基於led三維封裝的汽車前大燈及汽車照明方法
2023-05-02 07:46:46 1
專利名稱：基於led三維封裝的汽車前大燈及汽車照明方法
技術領域：
本發明涉及一種基於LED三維封裝的汽車前大燈，特別是涉及一種照射方向可控、投射距離遠近可調的基於LED三維封裝的汽車前大燈及利用此基於LED三維封裝的汽車前大燈的汽車照明方法。
背景技術：
現有的汽車前大燈多數為金屬滷素燈，效率低、能耗大。近年來，隨著LED技術的發展，LED汽車燈也得到了迅速發展，LED車燈具有單色性好、壽命長、點亮無延遲、高效率低能耗、體積小重量輕、綠色照明等優勢成為了車燈市場的熱點。汽車前大燈裝於汽車頭部兩側，用於夜間行車道路的照明，前大燈的照明效果直接影響夜間行車駕駛的操作和交通安全。傳統汽車前大燈具有固定的射程和角度，汽車在夜間行駛的時候由於無法調節照明射程和角度，常常會出現駕駛者看不清路標或是燈光直射入對方駕駛者眼中，極大地威脅了駕駛者夜間的駕車安全。因此，研究出能夠實現光出射方向及角度可調控的汽車前大燈具有重大的意義。申請號為CN201120086858. 6的中國專利申請，提供一種平面光源，該種平面光源調節光源的發射角度主要是通過旋轉螺杆帶動一系列元件的運動，使LED燈單元的基板角度發射變化，進而使光源的發射角發生改變，達到利用調焦機構實現改變LED燈光發射角度的目的。由於單個LED的光通量小，目前的汽車前大燈為了提高光效，LED光源一般採用多顆LED陣列設計方法組裝成平面光源，但其具有如下的缺點1)平面光源集成度低，無法提供汽車前大燈需要的總光通量；2)體積龐大；3)需要藉助機械運動系統才能實現光出射角度調控，機械運動系統包括驅動電機及多個運動部件，長期使用可靠性較差；4)成本高。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於，提供一種基於LED三維封裝的汽車前大燈，能夠通過控制指定發光區域的晶片點亮，而其他發光區域未亮的方式，同時配合反射鏡設計，實現大燈照射方向改變。基於此，本發明還提供一種汽車照明方法，利用前述的基於LED三維封裝的汽車前大燈實現路面安全照明。本發明的目的採用以下技術方案實現一種基於LED三維封裝的汽車前大燈，包括反射鏡以及設置在反射鏡內的LED三維封裝光源，所述LED三維封裝光源包括基座，所述基座設有至少兩個可獨立控光的發光區域，每個發光區域由至少一個LED晶片安裝面構成，各LED晶片安裝面朝向不同的方向， 每個LED晶片安裝面上設有LED晶片，LED晶片上覆蓋有封裝體，所述反射鏡的內壁與各 LED晶片安裝面相對。
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優選地，所述基座為多稜柱體，每個側面作為LED晶片安裝面。優選地，所述反射鏡的內壁設有多個圍繞反射鏡中心設置的大反射面，每個大反射面對應一可獨立控光的發光區域。優選地，每個在反射面由多個小反射面鄰接而成。優選地，所述反射鏡的內壁由光滑曲面製成，所述光滑曲面沿出光方向分為多個曲率不同的區域。優選地，所述封裝體為一次封裝透鏡。優選地，所述基座的中心設有一貫穿基座兩端的安裝孔，所述安裝孔中設有熱管， 所述熱管的一端伸出至基座外並與散熱器直接連接。優選地，所述熱管與基座的連接方式為過盈配合或者所述熱管與基座成一體結構。優選地，還設置一轉向隨動裝置，所述轉向隨動裝置包括傳感器，獲取汽車的轉向信號；行車燈光控制器，根據汽車的轉向信號發出燈光控制指令；LED驅動器，根據燈光控制指令將相應的發光區域的LED晶片點亮。本發明的汽車照明方法，利用前述的基於LED三維封裝的汽車前大燈進行，包括如下步驟獲取汽車的轉向信號；根據汽車的轉向信號發出燈光控制指令；根據接收到的燈光控制指令，點亮汽車前大燈基座上相應的發光區域的LED晶片；LED晶片點亮的發光區域配合對應的反射鏡使得汽車前大燈出射方向、角度或射程的改變。與現有技術相比，本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈，具有如下優點本發明由於設置反射鏡及LED三維封裝光源，LED三維封裝光源設有至少兩個可獨立控光的發光區域，因此利用控制某一或某些發光區域的LED晶片點亮，而其他發光區域LED晶片不點亮，配合反射鏡設計，達到大燈出射方向或角度的改變；同時還可控制光源透射的距離，遠光燈、近光燈可集成於同一光源內；能夠滿足不同環境下的照射需求。本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈可設置轉向隨動裝置，在無外部轉動部件的條件下實現燈光自動轉向功能，成本低、可靠性高、提高夜間駕駛的安全性；進一步地，LED三維封裝光源的基座採用多稜柱的結構，LED晶片採用多稜柱立體封裝，體積小、封裝密度大，能提供汽車前大燈需要的總光通量；進一步地，LED三維封裝光源的基座端面不封裝，尤其是頂部不發光，因此配光時不需在光源前方設置擋光結構，結構簡單；進一步地，LED三維封裝光源的基座中心設置安裝孔，形成空心結構，可與熱管形成過盈配合，不需要在熱管外部塗導熱介質仍可以提供高效可靠的傳熱性能；進一步地，安裝在基座上的安裝孔中的熱管延伸至光源外部，與散熱器直接相連， 能提供更小的系統熱阻；進一步地，汽車前大燈的反射鏡內壁採用多個大反射面、每個大反射面又由小反
4射面組成的設計，混光效果好，不分色，且可分區域控制前大燈照射方向；進一步地，LED晶片採用一次封裝透鏡，可提供不同配光曲線，適應不同的反射鏡設計。
圖IA是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例一中LED三維封裝光源的結構示意圖；圖IB是圖1中光源去除封裝體的結構示意圖；圖2A是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例一的主視圖；圖2B是圖2A的側視圖；圖2C是圖2A的俯視圖；圖2D是圖2A的等軸側視圖；圖3A是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈發出左轉向光的示意圖；圖;3B是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈發出前行方向光的示意圖；圖3C是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈發出右轉向光的示意圖；圖3D是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈發出近距離照射光的示意圖；圖3E是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈發出遠距離照射光的示意圖；圖3F是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈發出最廣區域範圍燈光的示意圖；圖4是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例二的反射鏡結構示意圖；圖5是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例三的反射鏡結構示意圖；圖6是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例四的結構示意圖；圖7A是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例五中轉向隨動裝置的示意圖；圖7B是本發明的基於LED三維封裝的汽車前大燈實施例五中轉向隨動裝置的工作過程示意圖；圖8A為汽車在行駛中準備右拐彎時的示意圖；圖8B為使用傳統前大燈的汽車在行駛中準備右拐彎時的燈光示意圖；圖8C為使用本發明基於LED三維封裝的汽車前大燈的汽車在行駛中準備右拐彎時的燈光示意圖。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的詳細說明。實施例一如圖1A、1B所示，本實施例中的LED三維封裝光源1，包括基座11、設置在基座11 上的LED晶片12、覆蓋在LED晶片12上的封裝體13，封裝體13內具有含有螢光粉的內封裝層131，且封裝體13的外表面132為非平面的曲面封裝，以提供不同配光曲線。本實施例中，基座11為六稜柱體，其每個側面均作為晶片安裝面，該基座11具有兩個上安裝面111、兩個下安裝面112、一個左安裝面113、一個右安裝面114，各LED晶片安裝面朝向不同的方向，每個LED晶片安裝面上安裝有多個LED晶片12。基座11中心設有安裝孔115，安裝孔115的橫截面為圓形或其他多邊形結構。LED三維封裝光源1分為前發光區域116和後發光區域117。如圖2A 2D所示，本實施例中的基於LED三維封裝的汽車前大燈2，包括LED三維封裝光源1和反射鏡21，LED三維封裝光源1設於反射鏡21內，反射鏡21的內壁採用多個大反射面211排列組成下窄上寬的自由曲面，每個大反射面211上排列著多個小反射面212，由多個小反射面212鄰接而成，小反射面212可以是平面，也可為具有一定曲率的曲面。反射面211的內壁上設有高反射材料塗層，該高反射材料塗層可為銀，鎳，鉻或其它金屬塗層。每個反射面211對應著每一個可獨立控光的發光區域，發光區域由一個或多個晶片安裝面構成。在本實施例中，小反射面212是沿橫向延伸；在其它實施例中，小反射面 212還可以是沿縱向延伸或其它設計方式，不限於本實施例。如圖3A所示，當基座左安裝面113上的LED晶片點亮時，而其它安裝面上的LED未亮時，對應左邊區域的反射鏡將LED發出的光反射至左前方向，這時候的汽車前大燈就發出向左側方向照射的光。如圖3B所示，當基座上下安裝面111、112上的LED點亮時，結合反射鏡的作用即發出前行方向的光；如圖3C所示，當基座右安裝面114上的LED晶片點亮時，結合反射鏡的作用即發出右轉向光；反射鏡對光線的準直能力越強，那麼燈就能照的更遠，相反，則照的近，當反射鏡的後半部分採用擴散性強的曲面設計且前半部分利用準直性強的曲面設計的時候，如圖3D所示，當光源後發光區域117的LED晶片點亮時，即發出近距離區域照射的光；如圖3E所示，當光源前發光區域116的LED晶片點亮時，即發出遠距離區域照射的光；如圖3F所示，當全部安裝面上的LED晶片同時點亮時，即發出較大區域範圍內的照射光。可以選擇點亮基座上一個安裝面的LED晶片或者任意兩個或多個安裝面的LED 晶片，達到在不同駕駛環境下的照射要求。實施例二如圖4所示，本實施例與實施例一的區別在於，反射鏡41的內壁僅由多個大反射面411組成，多個大反射面411排列組成下窄上寬的自由曲面，每個反射面411對應著每一個可獨立控光的發光區域，發光區域由一個或多個晶片安裝面構成。實施例三如圖5所示，本實施例與實施例一的區別在於，反射鏡51的反射面僅由光滑曲面 511組成下窄上寬的自由曲面，光滑曲面511沿出光方向上分成多個區域，每個區域的曲率不同。實施例四如圖6所示，本實施例與實施例一的區別在於，本實施例中的基於LED三維封裝的汽車前大燈，包括LED三維封裝光源1、反射鏡21、熱管61、散熱器62，LED三維封裝光源1 設於反射鏡21內。熱管61與安裝孔115採用過盈配合方式連接，熱管61延伸至光源1外部且與散熱器62直接相連。實施例五如圖7A、圖7B所示，本實施例中的基於LED三維封裝的汽車前大燈除包括LED三維封裝光源以及反射鏡外，還包括轉向隨動裝置，能夠在無外部轉動部件的條件下實現燈光自動轉向功能。，本實施例中基於LED三維封裝的汽車前大燈中，轉向隨動裝置包括傳感器，獲取汽車的轉向信號；行車燈光控制器，根據汽車的轉向信號發出燈光控制指令；LED驅動器，根據燈光控制指令將相應的光源發光區域的LED晶片點亮。本實施例中的基於LED三維封裝的汽車前大燈，安裝在汽車上後的工作過程為當汽車方向盤轉動到一定角度時，傳感器感應汽車的轉向信號，行車燈光控制器接收傳感器傳來的信號並處理後向LED前大燈驅動器發出燈光控制指令，LED驅動器根據燈光控制指令將相應的光源發光區域的LED晶片點亮，從而控制LED前大燈發出左轉向、前行或右轉向燈光。本實施例的這種隨動轉向的LED前大燈能夠根據行車速度、轉向角度等自動控制大燈的出光角度，提供全方位的安全照明，以確保駕駛員在任何時刻都擁有最佳的可見度。如圖8A 8C所示，當汽車Ql右拐彎時，由於使用傳統前大燈，所以燈光會直接射入汽車Q2駕駛者的眼中，而當汽車使用本實施例中的設有轉向隨動裝置的基於LED三維封裝的汽車前大燈時，基於LED三維封裝的汽車前大燈發出右轉向燈光，即可避免燈光直射入對方汽車Q2駕駛者眼中，又可提前照亮彎道內側的「盲區」，提高夜間駕駛的安全性。本發明的汽車照明方法是在汽車上設置前述實施例中的基於LED三維封裝的汽車前大燈得以實現的，其包括如下步驟獲取汽車的轉向信號；根據汽車的轉向信號發出燈光控制指令；根據接收到的燈光控制指令，點亮汽車前大燈基座上相應的發光區域的LED晶片；LED晶片點亮的發光區域配合對應的反射鏡，使得汽車前大燈出射方向、角度或射程改變。本發明的汽車照明方法，當汽車轉向時，控制基座上相應的發光區域的LED晶片點亮，而其餘發光區域的LED晶片不點亮，使得基於LED三維封裝的汽車前大燈發出該轉向的燈光，即可避免燈光直射入對方汽車駕駛者眼中，又可提前照亮彎道內側的「盲區」，大大提高夜間駕駛的安全性。以上對本發明進行了詳細介紹，文中應用具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種基於LED三維封裝的汽車前大燈，包括反射鏡以及設置在反射鏡內的LED三維封裝光源，其特徵在於，所述LED三維封裝光源包括基座，所述基座設有至少兩個可獨立控光的發光區域，每個發光區域由至少一個LED晶片安裝面構成，各LED晶片安裝面朝向不同的方向，每個LED晶片安裝面上設有LED晶片，LED晶片上覆蓋有封裝體，所述反射鏡的內壁與各LED晶片安裝面相對。
2.如權利要求1所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，所述基座為多稜柱體，每個側面作為LED晶片安裝面。
3.如權利要求1所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，所述反射鏡的內壁設有多個圍繞反射鏡中心設置的大反射面，每個大反射面對應一可獨立控光的發光區域。
4.如權利要求3所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，每個大反射面由多個小反射面鄰接而成。
5.如權利要求1所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，所述反射鏡的內壁由光滑曲面製成，所述光滑曲面沿出光方向分為多個曲率不同的區域。
6.如權利要求1所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，所述封裝體為一次封裝透鏡。
7.如權利要求1所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，所述基座的中心設有一貫穿基座兩端的安裝孔，所述安裝孔中設有熱管，所述熱管的一端伸出至基座外並與散熱器直接連接。
8.如權利要求7所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，所述熱管與基座的連接方式為過盈配合或者所述熱管與基座成一體結構。
9.如權利要求1所述的基於LED三維封裝的汽車前大燈，其特徵在於，還設置一轉向隨動裝置，所述轉向隨動裝置包括傳感器，獲取汽車的轉向信號；行車燈光控制器，根據汽車的轉向信號發出燈光控制指令；LED驅動器，根據燈光控制指令將相應的發光區域的LED晶片點亮。
10.一種汽車照明方法，其特徵在於，利用權利要求1 9的基於LED三維封裝的汽車前大燈進行，包括如下步驟獲取汽車的轉向信號；根據汽車的轉向信號發出燈光控制指令；根據接收到的燈光控制指令，點亮汽車前大燈基座上相應的發光區域的LED晶片；LED晶片點亮的發光區域配合對應的反射鏡，使得汽車前大燈出射方向、角度或射程改變。
全文摘要
本發明公開一種基於LED三維封裝的汽車前大燈，包括反射鏡以及設置在反射鏡內的LED三維封裝光源，所述LED三維封裝光源包括基座，所述基座設有至少兩個可獨立控光的發光區域，每個發光區域由至少一個LED晶片安裝面構成，各LED晶片安裝面朝向不同的方向，每個LED晶片安裝面上設有LED晶片，LED晶片上覆蓋有封裝體，所述反射鏡的內壁與各LED晶片安裝面相對。本發明由於設置反射鏡及LED三維封裝光源，該光源設有至少兩個可獨立控光的發光區域，因此利用控制某一或某些發光區域LED點亮，而其他發光區域不點亮，配合反射鏡設計，達到大燈出射方向或角度的改變。本發明還公開一種汽車照明方法，能夠提高汽車夜間行駛的安全性。
文檔編號B60Q1/12GK102519003SQ20121001203
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者何志宏, 李宗濤, 李程, 湯勇 申請人:佛山市國星光電股份有限公司