LED車頭燈光源的變化及其特點

汽車外燈從1988年開始配備LED作為高位剎車燈，之后推廣到剎車燈或尾燈、轉(zhuǎn)向燈，初期階段以指示燈為中心擴大了應(yīng)用范圍。而白色LED是于1995年投入實用的，因作為車頭燈的光源需要同時具備高通量和高亮度，最初以為白色LED在車頭燈中配備需要花費一段時間。然而，隨著LED的大電流化、芯片擴大等技術(shù)革新的快速推進，在2007年出現(xiàn)了以白色LED為光源的前照燈。白色LED的形狀、發(fā)光分布等與傳統(tǒng)的燈泡光源完全不同，而且具有光線中不含紅外線等許多特點。本文將以光學(xué)系統(tǒng)為核心，簡要介紹這些特點，以及利用這些特點的LED車頭燈。

車頭燈光源的變化及其特點

車頭燈光源的變化

為保證夜間行駛安全，車頭燈在光源做了改進的同時，還提高了性能。

過去的鹵素?zé)襞?、HID燈泡等燈泡光源是發(fā)光管中4～5mm長的發(fā)光部（燈絲或電?。┰诟邷叵掳l(fā)光，只需要1個光源，得到的光量就足以形成車頭燈的配光。雖然在開發(fā)之初，1個芯片的光通量和亮度小于傳統(tǒng)的燈泡光源，但現(xiàn)在已經(jīng)具備了與HID燈泡相同的性能。

車頭燈用LED的特點

LED是半導(dǎo)體光源，因此擁有下列與燈泡光源不同的特點。

· 僅向半球方向發(fā)光

· 小型光源

· 光線基本不含紅外線

· 發(fā)光部可在基板上的任意位置設(shè)置

· 點亮速度快，瞬間點亮

· 半導(dǎo)體怕熱，需要散熱器

車頭燈光學(xué)系統(tǒng)的原理

現(xiàn)在的車頭燈光學(xué)系統(tǒng)，廣泛使用2種光學(xué)系統(tǒng)。

拋物線型利用反射器反射光源射出的光線，形成配光圖案。反射器分割成多個區(qū)塊，利用其各個區(qū)塊的形狀控制光線射向上下左右，形成整體配光。投影型顧名思義，是進行投影的光學(xué)系統(tǒng)，會在凸透鏡焦點附近形成與配光圖案相似的光分布，并將其擴大投影。光分布使用名為“復(fù)合橢圓反射器”的反射鏡形成，形成近光燈的配光，需要在透鏡焦點附近設(shè)置遮光板，以形成減少對面車輛炫光的截止線。投影型因為能夠有效釋放光源的光線，而且體積小，所以得到了廣泛應(yīng)用。

而且，投影型是使用凸透鏡進行投影，通過改變焦點附近的光分布和遮光板的形狀，可以形成各種各樣的配光圖案。圖5是在配光可變式遠(yuǎn)光燈ADB（Adaptive Driving Beam）中的應(yīng)用示例。在這個例子中，右側(cè)燈具的配光與左側(cè)燈具的配光圖案各異，合成形成整體配光?？梢栽诓粚?dǎo)致前方車輛炫光的情況下，照亮路旁的行人，增加了辨識性。

LED車頭燈光學(xué)系統(tǒng)

LED車頭燈以前面介紹的車頭燈光學(xué)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用LED的特點提高效率，實現(xiàn)了新的外觀設(shè)計和高功能化等。

利用LED的光分布提高光學(xué)系統(tǒng)的效率

通常的投影型車頭燈采用燈泡光源，為了形成截止線，會使用遮光板屏蔽光線。之所以使用這樣的光學(xué)系統(tǒng)，是因為燈泡光源向360度全方位發(fā)光而造成的限制。LED只向半球方向發(fā)光，沒有采用遮光板屏蔽光線，而是嵌入了能夠有效利用光線的反射鏡“光束整形器”。

小型光源成就新的外觀設(shè)計

LED與燈泡光源相比，在光線射出的方向沒有發(fā)光管、燈座等結(jié)構(gòu)物，光學(xué)系統(tǒng)也可以實現(xiàn)小型化。因此在燈具內(nèi)可以集成多個光學(xué)系統(tǒng)，2007年發(fā)布的世界第一款LED車頭燈由3個小型投影單元組成，實現(xiàn)了有別于傳統(tǒng)車頭燈、令人震撼的新外觀設(shè)計。而且，這款車頭燈使多個光學(xué)單元分別具備聚光、擴散等配光功能，通過合成的方式，形成了圖7的整體配光。通過為各個配光功能分別采用最佳光學(xué)設(shè)計，可以實現(xiàn)良好的辨識性。這款車頭燈使大擴散單元的光軸朝向車輛外側(cè)，實現(xiàn)了過去無法企及的橫向大范圍擴散。

在LED性能提高的同時，光學(xué)單元也繼續(xù)進化，2014年，圖8中L字形的近光燈設(shè)計成為了現(xiàn)實。這種光學(xué)系統(tǒng)利用2個反射鏡，有效利用了傳統(tǒng)投影型光學(xué)系統(tǒng)無法利用的光線。能夠在燈具內(nèi)配置如此復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，依靠的是LED的小型化。

熱環(huán)境差異推動進化

光學(xué)系統(tǒng)材料的變化

與傳統(tǒng)的鹵素?zé)襞?、放電燈光源相比，LED的光源溫度低，光線中不含紅外線，因此，光學(xué)部件可以采用耐熱溫度較低的材料。具有代表性的是投影型凸透鏡。LED過去采用玻璃制造，而LED車頭燈可以選用樹脂材料，在實現(xiàn)輕量化的同時，大幅提高了外觀設(shè)計的自由度。

車頭燈不僅是保證夜間視野的安全部件，也是決定汽車設(shè)計的一個重要要素。通過采用樹脂透鏡，可以按照汽車設(shè)計師的要求，實現(xiàn)五花八門的外觀設(shè)計。

在過去，車頭燈基本都是圓形，而現(xiàn)在可以制作方形等異形透鏡，對于改變汽車車燈的外形、印象作出了不小的貢獻(xiàn)。

在LED旁邊配置光學(xué)部件的光學(xué)系統(tǒng)也是研究的對象，考慮到成本，這種形狀很難用玻璃材料制作，可以說是一種只有用樹脂才能實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)。
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LED洗墻燈光源如何區(qū)分

目前市場上銷售的主要有兩種LED洗墻燈光源。一種是COB集成點光源，其多個芯片直接結(jié)合，另一種是單個LED洗墻燈光源與PCB板拼接，貼片面光源。

2020-05-17 11:15:27

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LED點光源如何選擇

LED點光源可任意編程控制多個同步變化，可實現(xiàn)同步七彩、跳變、掃描、流水等全彩變化效果，也可以多個點光源組成點陣屏，變化出各種圖畫、文字、動畫效果等；具有低功率，超長壽命等特點。

2020-05-19 11:52:02

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自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)是汽車頭燈發(fā)展的趨勢之一

關(guān)于LED和激光光源的優(yōu)缺點，龔松先生認(rèn)為，從理論上看，激光的光效高于LED的光效。從實用角度上看，LED技術(shù)較成熟，因此非常容易獲得。目前，已有多家廠商提供車規(guī)級LED產(chǎn)品，而車規(guī)級激光產(chǎn)品可能暫時還沒有上市。此外，激光發(fā)射器還面臨尺寸和成本的問題。

2020-08-19 17:49:47

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LED車頭燈的工作原理、優(yōu)點及使用方式

據(jù)外媒報道，如今，LED車頭燈的應(yīng)用愈來愈廣泛。那么，LED車頭燈是什么呢？

2020-12-24 11:58:07

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什么是UVLED點光源及其特點和應(yīng)用有哪些呢？

什么是UVLED點光源?以及它的特點和應(yīng)用案例有哪些呢?下面由柯依努小編為您簡單概述以下幾點。

2022-12-14 13:54:22

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DC-DC降壓恒流LED汽車頭燈摩托車電動車大燈電源驅(qū)動AP5192

AP5192 DC-DC降壓恒流LED汽車頭燈摩托車電動車大燈電源驅(qū)動

2023-08-29 15:36:14

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GPS技術(shù)在機車頭燈自動尋跡中的應(yīng)用

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《GPS技術(shù)在機車頭燈自動尋跡中的應(yīng)用.pdf》資料免費下載

2023-10-20 11:02:52

奧迪微車規(guī)級60V多拓?fù)?b class="flag-6" style="color: red">頭燈控制器DIA82901

汽車頭燈在行車中扮演著重要的角色，能夠提供照明、增加能見度、傳達(dá)駕駛者意圖以及提高被看見性。這些功能有助于提升行車安全，減少事故風(fēng)險。頭燈驅(qū)動芯片作為汽車頭燈系統(tǒng)中的重要組成部分，對頭燈系統(tǒng)的可靠性

2023-12-12 14:51:17

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機器視覺LED光源分類及特點解析

、細(xì)致地介紹LED光源的分類及其特點。 LED光源，全稱發(fā)光二極管( Light Emitting Diode)，由于其高亮度、低能耗、長壽命等優(yōu)點，已經(jīng)成為機器視覺系統(tǒng)中最常用的光源之一。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，LED光源可以分為以下幾類： 1. 點光源：點光源是最

2023-12-15 10:31:27

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LED車頭燈光源的變化及其特點

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