[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

技術領域

本實用新型涉及LED汽車前照燈照明技術領域，特別涉及用于LED汽車前照燈的自由曲面光學微透鏡陣列。

背景技術

LED光源是一種新型高效光源，根據研究表明，LED具有其它光源不能替代的優越性能，可為汽車前照燈開辟巨大的應用空間。尤其是LED光源具有小巧、堅固、長壽、節能、平面化、適合機電一體智能化等諸多優點，滿足了人們對汽車前照燈安全、舒適、豪華、節能、環保與多功能等方面的要求。這些特點使得LED光源成為目前國內外競相研發的一個熱點。

由于LED相比于其他光源，發光特性有很大的差別，芯片陣列的排布和燈具結構的設計都會影響到最終效果，使LED光源應用于摩托車前照燈時要面臨更加復雜的光學設計問題。目前，使用得比較廣泛的是投射式LED前照燈設計，這種光學設計可以形成很好的光型效果，但在近光燈設計時還需加上擋光板，整個光學系統復雜，光能利用率較低。

實用新型內容

本實用新型針對上述存在的問題，提供了LED汽車前照燈用的自由曲面微透鏡陣列，該自由曲面光學微透鏡陣列將LED芯片發出的光經過準直后進行配光，產生的光型能滿足國家標準GB25991-2010對汽車用LED前照燈的配光要求，而且不需要擋光板，解決了投射式LED前照燈設計光能利用率較低的問題。本實用新型采用如下技術方案：

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，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。

進一步改進的，所有自由曲面微透鏡為一體形成。

進一步改進的，所述自由曲面微透鏡的入射面為平面，出射面為自由曲面。

進一步改進的，所述自由曲面微透鏡的入射面為矩形平面。

進一步改進的，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：