用于前照大燈的高效率led單芯片光學(xué)模組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于：按照光線的照射路線依次包括發(fā)光體、反射器以及透鏡；反射器為PC反光杯，呈貝殼狀，底部設(shè)有水平狀開口，反射器的內(nèi)部反光面通過貝塞爾多曲面擬合設(shè)計(jì)并進(jìn)行鏡面電鍍，并且反射器的內(nèi)部由內(nèi)至外依次貼合反光面安裝有遠(yuǎn)光碗與近光碗；發(fā)光體為LED芯片，設(shè)置于反射器的內(nèi)部；透鏡為非球面透鏡，采用高硼硅光學(xué)級玻璃材料制作，并且透鏡的表面由兩個非球面組成。本發(fā)明采用單個LED芯片發(fā)出的光線經(jīng)過一次反射以及二次折射后，能夠最大限度收集利用，達(dá)到滿足可視照度要求的效果，同時光源的能耗得到大幅降低，同時結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝。
【專利說明】
用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于車輛照明設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，車輛前照大燈一般米用反光杯進(jìn)行聚光，經(jīng)反光杯聚光后的光線在射出時采用透鏡再次進(jìn)行聚光，使得車輛前方的光線達(dá)到一定照度。但是現(xiàn)有的車輛前照大燈通常采用齒素大燈或者疝氣大燈作為光源，并且現(xiàn)有的反光杯以及透鏡較為常規(guī)，無法將鹵素大燈或者疝氣大燈產(chǎn)生的光線進(jìn)行較為有效地處理，不但能耗較高，而且產(chǎn)生的可視照度無法達(dá)到要求。
[0003]因此，研制出一種能耗低、且可視照度滿足要求的照射設(shè)備是本領(lǐng)域技術(shù)人員所急需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:按照光線的照射路線依次包括發(fā)光體、反射器以及透鏡；
反射器為PC反光杯，呈貝殼狀，底部設(shè)有水平狀開口，反射器的內(nèi)部反光面通過貝塞爾多曲面擬合設(shè)計(jì)并進(jìn)行鏡面電鍍，并且反射器的內(nèi)部由內(nèi)至外依次貼合反光面安裝有遠(yuǎn)光碗與近光碗；
發(fā)光體為LED芯片，設(shè)置于反射器的內(nèi)部；
透鏡為非球面透鏡，采用高硼硅光學(xué)級玻璃材料制作，并且透鏡的表面由兩個非球面組成。
[0006]本發(fā)明提供了一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，只需要單個LED芯片，通過一次反射以及二次折射就能夠使可視照度達(dá)到國標(biāo)要求。本發(fā)明按照光線的照射路線依次由發(fā)光體、反射器以及透鏡組成，發(fā)光體發(fā)出的光依次通過反射器的一次反射以及透鏡的二次折射進(jìn)行射出。其中反射器選擇為呈貝殼狀的PC反光杯，具有良好的抗沖擊性、抗熱畸變性能、并且硬度高，能夠有效保護(hù)其內(nèi)表面的反光部分;其底部沿水平設(shè)為開口狀，用于放置光源;反射器的內(nèi)部反光面通過貝塞爾多曲面擬合設(shè)計(jì)并進(jìn)行鏡面電鍍，能夠?qū)⒔?jīng)過內(nèi)部反光面一次反射的光源發(fā)出的光有效地疊加在一起，更好地滿足照明要求。本發(fā)明中的發(fā)光體選擇為LED芯片，并設(shè)置于反射器的內(nèi)部，LED芯片不僅能夠在本發(fā)明的一次反射以及二次折射的共同作用下，達(dá)到可視照度的要求，同時其能耗低，熱量小。本發(fā)明中的透鏡選擇為采用高硼硅光學(xué)級玻璃材料制作而成的非球面透鏡組成，具有低膨脹率、耐高溫、高硬度、高透光率以及高化學(xué)穩(wěn)定性，能夠適用于行駛在各種環(huán)境中的車輛照明；并且本發(fā)明中的透鏡由兩個非球面組成，能夠?qū)⒔?jīng)過反射器一次反射后的光線通過合理分配后進(jìn)行二次折射，根據(jù)不同的需要滿足可視照度的要求，提高駕乘感。
[0007]作為優(yōu)選，透鏡包括位于前端的橢球部以及與橢球部相連的拋物部;橢球部的表面呈橢球面，寬度為透鏡總寬度的30-50%;拋物部的表面呈拋物面，寬度為透鏡總寬度的50-70%，并且與橢球部的連接處設(shè)為圓滑。
[0008]本發(fā)明中的透鏡由橢球部以及拋物部組成，橢球部位于透鏡的前端，寬度設(shè)計(jì)為透鏡總寬度的30-50%，其表面呈橢球面，用于將光線打散;拋物部位于透鏡的后端，并且與橢球部相連接，連接處設(shè)為圓滑，寬度設(shè)計(jì)為透鏡總寬度的50-70%，其表面呈拋物面，用于將光線匯聚。
[0009]作為優(yōu)選，橢球部的寬度為透鏡總寬度的33%;拋物部的寬度為透鏡總寬度的67%。
[0010]本發(fā)明中透鏡由總寬度33%的橢球部以及總寬度67%的拋物部組成，按照此種寬度比設(shè)計(jì)出的透鏡能夠使得二次折射效果最優(yōu)。
[0011]作為優(yōu)選，透鏡的組成成分以及各成分所占質(zhì)量份數(shù)分別為:高硼硅玻璃90-100份、耐蝕劑8-11份、調(diào)節(jié)劑3-5份、引發(fā)劑9-10份以及穩(wěn)定劑1-3份;高硼硅玻璃的組成成分以及各成分占高硼硅玻璃總質(zhì)量的份數(shù)分別為:氧化硅73-80份、氧化硼18-22份、氧化鋁3-6份、氧化鈉6-9份、氧化鉀1-2份、氮化硼1-2份。
[0012]作為優(yōu)選，透鏡的制作方法為:將高硼硅玻璃的各組成成分添加至坩禍中，并將坩禍送入高溫爐內(nèi)升溫至1800-2000°C并保溫，直至坩禍內(nèi)高硼硅玻璃的各組成成分轉(zhuǎn)化為玻璃清液；向玻璃清液中添加耐蝕劑、調(diào)節(jié)劑、引發(fā)劑以及穩(wěn)定劑后攪拌均勻，靜置l_2h后倒入車燈模具中壓制成型，獲得車燈透鏡;通過供風(fēng)裝置向車燈透鏡吹冷卻空氣，使車燈透鏡冷卻鋼化，獲得成品后在表面均勻涂覆處理劑即可。
[0013]作為優(yōu)選，處理劑為封閉劑以及季銨堿按照質(zhì)量比4-7:1混合而成。
[0014]作為優(yōu)選，耐蝕劑為聚四氟乙烯;調(diào)節(jié)劑包括消泡劑、PH值調(diào)節(jié)劑以及分子量調(diào)節(jié)劑；引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑;穩(wěn)定劑為有機(jī)錫。
[0015]作為優(yōu)選，分子量調(diào)節(jié)劑為十二烷基醇醚硫酸銨；引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或者偶氮二異庚腈。
[0016]作為優(yōu)選，季銨堿為四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨以及四丁基氫氧化銨中至少兩組的組合。
[0017]本發(fā)明中透鏡的組成成分包括高硼硅玻璃、耐蝕劑、調(diào)節(jié)劑、引發(fā)劑以及穩(wěn)定劑組成;高硼硅玻璃作為主要材料，由氧化硅、氧化硼、氧化鋁、氧化鈉、氧化鉀以及氮化硼組成，使得高硼硅玻璃具有基本的低膨脹率、耐高溫、高硬度、高透光率以及高化學(xué)穩(wěn)定性;添加耐蝕劑能夠使得透鏡具有優(yōu)秀的耐蝕性，保證透鏡表面的光澤以及透鏡的透光性;添加的調(diào)節(jié)劑由消泡劑、PH值調(diào)節(jié)劑以及分子量調(diào)節(jié)劑組成，能夠保證透鏡在制作時，其內(nèi)部不會產(chǎn)生氣孔，影響透鏡的折射;保證透鏡整體的PH值穩(wěn)定以及整體的致密性;添加引發(fā)劑能夠引發(fā)所添加的透鏡個材料的聚合;添加穩(wěn)定劑能夠保證透鏡在制作時的穩(wěn)定性。
[0018]其中本發(fā)明在透鏡制作完成時，還需在其表面均勻涂覆處理劑，處理劑由封閉劑以及季銨堿按照質(zhì)量比4-7:1混合而成，其中封閉劑能夠保證透鏡表面保持光亮、平整，具有優(yōu)秀的防變色性以及耐蝕性，季銨堿的添加能夠保證透鏡表面的清潔，保證了透鏡的折射效果，保證經(jīng)過透鏡二次折射后的亮度。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用單個LED芯片發(fā)出的光線經(jīng)過一次反射以及二次折射后，能夠最大限度收集利用，達(dá)到滿足可視照度要求的效果，同時光源的能耗得到大幅降低，同時結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝。
【附圖說明】
[0020]圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]附圖標(biāo)記列表:反射器1、透鏡2、遠(yuǎn)光碗3、近光碗4。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0023]如圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明為一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，按照光線的照射路線依次包括發(fā)光體、反射器I以及透鏡2。
[0024]反射器I為PC反光杯，呈貝殼狀，底部設(shè)有水平狀開口，反射器I的內(nèi)部反光面通過貝塞爾多曲面擬合設(shè)計(jì)并進(jìn)行鏡面電鍍，并且反射器I的內(nèi)部由內(nèi)至外依次貼合反光面安裝有遠(yuǎn)光碗3與近光碗4。
[0025]發(fā)光體為LED芯片，設(shè)置于反射器I的內(nèi)部。
[0026]透鏡2為非球面透鏡，采用高硼硅光學(xué)級玻璃材料制作，并且透鏡2的表面由兩個非球面組成。
[0027]本發(fā)明的透鏡2包括位于前端的橢球部以及與橢球部相連的拋物部;橢球部的表面呈橢球面，寬度為透鏡總寬度的33%;拋物部的表面呈拋物面，寬度為透鏡總寬度的67%，并且與橢球部的連接處設(shè)為圓滑。
[0028]透鏡的組成成分以及各成分所占質(zhì)量份數(shù)分別為:高硼硅玻璃90-100份、耐蝕劑8-11份、調(diào)節(jié)劑3-5份、引發(fā)劑9-10份以及穩(wěn)定劑1-3份;高硼硅玻璃的組成成分以及各成分占高硼硅玻璃總質(zhì)量的份數(shù)分別為:氧化硅73-80份、氧化硼18-22份、氧化鋁3-6份、氧化鈉
6-9份、氧化鉀1-2份、氮化硼1-2份。
[0029]透鏡的制作方法為:將高硼硅玻璃的各組成成分添加至坩禍中，并將坩禍送入高溫爐內(nèi)升溫至1800-2000 °C并保溫，直至坩禍內(nèi)高硼硅玻璃的各組成成分轉(zhuǎn)化為玻璃清液；向玻璃清液中添加耐蝕劑、調(diào)節(jié)劑、引發(fā)劑以及穩(wěn)定劑后攪拌均勻，靜置l_2h后倒入車燈模具中壓制成型，獲得車燈透鏡；通過供風(fēng)裝置向車燈透鏡吹冷卻空氣，使車燈透鏡冷卻鋼化，獲得成品后在表面均勻涂覆處理劑即可，其中處理劑為封閉劑以及季銨堿按照質(zhì)量比
4-7:1混合而成。
[0030]以上的耐蝕劑為聚四氟乙烯;調(diào)節(jié)劑包括消泡劑、PH值調(diào)節(jié)劑以及分子量調(diào)節(jié)劑；引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑;穩(wěn)定劑為有機(jī)錫;分子量調(diào)節(jié)劑為十二烷基醇醚硫酸銨；引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或者偶氮二異庚腈;季銨堿為四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨以及四丁基氫氧化銨中至少兩組的組合。
[0031]與現(xiàn)有的前照大燈光學(xué)模組只能提高約64%的光效相比，LED芯片通過本發(fā)明進(jìn)行一次反射與二次折射后，提高光效約為83%，提升29.69%
最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:按照光線的照射路線依次包括發(fā)光體、反射器(I)以及透鏡(2 ); 所述反射器(I)為PC反光杯，呈貝殼狀，底部設(shè)有水平狀開口，反射器(I)的內(nèi)部反光面通過貝塞爾多曲面擬合設(shè)計(jì)并進(jìn)行鏡面電鍍，并且反射器(I)的內(nèi)部由內(nèi)至外依次貼合反光面安裝有遠(yuǎn)光碗(3)與近光碗(4); 所述發(fā)光體為LED芯片，設(shè)置于反射器(I)的內(nèi)部； 所述透鏡(2)為非球面透鏡，采用高硼硅光學(xué)級玻璃材料制作，并且透鏡(2)的表面由兩個非球面組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述透鏡(2)包括位于前端的橢球部以及與橢球部相連的拋物部;所述橢球部的表面呈橢球面，寬度為透鏡總寬度的30-50%;所述拋物部的表面呈拋物面，寬度為透鏡總寬度的50-70%，并且與橢球部的連接處設(shè)為圓滑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述橢球部的寬度為透鏡總寬度的33%;所述拋物部的寬度為透鏡總寬度的67%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述透鏡的組成成分以及各成分所占質(zhì)量份數(shù)分別為:高硼硅玻璃90-100份、耐蝕劑8-11份、調(diào)節(jié)劑3-5份、引發(fā)劑9-10份以及穩(wěn)定劑1-3份;所述高硼硅玻璃的組成成分以及各成分占高硼硅玻璃總質(zhì)量的份數(shù)分別為:氧化硅73-80份、氧化硼18-22份、氧化鋁3-6份、氧化鈉6-9份、氧化鉀1-2份、氮化硼1-2份。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述透鏡的制作方法為:將高硼硅玻璃的各組成成分添加至坩禍中，并將坩禍送入高溫爐內(nèi)升溫至1800-2000 °C并保溫，直至坩禍內(nèi)高硼硅玻璃的各組成成分轉(zhuǎn)化為玻璃清液；向玻璃清液中添加耐蝕劑、調(diào)節(jié)劑、引發(fā)劑以及穩(wěn)定劑后攪拌均勻，靜置l_2h后倒入車燈模具中壓制成型，獲得車燈透鏡;通過供風(fēng)裝置向車燈透鏡吹冷卻空氣，使車燈透鏡冷卻鋼化，獲得成品后在表面均勻涂覆處理劑即可。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述處理劑為封閉劑以及季銨堿按照質(zhì)量比4-7:1混合而成。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述耐蝕劑為聚四氟乙烯;所述調(diào)節(jié)劑包括消泡劑、PH值調(diào)節(jié)劑以及分子量調(diào)節(jié)劑;所述引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑;所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述分子量調(diào)節(jié)劑為十二烷基醇醚硫酸銨;所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或者偶氮二異庚腈。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于前照大燈的高效率LED單芯片光學(xué)模組，其特征在于:所述季銨堿為四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨以及四丁基氫氧化銨中至少兩組的組合。
【文檔編號】F21W101/10GK106016180SQ201610501999
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】趙立頂, 胡廣, 崔俊, 盧傳甫, 趙宇航
【申請人】安徽卡瀾特車燈科技有限公司