地面交通工具区域对应指向配光型led灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及LED灯，特别涉及一种用于地面交通工具上的区域对应指向配光 型LED灯。
【背景技术】
[0002] 前照灯，也叫前大灯，安装于交通工具例如汽车的头部两侧，用于夜间照明。由于 前照灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶的操作和交通安全，因此世界各国交通管理部门 多以法律形式规定了其照明标准。随着技术的不断发展，过去那种白炽真空灯已先后被淘 汰，现在汽车的前照灯以卤素灯、氙气灯为主。
[0003] 交通工具的前照灯例如汽车前照灯有其独特的配光结构，根据发光的类型也可分 为远光灯和近光灯。例如远光灯发出的灯光经灯罩反射体反射后径直向前射去，以形成"远 光"。近光灯发出的光需要用遮光板挡掉灯罩反射体的上半部分，其反射出去的光线都是朝 下铺洒射向地面，以形成"近光"，从而不会给对面来车的驾驶者造成眩目。
[0004] 前照灯对近光的光照的分配有着很严格的要求，以右边规则行驶车辆的近光灯为 例，如图1A至图1B以及表1和表2所示，根据一些配光标准（例如ECER112)，在前照灯 呈现近光模式时，在宽度为7920mm的垂直配光屏上，h-h'线以下的明区需要到达一定的 光强，中心线V-V'左侧Hh线上方为暗区，图中B50L为对面车道上50米的车辆驾驶员眼 睛位置，光强要求在650cd以下，避免光强过高产生眩目。中心线V-V'左侧Hh'线下方为 主照明区域。右侧15°斜线HH3，或者45°斜线HHi至水平垂直距25cm转向水平的折线 的上方为暗区，下方为旁高照明区和主照明区。右侧旁高照明区为驾驶员 提供了右侧马路照明和路标照明，同时又设定了BR点的最大光强不超过1750cd要求，避免 靠近车辆的行人产生眩目引起的交通安全事故。75L和50L为对面车道上75米和50米的 地面位置最大光强不超过10600cd、13200cd，避免光强过高地面反射影响对面驾驶员行车 安全。75R、50R为驾驶员车道上75米和50米右侧地面主照明，光强最小值10100cd。50V 为驾驶员正前方50米地面主照明，光强最小值5100cd。25L、25R为驾驶员左右侧25米地面 照明，光强最小值1700cd。Zonel为驾驶员25米以内地面主照明，光强最大值不超过2倍 的50R测试点，防止近距离地面光强过高而远处光强低。ZonelV为驾驶员25米至50米范 围地面主照明区。Zonell为明暗截止线和主照明区。Zonelll为明暗截止线上面暗区，所 有的测试点区域内光强不超过625cd，以免引起对面车辆和行人产生眩目引起的安全隐患， 同时需要一定的照明，因此必须满足图1C的最小值要求。
[0005]表1前照灯右行驶车辆在配光屏上的配光表[0006]
[0007] 表2前照灯右行驶车辆在配光屏上的配光表
[0009] 图1C至图IF为地面交通工具区域照明其它光学要求标准光型，例如左右对称前 照灯以及前雾灯，旁高照明垂直光型前照灯，45斜线至水平线光型前照灯，中心聚光的远光 灯。
[0010]LED作为新型光源，自身有着其他照明光源所没有的许多优点，譬如低电压、长寿 命、体积小、重量轻、响应快、无辐射、无污染及耐各种恶劣条件，并且LED发光方向是单面 性的（传统光源都是体积的360° )，更有利于光线的收集利用，提高光利用率等优点。因 此以LED为光源制作LED前照灯是一个新的发展趋势，但是现有的LED灯较难达到前照灯 标准中在配光屏上的明区的光强要求，而且也不容易形成很明显的明暗截止线，而大多数 白光LED照明灯具通常在采用光学透镜配光时容易产生蓝光溢出现象，即不容易提供理想 的LED近光灯照明。
[0011] 如图2所不是一种传统的LED前照灯的结构不意图，其包括椭球反光体10、遮光屏 20以及透镜30,根据椭球反光体10的几何特性，它存在两个焦点F1以及F2。LED光源40 放在其中一个焦点F1上，LED光源40发出的光束通过椭球反光体10反射而汇聚到另外一 个焦点F2上，而椭球反光体10的第二焦点F2又恰恰是透镜30的焦点附近，根据透镜30的 性质，焦点F2上发射出的光线通过透镜30的折射，输出的应当是平行光。根据这个原理， 就可以根据要求适当的改变椭球反光体10的形状，或者透镜30的形状，目的使从透镜30 出来的光水平扩散，然后在透镜30的焦点处放置一块形状遮光屏20,从而以光线投影的方 式达到在垂直分光屏的右侧形成水平线向上成45°斜线至水平垂直距25cm转向水平的折 线以及在垂直分光屏上的左侧水平线的明暗截止线的目的。这种传统的LED前照灯需要设 置形状遮光屏20来控制光线的射出区域分配，而LED光源40产生180度范围的光，不可避 免地，有相当一部分的光束因为被遮光屏20所遮挡而造成了浪费，并且也使能有效射向车 辆前下方的漫射光的光强相对不够。另外由于焦点F2与透镜30的距离较长，造成透镜30 厚度较厚，注塑成型困难，以及光在透镜内部经过的路径较长，光损较大。
[0012] 需要提出的是，大部分LED前照灯配光在采用光学透镜时，还存在色散问题，同一 种材料的光学透镜对应不同波长的光的速度和折射率是不一样的。太阳光经过三角棱形透 镜时，光会分成红、橙、黄、绿、靛、蓝和紫，波长越长折射率越小，波长越短折射率越大。如 图2所示的传统LED前照灯是通过微移动透镜30与焦点F2的距离来减弱色散问题。还有 就是运用于相机透镜领域的消色散透镜，例如采用如图3所示结构，凸透镜31和凸透镜33 中间放凹透镜32使色散抵消，从而消除色散问题，但由于此原理结构复杂，焦点较长，不适 合运用于前照灯光学透镜。
[0013] 垂直分光屏中心线右侧的水平线向上成45°斜线至水平垂直距25cm转向水平的 折线目前有两种方法形成。一种方法是如图2所示的采用遮光屏20来做成的45°斜线以 及转至水平折线。另外一种方法是直接采用反光器反射形成水平线向上成45°斜线至水平 垂直距25cm转向水平的折线，由于反光器片状表面是LED芯片尺寸和形状的放大作用，因 此其很难直接形成45°斜线以及转至水平的光型。
[0014] 前照灯还存在散热问题，由于LED光源是属于发光二极管电子元器件，温度将直 接影响LED光源的寿命问题，如果灯具功率过大，散热器体积将会很大，重量很重，不利于 车辆上的运用，需要强制冷却装置，强制冷却装置的寿命又直接影响到前照灯的寿命和结 构复杂程度，因此只有把前照灯的光利用率提高，LED驱动效率提高，降低灯具的功率耗散， 从而减小发出的热量将是未来趋势。
[0015] 另外，未来的前照灯的发展也更趋向于人性化的发展。其中一个方向就是在交通 工具如汽车转弯时需要增加侧向照明角度，以提高行车安全。也就是说，如汽车在行驶过程 中，当遇到转弯时，在转弯前就要能看清前方道路。而现有LED的前照灯，如上述的具有反 光体10、遮光屏20的前照灯，其光利用率太小，发光角度小，造成光斑左右角度的照明不会 太大。而现有技术提供了两种主要解决方案。一种是在后视镜上加装侧照明灯，当方向盘打 转时，输出信号使后视镜加装的侧照明灯点亮，以照亮前面的弯道路面。另外一种是前照灯 可以自动调节方向，更具体地，当方向盘打转时，或上下坡时，输出信号使前照灯转动方向， 以将光斑移动到前方弯道路面。这两种方案都有相应的缺陷，前者需要加装侧照灯，需要采 样方向盘信号，增加系统的复杂性。而后者采用传统的机械原理，存在机械故障，并且响应 时间慢。 【实用新型内容】
[0016] 本实用新型的主要目的在于提供一种地面交通工具区域对应指向配光型LED灯， 其应用于交通工具如汽车上，能达到足够的光强以照亮前方的道路，又不会产生眩光，从而 确保能有效并安全的使用。
[0017] 本实用新型的另一目的在于提供一种地面交通工具区域对应指向配光型LED灯， 其LED光源发出的光，可以对应投射到LED前照灯在垂直配光屏上的预定光型要求的区域。
[0018] 本实用新型的另一目的在于提供一种地面交通工具区域对应指向配光型LED灯， 其以LED发光体为光源，从而节能、耐用并且环保。
[0019] 本实用新型的另一目的在于提供一种地面交通工具区域对应指向配光型LED灯， 其中在LED光源的LED发光体的光线路径上设置有配光器，LED光源发出的光线直接透过 配光器并被折射后，在垂直配光屏上直接形成明暗清晰截止线，无需放置遮光屏，从而提 高了LED光源的有效利用率，从