专利名称：汽车前照灯led光源组件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车前照灯，尤其涉及一种汽车前照灯LED光源组件。
背景技术：
近年来，高效节能的LED照明已开始越来越多的进入人们的生活当中，汽车照明作为其中一部分，世界各国众多业内机构也纷纷开始深入研究大功率白光LED在车灯领域方面的应用。为了防止汽车会车时前大灯给对方司机造成炫目，法规对会车灯即近光灯有着非常严格的要求，要求其所发出的光线必须形成清晰的明暗截止线，业内通常是通过反光镜的设计以及光源的设计来保证该线的清晰度。对于LED光源，其封装工艺对其光学性能有非常大的影响，所以封装工艺的设计及工艺控制在很大程度上决定了该光源的光学性能。目前，LED的封装形式主要有两种，一种是通过对发光体及金属导线包裹一层坚硬的透明树脂进行封装，如用环氧树脂、硅树脂等，另一种是在包裹的透明树脂和发光体及金属导线之间留出空腔，在空腔中填充软质透明物质，如硅胶等，目的是防止纤细的金属导线因反复热胀冷缩断开。上述两种形式均采用了 LED内部无空气的实心封装，封装的目的是对发光体及金属导线起到保护作用，但由于封装材料的外形对光线会产生偏折，故封装材料的外形会间接起到光学控制的作用。目前市场上封装材料的外形主要有平面、曲面(如半球面、自由曲面)、或两者兼有的三种外形设计，对于外形为平面的LED光源，其优点是封装工艺简单，结构紧凑，但缺点是发光体发出的侧向光线由于偏折所产生的偏差较大，并且在全反射临界角处达到极值，极值即为封装材料的厚度，而且光线的出射角达到一定角度后会发生全反射而造成光线浪费；对于外形为曲面的LED光源，优点是LED发光体所发出的侧向光线由于偏折所产生的偏差相对较小，并且误差均匀，但缺点是与平面封装外形相比，其体积要稍稍大一些。某国际知名照明企业开发出的首款适用于汽车前照灯的LED光源组件，采用的封装形式为实心平面封装工艺，为了尽量减小发光体发出的侧向光线由于偏折产生的偏差，将发光体之上所封装的透明树脂厚度做到非常薄，控制在0. I毫米以下，为了实现该厚度，必须采用无金属导线的覆晶焊接芯片，但该芯片的封装工艺由于加工精度要求极高，需要特殊设备才能实现。近年来，另一家国际知名照明企业打破了传统的实心封装工艺路线，利用其精湛的工艺优势，开发出了另一款专用于汽车前照灯的LED光源组件，采用空心非填充式封装模式，即在LED发光体及金属导线上方遮盖玻璃面罩。具体结构是在发光体外围的围栏上放置一块极薄的平板玻璃用来保护发光体及金属导线，发光体与玻璃板之间除空气外无任何填充物。该工艺在光学性能方面得到较大提高，发光体发出的侧向光线由于偏折所产生的偏差相对较小，并且其极值发生在侧向90°位置，极值即为玻璃板厚度。该工艺需要将玻璃平板厚度控制在0. I毫米以下，以避免玻璃平板对汽车前照灯近光的配光造成较大影响。但是不难看出，该工艺使用的超薄玻璃板制作极为困难，成本难于控制，因此不利于推广使用。另外，在安装方面，上述两款汽车前照灯LED光源组件也需要进一步改善，上述LED光源组件形状均呈正方形，散热效果较好，整体尺寸结构紧凑，但在安装过程中，LED光源组件为了达到最佳、光线利用效率，往往需要倾斜一定角度使用，而在空间有限的车灯内，LED光源组件纵向尺寸越大则其倾斜后所占用灯内空间也越大，从而导致车灯反光镜的有效面积减小而影响车灯的整体出光量，所以LED光源组件的纵向尺寸如何进一步减小也很关键。综上所述，在汽车前照灯领域亟待研发出一种发光体光线偏差小，采用普通工艺即可实现，并且适合于倾斜安装使用的汽车前照灯LED光源组件。
实用新型内容本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种汽车前照灯LED光源组件，采用空心非填充式封装模式，纵向尺寸更小；光源发光体发出的前向及侧向光线因偏折所造成的偏差非常小，而且纵向结构更有利于提高光效。本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种汽车前照灯LED光源组件，包括金属基电路板、LED光源、导线及光源封装面罩，其特征是所述光源封装面罩由 薄壁半球形壳体构成，所述半球形壳体开口处设有与其构成整体的环状支撑止口，所述支撑止口外侧壁上设有定位柱。所述半球形壳体的壁厚小于或等于2mm。所述半球形壳体的内径大于LED光源最大尺寸。所述金属基电路板整体呈纵向短，横向长的长方形，金属基电路板轴向对称设有安装孔，所述安装孔位于LED光源的左右两侧。有益效果LED光源发光体所发出的光线经半球形薄壁壳体面罩折射后所发生的偏差很小，当半球形壳体厚度为0. 8mm时，其绝大部分角度的光线做产生的偏差不足前述两款LED光源组件的十分之一，即使最大值也不到前述两款LED光源组件最大值的一半，有利于形成清晰的明暗截止线，为汽车前照灯配光设计提供了高精度光源。从生产工艺方面来讲，该款LED光源组件用普通工艺即可实现。并且金属基电路板的整体结构合理排布，纵向尺寸更小，适合于倾斜安装使用，达到提高车灯整体光效的效果。由于上述优势，该系统可以做为汽车、摩托车前照灯的光源组件广泛应用，另外由于该系统本身为一个可以独立存在的照明组件，所以甚至可以应用于机动车照明以外的任何照明需求。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的立体效果示意图；图3是本实用新型的侧视结构示意图；图4是本实用新型的正视结构示意图；图5是本实用新型的光学原理示意图；图6是空心平面式面罩封装工艺的光学原理示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
详述如下详见附图，如图I和2所示，一种汽车前照灯LED光源组件，包括金属基电路板1、LED光源2、导线3及光源封装面罩4，所述光源封装面罩由薄壁半球形壳体构成，所述半球形壳体开口处设有与其构成整体的环状支撑止口，所述支撑止口外侧壁上设有定位柱，所述金属基电路板整体呈纵向短，横向长的长方形，金属基电路板轴向对称设有安装孔，所述安装孔位于LED光源的左右两侧。如图3所示，所述光源组件的面罩主体由内径为D的半球形薄壁壳体c构成，半球形壳体的内径大于LED光源最大尺寸，壳体壁厚t根据设备条件可在小于或等于2mm。优选地控制在Imm以内，壳体c的球心与LED光源发光体重合,半球形壳体开口处设有与其构成整体的环状支撑止口 b，支撑止口外侧壁上设有定位柱。如图4所示，所述金属基电路板整体呈纵向短，横向长的长方形，本案横向尺寸H大致是纵向尺寸V的2倍，金属基电路板轴向对称设有安装孔hi和h2，位于LED光源的左右两侧。系统光学原理如图6所示，S1S2为光源发光体，发光体之上的保护层采用的是平面式的面罩，面*罩内表面Sfl与外表面Sf2互相平行，从发光体边缘点SI发出的光线Sll以入射角Al经面罩内表面Sfl折射后得到光线S12，S12再以入射角A2经面罩外表面Sf2折射，会得到与光线Sll平行的光线S13，平行间距为Dis，S13的反向延长线与SI的最小距离ASl也即发光体位置偏差等于该平行间距，该偏差会随入射角Al的增加而增大。如图5所示，如果把该面罩改为半球形薄壁壳体面罩，从发光体边缘点SI发出的光线Sll以与平面式面罩相同的入射角Al经半球形壳体内表面Sfl折射后得到的光线S12再入射到半球壳外表面Sf2时，由于Sf2的向内弯曲，造成光线S12与外表面Sf2所形成的入射角A2会小于平面式面罩的入射角A2，由此S12经外表面Sf2折射后所得到的光线S13的出射角也要小于平面式面罩的S13的出射角，因此经半球壳体面罩外表面出射的光线S13的反向延长线的延伸趋势为靠近SI，所以其与SI的最近距离ASl也会小于S13与Sll平行的情况，该距离即为发光体位置的偏折误差Dis。通过上述比较可以看出，光源发光体之上的保护层采用半球形薄壁壳体面罩比平面式面罩产生的光线偏折误差小，所以更适合于车灯近光反光镜形成清晰的明暗截止线。系统说明I.由该系统的光学原理可知该光源组件的面罩，其光学有效部分仅为半球形薄壁壳体，其开口处所设与其构成整体的环状支撑止口及外侧壁上的定位柱均为辅助部分，该辅助部分根据所涉及产品的具体结构可以取消或采用其它方案，但不会影响该系统光学方式及结果。2.所述金属基电路板整体呈纵向短，横向长的长方形，金属基电路板轴向对称设有安装孔，安装孔位于LED光源的左右两侧。该电路板的设计在纵向结构紧凑，是为了当LED光源组件倾斜使用时，尽量缩减光源组件在纵向所占用的灯内空间以达到增加车灯反光镜的有效面积目的，但在灯内空间足够大，无需再增加反光镜面积或因其它因素影响情况下，该电路板的整体结构亦可以有其它形式，包含横纵方向尺寸的改变，安装孔位置的移动及安装孔的有无等。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
权利要求1.一种汽车前照灯LED光源组件，包括金属基电路板、LED光源、导线及光源封装面罩，其特征是所述光源封装面罩由薄壁半球形壳体构成，所述半球形壳体开口处设有与其构成整体的环状支撑止口，所述支撑止口外侧壁上设有定位柱。
2.根据权利要求I所述的汽车前照灯LED光源组件，其特征是所述半球形壳体的壁厚小于或等于2mm。
3.根据权利要求I或2所述的汽车前照灯LED光源组件，其特征是所述半球形壳体的内径大于LED光源最大尺寸。
4.根据权利要求I所述的汽车前照灯LED光源组件，其特征是所述金属基电路板整体呈纵向短，横向长的长方形，金属基电路板轴向对称设有安装孔，所述安装孔位于LED光源的左右两侧。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车前照灯LED光源组件，包括金属基电路板、LED光源、导线及光源封装面罩，其特征是所述光源封装面罩由薄壁半球形壳体构成，所述半球形壳体开口处设有与其构成整体的环状支撑止口，所述支撑止口外侧壁上设有定位柱。有益效果当半球形壳体厚度为0.8mm时，同等光学条件下，发光体绝大部分角度的光线因偏折所造成的偏差不足目前市场上同类LED光源组件的十分之一，由于误差很小，为汽车前照灯照明形成清晰的明暗截止线提供了高精度光源；从生产工艺方面来讲，该款LED光源组件用普通工艺即可实现，并且适合于倾斜安装使用。
文档编号F21V5/00GK202432398SQ201220064759
公开日2012年9月12日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者程兴华 申请人:天津方合科技发展有限公司