专利名称：基于led三维封装的汽车前大灯及汽车照明方法
技术领域：
本发明涉及一种基于LED三维封装的汽车前大灯，特别是涉及一种照射方向可控、投射距离远近可调的基于LED三维封装的汽车前大灯及利用此基于LED三维封装的汽车前大灯的汽车照明方法。
背景技术：
现有的汽车前大灯多数为金属卤素灯，效率低、能耗大。近年来，随着LED技术的发展，LED汽车灯也得到了迅速发展，LED车灯具有单色性好、寿命长、点亮无延迟、高效率低能耗、体积小重量轻、绿色照明等优势成为了车灯市场的热点。汽车前大灯装于汽车头部两侧，用于夜间行车道路的照明，前大灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶的操作和交通安全。传统汽车前大灯具有固定的射程和角度，汽车在夜间行驶的时候由于无法调节照明射程和角度，常常会出现驾驶者看不清路标或是灯光直射入对方驾驶者眼中，极大地威胁了驾驶者夜间的驾车安全。因此，研究出能够实现光出射方向及角度可调控的汽车前大灯具有重大的意义。申请号为CN201120086858. 6的中国专利申请，提供一种平面光源，该种平面光源调节光源的发射角度主要是通过旋转螺杆带动一系列元件的运动，使LED灯单元的基板角度发射变化，进而使光源的发射角发生改变，达到利用调焦机构实现改变LED灯光发射角度的目的。由于单个LED的光通量小，目前的汽车前大灯为了提高光效，LED光源一般采用多颗LED阵列设计方法组装成平面光源，但其具有如下的缺点1)平面光源集成度低，无法提供汽车前大灯需要的总光通量；2)体积庞大；3)需要借助机械运动系统才能实现光出射角度调控，机械运动系统包括驱动电机及多个运动部件，长期使用可靠性较差；4)成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种基于LED三维封装的汽车前大灯，能够通过控制指定发光区域的芯片点亮，而其他发光区域未亮的方式，同时配合反射镜设计，实现大灯照射方向改变。基于此，本发明还提供一种汽车照明方法，利用前述的基于LED三维封装的汽车前大灯实现路面安全照明。本发明的目的采用以下技术方案实现一种基于LED三维封装的汽车前大灯，包括反射镜以及设置在反射镜内的LED三维封装光源，所述LED三维封装光源包括基座，所述基座设有至少两个可独立控光的发光区域，每个发光区域由至少一个LED芯片安装面构成，各LED芯片安装面朝向不同的方向， 每个LED芯片安装面上设有LED芯片，LED芯片上覆盖有封装体，所述反射镜的内壁与各 LED芯片安装面相对。
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优选地，所述基座为多棱柱体，每个侧面作为LED芯片安装面。优选地，所述反射镜的内壁设有多个围绕反射镜中心设置的大反射面，每个大反射面对应一可独立控光的发光区域。优选地，每个在反射面由多个小反射面邻接而成。优选地，所述反射镜的内壁由光滑曲面制成，所述光滑曲面沿出光方向分为多个曲率不同的区域。优选地，所述封装体为一次封装透镜。优选地，所述基座的中心设有一贯穿基座两端的安装孔，所述安装孔中设有热管， 所述热管的一端伸出至基座外并与散热器直接连接。优选地，所述热管与基座的连接方式为过盈配合或者所述热管与基座成一体结构。优选地，还设置一转向随动装置，所述转向随动装置包括传感器，获取汽车的转向信号；行车灯光控制器，根据汽车的转向信号发出灯光控制指令；LED驱动器，根据灯光控制指令将相应的发光区域的LED芯片点亮。本发明的汽车照明方法，利用前述的基于LED三维封装的汽车前大灯进行，包括如下步骤获取汽车的转向信号；根据汽车的转向信号发出灯光控制指令；根据接收到的灯光控制指令，点亮汽车前大灯基座上相应的发光区域的LED芯片；LED芯片点亮的发光区域配合对应的反射镜使得汽车前大灯出射方向、角度或射程的改变。与现有技术相比，本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯，具有如下优点本发明由于设置反射镜及LED三维封装光源，LED三维封装光源设有至少两个可独立控光的发光区域，因此利用控制某一或某些发光区域的LED芯片点亮，而其他发光区域LED芯片不点亮，配合反射镜设计，达到大灯出射方向或角度的改变；同时还可控制光源透射的距离，远光灯、近光灯可集成于同一光源内；能够满足不同环境下的照射需求。本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯可设置转向随动装置，在无外部转动部件的条件下实现灯光自动转向功能，成本低、可靠性高、提高夜间驾驶的安全性；进一步地，LED三维封装光源的基座采用多棱柱的结构，LED芯片采用多棱柱立体封装，体积小、封装密度大，能提供汽车前大灯需要的总光通量；进一步地，LED三维封装光源的基座端面不封装，尤其是顶部不发光，因此配光时不需在光源前方设置挡光结构，结构简单；进一步地，LED三维封装光源的基座中心设置安装孔，形成空心结构，可与热管形成过盈配合，不需要在热管外部涂导热介质仍可以提供高效可靠的传热性能；进一步地，安装在基座上的安装孔中的热管延伸至光源外部，与散热器直接相连， 能提供更小的系统热阻；进一步地，汽车前大灯的反射镜内壁采用多个大反射面、每个大反射面又由小反
4射面组成的设计，混光效果好，不分色，且可分区域控制前大灯照射方向；进一步地，LED芯片采用一次封装透镜，可提供不同配光曲线，适应不同的反射镜设计。
图IA是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例一中LED三维封装光源的结构示意图；图IB是图1中光源去除封装体的结构示意图；图2A是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例一的主视图；图2B是图2A的侧视图；图2C是图2A的俯视图；图2D是图2A的等轴侧视图；图3A是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯发出左转向光的示意图；图;3B是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯发出前行方向光的示意图；图3C是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯发出右转向光的示意图；图3D是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯发出近距离照射光的示意图；图3E是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯发出远距离照射光的示意图；图3F是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯发出最广区域范围灯光的示意图；图4是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例二的反射镜结构示意图；图5是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例三的反射镜结构示意图；图6是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例四的结构示意图；图7A是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例五中转向随动装置的示意图；图7B是本发明的基于LED三维封装的汽车前大灯实施例五中转向随动装置的工作过程示意图；图8A为汽车在行驶中准备右拐弯时的示意图；图8B为使用传统前大灯的汽车在行驶中准备右拐弯时的灯光示意图；图8C为使用本发明基于LED三维封装的汽车前大灯的汽车在行驶中准备右拐弯时的灯光示意图。
具体实施例方式为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例一如图1A、1B所示，本实施例中的LED三维封装光源1，包括基座11、设置在基座11 上的LED芯片12、覆盖在LED芯片12上的封装体13，封装体13内具有含有荧光粉的内封装层131，且封装体13的外表面132为非平面的曲面封装，以提供不同配光曲线。本实施例中，基座11为六棱柱体，其每个侧面均作为芯片安装面，该基座11具有两个上安装面111、两个下安装面112、一个左安装面113、一个右安装面114，各LED芯片安装面朝向不同的方向，每个LED芯片安装面上安装有多个LED芯片12。基座11中心设有安装孔115，安装孔115的横截面为圆形或其他多边形结构。LED三维封装光源1分为前发光区域116和后发光区域117。如图2A 2D所示，本实施例中的基于LED三维封装的汽车前大灯2，包括LED三维封装光源1和反射镜21，LED三维封装光源1设于反射镜21内，反射镜21的内壁采用多个大反射面211排列组成下窄上宽的自由曲面，每个大反射面211上排列着多个小反射面212，由多个小反射面212邻接而成，小反射面212可以是平面，也可为具有一定曲率的曲面。反射面211的内壁上设有高反射材料涂层，该高反射材料涂层可为银，镍，铬或其它金属涂层。每个反射面211对应着每一个可独立控光的发光区域，发光区域由一个或多个芯片安装面构成。在本实施例中，小反射面212是沿横向延伸；在其它实施例中，小反射面 212还可以是沿纵向延伸或其它设计方式，不限于本实施例。如图3A所示，当基座左安装面113上的LED芯片点亮时，而其它安装面上的LED未亮时，对应左边区域的反射镜将LED发出的光反射至左前方向，这时候的汽车前大灯就发出向左侧方向照射的光。如图3B所示，当基座上下安装面111、112上的LED点亮时，结合反射镜的作用即发出前行方向的光；如图3C所示，当基座右安装面114上的LED芯片点亮时，结合反射镜的作用即发出右转向光；反射镜对光线的准直能力越强，那么灯就能照的更远，相反，则照的近，当反射镜的后半部分采用扩散性强的曲面设计且前半部分利用准直性强的曲面设计的时候，如图3D所示，当光源后发光区域117的LED芯片点亮时，即发出近距离区域照射的光；如图3E所示，当光源前发光区域116的LED芯片点亮时，即发出远距离区域照射的光；如图3F所示，当全部安装面上的LED芯片同时点亮时，即发出较大区域范围内的照射光。可以选择点亮基座上一个安装面的LED芯片或者任意两个或多个安装面的LED 芯片，达到在不同驾驶环境下的照射要求。实施例二如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于，反射镜41的内壁仅由多个大反射面411组成，多个大反射面411排列组成下窄上宽的自由曲面，每个反射面411对应着每一个可独立控光的发光区域，发光区域由一个或多个芯片安装面构成。实施例三如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于，反射镜51的反射面仅由光滑曲面 511组成下窄上宽的自由曲面，光滑曲面511沿出光方向上分成多个区域，每个区域的曲率不同。实施例四如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中的基于LED三维封装的汽车前大灯，包括LED三维封装光源1、反射镜21、热管61、散热器62，LED三维封装光源1 设于反射镜21内。热管61与安装孔115采用过盈配合方式连接，热管61延伸至光源1外部且与散热器62直接相连。实施例五如图7A、图7B所示，本实施例中的基于LED三维封装的汽车前大灯除包括LED三维封装光源以及反射镜外，还包括转向随动装置，能够在无外部转动部件的条件下实现灯光自动转向功能。，本实施例中基于LED三维封装的汽车前大灯中，转向随动装置包括传感器，获取汽车的转向信号；行车灯光控制器，根据汽车的转向信号发出灯光控制指令；LED驱动器，根据灯光控制指令将相应的光源发光区域的LED芯片点亮。本实施例中的基于LED三维封装的汽车前大灯，安装在汽车上后的工作过程为当汽车方向盘转动到一定角度时，传感器感应汽车的转向信号，行车灯光控制器接收传感器传来的信号并处理后向LED前大灯驱动器发出灯光控制指令，LED驱动器根据灯光控制指令将相应的光源发光区域的LED芯片点亮，从而控制LED前大灯发出左转向、前行或右转向灯光。本实施例的这种随动转向的LED前大灯能够根据行车速度、转向角度等自动控制大灯的出光角度，提供全方位的安全照明，以确保驾驶员在任何时刻都拥有最佳的可见度。如图8A 8C所示，当汽车Ql右拐弯时，由于使用传统前大灯，所以灯光会直接射入汽车Q2驾驶者的眼中，而当汽车使用本实施例中的设有转向随动装置的基于LED三维封装的汽车前大灯时，基于LED三维封装的汽车前大灯发出右转向灯光，即可避免灯光直射入对方汽车Q2驾驶者眼中，又可提前照亮弯道内侧的“盲区”，提高夜间驾驶的安全性。本发明的汽车照明方法是在汽车上设置前述实施例中的基于LED三维封装的汽车前大灯得以实现的，其包括如下步骤获取汽车的转向信号；根据汽车的转向信号发出灯光控制指令；根据接收到的灯光控制指令，点亮汽车前大灯基座上相应的发光区域的LED芯片；LED芯片点亮的发光区域配合对应的反射镜，使得汽车前大灯出射方向、角度或射程改变。本发明的汽车照明方法，当汽车转向时，控制基座上相应的发光区域的LED芯片点亮，而其余发光区域的LED芯片不点亮，使得基于LED三维封装的汽车前大灯发出该转向的灯光，即可避免灯光直射入对方汽车驾驶者眼中，又可提前照亮弯道内侧的“盲区”，大大提高夜间驾驶的安全性。以上对本发明进行了详细介绍，文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种基于LED三维封装的汽车前大灯，包括反射镜以及设置在反射镜内的LED三维封装光源，其特征在于，所述LED三维封装光源包括基座，所述基座设有至少两个可独立控光的发光区域，每个发光区域由至少一个LED芯片安装面构成，各LED芯片安装面朝向不同的方向，每个LED芯片安装面上设有LED芯片，LED芯片上覆盖有封装体，所述反射镜的内壁与各LED芯片安装面相对。
2.如权利要求1所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，所述基座为多棱柱体，每个侧面作为LED芯片安装面。
3.如权利要求1所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，所述反射镜的内壁设有多个围绕反射镜中心设置的大反射面，每个大反射面对应一可独立控光的发光区域。
4.如权利要求3所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，每个大反射面由多个小反射面邻接而成。
5.如权利要求1所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，所述反射镜的内壁由光滑曲面制成，所述光滑曲面沿出光方向分为多个曲率不同的区域。
6.如权利要求1所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，所述封装体为一次封装透镜。
7.如权利要求1所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，所述基座的中心设有一贯穿基座两端的安装孔，所述安装孔中设有热管，所述热管的一端伸出至基座外并与散热器直接连接。
8.如权利要求7所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，所述热管与基座的连接方式为过盈配合或者所述热管与基座成一体结构。
9.如权利要求1所述的基于LED三维封装的汽车前大灯，其特征在于，还设置一转向随动装置，所述转向随动装置包括传感器，获取汽车的转向信号；行车灯光控制器，根据汽车的转向信号发出灯光控制指令；LED驱动器，根据灯光控制指令将相应的发光区域的LED芯片点亮。
10.一种汽车照明方法，其特征在于，利用权利要求1 9的基于LED三维封装的汽车前大灯进行，包括如下步骤获取汽车的转向信号；根据汽车的转向信号发出灯光控制指令；根据接收到的灯光控制指令，点亮汽车前大灯基座上相应的发光区域的LED芯片；LED芯片点亮的发光区域配合对应的反射镜，使得汽车前大灯出射方向、角度或射程改变。
全文摘要
本发明公开一种基于LED三维封装的汽车前大灯，包括反射镜以及设置在反射镜内的LED三维封装光源，所述LED三维封装光源包括基座，所述基座设有至少两个可独立控光的发光区域，每个发光区域由至少一个LED芯片安装面构成，各LED芯片安装面朝向不同的方向，每个LED芯片安装面上设有LED芯片，LED芯片上覆盖有封装体，所述反射镜的内壁与各LED芯片安装面相对。本发明由于设置反射镜及LED三维封装光源，该光源设有至少两个可独立控光的发光区域，因此利用控制某一或某些发光区域LED点亮，而其他发光区域不点亮，配合反射镜设计，达到大灯出射方向或角度的改变。本发明还公开一种汽车照明方法，能够提高汽车夜间行驶的安全性。
文档编号B60Q1/12GK102519003SQ20121001203
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者何志宏, 李宗涛, 李程, 汤勇 申请人:佛山市国星光电股份有限公司