CN103225786A - 用于光学组件的光束截止罩及其光学组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于投影组件(5)的致动器，包括用于不锈钢光学组件(1)的截止罩(10)和罩支架(11)，所述截止罩(10)在接触区域水平上安装在罩支架(11)上，所述截止罩包括适于设置在光学组件的光轴路径上的中央部分(71)和两个纵向端(72，73)，其中，所述截止罩(10)的厚度介于0.4mm和0.65mm之间，并且接触区域位于距中央部分大于25mm的位置。本发明还涉及一种包括该截止组件(5)的光学组件(1)。

Description

用于光学组件的光束截止罩及其光学组件

技术领域

本发明涉及一种光学组件和光束截止罩。其尤其涉及一种光学组件，该光学组件适于插入到汽车聚光灯中，更优选为安装在汽车车辆前部的椭圆形聚光灯。

背景技术

此类光学组件具有将光投射到反射器上的光源。然后光被反射到透镜上，以便作为光束被反射并返回到车辆外部。

本发明更关注包括旋转截止罩的光学组件，该截止罩用电操控，在控制下，能够从第一角度位置移动到第二角度位置，其中在第一角度位置，其遮挡部分光束以限制聚光灯到交通光束的范围，从而不会对对向行驶的其他驾驶员造成炫目，在第二角度位置，其不遮挡光束，相应的聚光灯的范围就是道路交通灯。

还有所谓多功能聚光灯，其中截止罩可适于采用两个以上的角度位置以选择性地遮挡光束。

隔断罩由致动器电驱动，其中致动器包括电动机和用于检测该截止罩角度位置的传感器。其被安装在二次成型(overmoulded)在截止罩纵向端的塑料的罩支架上。该罩支架包括通过传动装置将截止罩连接到电动机的第一部分和包括截止罩朝向遮挡光束的位置返回的装置的第二部分。

光源发射出的热量导致光学组件的内部环境升温，特别是截止罩在部分地遮挡光束并因此直接接收一部分光束时截止罩被加热。为抵抗这种高温，已知使用金属截止罩以使其不被破坏。金属是良好的热导体，也必须采用抗高温的截止罩支架，因为它与截止罩直接接触。

已知使用氙光源可以导致截止罩在其中央部分水平的温度为300℃，而在其端部水平的温度则仅为200℃。然后耐热高达220℃的塑料被用于截止罩支架，例如PES(聚醚砜树脂)(polyethylene sulfide)。然而，由于氙光源较为昂贵，因而此类光学组件的价格很高。

为了降低光学组件的成本，已知采用比氙光源便宜的卤素光源。现在，这种卤素光源比氙光源产生更多的热量，并且截止罩的温度在其中央部分水平接近450℃，而在其端部水平则超过250℃。于是不再适于采用PES型材料了。已知采用能够耐受这样高温的塑料，例如聚醚醚酮(polyetheretherketone)(PEEK)。然而由于PEEK的成本，这样的解决方案并不令人满意，后者的价格事实上比PES型材料的成本高大约十倍。

另一个已知方法在于利用电子板步进下降卤素光源(stepping down)-即降低其电压-，从而降低由光源射出的光通量并因而减少被截止罩接收的热量。然而，由于电子板及其安装，这样的解决方案较昂贵，并且降低了投射到道路上的光束的质量。

也设想过使用比塑料更耐高温的金属截止罩支架。然而，金属是重且贵的材料，这样的解决方案也不能完全满意。

发明内容

本发明由此旨在改进现状。

为此目的，本发明首先提出一种用于投影模块的执行器，包括用于不锈钢光学模块的截止罩和供所述截止罩在接触区域水平上安装其上的罩支架，所述截止罩包括适于设置在光学组件的光轴路径上的中央部分和两个纵向端，其特点在于，所述截止罩的厚度介于0.4mm和0.65mm之间，并且接触区域位于距中央部分大于25mm的位置。

由于对截止罩厚度的限制和不锈钢的使用，由此也建议限制其热传导能力。接触区域相对于中央部分的定位使得支架的升温被限制，从而截止罩的热传导能力避免了接触区域不被加热太多。接触区域的温度则保持在220℃以下。

有利地，所述截止罩具有10mm到25mm之间的高度。

根据本发明的一个方面，在接触区域内最接近中央部分的点被定位在离中央部分小于35mm的距离处。其尤其被定位在离中央部分小于30mm的距离处。由于本发明，所以可以将罩支架的至少一部分定位在离中央部分小于35mm的距离处，因此限制了包括截止罩及其支架的组件的纵向聚集。

有利地，该截止罩具有大致等于0.6mm的厚度。截止罩的厚度尤其介于0.58mm到0.62mm之间。

根据本发明的一个方面，该截止罩的热传导能力小于35W/(mK)。有利地，截止罩的该热传导能力介于25W/(mK)到30W/(mK)之间。

根据本发明的一个特殊实施例，该截止罩是包括钛的钢。

有利地，该截止罩安装在聚乙烯硫化物(polyethylene sulfide)的截止罩支架上。实际上，由于本发明，才可能使用聚乙烯硫化物的耐温220℃的罩支架，因为接收罩支架的截止罩的接触区域的温度小于220℃。使用聚乙烯硫化物是尤其有利的，因为它是一种并不昂贵的材料。

本发明还涉及一种光学组件，包括一个用于如前所述的投影组件的致动器。

附图说明

在参照附图，阅读对根据本发明的光学组件和截止罩的示例性实施例的下列描述之后，本发明的其它特征和优点更为明了，其中：

图1是本发明具有用于投影组件的致动器(actuator)的光学组件的示意图。

图2是用于包括本发明截止罩的投影组件的致动器的分解立体图。

图3是如图2所示的用于投影组件的致动器在组装后的立体图；以及

图4是图表，示出了截止罩的温度变化与到截止罩中央部分距离(位置)的函数。

具体实施方式

图1示出了本发明的光学组件1。该光学组件示出了光轴，并包括光源2设置于其内部的外壳6，该光源2产生被光学反射器3反射的光束。然后该光束被投射到透镜4上，透镜4翻转该光束并将其返回到位于装有该光学组件的车辆前方的道路上。该透镜4被配置在与外壳6成一体的透镜支架7上。该光源在此是卤素灯。

用于投影组件5的致动器被设置在反射器3与透镜4之间。这种用于投影组件5的致动器响应车辆使用者的控制或自动控制，允许或多或少的部分光束被遮挡，从而提供多种道路照明模式。

参见图2和3，现在将进一步描述这种用于投影组件5的致动器。在后续描述中，术语“前、后、右、左、顶、底”是相对于车辆前进方向而限定的，也就是说，相对于图2中由80标示的箭头。

根据本发明，用于投影组件5的致动器包括截止罩10。这在此是用于投影组件的双功能致动器，即，截止罩可以在两个位置之间移动，在第一位置，它部分地遮挡光束并对应于交通光束(traffic beam)，并且在第二位置，它不遮挡光束并对应于道路交通(road traffic)。在其第一位置，该截止罩10根据一基本垂直的平面延伸，而在其第二位置，它在一基本水平的平面延伸。

该截止罩10设置在光源前方。它在接触区域高度上被安装在罩支架11上。该接触区域是罩与罩支架11接触的区域，即，接触区域由截止罩10与罩支架11接触的区域来限定。该罩支架11包括提供有在此具有内齿的传动装置14的第一部分12，其位于该截止罩10的第一纵向端72的平面上，以及第二部分13，其具有趋于将截止罩10带回第一位置即其基本垂直位置的返回弹簧15，该第二部分13位于截止罩10的第二纵向端73的平面上。该第一纵向端72位于截止罩10的左侧部分，而第二纵向端73位于截止罩10的右侧部分。

该截止罩10在此是不锈钢的，即，包括铁、碳和铬合金的钢，铬占截止罩10的总质量的10.5％以上。该截止罩10包括中央部分71，其位于两个纵向端72、73之间。该中央部分71适于设置在该光学组件的光轴路径上。该截止罩10呈大致矩形，并被设置为或多或少地遮挡光束，如上所述，即，由此或多或少地切断光束。

根据本发明，该截止罩10的厚度介于0.4mm和0.65mm之间，包括基本等于0.6mm。其高度介于10mm到25mm之间，例如等于80mm的高度。

该截止罩的厚度按照垂直于由截止罩限定的基本上矩形形状的轴来测量。其高度按照平行于该截止罩的基本上矩形形状的小侧边的轴来测量。其长度按照垂直于其厚度和高度的轴来测量，即，限定了截止罩的纵向延伸的轴。

此外，接触区域位于距中央部分大于25mm的距离处。在此可以理解的是，接触区域最接近中央部分的点位于距后者大于25mm的距离处。这一距离根据限定了截止罩纵向延伸的轴来测量，即，平行于该截止罩的基本矩形形状的大侧边。在此，它因而是接触面最接近中央部分的点与穿过中央部分并沿垂直于限定了截止罩的纵向延伸的轴延伸的平面之间的距离。

接触区域最接近中央部分的点例如被设置在距后者小于35mm的距离处，从而包括截止罩及其支架的组件的纵向聚集得以减轻。

接触区域在此由接收支架11的截止罩10的两个面限定，位于中央部分的两侧的每一个上，包括在截止罩10的纵向端72、73的平面上。所以，限定接触区域的每个面都位于中央部分大于25mm的距离处。换而言之，罩支架11在截止罩区域内不与截止罩10接触，该区域包括在与截止罩的纵向延伸方向垂直的两个平面之间，位于距中央部分25mm的距离处，在后者的两侧的每一个上。

因此，接触区域的厚度、高度和相对于中央区域的距离是本发明表现的三个参数，与其材料的热传导性关联，从而不会过多的加热接触区域，其温度从而保持在220℃以下。

卤素灯可以将截止罩10的中央部分71加热到基本等于450℃的温度。当该中央部分71具有这一温度时，截止罩10消散这些热量，特别由于其较大的高度和其减小的厚度，从而接触区域位于其平面上的其纵向端72、73的温度保持在基本上220℃以下。

由于本发明，罩支架11因而用耐热温度基本等于220℃的塑料制成，例如聚乙烯硫化物。该支架在接触区域的平面上例如二次成型在截止罩上。然而罩支架11的第二部分13的弹簧15是金属的。

用于本发明的罩的不锈钢的热传导率小于35W/(mK)(瓦每米-开尔文)，例如26W/(mK)，相对于热传导率通常在50W/(mK)到60W/(mK)之间的标准钢。这种合金的热传导率能够很好地将热消散到截止罩外，并且能够限制朝其纵向端的热量传播，从而该接触的温度不超过220℃，如前所示。

图4示出了截止罩的参数的影响。该图示出了在两种不同情况下，截止罩的温度取决于距中央部分的距离的发展。在中央部分的温度是450℃，而该部分周围的温度在两种情况下都是130℃。

第一条曲线，即位于最高处的曲线，涉及厚度为0.8mm、由热传导率为0.45W/(mK)的钢制成的截止罩的情况。在此注意，在距中央部分25mm处的温度是260℃，而在距中央部分30mm处是240℃。

因而不可能将聚乙烯硫化物的支架放置在距中央部分30mm以内，因为它会熔化。

第二条曲线，即位于最下面的曲线，代表了本发明的一个实施例，其中截止罩是不锈钢的，且厚度为0.6mm，热传导率为26W/(mK)。在此注意，在离中央部分25mm处的温度是205℃，而在距中央部分30mm处为190℃。因此可以将聚乙烯硫化物的支架放置在距离中央部分25mm以外的接触区域上，并且还可以将接触区域最接近中央部分的点放置在距中央部分小于30mm的距离处。

支架11的第二部分13包括夹片21，其通过底部并且在截止罩10的每个侧面上夹紧截止罩10，即，在截止罩10的前表面和后表面夹紧其从而进行支撑。夹片21因而在接触区域的平面上夹紧截止罩。第二部分13的夹片21从第二部分13包括的臂22的平面开始，平行于截止罩10的纵向延伸轴延伸。在位于右侧的臂22末端的平面上，设置突起23，在截止罩10外向右延伸。弹簧15在此绕着第二部分13的臂22卷绕并在第二部分13的夹片21上施加返回力。

截止罩10的支架11的第一部分12包括中央体16，其是基本平行六面体形状，夹片17从其开始，通过底部夹紧截止罩10从而进行支撑。第一部分12的夹片17与第二部分13的夹片相似，即，其在后者的前表面和后表面上夹紧截止罩10。夹片17因而在接触区域的平面上夹紧截止罩。支架11的第一部分12也包括突起18，相对于中央体16向左突出并在截止罩10外向左延伸。

中央体16进一步形成两个臂，被称为第一和第二臂19、20。第一臂19在与截止罩10共同的平面内延伸，垂直于截止罩10的纵向延伸方向。第二臂20沿着垂直于截止罩延伸的平面的方向延伸，即，垂直于第一臂19。具有内部齿轮的传动装置14连接第一臂19和第二臂20并具有基本上环形的形状，从而在第一和第二臂19、20之间构成环形的四分之一。

罩支架11安装在基本上为矩形形状的框架50上，从而它具有四个在其之间连接的分支，并且称为顶分支51、左分支52、底分支53和右分支54。

在框架50的右分支54上设有槽55，具有一个向前闪光(flared forward)的形式并且在后端平面上具有开口56，设置为接收第二支架部分13的突起23。罩支架11的第二部分13的突起23因而从前部到后部插入槽55中直到它进入开口56。以同样的方式，在框架50的左分支52上，设有与右分支54的槽相似形式的槽57，即，具有向前闪光的形式并在后端平面上具有开口(未示出)，设置为接收第一支持部分12的突起18。

框架50还包括分布在其分支51、52、53、54上并设置为安装用于光学组件中的投影组件5的致动器的孔58。

第一部分12的具有内齿的传动装置14被直流电动机30的小齿轮31驱动。电动机30的小齿轮31和传动装置14之间的传动率在此是1/3。

电动机30是基本平行六面体形状，从而它包括顶面32、后面33、底面34、前面35、右面36和左面37。顶面32和底面34之间彼此相对，具有弯曲的形状。

在电动机30右侧，设有配置为将电动机30连接到电源例如电流源(未示出)的连接区域39。连接区域39因而限定了电动机30的右面36和位于电动机30右侧的顶面32、后面33、底面34和前面35的部分。

在电动机30的左面37的平面上设置小齿轮31。它被设置在驱动轴38上，相对于电动机30的左面37突出并基本上位于电动机30的左面37的中央。

一旦用于投影组件5的致动器被安装在光学组件中，电动机30被设置在位于框架50中央并朝向后部的电动机支架40上，即，在电动机和光源之间。

电动机支架40包括设置为与电动机30的底面34相对的底壁41，后壁42或底部，与电动机30的后面33、顶面32的后部和底面34的后部相对，从而电动机30与后壁42接触。电动机支架40还包括U形右壁43，U形的中央分支设置为垂直向后并且U形的两侧分支之间基本平行、水平并朝向前方。电动机支架40的右壁43因而限定槽口，在槽口内插入连接区域39的套筒(未示出)并与电动机支架40形成一体，电动机通过连接区域39连接到电流源。以同样的方式，电动机支架40包括U形左壁44，U形的中央分支垂直设置在后部，而U形的两侧分支之间基本平行，水平并朝向前方。电动机支架40的右壁43因而限定了槽口，在槽口内可以插入包括小齿轮31的轴38，小齿轮31于是向电动机30的支架40外向左突出。

用于投影组件5的致动器还包括与电动机30的支架40的后壁42的外表面匹配的隔热屏60，即，朝向后部的表面。该隔热屏60因而位于电动机支架40和光源之间；其是金属的，从而其保护电动机支架40和电动机30免于光源的热辐射。

Claims (9)

1.一种用于投影组件(5)的致动器，包括用于不锈钢光学组件(1)的截止罩(10)和罩支架(11)，所述截止罩在接触区域水平上安装在所述罩支架(11)上，所述截止罩包括适于位于所述光学组件的光轴路径上的中央部分(71)，和两个纵向端(72，73)，其特征在于，所述截止罩(10)的厚度介于0.4mm到0.65mm之间，并且所述接触区域位于距所述中央部分大于25mm的距离处。

2.如权利要求1所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述截止罩的高度介于10mm到25mm之间。

3.如权利要求1或2所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述接触区域最接近所述中央部分的点位于距所述中央部分小于35mm的距离处。

4.如前述任一权利要求所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述截止罩的厚度介于0.58mm到0.62mm之间。

5.如前述任一权利要求所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述截止罩的热传导率小于35W/(mK)。

6.如权利要求5所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述截止罩的热传导率介于25W/(mK)到30W/(mK)之间。

7.如权利要求5或6所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述截止罩(10)由包含钛的钢制成。

8.如前述任一权利要求所述的用于投影组件(5)的致动器，其特征在于，所述罩支架(11)由聚乙烯硫化物制成。

9.一种光学组件(1)，包括如权利要求1-8任一项所述的用于投影组件(5)的致动器。

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