地避免眩光對于異側(cè)車道車輛駕駛員的影響，提高了光能利用率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于光學(xué)
，具體涉及一種給機(jī)動車駕駛員提供道路照明的遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前機(jī)動車使用的前照燈近光系統(tǒng)能夠?yàn)闄C(jī)動車駕駛員提供道路照明。根據(jù)國內(nèi)外前照燈標(biāo)準(zhǔn)，近光系統(tǒng)應(yīng)在避免對道路對面來車駕駛員造成眩光的情況下，提供足夠水平寬度的道路照明照亮相鄰車道，并同時能照明車道遠(yuǎn)處，給駕駛員判斷路面情況提供方便。我國所采用的車燈標(biāo)準(zhǔn)GB4599-2007《汽車前照燈配性能》是參考?xì)W洲經(jīng)濟(jì)委員會的相關(guān)法規(guī)《E/ECE/324Addendum1:RegulationsNo.1andNo.2》。針對汽車用LED前照燈，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會于2011年01月10日發(fā)布，2012年01月01日實(shí)施新的汽車用LED前照燈國標(biāo)GB25991-2010，根據(jù)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)動車前照燈近光系統(tǒng)需要在車燈前方25米處形成一個水平擴(kuò)展達(dá)到7920mm，垂直擴(kuò)展達(dá)到1250mm的矩形光斑；同時，在光斑的右半部分，在矩形光斑基礎(chǔ)上疊加了與水平方向成15°的矩形光斑。整個光斑的上沿要在測試屏幕上形成一條清晰的截止線，即截止線的左半部分水平，右半部分與水平方向成15°；同時，截止線的轉(zhuǎn)折處下方應(yīng)有一塊合適的亮區(qū)特殊點(diǎn)照明。現(xiàn)行的汽車前照燈近光系統(tǒng)主要以鹵鎢燈和氙燈作為光源，采用的光學(xué)系統(tǒng)包括二次曲面反射器-擋板-透鏡系統(tǒng)和自由曲面反射器，存在如下問題：1．使用鹵鎢燈作為光源，要能夠產(chǎn)生滿足要求的照度，其功率要求非常高，并且車燈所使用的鹵鎢燈有嚴(yán)格的光源標(biāo)準(zhǔn)和分類，因而系統(tǒng)的運(yùn)行成本很高；2．前照燈系統(tǒng)需要在夜晚長時間運(yùn)行，鹵鎢燈的壽命相對較短，因而需要機(jī)場頻繁更換燈泡，維護(hù)成本也較高；3.無論是采用二次曲面反射器-擋板-透鏡系統(tǒng)還是采用自由曲面反射器，光源出射的光線都有相當(dāng)一部分被擋板或者鋁帽遮擋和吸收，使整體的光學(xué)系統(tǒng)效率受到很大限制；4．采用自由曲面反射器實(shí)現(xiàn)的光斑截止線通常不夠清晰，存在光斑毛刺；5.難以做到智能智慧照明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述缺陷，本技術(shù)的目的在于提供一種基于LED光源的遠(yuǎn)近光一體式汽車前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，是使用若干顆LED芯片COB封裝的高功率白光LED作為光源，兩模組組合遠(yuǎn)近光光路,實(shí)現(xiàn)一體式汽車LED前照燈遠(yuǎn)近光燈的照明，也為進(jìn)一步的智能智慧照明提供了研究基礎(chǔ)。本技術(shù)的技術(shù)方案是：遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，包括兩模組光源同時開啟的遠(yuǎn)光燈和單獨(dú)的近光燈兩個部分，近光燈光路系統(tǒng)由白光LED光源近光模組、空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器、投光透鏡和光闌板組成，遠(yuǎn)光光路系統(tǒng)由空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器、白光LED光源遠(yuǎn)光模組以及疊加的近光光路系統(tǒng)組成，遠(yuǎn)光光源散熱器和近光光源散熱器組成白光LED光源遠(yuǎn)光模組、白光LED光源近光模組的散熱系統(tǒng)，白光LED光源近光模組的光源幾何中心置于空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第一焦點(diǎn)處，光闌板置于空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第二焦點(diǎn)附近，同時光闌板位于投光透鏡的前焦點(diǎn)附近，白光LED光源遠(yuǎn)光模組的光源幾何中心置于空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器的第一焦點(diǎn)處，空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器和空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第二焦點(diǎn)近似重合；其特征在于：所述白光LED光源近光模組發(fā)出的光從空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，經(jīng)過光闌板，讓大部分的光進(jìn)入投光透鏡投射出去照明，并且形成15°斜線或者45°臺階式的截止線的近光光束；所述白光LED光源遠(yuǎn)光模組從空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，同時光闌板移開，經(jīng)過投光透鏡投射出去，與近光光路的光共同形成遠(yuǎn)光光束，兩種模式的切換形成遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)。所述白光LED光源近光模組和白光LED光源遠(yuǎn)光模組為若干顆大功率LED芯片COB封裝的有特定陣列分布的白光LED光源模組，光源功率大小5-20W，白光LED光源近光模組的發(fā)光面法線根據(jù)空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的特征平行于或者垂直于橢球面反射器對稱軸，白光LED光源遠(yuǎn)光模組的發(fā)光面法線垂直于橢球面反射器的對稱軸。所述空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器是適應(yīng)于白光LED光源近光模組結(jié)構(gòu)的多曲面組合，長度為20-100mm，口徑為30-150mm的，第一焦距為5-50mm，內(nèi)表面采用高反射率鏡面鍍膜，反射率達(dá)到95%以上。所述的光闌板是15度斜刀口光闌板，或者45度斜線過度的臺階式刀口光闌板，刀口中心位于與主光線光軸相交，而且主光線光軸垂直于刀口面。所述的投光透鏡的前焦點(diǎn)在空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第二焦點(diǎn)附近并向前離焦1-8mm，投光透鏡的相對孔徑等于或大于橢球面反射器出射光束的相對孔徑。所述的橢球面反射器是適應(yīng)于白光LED光源遠(yuǎn)光模組和白光LED光源近光模組結(jié)構(gòu)的多曲面組合，每個橢球面反射器第一焦點(diǎn)為10-50mm，第二焦點(diǎn)為15-100mm，口徑為25mm-141mm的半口徑，長度為12.5mm-100mm，內(nèi)表面采用高反射率鏡面鍍膜，反射率高達(dá)95%以上，空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第二焦點(diǎn)與空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器的第二焦點(diǎn)的幾何中心重合。由白光LED光源近光模組和白光LED光源遠(yuǎn)光模組同時開啟，光闌板移開時，兩光路有效的組合出射的是遠(yuǎn)光光束；單近光光路白光LED光源近光模組開啟，保持光闌板位置，出射的是近光光束。由兩白光LED光源近光模組和白光LED光源遠(yuǎn)光模組的近光光源散熱器和遠(yuǎn)光光源散熱器的結(jié)合，既對其中每一個模組散熱，也能同時對兩模組散熱。本技術(shù)，采用兩模組白光LED光源，一體式遠(yuǎn)近光結(jié)構(gòu)，能夠發(fā)出完全滿足國內(nèi)外相關(guān)前照燈遠(yuǎn)近光標(biāo)準(zhǔn)的照明光束，并提供足夠的路面照度和較好地避免眩光對于異側(cè)車道車輛駕駛員的影響，以排除行車干擾和幫助機(jī)動車駕駛者及時看清前方的（或前面的）路面狀況。降低了系統(tǒng)的能耗，通過光學(xué)設(shè)計使系統(tǒng)發(fā)出滿足要求的光斑，并且提高其對光能的利用率。僅以能耗15-20W的LED光源（組）實(shí)現(xiàn)對于基于傳統(tǒng)55W及以上光源鹵鎢燈和氙燈的遠(yuǎn)光系統(tǒng)的替代，以能耗10-15W的LED光源（組）實(shí)現(xiàn)對于基于傳統(tǒng)55W及以上光源鹵鎢燈和氙燈的近光系統(tǒng)的替代，并且所實(shí)現(xiàn)照明效果更優(yōu)于傳統(tǒng)前大燈的光學(xué)系統(tǒng)。附圖說明圖1是本技術(shù)遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本技術(shù)兩白光LED模組同時開啟，投射光束為遠(yuǎn)光光束的光路示意圖。圖3是本技術(shù)近光光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本技術(shù)近光光學(xué)系統(tǒng)的光路圖。圖中：1白光LED光源近光模組、2空間自由曲面組合改進(jìn)的近光橢球面反射器、3投光透鏡、4光闌板、5空間自由曲面組合改進(jìn)的遠(yuǎn)光橢球面反射器、6白光LED光源遠(yuǎn)光模組、7遠(yuǎn)光光源散熱器、8近光光源散熱器。具體實(shí)施方式遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，包括兩模組光源同時開啟的遠(yuǎn)光燈和單獨(dú)的近光燈兩個部分，近光燈光路系統(tǒng)包括白光LED光源近光模組1、空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器2、投光透鏡3和光闌板4組成，遠(yuǎn)光光路系統(tǒng)包括空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器5、白光LED光源遠(yuǎn)光模組6以及疊加的近光光本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，包括兩模組光源同時開啟的遠(yuǎn)光燈和單獨(dú)的近光燈兩個部分，近光燈光路系統(tǒng)由白光LED光源近光模組（1）、空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）、投光透鏡（3）和光闌板（4）組成，遠(yuǎn)光光路系統(tǒng)由空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器（5）、白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）以及疊加的近光光路系統(tǒng)組成，遠(yuǎn)光光源散熱器（7）和近光光源散熱器（8）組成白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）、白光LED光源近光模組（1）的散熱系統(tǒng)，白光LED光源近光模組（1）的光源幾何中心置于空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第一焦點(diǎn)處，光闌板（4）置于空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第二焦點(diǎn)附近，同時光闌板（4）位于投光透鏡（3）的前焦點(diǎn)附近，白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）的光源幾何中心置于空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器（5）的第一焦點(diǎn)處，空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）和空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（5）的第二焦點(diǎn)近似重合；其特征在于：所述白光LED光源近光模組（1）發(fā)出的光從空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，經(jīng)過光闌板（4），讓大部分的光進(jìn)入投光透鏡（3）投射出去照明，并且形成15°斜線或者45°臺階式的截止線的近光光束；所述白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）從空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，同時光闌板（4）移開，經(jīng)過投光透鏡（3）投射出去，與近光光路的光共同形成遠(yuǎn)光光束，兩種模式的切換形成遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，包括兩模組光源同時開啟的遠(yuǎn)光燈和單獨(dú)的近光燈兩個部分，近光燈光路系統(tǒng)由白光LED光源近光模組（1）、空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）、投光透鏡（3）和光闌板（4）組成，遠(yuǎn)光光路系統(tǒng)由空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器（5）、白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）以及疊加的近光光路系統(tǒng)組成，遠(yuǎn)光光源散熱器（7）和近光光源散熱器（8）組成白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）、白光LED光源近光模組（1）的散熱系統(tǒng)，白光LED光源近光模組（1）的光源幾何中心置于空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第一焦點(diǎn)處，光闌板（4）置于空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第二焦點(diǎn)附近，同時光闌板（4）位于投光透鏡（3）的前焦點(diǎn)附近，白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）的光源幾何中心置于空間自由曲面改進(jìn)的橢球面反射器（5）的第一焦點(diǎn)處，空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）和空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（5）的第二焦點(diǎn)近似重合；其特征在于：所述白光LED光源近光模組（1）發(fā)出的光從空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，經(jīng)過光闌板（4），讓大部分的光進(jìn)入投光透鏡（3）投射出去照明，并且形成15°斜線或者45°臺階式的截止線的近光光束；所述白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）從空間自由曲面組合改進(jìn)的橢球面反射器（2）的第一焦點(diǎn)處出發(fā)會聚到第二焦點(diǎn)處，同時光闌板（4）移開，經(jīng)過投光透鏡（3）投射出去，與近光光路的光共同形成遠(yuǎn)光光束，兩種模式的切換形成遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)近光一體式汽車LED前照燈的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述白光LED光源近光模組（1）和白光LED光源遠(yuǎn)光模組（6）為若干顆大功率LED芯片COB封裝的有特定陣列分布的白光LED光源模組，光源功率大小5-20W，白光LED光源近光模組（1）的發(fā)光面法線...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛愛明，杜正清，崔振華，
申請(專利權(quán))人：江蘇洪昌科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32