[實用新型]一種LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列

有效

• 申請號: 201320464872.4
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN203363990U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王洪;陳贊吉;葛鵬;程露泉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21W101/10;F21Y101/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列，LED汽車前照燈中LED光源發出的光經過準直后以平行光束射出，其特征在于，所述自由曲面微透鏡陣列由若干個自由曲面微透鏡緊湊排列布滿整個所述平行光束的截面構成。

2.根據權利要求1所述的LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列，其特征在于所有自由曲面微透鏡為一體形成。

3.根據權利要求1所述的LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列，其特征在于所述自由曲面微透鏡的入射面為平面，出射面為自由曲面。

4.根據權利要求3所述的LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列，其特征在于所述自由曲面微透鏡的入射面為矩形平面。

5.根據權利要求4所述的LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列，其特征在于所述自由曲面微透鏡的出射面即自由曲面確定如下：

LED光源發出的光經過準直后以平行光束射出，在該光束的截面內選取一個微小矩形區域，該微小矩形區域長為a，寬為b，該微小矩形區域內的照度視為等照度，該微小矩形區內的光經過透鏡在照明面上形成一個等照度的光斑，根據能量守恒定律有：

E_o·S_o＝E_v·S_v，

E_o表示出射平行光束在微小矩形區內的照度值，S_o表示該微小矩形區的面積；E_v表示照明面上光斑的照度值，S_v表示該光斑的面積，則E_v表示為：

E_v＝E_o·t，

式中t為微小矩形區域的面積S_o與光斑的面積S_v的比值；

然后，依據對LED汽車前照燈的配光要求，照明面上要形成一個非等照度的光斑，令整個LED汽車前照燈的光軸為z軸，那么xoy平面為照明面，對照明區域進行網格劃分，即在x軸的方向上均勻劃分成m列，在y軸的方向上均勻劃分成n行，對每一小格進行編號，其中第i列第j行小格的編號為G_(i,j)，則照明面上第i列的能量為：

Q(i,0)=Σj=1nEv·k(i,j)·S(i,j),]]>

同時，上述等式要滿足：

Ev·Sv=Σi=1mQ(i,0),]]>

上面兩式中，S_(i,j)表示照明面上G_(i,j)的面積；根據LED汽車前照燈的配光要求設置照度控制因子k_(i,j)來控制照明面上指定區域的照度值大小，用以形成滿足要求的照度分布，則E_v·k_(i,j)表示照明面上G_(i,j)的照度值，k_(i,j)的取值大小根據照明面上照度要求進行設定，對于照度越大的區域k_(i,j)的取值越大，對于照度越小的區域k_(i,j)的取值越小；

照明面上第j行的能量為：

Q(0,j)=Σi=1mEv·k(i,j)·S(i,j),]]>

同時，上述等式要滿足：

Ev·Sv=Σj=1nQ(0,j),]]>

然后對應于照明面上的網格劃分，通過能量守恒定律對出射平行光束的微小矩形區域進行網格劃分，首先對該微小矩形區域進行列劃分，對應于照明面上第i列的能量分布，根據能量守恒定律，該微小矩形區域第i列的能量為：

E_o·b·p_i＝Q_(i,0)，

式中，p_i為該微小矩形區域第i列的寬度，聯合上述幾式可求解出p_i；

同理，對該微小矩形區域進行行劃分，根據能量守恒定律，該矩形小區域第j行的能量為：

E_o·a·q_j＝Q_(0,j)，

式中，q_j為該微小矩形區域第j行的寬度，聯合上述幾式求解出q_j；由這兩個等式計算得到的p_i和q_j完成該微小矩形區域的網格劃分，同樣的，對每一小格進行編號，第i列第j行小格的編號為g_(i,j)；

最后，根據照明區域和光束截面微小矩形區域的網格劃分，利用折射定律計算微透鏡的自由曲面。