用于前照大灯的高效率led单芯片光学模组的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于：按照光线的照射路线依次包括发光体、反射器以及透镜；反射器为PC反光杯，呈贝壳状，底部设有水平状开口，反射器的内部反光面通过贝塞尔多曲面拟合设计并进行镜面电镀，并且反射器的内部由内至外依次贴合反光面安装有远光碗与近光碗；发光体为LED芯片，设置于反射器的内部；透镜为非球面透镜，采用高硼硅光学级玻璃材料制作，并且透镜的表面由两个非球面组成。本发明采用单个LED芯片发出的光线经过一次反射以及二次折射后，能够最大限度收集利用，达到满足可视照度要求的效果，同时光源的能耗得到大幅降低，同时结构简单，易于安装。
【专利说明】
用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组
技术领域
[0001]本发明属于车辆照明设备领域，具体涉及一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组。
【背景技术】
[0002]现有技术中，车辆前照大灯一般米用反光杯进行聚光，经反光杯聚光后的光线在射出时采用透镜再次进行聚光，使得车辆前方的光线达到一定照度。但是现有的车辆前照大灯通常采用齒素大灯或者疝气大灯作为光源，并且现有的反光杯以及透镜较为常规，无法将卤素大灯或者疝气大灯产生的光线进行较为有效地处理，不但能耗较高，而且产生的可视照度无法达到要求。
[0003]因此，研制出一种能耗低、且可视照度满足要求的照射设备是本领域技术人员所急需解决的难题。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明公开了一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:按照光线的照射路线依次包括发光体、反射器以及透镜；
反射器为PC反光杯，呈贝壳状，底部设有水平状开口，反射器的内部反光面通过贝塞尔多曲面拟合设计并进行镜面电镀，并且反射器的内部由内至外依次贴合反光面安装有远光碗与近光碗；
发光体为LED芯片，设置于反射器的内部；
透镜为非球面透镜，采用高硼硅光学级玻璃材料制作，并且透镜的表面由两个非球面组成。
[0006]本发明提供了一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，只需要单个LED芯片，通过一次反射以及二次折射就能够使可视照度达到国标要求。本发明按照光线的照射路线依次由发光体、反射器以及透镜组成，发光体发出的光依次通过反射器的一次反射以及透镜的二次折射进行射出。其中反射器选择为呈贝壳状的PC反光杯，具有良好的抗冲击性、抗热畸变性能、并且硬度高，能够有效保护其内表面的反光部分;其底部沿水平设为开口状，用于放置光源;反射器的内部反光面通过贝塞尔多曲面拟合设计并进行镜面电镀，能够将经过内部反光面一次反射的光源发出的光有效地叠加在一起，更好地满足照明要求。本发明中的发光体选择为LED芯片，并设置于反射器的内部，LED芯片不仅能够在本发明的一次反射以及二次折射的共同作用下，达到可视照度的要求，同时其能耗低，热量小。本发明中的透镜选择为采用高硼硅光学级玻璃材料制作而成的非球面透镜组成，具有低膨胀率、耐高温、高硬度、高透光率以及高化学稳定性，能够适用于行驶在各种环境中的车辆照明；并且本发明中的透镜由两个非球面组成，能够将经过反射器一次反射后的光线通过合理分配后进行二次折射，根据不同的需要满足可视照度的要求，提高驾乘感。
[0007]作为优选，透镜包括位于前端的椭球部以及与椭球部相连的抛物部;椭球部的表面呈椭球面，宽度为透镜总宽度的30-50%;抛物部的表面呈抛物面，宽度为透镜总宽度的50-70%，并且与椭球部的连接处设为圆滑。
[0008]本发明中的透镜由椭球部以及抛物部组成，椭球部位于透镜的前端，宽度设计为透镜总宽度的30-50%，其表面呈椭球面，用于将光线打散;抛物部位于透镜的后端，并且与椭球部相连接，连接处设为圆滑，宽度设计为透镜总宽度的50-70%，其表面呈抛物面，用于将光线汇聚。
[0009]作为优选，椭球部的宽度为透镜总宽度的33%;抛物部的宽度为透镜总宽度的67%。
[0010]本发明中透镜由总宽度33%的椭球部以及总宽度67%的抛物部组成，按照此种宽度比设计出的透镜能够使得二次折射效果最优。
[0011]作为优选，透镜的组成成分以及各成分所占质量份数分别为:高硼硅玻璃90-100份、耐蚀剂8-11份、调节剂3-5份、引发剂9-10份以及稳定剂1-3份;高硼硅玻璃的组成成分以及各成分占高硼硅玻璃总质量的份数分别为:氧化硅73-80份、氧化硼18-22份、氧化铝3-6份、氧化钠6-9份、氧化钾1-2份、氮化硼1-2份。
[0012]作为优选，透镜的制作方法为:将高硼硅玻璃的各组成成分添加至坩祸中，并将坩祸送入高温炉内升温至1800-2000°C并保温，直至坩祸内高硼硅玻璃的各组成成分转化为玻璃清液；向玻璃清液中添加耐蚀剂、调节剂、引发剂以及稳定剂后搅拌均匀，静置l_2h后倒入车灯模具中压制成型，获得车灯透镜;通过供风装置向车灯透镜吹冷却空气，使车灯透镜冷却钢化，获得成品后在表面均匀涂覆处理剂即可。
[0013]作为优选，处理剂为封闭剂以及季铵碱按照质量比4-7:1混合而成。
[0014]作为优选，耐蚀剂为聚四氟乙烯;调节剂包括消泡剂、PH值调节剂以及分子量调节剂；引发剂为偶氮类引发剂;稳定剂为有机锡。
[0015]作为优选，分子量调节剂为十二烷基醇醚硫酸铵；引发剂为偶氮二异丁腈或者偶氮二异庚腈。
[0016]作为优选，季铵碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵以及四丁基氢氧化铵中至少两组的组合。
[0017]本发明中透镜的组成成分包括高硼硅玻璃、耐蚀剂、调节剂、引发剂以及稳定剂组成;高硼硅玻璃作为主要材料，由氧化硅、氧化硼、氧化铝、氧化钠、氧化钾以及氮化硼组成，使得高硼硅玻璃具有基本的低膨胀率、耐高温、高硬度、高透光率以及高化学稳定性;添加耐蚀剂能够使得透镜具有优秀的耐蚀性，保证透镜表面的光泽以及透镜的透光性;添加的调节剂由消泡剂、PH值调节剂以及分子量调节剂组成，能够保证透镜在制作时，其内部不会产生气孔，影响透镜的折射;保证透镜整体的PH值稳定以及整体的致密性;添加引发剂能够引发所添加的透镜个材料的聚合;添加稳定剂能够保证透镜在制作时的稳定性。
[0018]其中本发明在透镜制作完成时，还需在其表面均匀涂覆处理剂，处理剂由封闭剂以及季铵碱按照质量比4-7:1混合而成，其中封闭剂能够保证透镜表面保持光亮、平整，具有优秀的防变色性以及耐蚀性，季铵碱的添加能够保证透镜表面的清洁，保证了透镜的折射效果，保证经过透镜二次折射后的亮度。
[0019]本发明与现有技术相比，采用单个LED芯片发出的光线经过一次反射以及二次折射后，能够最大限度收集利用，达到满足可视照度要求的效果，同时光源的能耗得到大幅降低，同时结构简单，易于安装。
【附图说明】
[0020]图1、本发明的结构示意图。
[0021 ]附图标记列表:反射器1、透镜2、远光碗3、近光碗4。
【具体实施方式】
[0022]以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0023]如图1所示为本发明的结构示意图，本发明为一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，按照光线的照射路线依次包括发光体、反射器I以及透镜2。
[0024]反射器I为PC反光杯，呈贝壳状，底部设有水平状开口，反射器I的内部反光面通过贝塞尔多曲面拟合设计并进行镜面电镀，并且反射器I的内部由内至外依次贴合反光面安装有远光碗3与近光碗4。
[0025]发光体为LED芯片，设置于反射器I的内部。
[0026]透镜2为非球面透镜，采用高硼硅光学级玻璃材料制作，并且透镜2的表面由两个非球面组成。
[0027]本发明的透镜2包括位于前端的椭球部以及与椭球部相连的抛物部;椭球部的表面呈椭球面，宽度为透镜总宽度的33%;抛物部的表面呈抛物面，宽度为透镜总宽度的67%，并且与椭球部的连接处设为圆滑。
[0028]透镜的组成成分以及各成分所占质量份数分别为:高硼硅玻璃90-100份、耐蚀剂8-11份、调节剂3-5份、引发剂9-10份以及稳定剂1-3份;高硼硅玻璃的组成成分以及各成分占高硼硅玻璃总质量的份数分别为:氧化硅73-80份、氧化硼18-22份、氧化铝3-6份、氧化钠
6-9份、氧化钾1-2份、氮化硼1-2份。
[0029]透镜的制作方法为:将高硼硅玻璃的各组成成分添加至坩祸中，并将坩祸送入高温炉内升温至1800-2000 °C并保温，直至坩祸内高硼硅玻璃的各组成成分转化为玻璃清液；向玻璃清液中添加耐蚀剂、调节剂、引发剂以及稳定剂后搅拌均匀，静置l_2h后倒入车灯模具中压制成型，获得车灯透镜；通过供风装置向车灯透镜吹冷却空气，使车灯透镜冷却钢化，获得成品后在表面均匀涂覆处理剂即可，其中处理剂为封闭剂以及季铵碱按照质量比
4-7:1混合而成。
[0030]以上的耐蚀剂为聚四氟乙烯;调节剂包括消泡剂、PH值调节剂以及分子量调节剂；引发剂为偶氮类引发剂;稳定剂为有机锡;分子量调节剂为十二烷基醇醚硫酸铵；引发剂为偶氮二异丁腈或者偶氮二异庚腈;季铵碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵以及四丁基氢氧化铵中至少两组的组合。
[0031]与现有的前照大灯光学模组只能提高约64%的光效相比，LED芯片通过本发明进行一次反射与二次折射后，提高光效约为83%，提升29.69%
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:按照光线的照射路线依次包括发光体、反射器(I)以及透镜(2 ); 所述反射器(I)为PC反光杯，呈贝壳状，底部设有水平状开口，反射器(I)的内部反光面通过贝塞尔多曲面拟合设计并进行镜面电镀，并且反射器(I)的内部由内至外依次贴合反光面安装有远光碗(3)与近光碗(4); 所述发光体为LED芯片，设置于反射器(I)的内部； 所述透镜(2)为非球面透镜，采用高硼硅光学级玻璃材料制作，并且透镜(2)的表面由两个非球面组成。2.根据权利要求1所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述透镜(2)包括位于前端的椭球部以及与椭球部相连的抛物部;所述椭球部的表面呈椭球面，宽度为透镜总宽度的30-50%;所述抛物部的表面呈抛物面，宽度为透镜总宽度的50-70%，并且与椭球部的连接处设为圆滑。3.根据权利要求2所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述椭球部的宽度为透镜总宽度的33%;所述抛物部的宽度为透镜总宽度的67%。4.根据权利要求1所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述透镜的组成成分以及各成分所占质量份数分别为:高硼硅玻璃90-100份、耐蚀剂8-11份、调节剂3-5份、引发剂9-10份以及稳定剂1-3份;所述高硼硅玻璃的组成成分以及各成分占高硼硅玻璃总质量的份数分别为:氧化硅73-80份、氧化硼18-22份、氧化铝3-6份、氧化钠6-9份、氧化钾1-2份、氮化硼1-2份。5.根据权利要求4所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述透镜的制作方法为:将高硼硅玻璃的各组成成分添加至坩祸中，并将坩祸送入高温炉内升温至1800-2000 °C并保温，直至坩祸内高硼硅玻璃的各组成成分转化为玻璃清液；向玻璃清液中添加耐蚀剂、调节剂、引发剂以及稳定剂后搅拌均匀，静置l_2h后倒入车灯模具中压制成型，获得车灯透镜;通过供风装置向车灯透镜吹冷却空气，使车灯透镜冷却钢化，获得成品后在表面均匀涂覆处理剂即可。6.根据权利要求5所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述处理剂为封闭剂以及季铵碱按照质量比4-7:1混合而成。7.根据权利要求4所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述耐蚀剂为聚四氟乙烯;所述调节剂包括消泡剂、PH值调节剂以及分子量调节剂;所述引发剂为偶氮类引发剂;所述稳定剂为有机锡。8.根据权利要求7所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述分子量调节剂为十二烷基醇醚硫酸铵;所述引发剂为偶氮二异丁腈或者偶氮二异庚腈。9.根据权利要求5所述的一种用于前照大灯的高效率LED单芯片光学模组，其特征在于:所述季铵碱为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵以及四丁基氢氧化铵中至少两组的组合。
【文档编号】F21W101/10GK106016180SQ201610501999
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】赵立顶, 胡广, 崔俊, 卢传甫, 赵宇航
【申请人】安徽卡澜特车灯科技有限公司