[发明专利]组合折反式的汽车LED前照灯远光光学系统

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种给机动车驾驶员提供道路照明的组合折反式的汽车LED前照灯远光光学系统。

背景技术

目前机动车使用的前照灯远光系统能够为机动车驾驶员提供道路照明。根据国内外前照灯标准，远光系统适用于行车速度较快时，及时的为机动车驾驶员提供远处的路面情况照明，包括提供足够水平宽度的道路照明照亮相邻车道，同时提供前方足够远处的照明，给驾驶员判断路面情况提供方便。

我国所采用的车灯标准GB4599-2007《汽车前照灯配性能》是参考欧洲经济委员会的相关法规《E/ECE/324 Addendum 1:Regulations No.1 and No.2》而制定的。根据国标标准，机动车前照灯远光系统需要在车灯前方25米处形成一个水平扩展达到±3960mm的光照区域，测试屏上除了I、II、III、IV区域的照度要求外，同时，应满足最大照度分布在中心点HV点附近；因此，整个光斑的中心点HV点应具备足够大的热点照度，以保证远光系统的照明距离足够远，同时，在一定的水平方向上也要有充分的扩展，通过在测试屏中心HV点左右1125mm处达到24lx和2250mm处达到6lx，来保证远光系统在远处路面上能够照明足够的宽度。

现行的汽车前照灯远光系统主要以卤钨灯和氙灯作为光源，采用的光学系统主要包括自由曲面反射器和基于二次圆锥曲线旋转对称的远光反射器，存在如下问题：1．使用卤钨灯作为光源，要能够产生满足要求的照度，其功率要求非常高，并且车灯所使用的卤钨灯有严格的光源标准和分类，因而系统的运行成本很高；2．前照灯系统需要在夜晚长时间运行，卤钨灯的寿命相对较短，因而需要机场频繁更换灯泡，维护成本也较高；3. 由于卤钨灯和氙灯的光源发光特性，远光系统中通常会使用铝帽遮挡和反射光源直射光。因此，无论是采用自由曲面反射器还是基于二次圆锥曲线旋转对称的远光反射器，光源出射的光线都有相当一部分被铝帽遮挡和吸收，使整体的光学系统光能利用效率受到很大限制；4．由于卤钨灯和氙灯均有一定的几何尺寸，采用的自由曲面反射器或基于二次圆锥曲线旋转对称的远光反射器，相对于基于LED为光源的汽车前照灯的远光光学系统而言，通常尺寸偏大，制造成本也较高。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种组合折反式的汽车LED前照灯远光光学系统，是以白光LED模组作为光源，并结合非球面反射器、组合透镜组、以及一维扩束二次配光镜组形成光学系统；使得白光LED模组光源发出的光线经过非球面反射器将光束扩束到一定的角度，进行二次配光，在目标照明面上形成给定要求的光照度分布。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：组合折反式的汽车LED前照灯远光光学系统，包括一颗或多颗白光LED模组光源、组合透镜组、非球面反射器和一维扩束镜系统，白光LED模组光源由非球面反射器末端开口处置入其内，芯片的发光中心定位在非球面反射器的焦点处，将一体化设计为单个折射器件的组合透镜组与白光LED模组光源置入非球面反射器的同轴线上，其特征在于：所述的组合透镜组连接一维扩束镜系统，一维扩束镜系统的外沿与非球面反射器的卡槽配合，使组合透镜组的物方焦点与白光LED模组光源发光面几何中心重合，组合透镜组光轴与非球面反射器回转中心轴重合。

所述的白光LED模组光源芯片的发光中心定位在非球面反射器的焦点处，距离开口端92.16mm。

所述的白光LED模组光源为大功率单芯片封装或多芯片封装的大功率LED光源，或是多颗白光LED阵列的光源模组，光源功率大小5-20W，随着芯片光效的提高，功率还会更小。

所述的白光LED模组光源的几何中心位于非球面反射器的焦点位置，使得白光LED模组光源出射的部分光线平行出射，同时白光LED模组光源的几何中心也位于组合透镜组的物方焦点处，使得由光源未经过反射器而直接射出的剩下部分光线也准直出射，一维扩束镜系统对前面两部分准直光束进行二次配光，将光束扩束到一定的角度，在目标照明面上形成给定要求的光照度分布

所述的非球面反射器采用高次回转轴对称非球面曲面，非球面反射器长度为50-200 mm，口径为50-200 mm，焦距为5-50 mm，内表面采用高反射率镜面镀膜，反射率大于或等于95%，将所述的白光LED模组光源发出的部分光线准直反射。

所述的组合透镜组是由单个或多个透镜组合而成，这些透镜是正透镜、负透镜、或者是它们的组合，它们的组合是分离式、胶合式、部分分离式或部分胶合式。