CN103867985A - 具有无炫目的远光的机动车前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括至少一个光模块的机动车前照灯，该光模块用于在前照灯内部产生主要光分布并且将该主要光分布通过光学器件转变成外部的次级远光分布。主要光分布由多个单光分布组成，这些单光分布中的每个由一个单独的光源产生。光学元件具有基本形状，该光学元件通过该基本形状分别将主要光分布的一个单光分布转变成次级光分布的一个第一部分区域。所述前照灯特征在于，所述光学元件的光学面被这样地调制，使得主要光分布的一个单光分布被转变成次级光分布的多个第二部分区域，这些第二部分区域同样大并且以相同的定向相对彼此偏移地在次级光分布中重叠地设置并且在其重叠中形成一个第一部分区域。

Description

具有无炫目的远光的机动车前照灯

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的机动车前照灯。

背景技术

这样的前照灯本身是已知的并且具有至少一个光模块，该光模块布置为用于在前照灯内部产生主要光分布并且将该主要光分布通过至少一个光学器件转变成位于前照灯之外的次级远光分布。在此，主要光分布由多个单光分布组成，这些单光分布中的每个由一个单独的光源产生。光学元件具有基本形状，该光学元件通过该基本形状布置为用于分别将主要光分布的一个单光分布转变成次级光分布的一个第一部分区域。

这样的前照灯本身是已知的并且具有至少一个光模块，该光模块布置为用于在前照灯内部产生主要光分布并且将该主要光分布通过至少一个光学器件转变成位于前照灯之外的次级远光分布。在此，主要光分布由多个单光分布组成，这些单光分布中的每个各自由一个配设的光源产生。

至少一个所述光源的亮度是可变的，而不会改变其他光源的亮度。主要光分布转变成次级光分布，使得在不同亮度的光源中得到在次级光分布的第一部分区域之间的明暗边界，这些第一部分区域通过主要光分布的各单光分布转变成次级光分布而得到。

换言之：通过受控制地改变个别光源的亮度，可以有针对性地影响亮度，以该亮度在道路上照射远光分布的部分区域。通过使存在其他交通参与者的部分区域变暗，可以避免该交通参与者的炫目。

有多种方案来借助特定的投射系统在没有调整马达的情况下构成无炫目的远光。通常，在前照灯之内产生由多个直接挨着排列的单光分布构成的一个主要光分布并且将该主要光分布经由投射光学器件成像到街道上。主要光分布在此可以通过光源本身形成，其中例如由多个直接挨着排列的LED芯片（发光二极管）的出光面形成主要光分布。

每个出光面便构成一个单光分布。备选地，主要光分布也可以通过由多个主要光学器件构成的场（阵列）形成，其中，通常光学器件阵列的每个单个的光学器件由一个LED照射。因此，各一个单光分布在主要光学器件的出光面上或者在该光学器件的焦点中作为所谓的中间图像产生。由各单光分布的总和得到的主要光分布便经由一个成像用次级光学器件投射到道路上。

相对简单的是，一个主要光分布作为多个单光分布的总和产生并且这些单光分布通过反射器、光导体或者透镜在空间上清晰地相对彼此分界。通过这些清晰有边缘的单光分布的光学成像，又可以在道路上产生对比强烈的、清晰分界的光场。

当个别光分布应当变暗，以便例如实现从在行车道上的中央的明亮区域至在行车道边缘上的昏暗区域的缓和过渡或者通过交通牌或者通过在行车道边缘上的其他反射物体抑制炫目时，清晰分界的单光分布的缺点显现。在得到的次级光分布中的单光分布的清晰图像的边界上表现出强烈的照明强度跃变、亦即阶梯形突然的亮度变化，这些照明强度跃变被观察者作为干扰性的不均性而觉察。

如果一个由多个清晰边界、竖直定向的条纹光分布组成的光分布变暗，则观察者看到在水平照明强度曲线中的阶梯作为明条纹和暗条纹的序列。

在光分布中的这些不均性误导驾驶员并且显著降低远光功能的舒适性。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于给出一种开头所述类型的前照灯，其中，次级光分布的彼此相邻的部分区域的照明强度、或者说亮度（所述亮度作为不同变暗的并且因而不同明亮的光源的结果得到），不是大致阶梯形的、而是因而以尽可能相同的变化率彼此过渡，从而避免所述误导。

此外，在次级光分布的两个不同明亮的部分区域之间的过渡区域内的照明强度梯度应当如此高，使得所需的暗场对于无炫目的远光可以保持尽可能小。

所述目的利用权利要求1的特征实现。因此，按照本发明的前照灯与开头所述现有技术的区别在于，所述光学元件具有至少一个光学面，该光学面这样地调制基本形状，即，光学元件将主要光分布的一个单光分布转变成次级光分布的多个第二部分区域，这些第二部分区域同样大并且以相同的定向相对彼此偏移地在次级光分布中重叠地设置并且在其重叠中形成一个第一部分区域。

通过这些特征，在清晰分界的第一部分区域的位置处产生第一部分区域，该第一部分区域作为多个相对彼此偏移的第二部分区域的叠加而得到。对于后续的阐述，观察到明亮的、被昏暗的第一部分区域围绕的第一部分区域。于是相邻第一部分区域的光源没有影响。

每个第二部分区域便得到光源的光模块的一小部分，该光源总体上照射明亮的第一部分区域。在由第二部分区域的叠加而得到的第一部分区域的中心，许多第二部分区域叠加，而在第一部分区域的边缘上仅仅几个第二部分区域叠加。结果得到一个从中心向边缘均匀减小的照明强度，其中，均匀性越强，就有越多的第二部分区域被叠加并且相邻第二部分区域彼此间的距离就越等距。

第二部分区域的叠加的结果因此特别是来自主要光分布的一个单光分布的不清晰分界的图像。出于此原因，在本申请中代替图像的、含有清晰边缘的概念，也使用次级光分布的第一部分区域的更匹配的概念。可以说，第一部分区域在本发明范围内是一个单光分布的模糊图像，其中，清晰度被有针对性的并且以完全确定的下文还要阐述的方式和方法减小。

优选地，所述光学元件布置为用于将主要光分布的彼此相邻的单光分布转变成次级光分布的彼此重叠的第一部分区域。

同样优选地，主要光分布的各单光分布直接相邻地挨着排列地设置。

此外优选的是，至少两个光分布具有相同的宽度。

同样优选地，第二部分区域如此偏移，使得在第二部分区域的叠加中心的两侧产生不清晰边缘，在该不清晰边缘中亮度线性下降到0。

此外优选的是，光学元件具有如下的基本形状，该基本形状赋予光学元件成像的特性，并且基本形状被叠加光学面的波纹状的第一变形，该第一变形至少包括一个凹形的和一个凸形的半波。

同样优选地，所述波纹状的变形具有部分圆柱形的形状，其圆柱轴线平行于光分布的明暗边界定向。

此外优选的是，所述波纹状的变形是光学元件在将主要光分布转变成次级光分布的光路中的最后一个光学面的组成部分。

同样优选地，所述光学元件具有如下基本形状，该基本形状赋予光学元件成像的特性，该基本形状被叠加一个波纹状的第二变形，该第二变形具有部分圆柱形的形状，其圆柱轴线横向于光分布的明暗边界定向。

此外优选的是，所述光学元件具有多个分别形成相同光的光学面，并且与基本形状的平行于光分布明暗边界的偏差和横向于光分布明暗边界的偏差在不同的光学面上实现。

同样优选地，所述至少一个光学元件具有抛物线反射器的基本形状并且特别是打磨成具有刻面的旋转抛物面体，或者具有双曲线体反射器和聚光透镜、或者椭球体反射器和散射透镜、或者仅仅聚光透镜，或者具有修正颜色的、由色散小的至少一个聚光透镜和色散大的散射透镜构成的结构组件。

此外优选的是，相邻光源的各光源布置为用于按散射方式以相同的亮度或者以光源彼此间或组彼此间不同的亮度运行。

同样优选地，前照灯具有刚好一个带有在上述权利要求之一中提到的特征的光模块，并且每个第一部分区域从一个直接相邻的第一部分区域的中心延伸直至在相对的一侧直接相邻的第一部分区域的中心。

此外优选的是，由同一个单光分布得到的两个彼此相邻的第二部分区域以±T/2垂直于光分布的明暗边界地相对彼此水平偏移地设置，其中，T为从一个第一部分区域的中心至相邻第一部分区域的中心的距离。

同样优选地，所述前照灯具有n个带有在上述权利要求之一中提到的特征的光模块，其中，各模块在前照灯中如此设置，使得它们的次级光分布叠加成一个总光分布，其中，各两个光模块如此设置，使得它们的次级光分布以T/n相对彼此偏移，其中，T为两个相邻的第二部分区域在所述两个次级光分布中的每个光分布中的距离。

由从属权利要求、说明书和附图得出其他优点。当前，前述的以及下文还要阐述的特征不仅能在相应给出的组合中、而且能在其他组合中或者单独地应用，而不会脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中被更详细地阐述。在此分别以示意的形式示出：

图1示出前照灯连同测量屏的俯视图；

图2示出已知的远光模块的光学系统；

图3示出用于产生主要光分布的装置的第一实施例；

图4示出用于产生主要光分布的装置的第二实施例；

图5示出次级光分布以及照明强度的所属曲线；

图6示出一个已知的光模块，利用该光模块产生在图5中示出的图案；

图7示出一个具有本发明特征的光模块的的一个实施例；

图8示出次级光分布的一个实例，如该次级光分布能以本发明的实施例得到；

图9示出用于按照本发明的前照灯的光模块的次级光分布；

图10示出由多个模块产生的次级光分布；

图11示出在现有技术中和在本发明的两个实施例中对比的整体得到的次级光分布；

图12示出一个与图6主题类似的已知的光模块；和

图13示出一个具有本发明特征的光模块的与图7主题类似的实施例。

具体实施方式

在此，在不同图中的相同的附图标记分别表示相同的或者至少按照其功能相同的元件。

详细地，图1示出一个前照灯10连同一个测量屏12的俯视图，在该测量屏上产生前照灯的次级光分布。测量屏沿着水平方向H和竖直方向V延伸，该竖直方向垂直地从图纸平面伸出。在前照灯按照规定应用在机动车中时，测量屏的布置因而与从车辆前面的行车道垂直竖起的壁的布置相当。

前照灯在图1中以如下的定向示出，该定向与所述按照规定的应用相当。该前照灯被剖开地示出，其中，剖切平面是水平定向的平面。前照灯具有n个单个的光模块L1、L2、……、Ln，这些光模块在这里并排设置，但这不是强制的。各个光模块例如也可以上下相叠地设置。这n个光模块用于产生远光光分布。为此目的而设的光模块的数量n也可以等于1。优选地，该数量在1至10之间。除了这n个为远光而设的光模块，前照灯还可以具有另外的光模块，利用这些另外的光模块产生其他光分布，例如前照灯光分布如近光或雾光光分布，或者信号光分布如闪光和/或日间行车光光分布，该列举不应理解成是终结的。所有的光模块设置在前照灯的一个壳体14中，该壳体的出光口通过一个透明的盖板16封闭。

用于产生远光光分布的光模块L1、……、Ln在所示的实例中在前照灯之内设置在一个宽度a上。它们相互间的距离b在实际的前照灯中最大为几厘米。进一步假定，它们的距离b以及还有宽度与前照灯的距离d相比是小的，在该距离d中在道路上或在测量屏上产生次级光分布。因此，人们在第一附近将相对于光模块L1主发射方向的竖直线V1和相对于光模块Ln主发射方向的竖直线Vn用位于前照灯中心的延长部中的竖直线V代替。每条竖直线与所属光模块的主发射方向相交。

各主发射方向在一种设计方案中在车辆前方远处的一个点中相遇。各光模块如此设置和定向，使得它们共同产生一个符合规则的远光光分布。在前照灯前方位于前照灯中心的延长部中的各竖直线V与水平线H的交点形成坐标系的原点，该坐标系的各个点是一个竖直角度和一个水平角度的数值对。

如果下文提到在各光分布之间的距离，则这总是应理解成两个这样的数值对的间隔，其中，这里关注基本上沿着水平线H方向的距离。

图2示出一个已知的远光模块L连同不同平面的光学系统。该光学系统在这里包括一个被打磨成带有刻面的反射器18作为投射光学器件，其中边界在其各个刻面18.1、18.2和必要时另外的刻面以及一个替代光源场20之间水平地延伸。

替代光源场包括多个发光二极管和一个聚光透镜的结构，这些发光二极管沿水平方向并排地设置在一个冷却体22上，该聚光透镜使发光二极管的光汇聚并且集束。投射光学器件聚焦到光学矩阵的出光面上、亦即到透镜上、而不是到芯片的出光面上。

反射器18构成一种投射光学器件的构造，该投射光学器件聚焦到聚光透镜的出光面上。一个接通的发光二极管在该出光面上产生一个单光分布，其中，由不同发光二极管产生的各单光分布不重叠。各单光分布的总和构成一个主要光分布。该主要光分布被反射器转变成一个次级光分布24，该次级光分布在所示的构造中在一个测量屏12上出现。次级光分布在这里具有六个水平并排的第一部分区域TB1、……、TB6，这些部分中的每个部分区域由主要光分布的一个单光分布产生。

光模块的光轴26作为竖直设置的子午平面28和水平设置的纵向平面30的交线产生。光轴垂直于屏并且在点（H=0，V=0）处穿过该屏。概念“水平”和“竖直”在这里、如也在整个本申请中那样涉及前照灯按照规定地并且结合图1所描述地使用在机动车中。次级光分布的各个第一部分区域沿水平方向H并排设置并且不重叠。当人们断开一个光源并且接通相邻的各光源时，因此产生开头所描述的并且不希望的阶梯形的亮度跃变。

位于次级光分布的一个部分区域之内的并且基本上水平延伸的各线是亮度相同的线（等流明线），其中，亮度从最大亮度、这里在水平线高度存在的亮度向上和向下减小。第一部分区域的继续向上在水平线上延伸的照明表明，为远光光分布。主发射方向31在子午线平面内并且指向光分布的中心。

图3示出用于沿一个观察方向产生主要光分布的装置的第一实施例，该观察方向与装置的主发射方向相反地指向。装置在这里是如下的结构组件，该结构组件具有由这里五个发光二极管组成的组作为重要元件，这五个发光二极管固定在一个冷却体上。人们特别是看到五个正方形的发光二极管芯片的出光面32、34、36、38、40，这五个发光二极管芯片直接邻接地设置在一条直线中。主要光分布在这种情况下是在各出光面总和上形成的光分布。每个出光面优选属于一个可单独控制的发光二极管或者属于一个可共同控制的发光二极管组。亮度可单独控制，例如通过使用不同的按键情况，利用这些按键情况接通和断开LED。这如此快速地发生（例如以200Hz），使得人的视觉仅仅察觉平均亮度。

一个单个发光二极管的出光面优选0.3mm至2mm长。出光面也可以是矩形的。芯片热接触地固定在冷却体上，该冷却体此外还承载用于固定的机械结构和用于控制和供给能量的电结构，这些结构本身全部是已知的并且因此无需阐述。

图4示出用于产生主要光分布的装置的第二实施例。该第二实施例与第一实施例的区别在于主要光学器件42，该主要光学器件在这里作为透镜44的场实现并且该主要光学器件固定在发光二极管的出光面之前。各发光二极管设置在一个印刷电路板46上，该印刷电路板自身安装在一个冷却体22上。由印刷电路板、发光二极管和前置光学器件构成的布置结构在这里也称为替代光源。在这里，在此为正方形的芯片直接并排地设置在一条直线中。

图5a示出一个次级光分布24，如其在已知的、提供五个单光分布的远光模块中是可调的。次级光分布24作为倾斜有界的部分区域TB1至TB5的总和产生，这些部分区域中的每个部分区域为一个单光分布的图像，并且各图像不重叠。在这里应断开一个发光二极管，这在图5a中通过所述部分区域TB2的作为虚线标出的轮廓表示。宽度T在这里不仅与一个单个的单光分布在水平方向上的图像的角宽度、而且与两个相邻单光分布在水平方向上的图像的中心点的距离相等。在此这些图像不重叠。优选同样宽的光分布的距离T（从相邻部分区域的中心之间测量）在下文也成为分度T。

图5b示出沿着水平线H的对于竖直角度V=0°的照明强度E的可能的所属曲线。照明强度E是亮度的尺度。E的值越大，亮度也越大。根据图5b的曲线通过产生所属单光分布的发光二极管的变暗而得到。在所示的情况下，设置在侧面的光源变暗，以便进一步向左和右避免至整个未被照明的区域的突然过渡。此外，发光二极管强烈地变暗或者甚至断开。发生这种情况，例如以便不使位于用虚线标出的该角度区域内的其他交通参与者炫目。

通过矩形形状的照明强度轮廓，在相邻单光分布TB1和TB2、TB2和TB3等等的图像之间的边界上产生很强的照明强度梯度。得到的条形的曲线对于驾驶员来说看起来是不同明暗的条纹序列，这被觉察为是干扰性的。

图6示出一个已知的光模块L连同用于各单光分布成像的光路，利用该光模块产生在图5中所示的图案，这些单光分布利用第三发光二极管LED3和第五发光二极管LED5产生。图6示出光模块的水平剖视图。在此，对于两个单光分布、或者光源，分别构成一个中央射线和两个边缘射线。一个投射透镜48形式的光学元件使单光分布左右颠倒地成像。发出所示射线的各点的图像在道路上沿水平方向以一个单光分布的两倍的角度宽度T、亦即以两个T彼此分开。如果人们观察第三发光二极管的单光分布的在图6中位于下面的边缘点和第五发光二极管的单光分布的上面的边缘点，则得到角度距离T，这与在图5b中的空隙的角度宽度T相等。从主要光分布的一个点发出的各射线在图像空间中平行并且因此无限地重新转变到一个点中。这例如适用于从位于主要光分布中心的LED3的中央点发出的射线，这些射线中的两条边缘射线和一个中央射线作为实线画出。

如果人们通过一个光阑仅仅使窄的部分束、例如仅仅所述射线中的相应一条进入到投射透镜中，则由此仅改变像点的亮度，但不改变像点的位置。在现有技术中，从该点对点的成像得到各单光分布的图像的倾斜边框。

图7示出图6的主题与一个具有本发明特征的光模块的实施例的叠加。在这里也示出光模块的水平剖视图。

图7示出一个投射透镜的出光面的用虚线示出的轮廓连同用虚线示出的光路，这些光路从主要光分布的不同点发出。出光面的虚线轮廓与图6中的投射透镜48的出光面的轮廓相当。该轮廓构成基本形状49，该基本形状赋予透镜清晰成像的特性。

换言之：投射用的光学元件50具有基本形状49，该光学元件通过该基本形状设立用于使主要光分布的各一个单光分布转变成次级光分布的一个部分区域。

该基本形状被叠加一个调制。该调制在功能上如此限定，即，光学元件具有至少一个光学面，该光学面如此调制基本形状，使得光学元件使主要光分布的一个单光分布转变成次级光分布的多个第二部分区域，这些第二部分区域同样大并且以相同的定向相对偏移地叠加地设置在次级光分布中并且在其叠加中形成一个第一部分区域。结果在图8中示出，图8还示出一个第一部分区域TB1，该第一部分区域由许多第二部分区域TB1_2组成。

在结构方面，该调制在图7所示的构造中通过光学面的波纹状的第一变形产生，其叠加基本形状并且至少包括一个凹形的半波和一个凸形的半波。图7示出一种具有四个凹形半波和三个凸形半波的构造。

波纹状的变形具有部分圆柱形的形状，该形状的圆柱轴线平行于光分布的明暗边界定向。在图7中，圆柱轴线因而垂直于图纸平面定向。

图7还示出，波纹状的变形是光学元件50的最后一个光学面在一个将主要光分布转变成次级光分布的光路中的组成部分。

在一种构造中，基本形状叠加一个波纹状的第二变形，该第二变形具有部分圆柱形的形状，其圆柱轴线横向于光分布的明暗边界定向。这样的圆柱轴线在图7中将会平行于图纸平面。出于清晰的原因，没有示出它们。

在图7中作为实线标出的射线构成实际的光路，该光路通过调制的形状产生，而虚线示出散射的光线的可见的原点，如其将会在未调制的基本形状中出现。

未调制的基本形状导致点对点的成像特性，如参照图6已对其阐述。用虚线示出的基本形状因此将会使一个单个LED的出光面清晰地以角度宽度T在次级光分布中成像在测量屏上和因而成像在道路上。

如提到地，但投射透镜实际上不是具有用虚线所示的轮廓，而是具有作为实线所示的波纹状轮廓52。从图7中的实线光路得出，中央光源的中心点通过利用调制产生的散射光学在图像空间内分散到与分度T相应的角度宽度上。这意味着，单光分布的所观察的中心点看起来不再是点、而是在次级光分布中的线，该线具有为T的角度宽度。在图7中，例如主要光分布的中央点被转变成在次级光分布中的水平宽度+/-T/2、亦即总体上T的一条线。

射线的显示如此选择，使得凸形散射区的作用如凹形散射区的作用那样被示出。自然，人们也可以仅仅利用凹形散射光学器件或者仅仅利用凸形散射光学器件构建光学器件。

从主要光分布的一个点发出的各射线在这里因此在图像空间中不平行并且因而不再转变成一个点。

如果人们通过一个光阑仅仅使窄的部分束、例如仅仅从主要光分布的一个点沿不同方向发出的各射线中的相应一条射线进入投射透镜中，则由此不仅改变像点的亮度、而且改变像点在图像空间中的位置。这意味着，当光阑的位置改变时，利用被遮光的部分束相应产生的部分区域不同于倾斜成像的光学器件中那样改变其位置。这进一步意味着，这样的多个部分束相应地产生具有分别略微改变的位置的多个（第二）部分区域，这些部分区域叠加成一个不清晰分界的（第一）部分区域。

图8示出次级光分布的一个实例连同水平的曲线，如其利用本发明的一个实施例得到。

图8a示出一个次级光分布，如其可利用一个提供五个单光分布的光模块产生，该光模块具有权利要求1的特征。

图8b示出照明强度E沿着水平线H的所属曲线，其中，光源刚好如在图5b的情况中那样变暗。如在更上面已经描述的，按照本发明的前照灯的一个光模块的主要光分布的一个点不是转变成一个点、而是转变成一条水平线。这样的线的角度宽度在所示的实例中为次级光分布的两个相邻的第一部分区域的中心点的距离T的一半。这意味着，作为边缘点的图像得到的线分别以T/2突出于第一部分区域的宽度，如其将会在图4b中得出。这进一步意味着，重叠的线的数量从外向内增大并且在中间最大，该线作为主要光分布的所属单光分布的点的图像产生。各线彼此叠加，其中，每条线对照明强度提供一个小的贡献。因此在中心得到最大的照明强度，因为彼此叠加的线的数量在那里最大。照明强度便朝向边缘线性减小，因为朝向边缘越来越少的线彼此叠加并且因为彼此叠加的线的数量与离位于最外侧的线的最外侧边缘的距离成比例。

因此对于在次级光分布的第一部分区域TB1之内的照明强度定性地得到三角形的曲线V1，如其在图5b中对于由第五发光二极管产生的第一部分区域所示。图8a示出次级光分布的一个这样的部分区域TB1。该第一部分区域TB1据此是图5a中的相应第一部分区域的双倍宽。它通过所述的散射以+/-T/2从在图5a中所示的部分区域TB1得出。按类似的方式得出照明强度沿着水平线H对于次级光分布的第一部分区域的其他三角形曲线V3、V4、V5，这些曲线由前三个发光二极管产生。发光二极管在此刚好如在图5的情况中那样变暗。

图5的阶梯形延伸的照明强度的最大值在图8的主题中仅仅在图8的较宽的三角形照明强度分布的顶点中达到，如图8所示，图8的三角形照明强度轮廓V5、V4、V3没有明显阶梯地彼此叠加成一个基本上线性的并且同样为三角形的总和轮廓。这意味着，驾驶员在这里看不到不同的明亮的和/或暗淡的条纹，而是亮度在局部最大值和最小值之间同样地并且线性地改变。局部最大值在图8a中用阴影示出。这因此得到所希望的无条纹的并且因而均匀的外观图像，在外边缘上和在次级光分布之内的变暗的暗区域的边缘上带有柔和的亮度。这样的变暗的暗区域在这里位于曲线V3和曲线V1之间。

图8a因此特别是示出一个相对于按照图5的光分布改进的光分布，当散射光学器件引起±T/2的水平散射时，得到该光分布。作为希望的结果，按照图8b得到朝向光分布边缘的线性照明强度曲线。图5中的部分区域的照明强度最大值在图8中的相应地与此相应的部分区域中分别仅仅在三角形照明强度轮廓的顶点中达到。相邻部分区域分别彼此叠加至50%。按照图8b得到对于V=0°照明强度曲线；光分布如在图5中变暗。

图9示出用于按照本发明的前照灯的光模块的次级光分布，其中，将主要光分布转变成次级光分布的光学元件引起次级光分布分别以T/4朝向每一侧散射或者说扩展。得到的照明强度分布便是梯形的。在其叠加时，在总和轮廓中重新得到加强的阶梯。

图10示出这样的阶梯如何可通过使用多个光模块来消除。图10a示出图9b的这里称为E1的照明强度轮廓。图10b示出一个照明强度轮廓E2，该照明强度轮廓完全与照明强度轮廓E1类似地产生。在照明轮廓E1和E2之间的唯一区别在于，它们总体上沿着水平线H以T/2相对彼此错开。通过按照图10c的照明强度轮廓E1和E2的叠加，该错开现在导致其中一个轮廓的一个线性区段总是和相应另一轮廓的一个恒定区段叠加，使得总体得到按照图10c的三角形的总和轮廓，这些总和轮廓与图8b的总和轮廓完全相似并且具有相同的优点。换言之：在各单模块的照明强度轮廓中的干扰阶梯在叠加时基本上消失。

图11再一次示出在现有技术中和在本发明两个实施例中的总体上得到的次级光分布的对比。闭合的线在这里分别相当于等流明线、亦即具有相同照明强度的线。对于整个图11适用，总是一个光模块产生五个单光分布，其中第二单光分布相应地强烈变暗。图11a示出已知的条纹远光，该条纹远光通过各单光分布的清晰成像产生。图11b示出在使用按照本发明的具有两个远光光模块和T/4的水平散射的前照灯时的次级光分布，而图11c示出一个单个光模块的带有T/2的水平散射的次级光分布。

图12示出一个与图6的主题类似的已知的光模块连同用于各单光分布成像的光路，利用该光模块产生在图5中所示的图案，这些光路利用第三发光二极管LED3和第五发光二极管LED5产生。图12的主题与图6的主题区别在于，图6的主题的成像用投射透镜在图12的主题中已由一个成像用凹面镜60代替。图6和12的光路是相当的，其中，在图12中的光路出于清晰的原因被展开地示出。为了由此获得实际的光路，图12的位于虚线62右侧的部分须围绕虚线展开都位于该线左侧的部分上。

这类似地适用于图13和图7的主题。图13示出一个具有本发明特征的光模块的与图7的主题类似的实施例，连同光路，这些光路相当于在图7中所示的光路。图13的主题与图7的主题区别在于，图7的主题的水平散射的投射透镜在图13的主题中已由一个水平散射的凹面镜64代替。图7和13的光路是相当的，其中，图13中的光路亦即图12中的光路出于清晰原因被展开地示出。为了由此获得实际的光路，图13的位于虚线右侧的部分须围绕虚线展开都位于该线66左侧的部分上。

根据附图的也可理解成概况的该描述，下文公开本发明的重新参照附图的构造的其他方面、特性和优点。本发明体现于一种光模块，其具有光源场和散射光学器件。光源场可以由多个彼此直接并排设置的LED芯片形成，如这在图3中所示。备选地，光源场可以作为替代光源场示出，如其在图4中所示。在此，多个替代光源直接并排地设置成一个场，其中，每个替代光源由一个LED和一个主要光学器件构成。

作为用于散射光学器件的基础可以使用不同的成像用的光学器件，例如抛物线反射器、特别说是打磨成带有刻面的旋转抛物面体，其刻面具有相同的切削宽度并且因此产生相同的图像大小。备选地，反射器的折断力可以附加地以如下方式分布到一个聚光透镜或者散射透镜上，即，旋转双曲面体变换成一个双曲面体（聚光透镜）或椭球体。此外也可以使用聚光透镜、特别是这样的符合正弦条件的聚光透镜。作为其他备选方案，也考虑由具有小色散的聚光透镜和具有大色散的散射透镜构成的修正颜色的结构组件、亦即所谓的色盲患者。

如果这些投射光学器件作为成像用光学器件实现，则它们形成一个目标点作为像点或者至少作为像线，其中，像线在这里朝向光分布的明暗边界定向。成像用特性在此至少在垂直于所产生的光分布的明暗边界的剖面内适用。对于通过竖直的明暗边界彼此分界的光分布，成像特性因此涉及光学系统的水平剖面：在光源之间的或在替代光源之间的竖直分界线又作为在光分布之间的清晰的竖直分界线成像。

如果在光源或替代光源之间存在距离和空隙，则它们也被清晰地再现，从而人们在次级光分布中重新找到这些空隙。如果光源或替代光源具有在光源宽度/芯片宽度上恒定的照明强度曲线，则这在成像用光学器件中近似地也适用于图像、亦即适用于由此产生的光分布。

在本发明中现在代替这样的成像用光学器件而是用具有如下特性的散射光学器件：

光学器件的所有（无穷小的）区域产生基本上同样大的并且同样定向的光源图像。由光学器件的不同区域产生光源图像特别是水平地偏移。通过水平散射，从目标点出来的光路在光路的任何位置处都不重新合成一个像点。光源图像通过光学器件的不同区域以这样的方式水平偏移，使得在所产生的光分布的明暗边界上产生线性的照明强度下降。光源图像的偏移引起相邻光分布的水平重叠。如果来自一个单个光模块的光功能被成像，则重叠范围理想地为100%：每个光分布便从一个光分布的在一侧相邻的光分布的中心朝向在所述一个光分布的相对的另一侧相邻的光分布的中心延伸。

如果光源图像的角度宽度或者更准确地说一个单光分布的图像中心至相邻单光分布的中心的距离为T，（为了考虑也可能的在光源或替代光源之间的空隙），则光源图像理想地以±T/2水平偏移。偏移因此垂直于光分布的明暗边界发生。因为偏移应如此发生，使得在光分布的两侧得到线性的照明强度下降，所以人们在这种情况下在光分布的水平剖面内得到对称的三角形的照明强度曲线：从照明强度最大值出发，该最大值在光分布的中心形成顶点，照明强度在两侧直至相邻光分布的中心线性地下降到零。

如果总光分布通过数量为n个的次级光分布的叠加而形成，这些次级光分布中的每个通过一个光模块产生，则相应的光分布理想地以T/n相对彼此水平地偏移（从最左侧至最右侧），其中，T为单光分布的距离，该距离从一个中心至另一中心测量。如果人们得到对光分布中心上的偏移，则人们获得芯片图像的围绕光分布中心为±T/2n的水平偏移。重叠范围按通常表述因此对于n个叠加的相对彼此以T/n偏移设置的、亦即其本身又以T/n重叠的光分布来说为1/n。

在本发明中使用的投射光学器件将一个目标侧的点因此成像为线，其中，像线垂直于所希望的明暗边界定向并且宽度至少为T/2n。因此涉及水平散射的光学器件。原则上，散射也可以构造成更强的，然而明暗边界的清晰度受此损害。

散射优选以如下方式产生，即，成像用光学器件被以与其成像的基本形状的圆柱形偏差调制。圆柱轴线在此优选平行于光分布的明暗边界并且因此特别是竖直定向。在此，调制是指光学元件的光学表面的形状变化。在带有圆柱形偏差的调制时，光学表面因此至少在表面的部分区域内具有圆柱形形状。该圆柱形的或者通常散射的形状优选被施加在光学器件的在光路中最后一个光学表面上，例如反射器的镜面或者透镜的出光面。

优选地也将光学器件附加地沿着明暗边界构造成散射的，以便得到所希望的竖直的照明强度曲线。借助该附加的构造，光学器件使目标点不是成像为线、而是成像为矩形。

沿着明暗边界进行的散射选择性地通过光学表面以圆柱形第二偏差的调制而进入到光学表面中。圆柱形第二偏差的圆柱轴线因此优选垂直于次级光分布的竖直的明暗边界。当光学器件具有多个面时，如在一个透镜或多个透镜组合或者透镜与反射器的组合中是这种情况，沿着并且横向于明暗边界进行的散射也可以分布到不同的面上。横向于明暗边界进行的散射优选通过最后一个光学面在光路中的调制而产生。

所描述的散射光学器件也可以作为分开的散射盘被引入光模块的光路中。

所述类型的散射光学器件的另一优点在于，在主要光分布的水平区域中的在转变成次级光分布时的空隙或者说不均性可以如此宽的彼此分开，使得它们完全消失。因此也可以使用如下的光源，这些光源在挨着的布置中彼此间具有距离。通常，例如具有1mm棱长的LED芯片在常见的LED场中以0.1mm的平均距离设置。

每个光模块产生多个在至少一条线中彼此挨着的光分布，其中，至少两个光分布具有相同的宽度。光学器件的每个区域使光源场或替代光源场以基本上相等的成像比例无穷地成像。在通过光源场的水平剖面内，发光二极管应当在在一个光源之内近似恒定，使得在光源宽度上得到矩形的发光二极管轮廓。各个光源应当被认为基本上无空隙地排列。现在一个后续的光学器件聚焦到该光源场上，该后续的光学器件由每个区域产生光源场的一个基本上同样大的并且相同定向的图像。该光学器件设立用于引起散射、特别是水平的散射，通过该散射使来自各个光学器件区域的图像水平地相对彼此偏移。一个区域在此是光学器件的一个任意小的部分。

偏移如此进行，即，在次级光分布的每个部分区域两侧产生一个不清晰边缘，在该不清晰边缘中照明强度线性地降低到零。如果人们将部分区域认为是直接地并且无间隙地彼此邻接的，则通过该不清晰在相邻的部分区域之间产生重叠区域。重叠区域的宽度至少为T/n，其中，T如所描述的那样是在角度空间内相邻光分布的中心距离并且n为光模块的数量，这些光模块的光分布应当被叠加并且这些光模块在角度空间内自身以T/n相对彼此水平地偏移。

按这种方式确保，重叠区域在总光分布中无缝隙地挨着排列或者甚至重叠，该总光分布作为总和光分布由各个光模块的光分布组成。

通过光分布的重叠和特别是通过在光分布的边缘上的线性照明强度下降，相邻光分布可以变暗，而不会在光分布之间产生高的照明强度梯度，该高的照明强度梯度被驾驶员感觉为不均性（“园圃的篱笆”、黑色条纹）。

光学器件的所提到的最小散射宽度确保对光分布均匀性的相反要求的最佳折衷和在至暗场的边界上的明暗边界的清晰度。散射优选通过光学面的波纹状变形得到。波纹状变形应当至少包括一个凸形的和一个凹形的半波。优选使用多个和同样许多凹形和凸形的半波，以便使散射基本上保持与光学器件的聚焦无关。这样的波纹状的变形或者调制优选通过圆柱几何形状达到，该圆柱几何形状优选施加到优选散光光学器件的最后一个面上。一个或多个圆柱轴线在此竖直并且因而平行于光分布的明暗边界。

Claims (14)

1.包括至少一个光模块的机动车前照灯（10），该光模块用于在前照灯内部产生主要光分布并且将该主要光分布通过至少一个光学器件转变成位于前照灯之外的次级远光分布（24），其中，主要光分布由多个单光分布组成，这些单光分布中的每个由一个单独的光源产生，并且光学元件具有基本形状（49），该光学元件通过该基本形状布置为用于分别将主要光分布的一个单光分布转变成次级光分布的一个第一部分区域（TB1），其特征在于，所述光学元件具有至少一个光学面，该光学面这样地调制基本形状，即，光学元件将主要光分布的一个单光分布转变成次级光分布的多个第二部分区域（TB1_2），这些第二部分区域同样大并且以相同的定向相对彼此偏移地在次级光分布中重叠地设置并且在其重叠中形成一个第一部分区域（TB1）。

2.根据权利要求1所述的前照灯（10），其特征在于，所述光学元件用于将主要光分布的彼此相邻的单光分布转变成次级光分布的彼此重叠的第一部分区域。

3.根据权利要求1所述的前照灯（10），其特征在于，主要光分布的各单光分布直接相邻地挨着排列地设置。

4.根据上述权利要求之一所述的前照灯（10），其特征在于，至少两个光分布具有相同的宽度。

5.根据上述权利要求之一所述的前照灯（10），其特征在于，第二部分区域如此偏移，使得在第二部分区域的叠加中心的两侧产生不清晰边缘，在该不清晰边缘中亮度线性下降。

6.根据上述权利要求之一所述的前照灯（10），其特征在于，光学元件具有如下的基本形状，该基本形状赋予光学元件成像的特性，并且基本形状被叠加光学面的波纹状的第一变形，该第一变形至少包括一个凹形的和一个凸形的半波。

7.根据权利要求6所述的前照灯（10），其特征在于，所述波纹状的变形具有部分圆柱形的形状，其圆柱轴线平行于光分布的明暗边界定向。

8.根据权利要求6或7所述的前照灯（10），其特征在于，所述波纹状的变形是光学元件在将主要光分布转变成次级光分布的光路中的最后一个光学面的组成部分。

9.根据上述权利要求之一所述的前照灯（10），其特征在于，所述光学元件具有如下基本形状，该基本形状赋予光学元件成像的特性，该基本形状被叠加一个波纹状的第二变形，该第二变形具有部分圆柱形的形状，其圆柱轴线横向于光分布的明暗边界定向。

10.根据权利要求9所述的前照灯（10），其特征在于，所述光学元件具有多个分别形成相同光的光学面，并且基本形状的平行于光分布明暗边界的偏差和横向于光分布明暗边界的偏差在不同的光学面上实现。

11.根据权利要求6至10之一所述的前照灯（10），其特征在于，所述至少一个光学元件具有抛物线反射器的基本形状并且特别是打磨成具有刻面的旋转抛物体，或者具有双曲线体反射器和聚光透镜、或者椭球体反射器和散射透镜、或者仅仅聚光透镜，或者具有修正颜色的、由色散小的至少一个聚光透镜和色散大的散射透镜构成的结构组件。

12.根据上述权利要求之一所述的前照灯（10），其特征在于，相邻光源的各光源布置为用于按散射方式以相同的亮度或者以光源彼此间或组彼此间不同的亮度运行。

13.根据上述权利要求之一所述的前照灯（10），其特征在于，所述前照灯具有刚好一个带有在上述权利要求之一中提到的特征的光模块，并且每个第一部分区域从一个直接相邻的第一部分区域的中心延伸直至在相对的一侧直接相邻的第一部分区域的中心。

14.根据权利要求1至11之一所述的前照灯（10），其特征在于，所述前照灯具有n个带有在上述权利要求之一中提到的特征的光模块(L1,L2,….)，其特征在于，各模块在前照灯中如此设置，使得它们的次级光分布叠加成一个总光分布，其中，各两个光模块如此设置，使得它们的次级光分布以T/n相对彼此偏移，其中，T为两个相邻的第二部分区域在所述两个次级光分布中的每个光分布中的距离。

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