專利名稱：Led汽車前照燈光源以及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車照明領(lǐng)域，具體涉及LED汽車前照燈光源以及一種LED汽車前照燈光源的制作方法。
背景技術(shù)：
大功率LED作為照明光源具有體積小、耗電少、發(fā)熱少、響應(yīng)速度快、安全電壓低、 耐候性好、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，因此大功率LED成為汽車照明領(lǐng)域的理想光源。目前，LED作為汽車輔燈已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。在指示燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、霧燈、 尾燈等很多地方LED都替代了其他形式的光源。由于高亮度、大功率LED存在散熱瓶頸，使得LED作為車頭的前照燈還很不成熟。如果能突破這項(xiàng)瓶頸，未來的汽車照明領(lǐng)域就將是 LED的天下。LED是固態(tài)照明光源，其發(fā)光機(jī)理和其他傳統(tǒng)汽車照明光源的發(fā)光機(jī)理完全不同。 LED芯片的配光曲線也和鹵素?zé)粢约半療舻呐涔馇€有很大差異，因此LED作為汽車照明光源需要專門的光路設(shè)計(jì)，而不是簡單套用現(xiàn)有鹵素?zé)粢约半療舻恼彰鞴饴贰?br>
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述兩個(gè)問題，本發(fā)明提供一種LED汽車前照燈光源以及一種LED汽車前照燈光源的制作方法。本發(fā)明提供的一種LED汽車前照燈光源，包括金屬殼體，所述金屬殼體包括開口、 內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、內(nèi)低面以及與所述內(nèi)底面相對(duì)設(shè)置的外底面，所述開口、內(nèi)側(cè)面、內(nèi)低面形成一腔體，所述內(nèi)側(cè)面為橢球面，所述內(nèi)側(cè)面的焦點(diǎn)附近處設(shè)置有底板，所述底板上設(shè)置有 LED芯片陣列，所述開口處設(shè)置有透明擋板，所述腔體內(nèi)填充有透光液體。優(yōu)選的，所述LED芯片陣列由紅色、綠色、藍(lán)色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預(yù)定數(shù)量以及預(yù)定間距排列而成。優(yōu)選的，所述金屬殼體上設(shè)置有與外界連通的管道。優(yōu)選的，所述透明擋板是透鏡。優(yōu)選的，所述金屬殼體的外側(cè)面以及外底面上設(shè)置有散熱片或散熱柱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述金屬殼體內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有反光材料。優(yōu)選的，所述金屬殼體內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有慢反射結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種LED汽車前照燈光源的制作方法，包括以下步驟提供一種底板，將LED芯片陣列固定在底板上；提供一種金屬殼體，所述金屬殼體包括開口、內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、內(nèi)底面以及與所述內(nèi)底面相對(duì)設(shè)置的外底面，所述開口、內(nèi)側(cè)面、內(nèi)底面形成一腔體，所述內(nèi)側(cè)面為橢球面，將所述底板設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)面所在的橢球面的焦點(diǎn)附近，在所述開口處設(shè)置透明擋板，在所述腔體內(nèi)填充透光液體。優(yōu)選的，所述將LED芯片陣列固定在底板上包括，將紅色、綠色、藍(lán)色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預(yù)定數(shù)量以及預(yù)定間距排列在底板上。優(yōu)選的，所述在所述腔體內(nèi)填充透光液體后，還包括，在金屬殼體上設(shè)置將液體與外界連通的管道。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于以下兩點(diǎn)第一，本發(fā)明采用將LED芯片陣列置于高熱導(dǎo)的底板上，在將底板安置于金屬殼體內(nèi)，然后在芯片上方填充液體密封。該方案的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)在于，給LED芯片提供了雙散熱通道。一方面，芯片才生的熱量通過高熱導(dǎo)率的底板快速傳遞給金屬殼體，然后金屬殼體再快速地將熱量傳遞到空氣中去；另一方面芯片產(chǎn)生的熱量通過芯片周圍液體的對(duì)流傳遞給金屬殼體，然后金屬殼體再快速地將熱量傳遞到空氣中去。第二，本發(fā)明將金屬殼體的內(nèi)側(cè)面，設(shè)置成橢球面，然后將LED芯片陣列設(shè)置在橢球面的焦點(diǎn)附近。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于，能實(shí)現(xiàn)很好的配光效果，遠(yuǎn)光照射下，65W的電輸入， 在25米遠(yuǎn)處可以達(dá)到4001x左右的最大照度。因?yàn)椋瑢?duì)于近似朗伯體的LED面光源，橢球面具有最好的聚光效果，這一結(jié)論是通過大量的理論模擬以及實(shí)驗(yàn)對(duì)比得到的。另外，本發(fā)明中的LED整列是由多種單色芯片組合而成，可以實(shí)現(xiàn)多種色彩和色溫照明。在不同驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)霧燈、日行燈以及夜行燈的切換。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中LED汽車前照燈光源的截面圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中LED汽車前照燈光源的立體圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中LED汽車前照燈光源的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種LED汽車前照燈光源，截面圖、立體圖和側(cè)視圖分別參考圖1、圖2和圖3，包括金屬殼體10，所述金屬殼體10包括開口 101、內(nèi)側(cè)面102、外側(cè)面103、內(nèi)底面104以及與所述內(nèi)底面104相對(duì)設(shè)置的外底面105，所述開口 101、內(nèi)側(cè)面102、內(nèi)低面形成一腔體，所述內(nèi)側(cè)面102為橢球面，所述內(nèi)側(cè)面102的焦點(diǎn)附近處設(shè)置有底板11，所述底板11上設(shè)置有 LED芯片陣列12，所述開口處設(shè)置有透明擋板14，所述腔體內(nèi)填充有透光液體13。在本實(shí)施例中，所述LED芯片陣列12由紅色、綠色、藍(lán)色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預(yù)定數(shù)量以及預(yù)定間距排列而成，例如，LED芯片陣列可以由8顆紅色芯片、16顆綠色芯片、8顆藍(lán)色芯片按照預(yù)定的間距排列而成，也可以由1顆紅色芯片、2顆綠色芯片按照預(yù)定的間距排列而成，具體的LED芯片的種類、數(shù)量和間距可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在本實(shí)施例中，所述LED汽車前照燈光源的外形可以根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，其外形可以設(shè)計(jì)為如圖2示意的圓柱形，也可以設(shè)計(jì)為方柱形，也可以設(shè)計(jì)為多棱柱形，還可以設(shè)計(jì)成其他規(guī)則和不規(guī)則的多面體形。在本實(shí)施例中，所述LED汽車前照燈光源的金屬殼體10的內(nèi)側(cè)面102是標(biāo)準(zhǔn)的橢球面，如圖1所示，所述內(nèi)側(cè)面也可以是由很多微小平面組成的橢球面，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所作的常規(guī)簡單的變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
在本實(shí)施例中，所述底板設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)面102的焦點(diǎn)附近，底板的法線方向與內(nèi)側(cè)面即橢球面的軸線方向相互平行，當(dāng)然，所述法線和軸線之間也可以存在一定的夾角。 底板可以如圖1示意的直接安放在內(nèi)底面上，也可以通過支架固定在金屬殼體內(nèi)，均不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在本實(shí)施例中，在金屬殼體10上設(shè)置有如圖1示意的管道15，管道15穿過內(nèi)側(cè)面 102和外側(cè)面103與氣室16相連。氣室16用于存放受熱膨脹的透光液體13。當(dāng)然，管道 15也可以設(shè)置成穿過內(nèi)底面104和外底面105與氣室16相連，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。 氣室16的安放位置不受限制。在本實(shí)施例中，透明擋板14被制作成透鏡，透明擋板的材質(zhì)可以是石英、玻璃、或者有機(jī)材料。將透明擋板制作成透鏡可以調(diào)節(jié)所訴LED汽車前照燈光源的出光光路。在本實(shí)施例中，金屬殼體10上設(shè)置有散熱片結(jié)構(gòu)106結(jié)構(gòu)，用于擴(kuò)大金屬殼體與空氣的接觸面積，有利于金屬殼體向外界擴(kuò)散熱量。當(dāng)然，所述散熱片結(jié)構(gòu)也可以替換成散熱柱結(jié)構(gòu)，散熱片或散熱柱結(jié)構(gòu)可以選擇地設(shè)置在外側(cè)面或外底面上，均不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述金屬殼體10的內(nèi)側(cè)面102上可以設(shè)置有反光材料。反光材料是對(duì)可見光具有高反射率的材料，可以是金銀、鋁等材料，這些材料可以通過鍍膜、印刷、涂抹等方式沉積在內(nèi)側(cè)面102上。在金屬殼體10的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置反光材料， 可以提高LED汽車前照燈光源的整體出光效率。作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述金屬殼體10的內(nèi)側(cè)面102上可以設(shè)置有慢發(fā)射結(jié)構(gòu)。慢反射結(jié)構(gòu)可以是設(shè)置在內(nèi)側(cè)面102靠近開口 101處的凸起或凹陷的條紋結(jié)構(gòu)， 也可以是在內(nèi)側(cè)面均勻分布的磨砂結(jié)構(gòu)。在金屬殼體10的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置慢反射結(jié)構(gòu)，可以降低所述LED汽車前照燈光源的眩光。作為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，透光液體13可以是硅油。硅油具有高化學(xué)穩(wěn)定性、高閃點(diǎn)、無毒無公害、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的透光液體。本發(fā)明實(shí)例中的LED芯片陣列12，由預(yù)定數(shù)量的單色芯片按預(yù)定的規(guī)則排列而成，其中單色芯片包括紅色芯片，黃色芯片，綠色芯片和藍(lán)色芯片。針對(duì)于白光照明，有兩種優(yōu)選的LED芯片陣列的設(shè)計(jì)方案，其一為紅色、綠色、藍(lán)色芯片以1 2 1的比例組合排列，另一為黃色、藍(lán)色芯片以1 1的比例，再加少量紅色芯片組合排列。這兩種白光LED 陣列設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，在合理的電路驅(qū)動(dòng)下，可以實(shí)現(xiàn)高顯色指數(shù)(> 85)照明；同時(shí)在這兩種方案所設(shè)計(jì)的光源的色溫可大范圍調(diào)節(jié)(3000-7000)。這些優(yōu)點(diǎn)是目前以熒光粉封裝的白光LED所沒有的。本發(fā)明實(shí)例中的用于承載LED芯片陣列12的底板11可以是陶瓷材質(zhì)，可以是金屬材質(zhì)，也可以是晶體材質(zhì)。優(yōu)選之一是氮化鋁陶瓷，優(yōu)點(diǎn)有三價(jià)格相對(duì)晶體材料便宜， 熱導(dǎo)系數(shù)高，熱膨脹系數(shù)與LED芯片接近；優(yōu)選之二是氧化鋁陶瓷，其優(yōu)點(diǎn)有二 價(jià)格低廉， 其金屬化工藝非常成熟；優(yōu)選之三是銅，其最大優(yōu)點(diǎn)是熱導(dǎo)系數(shù)高，可以達(dá)到400。本發(fā)明所涉及的底板表面有通過金屬陶瓷化或陶瓷金屬化等工藝制得的圖樣電極，該電極用于與 LED芯片的正、負(fù)電極相連。本發(fā)明實(shí)例中的金屬殼體10，其作用在于以下三點(diǎn)1.支撐底板和LED芯片陣列； 2.為LED芯片陣列高效散熱；3.匯聚LED芯片陣列發(fā)出的光線。金屬殼體可以為銅、鋁或合金等材料制作，因?yàn)殂~和鋁有相對(duì)較高的熱導(dǎo)系數(shù)。本發(fā)明中的金屬殼體的特點(diǎn)之一在于，殼體的內(nèi)側(cè)面設(shè)計(jì)為橢球面，橢球面對(duì)與配光曲線類似與朗伯體的LED芯片具有很好的聚光效果；其特點(diǎn)之二在于，金屬殼體上設(shè)置有散熱片或散熱柱結(jié)構(gòu)，用于增加金屬殼體與空氣的接觸面積。另外，為了提高出光效率，可以在金屬殼體內(nèi)側(cè)面設(shè)置反光材料；為了將底板與外部驅(qū)動(dòng)電路連接起來，所述金屬殼體上可以穿插有導(dǎo)線，或者在金屬殼體內(nèi)側(cè)面制作有圖形電極。本發(fā)明實(shí)例中涉及的透光液體，其作用在于當(dāng)LED芯片工作時(shí)，其結(jié)區(qū)所產(chǎn)生的熱量能夠通過液體的對(duì)流和熱傳導(dǎo)快速傳遞到金屬殼體上。由于本發(fā)明中的金屬殼體有很高的熱導(dǎo)系數(shù)，所以液體傳遞給金屬殼體的熱量，能很快的被金屬殼體擴(kuò)散到外界。透光液體可以完全充滿金屬殼體，也可以不完全充滿金屬殼體。本發(fā)明中的透光液體需要具備不導(dǎo)電、粘度系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好、不腐蝕金屬和LED芯片、無公害、價(jià)格便宜等特點(diǎn)；針對(duì)于此，我們優(yōu)選的是低粘度的硅油。以液體散熱能有效解決目前LED汽車前大燈存在的散熱瓶頸。本發(fā)明實(shí)例中涉及的透明擋板，其作用在于作為出光窗口的透明擋板可以制作成透鏡用來調(diào)節(jié)出光角度，同時(shí)也可以在透明擋板上設(shè)置增透膜用來提高出光效率。實(shí)施例二一種LED汽車前照燈光源的制作方法，包括以下步驟提供一種底板，將LED芯片陣列固定在底板上；提供一種金屬殼體，所述金屬殼體包括開口、內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、內(nèi)底面以及與所述內(nèi)底面相對(duì)設(shè)置的外底面，所述開口、內(nèi)側(cè)面、內(nèi)底面形成一腔體。將所述內(nèi)側(cè)面為制作為橢球面，將所述底板設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)面的焦點(diǎn)附近，在所述開口處設(shè)置透明擋板。在所述腔體內(nèi)填充透光液體，透光液體通過灌注或者負(fù)壓吸入等方式填充進(jìn)入金屬殼體內(nèi)，透光液體可以完全充滿金屬殼體，也可以不完全充滿金屬殼體。在本實(shí)施例中，所述將LED芯片陣列固定在底板上包括，將紅色、綠色、藍(lán)色、黃色 LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預(yù)定數(shù)量以及預(yù)定間距排列在底板上；同一種芯片之間以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接在一起，不同種芯片可以互不相連直接接入外部驅(qū)動(dòng)電路，也可以先串聯(lián)、或并聯(lián)后再接入外部驅(qū)動(dòng)電路，在不驅(qū)動(dòng)電路的切換下，本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)霧燈、日行燈、夜行燈的切換。在本實(shí)施例中，所述在所述腔體內(nèi)填充透光液體之后，還包括，在金屬殼體上設(shè)置將液體與外界連通的管道。管道可以是金屬殼體上的穿孔，也可以是金屬或塑料材質(zhì)的細(xì)管穿插在金屬殼體內(nèi)。以上步驟的先后順序可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)的LED裝置的具體結(jié)構(gòu)可以參照實(shí)施例一中的描述，此處不再贅述。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本發(fā)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種LED汽車前照燈光源，其特征在于所述LED汽車前照燈光源包括金屬殼體，所述金屬殼體包括開口、內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、內(nèi)低面以及與所述內(nèi)底面相對(duì)設(shè)置的外底面，所述開口、內(nèi)側(cè)面和內(nèi)低面形成一腔體，所述內(nèi)側(cè)面為橢球面，所述內(nèi)側(cè)面的焦點(diǎn)附近處設(shè)置有底板，所述底板上設(shè)置有LED芯片陣列，所述開口處設(shè)置有透明擋板，所述腔體內(nèi)填充有透光液體。
2.如權(quán)利要求1所述的LED汽車前照燈光源，其特征在于所述LED芯片陣列由紅色、 綠色、藍(lán)色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預(yù)定數(shù)量以及預(yù)定間距排列而成。
3.如權(quán)利要求2所述的LED汽車前照燈光源，其特征在于所述金屬殼體上設(shè)置有與外界連通的管道。
4.如權(quán)利要求3所述的LED汽車前照燈光源其特征在于，所述透明擋板是透鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的LED汽車前照燈光源，其特征在于所述金屬殼體的外側(cè)面以及外底面上設(shè)置有散熱片或散熱柱結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的LED汽車前照燈光源，其特征在于所述金屬殼體內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有反光材料。
7.如權(quán)利要求6所述的LED汽車前照燈光源，其特征在于所述金屬殼體內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有慢反射結(jié)構(gòu)。
8.—種LED汽車前照燈光源的制作方法，其特征在于，包括以下步驟提供一種底板，將LED芯片陣列固定在底板上；提供一種金屬殼體，其中，所述金屬殼體包括開口、內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面、內(nèi)底面以及與所述內(nèi)底面相對(duì)設(shè)置的外底面，所述開口、內(nèi)側(cè)面、內(nèi)底面形成一腔體，將所述內(nèi)側(cè)面制成橢球面，將所述底板設(shè)置在所述內(nèi)側(cè)面的焦點(diǎn)附近，在所述開口處設(shè)置透明擋板，在所述腔體內(nèi)填充透光液體。
9.如權(quán)利要求8所述的LED汽車前照燈光源的制作方法，其特征在于所述將LED芯片陣列固定在底板上包括，將紅色、綠色、藍(lán)色、黃色LED芯片中的兩者或者兩者以上按照預(yù)定數(shù)量以及預(yù)定間距排列在底板上。
10.如權(quán)利要求9所述的LED汽車前照燈光源的制作方法，其特征在于所述在所述腔體內(nèi)填充透光液體后，還包括，在金屬殼體上設(shè)置將液體與外界連通的管道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED汽車前照燈光源的制作方法，本發(fā)明還提供了基于該方法制作的LED汽車前照燈光源。本發(fā)明提供的LED汽車前大燈光源給LED芯片提供了雙散熱通道，能有效的解決LED汽車前照燈存在的散熱瓶頸。同時(shí)，本發(fā)明采用橢球面形的反光面與LED面光源結(jié)合，實(shí)現(xiàn)配光優(yōu)良的汽車前照燈光源。
文檔編號(hào)F21W101/10GK102506367SQ20111036893
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者李萌萌, 鄭偉, 霍英東 申請(qǐng)人:鄭偉