远近光一体化照明系统及近光前照灯、远光前照灯技术方案

本发明专利技术主要提供一种远近光一体化照明系统和近光前照灯以及远光前照灯，所述远近光一体化照明系统包括近光系统和远光系统，所述近光系统和远光系统分别通过线型LED光源发光，光斗线型焦点反光器将光汇聚至线型焦点，以及聚光透镜的汇聚作用，能够分别提供近光和远光。近光灯能达到足够的光强以照亮前方的道路，又不会产生眩光，从而确保能有效并安全的使用；远光灯能达到足够的光强以照亮前方的道路。因为焦点是线型的，因此LED可以线型排列，LED数量不受到限制，光密度高，灯具总的光通量高，可以降低单颗LED电流，LED的光效更高。

Far and near integrated lighting system and near light headlamp and high beam headlamp

The invention mainly provides a far-near light integrated lighting system, a near-light headlamp and a far-light headlamp. The far-near light integrated lighting system comprises a near-light system and a far-light system. The near-light system and the far-light system respectively emit light through a linear LED light source, and the light is converged to a linear focus by a light bucket linear focus reflector. And the converging action of the condensing lens can provide near light and far light respectively. The low-light bulb can reach enough intensity to illuminate the road ahead without glare to ensure effective and safe use; the high-light bulb can reach enough intensity to illuminate the road ahead. Because the focus is linear, so the LED can be linear arrangement, the number of LED is not limited, high light density, the total luminous flux of lamps and lanterns is high, can reduce the current of a single LED, LED light efficiency is higher.

【技术实现步骤摘要】
远近光一体化照明系统及近光前照灯、远光前照灯
本专利技术属于交通工具照明领域，具体涉及一种前照灯和一种远近光一体化照明系统及其提供近光和远光的照明方法。
技术介绍
前照灯，也叫前大灯，安装于交通工具例如汽车的头部两侧，用于夜间照明。由于前照灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶的操作和交通安全，因此世界各国交通管理部门多以法律形式规定了其照明标准。随着技术的不断发展，过去那种白炽真空灯已先后被淘汰，现在汽车的前照灯以卤素灯、氙气灯为主。交通工具的前照灯例如汽车前照灯有其独特的配光结构，根据发光的类型也可分为远光灯和近光灯。例如远光灯发出的灯光经灯罩反射体反射后径直向前射去，以形成“远光”。近光灯发出的光给遮光板挡到灯罩反射体的上半部分，其反射出去的光线都是朝下漫射向地面，以形成“近光”，从而不会给对面来车的驾驶者造成眩目。前照灯对近光的光照的分配有着很严格的要求，以近光灯右行使为例，如图1A、图1B所示，根据一些配光标准，在前照灯呈现近光模式时，在垂直配光屏上，h-h’线以下的明区需要到达一定的光强，左侧HH上方为暗区,B50L为对面车道上50米的车辆驾驶员眼睛位置，要求在650cd以下，避免光强过高产生眩目，左侧HH下方为主照明区域。右侧15°斜线，或者45°斜线至水平垂直距25cm转向水平的折线HH→HH1→H1H2→H2H4的上方为暗区，下方为旁高照明区和主照明区。所述的右侧旁高照明区为驾驶员提供了右侧马路照明和路标照明，同时又设定了BR点的最大光强要求，避免靠近车辆的行人产生眩目引起的交通安全事故。LED作为新型光源，自身有着其他照明光源所没有的许多优点，譬如低电压、长寿命、体积小、重量轻、响应快、无辐射、无污染及耐各种恶劣条件,并且LED发光方向是单面性的(传统光源都是体积的360°)，更有利于光线的收集利用，提高光利用率等优点。因此以LED为光源制作LED前照灯也是一个新趋势，但是现有的LED光通量不高，为了提高光通量必须提高电流，造成发热量大，散热体积大，降低寿命。目前市场上LED近光灯已在使用，但是LED光通量不足，为了达到标准，中间区域做的亮度高，左右两侧亮度明显下降很多，造成驾驶员视觉宽度窄。同时目前市场上的HID前照灯亮度比LED前照灯亮，很多汽车厂家不愿意降低亮度要求选择用LED前照灯，除非LED前照灯能够达到HID前照灯的亮度等级以及功耗低于HID前照灯，不超过25W，因此LED前照灯要完全替代HID前照灯，必须从灯具亮度、功率、散热、LED总光通量以及光学系统都得到优化，现有的光学系统就很难再满足要求。如图2所示是一种传统的LED远近光灯一体化系统的结构示意图，其包括椭球反光体201，遮光屏202，以及透镜203.根据椭球的几何特性，它存在两个焦点F1以及F2。LED光源放置在其中一个焦点F1上，LED光源发出的光束通过椭球反光体1反射而汇聚到另外一个焦点F2上，而椭球的第二焦点又恰恰是透镜的焦点，根据透镜的性质，焦点上发射出的光线通过透镜的折射，输出的应当是平行光。根据这个原理，就可以根据要求适当的改变椭球的形状，或者透镜203的形状，目的使从透镜的光水平扩散，然后在透镜的焦点处放置遮光屏202，以达到形成水平线向上成45°斜线至水平垂直距25cm转向水平的折线以及另侧水平线的明暗截止线的近光灯，通过移开遮光屏，使下部分的LED模组椭球面的光经过透镜203的焦点处，形成远光灯。这种传统的LED前照灯由于采用是椭球面，只能放置一颗LED模组在焦点F1处，一颗LED模组光通量少，为了提高光通量必须提高LED电流，造成发热量大，散热体积大，降低寿命。同时LED水平上下放置在中间，热量需要经过小的中间热量片再扩散至外部散热体，散热效果差；采用电磁阀来移开遮光屏，为机械移动，体积大及苯重，以及功耗大。如图3所示的LED远近光灯一体化系统的结构示意图，其包括近光灯LED301,远光灯LED302，近光灯配光透镜303，远光灯配光透镜304等，LED301光直接通过近光灯配光透镜303形成左右对称光斑的近光灯，LED302光直接通过远光灯配光透镜304汇聚形成远光光斑，配光透镜光包角小，包角以外的光全部遮蔽浪费掉，光利用率低，以及无法做左驾驶规则，或右驾驶规则的近光灯。如图4所示的龟背状反光器LED远近光灯一体化系统的结构示意图，其包括近光灯LED401，远光灯LED402，近光灯反光器403，远光灯反光器404，聚光透镜405，近光灯截止线遮光板406，以及散热体407。LED上下靠近散热体407放置，有利于散热；LED401光经过反光器403反射，再经过聚光透镜405折射，截止线上方的光通过截止线遮光板406遮蔽掉，形成近光灯光斑。LED402经过反光器404反射至聚光透镜405焦点处，再经过聚光透镜折射形成远光灯光斑。此光学系统的LED只能采用一颗LED模组，LED总的光通量受到限制，以及体积受到限制，反光器的光包角小，包角以外的光无法收集利用，光利用率低。如图5所示的蚌形反光器LED远近光灯一体化系统的结构示意图，其包括近光灯5颗LED501，远光灯3颗LED502,近光灯反光器503，远光灯反光器504，聚光透镜505，近光灯截止线遮光板506，以及散热体507。采用分散的多颗LED，LED总光通量有所提高以及有利于散热，但是一个旋转蚌形反光器只能对应一颗LED，因此LED数量有限，以及每颗LED对应的蚌形反光器的面少，大部分被切除掉，光利用率中等。如图6所示的TIR透镜LED近光灯系统结构示意图，其包括10颗LED601，10颗TIR组合体602，聚光透镜603，遮光板604以及散热体605。采用分散的多颗LED，LED总的光通量提高了，而且有利于散热，LED光经过TIR准直，再经过不同的TIR表面的倾斜角，使光大部分往聚光透镜焦点处汇聚，再经过聚光透镜603折射汇聚，截止线以上的光通过遮光板604遮蔽掉，形成近光灯光斑。但是TIR透镜LED近光灯系统的TIR透镜汇聚至聚光透镜603的虚焦点大，地面远处的光无法密集集中，使地面近场光过多造成浪费。如图7A所示远光灯ECER122法规规定测试点的水平线上的亮度要求，但是没有规定水平线上局部区域防眩目区域亮度上限要求，造成对面车辆驾驶员和路上行人眩目，引起交通事故。为了解决远光灯眩目问题，目前市场上运用了矩阵远光灯，通过感应器收集车辆前方的车辆和行人位置，关闭对应位置的单点LED，使对应的车辆和行人位置形成暗区，起到防眩目目的，但矩阵远光灯成本高，功率大，无法普及中低档车辆，并且前方的光斑瞬间变化以及水平下方的光也关闭会影响驾驶员判断前方路况。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，所述远近光一体化照明系统用于车辆照明，包括一近光系统和一远光系统，能够分别提供近光和远光，近光系统能达到足够的光强以照亮前方的道路，又不会产生眩光，从而确保能有效并安全的使用，远光系统能达到足够的光强以照亮前方的道路。本专利技术的另一个目的在于提供一种远近光一体化照明系统，其中所述近光系统和所述远光系统中分别包括一线型光源，一线型焦点反光器以及一聚光透镜，所述线型反光器能够提高所述远近光一体化照明系统的照明距离和照明宽度，并且降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一远近光一体化照明系统，其特征在于，包括一近光系统和一远光系统，所述近光系统包括至少一第一线型光源和至少一第一线型焦点反光器，所述远光系统包括至少一第二线型光源和至少一第二线型焦点反光器，所述近光系统中所述第一线型焦点反光器构造成为所述第一线型光源提供光线汇聚的线型焦点，从而能够提供一近光光斑，所述远光系统中所述第二线型焦点反光器构造成为所述第二线型光源提供光线汇聚的线型焦点，从而能够提供一远光光斑。

【技术特征摘要】
1.一远近光一体化照明系统，其特征在于，包括一近光系统和一远光系统，所述近光系统包括至少一第一线型光源和至少一第一线型焦点反光器，所述远光系统包括至少一第二线型光源和至少一第二线型焦点反光器，所述近光系统中所述第一线型焦点反光器构造成为所述第一线型光源提供光线汇聚的线型焦点，从而能够提供一近光光斑，所述远光系统中所述第二线型焦点反光器构造成为所述第二线型光源提供光线汇聚的线型焦点，从而能够提供一远光光斑。2.根据权利要求1所述的远近光一体化照明系统，其中所述近光系统进一步包括至少一第一聚光透镜及至少一截止线遮光片，所述第一线型光源的位置与所述第一线型焦点反光器的线型焦点F1重合，所述第一线型焦点反光器将所述第一线型光源的至少部分光反射后汇聚至线型焦点F2，所述截止线遮光片安装于所述线型焦点F2处并用于将明暗截止线上方的光线遮蔽，所述第一聚光透镜被设置于所述线型焦点F2的前方，用于折射光线形成所述近光光斑。3.根据权利要求2所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一线型焦点反光器在远离所述第一线型光源的一端具有至少一第一开口，所述第一线型光源垂直于光轴并线型排列并面向所述第一开口地设置，所述第一线型焦点反光器内部具有上下两侧的第一水平线型反光面以及两侧的反射面，到达所述第一水平线型反光面以及所述反射面的光线被汇聚至所述线型焦点F2。4.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一线型焦点反光器还具有开口处互相间隔地设置的两第一收集面，将所述第一聚光透镜包角以外的光反射至所述第一聚光透镜并经所述第一聚光透镜折射至左右宽角度路面区域。5.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一水平线型反光面的垂直截止面为椭圆线；或者垂直截止面为椭圆线和局部非椭圆线组成；或者垂直截止面为非椭圆线的反光面使光反射至所述线型焦点F2；或在水平线型反光面的基础上做颗粒。6.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中在邻近所述第一开口处还具有延伸于各个所述第一水平线型反光面的至少一第一扩光弧面，将部分光从所述线型焦点F2往上移，以增强地面照明光分配。7.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一水平线型反光面是直线型；或直线型并微带弧度，增加垂直角度的光分配。8.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中所述近光光学系统两侧所述反射面各自为以椭圆线为基础，部分面非椭圆线组成的拉伸面；或者其进一步微带弧度，增加垂直角度的光分配。9.根据权利要求3所述的远近光一体化照明系统，其中所述近光光学系统两侧所述反射面各自具有邻近所述第一线型光源的至少一椭圆线反射面以及延伸于所述椭圆线反射面的至少一非椭圆线反射面。10.根据权利要求4所述的远近光一体化照明系统，其中各个所述第一收集面的表面形状为垂直平面；或者倾斜面；或者弧面；或者条状弧面。11.根据权利要求2所述的远近光一体化照明系统，其中所述截止线遮光片为15°斜线、45°斜线、或90°直角、或0°的水平线。12.根据权利要求2所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一线型焦点反光器包括一上部分第一线型焦点反光器和一下部分第一线型焦点反光器，两者一体形成；或者两者结构对称并且互相组装。13.根据权利要求1至12中任一所述的远近光一体化照明系统，其中所述远光系统进一步包括至少一第二聚光透镜，所述第二线型光源的位置与所述第二线型焦点反光器的线型焦点F1重合，所述第二线型焦点反光器将所述第二线型光源的至少部分光反射后汇聚至线型焦点F2，所述第二聚光透镜被设置于所述线型焦点F2的前方，用于折射光线形成所述远光光斑。14.根据权利要求13所述的远近光一体化照明系统，其中所述第二线型焦点反光器在远离所述第二线型光源的一端具有至少一第二开口，所述第二线型光源垂直于光轴并线型排列并面向所述第二开口地设置，所述第二线型焦点反光器内部具有上下两侧第二水平线型反光面、分别位于所述第二水平线型反光面中间的中间局部旋转反光面以及位于两侧的镜像面，用于将至少部分光线汇聚至所述线型焦点F2。15.根据权利要求13所述的远近光一体化照明系统，其中两侧所述镜像面成像作用形成虚焦点F1’，所述第二线型光源的虚焦点F1’位于上下两侧的所述水平线型反光面的焦点F1上。16.根据权利要求15所述的远近光一体化照明系统，其中所述第二线型焦点反光器还具有开口处互相间隔地设置的两第二收集面，将所述第二聚光透镜包角以外的光反射至所述第二聚光透镜并经所述第二聚光透镜折射至左右宽角度路面区域。17.根据权利要求14所述的远近光一体化照明系统，其中各个所述第二水平线型反光面及所述中间局部旋转反光面的垂直截止面为椭圆线；或者椭圆线和局部非椭圆线组成；或者非椭圆线的反光面使光反射至所述线型焦点F2；或在所述第二水平线型反光面及所述中间局部旋转反光面的基础上做颗粒。18.根据权利要求17所述的远近光一体化照明系统，其中在邻近所述第二开口处还具有延伸于各个所述第二水平线型反光面的至少一第二扩光弧面，将部分光从所述线型焦点F2往上移，以增强地面照明光分配。19.根据权利要求14所述的远近光一体化照明系统，其中所述第二水平线型反光面是直线型；或直线型并微带弧度，增加垂直角度的光分配。20.根据权利要求14所述的远近光一体化照明系统，其中两侧所述镜像面为平面；或微带弧度，增加垂直角度的光分配。21.根据权利要求16所述的远近光一体化照明系统，其中各个所述第二收集面的表面形状为垂直平面；或者倾斜面；或者弧面；或者条状弧面。22.根据权利要求14所述的远近光一体化照明系统，其中所述第二线型焦点反光器包括一上部分第二线型焦点反光器和一下部分第二线型焦点反光器，两者一体形成；或者两者结构对称并且互相组装。23.根据权利要求14所述的远近光一体化照明系统，其中所述远光系统还包括设置于所述线型焦点F2处的至少一防眩目板，其中所述的防眩目板为不透明材料，或者透明材料，或者变色玻璃，或者液晶屏，其中通过不透明的防眩目板使眩目区的光遮蔽掉；通过透明的防眩目板局部区域粗糙化、或者颗粒化结构使眩目区的光减弱；通过变色玻璃不通电，使液晶膜分子排列无序，光无法通过变色玻璃使光减弱；通过变色玻璃通电，使液晶膜分子排列有序，光通过变色玻璃使光增强；或者通过电路控制液晶屏的点阵位置，控制水平上方的亮、暗点阵形状，从而达到防眩目的目的。24.根据权利要求1至23中任一所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一/第二线型光源为LED光源或激光光源。25.根据权利要求1至23中任一所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一/第二线型光源为一组水平排列的多芯LED模组、或者多组水平排列的多芯LED模组、或者单芯的LED水平线型排列、或者水平排列的多芯LED模组和单芯的LED水平线型排列混合使用。26.根据权利要求25所述的远近光一体化照明系统，其中所述的LED为白光、或者暖白光、或者白光和暖白光以及金黄光混合使用。27.根据权利要求1至23中任一所述的远近光一体化照明系统，其中所述第一/第二聚光透镜为旋转的聚光透镜；或者非旋转的聚光透镜。28.根据权利要求27所述的远近光一体化照明系统，其中所述线型焦点F2的光经过所述第一/第二聚光透镜汇聚形成水平线型光斑，水平轴线处光密度最高，左右光宽度至40°，聚光透镜下半部分光学设计时光线略往下偏，消除截止线处光色溢蓝现象。29.根据权利要求25所述的远近光一体化照明系统，其中还包括贴合于所述第一/第二线型...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑秋华，张文虎，
申请(专利权)人：上海开腾信号设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31