代天荣 (中国重庆市九龙坡区白市驿海龙村（创业基地工业园）, Chongqing 9, 401329, CN)
重庆科鹰电气有限公司 (中国重庆市九龙坡区白市驿海龙村（创业基地工业园）, Chongqing 9, 401329, CN)
DAI, Tianrong (Hailong Village, Baishiyi Jiulongpo District, Chongqing 9, 401329, CN)
| 权 利 要 求 书 1、 一种 LED灯发光单元， 其由透镜式灯杯、 LED灯珠和电路板组 成 ·， 其特征在于： 所述透镜式灯杯是采用光学材料注塑成型的实心体，所述灯杯的侧表 面是由抛物线沿灯杯轴向回转而形成的抛物反射面，或是由一段圆弧线沿 灯杯轴向回转而形成的球型反射面， 或为自由曲面； 在所述灯杯的杯座中心留有 LED灯珠安装孔， LED灯珠安装孔的孔 顶为双面凸透镜、 单面凸透镜或凹透镜结构； 所述灯杯的抛物反射面或球型反射面或自由曲面的焦点与双面凸透 镜、 单面凸透镜或凹透镜的焦点重合； 所述 LED灯珠安装在电路板上，并插入透镜式灯杯的杯座的 LED灯 珠安装孔中，并使灯杯的抛物反射面或球型反射面或自由曲面与双面凸透 镜或单面凸透镜或凹透镜的重合焦点落于 LED灯珠发光中心即实焦点与 虚焦点之间，或者落于所述实焦点上，或者落于所述虚焦点上；所述 LED 灯珠出射光的实焦点即为 LED灯珠的发光芯片位置或荧光粉层位置； 所 述透镜式灯杯通过杯座固定在电路板上； 2、 根据权利要求 1所述的发光单元， 其特征在于： 所述灯杯的杯顶 为一整平面，或者杯顶为分布至少一条竖直排列的柱面；或者杯顶中心下 凹形成双面凸透镜的一个面或平面，杯顶的其余部分为平面或分布至少一 条竖直排列的柱面；或者杯顶为多圈向杯中心逐级降低的台阶， 台阶面为 平面或分布有柱面。 3、 利用权利要求 1或 2所述的 LED灯发光单元形成的汽车 LED前照 灯， 所述前照灯包括近光灯板、远光灯板、灯壳和灯片； 所述近光灯板和 远光灯板安装在灯壳内， 灯片罩于近光灯板和远光灯板的出光面前方； 所述近光灯板和远光灯板在灯壳中一上一下或一左一右布置安装，两 者相互紧邻、 相互连接或为一整体； 所述近光灯板至少由两个所述 LED灯发光单元安装在一个灯架上构 成，其中 LED灯发光单元中至少有两个近光发光单元；所述近光发光单元 的灯杯的杯顶分布至少一条竖直排列的柱面;或者杯顶中心下凹致形成双 面凸透镜的一面或平面或凹面，杯顶分布有至少一条竖直排列的柱面；或 杯顶为多圈向杯中心逐级降低的台阶， 台阶面上分布有柱面； 所述远光灯板至少也由两个 LED灯发光单元安装在一个灯架上构成， 其中 LED灯发光单元中至少有一个为远光发光单元;所述远光发光单元的 灯杯的杯顶为一整平面或凹面， 或者杯顶为多圈向杯中心逐级降低的台 阶， 台阶面为平面。 4、 根据权利要求 3所述的汽车 LED前照灯， 其特征在于， 所述近光 灯板上的近光发光单元按照其杯顶的柱面竖直排列的方式布置，或按一个 或一部分近光发光单元的杯顶的柱面竖直排列，而其余的近光发光单元的 杯顶的柱面由竖直方向向顺时针方向旋转 1 ° 〜22° 排列的方式布置。 5、 根据权利要求 3或 4所述的汽车 LED前照灯， 其特征在于， 当所 述近光灯板在上方远光灯板在下方时，所述近光灯板与远光灯板的出光面 夹角保持在 16 1 ° 〜180° ；当远光灯板在上而近光灯板在下时，两灯板 的出光面夹角保持在 18 1 ° 〜200° ； 当两灯板为一左一右布置时，所述 近光灯板的出光面较远光灯板的出光面向下倾斜 1 ° 〜20° 。 6、利用权利要求 1或 2所述的 LED灯发光单元形成的汽车、摩托车 LED前照灯， 所述前照灯包括 LED灯发光单元、 灯板、 灯座、 后壳和透明 外罩；所述灯板及 LED灯发光单元安装并定位在灯座内，灯座前方由透明 外罩罩住；所述灯板上并列布置有至少三个所述的 LED灯发光单元，其中 至少有一个 LED 灯发光单元的出射光线与灯板平面的垂直线之间呈 0. 5 ° 〜22° 夹角， 且与灯板平面的垂直线呈所述夹角的 LED灯发光单元中， 至少有一个 LED灯发光单元的杯顶表面为竖直排列的柱面形式，形成前照 灯的近光部分；所述灯架上其余的 LED灯发光单元的杯顶表面为平面或凹 面， 同时，至少有一个 LED灯发光单元的出射光线与灯板平面的垂直线重 合，即 LED灯发光单元的杯顶出光面与灯板平面一致，形成前照灯的远光 部分。 7、 根据权利要求 6所述的汽车、 摩托车 LED前照灯， 其特征在于： 所述灯座为铝合金或铝散热灯座。 8、 根据权利要求 6所述的汽车、 摩托车 LED前照灯， 其特征在于： 还包括有灯片，灯片安装于灯座或灯板上，并位于 LED灯发光单元出光面 刖万。 |
一种 LED灯发光单元及所形成的汽车、 摩托车 LED前照灯 技术领域
本发明属于 LED 光源技术， 具体涉及一种具有远光或近光效果的 LED灯发光单元及光源。
背景技术
LED (发光二极管）被誉为第四代光源， 其具有寿命长、光效高、无 辐射的优点。 LED的理论寿命超过 10万个小时， 发光效率高达 90%， 而 相同光通量的能耗仅为白炽灯的 8%， 具有显著的绿色、 低碳之优点。 在 世界范围内 LED在照明领域内己得到广泛应用。
目前汽车、 摩托车前照灯 （前组合灯） 主要采用卤素灯为光源， 通 过反光碗反射的方式将光反射于车前方。 由于卤素灯光源的光效较 LED 低、发热量大、 寿命短， 以及采用反光碗反射的方式光的利用率低， 故现 有的汽车前照灯普遍存在能耗高、 照明弱、 发热量大、 寿命短 (如灯丝易 烧断、 易破碎）的问题， 存在一定的安全隐患。
由于 LED的广泛应用及其所具有的显著优点，许多人 都试图采用 LED 作为汽车、摩托车的前照灯光源，但是由于对 LED灯发光单元的结构设计 不合理， 存在发光单元光利用率不高、 散热不好、 光衰严重， 无法形成理 想的远光光斑和近光斑等问题，达不到国家有 关标准的要求。未能广泛使 用。
发明内容
本发明技术的目的在于针对现有技术存在的上 述不足， 提出一种新 的 LED灯发光单元及所形成的汽车、 摩托车 LED前照灯， 以提高光 源的出射光亮度， 并使成型光斑达到理想的要求， 符合国家有关标准， 很 好地解决原摩托车、 汽车前照灯存在的问题。
本发明的技术方案如下：
为了达到上述目的， 本发明首先对发光单元的结构进行了特殊设计 - 确认本 发光单元是由透镜式灯杯、 LED灯珠和电路板组成。 灯杯最好采用 透光率 92.8%以上的 PMMA光学材料注塑成型， 由于 PMMA的折射率 大于空气中的折射率， 可使满足全反射临界角的入射光实现全反射。
透镜式灯杯是一实心体，灯杯的侧表面是由抛 物线沿灯杯轴向回转而 形成的抛物反射面;或是由一段圆弧线沿灯杯 向回转而形成的球型反射 面， 或为自由曲面。
在灯杯的杯座中心留有 LED灯珠安装孔， LED灯珠安装孔的孔顶为 双面凸透镜 （如附图中的 R1和 R2组成） 或单面凸透镜结构 （如附图中 的 R1或 R2)， 或凹透镜。
该灯杯设计的关键是要保证灯杯的抛物反射面 或球型反射面或自由 曲面的焦点与双面凸透镜或单面凸透镜或凹面 镜的焦点重合。
LED灯珠采用一次光封成型的灯珠， LED灯珠安装在电路板上， 插 入透镜式灯杯的杯座的 LED灯珠安装孔中， 并使灯杯的抛物反射面或球 型反射面或自由曲面与双面凸透镜或单面凸透 镜或凹透镜的重合焦点落 于 LED灯珠发光中心即实焦点与虚焦点之间， 或者落于所述实焦点上， 或者落于所述虚焦点上。 我们知道， LED灯珠出射光的实焦点即为 LED 灯珠的发光芯片位置或 LED灯珠荧光粉层。 所述透镜式灯杯通过杯座固 定在电路板上。
该灯杯的杯顶结构也比较关键， 灯杯的杯顶可以为一整平面或凹面， 或者杯顶面分布至少一条竖直排列的柱面；或 者杯顶中心下凹形成双面凸 透镜的一个面或平面，杯顶的其余部分为平面 或分布至少一条竖直排列的 柱面； 或者为了减轻重量，杯顶为多圈向杯中心逐级 降低的台阶， 台阶面 为平面或分布有柱面， 这样也可以达到与前面的结构一样的效果。
为了便于区分，我们将杯顶为平面或凹面没有 分布柱面镜的灯杯叫做 A型灯杯， 杯顶分布有柱面镜的叫做 B型灯杯， 灯珠发出的光通过 A型 灯杯的反射和透射会形成圆形光斑， 灯珠发出的光通过 B型灯杯的反射 和透射会形成矩形光斑或椭圆形光斑， 由此可获得近光或者远光效果。 对于近光发光单元和远光发光单元，其灯杯的 杯顶形状有所区别。对 于近光发光单元，其灯杯的杯顶分布至少一条 竖直排列的柱面，或者杯顶 中心下凹致形成双面凸透镜的一面或平面，杯 顶的其余部分为至少一条竖 直排列的柱面 （包含阶梯面上分布柱面的情况）。 而对于远光发光单元， 其灯杯的杯顶为一整平面或凹面，或者其杯顶 中心下凹致形成双面凸透镜 的一面或平面， 杯顶的其余部分为平面 （包含阶梯面是平面的情况）， 远 光发光单元的灯杯杯顶没有分布有柱面。
LED灯发光单元在结构满足上述条件的情况下， 就可以保证灯珠的 发光芯片发出的光经灯杯的抛物反射面或球面 反射面或自由曲面反射和 全反射和经灯杯凸透镜透射的光可 "基本"沿光轴平行出射， 由此显著提 高光的利用率， 光的利用可达 95%。
上述所说"基本"， 是因为 LED灯珠的发光芯片表面积通常很小， 对 于本发光单元，最好选择单颗芯片的灯珠，且 芯片的发光面积在 9平方毫 米内为佳，这样芯片中心与边缘的发出光经灯 杯的反射面反射和经凸透镜 透射形成的散射角 Θ1=Θ2 (如图 1Α、 图 2Α、 图 3Α所示）， 且小于 ± 10 ° ，从而可以保证 LED芯片发出光经过本灯杯透射后出光角度小于 10度， 因此可视为通过灯杯的出射光基本为有效光。
灯珠发出的光通过 A型灯杯 （或远光发光单元） 的反射和透射形成 圆形光斑， 通过 B型灯杯 （或近光发光单元） 的反射和透射形成矩形光 斑或椭圆形光斑。为了获得近光或远光两种不 同的发光效果，使近光光斑 形成上暗下明的截止线， A、 B两种灯杯可有机组合而得到理想的光斑。
基于以上发光单元，， 本发明进一步设计了利用上述发光单元形成的 摩托车 LED前照灯光源， 其包括近光灯板和远光灯板。
所述近光灯板由至少两个所述发光单元安装在 一个灯架上构成，其中 发光单元中至少有一个是 B型灯杯结构的发光单元， 并根据具体要求调 节 B型灯杯结构发光单元的比例。
所述远光灯板也由至少两个所述发光单元安装 在一个灯架上构成，其 P T/CN2011/000494
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中发光单元中至少有一个是 Α型灯杯结构发光单元， 根据具体要求确定 这种发光单元与其它发光单元之间的使用比例 。
所述两灯板在灯壳中一上一下或左右方式紧邻 布置安装；且当近光灯 板在上远光灯板在下时，两灯板出光面的夹角 保持在 16 1 ° 〜180° ； 当 远光灯板在上而近光灯板在下时， 两灯板出光面的夹角保持在 18 1 ° 〜 200° ； 当两灯板为一左一右布置时， 所述近光灯板的出光面较远光灯板 的出光面向下倾斜 1 ° 〜20° 。
摩托车前照灯工作方式及光照效果如下：
当单独启动近光灯时，远光灯不亮。近光灯由 于向地面倾斜一定角度， 工作光照范围可以从摩托车前轮延伸至 25m远， 形成高不过 0. 5m， 宽 8m 的矩形主光斑， 加两侧散射光， 可在不直射对方来车驾驶员的前提下， 照 亮前进路面及两侧。
当启动远光灯时， 其能集中形成水平出射光， 照亮远方行人、 车辆、 道路牌等。
而且，本前照灯（前组合灯）由于采用的是 LED光源，所需功率不大， 在远光灯工作时近光灯也可以同时工作，由此 可将从摩托车前轮至远方的 位置都照亮， 保证摩托车前方 25米内无黑斑， 照亮范围宽广， 更有利安 全行驶。
本发明设计的发光单元可以配以各种不同造型 的灯片、后壳、电源形 成各种造型摩托车前照灯总成， 适合各种款型摩托车车灯配套。
另外，利用上述 LED灯发光单元也可以形成汽车 LED前照灯，其包括 近光灯板、 远光灯板、 后壳和灯片。 近光灯板和远光灯板安装在后壳内， 灯片罩于近光灯板和远光灯板的出光面前方。
所述近光灯板由至少两个所述发光单元安装在 一个灯架上构成，其中 发光单元中至少有二个是近光发光单元，并根 据具体要求调节近光发光单 元的比例。近光灯板中多个近光发光单元的杯 顶柱面可全部竖直排列，也 可一部分竖直排列，另一部分由竖直方向向顺 时针方向旋转 1 ° 〜22° 排 列。
所述远光灯板也由至少两个所述发光单元安装 在一个灯架上构成，其 中发光单元中至少有一个是远光发光单元，根 据具体要求确定这种发光单 元的使用比例。
所述两灯板在灯壳中一上一下或左右方式布置 安装，两者分成两个独 立的部分紧邻布置或者相互连接，或者也可以 做成一整体。当近光灯板在 上远光灯板在下时，两灯板出光面的夹角保持 在 16 1 ° 〜180° ； 当远光 灯板在上而近光灯板在下时， 两灯板出光面的夹角保持在 18 1 ° 〜200 ° ； 当两灯板为一左一右布置时，所述近光灯板的 出光面较远光灯板的出 光面向下倾斜 1 ° 〜20° 。
再进一步， 利用上述的 LED灯发光单元还可以形成另一种形式的汽 车、 摩托车 LED前照灯， 这种前照灯包括 LED灯发光单元、 灯板、 灯座、 灯片和后壳和透明外罩；所述灯板及 LED灯发光单元安装在灯座内，灯片 安装于灯座或灯板上，并位于 LED灯发光单元出光面前方。所述灯座为散 热灯座， 由铝合金或铝做成。
所述灯板上并列布置有至少三个所述的 LED灯发光单元，其中至少有 一个 LED灯发光单元的出射光线与灯板平面的垂直线 之间呈 0. 5° 〜22° 夹角，且与灯板平面的垂直线呈所述夹角的 LED灯发光单元中，至少有一 个 LED灯发光单元的杯顶表面有竖直排列的柱面 (包含阶梯面上分布柱面 的情况）， 形成前照灯的近光部分； 所述灯架上其余的 LED灯发光单元的 杯顶表面为平面（包含阶梯面为平面的情况） 或凹面， 同时， 至少有一个 LED灯发光单元的出射光线与灯板平面的垂直线 重合，即 LED灯发光单元 的杯顶出光面与灯板平面一致， 形成前照灯的远光部分。
上述汽车或摩托车前照灯， 当单独启动近光部分时， 远光部分不亮。 近光部分由于向地面倾斜一定角度， 工作光照范围可以从车前轮延伸至 25m远， 形成高不过 0. 5m (明暗截止线右端从中心点向上旋转 0. 1 ° 〜 22° )，宽 8m的矩形主光斑，加两侧散射光，可在不直射 方来车前提下， 照亮前进路面及右侧行人。当启动远光部分时 ，其能集中形成水平出射光， 照亮远方行人、车辆、道路牌等。而且，本前 照灯由于采用的是 LED光源， 所需功率不大，在远光灯工作时近光灯也可以 同时工作，由此可将从汽车、 摩托车前轮至远方的位置都照亮，保证汽车、 摩托车前方 25米内无黑斑， 照亮范围宽广， 更有利安全行驶。
综上所述，， 本发明具有以下显著的优点- 通过合理设计二次光学系统——即灯杯（透镜 ）的结构， 以及灯珠在 灯杯中的安装位置，使发光单元的出射光亮度 和成型光斑均可以达到理想 的要求。 使用这种发光单元作为 LED汽车、 摩托车前照灯的光源， 较传 统的前照灯比较： 功率降低了 75%; 照度提高了一倍或多倍； 不发热， 而且 LED灯珠不怕水， 不怕摔环， 寿命可延长数倍； 可以实现开远光灯 时近光灯同时工作目标， 消除了安全隐患。
附图说明
图 1是一种 B型灯杯的发光单元的结构示意图 （双面凸透镜） 图 1A是 B型灯杯的发光单元的光路图
图 1AA是图 1A的杯顶局部柱面的光路图
图 1B是 B型灯杯的发光单元的俯视图
图 2是一种 B型灯杯的发光单元的结构示意图 （单面凸透镜） 图 2A是 B型灯杯的发光单元的光路图
图 2B是另一种 B型灯杯的发光单元的结构示意图（凹透镜、 梯面） 图 2C是又一种 B型灯杯的发光单元的结构示意图（凹透镜、 梯面） 图 3—种 A型灯杯的发光单元的结构示意图 （双面凸透镜） 图 3A是 A型灯杯的发光单元的光路图
图 4另一种 A型灯杯的发光单元的结构示意图 （双面凸透镜） 图 4A是 A型灯杯的发光单元的光路图
图 4B是另一种 A型灯杯的发光单元的结构示意图（凹透镜、 梯面） 图 4C是又一种 A型灯杯的发光单元的结构示意图（凹透镜、 梯面） 图 5是一种灯珠的光路图 （虚焦点和实焦点重合）
图 6是另一种灯珠的光路图 （（虚焦点和实焦点不重合）
图 7是一种形式的摩托车 LED前照灯光源的结构示意图
图 7A是图 7的侧视图；
图 8是一种形式的汽车 LED前照灯的外形图；
图 8A是图 7的 A- A剖面图；
图 9是前照灯中四种形式的近光灯板和远光灯板 布置图； 图 9A是第一种形式；
图 9B是图 7A的侧视图；
图 9C是第二种形式；
图 9D是第三种形式；
图 9E是第四种形式。
图 10是一种形式的摩托车 LED前照灯的外形图；
图 10A是图 7的 A- A剖面图；
图 11是第二形式的前照灯的平面布置图；
图 12是第三形式的前照灯的平面布置图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本发明提出的发 光单元以及汽车、 摩 托车前照组合灯的具体结构：
实施例 1: 发光单元
参见图 1和图 1A， 此发光单元是采用的 B型灯杯， 其由透镜式灯杯 15、 LED灯珠 12和电路板 11组成（一块电路板可安装多个透镜式灯杯和 LED灯珠， 形成多个发光单元）。 该灯杯采用透光率 92. 8%以上的 PMMA光 学材料注塑成型， 是一实心体透镜。 该灯杯的侧表面 14是由抛物线沿灯 杯轴向回转而形成的抛物反射面（当然也可以 是由一段圆弧线沿灯杯轴向 回转而形成的球型反射面，或采用自由曲面） 。在灯杯的杯座中心留有 LED 灯珠安装孔， LED灯珠安装孔的孔顶为双面凸透镜 16 (R1和 R2组成）结 构。 透镜式灯杯通过杯座固定在电路板 11上。 该灯杯的抛物反射面焦点 与双面凸透镜的焦点是重合的， 重合点位 A点。
LED灯珠 12采用一次光封成型的灯珠，参见图 5,其是单芯片灯珠， 发光芯片的尺寸选用 1毫米 X 1毫米。 该 LED灯珠 12安装在电路板 11 上， 并插入透镜式灯杯的杯座的 LED灯珠安装孔中， 灯杯的抛物反射面 与双面凸透镜的重合焦点正好落于 LED灯珠出射光的实焦点上 （该灯珠 的实焦点和虚焦点是重合的）， 即 LED灯珠的发光芯片 13的位置与灯杯 的抛物反射面与双面凸透镜的焦点正好重合。 参见图 1A， 这样灯珠的发 光芯片 13发出的光经灯杯的抛物反射面反射和全反射 而经灯杯凸透镜 透射的光可 "基本"沿光轴平行出射， 由此显著提高光的利用率。
该灯杯的杯顶是分布多条竖直排列并相互连续 柱面 17， 光在灯杯顶 端经过多条柱面 17透镜射出的光如图 1AA所示，这些柱面透镜会将出射 光水平拉伸为一矩形光斑或近似于矩形（如椭 圆形）光斑， 由此达到摩托 车前照灯所需要的近光效果。
图 2和图 2A所示的另一种采用 B型灯杯的发光单元的结构，其与图 1 的结构不一样的地方在于 LED灯珠安装孔的孔顶采用的是单面凸透镜 18, 其它结构相同， 也能达到前一种发光单元的发光效果。
图 2B和图 2C所示为另一种采用 B型灯杯的发光单元的结构， 其与 图 1的结构不一样的地方在于 LED灯珠安装孔的孔顶采用的是凹透镜 18'， 杯顶为多圈向杯中心逐级降低的台阶，台阶面 分布有柱面，其它结构相同， 也能达到前一种发光单元的发光效果。
图 3和图 3A、 图 4、 图 4A、 图 4B和图 4C所示的是采用 A型灯杯 灯杯的发光单元的结构，其与图 1和图 2的发光单元结构基本一样，只是 其杯顶采用的是平面或台阶平面， 由此产生不一样的出光效果，其灯珠发 出的光通过 A型灯杯的反射和透射形成的是圆形光斑。 由此达到摩托车 前照灯所需要的远光效果。
而对于灯珠，前面几种结构采用的是一种结构 较特殊的灯珠， 即灯珠 出射光的实焦点和虚焦点是重合的。事实上， 本发光单元可以采用其它任 何形式的灯珠， 如图 6所示， 该灯珠的出射光的实焦点 A (即发光芯片位 置）与虚焦点 B是不重合的。 采用该灯珠形成的发光单元如图 4和图 4A 所示，此结构中 LED灯珠 12位置设置是将灯杯的抛物反射面与双面凸透 镜的重合焦点落在 LED灯珠 12出射光的虚焦点上。当然实际装配中，也 可以将重合焦点落于发光中心即实焦点上，或 者落于虚焦点和实焦点之间 的任意位置上， 这些都可以使发光单元获得理想的发光效果。
实施例 2: 摩托车 LED前照灯
采用上述发光单元形成的摩托车 LED前照灯光源参见图 7和图 7A， 所述光源包括近光灯板 3和远光灯板 2。
近光灯板 3 是在灯架上并排安装三个杯顶分布多条柱面的 发光单元 1B构成。远光灯板 2是在灯架上并排安装 8个杯顶为平面的发光单元 1A 构。 当然， 根据需要， 近光灯板 3上也可以安装一定数量比例的发光单元 1B, 远光灯板 2上安装一定数量比例的发光单元 1A。
安装时，两灯板在灯壳中一上一下紧邻布置安 装，近光灯板 3与远光 灯板 2出光面之间的夹角保持在 187° 。
前照灯的具体安装是将已焊好 LED灯珠的电路板对应前照灯各灯杯 (透镜）的杯底安装孔落座， 再与灯片、后壳组装成一体， 构成前照灯总 成。
实施例 3: 汽车 LED前照灯
采用上述发光单元形成的汽车 LED前照灯参见图 8和图 8A， 所述光 源包括近光灯板 2、 远光灯板 3、 后壳 6和灯片 4。 近光灯板 3和远光灯 板 2安装在后壳 6内，灯片 4罩于近光灯板和远光灯板的出光面前方。其 中远光灯板 2和近光灯板 3在后壳 6中一上一下紧邻布置安装，两灯板出 光面的夹角保持在 187° 。该前照灯的具体安装是将已焊好 LED灯珠的电 路板 8对应前照灯各灯杯的杯底安装孔落座， 形成各发光单元 1， 发光单 元 1固定在支撑架 7和支撑板 5上， 形成近光灯板 2和远光灯板 3， 再与 灯片 4、 后壳 6组装成一体， 即构成汽车前照灯。
远光灯板 2和近光灯板 3上的发光单元的布置有多种组合形式，参见 图 9， 具体如下：
如图 9A所示，近光灯板 3由 7个近光发光单元 1B并排安装在一个灯 架上构成， 其中发光单元中第 1、 3、 5、 7个近光发光单元的杯顶柱面是 竖直排列的， 第 2、 4、 6个近光发光单元的杯顶的柱面是由竖直方向 顺 时针方向旋转约 15° 排列布置的。远光灯板 2是由 14个远光发光单元 1A 分两排安装在一个灯架上构成。
如图 9B所示， 近光灯板 3由 5个近光发光单元 1B和两个远光发光 单元 1A并排安装在一个灯架上构成， 其中近光发光单元 1B设置在第 1、
2、 3、 6、 7位置， 第 1和第 7位置的近光发光单元的杯顶柱面是竖直排 列的，第 2、 4、 6位置近光发光单元的杯顶的柱面是由竖直方 向顺时针 方向旋转约 15° 排列布置的， 远光发光单元 1A则设置在第 3、 5位置。 远光灯板 2是由 14个发光单元分两排安装在一个灯架上构成， 其中第一 排 7个全部是远光发光单元 1A，第二排的第 3、 5位置是近光发光单元 1B， 其余为远光发光单元。
如图 9C所示，近光灯板 3由 7个近光发光单元 1B并排安装在一个灯 架上构成， 其中发光单元中第 1、 3、 5、 7个近光发光单元的杯顶柱面是 竖直排列的， 第 2、 4、 6个近光发光单元的杯顶的柱面是由竖直方向 顺 时针方向旋转约 15° 排列布置的。远光灯板 2是由 14个发光单元分两排 安装在一个灯架上构成， 其中第一排 7个全部是远光发光单元 1A， 第二 排的第 3、 5位置是近光发光单元 1B， 其余为远光发光单元。
如图 9D所示，近光灯板 3由 5个近光发光单元 1B和两个远光发光单 元 1A并排安装在一个灯架上构成， 其中近光发光单元 1B设置在第 1、 2、
3、 6、 7位置，第 1和第 7位置的近光发光单元的杯顶柱面是竖直排列 ， 第 2、 4、 6位置近光发光单元的杯顶的柱面是由竖直方 向顺时针方向旋 转约 15 ° 排列布置的， 远光发光单元 1A则设置在第 3、 5位置。 远光灯 板 2是由 14个远光发光单元 1A分两排安装在一个灯架上构成。
以上实施例均是显示的近光和远光灯板上下布 置的方式，而两灯板一 左一右布置也是常见的方式，此布置需要注意 的是要将近光灯板的出光面 设置为较远光灯板的出光面向下倾斜 1 ° 〜20° 为宜。
实施例 4: 汽车 LED前照灯
采用上述 LED灯发光单元形成的另一种形式的汽车 LED前照灯，参见 图 10， 该前照灯包括 LED灯发光单元 1、灯板 9、灯座 10、灯片 4和后壳 6和透明外罩 11， 灯板 9安装在灯座 10内， LED灯发光单元 1安装在灯 板 9上（灯板 9上分布有与 LED灯发光单元大小对应的孔， LED灯发光单 元安装在孔中），灯片 4安装于灯座 10上，并位于 LED灯发光单元出光面 前方， 灯座 10装配在后壳 6内， 前方由透明外罩 11罩住。 灯座 10最好 采用铝合金散热灯座。
结合参见图 10A， 灯板 7上并列布置有五个 LED灯发光单元， 其中有 两个 LED灯发光单元形成近光部分 12, 它们的出射光线与灯板 9的灯板 平面的垂直线呈 4° 夹角，且这两个 LED灯发光单元的杯顶表面为竖直排 列的柱面形式。灯板上其余的三个 LED灯发光单元形成前照灯的远光部分 13,它们的杯顶表面为平面，并且这些 LED灯发光单元的出射光线与灯板 平面的垂直线重合， 即杯顶的出光面与灯板平面一致， 没有角度。
当然， LED灯发光单元在的布置形式有很多， 以下在例举两种， 但实 际不限于以下形式：
参见图 11 , 图中也是采用的五个 LED灯发光单元， 其中有两个 LED 灯发光单元形成近光部分 12， 它们的出射光线与灯板 9的灯板平面的垂 直线呈 0. 5° 〜22° 夹角， 但这两个 LED灯发光单元中， 只有一个的杯顶 表面为竖直排列的柱面形式，另一个为平面。 灯板上其余的三个 LED灯发 光单元形成前照灯的远光部分 13， 它们的杯顶表面均为平面， 并且这些 LED灯发光单元的杯顶的出光面与灯板平面一致 ， 没有角度。
参见图 12， 图中也是采用的五个 LED灯发光单元， 其中有两个 LED 灯发光单元形成近光部分 12， 它们的出射光线与灯板 9的灯板平面的垂 直线呈 0. 5° 〜22 ° 夹角，这两个 LED灯发光单元的杯顶表面为竖直排列 的柱面形式，柱面比较密。灯板上其余的三个 LED灯发光单元形成前照灯 的远光部分 13， 这些 LED灯发光单元的杯顶的出光面与灯板平面一致 ， 没有角度。 它们的杯顶表面也为竖直排列的柱面形式， 但柱面比较稀疏， 即间距比较宽， 这种形式也可以达到远光效果。
以上前照灯中， LED灯发光单元的数量还可以根据需要而增加， 且近 光部分和远光部分的位置可以变化。但以上的 前照灯在安装时，要保证近 光部分形成所述夹角而导致 LED灯发光单元的杯顶面的倾斜方向是相对 于远光部分的杯顶表面向下倾斜的。
以上实施例中， LED灯发光单元的杯顶最好采用图 2B、图 2C或图 4B、 图 4C的台阶形式， 这样可以减轻重量， 节省材料。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显 然，本领域的技术人员 可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本 发明的范围和精神。倘若这 些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技 术的范围内，则本发明的意 图也包含这些改动和变形在内。
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