CN101987593B - 产生动态光图像的机动车led前照灯 - Google Patents

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Abstract

一种产生动态光图像的LED机动车前照灯，包括多个LED光源，其中各个LED光源由至少一个发光二极管和主光学元件组成，所述至少一个发光二极管把光耦合进所述主光学元件并且耦合进的光至少部分地从主光学元件的发光面重现。按照本发明，所述LED光源被放置在至少两个LED光源模块中，并且各个LED光源模块包括至少一个LED光源，各个LED光学模块带有在车辆(在所述前照灯已被安装在车辆上时)前的区重显主光学元件的发光面产生的光段的第二光学元件，其中LED光源模块的第二光学元件和主光学元件的发光面的布置用以下方式相配对：个别LED光源模块的光段在水平方向上彼此偏移，并且个别LED光源能被分开控制。

Description

产生动态光图像的机动车LED前照灯
技术领域
本发明关于利用多个LED光源产生动态光图像的机动车LED前照灯，其中LED光源总是由至少一个发光二极管和主光学元件组成，所述至少一个发光二极管把光耦合进所述主光学元件，并且耦合进的光至少部分地从所述主光学元件的发光面重现。
背景技术
在汽车业，利用发光二极管来实现前照灯的主要功能例如产生近光和/或远光，以及前照灯的其他功能例如高速公路灯、恶劣天气灯和日间驾驶灯越来越普遍。
此外，前照灯LED光源还尤其适合一些特殊应用例如目标照度，在目标照度中仅某些LED光源是可见光或者发光，余下的LED光源则不发光。例如，在目标照度中，利用光，例如红外线，照亮路边的目标例如行人及交通标志，从而能够利用红外线相机发现这些目标。当然，也能利用例如可见光照亮交通标志。
反之，当然也能在迎面有车辆驶来时，准确地将那些例如远光图像的区域的光图像减弱，否则会为迎面来的驾驶者制造眩光。
上述目的可通过特定的LED光源选择性开启或选择性关掉(后一种情况)来实现。
对于选择特定的LED光源，现有的电子解决方案是仅开启或关掉某些LED光源，以致仅想要的LED光源向道路发光。原则上任何LED光源都能被开启，因此这一解决方案提供了很大的灵活性。
其他的解决方案与膜片有关，能让膜片处于遮住所限定的LED光源的光的合适位置。
发明内容
从上述电子解决方案出发，本发明的目的是为驾驶者提供能产生适应各种交通状况等等的动态光图像的前照灯。
本发明的特定目的是创造这种能使用常见的LED光源制造出来的前照灯。
利用上述类型的前照灯达到此目的，按照本发明，在这种类型的前照灯中，LED光源被放置在至少两个LED光源模块中，每个LED光源模块包括至少一个LED光源并且带有第二光学组件，在所述前照灯已被安装在车辆上时，该第二光学元件把主光学元件的发光面产生的光段重新显示在车辆前面的区域中，LED光源模块的第二光学元件和主光学元件的发光面的布置相对于彼此用以下方法调整：重新显示个别LED光源模块的光段，其在水平方向上相对于彼此偏移，所述个别LED光源能被独立控制。
以本发明所提出的方式把LED光源设置在两个或更多个LED光源模块中，通过将个别光段适当地水平并置和/或重叠能产生均匀的光图像，例如远光图像，通过关掉一个或多个LED光源能“减弱”(即不照亮)该光图像中非常准确的区域，以避免例如为迎面来的驾驶者制造眩光。
例如，能在水平方向将个别光段直接并置。为避免过于突然的转换或光图像中的可见边缘，能把一个或多个光段叠加于那些光段邻接的区域之上。这还有一个好处是能在窄于光段的区域上通过比如说将两个光段“减弱”令光图像减弱或不照亮，下文中会详细说明。
原则上，按照本发明能在水平方向直接并置光段。所述光段能在水平方向彼此重叠，或优选地把并置和重叠组合使用。
通过把LED光源(能够使用标准的LED光源而无需作任何特别调整)分配给两个或更多个LED光源模块，从而能经济地制造该前照灯。
原则上，几乎任何形状都能用于主光学元件的发光面。已证明主光学元件的发光面为长方形结构是有利的。合适的主光学元件易于制造，并且在使主光学元件通过第二光学元件产生的光图像段重叠方面显示了良好的光学性质。此外，用这些发光面能产生连续的光图像，该光图像不会在水平方向的任何地方显示出垂直的间隙。
对于大部分应用来说，所有发光面的形状相同就足够了。这样的好处是使前照灯的工程技术和制造较容易，并大大降低其成本。
然而，同样能提供使用不同形状的发光面，例如宽度不同(水平面)。例如，能以较窄的发光面产生光图像的某些区，从而令在这些区中的光图像有更细致的分段，使将更小或更窄区的光图像减弱变得可能。
原则上，LED光源模块带有单个具有单个发光面的LED光源就足够了。然而，一般规则是为了得到合乎法例规定的光图像就需要多个这样的LED光源模块，并且这种布置更适合特殊情况。
已发现有利的是每个LED光源模块带有两个或更多个LED光源，而更有利的是所有LED光源的发光面都被放置得彼此平行且恒等地对齐。
这种平行且恒等对齐的布置同样易于在垂直方向上产生合乎法例规定的光图像。
在一具体的例子中，每个LED光源模块使用大约三个光源，在2x2的布置中使用四个模块，从而得到的组装特别小巧。
特别有利的是把LED光源模块的主光学元件的发光面放置得彼此相邻并在其水平之间留有空间。
一方面，在实践中能实现这一布置而不会导致任何特别的问题，另一方面，发光面通过第二光学元件清晰地重新显示光图像中圈定的段，这些段的重叠从而产生总光图像。通过关掉一个或多个LED光源令这一布置能最佳地减弱光图像中的所选区域。
就前照灯的简单和低成本结构而言，个别LED光源模块应带有相同的第二光学元件。
在本发明的某一经检测和证明的实施例中，每个LED光源模块使用三个或更多个LED光源，相邻的LED光源的发光面之间空间是一样的，在整个前照灯中相邻的LED光源的发光面之间所有间隔都是相同的。
这再一次提供了带有相同模块的简单结构来得到均匀的光图像。
这里应简略提到“均匀”不应理解成指光图像在发光区的亮度均匀，而是指光图像中亮度不同的区与区之间的转换是连续的，没有急剧的转换。总光图像不应是“斑驳的”，而应显示从较亮的区到较暗的区的平缓转换。
带有相同的第二光学元件的相同的LED光源模块产生相同的光图像，其在总光图像(例如在25米以外的墙壁上)内几乎重叠。彼此之间留有间隙的发光面会在总光图像中产生亮和暗的光点。为了得到均匀的光图像，能够修改第二光学元件，令个别LED光源模块的光图像重叠以致形成没有暗光点的均匀的总光图像。
已发现当要使用相同的第二光学元件时，在各种情况下都将LED光源模块的布置相对于分配给其的各个第二光学元件稍微调整便容易得多。
这调整用以下方法进行：LED光源模块的发光面的整体布置采用的确定位置是在相对于第二光学元件的光轴的水平方向，个别LED光源模块的不同的整体布置呈现了在与分配给其的各自的第二光学元件的光轴相关的水平方向上彼此不同的确定位置。
由于发光面的各自整体布置相对于其彼此及相对于分配给其的各自第二光学元件的光轴位移，总光图像内个别模块的光段在水平方向上也轻微位移，以致合适的布置会令这些段发生重叠，从而产生均匀的总光图像。
在具体实施例中，发光面在垂直方向上延伸，并被配置成高度大于宽度，例如为长方形或椭圆形等等。
由于这个垂直定向的形状所显示的高度大于宽度，所以单个发光面在水平方向上照亮的视角范围是狭窄的。在垂直方向上，这一个发光面能照亮覆盖着这水平视角范围的全部区域。
特别有利的是，LED光源模块中的LED光源的相邻发光面相对于彼此以与发光面同宽的垂直间隔分隔开，并且当发光面的第一整体布置采用与其第二光学元件的光轴相关的第一确定位置，且第二/三/四…第N个整体布置与第一整体布置相比，是相对于其第二光学元件的光轴偏移为LED光源模块的两个相邻的发光面之间的垂直距离的一半、1倍、1.5倍、2倍，或(n-1)/2倍。
在这产生的布置(水平边缘的区除外)中，能通过减弱整个前照灯中的两个光源而减弱相当于发光面的一半宽度的清楚限定区。
本发明的前照灯产生总光图像的左侧区域或右侧区域，其相应地由两个前照灯形成。为了产生光图像的左侧或右侧(始于垂直的“0”线)，前照灯的所有LED光源模块的发光面通过分配给其的各个第二光学元件的光轴被分别布置在垂直平面的一侧。
为了左侧和右侧光图像在总光图像的中心(0°水平角)重叠，前照灯的所有发光面中的其中一个发光面正好与分配给其的第二光学元件的光轴相交。
为了使在垂直方向和在水平方向上都可产生光段，可进一步提供不仅由一个而是至少由两个水平的行的发光面组成的各个LED光源模块，其中每行包括至少一个LED光源的至少一个发光面。
因此，能够产生例如组合的近光/远光图像，其部分能在迎面驶来车辆时减弱。
为了得到近光图像不对称部分的最佳形状，可提供三个水平的行，其中顶部的行和底部的行在水平方向上相对于彼此偏移，并且其中这些行用以下方法在垂直方向上彼此分隔开：底部的行的发光面位于与顶部的行的发光面之间自由的中间空间之下，并在中部的行提供了倾斜的发光面，各个发光面在水平方向上从顶部的中间空间延伸到紧随其后的底部的中间空间。
与上文所述分段减弱的优点一起结合，从而能够得到远光、近光的不对称部分，以及近光的视域最近部分的最佳形状。
为了在上述的个别光图像(远光、不对称部分、视域最近部分)之间得以均匀转换，倾斜的发光面也延伸到两个发光面之间的中间空间是有利的。
个别LED光源能够基本上通过开启和关掉独立地控制，但也可通过减光独立地控制。LED光源能配有一个而当然也能替代性地配有多个LED灯。多个LED灯或是能共同控制，或是各个LED能被独立控制。
此外，还利用包括上述两个前照灯的车辆前照灯系统达到上述目的，并且在已安装所述前照灯在车辆上时，左侧前照灯在路上产生光图像的左侧部分，右侧前照灯产生光图像的右侧部分，并且各个LED前照灯的至少各个光源是能被独立控制的。
附图说明
以下参照附图对本发明进行更详细地说明，在附图中：
图1显示了本发明的LED前照灯的相关元件，
图2显示了图1所示前照灯的LED光源模块，
图3显示了图2所示的LED光源模块的三个主光学元件的布置，
图4是图1所示前照灯产生的光段重叠以形成光图像的图示说明，
图5显示了按照本发明的右侧前照灯和左侧前照灯产生的远光图像，
图6是图1所示前照灯产生的光段的详细说明，
图7是在迎面驶来车辆区中远光图像的减弱光区的图示说明，
图8是对应于图7中所示状况的远光图像的说明，
图9a-9d显示了各种带有减弱区的远光图像和关掉的LED光源的相应说明，
图10是产生远光和近光图像的本发明的前照灯的LED光源模块的立体主视图，
图11是图10所示的LED光源模块的立体后视图，
图12显示了利用包括图10或图11的LED光源模块的前照灯产生的光图像，
图13显示了权利要求10限定的用于LED光源模块的主光学元件的发光面的另一改进的布置，
图14显示了用于本发明的LED光源模块的主光学元件的第一特别实施例，以及
图15显示了这一主光学元件的另一特别实施例。
具体实施方式
图1显示了LED机动车前照灯，例如，产生动态光图像的车辆右侧前照灯SWr。
所示前照灯带有四个LED光源模块M1，M2，M3，M4，其位于方形的、2x2的布局中。每个LED光源模块M1，M2，M3，M4都配有三个LED光源，每个光源由一个或多个发光二极管(本图中未显示)组成，其通过光耦合表面LE11，LE12，LE13(图3)把光耦合进主光学元件P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43。
耦合进的光至少部分地从各个主光学元件的发光面L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43重现并通过第二光学元件S1，S2，S3，S4(每个LED光源模块正好分配有这些第二光学元件S1，S2，S3，S4中的一个)在车辆前的区(在所述前照灯已安装在车辆上时)中发出光。
在所示的变体中，主光学元件P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43的发光面L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43被配置成长方形且形状相同，这些发光面的高为h，宽为b。此外，LED光源或至少主光学元件的发光面被设置成彼此平行且恒等对齐。而且，主光学元件，即发光面，在水平方向上彼此分隔开有一定距离，而所有相邻的发光面同样地分隔开。
主光学元件的各发光面产生光图像，该光图像作为总光图像的光段通过第二光学元件(透镜)投射到道路上。由于主光学元件也就是其发光面的空间分离，各光段显示了清楚的边缘，这是反眩光操作的先决条件。
能使用例如非球面的透镜作为第二光学元件，其清楚地重新显示发光面，从而重新显示主光学元件的光图像。
由于这些按照本发明的个别的光段的重叠，在本案中具体为12个段的重叠，令前照灯产生光图像。
为此目的，LED光源模块M1，M2，M3，M4的第二光学元件S1，S2，S3，S4和主光学元件的发光面L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43的布置用以下方法彼此调整：个别LED光源模块M1，M2，M3，M4的光大体上总是照亮未被其他LED光源模块照亮的或仅被稍微照亮的区，从而产生了均匀的光图像。
右侧前照灯的相应光图像在图4中图示说明，其中如图所示绘制的个别光段的圆形区仅为便于区分。
如图所见，个别发光面L11，L12，...产生选定宽度的垂直地延伸并清楚限定的光段(同样称为L11，L12，...)。第一模块M1产生三个段L11，L12，L13，这些段之间是光图像的暗区。这些暗区从第一模块接收很少的光甚至接收不到任何光，而被第三模块M3(段L31，L32，L33)的光填补。第二模块M2的光用来与模块M1和M3中的彼此邻接的光段重叠。同样，第四模块M4一方面用来重叠，另一方面用来把光图像向右加宽。
总之，可以说通过使个别段的重叠，整个光图像产生均匀的光图像(即，没有暗的区域的光图像)，而所显示的重叠通过关掉一个或几个(2，3)段，就可以在光图像中产生狭窄的暗区。
图5显示了基于图4的总光图像，其利用左侧前照灯和右侧前照灯产生。能分辨出HV线上的或HH线附近的带有典型峰FER’的远光图像FER。为此目的，主光学元件用以下方式配置：该区中的光图像的峰在垂直方向上获得，光图像的强度向上和向下逐渐减弱(在向上方向减弱，在向下方向适应近光图像)。在水平方向上，主光学元件被配置成利用仅稍微减弱的右向和左向的光强度就显示得到最大均匀性的光图像，以免在光图像重叠区域中得到任何强度高的梯度。
主光学元件能被配置成，比如说，TIR(全内反射)光学元件(例如玻璃)或开放式平行光管。
主光学元件的使用让LED光源之间的间隔可变得更大。因此，能使用标准的LED而不必使用特别的LED阵列或LED矩阵，而采用或制造LED阵列或LED矩阵非常昂贵，并且没有标准。例如典型的LED和LED在水平方向上的间隔是4mm-6mm。
优选为带有相同的第二光学元件S1，S2，S3，S4的个别LED光源模块M1，M2，M3，M4。
带有相同的第二光学元件的相同的LED光源模块产生相同的光图像，其在总光图像内彼此几乎重叠(例如，在25米以外的墙壁上)。在发光面彼此分隔开的情况下，会在光图像中产生亮和暗的光点。为了获得均匀的光图像，第二光学元件能被修改，以致个别LED光源模块的光图像重叠以生成不带暗的光点的均匀的总光图像。
已发现在使用如上所述相同的第二光学元件并在LED光源模块的布置或主光学元件的发光面的布置总是相对于分配给其的各自第二光学元件调整时，该系统得以大大地简化。
各个模块M1，M2，M3，M4配有发光面L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43的整体布置G1，G2，G3，和G4，整体布置的发光面的位置相对于彼此固定。
图6显示了4个模块的布置(为清楚起见在下文中分别说明)，朝向图纸的视图方向相应于发光方向的视图。换言之，模块是从后部观看的。
同样如垂直平面VE所示，该平面VE包括第二光学元件S1，S2，S3，S4(见图9a)的光轴(在图中，所述光轴垂直于视图的平面)。BS1，BS2，BS3，和BS4标示出第二光学元件各自的焦点。对于该垂直平面VE，和不同的整体布置G1，G2，G3，和G4总是采用相对于彼此的偏移位置，因而产生总光图像的光段重叠。
例如，第一模块M1的布置G1被布置成右侧发光面L11恰好与平面VE相交，所形成的光段显示在第一行的最左边。其他发光面L12和L13分别形成中部的段和右侧的段。
相对于第一布置G1，第二布置G2向左偏移了两个发光面之间的垂直距离的一半；相对于第二布置，布置G3同样向左偏移该垂直距离的一半，等等。
如图4所示，这产生相对于彼此稍微偏移的个别光段，其在总光图像中彼此重叠。
在这样产生的布置中(水平边缘区除外)，能通过减弱整个前照灯的一个或多个光源而减弱相当于发光面的宽度的一半的清楚限定的区域。
为此目的，个别LED光源必须适合于对其独立控制，并且必须至少能够开启或关掉。
图7显示这种情况的一个例子，其中以虚线图示表示的区受到减弱，迎面来的车辆位于该区。
图8显示了相应的远光图像。这是图5所示的远光图像，但带有减弱的垂直条纹。
图9a-9d详细地显示了左侧前照灯SW1(包括模块M1’-M4’)和右侧前照灯SWr(包括模块M1-M4)以及其产生的光图像。为了减弱图9a所示的垂直条纹以防止该车辆对前面另一车辆产生眩光，在各个前照灯SWr，SW1的各个模块M1，M1’中，发光面L11，L11’与包含相关的第二光学元件的光轴的垂直平面VE相交(恰好为这两个发光面L11，L11’)，也就是，其相关的LED光源被关掉。非照亮的发光面以黑色显示。
图9b显示的情形是远处有车辆迎面驶来和有车辆在自己一侧的道路上，以及适当地关上的光源。
图9c显示的情形是迎面驶来的车辆在该车辆附近，图9d显示的车辆在自己一侧的较远处以及在该车辆附近的迎面过来的车辆或行人。
重要的是个别段能“主动地”减弱，接着使其再次发光。换句话说，在迎面有车辆驶来时，例如，在迎面驶来的车辆驶得更近时，适当的无光条纹移得离自己的车辆更近。
图1所示的前照灯具有很多好处：由于模块的布置是2x2和模块相同以及第二光学元件相同，所以设计小巧；由于发光面的形状单一，所以制造简单，等等。不仅如图1的版本所示，本发明的另一重要的好处在于通过减弱光图像的仅很少个段就能达到想要的目的。尽管建议的2x2的布置是小巧的，但其正是一个有力的例子，还能够是4x1的布置(垂直的列)或1x4的布置(水平的行)等等，所使用的模块的数量亦可不同。
原则上，在上面已提到，可使用多于4个模块，并且不必是正方形的布置，发光面的形状也不是必须相同或间隔必须相同等等。尽管发光面的形状为长方形是有利的，但这也不是必须的。
例如，还能规定段在水平方向上向外移动以变得更宽，即光图像的分段朝外部边缘变得更粗糙，间隔在发光面之间，其宽度也以相应的方式增加(例如，宽度能呈线性或者呈指数(exponentially)增加)。
相邻的发光面之间的间隔优选地用以下方法与主光学元件的发光面的宽度对应：出现在光图像中的间隙由其他段填补。间隙用一个或多个其他的偏移的发光面填补并优选地彼此重叠，以致总光图像变得均匀。然而，所述重叠同样能少于发光面宽度的一半(例如，三分之一)，不过这时光图像变得没有那么均匀。
如上所述，多个模块重叠以形成完整的光图像。各个模块以某一间隔产生多个段。这些段的宽度和之间的空间能依重叠的性质而稍有不同。段组总是相对于彼此偏移所述段的宽度的一小部分，优选为一半。
要获得被完全照亮的光图像所需的模块的数目由分开个别段的间隔决定。典型的所得值是4个模块。
模块数目＝(段的宽度[°]+段的间隔[°])/增量[°]
这一算式给出了在各个区重叠而促成照明的光图像的数目。当然，这也是为了使段完全变暗而必须减弱的段的数目：
各个段的重叠＝段的宽度/增量
表1：实施例的可能变体
变体 段的宽度 间隔 增量 模块数目 每段的重叠图像
1 2° 2° 1° 4 2
2 2° 2° 2° 2 1
3 3° 1° 1° 4 3
4 3° 2° 1° 5 3
由于偏移重叠，在反眩光模式中为了使一个区完全变暗，总是需要关掉多个段。这样会产生因在完全照亮和减弱的段之间转换而仅有部分被照亮(一半阴影)的区。这一半阴影的宽度以实施例的变体而有所不同。
表2：变体2的一半阴影
1° 1° 1° 1° 1° 1° 1°
100％ 100％ 50％ 0％ 50％ 100％ 100％
变体3的一半阴影：
1° 1° 1° 1° 1° 1° 1°
100％ 66％ 33％ 0％ 33％ 66％ 100％
右侧前照灯的模块产生了光图像的右半边，左侧前照灯的模块产生了光图像的左半边，光图像的这两半边是对称的。光图像的总宽度能依实施例的变体而控制。朝向中间，光图像必须覆盖1.5°-2.5°的视角范围，以在光图像的中心得到足够的重叠。否则，分开前照灯的距离会在墙投影的光图像中产生垂直间隙。
为了让光强度在水平方向上均匀地减小，LED光源在电力方面能从中心朝外部边缘减弱。用这种方式，能调整总光通量以及所述减少的最大强度和梯度的幅度。减弱在规律性的增量时发生，始于中心的100％光通量至最外的段的10％-20％光通量。
表3：例子
(光通量以最大光通量的百分比表示)
Figure GSB00001035925300101
由于这些模块的结构，所使用的减弱方法得到的输出功率被平均地分布在个别模块上。各个模块包括以高、中和低输出功率运作的段。
使用上文所述的前照灯，可以产生，例如，动态的远光图像，所述远光图像的垂直段能按需要减弱。
为了使在垂直方向和在水平方向产生光图像变得可能，能进一步为各个LED光源模块(M)提供不是仅由一行而是由至少两个水平行的发光面L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9组成，其中每行包括在至少一个LED光源上的至少一个发光面L1，L2，L3；L4，L5，L6；L7，L8，L9。因此，能产生组合的近光/远光图形，图像的部分在迎面有车辆驶来时能被减弱。
图10和11显示了这种用于本发明的前照灯中的光模块M的例子。通过例子显示的模块M包括三行，每行带有主光学元件P1-P9的三个发光面L1-L9。主光学元件P1-P9与相关的发光二极管(未显示)一起构成了各自的LED光源。
所述三行水平的行还会令近光图像的不对称部分得到最佳结构。顶部的行和底部的行在垂直方向上彼此分开，并在水平方向上相对于彼此偏移，以致底部的行的发光面L7，L8，L9位于与顶部的行的发光面L1，L2，L3之间的自由空间之下。在中部的行中，发光面L4，L5，L6是倾斜的(对于非对称部分来说)，其中在各种情况下，其在水平方向上从顶部空间朝向紧随其后的底部空间延伸。
图12显示了使用如图10和11所示的所模块产生的右侧前照灯的光图像，显示了光图像的远光部分FER，不对称部分ASY和视域最近部分VOR。
因此，可呈现由远光、近光的非对称部分以及近光的视域最近部分的最佳结构，并有上述段的减弱或显示的优点，。
如图13所示，为了获得个别光图形(远光、不对称部分、视域最近部分)之间的均匀转换，有利的是所述倾斜的发光面L4，L5，L6也随区L4’，L4”，L5’，L5”，L6’，L6”延伸到两个发光面L1，L2，L3；L7，L8，L9之间的空间并优选地与顶部和底部两行的发光面两侧邻接。
一般而言，如上文已经提到，能独立地控制个别LED光源是非常重要的，主要是能将其开启或关掉，并能变暗。LED光源能配有一个LED，当然也能配有多个LED。后者可共同控制，或者各个LED能被独立地控制。
图14显示了LED光源LQE的例子，其包括特别的主光学元件P和两个发光二极管LED1，LED2，两个发光二极管都把其光耦合进该主光学元件P中。通过把主光学元件P分成两个分开的、合并在共同的发光面L中的耦合体EK1，EK2，发光二极管LED1，LED2能以之间存有较大距离彼此分隔开。主光学元件P被配置成可让更多的光到达影线区，该区在围绕水平的“0”线的区形成。
在使用如图15所示带有单个光耦合元件EK的主光学元件P时，发光二极管LED1，LED2必须被布置成彼此更接近，以得到与图14所示的主光学元件一样的效果，从而所述主光学元件能更容易地配置。
在图14和15所示的LED光源LQE中，在水平方向上布置成一个高于另一个的两个发光二极管LED1，LED2把光耦合进主光学元件。然而，作为替代，也能有多个被放置成纵向连接的发光二极管。在有利的变体中，LED光源LED1，LED2能被独立控制。此外，其被布置成：两个发光二极管LED1，LED2各自通过主光学元件P的发光面形成为水平的光段，并且这些水平的光段如被配置到在该LED光源所产生的垂直光段的高度上就可形成想要的光图像。通过关掉光源LED1，LED2，该光图像同样能在垂直方向上也就是说在高度上分段。例如，通过关掉底部的发光二极管LED2，就能够关掉光图像的远光部分。
使用这样的LED光源，就可省去例如图10所示的发光面的双行或多行布置。
这些是特别的有利实施例。理论上，仅一个带有单个发光二极管的如图15所示的简单的主光学元件已足够。
利用图10/11或13所示的模块，也可能得到以下：
*)通过在道路左侧和右侧主动地开启各个模块的LED L4-L6的适应性的弯位前照灯；
*)右侧和左侧车辆前照灯；
*)视域最近部分的电动照明，例如城市灯(宽度宽的)、宽度窄的高速公路灯、宽度中等的乡间道路灯以及减弱中间的视域最近部分的恶劣天气灯等等。
此外，使用本发明的前照灯(尤其是按照图10/11/13的前照灯)还能得到目标照度。迄今，用枢轴安装的模块或用多个带有照亮各种的段的光源所得到的目标照度，都不会得到清楚限定的边缘。
一般而言，视角范围内的段具有特定的宽度(通常为2°)是很重要的。主光学元件的维度依透镜的重新显示率而定。一个变体是：发光面的宽度为2mm，透镜：后焦距40mm，直径80mm→视角范围重新显示宽度～2°。
通过相对于各个模块内的透镜(第二光学元件)的光轴移动主光学元件和发光二极管以达到光图像的段的横向位移，在段的宽度为2°的具体情况下位移1°。通过关掉不同的LED，光图像的任何区的至少1°的宽度(图4中的角α)可完全变暗。这个减弱的区域能随增量1°位移。
理论上，较窄的减弱区在技术上是可行的。为此目的，有必要减少主光学元件发光的宽度(例如，＞2)。然而，由于主光学元件的光损失会大大增加，所以在照明技术方面这样的系统会变得越来越低效。
为了在H-V区得到最清晰的重新显示，所有透镜的光轴都朝驾驶方向对齐。因为所有的模块是同样地配置的，所以重新显示错误(失真)的效果对于所有模块是一样的，并且这些段因所述的重叠使光图像均匀。在接近更大的角度时，这些段的限定变得较不清楚，从而更宽。在这些区内要渐隐的目标已经非常接近，因此无论如何必须减弱几个段。然而，这些段的内部边缘仍然进一步向外清楚地重新显示。
在反眩光模式中，总是关掉一个或多个段。所述减弱的区能以1°的增量适应目标。所述减弱的区总是减到需要的最小值，因而是非常动态的。仅将宽度不变的区移动。减弱的区的内部边缘仅缓慢地变化。用这种方法，光图像同样变得更平稳。
本系统的主要好处是所有的段总是显得明亮，即使在反眩光模式中。由于相邻的段分布在几个模块上，即使在减弱多个段时，也没有模块完全变暗。
为了重新显示源自各个主光学元件的同样的光通量，透镜被放置得相对于主光学元件(LED光源模块)对称，从而相对于透镜的光轴不对称。然而，这些透镜的光学性质相同。
能把布置为SMT结构的标准的LED用作光源。不需要专门的LED阵列或LED矩阵。
光图像由多个配置相同的模块产生。因此，能达到相同的LED和相同的主光学元件的相同部件概念，并且不用牺牲高实用性就能把整个系统的复杂性减到最小。
本发明得到的目标是仅通过电子控制而不用移动部件和发动机就实现AFS功能，尤其是反眩光的远光。

Claims (23)

1.一种产生动态光图像的LED机动车前照灯(SW1，SWr)，包括多个LED光源，其中各个LED光源由至少一个发光二极管(LED1，LED2)和主光学元件(P；P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43；P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8，P9)组成，所述至少一个发光二极管(LED1，LED2)把光耦合进所述主光学元件(P；P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43；P1，P2，P3，P4，P5，P6P7，P8，P9)，并且耦合进的光至少部分地从所述主光学元件的发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)重现，
其特征在于，
所述LED光源被放置在至少两个LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)中，各个所述LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)包括至少一个LED光源，并且各个所述LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)带有第二光学元件(S1，S2，S3，S4)，在所述前照灯已被安装在车辆上时，该第二光学元件将由所述主光学元件(P；P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43；P1，P2，P3，P4，P5，P6P7，P8，P9)的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)所产生的光段重新显示在车辆前的区内，其中所述LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的第二光学元件(S1，S2，S3，S4)和所述主光学元件的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)的布置用以下方式配对：个别所述的LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的光段在水平方向上彼此偏移，并且个别所述的LED光源能被分别地控制。
2.如权利要求1所述的前照灯，其中所述主光学元件(P；P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43；P1，P2，P3，P4，P5，P6P7，P8，P9)的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)的形状是长方形的。
3.如权利要求1或权利要求2所述的前照灯，其中所有所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)的形状是相同的。
4.如权利要求1或2所述的前照灯，其中各个所述的LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)带有两个或更多个LED光源。
5.如权利要求3所述的前照灯，其中各个所述的LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)带有两个或更多个LED光源。
6.如权利要求4所述的前照灯，其中所有LED光源的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)都被放置得彼此平行且恒等地对齐。
7.如权利要求5所述的前照灯，其中所有LED光源的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)都被放置得彼此平行且恒等地对齐。
8.如权利要求6所述的前照灯，其中放置在LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)中的所述主光学元件(P；P11，P12，P13，P21，P22，P23，P31，P32，P33，P41，P42，P43；P1，P2，P3，P4，P5，P6P7，P8，P9)的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)在水平方向上以空间(A)并置。
9.如权利要求1所述的前照灯，其中个别的LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)带有相同的第二光学元件(S1，S2，S3，S4)。
10.如权利要求1所述的前照灯，其中在每个LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)有三个或更多个LED光源的情况下，相邻的LED光源的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)之间的空间(A)是相同的。
11.如权利要求8或10所述的前照灯，其中在整个前照灯中相邻的LED光源的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)之间的所有所述空间(A)都是相同的。
12.如权利要求1所述的前照灯，其中LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)的整体布置(G1，G2，G3，和G4)采用的确定位置是在相对于所述第二光学元件(S1，S2，S3，S4)的光轴(X)的水平方向上；并且其中个别的LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的不同的整体布置是在与分配给其的各自的第二光学元件(S1，S2，S3，S4)的光轴的水平方向上彼此不同的确定位置。
13.如权利要求1所述的前照灯，其中所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)在垂直方向延伸并设计为高度(h)大于宽度(b)。
14.如权利要求1所述的前照灯，其中LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的所述LED光源的互相邻接的发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)相对于彼此以垂直距离分隔开，其等于发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)的宽度(B)。
15.如权利要求12-14中任一权利要求所述的前照灯，其中所述发光面(L11，L12，L13)的第一整体布置(G1)相对于其所述第二光学元件(S1)的光轴(BS1)采用第一确定位置，并且其中与第一整体布置(G1)相比，是相对于其所述第二光学元件(S2，S3，S4)的所述光轴(BS2，BS3，和BS4)的第二/第三/第四...第N个整体布置(G2，G3，和G4)偏移为LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的两个相邻发光面之间的垂直距离的一半，一倍/1.5倍/两倍...(n-1)/2倍。
16.如权利要求1所述的前照灯，其中所述前照灯(SW1，SWr)的所有LED光源模块(M；M1，M2，M3，M4)的所述发光面(L；L11，L12，L13，L21，L22，L23，L31，L32，L33，L41，L42，L43；L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)各自通过分配给其的各自第二光学元件(S1，S2，S3，S4)的光轴(BS1，BS2，BS3，和BS4)被置于垂直平面(VE)的一侧。
17.如权利要求1所述的前照灯，其中前照灯(SWr，SW1)的全部所述发光面的其中一个所述发光面正好与分配给其的各自第二光学元件(S1)的光轴(BS1)相交。
18.如权利要求1所述的前照灯，其中各个LED光源模块(M)由至少两个水平的行的发光面(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8，L9)组成，各行包括至少一个LED光源的至少一个发光面(L1，L2，L3；L4，L5，L6；L7，L8，或L9)。
19.如权利要求18所述的前照灯，其中提供了三个水平的行，顶部的行和底部的行在水平方向上相对于彼此偏移，这些行彼此在垂直上是有距离的，以致底部的行的发光面(L7，L8，L9)被放置在与顶部的行的所述发光面(L1，L2，L3)之间的自由空间之下，并且其中中部的行提供了倾斜的发光面(L4，L5，L6)，其在水平方向上从顶部空间延伸到紧跟其后的底部空间。
20.如权利要求19所述的前照灯，其中所述倾斜的发光面(L4，L5，L6)延伸到两个发光面(L1，L2，L3；L7，L8，L9)之间的所述空间。
21.如权利要求1所述的前照灯，其中所述发光二极管为在水平方向上彼此上下地放置的至少两个发光二极管(LED1，LED2)，所述发光二极管(LED1，LED2)能被独立地控制，并且其中至少两个发光二极管(LED1，LED2)中的各个发光二极管通过所述主光学元件(P)的所述发光面在由所述主光学元件重新显示的垂直光段内重新显示为水平光段。
22.如权利要求1所述的前照灯，其中LED光源的各个发光二极管能被分开控制。
23.一种车辆前照灯系统，其包括两个如权利要求1-22中任一权利要求所述的前照灯(SW1，SWr)，其中，在所述前照灯已被安装在车辆上时，左侧前照灯(SW1)产生光图像的左侧部分，右侧前照灯(SWr)产生光图像的右侧部分，并且两个前照灯的至少各个LED光源能被分开控制。
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