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CN102095151A - 具有混合配光系统的led汽车远光灯具 - Google Patents

具有混合配光系统的led汽车远光灯具 Download PDF

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Abstract

本发明提供了具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，其包括凸透镜、散热器、导热管、散热外壳、抛物曲面大反光杯、LED安装基板和多个LED光源，抛物曲面大反光杯位于散热外壳中，每个LED光源均各自独立位于一个平行出光透镜中，LED安装基板与导热管一端连接，散热外壳与导热管连接，散热外壳外表面和导热管的外表面均与散热器连接，所述多个LED光源位于凸透镜的同一焦平面上，所述多个LED光源同时位于抛物曲面大反光杯的焦平面上。本发明提高了LED灯光的反射和投射效率从而提高汽车远光灯的光通量；同时增大车灯的散热效率，以保证LED的正常结温，是一种具有稳定高效的输出光通量的LED汽车远光灯具。

Description

具有混合配光系统的LED汽车远光灯具
技术领域
本发明涉及汽车远光灯具技术领域，具体涉及一种混合配光系统的LED汽车远光灯具。
背景技术
早期的LED主要运用在阅读、仪表指示等低亮度要求的照明环境中。随着 LED发光效率越来越高，亮度越来越大，其逐步替代传统照明灯具变得越来越有可能。特别是在汽车大灯照明中LED凭借其寿命长、节能、光质好、结构简单、响应快、电压低、体积小等优点，极有希望把现存的其它照明技术统统淘汰出局而独霸车灯市场。LED作为汽车的尾灯、车内灯、刹车灯等应用已经成熟并取得很好效果和经济效益。现阶段将LED运用到汽车的前大灯中已成研发、投资的焦点，但真正实现LED汽车前照灯还有很长的路要走，主要是还有一些技术问题需要攻克，比如LED发光效率低、散热效果差等。因此目前急需从汽车前大灯的光学设计、散热器设计、反光杯设计等使汽车远光灯具有稳定高效的输出光通量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供具有混合配光系统的LED汽车远光灯具。本发明通过提高LED灯光的反射和投射效率从而提高汽车远光灯的光通量；同时增大车灯的散热效率，以保证LED的正常结温，使汽车远光灯具有稳定高效的输出光通量，具体技术方案如下。
具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，包括凸透镜、散热器、导热管、散热外壳、抛物曲面大反光杯、LED安装基板和多个LED光源，抛物曲面大反光杯位于散热外壳中，每个LED光源均各自独立位于一个平行出光透镜中，LED安装基板与导热管一端连接，散热外壳与导热管连接，散热外壳外表面和导热管的外表面均与散热器连接，所述多个LED光源位于凸透镜的同一焦平面上，所述多个LED光源同时位于抛物曲面大反光杯的焦平面上。 
上述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，所述凸透镜通过支撑杆固定在散热器上。
上述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，所述散热器包括多个环形散热片，环形散热片环绕连接在散热外壳或连接导热管的外表面。
上述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，所述多个LED光源均匀分布在同一个圆上。
上述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，所述平行出光透镜的反光曲面采用抛物曲面，LED光源位于抛物曲面的焦点上。
    与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明的灯具具有混合配光系统，即在一个大的反射加投射混合投射光学系统中设计了多个小的投射光学系统。发明采用了自有的LED抛物线曲面平行出光透镜技术，将LED置于每个平行出光透镜抛物线反光曲面的焦点上，使LED光线经过反光面和平行出光透镜后，从凸透镜的后焦平面向凸透镜投射，而杂散的光线又可以通过抛物线曲面大反光杯反射，投向凸透镜，确保了灯具的出光率，提高LED灯光的反射和投射效率从而提高汽车远光灯的光通量；同时散热结构的设计增大车灯的散热效率，以保证LED的正常结温，具有稳定高效的输出光通量。经过透镜投射的平行光束能以很高的亮度投射向远处。
附图说明
图1为本发明实施方式中的远光灯的主视图。
图2为图1所示远光灯的A-A剖视图。
图3为图1所示远光灯的B-B剖视图。
图4为LED光源的排布示意图。
图5为平行出光透镜与其中的LED光源的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
在图1~图5中， 1是灯具的凸透镜，2是凸透镜1的支撑杆，3是散热器（多个圆环形散热片），4是导热管，5是散热外壳， 6是灯具的抛物曲面大反光杯，7是多个LED光源12构成的环带结构，每个抛物曲面中有一颗LED光源，角α是平行出光透镜10的反光曲面13向灯具外侧的倾斜角，通过调节该角度即可调整灯具出光宽度,8和9演示了LED光源组中发出的光线经平行出光透镜10的反光曲面反射和透镜折射之后从凸透镜的后焦平面向凸透镜投射，变成平行光束的过程，11是LED安装基板。
如图1和图2，具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，包括凸透镜1、散热器3、导热管4、散热外壳5、抛物曲面大反光杯6、LED安装基板11和多个LED光源12，抛物曲面大反光杯6位于散热外壳5中，每个LED光源均各自独立位于一个平行出光透镜10中，LED安装基板11与导热管4一端连接，散热外壳5与导热管4连接，散热外壳5外表面和导热管4的外表面均与散热器3连接，所述多个LED光源位于凸透镜1的同一焦平面上，所述多个LED光源同时位于抛物曲面大反光杯6的焦平面上；凸透镜1通过支撑杆2固定在散热器上。
如图3所述散热器3包括多个环形散热片，环形散热片环绕连接在散热外壳5或连接导热管的外表面。如图4，所述多个LED光源均匀分布在同一个圆上，形成环带结构7。平行出光透镜10的反光曲面13采用抛物曲面，LED光源位于抛物曲面的焦点上。
实施例：具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，由9颗大功率LED光源12，针对每一颗LED的平行出光透镜10，针对整个远光灯具光学系统的抛物线曲面大反光杯6，凸透镜1，圆形散热片，散热外壳5和导热管4组成；其中，每一个平行出光透镜10和一颗LED12组成一个小的光源组，平行出光透镜10的反光曲面13采用抛物线曲面，LED光源12处在抛物线曲面的焦点上。每颗LED出光在Φ30°内直接出光照射，大于Φ30°角时，通过反光曲面13反射和平行出光透镜10的出光透镜折射以接近平行光的方式出光。所有平行出光透镜10排列成一个环带安置在凸透镜1的后焦平面之上，以保证经平行出光透镜10折射的平行光经凸透镜1折射后以平行光束向前方照射。每一个小光源组向灯具外侧倾斜一个特定角度α，通过调节该角度即可调整灯具出光宽度。抛物线曲面大反光杯6的焦平面与凸透镜1后焦平面重合，除了在光学上能够起到进一步将杂散光线反射到配光透镜的作用之外，在热学上还起到了导热的作用，在机械上既节约了灯具空间，又能使灯具美观大方。这种反射加投射的混合配光方式，极大地提高了LED灯光利用率，能够获得高光通量的远光灯。LED安装基板11底部是一圆柱形导热管4，导热管周围是圆形散热片，采用温差散热方式来控制LED结点温度，平衡灯体内部的热环境，使LED保持良好的工作状态，稳定而高效地输出光通量，灯具寿命得到了延长。
9个小光源组形成一个环带置于配光凸透镜的后焦平面之上，以确保经平行出光透镜折射的平行光从凸透镜的后焦平面向凸透镜投射，得到平行的出射光束。并且每个小光源组都向灯具外侧倾斜一个特定角度α，α角的大小根据远光灯的照射角度确定。导热管和散热片与LED安装基板接触，通过温差散热方式使LED始终处于正常结温，保证其稳定高效的光输出。
采用3W或4W LED光源组成发光环带，每一个光源组采用抛物线曲面，LED光源安装于抛物线曲面的焦点上，保证LED出光为平行方式。通过调节椭圆曲面的参数以及倾斜角α即可调整灯具出光远近以及宽度。选用的LED发光效率大于100lm/W，灯具的LED总功率约在27W~36W之间，其总出光率大于2500流明，灯具出光效率大于65%。

Claims (5)

1.具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，其特征在于包括凸透镜、散热器、导热管、散热外壳、抛物曲面大反光杯、LED安装基板和多个LED光源，抛物曲面大反光杯位于散热外壳中，每个LED光源均各自独立位于一个平行出光透镜中，LED安装基板与导热管一端连接，散热外壳与导热管连接，散热外壳外表面和导热管的外表面均与散热器连接，所述多个LED光源位于凸透镜的同一焦平面上，所述多个LED光源同时位于抛物曲面大反光杯的焦平面上。
2.根据权利要求1所述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，其特征在于所述凸透镜通过支撑杆固定在散热器上。
3.根据权利要求1所述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，其特征在于所述散热器包括多个环形散热片，环形散热片环绕连接在散热外壳或连接导热管的外表面。
4.根据权利要求1所述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，其特征在于所述多个LED光源均匀分布在同一个圆上。
5.根据权利要求1所述的具有混合配光系统的LED汽车远光灯具，其特征在于所述平行出光透镜的反光曲面采用抛物曲面，LED光源位于抛物曲面的焦点上。
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