本發(fā)明涉及車輛照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)近一體led前照燈。

背景技術(shù)：

led光源在汽車前照燈領(lǐng)域的應(yīng)用，尚在起步階段，主要原因是在具體實(shí)施過程中，多種工程技術(shù)問題如配光設(shè)計(jì)、散熱、應(yīng)力、體積等方面還沒有得到很好的解決，其中，配光設(shè)計(jì)和散熱、耐熱設(shè)計(jì)就面臨較多的難題。

例如，目前汽車led前照燈配光設(shè)計(jì)方案，主要有兩種：

一是在傳統(tǒng)大尺寸的曲面反光燈杯內(nèi)，采用led小燈芯直接替換原有h4、h7等型號(hào)的鹵素?zé)襞莼螂瘹鉄襞?。存在難于解決的問題：由于led與鹵素?zé)艉碗瘹鉄艄庠窗l(fā)光特性有本質(zhì)區(qū)別，配光性能均無法達(dá)到《gb4599-2007汽車用燈絲燈泡前照燈》和《gb25991汽車用led前照燈》的法規(guī)要求。

二是由led燈源芯片、復(fù)合橢球反光杯、檔光板、透鏡三組單元組成的方案；存在的難題有：①由于復(fù)合橢球反光杯包含較多非對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元、加工成本、制造工藝難度高，在面向批量制造時(shí)，由于制造容差小、品質(zhì)保證方面有較多的局限性。②led在發(fā)光的同時(shí)，也輻射大量的熱、在較高溫的燈體內(nèi)，復(fù)合橢球反光杯的材料易老化、反光鍍層出現(xiàn)脫落發(fā)黑的現(xiàn)象，造成前照燈光效下降，甚至失效。

因此，如何提供一種光學(xué)效率高、結(jié)構(gòu)簡單可靠、易于批量生產(chǎn)的汽車led前照燈是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種遠(yuǎn)近一體led前照燈，包括依次排列的led光源、透鏡組、配光單元、可移動(dòng)的截止擋光板和聚光鏡，所述透鏡組焦距落在與其對(duì)應(yīng)的led光源的光軸上，所述配光單元和可移動(dòng)的截止擋光板分別位于所述led光源光軸的上下兩側(cè)。

在第一實(shí)施例中，所述led光源包括左右并排設(shè)置的第一led燈和第二led燈，所述透鏡組包括分別對(duì)應(yīng)第一、第二led燈的第一透鏡組和第二透鏡組，所述第一、第二透鏡組均包括由近及遠(yuǎn)依次設(shè)置在各自光軸上的第一透鏡和第二透鏡，所述配光單元及截止擋光板的左右寬度覆蓋所述led光源，所述聚光鏡的左右寬度及上下高度覆蓋所述led光源，所述聚光鏡的焦點(diǎn)落在所述led光源的左右中心線上。

在第二實(shí)施例中，所述led光源包括左右設(shè)置的第一led燈和第二led燈，所述透鏡組包括分別對(duì)應(yīng)第一、第二led燈的第一透鏡組和第二透鏡組，所述第一、第二透鏡組均包括由近及遠(yuǎn)依次設(shè)置在各自光軸上的第一透鏡和第二透鏡，所述配光單元的左右寬度僅覆蓋第二led燈，所述截止擋光板和聚光鏡均設(shè)有兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)第一、第二led燈。

在第三實(shí)施例中，所述led光源采用一個(gè)led燈，所述透鏡組包括由近及遠(yuǎn)設(shè)置在led燈光軸上的第一透鏡和第二透鏡，所述配光單元、截止擋光板及聚光鏡均設(shè)有1個(gè)。

在上述所有實(shí)施例中，所述截止擋光板連接電磁閥，通過電磁閥的控制自光軸一側(cè)朝向遠(yuǎn)離光軸的方向移動(dòng)。所述第一透鏡的焦距f1滿足5mm≦f1≦18mm，第二透鏡的焦距f2滿足10mm≦f2≦28mm，所述第一、第二透鏡的耐溫范圍為-100℃至300℃。所述配光單元由多根r柱陣列排布形成，所述r柱的入光面至出光面的垂直間距范圍為1-10mm，所述r柱的入光面呈波浪形，出光面為光學(xué)平面，或者所述r柱的入光面及出光面均呈波浪形。所述截止擋光板呈板狀或柱面狀。所述聚光鏡的焦距f滿足20mm≤f≤50mm，所述聚光鏡的入光面及出光面的矢高z均滿足，其中c為入光面及出光面的面形曲率，y為入光面及出光面邊緣重合圓周的半徑，k為入光面或出光面的面形圓錐系數(shù)。所述的入光面s2的半徑r2滿足-300≤r2<0；圓錐系數(shù)k2滿足-60≤k1≤0。所述出光面的半徑r1滿足20mm≤r1≤40mm，圓錐系數(shù)k1滿足-1.5≤k1≤0.5。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，提出了可以區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)中常見光學(xué)結(jié)構(gòu)的、光學(xué)效率高、耐受溫度高、結(jié)構(gòu)簡單、工程制造易于批量生產(chǎn)的led汽車前照燈的配光設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)方案。并且本發(fā)明通過控制截止擋光板的移動(dòng)，可以既實(shí)現(xiàn)近光燈的功能又可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光燈的功能，成本大大降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的x-z方向視圖；

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的y-z方向視圖；

圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例x-z方向視圖；

圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的x-z方向視圖；

圖5為截止擋光板的x-z以及y-z方向視圖；

圖6為配光單元中r柱x-z方向視圖；

圖7為聚光鏡y-z方向視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的遠(yuǎn)近一體led前照燈，包括依次排列的led光源、透鏡組、配光單元、可移動(dòng)的截止擋光板和聚光鏡，在本發(fā)明中，我們定義自led光源至聚光鏡的方向?yàn)閦軸，透鏡組焦距落在與其對(duì)應(yīng)的led光源的光軸上，也就是落在z軸平行方向上，配光單元和可移動(dòng)的截止擋光板分別位于led光源光軸的上下兩側(cè)，我們將垂直于led光源光軸的上下方向設(shè)定為y軸，而垂直于led光源的光軸的左右方向我們?cè)O(shè)定為x軸。

本發(fā)明選用的led光源提供足夠的光通量、通過配光設(shè)計(jì)，滿足《gb25991汽車用led前照燈》遠(yuǎn)光或者近光一體前照燈的法規(guī)要求。透鏡組收集其對(duì)應(yīng)的led燈源出射的光通量、減小led光源出射光束角、利于聚光鏡的配光設(shè)計(jì)。配光單元對(duì)《gb25991汽車用led前照燈》法規(guī)要求中定義的i區(qū)進(jìn)行輔助配光，起到更均勻和更寬的鋪路照明功能。而截止擋光板位于聚光鏡焦面附近，當(dāng)遠(yuǎn)近一體led前照燈作為近光前照燈時(shí)，為近光燈提供明暗截止線。聚光鏡則是收集從led燈源出射，然后經(jīng)過截止檔光板整形后的光束，投射出去進(jìn)行照明。在測試階段可以投射到25米遠(yuǎn)處的接收屏上，測試配光性能，經(jīng)過驗(yàn)證，本發(fā)明滿足《gb25991汽車用led前照燈》法規(guī)中的指標(biāo)要求。

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的x、z方向上的視圖，也稱之為俯視圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的y、z方向上的視圖，也稱之為側(cè)視圖。在該實(shí)施例中，led光源分為兩組，而且透鏡組也分為分別與兩組led光源相對(duì)應(yīng)的兩組。兩組led光源共用一套配光單元、截止擋光板及聚光鏡。具體的，led光源包括左右并排設(shè)置的第一led燈11和第二led燈12，第一led燈11和第二led燈12在x方向上分別位于z軸的兩邊，透鏡組包括分別對(duì)應(yīng)第一、第二led燈的第一透鏡組和第二透鏡組，第一、第二透鏡組均包括由近及遠(yuǎn)依次設(shè)置在各自led光軸上的第一透鏡21和第二透鏡22，配光單元30及截止擋光板40的左右寬度覆蓋兩組led光源，即在x軸方向上覆蓋了led光源，其中，所述的配光單元在y軸方向上位于僅覆蓋了led光源位于y軸正方向的部分。所述的截止擋光板40在y軸方向上位于僅覆蓋了led光源位于y軸負(fù)方向的部分。聚光鏡50的左右寬度及上下高度均覆蓋了led光源，聚光鏡的焦點(diǎn)則落在led光源的左右中心線上，即x軸的中心線z軸上。

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的x、z方向上的視圖。在該實(shí)施例中，led光源、透鏡組、截止擋光板以及聚光鏡都分別分為兩組。具體的，led光源包括左右設(shè)置（分別位于x軸的正、負(fù)方向）的第一led燈11和第二led燈12，透鏡組包括分別對(duì)應(yīng)第一、第二led燈的第一透鏡組和第二透鏡組，第一、第二透鏡組均包括由近及遠(yuǎn)依次設(shè)置在各自led光軸上的第一透鏡21和第二透鏡22，配光單元30僅設(shè)置在第二led燈12的光路中，即配光單元30的左右寬度（x軸方向上）僅覆蓋第二led燈12，截止擋光板和聚光鏡均設(shè)有兩個(gè)，分別為對(duì)應(yīng)第一led燈的第一截止擋光板41、第一聚光鏡51，對(duì)應(yīng)第二led燈的第二截止擋光板42、第二聚光鏡52。

圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例的x、z方向視圖，在該實(shí)施例中，led光源采用一個(gè)led燈10，透鏡組包括由近及遠(yuǎn)設(shè)置在led燈光軸上的第一透鏡21和第二透鏡22，配光單元30、截止擋光板40及聚光鏡50均設(shè)有1個(gè)。

上述的三個(gè)實(shí)施例中的第一透鏡21的焦距f1滿足5mm≦f1≦18mm，第二透鏡22的焦距f2滿足10mm≦f2≦28mm，所述第一、第二透鏡的耐溫范圍為-100-300℃。

圖5是截止擋光板的x、z方向以及y、z方向視圖，可以看出在上述三個(gè)實(shí)施例中，截止擋光板可以呈板狀，也可以呈柱面狀。并且在上述三個(gè)實(shí)施例中，截止擋光板可移動(dòng)，（參考圖2）通過連接電磁閥60，當(dāng)需要從近光燈轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)光燈使用時(shí)，開啟電磁閥60，控制截止擋光板自光軸一側(cè)朝向遠(yuǎn)離光軸的方向移動(dòng)，即沿著y軸負(fù)方向移動(dòng)，就可以作為遠(yuǎn)光燈使用。

如圖6所示，上述三個(gè)實(shí)施例中，配光單元是由多根r柱70陣列排布形成，r柱的入光面至出光面的垂直間距范圍為1-10mm，在一實(shí)施例中，r柱的入光面呈波浪形，出光面為光學(xué)平面，在另一實(shí)施例中，r柱的入光面及出光面可以均呈波浪形。

如圖7所示，上述三個(gè)實(shí)施例中聚光鏡的焦距f滿足20mm≤f≤50mm，聚光鏡的入光面及出光面的矢高z均滿足，c為入光面及出光面的面形曲率，y為入光面及出光面上的點(diǎn)與聚光鏡的光軸，在圖中y軸坐標(biāo)方向上的距離，在具體的產(chǎn)品中，y為入光面及出光面邊緣重合圓周的半徑。k為入光面或出光面的面形圓錐系數(shù)。本發(fā)明出光面s1的半徑r1滿足20mm≤r1≤40mm，圓錐系數(shù)k1滿足-1.5≤k1≤0.5，其面形曲率c1=1/r1。本發(fā)明的入光面s2為一個(gè)方向與出光面相反的曲面，因此它的曲面半徑r2滿足-300mm≤r2<0mm；入光面的s2的圓錐系數(shù)k2滿足-60≤k1≤0。

以上具體實(shí)施例僅用以舉例說明本發(fā)明的光學(xué)結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的構(gòu)思下可以做出多種變形和變化，這些變形和變化均包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。