[实用新型]一种摩托车、汽车或电动车LED前照灯

说明书

技术领域 

本实用新型属于LED光源技术，具体涉及一种适合于摩托车、汽车、电动车的LED前照灯。

背景技术

LED（发光二极管）被誉为第四代光源，其具有寿命长、光效高、无辐射的优点。LED的理论寿命超过10万个小时，发光效率高达90%，而相同光通量的能耗仅为白炽灯的8%，具有显著的绿色、低碳之优点。在世界范围内LED在照明领域内已得到广泛应用。

目前摩托车、汽车、电动车前照灯（前组合灯）主要采用白炽丝光灯、卤素灯为光源，通过反光碗反射的方式将光反射于摩托车、汽车、电动车前方。由于白炽丝光灯和卤素灯光源的光效低、发热量大、寿命短，以及反光碗开口的大小在汽车、摩托车、电动车前照灯上受限止，光的利用率低，故现有的摩托车、汽车、电动车前照灯普遍存在照明弱、发热量大、寿命短(如灯丝易烧断、易破碎)的问题，存在很大的安全隐患。

由于LED的广泛应用及其所具有的显著优点，许多人都试图采用LED作为摩托车、汽车、电动车前照灯光源，但是由于对LED发光单元的结构设计不合理，存在发光单元的光利用率不高、散热不好、光衰严重，无法形成理想的远光光斑和近光光斑等问题，达不到国家有关标准的要求，未能广泛使用。

发明内容

本实用新型技术的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提出一种新的LED发光单元及所形成的摩托车、汽车、电动车(含电动自行车)LED前照灯。

本实用新型的技术方案如下：

一种汽车、摩托车或电动车LED前照灯，其包括灯片、后壳、LED发光单元和固定架；所述LED发光单元由固定架固定，装在后壳中，前方设置灯片；所述LED发光单元包括透镜式灯杯、LED灯珠和电路板，LED灯珠安装在电路板上，并插设在透镜式灯杯杯座的灯珠安装孔中；所述透镜式灯杯的侧表面为起反射的功能的反射面，其是以抛物面为基准曲面经校正像差而调整原基准曲面后得到的高次非球面，所述LED灯珠的发光中心位于该抛物面的焦点上；在LED灯珠安装孔的孔顶为双面凸透镜或单面凸透镜结构；所述抛物面的焦点与双面凸透镜或单面凸透镜的焦点重合。

所述高次非球面的面形公式为：

其中,K为二次曲面的系数,c为顶点曲率半径的倒数,r为镜面孔径半径,A、B、C、D …… 为高次非球面各阶系数。该灯杯侧表面使用本方程条件是k＝-1，由于第一项为基准二次曲面，当k＝-1时第一项为抛物面，故灯杯侧表面的基准曲面为抛物面；方程其它多项式表示该非球面与基准曲面（抛物面）的偏离情况。此高次非球面是校正基准曲面（抛物面）的像差而形成的非球面，所以，该高次非球面虽然偏离了基准曲面（抛物面）仍可视为基准曲面（抛物面）的焦点为该高次非球面的“焦点”，通过方程式的其它多项式对抛物面进行校准形成所述高次非球面。

所述透镜式灯杯的杯顶为一整平面；或分布有柱面镜；或杯顶为多圈向杯中心逐级凹陷的台阶，台阶面为平面或分布有柱面镜。 

所述透镜式灯杯的位于杯顶中央凹陷部分的最底面为一平面、凹面或凸面。

该灯杯设计的关键是要保证灯杯的高次非球面的“焦点”与双面凸透镜或单面凸透镜的焦点重合。

LED灯珠采用一次光封成型的灯珠，LED灯珠安装在电路板上，并插入透镜式灯杯的杯座的LED灯珠安装孔中，并使灯杯的高次非球面曲面与双面凸透镜或单面凸透镜的焦点重合，重合焦点置于LED灯珠的发光中心（即LED出射光的实焦点与虚焦点之间，或者落于所述实焦点上，或者落于所述虚焦点上）；所述透镜式灯杯通过灯杯固定架固定。

该灯杯的杯顶可以为一整平面，或分布有柱面镜；也可以杯顶为多圈向杯中心逐级凹陷的台阶，台阶面为平面或分布有柱面镜，位于杯顶中央凹陷部分的最底面为一平面或凹面或凸面。组成电动车前照灯的灯杯杯顶可以没有柱面镜的分布。

LED发出的光通过灯杯的反射和透射形成圆形光斑，通过灯杯杯顶分布的柱面镜将圆形光斑拉伸形成矩形光斑或椭圆形光斑，通过调节灯杯杯顶的柱面镜的曲率来调节光斑的宽度，通过调节柱面镜的数量来分布光斑区域内的光照強度。

LED发光单元在结构满足上述条件的情况下，就可以保证灯珠发出的光经灯杯的反射和凸透镜透射的光可“基本”沿光轴平行出射，由此显著提高光的利用率，光的利用率可达95%。