[实用新型]双模组光斑叠加式汽车LED前照灯的近光光学系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种给机动车驾驶员提供道路照明的双模组光斑叠加式汽车LED前照灯的近光光学系统。

背景技术

目前机动车使用的前照灯近光系统能够为机动车驾驶员提供道路照明。根据国内外前照灯标准，近光系统应在避免对道路对面来车驾驶员造成眩光的情况下，提供足够水平宽度的道路照明照亮相邻车道，并同时能照明车道远处，给驾驶员判断路面情况提供方便。

我国所采用的车灯标准GB4599-2007《汽车前照灯配性能》是参考欧洲经济委员会的相关法规《E/ECE/324 Addendum 1:Regulations No.1 and No.2》。针对汽车用LED前照灯，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会于2011年01月10日发布，2012年01月01日实施新的汽车用LED前照灯国标GB25991-2010，根据国标标准，机动车前照灯近光系统需要在车灯前方25米处形成一个水平扩展达到7920mm，垂直扩展达到1250mm的矩形光斑；同时，在光斑的右半部分，在矩形光斑基础上叠加了与水平方向成15°的矩形光斑。整个光斑的上沿要在测试屏幕上形成一条清晰的截止线，即截止线的左半部分水平，右半部分与水平方向成15°；同时，截止线的转折处下方应有一块合适的亮区特殊点照明。

现行的汽车前照灯近光系统主要以卤钨灯和氙灯作为光源，采用的光学系统包括二次曲面反射器-挡板-透镜系统和自由曲面反射器，存在如下问题：1．使用卤钨灯作为光源，要能够产生满足要求的照度，其功率要求非常高，并且车灯所使用的卤钨灯有严格的光源标准和分类，因而系统的运行成本很高；2．前照灯系统需要在夜晚长时间运行，卤钨灯的寿命相对较短，因而需要机场频繁更换灯泡，维护成本也较高； 3. 无论是采用二次曲面反射器-挡板-透镜系统还是采用自由曲面反射器，光源出射的光线都有相当一部分被挡板或者铝帽遮挡和吸收，使整体的光学系统效率受到很大限制；4．采用自由曲面反射器实现的光斑截止线通常不够清晰，存在光斑毛刺。

发明内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于LED光源的汽车前照灯的近光光学系统，是使用若干颗LED芯片COB封装的高功率白光LED作为光源，两模组组合分别形成15度斜或者台阶式截止线以及水平截止线，实现汽车前照灯近光灯的照明。

    本实用新型提出的双模组光斑叠加式汽车LED前照灯的近光光学系统，包括形成15度斜线或台阶式截止线模组和形成水平截止线模组两个部分，15度斜线或台阶式截止线模组由白光LED模组Ⅰ、多曲面椭球面反射器、光阑板和投光透镜组成，形成水平截止线模组由多曲面两维非球面抛物面式反射器、白光LED模组Ⅱ和多椭球面聚焦反射器组成，白光LED模组Ⅰ的光源几何中心置于多曲面椭球面反射器的第一焦点处，光阑板置于多曲面椭球面反射器的第二焦点附近，同时光阑板的位于投光透镜的前焦点附近，白光LED模组Ⅱ的光源几何中心置于多椭球面聚焦反射器的第一焦点处，两维非球面抛物面式反射器的焦点位于多椭球面聚焦反射器的第二焦点处，其特征在于：所述白光LED模组Ⅰ发出的光经过多曲面椭球面反射器的第一焦点处汇聚到第二焦点处，经过光阑板，让大部分的光进入投光透镜投射出去照明，并且形成15°斜线或者台阶式的截止线；所述白光LED模组Ⅱ发出的光经过多椭球面聚焦反射器的第一焦点处汇聚到第二焦点处，再经过多曲面两维非球面抛物面式反射器反射后投射出去，形成水平展宽带有水平截止线的较宽的光束，两部分光线合成形成LED汽车前照灯组合式近光灯照明系统。

所述的白光LED模组Ⅰ和白光LED模组Ⅱ为若干颗大功率LED芯片COB封装的有设定阵列分布的白光LED光源模组，光源功率大小5-20W，白光LED光源模组Ⅰ的发光面法向根据多曲面椭球面反射器的特征可以平行于或者垂直于多曲面椭球面反射器对称轴，白光LED光源模组Ⅱ的发光面法线垂直于多椭球面聚焦反射器对称轴。

所述的椭球面反射器的长度为20-100 mm，口径为30-150mm的，第一焦距为5-50mm，内表面采用高反射率镜面镀膜，反射率达到95%以上。

所述的光阑板是15度斜刀口光阑板，或者15度斜线过度的台阶式刀口光阑板，刀口中心位于与主光线光轴相交，而且主光线光轴垂直于刀口面。

所述的投光透镜的前焦点在多曲面椭球面反射器的第二焦点附近并向前离焦1-8mm，投光透镜的相对孔径等于或大于多曲面椭球面反射器出射光束的相对孔径。