專利名稱：地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型led燈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED燈，特別涉及一種用于地面交通工具上的區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈及其制造方法。
背景技術(shù)：
前照燈，也叫前大燈，安裝于交通工具例如汽車的頭部?jī)蓚?cè)，用于夜間照明。由于前照燈的照明效果直接影響夜間行車駕駛的操作和交通安全，因此世界各國(guó)交通管理部門多以法律形式規(guī)定了其照明標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，過(guò)去那種白熾真空燈已先后被淘汰，現(xiàn)在汽車的前照燈以鹵素?zé)簟㈦瘹鉄魹橹?。交通工具的前照燈例如汽車前照燈有其?dú)特的配光結(jié)構(gòu)，根據(jù)發(fā)光的類型也可分為遠(yuǎn)光燈和近光燈。例如遠(yuǎn)光燈發(fā)出的燈光經(jīng)燈罩反射體反射后徑直向前射去，以形成“遠(yuǎn)光”。近光燈發(fā)出的光給遮光板擋到燈罩反射體的上半部分，其反射出去的光線都是朝下漫射向地面，以形成“近光”，從而不會(huì)給對(duì)面來(lái)車的駕駛者造成眩目。前照燈對(duì)近光的光照的分配有著很嚴(yán)格的要求，如圖1A所示，根據(jù)ー些配光標(biāo)準(zhǔn)，在前照燈呈現(xiàn)近光模式時(shí)，在垂直配光屏上，h_h’線以下的明區(qū)需要達(dá)到一定的光強(qiáng)，而且為了防止眩目的要求，明區(qū)和暗區(qū)的交界需要被限定在h-h’線與H-H’線之間，并要形成明暗截止線。如圖1B所示，根據(jù)另外的ー些配光標(biāo)準(zhǔn) ，例如汽車右側(cè)的前照燈，其近光模式允許向右側(cè)朝外的方向有光束，這種光束也不會(huì)形成眩光，給對(duì)面的車的駕駛員產(chǎn)生影響。LED作為新型光源，自身有著其他照明光源所沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，譬如低電壓、長(zhǎng)壽命、體積小、重量輕、響應(yīng)快、無(wú)輻射、無(wú)污染及耐各種惡劣條件等。因此以LED為光源制作LED前照燈也是ー個(gè)新趨勢(shì)，但是現(xiàn)有的LED燈較難達(dá)到前照燈標(biāo)準(zhǔn)中在配光屏上的明區(qū)的光強(qiáng)要求，而且也不容易形成很明顯的明暗截止線，即不容易提供理想的近光。如圖2所示是ー種傳統(tǒng)的LED前照燈的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括橢球反光體1，遮光屏2，以及透鏡3。根據(jù)橢球的幾何特性，它存在兩個(gè)焦點(diǎn)Fl以及F2。LED光源放置在其中一個(gè)焦點(diǎn)Fl上,LED光源發(fā)出的光束通過(guò)橢球反光體I反射而匯聚到另外ー個(gè)焦點(diǎn)F2上,而橢球的第二焦點(diǎn)又恰恰是透鏡的焦點(diǎn)，根據(jù)透鏡的性質(zhì)，焦點(diǎn)上發(fā)射出的光線通過(guò)透鏡的折射，輸出的應(yīng)當(dāng)是平行光。根據(jù)這個(gè)原理，就可以根據(jù)要求適當(dāng)?shù)母淖儥E球的形狀，目的使從透鏡輸出的光水平擴(kuò)散，然后在透鏡的焦點(diǎn)處放置遮光屏2，以達(dá)到形成明暗截至線的目。這種傳統(tǒng)的LED前照燈需要設(shè)置擋光屏來(lái)實(shí)現(xiàn)光線的分配，而LED光源產(chǎn)生180度范圍的光，不可避免地，有相當(dāng)一部分的光束因?yàn)楸徽趽醵瓜蛳侣涞墓獾墓鈴?qiáng)不夠明亮，并且也造成了浪費(fèi)。另外，未來(lái)的前照燈的發(fā)展也更趨向于人性化的發(fā)展。其中ー個(gè)方向就是在交通工具如汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)增加側(cè)照角度，以提高行車安全。也就是說(shuō)，如汽車在行駛過(guò)程中，當(dāng)遇到轉(zhuǎn)彎時(shí)，在轉(zhuǎn)彎前就要能看清前方道路。而現(xiàn)有的前照燈，如上述的具有反光體1、遮光屏2的前照燈，其光利用率太小，發(fā)光角度小，造成光斑左右角度的照明不會(huì)太大。而現(xiàn)有技術(shù)提供了兩種主要的解決方案。一種是在后視鏡上加裝側(cè)照明燈，當(dāng)方向盤打轉(zhuǎn)時(shí)，輸出信號(hào)使后視鏡加裝的側(cè)照明燈點(diǎn)亮，以照亮前面的彎道路面。另外ー種是前照燈可以自動(dòng)調(diào)節(jié)方向，更具體地，當(dāng)方向盤打轉(zhuǎn)時(shí)，或上下坡時(shí)，輸出信號(hào)使前照燈轉(zhuǎn)動(dòng)方向，以將光斑移動(dòng)到前方彎道路面。這兩種方案都有相應(yīng)的缺陷，前者需要加裝側(cè)照燈，需要采樣方向盤信號(hào)，増加系統(tǒng)的復(fù)雜性。而后者采用傳統(tǒng)的機(jī)械原理，存在機(jī)械故障，并且響應(yīng)時(shí)間慢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其應(yīng)用于交通工具如汽車上，能達(dá)到足夠的光強(qiáng)以照亮前方的道路，又不會(huì)產(chǎn)生眩光，從而確保能有效并且安全地使用。本發(fā)明的另ー目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其LED光源發(fā)出的光，可以對(duì)應(yīng)投射到LED前照燈在垂直配光屏上的預(yù)定光型要求的區(qū)域。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其以LED發(fā)光體為光源，從而節(jié)能、耐用并且環(huán)保。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其中LED光源的LED發(fā)光體的光線路徑上設(shè)置有聚光器，從而提高了 LED光源的有效光通量，從而使所述LED前照燈在配光屏上的明區(qū)達(dá)到符合要求的光強(qiáng)。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其中所述LED光源周圍設(shè)置有一個(gè)反光器，以將所述LED光源投射到所述反光器上的光線進(jìn)行分配，防止光線向上方投射產(chǎn)生眩光，影響前方的交通工具上的駕駛者。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其中所述LED光源可以包括多個(gè)LED發(fā)光體，所述多個(gè)LED發(fā)光體可以排列成一列或多列的陣列，相比于以傳統(tǒng)LED發(fā)光體的陣列，本發(fā)明的LED發(fā)光體可以搭配聚光器和反光器以產(chǎn)生聚光的作用，從而使LED光源發(fā)出的光更均勻，不出現(xiàn)暗區(qū)。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其中不需要提供傳統(tǒng)LED前照燈所需要的擋光屏，從而更大限定地發(fā)揮LED光源的作用，使需要光亮的區(qū)域具有更高的光強(qiáng)。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其中所述LED光源可以沿著與反光器的中心軸線平行的方向并且向外設(shè)置，從而所述LED光源可以環(huán)射向所述反光器，并藉由所述反光器將光線匯聚到需要的區(qū)域，從而增強(qiáng)了 LED光源的光強(qiáng)的利用效率，而不像傳統(tǒng)LED前照燈中的LED光源垂直地安裝在沿著橢球反光體中心軸線的一個(gè)安裝板上，導(dǎo)致為了防止前照燈發(fā)出的光線向上投射，一開始從LED光源向下發(fā)出的光就被阻擋而使光強(qiáng)的利用效率很低。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其反光器具有龜板狀分割的反光面，從而使光線被反射后到達(dá)配光屏上預(yù)定區(qū)域，以符合近光的要求，所述龜板狀反光面的設(shè)計(jì)可以通過(guò)電腦軟件的模擬計(jì)算而得，例如通過(guò)確定所述LED前照燈在垂直配光屏上的光型要求后，根據(jù)電腦軟件再逆向得到所需的反光器的形狀，從而使本發(fā)明的所述LED前照燈設(shè)計(jì)難度降低并且制造エ藝相對(duì)簡(jiǎn)単。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且成本降低，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，用于ー主照明區(qū)、ー側(cè)照明區(qū)，以及ー旁高照明區(qū)配光要求的照明，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈包括一LED 光源；ー聚光器，以將所述LED光源的部分光線折射以提供所述主照明區(qū)的照明；以及一反光器，所述反光器包括ー側(cè)照明反射區(qū)以及ー旁高照明反射區(qū)，以分別將所述LED光源的部分光線反射至所述側(cè)照明區(qū)以及所述旁高照明區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈是前照燈，經(jīng)過(guò)所述聚光器折射后的光線匯聚到所述交通工具前下方的所述主照明區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述聚光器折射后的光線在配光屏上形成明暗截止線。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述反光器的內(nèi)表面是龜板狀分割的反射表面，以對(duì)應(yīng)形成所述側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及其他需要作均勻補(bǔ)光的銜接照明的補(bǔ)光反射區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈還包括一透光外罩，所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用后再穿過(guò)所述透光外罩，所述透光外罩提供保護(hù)作用。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述聚光器選自截取形非球面凸透鏡和直條型菲涅爾透鏡中的ー種。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，，所述透光外罩是用于改善所述LED燈的燈光質(zhì)
量的一種結(jié)構(gòu)透鏡。本發(fā)明還提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其包括一 LED 光源；ー聚光器，所述聚光器設(shè)置在所述LED光源的光線路徑上以將所述LED光源發(fā)出的一部分光匯聚；以及 一反光器，所述反光器形成一容納腔并具有ー開ロ，所述LED光源設(shè)置在所述容納腔內(nèi)，并且所述LED光源發(fā)出的另外一部分光到達(dá)所述反光器的內(nèi)表面上被反射后從所述開ロ投射出去，從而所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用被導(dǎo)引向預(yù)定配光區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈還包括一透光外罩，所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用后再穿過(guò)所述透光外罩，從而所述透光外罩保護(hù)和進(jìn)ー步改善所述LED光源發(fā)出的光井分配到所述預(yù)定配光區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈是交通工具的近光前照燈。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述反光器的對(duì)應(yīng)指向配光反射區(qū)根據(jù)預(yù)定配光要求進(jìn)行設(shè)計(jì)以使反射后的光與經(jīng)由所述聚光器的折射作用的光形成符合所述預(yù)定配光要求的光型，如形成符合遠(yuǎn)光前照燈以及其他近光前照燈的配光要求的光型。
根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述LED光源包括ー個(gè)或多個(gè)LED發(fā)光體，其中所述多個(gè)LED發(fā)光體排列成ー個(gè)陣列。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述反光器的內(nèi)表面是龜板狀分割表面，以對(duì)應(yīng)形成所述側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及其他需要作均勻補(bǔ)光的銜接照明的補(bǔ)光反射區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述LED光源沿著與所述反光器的中心軸線平行的方向并朝向所述反光器的所述開ロ設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈還包括至少一安裝構(gòu)件，以連接所述LED光源和所述聚光器。本發(fā)明還提供ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的制造方法，其包括如下步驟(a)將ー LED光源的第一部分光線折射至地面上的一主照明區(qū)；(b)將所述LED光源的第二部分光線反射至ー側(cè)照明區(qū)；以及(c)將所述LED光源的第三部分光線反射至一旁高照明區(qū)，所述主照區(qū)，所述側(cè)照區(qū)以及所述旁高照明區(qū)組成近光前照燈光型。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述方法中，所述LED的光源向前發(fā)射所述第一部分光線，以經(jīng)由一聚光器后折射向所述主照明區(qū)，并且所述LED光源向周圍發(fā)射所述第二部分光線以及所述第三部分光線以分別被一反射器反射向所述側(cè)照明區(qū)以及所述旁聞?wù)彰鲄^(qū)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述方法中，所述反光器包括ー側(cè)照明反射區(qū)以及ー旁高照明反射區(qū)，以分別將所述LED光源的所述第二以及第三部分光線反射至所述側(cè)照明區(qū)以及所述旁高照明區(qū)，所述反光器還包括補(bǔ)光反射區(qū)，以將所述LED光源的第四部分光線反射至需要均勻補(bǔ)光的銜接照明區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述方法中，根據(jù)電腦軟件模擬出所述LED前照燈的結(jié)構(gòu)并確定所要形成的所述主照明區(qū)，所述側(cè)照明區(qū)、所述旁高區(qū)以及所述補(bǔ)光反射區(qū)的預(yù)定光型，從而得出所述反光器的側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及所述補(bǔ)光反射區(qū)的形狀和尺寸以及所述聚光器的形狀和尺寸。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述方法還包括步驟設(shè)置一透光外罩，使所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用后再穿過(guò)所述透光外罩。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述方法還包括步驟將多個(gè)LED發(fā)光體排列成ー個(gè)陣列，以組合成所述LED光源。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述方法中，將所述聚光器設(shè)置在對(duì)所述LED光源具有聚光作用的位置，使經(jīng)過(guò)所述聚光器折射后的光線得以在配光屏上形成明顯的明暗截止線。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述方法中，所述聚光器選自截取形非球面凸透鏡和直條型菲涅爾透鏡中的ー種。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在上述方法中，所述反光器的所述側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及所述補(bǔ)光反射區(qū)形成所述反光器的龜板狀分割內(nèi)表面。
圖1A至圖1F是前照燈在配光屏上的幾種配光要求的示意圖。圖2是ー種傳統(tǒng)LED前照燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的外觀示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的LED發(fā)光源的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈在配光屏上形成的光型。
具體實(shí)施例方式如圖3至圖6所示是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的結(jié)構(gòu)示意圖，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈用于交通工具上的照明，例如應(yīng)用于汽車前照燈，以提供足夠強(qiáng)的光照以照亮前方的道路，又不至于對(duì)前方駛來(lái)的車輛的駕駛者產(chǎn)生眩目的效果，從而得以安全有效地使用。具體地，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈包括一 LED光源10，一反光器20，一聚光器30，以及一透光外罩40。所述LED光源10能夠達(dá)到前照燈對(duì)于遠(yuǎn)光的要求，所以可以直接制作成遠(yuǎn)光前照燈。而在本發(fā)明中，主要討論近光LED前照燈的形成。本發(fā)明的LED前照燈還包括用來(lái)匯聚光線的所述反光器20和所述聚光器30，所述反光器20設(shè)置在所述LED光源10的周圍，所述聚光器30設(shè)置在所述LED光源10的光線路徑上，從而所述LED光源的一部分光從所述LED光源10發(fā)出的光到達(dá)所述反光器20后被反射，另一部分光穿過(guò)所述聚光器30后被匯聚，并且這些光穿過(guò)所述透光外罩30后大部分的光線向路面投射，從而防止光線向上投射形成眩光而影響前方車輛的駕駛員。所述LED光源10包括ー個(gè)或多個(gè)LED發(fā)光體11，每個(gè)所述LED發(fā)光體11的光線路徑上可以設(shè)置有對(duì)應(yīng)的聚光器30的多個(gè)不同曲面的聚光透鏡31，也就是說(shuō)，所述聚光器30可以由多個(gè)起到聚光作用的所述聚光透鏡31組成，所述聚光透鏡如凸透鏡，菲涅爾透鏡，從而每所述LED發(fā)光體11發(fā)出的光經(jīng)所述聚光器30徑向匯聚后再投射出去，從而提高了光照效率，到達(dá)預(yù)定區(qū)域的光照具有較高的光通量。值得ー提的是所述聚光器20也可以是一整塊聚光透鏡。更具體地，所述聚光器30是為了將所述LED光源10的所述LED發(fā)光體發(fā)出的光得以在配光標(biāo)準(zhǔn)的配光屏上形成明顯的明暗截止線，所述菲涅爾透鏡可以是直條型菲涅爾透鏡，或者截取形非球面凸透鏡。也就是說(shuō)，為了達(dá)到形成明顯的明暗截止線的要求，將菲涅爾透鏡作為聚光器使用時(shí)，不能是傳統(tǒng)的平面圓盤形，因?yàn)闀?huì)在配光屏上形成圓型光斑，難以符合要求。凸透鏡在應(yīng)用為所述聚光器30時(shí)，也不是單一曲率的球面形，而是根據(jù)達(dá)到的明暗截止線的光型的要求而形成的非球面并且其邊界為多個(gè)投光截止斷面結(jié)合而形成的截聚形凸透鏡。所述聚光器30位于對(duì)應(yīng)的所述LED發(fā)光體11前方適宜的位置上，其尺寸和形狀可以根據(jù)需要設(shè)置，以達(dá)到最大的聚光效果，并且可以形成明暗截止效果，和明顯的光照區(qū)域。在ー個(gè)具體的實(shí)例中，所述聚光器30還提供有至少ー個(gè)安裝構(gòu)件32，從而使所述聚光器30藉由所述至少ー個(gè)安裝構(gòu)件32得以安裝在對(duì)應(yīng)在所述LED光源10的所述LED發(fā)光體11的光線路徑上的適宜位置處。值得ー提的是，所述聚光器30的作用是形成所需要的主要區(qū)域的照明，并且形成明顯的明暗截止線，在下面的揭露中會(huì)進(jìn)ー步闡述。所述LED光源10的所述LED發(fā)光體11設(shè)置在由所述反光器20界定的容納腔21中，所述反光器20可以與所述聚光器30 —起將所述LED發(fā)光體11發(fā)出的光進(jìn)行匯聚。經(jīng)過(guò)所述反光器20反射后的光和穿過(guò)所述聚光器30的光被匯聚后然后投射到需要的方向，更具體地，所述反光器20的內(nèi)表面是龜板狀的分割的反光面，所述反光器20形成ー開ロ22，經(jīng)過(guò)所述反光器20的內(nèi)表面反射后的光從所述開ロ 22向外投射。另外，因?yàn)樗龇垂馄?0實(shí)質(zhì)上是將所述LED光源10的所述LED發(fā)光體11發(fā)出的光導(dǎo)引著向各對(duì)應(yīng)照明區(qū)域如側(cè)照明區(qū)、旁高照明區(qū)和均勻補(bǔ)光照明區(qū)投射，從而所述LED光源10在配光標(biāo)準(zhǔn)的配光屏上的h-h’線以下的主照明區(qū)域的光強(qiáng)也得到進(jìn)ー步增強(qiáng)及均勻度的改善，以更符合要求。而在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖2中所示，為了得到理想的近光井在配光屏上形成明暗截止線，其設(shè)置有遮光屏2以實(shí)現(xiàn)理想的明暗截止并有效阻擋主照明區(qū)h-h’線以上部分的光線，從而使光源發(fā)出的光產(chǎn)生了很大部分浪費(fèi)，而在本發(fā)明中所述LED光源發(fā)出的光得到了有效的利用。所述反光器20龜板狀分割的反光面的設(shè)計(jì)可以通過(guò)電腦軟件來(lái)進(jìn)行，更具體地，可以在電腦中輸入要達(dá)到的圖1A至圖1F所示的光型的要求，然后電腦軟件可以依此要求計(jì)算出所述龜板狀分割的反光面的形狀以及尺寸。如圖1A至IF所示是ー些前照燈的配光標(biāo)準(zhǔn)中，在圖1A中，前照燈發(fā)出的光需要在在垂直配光屏上，h-h’線以下的明區(qū)需要達(dá)到一定的光強(qiáng)。根據(jù)本發(fā)明的LED光源完全可以達(dá)到上述要求，為了更好地防止眩目的要求，明區(qū)和暗區(qū)的交界需要被限定在h-h’線與H-H’線之間，并要形成明暗截止線。而圖1B中，前照燈的光線可以向兩側(cè)有傾斜光束。更具體地，例如汽車的右側(cè)前照燈允許向右上側(cè)有光束，左側(cè)前照燈允許向左上側(cè)有光束。圖1C至圖1F是其他的配光要求的光型。當(dāng)然，這些配光要求只是作為舉例，在實(shí)際實(shí)用中還可以有其他的具體的配光要求。所述反光器20的龜板狀分割的反光面的設(shè)計(jì)即是為了滿足上述的配光要求。更具體地，作為舉例，為了使所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈達(dá)到如圖1B所示的光型，根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，所述LED光源10發(fā)出的光經(jīng)過(guò)所述聚光器30后折射到配光屏III區(qū)，以用于朝向路面的照明。也就是說(shuō)，所述聚光器30主要分配主照明區(qū)III區(qū)的光線，并且形成了明暗截止線。所述反光器20也用于使所述LED前照燈的光盡可能地朝下方投射。但是如圖3所示，所述反光器20的龜板狀分割的反光面可以使所述LED光源10發(fā)出的到達(dá)所述反光器20的光投射到配光屏上I區(qū)和II區(qū)。也就是說(shuō)，在這個(gè)示范實(shí)施例中，I區(qū)和II區(qū)是所述反光器20反射光區(qū)，III區(qū)是所述聚光器30的折射光區(qū)。也就是說(shuō)，本發(fā)明的所述反光器20與所述聚光器30完成了預(yù)定區(qū)域的光線的分配，從而形成了本發(fā)明的區(qū)域指向配光型LED前照燈。換句話說(shuō)，所述配光屏I區(qū)和II區(qū)對(duì)應(yīng)路面上的旁高照明區(qū)I，和側(cè)照明區(qū)II。所述配光屏III區(qū)對(duì)應(yīng)路面上的主照明區(qū)III。這樣，本發(fā)明的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈提供了分別投向所述旁高照明區(qū)I，側(cè)照明區(qū)II以及主照明區(qū)III的光線。所述路面的旁高照明區(qū)I用于照亮路面旁邊的高處物體，如用于看清路牌和下垂的樹枝等。所述主照明區(qū)III用于照亮交通工具前下方的路面，所述側(cè)照明區(qū)II用于照亮交通工具前面偏外側(cè)方向的路面。相應(yīng)地，所述反光器20上形成旁高照明反射區(qū)20A以及側(cè)照明反射區(qū)20B，以用于分別將所述LED光源的光反射到對(duì)應(yīng)的所述旁高照明區(qū)I，和所述側(cè)照明區(qū)II。值得ー提的是，圖中所示的情形只作為舉例而并不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的反光器20的內(nèi)表面也可以制造成使所述LED前照燈發(fā)出的光形成如圖1A所示的光型。在實(shí)際實(shí)用中，本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思可以適用于根據(jù)具體的配光屏的要求來(lái)修改。而且為達(dá)到某一個(gè)預(yù)定光型，所述反光器20的結(jié)構(gòu)可以有多種。而且經(jīng)過(guò)所述反光器20反射后的光線與經(jīng)過(guò)所述聚光器30折射后的光線分別投射到的區(qū)域并不是完全分離的，當(dāng)然也可以是有重疊的。也就是說(shuō)，例如，經(jīng)過(guò)所述反光器20反射后的光線也會(huì)有少量部分光線投射到上述的主照明區(qū)III區(qū)。更值得一提的是，所述反光器20的龜板狀分割的反光面還設(shè)置有其他需要作均勻補(bǔ)光的銜接照明的補(bǔ)光反射區(qū)20C。也就是說(shuō)，為了上述旁高照明區(qū)I，和側(cè)照明區(qū)II以及主照明區(qū)III區(qū)之間的均勻銜接，所述反光器20上的補(bǔ)光反射區(qū)20C使上述三個(gè)照明區(qū)形成一個(gè)完整的光斑，如圖7所示是本實(shí)施例中的LED前照燈在配光屏上形成的光型。在本發(fā)明中，所述反光器20的內(nèi)表面不是光滑的表面，其在預(yù)定位置處呈龜板狀，以用于將到達(dá)所述反光器20的內(nèi)表面的光線反射到所需要的區(qū)域。值得ー提的是所述LED光源10可以沿著與所述反光器20的中心軸線平行的方向并且向外地設(shè)置，從而所述LED光源可以環(huán)射向所述反光器20，并藉由所述反光器20將光線匯聚到需要的區(qū)域，從而增強(qiáng)了所述LED光源10的光強(qiáng)的利用效率，而不像已有LED前照燈中的LED光源垂直地安裝在沿著橢球反光體中心軸線的一個(gè)安裝板上，導(dǎo)致為了防止前照燈發(fā)出的光線向上投射，一開始從LED光源向下發(fā)出的光就需要被阻擋，如圖2中所示。也就是說(shuō)，在本發(fā)明中，所述LED光源10的多個(gè)所述LED發(fā)光體10徑向地朝向所述反光器20的開ロ 22設(shè)置，而不是圖2中所示的傳統(tǒng)的前照燈中的安裝方式，這使得這種傳統(tǒng)前照燈在圖中所示S區(qū)域內(nèi)的大約只有三分之一的光被用于投射到照明區(qū)域，因而造成了極大的浪費(fèi)。所以，本發(fā)明的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈只需要較小的功率，就完全可以符合配光要求。另外，還值得一提的是，正因?yàn)楸景l(fā)明的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的高效配光方式，其可以達(dá)到左右更寬的角度的照明。也就是說(shuō)，本發(fā)明的地面交通エ具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的光線的預(yù)定投射區(qū)域可以向左右兩側(cè)進(jìn)一歩延伸，從而使光斑在左右兩側(cè)方向上有更寬的延展性，以提供了更寬角度的側(cè)照。例如在現(xiàn)有的ー些配光要求中，光線左右角度在9度至20度左右，而本發(fā)明的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈能夠提供足夠亮的更寬角度的照明。從而在安裝在交通工具如汽車上后，汽車轉(zhuǎn)彎前，本發(fā)明的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的光線就會(huì)照射到前面彎道的路面，這樣在汽車轉(zhuǎn)向前，駕駛員就能提前知曉前方路面的情況。而不需要現(xiàn)有技術(shù)中使前照燈隨方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。也不需要在后視鏡上安裝側(cè)照明燈。所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈還包括一透光外罩40，所述透光外罩40可以是無(wú)色透明的，以允許所述LED光源經(jīng)所述反光器20反射以及所述聚光器30折射后的光線穿過(guò)而達(dá)到預(yù)定的配光區(qū)，并且所述透光外罩40起到保護(hù)光學(xué)元件的作用。另外，值得ー提的是，所述LED光源10的LED發(fā)光體11使用白光LED發(fā)光體吋，經(jīng)過(guò)所述聚光器30的折射作用后會(huì)形成彩色光層的析出，因此，作為舉例，所述透光外罩可以根據(jù)各種白光LED發(fā)光體在折射光路中不同的藍(lán)光溢出狀況而設(shè)計(jì)為適當(dāng)帶有黃光分量，從而中和一定分量的顔色，以改善所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的燈光質(zhì)量。如上所述，光線從所述LED光源10的各個(gè)LED發(fā)光體11發(fā)出，并呈空間立體角方向散射，直接朝向所述反光器20的所述開ロ 22發(fā)出的光先穿過(guò)所述聚光器30被折射后從所述開ロ 22往外投射，而朝向四周的光會(huì)達(dá)到所述反光器20的內(nèi)表面，并且在所述反光器20的內(nèi)表面被反射后再投射向所述開ロ 22，并且經(jīng)過(guò)所述聚光器30折射的一部分光線以及經(jīng)過(guò)所述反光器20的內(nèi)表面反射后的另一部分光線再穿過(guò)所述透光外罩40，從而使所述LED前照燈最終發(fā)出的光線在到達(dá)配光屏上后形成符合要求的配光光型，例如圖1A至圖1F所示的光型。值得ー提的是，本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)通過(guò)調(diào)整所述反光器20的形狀和尺寸，也可以用來(lái)制作成LED前照燈的遠(yuǎn)光燈。另外，本發(fā)明也提供了ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的制造方法，該方法包括步驟將至少一 LED發(fā)光體11組成ー LED光源10 ;然后在所述LED光源10的光線路徑上設(shè)置有一聚光器30，以將所述LED發(fā)光體11發(fā)出的至少一部分光線匯聚；然后根據(jù)電腦軟件的模擬，根據(jù)ー預(yù)定配光標(biāo)準(zhǔn)匹配出所述LED前照燈的一個(gè)反光器20的形狀以及尺寸，所述反光器20設(shè)置在所述LED光源10的周圍并形成一個(gè)開ロ 22以用于所述LED光源的光線向外投射，從而所述LED光源10的所述LED發(fā)光體發(fā)出的光分別經(jīng)過(guò)所述聚光器30的折射作用以及所述反光器20的反射作用后能形成符合所述預(yù)定配光標(biāo)準(zhǔn)的光。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。由此可見，本發(fā)明之目的已經(jīng)完整并有效的予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實(shí)施例中予以展示和說(shuō)明，在不背離所述原理下，實(shí)施方式可作任意修改。所以，本發(fā)明包括了基于權(quán)利要求精神及權(quán)利要求范圍的所有變形實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，用于ー主照明區(qū)、ー側(cè)照明區(qū)，以及一旁高照明區(qū)配光要求的照明，其特征在于，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈包括 一 LED光源； ー聚光器，以將所述LED光源的部分光線折射以提供所述主照明區(qū)的照明；以及 一反光器，所述反光器包括ー側(cè)照明反射區(qū)以及ー旁高照明反射區(qū)，以分別將所述LED光源的部分光線反射至所述側(cè)照明區(qū)以及所述旁高照明區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈是前照燈，經(jīng)過(guò)所述聚光器折射后的光線匯聚到所述交通工具前下方的所述主照明區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述聚光器折射后的光線在配光屏上形成明暗截止線。
4.如權(quán)利要求1所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述反光器的內(nèi)表面是龜板狀分割的反射表面，以對(duì)應(yīng)形成所述側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及其他需要作均勻補(bǔ)光的銜接照明的補(bǔ)光反射區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，還包括一透光外罩，所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用后再穿過(guò)所述透光外罩，所述透光外罩提供保護(hù)作用。
6.如權(quán)利要求1至5中任一所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述聚光器選自截取形非球面凸透鏡和直條型菲涅爾透鏡中的ー種。
7.如權(quán)利要求5所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述透光外罩是用于改善所述LED燈的燈光質(zhì)量的一種結(jié)構(gòu)透鏡。
8.ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，包括 一 LED光源； ー聚光器，所述聚光器設(shè)置在所述LED光源的光線路徑上以將所述LED光源發(fā)出的一部分光匯聚；以及 一反光器，所述反光器形成一容納腔并具有ー開ロ，所述LED光源設(shè)置在所述容納腔內(nèi)，并且所述LED光源發(fā)出的另外一部分光到達(dá)所述反光器的內(nèi)表面上被反射后從所述開ロ投射出去，從而所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用被導(dǎo)引向預(yù)定配光區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，還包括一透光外罩，所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用后再穿過(guò)所述透光外罩，從而所述透光外罩保護(hù)和進(jìn)ー步改善所述LED光源發(fā)出的光井分配到所述預(yù)定配光區(qū)域。
10.如權(quán)利要求8或9所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在干，所述地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈是交通工具的近光前照燈。
11.如權(quán)利要求9所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述反光器的對(duì)應(yīng)指向配光反射區(qū)根據(jù)預(yù)定遠(yuǎn)光前照燈的配光要求進(jìn)行設(shè)計(jì)以使反射后的光與經(jīng)由所述聚光器的折射作用的光形成符合所述遠(yuǎn)光前照燈的配光要求的光型。
12.如權(quán)利要求9所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述反光器的對(duì)應(yīng)指向配光反射區(qū)根據(jù)預(yù)定配光要求進(jìn)行設(shè)計(jì)以使反射后的光與經(jīng)由所述聚光器的折射作用的光形成符合所述預(yù)定配光要求的光型。
13.如權(quán)利要求8、9、11或12所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述LED光源包括ー個(gè)或多個(gè)LED發(fā)光體，其中所述多個(gè)LED發(fā)光體排列成ー個(gè)陣列。
14.如權(quán)利要求13所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述聚光器設(shè)置在對(duì)所述LED光源具有聚光作用的位置。
15.如權(quán)利要求14所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述聚光器選自截取形非球面凸透鏡和直條型菲涅爾透鏡中的ー種。
16.如權(quán)利要求10所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述反光器的內(nèi)表面是龜板狀分割表面，以對(duì)應(yīng)形成所述側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及其他需要作均勻補(bǔ)光的銜接照明的補(bǔ)光反射區(qū)。
17.如權(quán)利要求8所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，所述LED光源沿著與所述反光器的中心軸線平行的方向并朝向所述反光器的所述開ロ設(shè)置。
18.如權(quán)利要求8所述的地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈，其特征在于，還包括至少一安裝構(gòu)件，以連接所述LED光源和所述聚光器。
19.ー種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 (a)將ーLED光源的第一部分光線折射至地面上的一主照明區(qū)； (b)將所述LED光源的第二部分光線反射至ー側(cè)照明區(qū)；以及 (c)將所述LED光源的第三部分光線反射至一旁高照明區(qū)，所述主照區(qū)，所述側(cè)照區(qū)以及所述旁高照明區(qū)組成近光前照燈光型。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述LED的光源向前發(fā)射所述第一部分光線，以經(jīng)由一聚光器后折射向所述主照明區(qū)，并且所述LED光源向周圍發(fā)射所述第二部分光線以及所述第三部分光線以分別被一反射器反射向所述側(cè)照明區(qū)以及所述旁高照明區(qū)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述反光器包括ー側(cè)照明反射區(qū)以及ー旁高照明反射區(qū)，以分別將所述LED光源的所述第二以及第三部分光線反射至所述側(cè)照明區(qū)以及所述旁高照明區(qū)，所述反光器還包括補(bǔ)光反射區(qū)，以將所述LED光源的第四部分光線反射至需要均勻補(bǔ)光的銜接照明區(qū)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，根據(jù)電腦軟件模擬出所述LED前照燈的結(jié)構(gòu)并確定所要形成的所述主照明區(qū)，所述側(cè)照明區(qū)、所述旁高區(qū)以及所述補(bǔ)光反射區(qū)的預(yù)定光型，從而得出所述反光器的側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及所述補(bǔ)光反射區(qū)的形狀和尺寸以及所述聚光器的形狀和尺寸。
23.如權(quán)利要求20至22中任一所述的方法，其特征在于，還包括步驟設(shè)置一透光外罩，使所述LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由所述聚光器的折射作用以及所述反光器的反射作用后再穿過(guò)所述透光外罩。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括步驟將多個(gè)LED發(fā)光體排列成一個(gè)陣列，以組合成所述LED光源。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，將所述聚光器設(shè)置在對(duì)所述LED光源具有聚光作用的位置，使經(jīng)過(guò)所述聚光器折射后的光線得以在配光屏上形成明顯的明暗截止線。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述聚光器選自截取形非球面凸透鏡和直條型菲涅爾透鏡中的ー種。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述反光器的所述側(cè)照明反射區(qū)、所述旁高照明反射區(qū)以及所述補(bǔ)光反射區(qū)形成所述反光器的龜板狀分割內(nèi)表面。
全文摘要
一種地面交通工具區(qū)域?qū)?yīng)指向配光型LED燈及其制造方法，該LED燈包括LED光源，聚光器，以及反光器，該聚光器設(shè)置在該LED光源的光線路徑上以將該LED光源發(fā)出的一部分光匯聚，該反光器形成一容納腔并具有一開口，該LED光源設(shè)置在該容納腔內(nèi)，并且該LED光源發(fā)出的另外一部分光到達(dá)該反光器的內(nèi)表面上被反射后從該開口投射出去，從而該LED光源發(fā)出的光分別經(jīng)由該聚光器的折射作用以及該反光器的反射作用被分別導(dǎo)引向路面上的主照明區(qū)、側(cè)照明區(qū)、旁高照明區(qū)以及如果需要的其他區(qū)域。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK103062698SQ20131003483
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者張文虎, 鄭秋華 申請(qǐng)人:上海開騰信號(hào)設(shè)備有限公司