CN103375747A - 发光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光模块,具有:光出射部段;基本光源,该基本光源包括具有由棱边限界的光辐射面的至少一个LED;朝光出射部段敞口的反射器,用于在子午面中将光准直;以及柱面透镜,用于在垂直于子午面延伸的矢面中将光准直;其中,反射器在矢面中不弯曲地构成,而在子午面中弯曲从而限定聚焦线;并且其中,基本光源设置为使得棱边在聚焦线上延伸,并且光辐射面从聚焦线出发朝光出射部段的方向延伸,从而从发光模块射出的光具有带有明暗界限的基本光分布。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车前照灯的发光模块。
背景技术
在许多情况下需要利用机动车前照灯提供近光的光分布,该近光的光分布的特征在于延伸经过逐段水平延伸的明暗界限。在此希望的是,直接在该明暗界限下方的区域中产生尽可能强的照明(近光灯-聚光-光分布),以获得充分的作用范围。另外需要确保车辆前区的充分照明或侧部区域的充分照明(基本光-光分布)。这种机动车前照灯可以用作近光灯或雾灯。通过明暗界限的合适的延展,在此可以避免对迎面而来的车辆造成危险的眩目。
此外,还经常需要利用机动车前照灯提供远光-光分布,该远光-光分布在近光的光分布的明暗界限上方的区域中具有高照明强度。
为了实现近光的光分布,一方面已知投影系统。在此,其大多数情况涉及两级光学系统,其中光源的光经由主级光学器件射到次级光学器件的焦平面中,该次级光学器件以希望的辐射的光分布对光进行投影。由于该两级结构,投影系统通常要求沿着光路更多的结构空间。
此外已知反射系统,其中使用反射器使由光源射出的光成型和偏转到辐射的光分布中。在此大多数情况下需要复杂成型的大反射器面,以获得希望的光分布。
经常希望使用LED作为机动车前照灯的光源,因为LED具有较小的能量消耗和较高效率的能量转换。然而在此出现如下问题:根据当前的现有技术,LED大多数情况下产生比气体放电灯或卤素灯小的光通量。因此,必须有规律地将多个LED光源组合成一个发光模块,以产生充分高的光通量。
发明内容
在这种该背景下,本发明基于的任务在于,提供一种紧凑的LED发光模块,利用其可以在较高的效率下获得在明暗界限处具有更高照明强度且在车辆前区中具有更均匀的照明的辐射光分布。
该任务通过根据权利要求1的发光模块实现。该发光模块具有光出射部段,光能够在主辐射方向辐射经过该光出射部段。此外,设有基本光源,其包括具有由棱边限界的光辐射面的至少一个LED。该发光模块还具有:朝光出射部段开口的反射器,用于在子午面中将光准直;以及柱面透镜,用于在垂直于子午面延伸的矢面中将光准直。在此,反射器在矢面中基本上不弯曲地构成,而在子午面中弯曲从而限定聚焦线。基本光源设置为使得所述至少一个LED的棱边在聚焦线上延伸,并且LED的光辐射面从聚焦线出发朝光出射部段的方向延伸,从而从发光模块射出的光具有带有明暗界限的基本光分布。
由于LED的棱边在聚焦线上延伸,并且光辐射面远离反射器延伸(即朝光出射部段的方向),因此,每个从光辐射面射出的、在反射器部段处反射的光束导致这样的照亮区域,其直接邻接明暗界限并在明暗界限下方延伸。因此产生这样的基本光分布,其具有垂直地位于上方的暗区域和垂直地位于下方的明区域,其中明区域与暗区域通过明暗界限分开。
此外,根据本发明的解决方案的构思在于,将沿垂直方向(即在子午面中)的会聚作用与沿水平方向(即在矢面中)的会聚作用分成两个不同的构件。反射器由于其弯曲而在子午面中仅用于沿垂直方向的会聚,而柱面透镜用于沿水平方向的会聚。
由于反射器限定延展的聚焦线,因此沿着聚焦线可以设置基本光源的多个LED。在此提供足够的结构空间。即使各个LED彼此间隔开地设置,但通过柱面透镜的会聚可导致沿水平方向均匀行进的辐射光分布。因此,根据本发明的发光模块可由多个LED供给。因此可获得高照明强度和大光通量。
如果基本光源包括多个LED,则如上所述,每个LED导致直接邻接明暗界限的照亮区域。所有照亮区域直接邻接明暗界限。因此,明暗界限具有高对比度,并且明区域在车辆前区中均匀且持续地行进。
就此而言,子午面指通过垂直线和发光模块的主辐射方向限定的平面。矢面指通过水平线和主辐射方向限定的平面。
柱面透镜可构造为柱形的会聚透镜或构造为鼓形透镜。这样的透镜在平行于矢面的截面中具有会聚透镜横截面(即在中间比在边缘厚),而在平行于子午面的截面中壁厚分别恒定。但也可以设想到,柱面透镜构造为菲涅尔透镜,其具有离散的透镜区,这些透镜区特别是构造为楔形棱镜。这样的透镜需要较少的材料,并因此可以以较小的重量制成。
反射器在平行于子午面的截面中优选具有抛物线形或类似抛物线的曲线,从而限定垂直于子午面延伸的聚焦线。
柱面透镜可在从基本光源出发的光路中设置在反射器前面或后面。也可以设想到具有两个或多个柱面透镜的设置结构,其中第一柱面透镜在从基本光源出发的光路中设置在反射器前面,第二柱面透镜在从基本光源出发的光路中设置在反射器后面。柱面透镜可具有辊式的会聚结构,其中特别是辊轴线平行于柱面透镜的柱形轴线延伸。也可设想到枕垫式结构。该会聚结构例如设计为使得柱面透镜和/或所述会聚结构之一当往发光模块中观察时作为整体照明地呈现。由此可以实现具有令人喜欢的光学的白天行驶光。
优选地,柱面透镜形成发光模块的光出射部段。为此,特别是反射器朝光出射部段的方向由限界棱边限界,并且柱面透镜构造为使得其直接邻接反射器的限界棱边。
反射器可构造为柱形中空体的扇段或扇面。在此,柱形体不限于圆柱形。而且可以设想到一般的中空体的柱形,其通过使在子午面中延伸的曲线沿着垂直于子午面的直线移动而形成。
有利地,反射器仅在LED的光辐射面上方延伸。由于LED仅将光辐射到其光辐射面上方的一半空间中,因此在根据本发明的发光模块中可以省略光辐射面下方的反射器的延伸段。这实现发光模块的紧凑结构。特别优选地,反射器在子午面中从聚焦线观看仅以小于120度、特别是小于90度的角度范围延伸。
为了进一步设计,反射器具有反射器小侧面和/或散射结构,其构造为使得反射器小侧面和/或散射结构的光束能够偏转到基本光分布的明暗界限上方的区域中。由此,从基本光源辐射的强度的小部分作为“投射照明”偏转到明暗界限上方的暗区域中。这允许例如阅读路标,而没有使迎面而来的车辆炫目的危险。反射器小侧面可构造为反射器面的区域,其局部地具有不同于包围的反射器面的定向。也可以设想到,在反射器的反射的面中作为弯曲部或隆起部的设计结构。
基本光源特别是构造为能够射出具有优先辐射方向的源光分布。基本光源因而可设置为使得其优先辐射方向与发光模块的主辐射方向围成锐角的偏转角度或直角或钝角的偏转角度。就此而言,偏转角度指角度的绝对值,其在从顶点沿优先辐射方向延伸的第一边与从顶点沿主辐射方向延伸的第二边之间围成。有利地,偏转角度在60度与120度之间。经由偏转角度可以简单方式影响发光模块的基本光分布的强度分布。如果基本光源的优先辐射方向朝光出射部段的方向倾斜(这对应于根据以上限定的锐角的偏转角度),则射出的光强的大部分偏转到明暗界限紧下方的区域中。由此可以实现在明暗界限紧下方的高照明强度。如果基本光源逆向倾斜使得优先辐射方向与主辐射方向围成钝角(即优先辐射方向远离光出射部段倾斜),则光强的较大部分偏转到明暗界限远下方的区域中。因此近光灯-聚光-光分布和基本光-光分布的强度可以一致。
优选地,基本光源具有带有平坦构成的光辐射面的至少一个LED,其由直线延伸的棱边限界。
基本光源可具有多个LED,其彼此并排地设置使得LED的相应棱边位于聚焦线上。在此,每个LED又具有由棱边限界的光辐射面。特别是,基本光源包括多个相同的LED芯片,其直接彼此邻接地彼此并排地设置。
基本光源的各个LED或LED芯片能够有利地彼此独立地电控制。这允许以简单方式电改变发光模块的辐射的光分布。
发光模块的特别优选的设计结构通过如下方式产生,即,除了基本光源以外还设有远光源,其又具有带有由棱边限界的光辐射面的至少一个LED,其中远光源设置为使得聚焦线延伸通过光辐射面。因此可以利用发光模块射出具有远光分布的光,其叠盖基本光分布的明暗界限。该组合的远光-基本光-光分布因而是均匀的且在两个光分布之间的过渡部上没有条纹。远光源可无问题地沿聚焦线设置在基本光源附近。为此在根据本发明的发光模块中提供足够的结构空间。
然而也可以通过如下方式提供远光分布,即:远光源的LED的棱边在聚焦线上延伸,但光辐射面从聚焦线出发朝与光出射部段相反的方向延伸。就此而言,基本光源和远光源的LED的光辐射面沿相反方向从聚焦线出发延伸。该设计结构导致这样的远光分布,其不叠盖基本光分布,而是在基本光分布的明暗界限上方延伸。
优选地,远光源能够与基本光源独立地电控制,从而近光和远光能够彼此独立地打开和断开。
远光源可通过以上关于基本光源阐述的措施进一步设计。就此而言指关于基本光源的实施结构。特别是可以设想到,远光源与基本光源相同地构成,但在相对于聚焦线的设置结构方面不同。
为了在矢面中或平行于矢面会聚远光源的光,优选地设有远光会聚透镜,其构造和设置为使得从基本光源射出的光基本上保持不受影响。就此而言,通过远光会聚透镜仅会聚远光。这允许利用发光模块射出远光分布,其与基本光分布相比在水平面中较强地会聚。由此,远光分布可以以明暗界限上方加设到基本光分布上的聚光的类型射出。
为了进一步设计,可以设置光学棱镜,其构造为并在远光源方面设置为使得从远光源射出的光束在子午面中或平行于子午面弯折地或平行地错开,但平行于矢面保持不受影响。光学棱镜的功能可以以有利的方式与远光会聚透镜组合。利用光学棱镜可以虚拟地改变远光源相对于聚焦线的光学位置。可以有利的是,出于空间原因,远光LED应设置为使得远光源的LED和基本光源的LED相对于聚焦线彼此对置。因而利用光学棱镜将远光源虚拟地错开,使得聚焦线从反射器的视角延伸通过远光源的光辐射面。如果没有光学棱镜,则不能容易地实现这种相对于聚焦线的位置。而且,远光源为此必须沿着聚焦线相对于基本光源错卡地设置,因为否则这两个构件在聚焦线上重叠。
为了进一步设计,设有带有遮光板棱边的遮光板,其设置为使得对基本光源和/或远光源的LED的光辐射面限界的棱边通过遮光板棱边限定。由此,可以获得光辐射面的尖锐边界,这在发光模块中导致反差明显的明暗界限。
发光模块的光源优选关于子午面对称地设置,从而可以获得在子午面中具有光亮度重点的辐射光分布。特别是,柱面透镜关于垂直于矢面延伸的对称面镜面对称地构成,其中基本光源和/或远光源的LED相对于对称面对称地设置。由此,从发光模块辐射的光分布在对称面中具有光重点。
柱面透镜优选构造为使得垂直于矢面延伸的聚焦线被限定,其中柱面透镜设置为使得基本光源和/或远光源设置在聚焦线与柱面透镜之间。特别是,柱面透镜在此具有大的焦距,使得聚焦线与主辐射方向相反位于基本光源的远后面。利用该配置结构在矢面中仅略微准直光。例如为了实现白天行驶光,较强的准直可以是希望的。在该情况下,柱面透镜可以具有短的焦距,并且柱面透镜的聚焦线几乎在基本光源的区域中延伸,或延伸通过基本光源。
为了进一步设计,柱面透镜可以具有柱形的散射结构,其相应地具有柱轴线且特别是以柱面透镜的部段的类型构造。优选地,散射结构的柱轴线和配设给柱面透镜的柱轴线平行地延伸且垂直于矢面。
附图说明
本发明的其它细节和有利的实施结构由以下说明给出,借助于该说明详细描述和阐释在附图中示出的本发明的实施形式。
在附图中:
图1a示出了根据本发明的照明模块的透视图;
图1b示出了根据图1a的照明模块的纵向剖视图;
图1c示出了图1a的照明模块的水平剖视图;
图2a和2b示出了发光模块的纵剖面的示意图,以阐释基本光分布;
图2c示出了在与发光模块间隔开的测试屏中的辐射的光分布的示意图;
图3a和3b示出了根据本发明的发光模块的纵向剖视图,以说明光路;
图4a示出了根据本发明的发光模块的另一实施形式;
图4b示出了用于阐释根据图4a的发光模块的辐射的光分布的示意图;
图5a示出了根据本发明的发光模块的另一实施形式的纵向剖视图;
图5b示出了根据图5a的发光模块的水平剖视图;
图6a示出了根据本发明的发光模块的另一实施形式的纵向剖视图;
图6b示出了根据图6a的发光模块的水平剖视图;
图6c示出了图6b的细节图;
图7示出了用于阐释在明暗界限的区域中的基本光分布的示意图;
图8a示出了根据本发明的发光模块的另一实施形式的水平剖视图;
图8b示出了根据图8a的发光模块的透视图;
图8c示出了图8a的细节图;
图9a至9c示出了用于阐释基本光分布和远光分布的示意图;
图10示出了用于设置基本光源和远光源的示意图;
图11a示出了用于设置基本光源和远光源的另一实施形式的示意图;
图11b示出了根据图11a的设置结构的测试图。
在以下说明中,相同或相应的构件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的发光模块10的结构的透视图。该发光模块10具有基本光源12和反射器14。反射器14朝主辐射方向15开口地构造。光可以在主辐射方向15通过发光模块10的光出射部段17射出。
反射器14在由主辐射方向15和垂直线延展而成的子午面中凹形地弯曲。该反射器构造成柱形中空体的扇段的类型。反射器14设置在散热体16上,该散热体具有多个散热片22。
发光模块10还具有柱面透镜18,该柱面透镜设置在从基本光源12向反射器14的光路中。在所示示例中,光出射部段17包括发光模块10的柱面透镜18。
在图1b中示出发光模块10的通过子午面截取的剖视图。由基本光源12射出的一束光束被反射器14偏转成辐射光分布26,该辐射光分布由于反射器14在子午面中的弯曲而具有尽可能准直的光束。
柱面透镜18的作用在图1c中示出,其显示发光模块10的通过由主辐射方向15和水平线延展而成的矢面截取的剖视图。明显可见,柱面透镜18将一光束24仅沿水平方向、即在矢面中会聚。
如在图1c中可见,柱面透镜18在水平剖视图中具有会聚透镜横截面。在平行于子午面的每个截面中,柱面透镜18具有恒定的壁厚。柱面透镜18配设有焦距和在子午面中延伸的聚焦线。在所示示例中,柱面透镜18在矢面中仅略微准直从基本光源12射出的光,因为配设给柱面透镜18的焦距比基本光源12与柱面透镜18的间距大很多。就此而言,配设给柱面透镜18的聚焦线在基本光源12的远后方。为了进一步设计,柱面透镜18可在至少一个透镜面上具有波浪形或圆筒形的会聚结构,这些会聚结构沿垂直线(即垂直于矢面)延伸。
下面借助图2a至2c阐释发光模块10的基本光分布的形成。
在其在子午面中的延伸曲线中,反射器14具有大致抛物线的形状。因此,反射器14限定聚焦线20,该聚焦线在矢面中延伸(见图2b,其示出垂直于矢面的示意性纵剖面)。在图2a中示出在反射器14的不同反射点处反射的光束,这些反射点距聚焦线20具有不同的间距S1、S2、S3(截距S1、S2、S3)。在具有不同截距S1、S2、S3的反射点处的反射分别配设给辐射光分布26的照明区域,这些区域紧邻辐射光分布26的明暗界限。这在下文借助于图2b详细阐释。
为此观察基本光源12,其构造为平面LED并具有光辐射面11,该光辐射面由两个相对置的棱边13、13’限界。基本光源12被设置为使得棱边13在反射器14的聚焦线20上延伸,并且光辐射面11从聚焦线20出发大致在主辐射方向15上延伸。因此,从基本光源12的棱边13出发的光束由反射器14反射成大致平行延伸的光束。而从相对置的棱边13’出发的光束与从棱边13出发的光束相比以较大的相对于反射器14上的反射面的角度射到相应的反射点(S1、S2、S3)上。因此,从棱边13出发的光束被反射器14偏转到垂直地位于从棱边13出发的光束下方的区域中。
如果在沿主辐射方向15与发光模块10间隔开地延展的测试屏上观察辐射光分布26,则获得在图2c中示意性示出的强度分布图。所有从棱边13出发的光束沿着水平延伸线射到测试屏上(在测试屏距发光模块的大间距附近)。这些线形成辐射光分布26的明暗界限HDG。在明暗界限HDG上方,辐射光分布26具有暗区域27,在明暗界限HDG下方,照亮的明区域28邻接该暗区域。从棱边13’出发的光束射到测试屏上的垂直高度取决于相应的反射点的间距S1、S2、S3。因此,从棱边13’出发的、以距聚焦线小间距S3反射的光束偏转到垂直地位于明暗界限HDG远下方的区域中。相应地,从棱边13’出发的、以距聚焦线20大间距S1在反射器14上反射的光束偏转到在明暗界限HDG紧下方的区域中。
因此,在图2b的视图中,具有间距S1、S2、S3的不同反射点对应于不同光束。由以大间距S1反射的光束(其从棱边13、13’出发)限界的光束32’具有小的发散角度。而以距聚焦线20小间距S3反射的光束34’具有较大的发散角度。在具有中间间距S2的反射点处的反射导致具有中间发散角度的光束33’。
在图2c的视图中,光束32’至34’对应于照亮区(“光源图形”)32至34。在此假定:(五个)另外的相同的LED邻接在图2b的纵剖面中示出的LED,这些另外的LED沿着聚焦线20彼此并排设置。可以看出,在具有距聚焦线20大间距(S1)的反射点处的反射导致小的照亮面32。相应地,在具有距聚焦线20小间距(S3)的反射点处的反射导致大的照亮面34。因此,所有在反射器14的不同区域处反射的光束的叠加构成辐射光分布26,其在明暗界限HDG的区域中具有高照明强度且在明暗界限HDG下方持续行进。
基本光源12优选使用具有多个LED的设置结构。这样构造的基本光源12辐射具有源光分布的光,其沿优先辐射方向40具有强度最大值。这在根据图3a的剖视图(通过子午面截取的剖面)中示意性示出。
在从假想的顶点出发的沿主辐射方向15的边与从假想的顶点出发的沿优先辐射方向40的边之间围成的角度的绝对值限定偏转角度α。偏转角度α的大小确定辐射光分布26的在对应于图2c的图示中明暗界限HDG下方的强度分布。如果基本光源12倾斜使得优先辐射方向40朝发光模块的主辐射方向15的方向倾斜(这对应于根据上述限定的锐角的偏转角度α),则由基本光源12辐射的光强的较大部分被具有距聚焦线20大间距的反射区域(见图2b)反射。这导致基本光源12的辐射光强的较大部分偏转到明暗界限HDG紧下方的区域中(小“光源图形”32)。因此,在图3a所示的配置结构中的发光模块提供在明暗界限紧下方具有较强照亮的基本光分布,其连续垂直向下行进。
与图3a相比,在图3b中基本光源12远离主辐射方向15倾斜,从而主辐射方向15和优先辐射方向40围成直角。这导致从基本光源12辐射的光强的较大部分被聚焦线20附近的反射器区域(见图2b)反射并偏转到在明暗界限远下方的区域中。因而该发光模块提供在明暗界限HDG下方具有均匀照明的辐射光分布26(参见图2c)。
在图4a中所示的发光模块50与以上阐释的发光模块的区别在于:反射器14具有反射器小侧面52。该反射器平面52由反射器14的反射面的空间限界的部段形成,该部段相对于邻近的反射面倾斜地构成,即局部地具有与包围的反射面不同的定向。因此,与被反射器14的包围反射器小侧面52的区域反射的光束相比,射到反射器小侧面52上的光束24以其它角度反射。
这导致如在图4b中示出的辐射光分布26。由于反射器小侧面52,在暗区域27中产生投射光分布54。该投射光分布仅具有比明区域28中的辐射光分布26小的强度并允许例如读取路牌。照射明暗界限上方的投射光分布的角度可以通过适当地设计反射器小侧面52来调节。可以设想到例如在2度至4度范围内的角度。
在图5a和5b中描述发光模块60,其除了柱面透镜18(下文中称为第一柱面透镜18)以外还具有第二柱面透镜62。在此,第二柱面透镜62在从基本光源12出发的光路中设置在反射器14前面,而第一柱面透镜18在该光路中设置在反射器14后面。
如在图5b中可见,第二柱面透镜62将从基本光源12射出的光(源光分布γ0)平行于矢面(沿水平方向)首先会聚成中间光分布γ1。第一柱面透镜18以上述方式将中间光分布γ1进一步沿水平方向变窄,从而辐射光分布γ2以变小的发散角度在矢面中辐射。
不同于以上阐释的示例,也可以设置会聚透镜代替第二柱面透镜62。会聚透镜可构成为使得其不是仅在矢面中会聚光,而是还在子午面中会聚光(即水平和垂直)。由此,从基本光源12射出的光分布已在反射器14和第一柱面透镜18前方变窄。同样也可设想到,透镜62构造为鼓形透镜。
图6a和6b示出发光模块70的通过子午面截取的和平行于矢面的剖视图。在发光模块70中,基本光源12包括多个模块光源72,其沿着反射面14的聚焦线75彼此并排错开地设置。
根据图6c的细节图,每个模块光源72具有承载电路板74,在该承载电路板上彼此并排地设置多个LED芯片76。每个LED芯片具有方形的光辐射面77,该光辐射面由棱边78限界。LED芯片76构成线性阵列,其中相邻的LED芯片76的各个平行延伸的棱边直接彼此并排地延伸。
基本光源12的每个模块光源72相对于反射器这样设置,即,LED芯片76的相应棱边78在聚焦线75上延伸,并且光辐射面77沿发光模块70的光出射部段17的方向延伸。
模块光源72具有如下性质:以垂直于光辐射面77的优先辐射方向将光仅辐射到承载电路板74上方的一半空间中。
在根据图6b的水平剖视图中可以看出,柱面透镜18关于对称面79镜面对称地构成,该对称面由垂直线和主辐射方向15延展而成。基本光源12同样关于该对称面79镜面对称地构成,即模块光源72关于对称面79对称地设置。
参照图7阐释由根据图6a至6c的发光模块70阐释的辐射光分布,如可在沿主辐射方向15与发光模块70间隔开的测试屏上观察到的辐射光分布,该测试屏垂直于主辐射方向15延伸。由于对于每个模块光源72的每个LED,限界相应光辐射面的棱边78在聚焦线75上延伸,因此辐射的光分布具有明暗界限,如以上参照图2b和2c所述。在具有距聚焦线75不同间距的反射器14的区域上的反射导致照亮区域32至34,这些照亮区域分别直接邻接明暗界限且垂直向下延伸。
在图8a和8b中示出发光模块80,利用该发光模块还可提供远光功能。如在图8a所示的水平剖视图中可以看出,三个模块光源72沿着聚焦线75彼此错开地设置。两个外侧的模块光源72在聚焦线75方面具有如参照图6b和6c描述的设置结构,其就此而言形成共同的一个基本光源12。中间的模块光源72相对于外侧的模块光源沿与主辐射方向15相反的方向错开地设置。中间的模块光源72形成远光源82。
下面参照图8c详细阐释远光源82的设置结构。中间的模块光源72又具有多个LED芯片76,其具有方形光辐射面且以上述方式由棱边限界(见图6c)。然而,形成远光源82的模块光源72设置为使得聚焦线75延伸通过LED的光辐射面77。
在图8b的发光模块80的透视图中可以看出,仅为远光源82设置远光会聚透镜84。其直接设置在形成远光源82的模块光源72的承载电路板74上。远光会聚透镜84构成为鼓形透镜,使得从远光源82射出的光水平会聚。但也可以设想到,远光会聚透镜84构成为会聚透镜,其将从远光源82射出的光会聚成至少两个彼此垂直的空间方向。从外侧的模块光源72(其形成基本光源12)射出的光没有被远光会聚透镜84偏转。然而,共同的柱面透镜18既作用于从基本光源12辐射的光分布上又作用于从远光源82辐射的光分布上。
利用发光模块80可以获得一种辐射光分布,下面参照图9a至9c详细对其进行阐释。由于聚焦线75延伸通过远光源82的LED的光辐射面77,远光源82照亮叠盖明暗界限HDG的且在明暗界限上方延伸的区域。这在远光分布中是希望的。
图9a示出了在发光模块80中仅采用基本光源12时的辐射光分布。在此假定:反射器14具有根据参照图4a阐述的反射器小侧面52。因此,辐射光分布具有明区域28和暗区域27。在暗区域27中通过反射器小侧面52产生具有较小强度的投射光分布54。
反之,图9b示出仅使用远光源82时仅发光模块的被引起的远光分布。可以看出,从远光源82射出的光的大部分偏转到暗区域27中并叠盖明暗界限。由于对于在柱面透镜18附近的远光源82远光会聚透镜84也起作用(图8b),因此与图9a所示的基本光分布相比,根据图9b的远光分布具有较小的水平延展。
图9c仅示出根据图9a和图9b的光分布的叠加,其在基本光源和远光源82共同运转时产生。
图10描绘各个LED光源的设置结构,其用于实现利用根据本发明的发光模块的辐射光分布和远光分布。在图10中示出聚焦线75以及多个基础光源92。基础光源92可例如为上述类型的模块光源72或单个LED或LED芯片。
四个基础光源92组合成一个基本光源12。基本光源12的各基础光源92设置为使得基础光源92的限界棱边在聚焦线75上延伸。
四个另外的基础光源92组合成一个远光源82。其基础光源92相对于基本光源12沿聚焦线75错开地设置,使得远光源82的基础光源92的光辐射面叠盖聚焦线75。
用于图10所示的沿聚焦线75的设置结构的必要的结构空间可通过如下方式减小,即:远光源82的基础光源92关于聚焦线75与基本光源12的基础光源92对置地设置。在此,基本光源12的基础光源92的各个棱边在聚焦线75上延伸。远光源82的基础光源92关于聚焦线75与基本光源12的基础光源92分别成对地对置地设置。该情况在图11a中示出。
就此而言,所有基础光源在图11a中以由基础光源92组成的二维阵列的类型设置。在该设置结构中,如果聚焦线75沿着基本光源12的基础光源92的限界棱边延伸,则聚焦线75不能同时延伸经过远光源82的基础光源92的光辐射面。
尽管如此,为了产生图9b类型的远光分布,在根据图11a的设置结构中可设置光学棱镜96。该光学棱镜96配设给远光源82地定位,如图11b的侧视图所示。在此,光学棱镜96例如构造为楔形棱镜,其沿着由远光源82的基础光源92组成的阵列延伸。楔形棱镜96相对于远光源82的基础光源92沿垂直于矢面的方向错开地设置。通过楔形棱镜96可以将从远光源82射出的光束98偏转,使得由此产生的光束98’实际上从位于基本光源12的区域中的位置射出(在图11b中由虚线表示)。
可以设想到,将楔形棱镜96集成到远光会聚透镜84(见图8b)中。然而,也可以使用会聚透镜代替楔形棱镜96,该会聚透镜实际上放大远光源82的各个基础光源92,使得从反射器14观看与聚焦线75叠盖。
不同光源(LED)可以优选彼此独立地受控。因此例如各个光源中的一个或多个可以变淡(例如PWM控制)。
为了进一步设计,根据本发明的发光模块可以设有调节装置,利用该调节装置可以使基本光源12和/或远光源82分布关于反射器14的聚焦线20、75移位。这允许补偿制造公差和校准辐射的光分布。特别是,该调节装置构造为使得基本光源12和/或远光源82可以平行于矢面、特别是垂直于聚焦线20、75移位。
Claims (15)
1.一种用于机动车前照灯的发光模块(10,50,60,70,80),具有:
一光出射部段(17),光能沿主辐射方向(15)通过该光出射部段射出;
一基本光源(12),该基本光源包括具有由棱边(13,78)限界的光辐射面(77)的至少一个LED(76);
朝光出射部段(17)开口的反射器(14),用于在子午面中将光准直;以及
一柱面透镜(18),用于在垂直于子午面延伸的矢面中将光准直;
其中,所述反射器(14)在矢面中不弯曲地构成,并且在子午面中弯曲从而限定聚焦线(20,75);并且
其中,所述基本光源(12)设置为使得棱边(13,78)在聚焦线(20,75)上延伸,并且光辐射面(77)从聚焦线(20,75)出发朝光出射部段(17)的方向延伸,从而从所述发光模块射出的光(26)具有带有明暗界限(HDG)的基本光分布。
2.根据权利要求1所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述柱面透镜(18)在从所述基本光源(12)出发的光路中设置在所述反射器(14)前面或后面。
3.根据权利要求1或2所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述柱面透镜(18)形成所述发光模块的光出射部段(17)。
4.根据前述权利要求之一所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述反射器(14)构造为圆柱形中空体的扇段或扇区。
5.根据前述权利要求之一所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述反射器(14)仅在LED的光辐射面(77)上方延伸。
6.根据前述权利要求之一所述的发光模块,其特征在于,所述反射器(14)在矢面中从所述聚焦线(20,75)观看在小于90度的角度范围内延伸。
7.根据前述权利要求之一所述的发光模块(50),其特征在于,所述反射器(14)具有反射器小侧面(52)和/或散射结构,该反射器小侧面和/或散射结构构造为使得光束能够被偏转到在基本光分布的明暗界限(HDG)上方的暗区域(27)中。
8.根据前述权利要求之一所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述基本光源(12)为了射出源光分布而构造有优先辐射方向(40),并设置为使得优先辐射方向(40)与主辐射方向(15)围成锐角的偏转角度(α)或钝角的偏转角度(α)或直角。
9.根据前述权利要求之一所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述基本光源(12)具有多个LED(76),所述多个LED彼此并排地设置,使得LED的棱边(78)分别位于聚焦线(20,75)上。
10.根据前述权利要求之一所述的发光模块(80),其特征在于,还设有远光源(82),该远光源具有带有由棱边(78)限界的光辐射面(77)的至少一个LED,其中所述远光源(82)设置为使得聚焦线(20,75)延伸通过所述光辐射面(77)。
11.根据权利要求10所述的发光模块(80),其特征在于,设有远光会聚透镜(84),用于在所述矢面中或平行于矢面会聚远光源(82)的光,其中,所述远光会聚透镜(84)设置为使得从所述基本光源(12)射出的光保持不受影响。
12.根据权利要求10或11所述的发光模块(80),其特征在于,这样设置一光学棱镜(96),使得从所述远光源(82)射出的光束(98)在子午面中或平行于子午面弯折地或平行地错开并平行于矢面保持不受影响。
13.根据前述权利要求之一所述的发光模块,其特征在于,设有带有遮光板棱边的遮光板,其设置为使得对所述基本光源(12)和/或远光源(82)的LED的光辐射面(77)限界的棱边(78)由遮光板棱边预先确定。
14.根据前述权利要求之一所述的发光模块(10,50,60,70,80),其特征在于,所述柱面透镜(18)关于垂直于矢面延伸的对称面(79)镜面对称地构成,并且所述基本光源(12)和/或远光源(82)的LED关于对称面(79)对称地设置。
15.根据前述权利要求之一所述的发光模块,其特征在于,所述柱面透镜(18)构造为使得垂直于矢面延伸的聚焦线被限定,其中,所述柱面透镜(18)设置为使得所述基本光源(12)和/或远光源(82)设置在聚焦线与柱面透镜(18)之间。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |