一种头灯（２０），包括至少一个照明光源的阵列（２４，２８），所述光源布置成基本上对应于所述头灯的期望照明射束图案，来自所述阵列的光源的光被提供给将所述光投射成所述照明射束图案的透镜（３２，３６）。优选地，所述光由ＬＥＤ光源提供，所述ＬＥＤ光源耦合到光纤线缆以形成照明源的阵列。亦优选地，所述光源可以以不同的图案来被点亮，以提供不同的照明射束图案。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及汽车头灯。更具体而言，本专利技术涉及基于LED的头灯。
技术介绍
随着半导体技术的新发展，白LED的输出功率已经增大到开发采用这样的LED作为光源的汽车头灯的程度。但是，即使利用这些新发展，各个LED与它们所代替的白炽光源或气体放电光源相比，发出少很多的光，因此必须在头灯内采用多个LED器件以获得必要的照明水平。同时，由于成本和其它原因，期望所采用的满足头灯中的照明水平所必需的LED光源尽量少。传统的头灯系统光学器件采用反射器、遮光板和/或透镜来对由很少的、通常是一个或两个的光源发出的光引导和聚焦，并且由于这样的光源发出的光是大量的，所以这些光学器件可能浪费所发出的光。由于基于LED的头灯具有许多光源并且由于必须谨慎地管理所发出的照明(因为与白炽源或气体放电源相比，所发出的照明的水平低)，所以传统的头灯系统光学器件对基于LED的头灯并不适合。此外，要考虑的额外因素是必须谨慎管理LED光源的工作温度，因为LED光源工作时产生相当大量的热，从而必须被冷却以维持它们的工作寿命。因此，传统的头灯系统光学器件和设计对LED头灯不适合。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新颖的头灯，其消除或减轻了现有技术的至少一个缺点。根据本专利技术的一方面，提供了投射至少一个照明射束图案的头灯，其包括照明光源的第一阵列，所述光源以基本上对应于期望由头灯产生的照明图案的图案来布置在所述第一阵列内；以及具有基本上均匀的扩展的第一会聚透镜，所述均匀的扩展在水平方向上比在竖直方向上大，所述第一透镜接收由照明源的第一阵列产生的光并投射接收到的光以形成所述至少一个照明射束图案。优选地，照明光源的第一阵列包括多个光纤线缆，每一个相应的光纤线缆的一端被光耦合到多个LED光源中相应的一个，每一个相应的光纤线缆的另一端布置成基本上对应于所述照明射束图案，由此，光纤线缆将LED光源发出的光基本上以所述照明射束图案传递到第一透镜。亦优选地，可以点亮光源阵列中的光源中的不同光源以形成不同的照明射束图案，并且这些图案可以包括高射束图案、低射束图案、雾灯图案和白天工作灯图案。根据本专利技术的另一方面，提供了采用多个LED光源作为照明源的头灯，每一个相应的LED光源被光耦合到相应的光纤线缆的一端，每一个光纤线缆的另一端被布置成具有待从头灯输出的期望照明图案的大致形状的阵列，头灯进一步包括透镜，该透镜接收从光纤线缆的端发出的光并将此光投射成期望照明射束图案。附图说明现在将参考附图、仅通过实例来描述本专利技术的优选实施例，在附图中图1示出了根据本专利技术的头灯的原理部件的示意性表示；图2示出了在图1的头灯中使用的照明射束图案成形器的部件；图3示出了用于图2的照明射束图案成形器的光源的布置；图4示出了在图1的头灯中使用的另一个照明射束图案成形器的部件；以及图5示出了用于图4的照明射束图案成形器的光源的布置；具体实施方式在设计基于LED的头灯的现有技术方法中，设计者试图以模拟点源、如白炽灯泡或气体放电灯泡的方式来使用LED源。本专利技术者确定当通过将LED光源布置成使得以相对稀疏的布置来使用它们来构造基于LED的头灯时，可以获得优点，该相对稀疏的布置大致对应于将由头灯形成的期望射束图案。根据本专利技术的头灯总体上由图1中的20表示。如图所示，头灯20包括两个光源阵列24和28以及两个透镜32和36。每个光源阵列24、28与相应的透镜32、36配对以获得照明射束图案成形器，而在图2中更加详细地示出了包括光源阵列24和透镜32的照明射束图案成形器。这个照明射束图案成形器在此称为扩展照明射束图案成形器，而光源阵列28和透镜36用来获得第二照明射束图案成形器，其在此称为热点照明射束图案成形器，这些图案成形器中的每一个将在下面更加详细地描述。可以认为期望头灯照明射束图案包括扩展图案，该扩展图案具有其中照明水平高于射束图案的其它部分的一个或多个局部高强度“热点”。本专利技术者设计了具有扩展照明射束图案成形器和热点照明射束图案成形器的头灯20，这两个照明射束图案成形器中的每一个向头灯系统20的完整混合输出提供它们的同名成分。在本专利技术的这个实施例中，扩展照明图案成形器的透镜32具有适中的且均匀的竖直和水平扩展，其被用来混合光源阵列24所发出的光。例如，透镜32可以是具有约31mm的焦距的会聚透镜，并且可以具有约±5.0度的水平扩展和约±0.6度的竖直扩展。光源阵列24可以是光纤线缆的阵列，其每一个的一端光耦合到适当的LED光源(未示出)，或者阵列24可以是如上所述与安装在阵列24内的LED光源相组合的光纤线缆的组合。无论哪种情形，因为与扩展照明射束图案成形器所形成的期望射束图案相比，透镜32的扩展是恒定的且相对小的，所以透镜32主要充当提供单独光源和合成射束图案(resulting beam pattern)的位置之间的基本上一对一的对应的成像系统。优选地，LED光源到光纤线缆的光耦合包括位于安装有LED的基板上的微反射器，该微反射器包围LED以将LED所产生的光的相当大部分反射到光纤线缆中。通过使用光纤线缆来将LED源所提供的照明传递到透镜32，LED的间隔可以不同于阵列24内的光源的间隔和布置，这允许为简化组装、增强冷却等而对LED进行布置。图3示出了用于光源阵列24的光源的一种可能的布置。在该图中，涂黑的圆表示当头灯20投射高照明射束图案时被点亮的光源，而带点的圆表示当头灯20投射低照明射束图案时被点亮的光源。图案中的中空的圆表示当在采用了头灯20的汽车中提供了头灯操纵(steering)时可以被任选地包括的光源。头灯操纵系统是公知的，头灯操纵系统提供了当汽车被驾驶通过曲线时方向盘转向的方向上的照明。此被操纵的照明可以通过机械地移动头灯内的部件或者通过提供一个或多个额外的照明源来实现，当在驾驶期间方向盘被转向时，所述额外的照明源被点亮。在头灯20中，当汽车的方向盘被转向相关方向时，中空的圆所表示的源被依次点亮以提供期望方向上的额外照明。对于本领域技术人员显而易见的是，透镜32将图3中所示的图案颠倒，因此高射束照明源在阵列24的底部，而低射束照明源显示在阵列24的顶部。类似地，任选的头灯操纵源显示在阵列24的右手侧，但是将向相对的头灯20的侧提供照明。如图所示，阵列24包括164个光源。图4示出了包括光源阵列28和透镜36的热点照明图案成形器，图5示出了阵列28的光源的一种可能的布置。在这个例子中，透镜36可以是具有约69mm的焦距、约±2.5度的水平扩展和约±0.25度的竖直扩展的会聚透镜。再次地，光源阵列28可以是光纤线缆的阵列，其每一个的一端光连接到适当的LED光源(未示出)，或者阵列28可以是如上所述与安装在阵列28内的LED光源相组合的光纤线缆的组合。再次地，无论哪种情形，因为与扩展照明射束图案成形器所形成的期望射束图案相比，透镜36的扩展是恒定的且相对小的，所以透镜36主要充当提供单独光源和合成射束图案的位置之间的基本上一对一的对应的成像系统。如图5中所示，阵列28包括由图中黑色的圆表示的多个照明源，其用来将额外的照明提供给由头灯20产生的高射束图案中的期望有较高照明强度的区域、即热点。类似地，阵列28还包括由图中带点的圆表示的多个照明源，其用来将额外的照明提供给由头灯2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种投射至少一个照明射束图案的头灯，包括：照明光源的第一阵列，所述光源以基本上对应于期望由所述头灯产生的照明图案的图案来布置在所述第一阵列内；以及具有基本上均匀的扩展的第一会聚透镜，所述均匀的扩展在水平方向上比在竖直方向上大 ，所述第一透镜接收由照明源的所述第一阵列产生的光并投射接收到的光以形成所述至少一个照明射束图案。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-9-21 60/611,7641.一种投射至少一个照明射束图案的头灯，包括照明光源的第一阵列，所述光源以基本上对应于期望由所述头灯产生的照明图案的图案来布置在所述第一阵列内；以及具有基本上均匀的扩展的第一会聚透镜，所述均匀的扩展在水平方向上比在竖直方向上大，所述第一透镜接收由照明源的所述第一阵列产生的光并投射接收到的光以形成所述至少一个照明射束图案。2.根据权利要求1所述的头灯，其中照明光源的所述第一阵列包括多个光纤线缆，每一个相应的光纤线缆的一端被光耦合到多个LED光源中相应的一个，每一个相应的光纤线缆的另一端基本上对应于所述照明射束图案来布置，由此，所述光纤线缆将所述LED光源发出的光基本上以所述照明射束图案传递到所述第一透镜。3.根据权利要求2所述的头灯，进一步包括照明光源的第二阵列和第二会聚透镜，所述第一阵列和第一透镜形成所述至少一个照明射束图案的扩展部分，且照明光源的所述第二阵列和第二透镜形成叠加到由所述第一阵列和透镜形成的所述扩展图案上的至少一个增加照明的区域，所述叠加产生所述至少一个照明射束图案。4.根据权利要求3所述的头灯，其中照明光源的所述第一和第二阵列中的每个包括多个光纤线缆，所述相应的阵列中的每一个相应的光纤线缆的一端被光耦合到所述相应的阵列中的多个LED光源中相应的一个，每个相应的阵列中的每一个相应的光纤线缆的另一端基本上对应于所述至少一个照明射束图案的一部分来布置，由此，所述光纤线缆将所述第一阵列中的所述LED光源发出的光传递...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德O伍德沃德，
申请(专利权)人：麦格纳国际公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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