专利名称：一种远光灯反射器、远光灯及机动车的制作方法
技术领域：
本发明属于照明领域，尤其涉及一种远光灯反射器、远光灯及机动车。
背景技术：
目前，汽车前照灯的光源主要还是卤钨灯和高压气体 放电灯，灯具抗震性能不佳， 使用寿命不长，且功耗比较大。相比而言，LED光源则具有节能、寿命长、抗震性能好等优点。 LED作为汽车前照灯光源的研制是近几年来的热点。2004年以后，各种LED前照灯在国际汽车展会上被开始展出，2007年5月日本小 糸(Koito)制作所成功地将白光LED前照灯安装在LEXUS LS600h车型上，该光学系统采用 椭球反射器和透镜组成透射式光学系统。2007年德国OSRAM推出了面向汽车前照灯的LED 模块“OSTAR Headlamp",这款面向汽车前照灯的超高亮度LED光源已通过汽车标准认证。 2008年，audi R8推出全球首个完全LED前照灯，它集成LED近光灯、远光灯和转向灯。目前汽车前照灯光学系统大多采用“反射器11+透镜12+截光面13”来设计配光， 如图1所示。这种光学系统光衰比较严重，尤其是使用棱结构的配光镜，光衰是一个大问 题。为了满足汽车配光要求，汽车前大灯的光通量要求足够大，一般要求大于10001m，如果 光衰过大，本来使用两颗LED就可以满足配光的，而要使用3颗以上，相应地，整个系统也会 增加散热件、电路等，成本和技术难度也增加。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种远光灯反射器，旨在解决现有远光灯反射器光 衰严重、效率低的问题。本发明实施例是这样实现的，一种远光灯反射器，其内表面具有多层自由曲面，所 述自由曲面以光源为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ；各自 由曲面的基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；光源的光轴与所述反射器的中 轴线重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。本发明实施例的另一目的在于提供一种远光灯，所述远光灯包括一基板、设于所 述基板的LED和设于所述基板的侧面的反射器；所述反射器的内表面具有多层自由曲面， 所述自由曲面以所述LED为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ； 各自由曲面的基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；所述LED的光轴与所述反 射器的中轴线重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。本发明实施例的另一目的在于提供一种机动车，所述机动车包括主要由一基板、 设于所述基板的LED和设于所述基板的侧面的反射器构成的远光灯，所述反射器的内表面 具有多层自由曲面，所述自由曲面以所述LED为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲 面的高度为3 7mm ；各自由曲面的基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；所述 LED的光轴与所述反射器的中轴线重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。本发明实施例通过将远光灯反射器的内表面设计成阶梯状多层自由曲面，使光源发出的光经自由曲面反射后平行出射，远距投射，光线较为集中，符合远光灯配光性能的要求；光源发出的光直接出射或仅经自由曲面或截光面一次反射即出射，光衰小。
图1是现有技术提供的远光灯的剖视图；图2是本发明实施例提供的远光灯的透视图；图3是本发明实施例提供的远光灯的光路图；图4是本发明实施例提供的远光灯的正视图；图5为本发明实施例提供的远光灯的俯视图；图6为本发明实施例提供的机动车的远光灯的透视图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。在本发明实施例中，将远光灯反射器的内表面设计成阶梯状多层自由曲面，光源 发出的光经自由曲面反射后平行出射，光线较为集中，符合远光灯配光性能的要求，且光衰 较小。本发明实施例提供的远光灯反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由曲面以 光源为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ；各自由曲面的基准 面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；光源的光轴与所述反射器的中轴线重合，所 述反射器的出光口的周向设有截光面。本发明实施例提供的远光灯包括一基板、设于所述基板的LED和设于所述基板 的侧面的反射器；所述反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由曲面以所述LED为中 心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ；各自由曲面的基准面均为抛 物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；所述LED的光轴与所述反射器的中轴线重合，所述反 射器的出光口的周向设有截光面。本发明实施例提供的机动车包括主要由一基板、设于所述基板的LED和设于所 述基板的侧面的反射器构成的远光灯，所述反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由 曲面以所述LED为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ；各自由 曲面的基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；所述LED的光轴与所述反射器的 中轴线重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。以下以LED作为光源为例对本发明实施例的具体实现进行详细说明请参阅图2，本发明实施例提供的远光灯包括一基板51、设于基板51的LED50和 设于基板51侧面的反射器52。反射器52的内表面具有多层自由曲面21，该多层自由曲面 21建立在抛物面基准面上并以LED50为中心上下分布，阶梯状排列，即各自由曲面21的曲 率都与对应位置的基准面(抛物面)的曲率接近，各自由曲面21在基准面(抛物面)附近 呈阶梯状排布。各自由曲面21对LED50不同方向发出的光进行配光即各自由曲面21均对 应特定的目标反射区域，各自由曲面21的反射效果叠加起来，使得光斑形状满足远光照明的要求。如图3 图5所示，各自由曲面21的基准面为同一抛物面，抛物面的焦距优选为 6 8mm，与此相对应地，自由曲面21的高度优选为3 7mm，同一抛物面的自由曲面21的 结构划分相对简单。本发明实施例中反射器52的出光口的周向设有截光面23，截光面23 将LED50发出的光限制在一定范围内，有助于防眩，避免光污染；为加工方便及防眩，截光 面23设为圆柱面。本实施例将LED50设于抛物面的焦点处，使LED50的光轴与反射器52的中轴线重 合。这样LED50发出的光经自由曲面21反射后平行出射，远距投射，光线较为集中，符合远 光灯配光性能的要求。本实施例中反射器52的内表面被细分成多层自由曲面21，每层自由 曲面21均实现精确配光，从而可以设计小尺寸的反射器，远光灯尺寸亦小。此外，LED50采 取直射式放置，其发出的光直接出射或仅经自由曲面21或截光面23 —次反射即出射，光衰 小，远光灯的效率高。为增加远射光强，本发明实施例采用具有四个芯片的大功率LED，该四个芯片呈正 方形排布，大功率LED的发光角优选为100 120°。为提高反射器的反射效率，上述自由 曲面21采取阳极氧化铝处理。远光灯的透明件可以采用平板玻璃，如设于反射器52出光 口的平板玻璃22，其不参与配光设计，避免现有设计中配光镜导致的光衰，更有利于提高远 光灯的效率。请参阅图6，本发明实施例提供的机动车的前大灯具有两个上述远光灯71。如果 LED的功率足够大，上述前大灯也可以仅具有一个远光灯。因反射器的设计尺寸较小，有助 于减小远光灯的尺寸，从而可以将其与近光灯或雾灯整合至一个灯壳。本发明实施例选取两个远光灯进行模拟测试，其中LED的光通量为600士501m，半 光强光束角为110士5度，封装直径为7. 5士0. 5mm ；优选反射器52的抛物面焦距为7mm，优 选自由曲面21的高度为5mm ；反射器52的直径为40mm，长度小于50mm。两个远光灯71投 射的光叠加起来的效果满足《GB 4599-2007汽车用灯丝灯泡前照灯》中对远光灯配光性能 的要求。经过模拟测试，各项指标均符合要求，测试数据详见下表。 注以上照度值在距离机动车远光灯25m远处的屏幕上测试，Emax表示最大照度， HV表示灯具光轴的与屏幕的交点(测试屏幕上水平线与垂直线的交点)，1125L和R表示H 线上左、右距离HV点1125mm的点，2250L和R表示H线上左、右距离HV点2250mm的点。本发明实施例通过将远光灯反射器的内表面设计成阶梯状多层自由曲面，使光源
5发出的光经自由曲面反射后平行出射，远距投射，光线较为集中，符合远光灯配光性能的要 求；光源发出的光直接出射或仅经自由曲面或截光面一次反射即出射，光衰小。同时，采用 LED作为光源，使远光灯节能、可靠。此外，反射器的出光口设置的平板玻璃避免了现有设计 中配光镜导致的光衰，有助于进一步提高远光灯的效率。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种远光灯反射器，其特征在于，所述反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由曲面以光源为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3～7mm；各自由曲面的基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6～8mm；光源的光轴与所述反射器的中轴线重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。
2.如权利要求1所述的远光灯反射器，其特征在于，所述自由曲面的高度为5mm。
3.如权利要求1所述的远光灯反射器，其特征在于，所述抛物面的焦距为7mm。
4.如权利要求1 3中任一项所述的远光灯反射器，其特征在于，所述截光面为圆柱
5.一种远光灯，包括一基板、设于所述基板的LED和设于所述基板的侧面的反射器， 其特征在于，所述反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由曲面以所述LED为中心上 下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ；各自由曲面的基准面均为抛物面， 所述抛物面的焦距为6 8mm ；所述LED的光轴与所述反射器的中轴线重合，所述反射器的 出光口的周向设有截光面。
6.如权利要求5所述的远光灯，其特征在于，所述LED为具有四个芯片的大功率LED， 所述四个芯片呈正方形排布，所述大功率LED的发光角为100 120°。
7.如权利要求5所述的远光灯，其特征在于，所述自由曲面的高度为5mm;所述抛物面 的焦距为7mm。
8.如权利要求5所述的远光灯，其特征在于，所述截光面为圆柱面。
9.一种机动车，包括主要由一基板、设于所述基板的LED和设于所述基板的侧面的反 射器构成的远光灯，其特征在于，所述反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由曲面以 所述LED为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3 7mm ；各自由曲面的 基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6 8mm ；所述LED的光轴与所述反射器的中轴线 重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。
10.如权利要求9所述的机动车，其特征在于，所述自由曲面的高度为5mm；所述抛物面 的焦距为7mm。
全文摘要
本发明适用于照明领域，提供了一种远光灯反射器、远光灯及机动车，所述远光灯反射器的内表面具有多层自由曲面，所述自由曲面以光源为中心上下分布，且阶梯状排列，所述自由曲面的高度为3～7mm；各自由曲面的基准面均为抛物面，所述抛物面的焦距为6～8mm；光源的光轴与所述反射器的中轴线重合，所述反射器的出光口的周向设有截光面。本发明实施例通过将远光灯反射器的内表面设计成阶梯状多层自由曲面，使光源发出的光经自由曲面反射后平行出射，远距投射，光线较为集中，符合远光灯配光性能的要求；光源发出的光直接出射或仅经自由曲面或截光面一次反射即出射，光衰小。
文档编号F21V7/04GK101858559SQ201010154678
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者周明杰, 罗英达 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司