[发明专利]LED汽车近光前照灯

说明书

LED大灯(俗称)，按照国家标准，应该包含两类：一为LED汽车远光前照灯，二为LED汽车近光前照灯。本人在先申请的三项专利中还缺少LED汽车近光前照灯这一项。以下提出解决它的具体方案：它是由一个特殊组合反射镜，装上LED光源，中轴位还装有一个偏置的凸透镜来实现近光功能的。

首先介绍一下与说明书密切关联的附图。

图1a是任何反射镜焦点置于发光芯片之上时的后视图。

图1b是图1a位置A-O-B的剖视图。

图2是光源和“光像”在过焦点的法切面两侧镜像图。

图3是在过焦点的水平法切面位置上形成屏幕上水平明暗线示意图。

图4是特殊组合反射镜1的后视组合图。

图5是偏置复合凸透镜3设计图。

为了把方案讲清楚，下面先揭示一个关于光反射的规律(法则)，这对于设计有明暗线近光光型的前照灯反射镜有实质性帮助。见图1，图1a是抛物面焦点置于发光芯片之上时的反射镜后视图；图1b是图1a中A-O-B剖视位置反射镜上、下任意点A、B反射之光线的倾角图。图中可以看出：焦点在上，芯片在下，且二者之间有间距e，于是有反射角A＝A′，B＝B′；且只要芯片的位置在焦点水平面以下，不管反射点(A、B)在反射镜的上面还是在下面，其反射到屏幕上的光像都是在与过A点(或B点)的水平面成α角的斜面上向下倾斜A角或B角射出，其最小倾斜角A_min(或B_min)由芯片靠近焦点的最小距离e决定，这个最小倾斜角，决定了光迹不射入明暗线上方的“安全度”。这是第一；第二，图中过任意A、B点的切面，A-O-B就是该A、B点的两个焦点法切面，那么，根据反射原理，其在屏幕上的光像，就会在这些法切面两侧互相“对换”(镜像)一次。如图2，并且在过焦点的水平面(水平法切面)上，如果芯片在这个水平面上下都有分布，其水平明暗线就会在屏幕上形成(见图3)：当芯片下边缘偏离水平法切面以下δ值时，则“对换”向上而在屏幕上产生水平明暗线，其高度h＝25m×δ/ρ。ρ为图1b中焦点到反射镜上开始有光反射的点之间的距离。

再说组成LED汽车近光前照灯的三个组件的具体设计及其要求：

①特殊组合反射镜1(见图4)由焦点在A点的“面A”，焦点在B点的“面B”和对称位置上的“面A′”、“面B′”，加上焦点都在圆弧线r上的“面上”和“面下”组成，根据前述二法则：

“面A”反射的光迹在屏幕上形成右侧的明暗线和向右侧以下辐射；

“面B”反射的光迹在屏幕上形成左侧的明暗线和向左侧以下辐射’

“面A′”和“面B′”形成与“面A”和“面B”相对应的反向投射结果。而如果要形成右高左低高差为H的阶梯明暗线，只要把形成右则明暗线的“面A”和“面A′”的焦点A向上偏移e值就可以实现：H＝h_右-h_左＝25m×e/ρ，H为在25m的屏幕上明暗线的阶梯差，e为焦点A和焦点B的上下相对位移值，ρ为开始有光反射的位置(起始点)到焦点的距离(见图1b)。

“面上”和“面下”由于焦点都共在r的圆弧上。例如图中任意过中心交r圆弧于L点的直线，这个L点就是“面上”和“面下”法切面位置共同的焦点，这条线也是(表示)共同的法切面。芯片又设计在r的圆弧内，芯片与圆弧之间又设置有足够的间隙距离，据前述法则，经这两个面反射的光迹，都是在左右明暗线以下安全照射。在除“面A”和“面A’”的其余面上还可以做一些让光水平扩散的垂直条纹，以确保其光照的均匀度。

我们用作图等方法进一步检查图4的设计：发现划定在“面上”的“安全区”和“面A”45°以内可以形成明暗线的合理区之间还存在一个小“△”区域，(即这两个“面”的划分都没够着的小三角区，还有“面上”和“面B’”之间)。对它们还需再作“安全处理”(即将这部分光迹再次稍稍下压)。除此以外，各个“面”都完全符合上述二法则：既可形成阶梯明暗线光型，又能在左右明暗线以下“安全”照射。

它的做法与在先申请的“阶梯水平明暗线光型汽车近光前照灯”有两个雷同之处：A、两侧明暗线的阶梯高差H的形成，都是由产生明暗线的两部分面之焦点上下相对移位产生的；反射镜的制造都是由多个抛物面组合形成，都有焦点移位的做法.，前者焦点是轴向位移至灯丝末端以远，后者各面的焦点都是在同一平面上——放置芯片的焦点平面上移到芯片以外或芯片边缘。故此也造成各个面之间的衔接处产生肉眼可见的高差痕。