CN108613109B - 一种前照灯及其模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种前照灯及其模组，包括：配光罩和LED基板；配光罩呈柱状且内壁连接有两个调光件，两个调光件以配光罩的中垂线为轴对称设置，两个调光件与内壁围成两个对称的第一配光腔；任一调光件与内壁的连接处围成第二配光腔；LED基板设于两个LED芯片组，两个LED芯片组中的第一LED芯片组与调光件中的第一调光件相对设置，两个LED芯片组中的第二LED芯片组与调光件中的第二调光件相对设置；两个LED芯片组发出的光经配光罩配光后，得到光线均匀且光形呈柱状的出射光。本发明的前照灯及其模组能产生光线均匀分布且光形呈柱状的出射光，其出射光形与卤素灯的出射光形一致，可代替传统的卤素灯并与原配反光杯适配。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车灯技术领域，尤其涉及一种前照灯及其模组。
背景技术
前照灯不仅是汽车外观造型的组成部分，更是夜间或恶劣天气条件下行车的主要照明设备，对行车安全具有至关重要的作用。目前，为了减少汽车的成本，市场上大部分汽车厂商采用卤素灯作为前照灯的光源，并根据卤素灯的出光光形配备专门的反光杯来对进行配光，避免对面来车驾驶员眩目。但是，由于卤素灯的功率大、亮度低且寿命低，因而卤素灯一旦出现光衰，就需要及时进行更换以避免产生安全隐患。另一方面，因为LED灯具有使用寿命长及出光效率高等优点，故当需替换卤素灯时，使用LED灯来替换卤素灯成为市场趋势。
现有的卤素灯包括泡壳和灯丝，在泡壳内部填充卤族元素或卤化物，并且泡壳通常为对称的柱状，使得卤素灯发光均匀且出射光形呈柱状。然而，LED灯的基本结构是一块电致发光的半导体材料，其发光不均匀且出射光形为半球状，故当采用现有的LED灯来替换卤素灯时，LED灯并不能与原配前照灯的反光杯适配，进而产生前照灯出射光形差、配光效果差的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的一种前照灯及其模组能够产生光线均匀分布且光形呈柱状的出射光，其出射光形与卤素灯的出射光形一致，能够完全代替传统的卤素灯，并与原配反光杯适配。
为解决上述技术问题，本发明的一种前照灯，包括：配光罩和LED基板；其中，所述配光罩呈柱状且内壁连接有两个调光件，所述两个调光件以所述配光罩的中垂线为轴对称设置，所述两个调光件与所述内壁围成两个对称的第一配光腔，两个所述第一配光腔连通；任一所述调光件与所述内壁的连接处围成第二配光腔；
所述LED基板设于两个LED芯片组，所述两个LED芯片组中的第一LED芯片组与所述调光件中的第一调光件相对设置，所述两个LED芯片组中的第二LED芯片组与所述调光件中的第二调光件相对设置，任一所述LED芯片组包括至少一个LED芯片；
所述两个LED芯片组发出的光经所述配光罩配光后，得到均匀且光形呈柱状的出射光。
作为上述方案的改进，所述配光罩的内壁设有第一配光棱镜，用于对所述第一配光腔内的光进行全发射，使得所述第一配光腔内的光均匀透射出所述配光罩。
作为上述方案的改进，所述第一配光棱镜包括三角棱镜、柱面棱镜、轮胎面棱镜、马蹄形棱镜、瓦片棱镜和楔形棱镜中的一种或多种组合，所述第一配光棱镜采用高透光率材质制成。
作为上述方案的改进，在入射角小于全反射临界角的第一配光棱镜的入光面涂覆有反光层以对入射光进行反射；其中，所述全发射临界角用于指示入射光发生全发射的临界角。
作为上述方案的改进，所述调光件包括入光端、第一调光通道和第二调光通道，所述入光端朝向所述LED芯片组的出光面，所述第一调光通道和所述第二调光通道分别与所述配光罩的内壁连接，以使进入所述调光件的光经所述第一调光通道和所述第二调光通道后均匀透射出所述配光罩。
作为上述方案的改进，所述第一调光通道的第一侧壁和所述配光罩的内壁围成一个所述第一配光腔；所述第二调光通道的第一侧壁和所述配光罩的内壁围成另一个所述第一配光腔；所述第一调光通道的第二侧壁、所述第二调光通道的第二侧壁和配光侧壁围成所述第二配光腔；所述配光侧壁上设有第二配光棱镜，所述第二配光棱镜用于对所述第二配光腔内的光进行全发射，使得所述第二配光腔内的光均匀透射出所述配光罩。
作为上述方案的改进，所述配光罩的横截面呈圆形或椭圆形。
为解决上述技术问题，本发明的一种前照灯模组，包括上述任意一种前照灯和安装架；其中，
所述安装架包括支撑件以及与所述支撑件连接的安装座；
所述前照灯的LED基板固定于所述支撑件上，所述前照灯的配光罩套设于所述安装座上。
作为上述方案的改进，所述前照灯模组，还包括：
卡扣，设于所述安装座的底部，以将所述前照灯模组卡设于反光杯内；
散热灯体，与所述卡扣的底部连接以支撑所述前照灯，所述散热灯体的内部设有风扇；
电缆，贯穿于所述散热灯体、所述卡扣和所述安装座并与所述LED基板连接，以对所述LED芯片组供电。
作为上述方案的改进，所述配光罩的内壁的边缘设有凸条；所述安装座呈圆柱状且外壁边缘设有凹槽；所述凸条与所述凹槽啮合以安装所述前照灯。
与现有技术相比，本发明的一种前照灯及其模组包括配光罩和LED基板，其中，该配光罩呈柱状且内壁连接有两个调光件，两个调光件以配光罩的中垂线为轴对称设置，两个调光件与内壁围成两个对称的第一配光腔，两个第一配光腔连通；任一调光件与内壁的连接处围成第二配光腔；LED基板设于两个LED芯片组，两个LED芯片组中的第一LED芯片组与调光件中的第一调光件相对设置，两个LED芯片组中的第二LED芯片组与调光件中的第二调光件相对设置，任一LED芯片组包括至少一个LED芯片。一方面，由于LED芯片组与调光件相对，则LED芯片组正面发射出的光入射至调光件，调光件调整该入射光的光路，降低入射光的光线密度并均匀透射出配光罩；另一方面，LED芯片组两侧发射出的光入射至第一配光腔，第一配光腔对其内的光进行配光，使得第一配光腔内的光线均匀透射出配光罩。另外，调光件与配光罩的连接处围成有第二配光腔，可对透射至第二配光腔的光进行配光，使得第二配光腔内的光线可均匀透射出配光罩。因此，本发明的前照灯中两个LED芯片组发出的光经配光罩配光后，得到光线均匀分布且光形呈柱状的出射光，该前照灯及其模组的出射光形与卤素灯的出射光形一致，能够完全代替传统的卤素灯来与原配反光杯适配，进而可有效提高前照灯的使用寿命，节省前照灯的更换成本。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种前照灯的结构示意图。
图2是本发明实施例1中一种第一配光棱镜的结构示意图。
图3是本发明实施例1中前照灯出射光的光线分布示意图。
图4是本发明实施例1中反光层涂覆位置示意图。
图5是本发明实施例1中配光罩横截面为椭圆形时配光罩的结构示意图。
图6是本发明实施例1中配光罩横截面为椭圆形时前照灯出射光的光线分布示意图。
图7是本发明实施例1中LED基板为双面板的结构示意图。
图8是本发明实施例2的一种前照灯模组的结构示意图。
图9是本发明实施例2中一种前照灯模组的剖视图。
图10是本本发明实施例2中一种前照灯模组的俯视图。
图中：10配光罩、11调光件、111入光端、112第一调光通道、113第二调光通道、114第一调光通道的第一侧壁、115第一调光通道的第二侧壁、116第二调光通道的第一侧壁、117第二调光通道的第二侧壁、118配光侧壁、12第一配光腔、13第二配光腔、14LED基板、141LED芯片组、15第一配光棱镜、151反光层、2安装架、21支撑件、22安装座、23凹槽、3卡扣、4散热灯体、41风扇、5电缆、6反光杯。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图1所示，是本发明实施例1的一种前照灯的结构示意图。
该前照灯1包括：配光罩10和LED基板14；其中，配光罩10呈柱状且其横截面呈圆形，其内壁连接有两个调光件11，两个调光件11以配光罩10的中垂线为轴对称设置，两个调光件11与内壁围成两个对称的第一配光腔12，两个第一配光腔12连通；任一调光件11与配光罩10内壁的连接处围成第二配光腔13；LED基板14设于两个第一配光腔12的连通通道内，LED基板14上设有两个LED芯片组141，两个LED芯片组141中的第一LED芯片组与调光件11中的第一调光件相对设置，两个LED芯片组141中的第二LED芯片组与调光件11中的第二调光件相对设置，任一LED芯片组141包括至少一个LED芯片。
当LED基板14上的两个LED芯片组141发射出光时，LED芯片组141正面发射出的光具有较大的光线密度，LED芯片组141两侧发射出的光具有较小的光线密度。由于LED芯片组141与调光件11相对，则LED芯片组141正面发射出的光入射至调光件11，调光件11调整该入射光的光路，降低入射光的光线密度并均匀透射出配光罩10；而LED芯片组141两侧发射出的光则入射至第一配光腔12，第一配光腔12对其内的光进行配光，使得第一配光腔12内的光线均匀透射出配光罩10。另外，调光件11与配光罩10的连接处围成有第二配光腔13，可对透射至第二配光腔13的光进行配光，使得第二配光腔13内的光线可均匀透射出配光罩10。因此，本发明的前照灯1中两个LED芯片组141发出的光经配光罩10配光后，得到光线均匀分布且光形呈柱状的出射光，该前照灯1的出射光形与卤素灯的出射光形一致，能够完全代替传统的卤素灯来与原配反光杯适配，进而可有效提高前照灯1的使用寿命，节省前照灯1的更换成本。
其中，如图1所示，调光件11包括入光端111、第一调光通道112和第二调光通道113，入光端111朝向LED芯片组141的出光面，第一调光通道112和第二调光通道113分别与配光罩10的内壁连接。当LED芯片组141正面发射出的光从入光端111进入调光件11时，调光件11通过第一调光通道112和第二调光通道113降低光线密度，并且使得入射光经第一调光通道112和第二调光通道113后均匀透射出配光罩10。
进一步地，如图1～3所示，第一调光通道的第一侧壁114和配光罩10的内壁围成一个第一配光腔12；第二调光通道的第一侧壁116和配光罩10的内壁围成另一个第一配光腔12；配光罩10的内壁设有第一配光棱镜15，用于对进入第一配光腔12内的光进行全发射，使得第一配光腔12内的光均匀透射出配光罩10。此外，第一调光通道的第二侧壁115、第二调光通道的第二侧壁117和配光侧壁118围成第二配光腔13；配光侧壁118上设有第二配光棱镜，第二配光棱镜用于对第二配光腔13内的光进行全发射，使得第二配光腔13内的光均匀透射出配光罩10。
具体地，如图2所示，该第一配光棱镜15呈锯齿状。该第一配光棱镜15包括三角棱镜、柱面棱镜、轮胎面棱镜、马蹄形棱镜、瓦片棱镜和楔形棱镜中的一种或多种组合，第一配光棱镜15采用高透光率、高耐热的玻璃或透明塑料制成。
具体地，该第二配光棱镜呈锯齿状(图中未示出)，包括三角棱镜、柱面棱镜、轮胎面棱镜、马蹄形棱镜、瓦片棱镜和楔形棱镜中的一种或多种组合，第二配光棱镜采用高透光率、高耐热的玻璃或透明塑料制成。
进一步地，如图4所示，为了提高前照灯1的出光效率，在入射角小于全反射临界角的第一配光棱镜15的入光面涂覆有反光层151，以对入射光进行反射，使得反射后的光能够经过其他未涂覆反光层的第一配光棱镜15进行全发射，提高LED芯片组141发射光的利用率；其中，全发射临界角用于指示入射光发生全发射的临界角。
可选的，如图5～6所示，该前照灯1的配光罩10的截面可呈椭圆形，两个LED芯片组141发出的光经截面呈椭圆形的配光罩10配光后，使得配光罩10透射出的出射光呈柱状且光线均匀分布。
进一步地，如图1所示，该前照灯1中LED基板14可以是两个单面PCB板，每个单面PCB板上采用高导热金属或金属合金进行布线，例如铜或铝。
可选的，如图7所示，该前照灯1中LED基板14可以是一个双面PCB板，该双面PCB板上采用高导热金属或金属合金进行布线，例如铜或铝。
实施例2
如图8所示，是本发明实施例2的一种前照灯模组的结构示意图。
该前照灯1模组包括上述任意一种前照灯1和安装架2；其中，如图10所示，该安装架2包括支撑件21以及与支撑件21连接的安装座22；前照灯1的LED基板14固定于支撑件21上，前照灯1的配光罩10套设于安装座22上。
进一步地，如图8～10所示，该前照灯1模组，还包括：卡扣3，设于安装座22的底部，以将前照灯1模组卡设于反光杯6内；散热灯体4，与卡扣3的底部连接以支撑前照灯1，散热灯体4的内部设有风扇41；电缆5，贯穿于散热灯体4、卡扣3和安装座22并与LED基板14连接，以对LED芯片组141供电。
其中，散热灯体4采用高导热的航空铝、锌合金、压铸铝等高导热材料制成。该风扇41为被动散热风扇、风冷散热风扇或水冷散热风扇。
进一步地，该配光罩10的内壁的边缘设有凸条(图中未示出)；安装座22呈圆柱状且外壁边缘设有凹槽23；凸条与凹槽23啮合以安装前照灯1。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种前照灯，其特征在于，包括：配光罩和LED基板；其中，
所述配光罩呈柱状且内壁连接有两个调光件，所述两个调光件以所述配光罩的中垂线为轴对称设置，所述两个调光件与所述内壁围成两个对称的第一配光腔，两个所述第一配光腔连通；任一所述调光件与所述内壁的连接处围成第二配光腔；
所述LED基板设于两个LED芯片组，所述两个LED芯片组中的第一LED芯片组与所述调光件中的第一调光件相对设置，所述两个LED芯片组中的第二LED芯片组与所述调光件中的第二调光件相对设置，任一所述LED芯片组包括至少一个LED芯片；
所述两个LED芯片组发出的光经所述配光罩配光后，得到光线均匀且光形呈柱状的出射光；
所述调光件包括入光端、第一调光通道和第二调光通道，所述入光端朝向所述LED芯片组的出光面，所述第一调光通道和所述第二调光通道分别与所述配光罩的内壁连接，以使进入所述调光件的光经所述第一调光通道和所述第二调光通道后均匀透射出所述配光罩；
所述第一调光通道的第一侧壁和所述配光罩的内壁围成一个所述第一配光腔；所述第二调光通道的第一侧壁和所述配光罩的内壁围成另一个所述第一配光腔；所述第一调光通道的第二侧壁、所述第二调光通道的第二侧壁和配光侧壁围成所述第二配光腔；所述配光侧壁上设有第二配光棱镜，所述第二配光棱镜用于对所述第二配光腔内的光进行全发射，使得所述第二配光腔内的光均匀透射出所述配光罩。
2.如权利要求1所述的前照灯，其特征在于，所述配光罩的内壁设有第一配光棱镜，用于对所述第一配光腔内的光进行全发射，使得所述第一配光腔内的光均匀透射出所述配光罩。
3.如权利要求2所述的前照灯，其特征在于，所述第一配光棱镜包括三角棱镜、柱面棱镜、轮胎面棱镜、马蹄形棱镜、瓦片棱镜和楔形棱镜中的一种或多种组合，所述第一配光棱镜采用高透光率材质制成。
4.如权利要求2所述的前照灯，其特征在于，在入射角小于全反射临界角的第一配光棱镜的入光面涂覆有反光层以对入射光进行反射；其中，所述全发射临界角用于指示入射光发生全发射的临界角。
5.如权利要求1所述的前照灯，其特征在于，所述配光罩的横截面呈圆形或椭圆形。
6.一种前照灯模组，其特征在于，包括如权利要求1～5中任一项所述的前照灯和安装架；其中，
所述安装架包括支撑件以及与所述支撑件连接的安装座；
所述前照灯的LED基板固定于所述支撑件上，所述前照灯的配光罩套设于所述安装座上。
7.如权利要求6所述的前照灯模组，其特征在于，还包括：
卡扣，设于所述安装座的底部，以将所述前照灯模组卡设于反光杯内；
散热灯体，与所述卡扣的底部连接以支撑所述前照灯，所述散热灯体的内部设有风扇；
电缆，贯穿于所述散热灯体、所述卡扣和所述安装座并与所述LED基板连接，以对所述LED芯片组供电。
8.如权利要求6所述的前照灯模组，其特征在于，所述配光罩的内壁的边缘设有凸条；所述安装座呈圆柱状且外壁边缘设有凹槽；所述凸条与所述凹槽啮合以安装所述前照灯。
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