一种自适应远近光一体LED多模组前照灯制造技术

一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，包括远近光随动自适应光型控制系统、补偿光系统和色温控制系统；所述远近光随动自适应光型控制系统包括LED光源模组阵列，所述LED光源模组阵列包括若干LED光源模组，其中包括两个以上相互平行设置且光轴与车身中心平行的LED光源模组形成直行光源，包括一个以上设置在直行光源外侧且光轴与车身中心呈锐角夹角的LED光源模组形成转向光源，转向光源中的LED光源模组的光轴与车身中心之间的夹角从内往外依次增大。通过设置多个独立的LED光源模组作为前照灯，车辆在直行或转弯时，通过控制不同的LED光源模组点亮，从而达到实现直行时的远近光光斑和转弯时的光型随动，以获得更好的光照角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED领域，尤其是一种自适应远近光一体LED多模组前照灯。
技术介绍
汽车前照灯是汽车照明系统中的重要组成部分，为汽车行驶提供主动的安全防护。大功率白光LED(Light Emitting Diode)以其体积小、光效高、响应快、节能环保和结构稳定等优势，正逐步发展为汽车前照灯的新一代绿色光源，采用LED光源替换传统光源，是汽车前照灯技术发展的必然趋势。传统前照灯受传统光源360度发光的影响，光线的利用率较低且容易产生眩光，为提高照明光通量往往还需增加补光单元才能达到较好的道路照明效果,出现光效低、体积大和眩光严重等情况，然而，采用LED可以提高光源的光线利用率并减少眩光，还可以大大缩小前照灯的体积提升美观性。从近年来LED前照灯产品化的情况来看，大部分LED前照灯都通过单独设计远光灯和近光灯，或者采用多个光学单元相互补光的方式实现前照灯系统的设计。因此，本设计提出一种前照灯一体式的光学设计方案，将远光和近光功能集成到同一个光学系统中，实现LED远近光一体前照灯的设计。一体化前照灯设计较好地解决了集成化问题，但是在道路照明智能化方面还有不足，面对不同道路环境的适应能力不足。随着汽车智能化技术的发展，汽车照明系统智能化将是未来的发展方向。由于LED具有响应速度快和易于控制等特点，相比传统光源更容易实现智能化控制。虽然在传统光源前照灯系统中也有基于自适应系统AFS(Adaptive Front-lighting System)的前照灯，但是其主要通过随向转动技术在行驶过程中调整灯头上下、左右的照射方向，或者通过不同截光装置产生的不同光型，以上两种方式主要通过机械方式实现自适应照明，在功能方面有较多不足之处，智能化程度不高。为此，本设计提出一种基于LED光源模组阵列的自适应光型控制系统、自动补偿光和色温控制系统，提高前照灯的智能化程度，实现不同道路环境的照射要求。整个系统实现模组化设计，结构简单，控制方便。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，提高灯具的集成化和智能化，结构简单，体积小，制造成本低。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，包括远近光随动自适应光型控制系统、补偿光系统和色温控制系统；所述远近光随动自适应光型控制系统包括LED光源模组阵列，所述LED光源模组阵列包括若干LED光源模组，其中包括两个以上相互平行设置且光轴与车身中心平行的LED光源模组形成直行光源，包括一个以上设置在直行光源外侧且光轴与车身中心呈锐角夹角的LED光源模组形成转向光源，转向光源中的LED光源模组的光轴与车身中心之间的夹角从内往外依次增大；直行光源比转向光源靠近车身中心；当车辆正常行驶时，直行光源点亮；当车辆夜间会车时，关闭直行光源中的一个或多个LED光源模组以减弱直行光源光照强度；当车辆夜间转弯时，点亮转向光源中的一个或多个LED光源模组；所述LED光源模组包括第一LED光源、与第一LED光源配合的第一曲面反射器、第二LED光源、与第二LED光源配合的第二曲面反射器和凸透镜，单独点亮第一LED光源时，LED光源模组打出近光光型，当第一LED光源和第二LED光源同时点亮时，LED光源模组打出远光光型；所述补偿光系统包括若干位于远近光随动自适应光型控制系统上方的上偏光辅助补光单元和若干位于远近光随动自适应光型控制系统下方的下偏光辅助补光单元；所述上偏光辅助补光单元包括上偏光LED光源和上偏光反光面，上偏光LED光源位于上偏光反光面的底部，上偏光LED光源发出的光线经过上偏光反光面的反射，使得出光角度的分布区域与地平面的成6～10°，来自动补偿车辆在减速、重载或爬坡时的光照区域；所述下偏光辅助补光单元包括下偏光LED光源和下偏光反光面，下偏光LED光源位于下偏光反光面的顶部，下偏光LED光源发出的光线经过下偏光反光面的反射，使得出光角度的分布区域与地平面的成6～10°，来自动补偿车辆在减速和下坡时的光照区域。本专利技术通过设置多个独立的LED光源模组作为前照灯，车辆在直行或转弯时，通过控制不同的LED光源模组点亮，从而达到实现直行时的远近光光斑和转弯时的光型随动，以获得更好的光照角度。偏光补偿系统专门针对车辆在加速或减速，重载，爬坡和城市道路的行驶。作为改进，所述第一LED光源和第二LED光源均包括LED芯片、线路板和散热器，所述线路板安装在散热器上，所述线路板的中间镂空，所述散热器上对应线路板镂空处形成安装平面，所述LED芯片固定在所述安装平面上；所述线路板表面设有焊盘，所述LED芯片通过金线与焊盘连接；线路板的镂空处与安装平面形成凹槽，所述凹槽内填充有荧光硅胶。作为改进，第一LED光源和第二LED光源的制造方法包括以下步骤：(1)在散热器的顶部预加工出一个安装平面；(2)将线路板中间镂空并贴合在散热器上，镂空处与预加工出的安装平面对应；(3)在线路板的表面设置焊盘，焊盘采用表面沉金处理；(4)将若干LED芯片按串并方式置于线路板中间镂空区域处的散热器安装平面上，粘接LED芯片的粘接剂使用导热系数25W/m*k的银胶；(5)将LED芯片串并线路的正负极与线路板上的焊盘连接；(6)将高反射有机胶沿线路板注胶孔灌入镂空处，使LED芯片周围至线路板镂空周围区域全面覆盖，灌胶量不超出LED芯片表面，加热使胶体固化；(7)将荧光粉硅胶的混合物灌封LED芯片和金线；(8)加温固化LED封装胶。本专利技术LED芯片直接与车灯散热器连接进行散热，减少热阻极大的降低的LED芯片的结温，LED的体积可以做得更小，能够实现本专利技术放置多个LED光源模组的目的。高反射有机硅材质有效减少不必要的光损失，大幅度提高指向性范围内的光能量。作为改进，所述第一曲面反射器的设计方法包括以下步骤：(1)划分LED光源立体角：将LED设为坐标原点，α为出射光线与X轴组成的平面与XOZ平面的夹角，β为出射光线与X轴的夹角；对光源的立体角进行均匀离散化，把α等分成i份，对于每一个α，都将β等分成j份，得到α(i)和β(i,j)的数组；(2)划分接收面网格：根据配光要求，对应于光源立体角的划分，接收面的直角坐标也相应的在x方向上分成i份，对于每一份x，都将y方向分成j份，在接收面直角坐标系中得到与光源立体角中α(i)和β(i,j)数组一一对应的x(i)和y(i,j)数组；(3)计算自由曲面上离散点的坐标：设给定的光源的光通量为Q，因为使用的LED光源为朗伯源，其光强分布为中心光强的余弦分布，朗伯光源的中心光强为I0，由与光源中心轴夹角为α1与光源中心轴夹角为α2的入射光线之间的能量可以表示为：Q=2π·∫α1α2I0·sinα·cosα·dα---(1)]]>每一小份立体角内的光通量为：Energy=∫α(i)α(i+1)∫β(i,j)β(i,j+1)I0·cosα·sin2&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，其特征在于：包括远近光随动自适应光型控制系统、补偿光系统和色温控制系统；所述远近光随动自适应光型控制系统包括LED光源模组阵列，所述LED光源模组阵列包括若干LED光源模组，其中包括两个以上相互平行设置且光轴与车身中心平行的LED光源模组形成直行光源，包括一个以上设置在直行光源外侧且光轴与车身中心呈锐角夹角的LED光源模组形成转向光源，转向光源中的LED光源模组的光轴与车身中心之间的夹角从内往外依次增大；直行光源比转向光源靠近车身中心；当车辆正常行驶时，直行光源点亮；当车辆夜间会车时，关闭直行光源中的一个或多个LED光源模组以减弱直行光源光照强度；当车辆夜间转弯时，点亮转向光源中的一个或多个LED光源模组；所述LED光源模组包括第一LED光源、与第一LED光源配合的第一曲面反射器、第二LED光源、与第二LED光源配合的第二曲面反射器和凸透镜，单独点亮第一LED光源时，LED光源模组打出近光光型，当第一LED光源和第二LED光源同时点亮时，LED光源模组打出远光光型；所述补偿光系统包括若干位于远近光随动自适应光型控制系统上方的上偏光辅助补光单元和若干位于远近光随动自适应光型控制系统下方的下偏光辅助补光单元；所述上偏光辅助补光单元包括上偏光LED光源和上偏光反光面，上偏光LED光源位于上偏光反光面的底部，上偏光LED光源发出的光线经过上偏光反光面的反射，使得出光角度的分布区域与地平面的成6～10°，来自动补偿车辆在减速、重载或爬坡时的光照区域；所述下偏光辅助补光单元包括下偏光LED光源和下偏光反光面，下偏光LED光源位于下偏光反光面的顶部，下偏光LED光源发出的光线经过下偏光反光面的反射，使得出光角度的分布区域与地平面的成6～10°，来自动补偿车辆在减速和下坡时的光照区域。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，其特征在于：包括远近光随动自适应光型控制系统、补偿光系统和色温控制系统；所述远近光随动自适应光型控制系统包括LED光源模组阵列，所述LED光源模组阵列包括若干LED光源模组，其中包括两个以上相互平行设置且光轴与车身中心平行的LED光源模组形成直行光源，包括一个以上设置在直行光源外侧且光轴与车身中心呈锐角夹角的LED光源模组形成转向光源，转向光源中的LED光源模组的光轴与车身中心之间的夹角从内往外依次增大；直行光源比转向光源靠近车身中心；当车辆正常行驶时，直行光源点亮；当车辆夜间会车时，关闭直行光源中的一个或多个LED光源模组以减弱直行光源光照强度；当车辆夜间转弯时，点亮转向光源中的一个或多个LED光源模组；所述LED光源模组包括第一LED光源、与第一LED光源配合的第一曲面反射器、第二LED光源、与第二LED光源配合的第二曲面反射器和凸透镜，单独点亮第一LED光源时，LED光源模组打出近光光型，当第一LED光源和第二LED光源同时点亮时，LED光源模组打出远光光型；所述补偿光系统包括若干位于远近光随动自适应光型控制系统上方的上偏光辅助补光单元和若干位于远近光随动自适应光型控制系统下方的下偏光辅助补光单元；所述上偏光辅助补光单元包括上偏光LED光源和上偏光反光面，上偏光LED光源位于上偏光反光面的底部，上偏光LED光源发出的光线经过上偏光反光面的反射，使得出光角度的分布区域与地平面的成6～10°，来自动补偿车辆在减速、重载或爬坡时的光照区域；所述下偏光辅助补光单元包括下偏光LED光源和下偏光反光面，下偏光LED光源位于下偏光反光面的顶部，下偏光LED光源发出的光线经过下偏光反光面的反射，使得出光角度的分布区域与地平面的成6～10°，来自动补偿车辆在减速和下坡时的光照区域。2.根据权利要求1所述的一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，其特征在于：所述第一LED光源和第二LED光源均包括LED芯片、线路板和散热器，所述线路板安装在散热器上，所述线路板的中间镂空，所述散热器上对应线路板镂空处形成安装平面，所述LED芯片固定在所述安装平面上；所述线路板表面设有焊盘，所述LED芯片通过金线与焊盘连接；线路板的镂空处与安装平面形成凹槽，所述凹槽内填充有荧光硅胶。3.根据权利要求2所述的一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，其特征在于：第一LED光源和第二LED光源的制造方法包括以下步骤：(1)在散热器的顶部预加工出一个安装平面；(2)将线路板中间镂空并贴合在散热器上，镂空处与预加工出的安装平面对应；(3)在线路板的表面设置焊盘，焊盘采用表面沉金处理；(4)将若干LED芯片按串并方式置于线路板中间镂空区域处的散热器安装平面上，粘接LED芯片的粘接剂使用导热系数25W/m*k的银胶；(5)将LED芯片串并线路的正负极与线路板上的焊盘连接；(6)将高反射有机胶沿线路板注胶孔灌入镂空处，使LED芯片周围至线路板镂空周围区域全面覆盖，灌胶量不超出LED芯片表面，加热使胶体固化；(7)将荧光粉硅胶的混合物灌封LED芯片和金线；(8)加温固化LED封装胶。4.根据权利要求1所述的一种自适应远近光一体LED多模组前照灯，其特征在于：所述第一曲面反射器的设计方法包括以下步骤：(1)划分LED光源立体角：将LED设为坐标原点，α为出射光线与X轴组成的平面与XOZ平面的夹角，β为出射光线与X轴的夹角；对光源的立体角进行均匀离散化，把α等分成i份，对于每一个α，都将β等分成j份，得到α(i)和β(i,j)的数组；(2)划分接收面网格：根据配光要求，对应于光源立体角的划分，接收面的直角坐标也相应的在x方向上分成i份，对于每一份x，都将y方向分成j份，在接收面直角坐标系中得到与光源立体角中α(i)和β(i,j)数组一一对应的x(i)和y(i,j)数组；(3)计算自由曲面上离散点的坐标：设给定的光源的光通量为Q，因为使用的LED光源为朗伯源，其光强分布为中心光强的余弦分布，朗伯光源的中心光强为I0，由与光源中心轴夹角为α1与光源中心轴夹角为α2的入射光线之间的能量可以表示为：Q=2π·∫α1α2I0·sinα·cosα·dα---(1)]]>每一小份立体角内的光通量为：Energy=∫α(i)α(i+1)∫β(i,j)β(i,j+1)I0·cosα·sin2β·dαdβ---(2)]]>由于每一小份立体角内的取值是已知的，那么根据公式(1)，(2)计算出中心光强I0和每一小份立体角内的能量值大小；在目标照明区域水平线下的部分，每一份α角所对应的是一个长为y(i,j+1)-y(i,j)，宽为x(i+1)-x(i)的矩形区域，每个矩形区域的总能量为：Etotal1＝Ec·[x(i+1)-x(i)]·[y(i,j+1)-y(i,j)] (3)式中，Ec表示照度值，由于区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区域的照度值各不相同，故预设照度E，照度控制因子γ，对于不同区域有：Ec＝E·γ(k) k＝1,2,3,4 (4)其中0≤γ(k)≤1，k的取值与Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区域一一对应，且γ(k)值各不相同，需根据模拟结果在计算中不断调整以达到标准的要求；在目标照明区域水平线上的部分，划分时存在三角形区域，其高为y(i,j+1)-y(i,j)，底边为x(i+1)-x(i)，该区域的总能量为：Etotal2=12·Ec·[x(i+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈焕杰，徐德浓，石智伟，秦德斌，
申请(专利权)人：广东雷腾智能光电有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44