LED照明设备、用于车辆的汽车前照灯制造技术

本实用新型专利技术描述了一种包括成像光学器件（1）和光照单元（2）的LED照明设备（LD），其中，光照单元（2）包括多个LED（3a）的行（3）和预准直器（4），预准直器（4）对由LED（3a）发射的光进行准直，并且成像光学器件（1）被布置成使得成像光学器件（1）的焦平面（P1）与光照单元（2）的LED行（3）重合。本实用新型专利技术还描述了相应的汽车前照灯（5），以及用于LED照明设备（LD）的组装的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LED照明设备、用于车辆的汽车前照灯


[0001]本技术描述了LED照明设备、定向照明单元以及用于照明设备的组装的方法。

技术介绍

[0002]对于前照灯，越来越普遍地使用半导体光源，尤其是发光二极管（“LED”）。特别是对于自适应前照灯，使用LED的行或阵列来获得光照图案。
[0003]LED的发射通常是朗伯型的。半导体二极管通常包括有源区、位于设备所有侧面上的密封剂或侧涂层以及围绕实际发光介质的主体（corpus）。由于侧涂层，即使两个相邻的LED彼此接触，它们的有源区之间也始终存在间隙。为了获得效率并缩小各个LED之间的间隙，通常使用利用全内反射（“TIR”）的准直光学器件。这些准直器具有位于各个LED上方的各个“指状物”，使得在每个LED上方都布置有一“指状物”。通常，准直器的出射面通过透镜成像到远场（无限远）。
[0004]关于各个LED之间的间隙，问题在于，具有针对每个LED的各个入射面的准直器难以制造并且难以适应于所有LED。
[0005]关于LED阵列，问题在于，具有LED阵列的直接成像系统需要非常大且复杂的投射光学器件，或者它们由于LED的朗伯发射特性而不是高效的。
[0006]WO2006096467A2公开了一种车辆前照灯，其包括LED行，其光由具有梯形多管形式的初级光学光导收集，该初级光学光导具有面向LED的细长矩形入射窗以用于光输入。这种初级光学光导通过细长矩形出射窗将收集的光输出到次级光导（例如透镜），该次级光导将光定向到车辆前方的道路上。
[0007]因此，本技术的目的是提供一种克服上述问题的改进的LED照明设备。

技术实现思路

[0008]该目的通过LED照明设备、定向照明单元以及照明设备的组装方法来实现。提供了一种LED照明设备，该LED照明设备包括成像光学器件和光照单元，所述光照单元包括多个LED的行和预准直器，所述预准直器对由所述LED发射的光进行准直，以及所述成像光学器件被布置成使得所述成像光学器件的第一焦平面与所述光照单元的LED行重合。提供了一种用于车辆的汽车前照灯，所述汽车前照灯包括在前面任一个实施例中描述的LED照明设备。提供了一种用于照明设备的组装的方法，所述照明设备具有成像光学器件和光照单元，其中，所述光照单元包括多个LED的行以及预准直器，所述预准直器对由所述LED发射的光进行准直，所述方法包括以下步骤：布置所述成像光学器件，使得所述成像光学器件的焦平面被定位成使得所述焦平面与所述光照单元的LED行重合。
[0009]应当注意，术语“LED”包括所有可能的半导体光源，包括半导体激光器。然而，对于本技术，发光二极管和/或有机发光二极管（“OLED”）是最常见且最优选的。
[0010]本技术的LED照明设备优选地可用于自适应定向照明单元，特别是用于汽车
（优选地，前照明）LED照明设备包括成像光学器件（例如透镜）以及一个或若干个
光照单元。成像光学器件优选地被布置成将光成像到远场中，例如在前照灯中。
[0011]光照单元包括具有多个LED的LED行（“LED行”）和预准直器，该预准直器对由LED发射的光进行准直。光照单元可以还包括多于一个的LED行。尽管LED行可以具有任何期望的细长形状（例如弯曲的），但是LED行的LED优选地被线性地布置，使得它们的中点在线上（优选地在直线上）。LED行中的LED优选地被布置为使得它们与LED行的相邻LED具有可忽略的间隙。因此，LED优选地被布置为使得基本上每个LED接触在LED行中相邻的LED。优选的是，照明设备中的所有LED行都布置在一个单个平面上。
[0012]光照单元的预准直器可以包括布置在相对侧的出射面和入射面。入射面小于出射面并且通常覆盖LED行的区域，优选地基本上完全覆盖LED行的区域。换句话说，由LED行发射的大多数光（最大发射角度发射的光除外）进入入射面，并且该光的大多数在出射面出射（以直接的方式或由于全内反射）。显然，入射面必须面向LED行，而出射面必须以通常的方式面向成像光学器件。
[0013]入射面可以包括两个长边和两个短边。因此，它具有至少类似于LED行的形式的细长形状，因为它覆盖了细长的LED行。由于优选直的LED行，因此入射面的矩形形状是优选的。
[0014]作为三维几何形状，预准直器包括边和面，其中将与入射面的短边相交的面称为“小侧面”，因为这些部分是相对较小的侧面，而将与入射面的长边相交的面称为“大侧面”。小侧面和大侧面位于出射面和入射面之间，并被视为预准直器的侧面。预准直器可以具有带有平面的多面体形状（其优选地具有平截头体的形状）。在替代实施例中，它可以具有弯曲的面。例如，入射面和出射面是平面，并且至少一个大面可以是弯曲的。
[0015]对于本技术而言重要的是，成像光学器件被布置成使得成像光学器件的焦平面与光照单元中的至少一个（优选地所有光照单元）的LED行重合。因此，焦平面被布置在各个LED行的LED的有效面的平面中（即，发射光的地方）。必须从技术意义上理解这种重合，即不必是精确的，而仅必须实现其预期的技术功能。换句话说，对于本技术而言，“基本上”重合就足够了，其中“基本上”意味着焦平面可以从LED行稍微移开，或者如果发射表面不平坦则可以仅接触LED的一些部分。然而，优选的是，焦平面在LED的发射表面处接触LED行，或者与LED行的距离至少不大于2mm，特别是不大于1mm或更小。可以说，成像光学器件被布置为使得其对LED行的表面成像。换句话说，成像光学器件的焦平面位于LED的发射表面处，即位于预准直器的外部。
[0016]由于预准直器具有一定的折射率，因此从LED行的LED发射的光被预准直器折射。因此，预准直器将成像光学器件的焦平面从其理论位置移开。可以说，预准直器使焦平面的位置偏移。因此，必须在考虑了预准直器的折射的情况下来理解对焦平面位置的所有提及。换句话说，确切地说，术语“成像光学器件的焦平面”实际上是指“由成像光学器件和预准直器组成的系统的焦平面”。因此，成像光学器件应始终在考虑了预准直器的折射特性的情况下被布置。
[0017]成像光学器件可以包括多个光学元件的布置，优选地选自包括透镜、棱镜和反射镜的组。优选地，成像光学器件仅包括一个单个透镜，因为这使得成像光学器件易于操作并且成本有效。在汽车前定向照明单元中，成像光学器件通常被布置成将焦平面成像到远场。
[0018]为了便于更好地理解，定义了坐标系，其中x轴是沿着LED行的长度的轴，y轴是与x
轴垂直的、指向成像光学器件的轴，并且z轴是与x轴和y轴垂直的轴。因此，LED行沿着x轴布置，沿着y轴的线可以从LED行开始，通过预准直器的入射面进入预准直器，通过预准直器的出射面射出预准直器，并且穿过成像光学器件。z轴垂直于x轴和y轴。
[0019]由LED发射的任何光线都可以分为在（x，y）平面中传播的一部分和在（y，z）平面中传播的一部分，（x，y）平面由该坐标系的x轴和y轴定义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种LED照明设备（LD），其包括成像光学器件（1）和光照单元（2），其特征在于，
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所述光照单元（2）包括多个LED（3a）的行（3）和预准直器（4），所述预准直器（4）对由所述LED（3a）发射的光进行准直，以及
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所述成像光学器件（1）被布置成使得所述成像光学器件（1）的第一焦平面（P1）与所述光照单元（2）的LED行（3）重合。2.根据权利要求1所述的LED照明设备（LD），其中，除了所述第一焦平面（P1）之外，所述成像光学器件（1）还具有第二焦平面（P2），其中，在坐标系中，其中，x轴是沿着所述LED行（3）的长度的轴，y轴是与所述x轴垂直的、指向所述成像光学器件（1）的轴，并且z轴是与所述x轴和所述y轴垂直的轴，
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在由该坐标系的所述x轴和所述y轴定义的（x，y）平面内传播的光线根据所述第一焦平面（P1）折射，
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在由该坐标系的所述y轴和所述z轴定义的（y，z）平面内传播的光线根据所述第二焦平面（P2）折射，其中，所述第二焦平面（P2）与所述预准直器（4）的出射面重合。3.根据权利要求1或2所述的LED照明设备（LD），其中，所述成像光学器件（1）包括非球面透镜（L），
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具有两个相对的透镜表面（L1，L2），其成形为柱面透镜，其中，所述两个透镜表面（L1，L2）的焦线彼此垂直布置，或者
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是在彼此垂直的两个取向上具有不同的光焦度和焦距的凸透镜。4.根据权利要求1或2所述的LED照明设备（LD），其中，所述预准直器（4）被设计为使得在坐标系中，其中，x轴是沿着所述LED行（3）的长度的轴，y轴是与所述x轴垂直的、指向所述成像光学器件（1）的轴，并且z轴是与所述x轴和所述y轴垂直的轴，其
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准直由该坐标系的所述y轴和所述z轴定义的（y，z）平面中传播的光，以及
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不准直由该坐标系的所述x轴和所述y轴定义的（x，y）平面中传播的光，其中，所述预准直器（4）的入射面（4a）包括两个短边和两个长边，并且其中，所述预准直器（4）的与所述入射面（4a）的短边相交的两个小侧面（4c）...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：亮锐控股有限公司，
类型：新型
国别省市：