CN104373895A - 一种车灯自适应远光照明***用调光机构及其调光方法 - Google Patents

一种车灯自适应远光照明***用调光机构及其调光方法 Download PDF

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Abstract

一种车灯自适应调光机构及其调光方法，包括：形成近光光形的近光单元(A)和形成远光光形的远光单元(B)。构成远光单元(B)的透镜(1)包括n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)，分别对应LED光源，形成n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)，所述n个透镜为光密介质，另一种材质的透镜(1b)为光疏介质，设置于所述n个光密介质透镜外周，且将所述n个不透镜侧部隔开。调节组件(5)驱动远光单元(B)以旋转中心(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)对应的光疏透镜中的一或几个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的若干个远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。

Description

一种车灯自适应远光照明***用调光机构及其调光方法
技术领域
本发明涉及车灯装置，具体地，本发明涉及一种车灯自适应远光照明***用自适应调光机构及其调光方法。本发明利用光由光密介质射入光疏介质会产生全反射的原理，结合对多颗LED光源的亮、灭控制，来实现自适应远光照明***所需要的照明光形，同时控制远光照明光形的位置，并且通过左、右灯光形的组合来实现最终的自适应远光照明光形。
背景技术
自适应车灯照明***可以根据道路状况切换成不同的照明模式，如高速公路模式、城市道路模式、乡村道路模式、远光照明模式及自适应远光照明模式等。不同照明模式下的照明光形各不相同，用来实现不同照明模式的照明光形并且能按照需要在不同照明模式之间进行切换的调光机构称作自适应调光机构。
如EP2088364A1专利文献描述了一种车灯照明自适应调光机构，所述自适应调光机构由马达、线路板、传动齿轮、齿轮、转轴、支架、固定支架等零件组成。轴套及齿轮分别装在转轴的两端，齿轮与转轴固定，可以与转轴一起以轴向D为旋转中心旋转。马达、转轴、轴套、齿，传动齿轮及线路板通过固定支架与支架固定。
所述车灯照明自适应调光机构的调光原理是：
1、通过线路板来控制马达的旋转角度。
2、马达通过传动齿轮驱动齿轮及转轴旋转一定的角度。
3、转轴设计成特定的形状，使得在转轴旋转至不同角度时形成不同形状的截止线。
4、光源***发出的光线一部分被转轴遮挡，其余光线经过透镜组件后照射到路面，其照明光形取决于截止线的形状。转轴旋转至不同的角度时截止线的形状也不同，从而达到改变照射到路面上的光线光形的目的。
然而上述车灯照明自适应调光机构的缺点在于：
转轴旋转过程中因存在摩擦而产生磨损，使转轴松动，导致行车过程中照明光形产生抖动。
马达、传动齿轮、动齿轮及转轴之间容易因装配间隙而导致转轴的旋转角度偏差，使截止线的位置产生偏差，影响照明光形的稳定。
在调节光形的左右位置时，需要驱动整个远、近光单元旋转，旋转马达所承受的负荷较大,占用的空间也相对较大。
由此，使得上述车灯照明自适应调光机构的结构不稳定，难以对照明光形控制精确，且因通过马达来调整远、近光整体的光形的位置的方式，其调节不便捷，被调节的零部件的重量大、体积大，空间结构不够紧凑。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于：提供一种车灯自适应远光照明***用自适应调光机构及其自适应调光方法，所述一种车灯自适应远光照明***用自适应调光机构采用多颗LED光源(2颗及以上,一般为2至5颗)及一个或多个由不同折射率的透镜组成，透镜可以通过不同折射率材质的塑料的多次注塑成型、嵌件注塑或通过装配组成。利用光由光密介质射入光疏介质会产生全反射的原理，结合对多颗LED光源的亮、灭控制，来实现自适应远光照明***所需要的照明光形(图5是正常的远光照明光形的示意,是远光照到与道路垂直的竖直屏幕上的光形示意)，同时通过控制远光照明光形的位置(调节螺钉旋转,从而调节远光照明单元的左右旋转,即远光光形的水平位置的调整.)，并且通过左、右灯光形的组合来实现最终的自适应远光照明光形。
本发明通过静态的控制LED光源2的亮灭来改变远光照明的光形，结构更稳定，控制更精确，响应更迅速，且因被调节的零部件的重量更轻、体积更小，有助于减小对马达输出扭矩的要求，节省空间，结构更加紧凑。
为达到上述目的，本发明的一种自适应远光照明***用调光机构的技术方案如下：
一种车灯自适应远光照明***用调光机构，所述车灯自适应远光照明***用调光机构用于车灯自适应远光照明***，包括：形成近光光形的近光单元A，由透镜1、LED光源2、散热片3、散热片盖4、设置于散热片盖4上的旋转中心4a、调节机构组件5)构成的远光单元B，其特征在于，
所述构成远光单元B的透镜1包括n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n，所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n分别对应LED光源，形成n个远光光形F1，F2，F3，..Fn，
所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n为光密介质，另一种材质的透镜1b为光疏介质，
所述光疏介质透镜1b以框状设置于所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n外周，且有同样光疏介质透镜隔片将所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n侧部分别隔开，
利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个透镜射出的光线分别形成n个远光光形F1，F2，F3，..Fn，同时，远光光形由于全反射，各自形成竖直方向的明暗截止线，
n＝3-6，
通过调节组件5驱动远光单元(B)以旋转中心(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，左中右n个远光光形F1，F2，F3，..Fn对应的所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n中的一或几个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的若干个远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜1a，1b的材质选自玻璃和如PC及PMMA的透明材料，且可经多次注塑成型、嵌件注塑或装配组成。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述光密介质透镜对应的LED光源相同。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的绝对折射率在1.2至1.6。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n并列设置，所述光疏介质透镜1b以框状设置于所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n的前侧和二侧。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n的光密介质绝对折射率可不同但大于所述光疏介质透镜1b绝对折射率。
由此可获得不同照度的远光光形。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述n个透镜为3个。
所述光密、光疏介质透镜根据材质不同，折射率范围在1.2至1.6左右，所述光密介质选用折射率高于光疏介质的材料，如光密介质选用PC(折射率约1.587)，光疏介质选用PMMA(折射率约1.489)。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述一个透镜对应的LED光源设置二个。
根据本发明所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述散热片盖4上设有圆柱孔，与近光单元A上设有的球头配合，形成旋转中心4a。
本发明又提供一种车灯自适应调光方法。
一种车灯自适应调光方法，用于车灯自适应远光照明***，使用车灯自适应远光照明***用调光机构，所述调光机构包括：形成近光光形的近光单元A，由透镜1、LED光源2、散热片3、散热片盖4、设置于散热片盖4上的旋转中心4a、调节机构组件5)构成的远光单元B，其特征在于，
所述构成远光单元B的透镜1包括n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n，所述3个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n分别对应LED光源，形成n个远光光形F1，F2，F3，..Fn，
所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n为光密介质，另一种材质的透镜1b为光疏介质，
所述光疏介质透镜1b以框状设置于所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n外周，且有同样光疏介质透镜隔片将所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n侧部分别隔开，
利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个光密介质透镜射出的光线分别形成n个远光光形F1，F2，F3，..Fn，同时，远光光形由于全反射，各自形成竖直方向的明暗截止线，
n＝3-6，
通过调节组件5驱动远光单元(B)以旋转中心(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，n个远光光形F1，F2，F3，..Fn对应的所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n中的一或几个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的若干个远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的材质选自玻璃和如PC及PMMA的透明材料，且可经多次注塑成型、嵌件注塑或装配组成。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的绝对折射率在1.2至1.6。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n并列设置，所述光疏介质透镜1b以框状设置于所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n的前侧和二侧。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述n个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n的光密介质绝对折射率可不同但大于所述光疏介质透镜1b绝对折射率。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述n个透镜为3个。
根据本发明所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述散热片盖4上设有圆柱孔，与近光单元A上设有的球头配合，形成旋转中心4a。
根据本发明，在例如，3个光密介质透镜1a-1，1a-2,1a-3为光密介质，另一种材质的透镜1b为光疏介质时，所述LED光源2、多材质透镜1、散热片3及散热片盖4组成远光单元B，所述LED光源2需要有足够的光通量，以符合法规对远光有测试点亮度的要求。所述LED光源2与对应的多材质透镜1的某一材质调透镜1a1a-1或1a-2,1a-3对应，组成发光单元，利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个透镜射出的光线形成分别形成F1、F2及F3光形的远光形，如图5所示。
通过调节组件5驱动远光单元B以4a为旋转中心作左、右旋转，如图6所示，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，远光单元的一颗LED熄灭，形成如图6的光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆，避免远光对来车及前方车辆驾驶员造成眩目，同时远光照明功能不需要全部熄灭。
根据本发明，也可以上下旋转远光单元B，上下旋转为手动调节，目的是避免因为装配等原因导致远光光形与近光光形超出偏差范围。因为相关法规规定，远光最亮点在近光拐点的2度范围内，所以要手动把远光最亮点调到这个范围内，调整好了就不需要再调了。而远光单元B的左右旋转调节通过实时调整。以4a为旋转中心作左、右旋转调节。
本发明的工作原理是：
车辆正常行驶时的光形如图5所示。当车辆发现前方道路有来车时，将信号发送给车灯，车灯通过关闭与某材质透镜1a(1a-1或1a-2,1a-3)对应的LED光源2，由于通过某材质透镜1a的光无法进入透镜1b，形成自适应远光所需要的具有明暗截止线的光形F1。
形成明暗截止线时，左灯的明暗截止线靠光形右侧，右灯靠左。与此相应地，与某材质透镜1a对应的LED光源关闭时，左灯靠右，最终通过调节后形成图6所示的组合光形。左右灯中间空白的区域就是来车或对面车辆的位置，此时，该区域没有远光照明光线。另外，调节光形F1的左右位置以及左、右灯光形的结合。左、右灯光形的结合需要根据对面及来车的位置确定左右灯各自的左右位置，所以其结合的光形是动态的。由此，形成最终的自适应远光照明***的光形，如图6所示，以避开对来车的照明，防止车辆远光照明对来车的驾驶人员产生眩目。
如图7B所示，某材质透镜1a(1a-1或1a-2,1a-3)的光由于全反射无法进入透镜1b，由此某材质透镜1a(1a-1或1a-2,1a-3)所形成的光形被透镜1b遮挡，形成竖直方向的明暗截止线，某材质透镜1a的照明光形如图6所示。再通过调节明暗截止线的左右位置，以避免对来车或前方车辆驾驶员产生眩目。
附图说明
图1为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构示意图。
图2为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构的分解示意图。
图3为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构的立体示意图。
图4为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构的远光单元分解示意图。
图5为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构的照明光形示意图之一。
图6为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构的照明光形示意图之二。
图7A为本发明的一例车灯自适应远光照明***用调光机构的主视图。
图7B为图7A的A-A线剖视图。
图中，1为透镜，1a(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)光密介质透镜，1b为光疏介质透镜，2为LED光源，3为散热片，4为散热片盖，4a为设置于散热片盖上的旋转中心，5为调节机构组件，A为近光单元，B为远光单元，D为支架组件，F4为近光光形，F1，F2，F3分别为由左中右3个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3)构成的左中右(朝向前方照明方向)远光光形。
具体实施方式
下面以实施例，结合附图对本发明的应用例作进一步说明。
实施例1
本发明的一种远近光照明***示意图如图1-图7A，图7B所示，由近光单元A、远光单元B、调节组件及支架组件D组成。通过正向或反向驱动，调节组件可以驱动远光单元B以4a为旋转中心左右旋转，即调节远光光形的左右位置。
近光单元A所发出的光形F4如图5所示。远光光形由光形F1及光形F2，F3组成。远光光形及近光光形组成照明光形。
车辆发现前方道路有来车时，将信号发送给车灯，车灯通过关闭与多材质透镜1a(1a-1或1a-2,1a-3)对应的LED光源2，形成自适应远光照明***所需要的远光光形，如图6所示。并且通过调节远光光形的左右位置，以及左中右灯远光光形的结合，形成最终的自适应远光照明***的光形。
如图1-7A,B所示，多材质透镜1分为1a(1a-1，1a-2,1a-3)及1b两部分，(1a-1，1a-2,1a-3)采用光密材质，如PC，1b采用光疏材质，如PMMA。(1a-1，1a-2,1a-3)由3个透镜组成，每个透镜对应一个LED光源，透镜之间通过1b隔离。所述多材质透镜同样可以采用多次注塑、嵌件注塑或装配方式实现。LED发出的光线进入透镜(1a-1，1a-2,1a-3)后，一部分照射到透镜侧壁的光线发生全反射，形成如图所示的若干个两侧均带有竖直方向明暗截止线的光形，本例为3个远光光形F1、F2、F3。F4为近光光形。本实施例中无须马达来调节远光方向，所述调光机构对远光可以手动上下、左右调节，以避免尺寸误差及装配导致远光光形偏离近光光形。当车辆出现在对应的光形区域时，对应的LED熄灭。通过若干个横向排列的两侧均带有明暗截至线的远光光型的亮灭,来避免对来车的远光照明。当F1区域出现车辆时,F1对应的LED熄灭,F2及F3正常照明.当F1及F2区域同时出现车辆时,F1及F2熄灭,仅F3正常照明.更或者,F1及F3区域出现车辆,则仅F2正常照明。如图6为F2光形对应的LED熄灭.当车辆同时出现在F1、F3光形对应区域时，则F1、F3光形对应的LED熄灭。
本发明的优点在于通过静态的控制LED光源2的亮灭来改变远光照明的光形，结构更稳定，控制更精确，响应更迅速。本发明的一种自适应远光照明***与近光光形组合，通过马达来仅对远光光形的位置做调节的方式，比传统的通过马达来调整远、近光整体的光形的位置的方式，调节更为便捷，被调节的零部件的重量更轻、体积更小，有助于较小对马达输出扭矩的要求，以及节省空间，使结构更加紧凑。

Claims (10)

1.一种车灯自适应远光照明***用调光机构，包括：形成近光光形的近光单元(A)，由透镜(1)、LED光源(2)、散热片(3)、散热片盖(4)、设置于散热片盖(4)上的旋转中心(4a)、调节机构组件(5)构成的远光单元(B)，其特征在于，
所述构成远光单元(B)的透镜(1)包括n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)，所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)分别对应LED光源，形成n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)，
所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)为光密介质，另一种材质的透镜(1b)为光疏介质，
所述光疏介质透镜(1b)以框状设置于所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)外周，且有同样光疏介质透镜隔片将所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)侧部分别隔开，
利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个光密介质透镜射出的光线分别形成n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)，同时，远光光形由于全反射，各自形成竖直方向的明暗截止线，
n＝3-6，
通过调节组件(5)驱动远光单元(B)以旋转中心(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)对应的n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)中的一或几个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的若干个远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
2.如权利要求1所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6。
3.如权利要求4所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)并列设置，所述光疏介质透镜(1b)以框状设置于所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)的前侧和二侧。
4.如权利要求4所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)的光密介质绝对折射率可不同但大于所述光疏介质透镜(1b)绝对折射率。
5.如权利要求1-4任一项所述一种车灯自适应远光照明***用调光机构，其特征在于，所述n个透镜为3个。
6.一种车灯自适应调光方法，用于车灯自适应远光照明***，使用一种调光机构，所述调光机构包括：形成近光光形的近光单元(A)，由透镜(1)、LED光源(2)、散热片(3)、散热片盖(4)、设置于散热片盖(4)上的旋转中心(4a)、调节机构组件(5)构成的远光单元(B)，其特征在于，
所述散热片盖(4)上设有圆柱孔，与近光单元(A)上设有的球头配合，形成旋转中心4a，
所述构成远光单元(B)的透镜(1)包括n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)，所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)分别对应LED光源，形成n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)，
所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)为光密介质，另一种材质的透镜(1b)为光疏介质，
所述光疏介质透镜(1b)以框状设置于所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)外周，且有同样光疏介质透镜隔片将所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)侧部分别隔开，
利用光从光密介质进入光疏介质时，在两种介质的交界面产生全反射的原理，使通过两个光密介质透镜射出的光线分别形成n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)，同时，远光光形由于全反射，各自形成竖直方向的明暗截止线，
n＝3-6，
通过调节组件(5)驱动远光单元(B)以旋转中心(4a)为旋转中心作左、右旋转，由此，当摄像头探测到对面有来车或前方有车辆时，左中右n个远光光形(F1，F2，F3，..Fn)对应的所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)中的一或几个LED光源熄灭，形成带有竖直明暗截止线的若干个远光光形，再通过远光单元的左右旋转，使远光照明避让对面或前方车辆。
7.如权利要求6所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述光密、光疏介质透镜的绝对折射率在1.4至1.6。
8.如权利要求6所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)并列设置，所述光疏介质透镜(1b)以框状设置于所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)的前侧和二侧。
9.如权利要求6所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述n个光密介质透镜(1a-1，1a-2,1a-3，..1a-n)的光密介质绝对折射率可不同但大于所述光疏介质透镜(1b)绝对折射率。
10.如权利要求1-9任一项所述一种车灯自适应调光方法，其特征在于，所述n个透镜为3个。
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