CN102997156A - 一种汽车用热管散热式led前照灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车用热管散热式LED前照灯，包括椭球形反光腔，椭球形反光腔的上部设有透镜，椭球形反光腔的外部设有圆环形的铜散热鳍片；位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有LED照明光源；位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有聚焦透镜，并且聚焦透镜的焦点与聚焦透镜的焦点重合；椭球形反光腔的内表面设置有反射涂层。本发明的灯具通过结构设计和涂层结构组分设计使得射出的光线面积大而强度适中，并且本实施例的灯具具有结构简单可靠，散热效果好，使用寿命长和发光效率高的优势。
Description
技术领域
本发明属于汽车照明的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种汽车用热管散热式LED前照灯。
背景技术
众所周知，随着社会的进步汽车现在已经很普遍的进入到了人们的生活中，作为一种交通运输工具汽车需要具备在夜间或者黑暗环境中运行的能力，所以现在的汽车或者机动车上都配备有车灯，安装在汽车上的车灯尤其以汽车前大灯最为受到人们的关注，在汽车前大灯的发展过程中依次经历了电光源前照灯、双光灯芯前照灯、不对称近光前照灯、卤钨前照灯、充氙气灯泡、氙气灯泡几个发展阶段。
长期以来汽车前照灯光源市场主要被卤素灯和氙灯占据，但是这两种传统照明灯在亮度、寿命、体积、发热度、色温调整与坚固性等各个方面均存在着致命的弱点。近年来，随着发光二极管(LED)的发光效率的逐渐提高以及成本的逐渐下降，半导体照明逐渐成为现代照明的发展趋势，被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源，被称为“21世纪绿色光源”。发光二极管LED作为新型光源，具有寿命长、节能、光质好、结构简单、响应快、电压低、体积小等优点。
世界各个传统照明大公司也在加紧开展LED照明应用的研究工作，LED作为汽车的尾灯、车内灯、刹车灯等应用已经成熟并取得很好效果和经济效益。但是作为汽车的前大灯应用还很少，甚至停留在概念车运用阶段，究其原因主要是需提高LED发光效率。目前急需通过汽车前照灯的光学设计、散热器设计、反光杯设计等技术同时增大车灯的散热效率，以保证LED的正常结温。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种汽车用热管散热式LED前照灯，本发明着力提高LED灯光的反射和投射效率从而提高汽车近光灯的光通量；同时增大车灯的散热效率，以保证LED的正常结温，以使汽车近光灯具有稳定高效的输出光通量。
为了解决上述技术问题并实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种汽车用热管散热式LED前照灯，包括椭球形反光腔，位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有LED照明光源；位于椭球形反光腔顶部的焦点上部设有聚焦透镜，并且椭球形反光腔顶部的焦点与聚焦透镜的焦点重合；其特征在于椭球形反光腔的底部具有从椭球形反光腔内延伸至椭球形反光腔外部的细长铜散热热管。
其中，所述的椭球形反光腔的内表面从内向外依次设置有第一反射涂层和第二反射涂层，其中第一反射涂层为5-15nm厚的AgCuIn合金涂层，第二反射涂层为20-50nm厚的AlTiIn合金涂层，其中所述的AgCuIn合金涂层中，Cu的含量为2-3wt％，In的含量为3-5wt％，余量为Ag；所述的AlTiIn合金涂层中，Ti的含量为5-8wt％，In的含量为1-2wt％，余量为Al。所述的反射涂层可以通过磁控溅射或者ALD沉积方法制备得到。
所述的聚焦透镜内表面具有抗反射涂层，抗反射涂层的厚度为20-50nm，并且由30-55wt％的ZnO，10-15wt％的Ga2O3以及余量的5nO2形成。该抗反射涂层可以通过溅射ZnO、Ga2O3、SnO2的靶材沉积得到。
本发明与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的灯具中LED发光单元发出的光线，经过椭球形反光腔的反射后，汇聚在聚焦透镜的焦点处，并且通过聚焦透镜后平行发射，使得整个灯具发出的光为平行光。
(2)本发明的灯具中内表面具有第1和第2反射涂层，无论对于可见光或者红外线均具有优异的反射效果，提高了LED光的反射效率，而且还降低了红外线以及可见光的吸收，降低了椭球形反光腔的热量吸收，并且通过配合散热热管的散热作用，使得椭球形反光腔内部的热量能够有效传导出去，解决了散热难题，保证LED的正常结温，以使汽车近光灯具有稳定高效的输出光通量。
(3)本发明通过添加In的特殊的反射涂层设计进一步降低了吸收的光密度，提高了反射效率，减轻了散热的压力，更有效的保障了LED的正常结温并且提高了光的透过率。此外聚焦透镜内表面还具有特殊设计的抗反射涂层，进一步提高了光线的发射率。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的阐述和说明。
实施例1
一种汽车用热管散热式LED前照灯，包括椭球形反光腔，位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有LED照明光源；位于椭球形反光腔顶部的焦点上部设有聚焦透镜，并且椭球形反光腔顶部的焦点与聚焦透镜的焦点重合；其特征在于椭球形反光腔的底部具有从椭球形反光腔内延伸至椭球形反光腔外部的细长铜散热热管；所述的椭球形反光腔的内表面从内向外依次设置有第一反射涂层和第二反射涂层，其中第一反射涂层为5nm厚的AgCuIn合金涂层，第二反射涂层为20nm厚的AlTiIn合金涂层，其中所述的AgCuIn合金涂层中，Cu的含量为3wt％，In的含量为3wt％，余量为Ag；所述的AlTiIn合金涂层中，Ti的含量为8wt％，In的含量为1wt％，余量为Al。所述的聚焦透镜内表面具有抗反射涂层，抗反射涂层的厚度为20nm，并且由30wt％的ZnO，15wt％的Ga2O3以及余量的SnO2形成。
本实施例中的各涂层可以通过常规的物理气相沉积(PVD)或者原子层沉积方法(ALD)制备得到，在此不在赘述。本实施例的灯具通过结构设计和涂层结构组分设计使得射出的光线面积大而强度适中，并且本实施例的灯具具有结构简单可靠，散热效果好，使用寿命长和发光效率高的优势。
实施例2
一种汽车用热管散热式LED前照灯，包括椭球形反光腔，位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有LED照明光源；位于椭球形反光腔顶部的焦点上部设有聚焦透镜，并且椭球形反光腔顶部的焦点与聚焦透镜的焦点重合；其特征在于椭球形反光腔的底部具有从椭球形反光腔内延伸至椭球形反光腔外部的细长铜散热热管；所述的椭球形反光腔的内表面从内向外依次设置有第一反射涂层和第二反射涂层，其中第一反射涂层为15nm厚的AgCuIn合金涂层，第二反射涂层为50nm厚的AlTiIn合金涂层，其中所述的AgCuIn合金涂层中，Cu的含量为3wt％，In的含量为3wt％，余量为Ag；所述的AlTiIn合金涂层中，Ti的含量为5wt％，In的含量为1wt％，余量为Al。所述的聚焦透镜内表面具有抗反射涂层，抗反射涂层的厚度为50nm，并且由55wt％的ZnO，10wt％的Ga2O3以及余量的SnO2形成。
本实施例的灯具通过结构设计和涂层结构组分设计使得射出的光线面积大而强度适中，并且本实施例的灯具具有结构简单可靠，散热效果好，使用寿命长和发光效率高的优势。
实施例3
一种汽车用热管散热式LED前照灯，包括椭球形反光腔，位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有LED照明光源；位于椭球形反光腔顶部的焦点上部设有聚焦透镜，并且椭球形反光腔顶部的焦点与聚焦透镜的焦点重合；其特征在于椭球形反光腔的底部具有从椭球形反光腔内延伸至椭球形反光腔外部的细长铜散热热管；所述的椭球形反光腔的内表面从内向外依次设置有第一反射涂层和第二反射涂层，其中第一反射涂层为10nm厚的AgCuIn合金涂层，第二反射涂层为30nm厚的AlTiIn合金涂层，其中所述的AgCuIn合金涂层中，Cu的含量为2wt％，In的含量为5wt％，余量为Ag；所述的AlTiIn合金涂层中，Ti的含量为6wt％，In的含量为2wt％，余量为Al。所述的反射涂层可以通过磁控溅射或者ALD沉积方法制备得到。所述的聚焦透镜内表面具有抗反射涂层，抗反射涂层的厚度为30nm，并且由45wt％的ZnO，12wt％的Ga2O3以及余量的SnO2形成。
本实施例的灯具通过结构设计和涂层结构组分设计使得射出的光线面积大而强度适中，并且本实施例的灯具具有结构简单可靠，散热效果好，使用寿命长和发光效率高的优势。
虽然具体实施方式部分已经通过具体实施方式对本发明的技术方案进行了详细阐述，但本领域的普通技术人员应当理解可以在不脱离本发明公开的范围以内，可以采用等同替换或等效变换形式实施。因此，本发明的保护范围并不限于具体实施方式部分的具体实施例，只要没有脱离发明实质的实施方式，均应理解为落在了本发明要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种汽车用热管散热式LED前照灯，包括椭球形反光腔，位于椭球形反光腔底部的焦点附近设有LED照明光源；位于椭球形反光腔顶部的焦点上部设有聚焦透镜，并且椭球形反光腔顶部的焦点与聚焦透镜的焦点重合；其特征在于椭球形反光腔的底部具有从椭球形反光腔内延伸至椭球形反光腔外部的细长铜散热热管。
2.权利要求1所述的汽车用热管散热式LED前照灯，其特征在于：所述的椭球形反光腔的内表面从内向外依次设置有第一反射涂层和第二反射涂层，其中第一反射涂层为5-15nm厚的AgCuIn合金涂层，第二反射涂层为20-50nm厚的AlTiIn合金涂层，其中所述的AgCuIn合金涂层中，Cu的含量为2-3wt％，In的含量为3-5wt％，余量为Ag；所述的AlTiIn合金涂层中，Ti的含量为5-8wt％，In的含量为1-2wt％，余量为Al。
3.权利要求2所述的汽车用热管散热式LED前照灯，其特征在于：所述的聚焦透镜内表面具有抗反射涂层，抗反射涂层的厚度为20-50nm，并且由30-55wt％的ZnO，10-15wt％的Ga2O3以及余量的SnO2形成。
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