CN103906970A - 车辆头灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆头灯(10)，所述车辆头灯(10)具有至少一个光源布置部(11)并且具有头灯透镜(100)，光源布置部(11)包括激光器(150)，头灯透镜(100)具有由透明材料组成的块体，其中，所述块体包括光传导部件(109)和至少一个光通道(108)，光传导部件(109具有至少一个光学活性的光出射面(104)，其中，光通道(108)包括至少一个光入射面(103)、特别是光学活性的光入射面(103)并且利用弯曲部(107)过渡到光传导部件(109)，从而通过使光从光源布置部(11)耦合或照射到光入射面(103)中来达到使弯曲部(107)成像为明暗边界的目的。

Description

车辆头灯
技术领域
本发明涉及一种包括头灯透镜的车辆头灯，该头灯透镜具有透明材料的整体块体，该整体块体包括至少一个光入射面和至少一个光学操作性的(也称为“有效的”)的光出射面。
背景技术
DE20320546U1公开了一种透镜，该透镜在两侧上坯件模压成型并且具有弯曲的表面、平坦的表面和整体模压成型在透镜边缘上的保留边缘，其中，厚度至少为0.2mm并且相对于平坦表面突出的支撑边缘或支承边缘整体地形成在保留边缘上。这里，支撑边缘整体形成在头灯透镜的外周上。举例来说，由DE102004048500A1公开了另一种具有支撑边缘的头灯透镜。
DE202004005936U1公开了一种用于照明目的的透镜，尤其公开了一种用于头灯的透镜，该透镜用于将从光源射出的并且被反射器反射的光成像，以生成预定的照明图案，所述透镜具有两个相对的表面，其中，至少在第一表面上设置光学色散效应不同的区域。
DEl0315131A1公开了一种用于车辆的头灯，该头灯具有至少一个广阔的发光区域，其包括多个照明元件(二极管)芯片和被布置在由发光区域发射的光束的光路中的光学元件，其中，发光区域的照明元件芯片被布置在公共凹槽中，并且，在面向光发射的方向的一侧上的该凹槽具有外边缘，该外边缘在空间上相对于照明元件芯片布置以使得在外边缘的区域中的头灯的光色散中形成光密度的预定梯度。
DEl02004043706A1公开了一种用于机动车辆头灯的光学系统，该光学系统用于分散来自发光体的光线束，并且具有光学主要元件，该元件具有光学面，该光学面包括沿着所提供的线延伸的间断或中断，其中，光学面被构造为至少在靠近中断的一侧上是平滑的，使得光线束被分成两个部分光线束。在此，设置为至少一个部分光线束具有清晰的限制边缘。而且，光学系统包括光学辅助元件，该光学辅助元件用于使清晰的限制边缘成像到预定的光暗边界(也称为“明暗边界”)。
EP1357333A2公开了一种用于车灯的光源装置，该光源装置具有射出半导体光的元件，该元件被布置在光源装置的光学轴上并且基本上沿与光学轴正交的方向发射它的光。
通过DE4209957A1、DE4121673A1、DE4320554A1、DE19526512A1、DE102009008631A1、US5257168和US5697690还公开了其它与车辆有关的照明功能。
发明内容
具体来说，本发明的一个目的在于提出一种用于车辆头灯，特别是用于机动车头灯的改进的头灯透镜。本发明的另一个目的在于降低制造车辆头灯的成本。本发明的另一个目的在于降低制造车辆的成本。本发明的再一个目的在于提出一种具有特别紧凑的近灯式头灯的车辆。
以上提及的目的通过车辆头灯，特别是机动车辆头灯来实现，该车辆头灯具有至少一个(第一)光源布置部并具有头灯透镜，光源布置部包括激光器，头灯透镜包括特定的坯件模压成型的、特别是透明材料的单(固体)块体，其中，该整体块体包括至少一个光通道和一个光通路段，该光通路段包括至少一个光学操作性的光出射面(表面)，其中，光通道包括至少一个特定光学操作性的(第一)光入射面(表面)，并且该光通道通过弯曲部穿过、经过或过渡到光通路/传导段中，从而通过使来自第一光源布置部的光分别进入和照射到(第一)光入射面中来将弯曲部成像为光(明)暗边界。
从本发明的意义上来说，激光器具体是激光二极管。从本发明的意义上来说，激光器所发射的具体是蓝光。从本发明的意义上来说，激光器所包括的具体为铟镓氮(InGaN)。从本发明的意义上来说，激光器所包括的具体为铟镓氮(InGaN)的半导体材料体系。
光学操作性的(有效的)光入射面和光学操作性的(有效的)光出射面分别是整体块体的光学操作性的表面(由整体块体的光学操作性的表面组成)。从本发明的意义上来说，光学操作性的表面具体是透明体的表面，当根据其目的使用头灯透镜时，光将在该表面处折射。从本发明的意义上来说，光学操作性的表面尤其是这样一种表面：当根据其目的使用头灯透镜时，通过该表面的光的方向将发生改变。
从本发明的意义上来说，透明材料具体是玻璃。从本发明的意义上来说，透明材料具体是无机玻璃。从本发明的意义上来说，透明材料具体是硅酸盐玻璃。从本发明的意义上来说，透明材料具体是如在文献PCT/EP2008/010136中所描述的玻璃。从本发明的意义上来说，玻璃具体包括：
以重量计0.2-2％的A12O3，
以重量计0.1-1％的Li2O，
以重量计0.3-1.5％的Sb2O3、特别是0.4-1.5％的Sb2O3，
以重量计60-75％的SiO2，
以重量计3-12％的Na2O，
以重量计3-12％的K2O，以及
以重量计3-12％的CaO。
从本发明的意义上来说，具体以以下方式对术语坯件模压成型进行理解：光学操作性的表面在压力下成型，从而分别可以省去、不应用和将不需要提供对该光学操作性的表面的轮廓的任何后续精加工或后续处理。因此，它具体被设置为使得在坯件模压成型之后，坯件模压成型的表面不被打磨，即，不需要通过打磨处理。
从本发明的意义上来说，光通道的具体特征从本质上来说为：在其侧部(具体来说，上部、下部、左和/或右)表面处发生全反射，从而使进入光入射面的光被引导通过通道，该通道因此而被用作光导。从本发明的意义上来说，光通道具体是光导或光导体。具体来说，设置为使光通道的纵向表面上发生全反射。具体来说，设置为使光通道的纵向表面适于全反射。具体来说，设置为使全反射发生在光通道的实质上朝向光通道的光轴的方向的表面上。具体来说，设置为使光通道的实质上朝向光通道的光轴的方向的表面适于全反射。从本发明的意义上来说，优选光通道在朝其光入射面的方向上逐渐变细。从本发明的意义上来说，优选光通道在朝着其光入射面的方向上以至少3°的角度逐渐变细。从本发明的意义上来说，优选光通道在朝着其光入射面的方向上以相对于其光轴至少3°的角度逐渐变细。从本发明的意义上来说，优选光通道至少部分地在朝着其光入射面的方向上逐渐变细。从本发明的意义上来说，优选光通道至少部分地在朝着其光入射面的方向上以至少3°的角度逐渐变细。从本发明的意义上来说，优选光通道至少部分地在朝着其光入射面的方向上以相对于其光学轴至少3°的角度逐渐变细。
从本发明的意义上来说，弯曲部具体是弯曲的过渡区。从本发明的意义上来说，弯曲部具体是曲率半径不小于50nm的弯曲的过渡区。具体来说，设置为使头灯透镜的表面不会在弯曲部中出现间断或中断，而是具有弯曲或弧线的形状。具体来说，设置为使得弯曲部中的头灯透镜的表面具有弧度，具体来说，弯曲部中的曲线的曲率半径不小于50nm。在优选的实施例中，曲率半径不大于5mm。在优选实施例中，曲率半径不超过0.25mm、特别是不超过0.15mm、优选地不超过0.1mm。在本发明的另一优选实施例中，弯曲部中的曲线的曲率半径至少为0.05mm。具体来说，设置为将头灯透镜的表面在弯曲部的区域中坯件模压成型。
在本发明的另一优选实施例中，光源布置部包括用于在受到由激光器发射的光的照射时产生白光的发光层(也被理解为“发光材料层”)，其中发光层被布置在激光器与光入射面之间的光路中。关于发光层的细节可由以下资料得到：www.phosphor-technology.com/faq.htm，J.Y. Choe，《材料研究创新》(Mat Res Innovat)，6：238-241，2002，(2002通过脉冲激光沉积所制造的YAG Ce膜的发光和成分分析.pdf(2002Luminescence andcompositional analysis of YAG_Ce films fabricated by pulsed-laserdeposition.pdf))，G Del Rosario等，《应用表面科学》(Applied SurfaceScience)，238、469-474，2004(2004在不同的温度下进行热处理的YAG_Ce粉末的特征.pdf(2004Characterisation of YAG_Ce powders thermaltreated at different temperatures.pdf))，Y. Zhou等，《材料快报》(MaterialsLetters)56、628-636，2002，(2002合成-依赖型YAG_Ce荧光粉发光特性.pdf(2002Synthesis-dependent luminescence properties of YAG_Cephosphors.pdf))，J.Kvapil等，《晶体生长杂志》(Journal of Crystal Growth)52，542-545，1981，(1981在减少保护气氛中YAK-Ce的直拉式生长.pdf(1981Czochralski growth of YAK-Ce in a reducing protective atmosphere.pdf))，D.Cavouras等，《应用物理B》(Appl.Phys.B)80，923-933，2005，(2005YAG_Ce粉屏幕的光发射效率和显示性能.pdf(2005Light emissionefficiency and imaging performance of YAG_Ce powder screens，pdf))，英特美公司(Intematix)产品信息：(Intematix-App-Note-Encapsulant-Selection.pdf)。在发明的另一优选实施例中，发光材料层被布置在光入射面上。
在本发明的另一优选实施例中，发光层被布置在光入射面上。在本发明的另一优选实施例中，用于反射由发光(材料)层产生的白光的半透明镜像层被布置在发光材料层上。
在本发明的又一优选实施例中，光源布置部包括用于反射由发光层产生的白光的半透明镜像层，该半透明镜像层被布置在激光器与发光层之间的光路中。在本发明的又一优选实施例中，半透明镜像层被布置在发光材料层上。可以设置为使发光层被两个激光器的光照射。可以设置为以(至少)三个激光器的光照射发光层。
当从发明的意义上来说时，半透明镜像层特别是对于从激光器发射的光来说是透明的。
在本发明的一个实施例中，光源布置部包括弹性光纤，弹性光纤用于对从激光器发射的光进行传导，并且分别被布置在激光器与发光层之间的光路中以及激光器与半透明镜像层之间的光路中。
在本发明的另一优选实施例中，设置了(第一)光源布置部和(第一)光入射面并且使其彼此相关联，从而使(第一)光源布置部的光以光通量密度至少为751m/mm2而进入(第一)光入射面。
在发明的另一优选实施例中，光通道被布置在弯曲部与光入射面之间。在本发明的另一优选实施例中，光通路段被布置在弯曲部与光出射面之间。具体来说，设置为：使通过光入射面进入透明体、并且在弯曲部的区域中从光通道进入通路段的光将相对于光轴以-20°至20°之间的角度离开光出射面。具体来说，设置为：使通过光入射面进入透明体的光将相对于光轴以-20°至20°之间的角度离开光出射面。具体来说，设置为：使通过光入射面进入透明体、并且在弯曲部的区域中从光通道进入通路段的光将基本上与光轴平行地离开光出射面。具体来说，被设置为：使通过光入射面进入透明体的光将基本上与光轴平行地离开光出射面。
在本发明的另一优选实施例中，弯曲部包括至少90°的开度角。在本发明的另一优选实施例中，弯曲部包括不超过150°的开度角。在本发明的另一优选实施例中，弯曲部被布置在光通路段的面向光入射面的表面上。
在本发明的另一优选实施例中，光入射面的正交线相对于光通路段的光轴倾斜。在本发明的另一优选实施例中，光入射面相对于光通路段的光轴以5°与70°之间的角度倾斜，特别是以20°与50°之间的角度倾斜。
在本发明的另一优选实施例中，光通道在其表面上包括一区域，该区域实质上对应于椭球的表面的一部分。在本发明的另一优选实施例中，光通道在其表面上包括一区域，该区域实质上对应于椭球的表面的至少15％。
在本发明的又一优选实施例中，光通道在其表面上包括一区域，该区域适用以下方程：
0.75 · a · 1 - y 2 b 2 - z 2 c 2 ≤ x ≤ 1.25 · a · 1 - y 2 b 2 - z 2 c 2
0.75 · b · 1 - x 2 a 2 - z 2 c 2 ≤ y ≤ 1.25 · b · 1 - x 2 a 2 - z 2 c 2
其中，
z是光通道的(光轴的)方向上的坐标；
x是与光通道的光轴方向正交的坐标；
y与光通道的光轴方向正交的坐标；
a是大于0的数值；
b是大于0的数值；以及
c是大于0的数值。
在本发明的另一优选实施例中，光通路段的面向光通道的表面至少在用于过渡到光通道中的弯曲部的区域中是弯曲的，具体来说这种弯曲是凸面的。在本发明的另一优选实施例中，弯曲部在其纵向延伸部分处是弯曲的。在本发明的另一优选实施例中，弯曲部在其纵向延伸部分处是弯曲的，并且曲率半径在5mm-100mm之间。在本发明的再一优选实施例中，弯曲部在其纵向延伸处根据佩兹伐曲线(也称为佩兹伐表面)弯曲。
在本发明的另一优选实施例中，弯曲部在其纵向延伸处包括弧部，该弧部具有在光通道和/或光通路段的光轴方向上的曲率半径。在本发明的再一优选实施例中，曲率半径与光出射面朝向相对。
在本发明的另一优选实施例中，弯曲部在第一方向和第二方向上弯曲。在本发明的另一优选实施例中，第一方向与第二方向正交。在本发明的再一优选实施例中，弯曲部在第一方向上以第一曲率半径弯曲，并且在第二方向上以第二曲率半径弯曲，其中，第二曲率半径与第一曲率半径正交。
在另一优选实施例中，通路段的面向光通道的表面的一部分被设置为佩兹伐表面。在本发明的又一优选实施例中，光通路段的面向光通道的表面在其过渡到光通道中的区域中被配置为佩兹伐表面。
在本发明的另一优选实施例中，当沿光通道和/或光通路段的光轴的方向观察时，头灯透镜的长度总计不超过7cm。
在本发明的另一优选实施例中，头灯透镜或透明体分别具有另一光出射面和另一光入射面。在本发明的另一优选实施例中，在通过另一光出射面离开整体块体并且通过另一光入射面进入整体块体之后，进入光入射面并且通过光出射面而离开的光中的至少20％通过光出射面离开。在本发明的又一优选实施例中，在未通过另一光出射面离开整体块体并且未通过另一光入射面进入整体块体的情况下，进入光入射面并且通过光出射面离开的光中的至少10％、特别是至少20％将通过光出射面离开。在本发明的再一优选实施例中，在通过另一光出射面离开整体块体并且通过另一光入射面进入整体块体之后，进入光入射面并且通过光出射面离开的光中的至少75％通过光出射面离开。在本发明的又一实施例中，设置为使通过光入射面进入透明体并且在弯曲部区域中从光通道进入通路段的光将从另一光出射面离开整体块体并进入整体块体的另一光入射面，并且将从光出射面离开整体块体，或者将直接从光出射面离开(在未通过另一光出射面离开整体块体并且未进入整体块体的另一光入射面的情况下)。
在本发明的另一优选实施例中，车辆头灯不具有与头灯透镜相关的辅助光学元件。从本发明的意义上来说，辅助光学元件具体是用于分别将从光出射面和最后的光出射面离开的光对准的光学元件。从本发明的意义上来说，辅助光学元件具体是用于对准光的光学元件，该辅助光学元件与头灯透镜分离和/或从属于头灯透镜。从本发明的意义上来说，辅助光学元件具体分别不是盖或保护盘，而是用于对准光的光学元件。举例来说，一种辅助光学元件的示例是DE102004043706A1中已公开的辅助透镜。
具体来说，设置以使得成像为明暗边界的弯曲部位于光通道的下部区域中。
在本发明的另一优选实施例中，车辆头灯包括至少一个光源并与光源布置部空间分隔，用于分别使光进入和使其照射到光通道和/或立即地(即，具体是不经由光通道)进入到光通路段中。从本发明的意义上来说，可设置为使光源包括多个局部光源。在本发明的另一优选实施例中，车辆头灯包括与光源布置部空间分隔的至少一个光源，来使光进入光传导通路段的表面并面向光通道。在本发明的另一优选实施例中，利用该光源使光照射到明暗边界以上和/或明暗边界以下。
在本发明的另一优选实施例中，光源包括用于行驶转向的光源(这种光在以下被简称为“转向光”)，其中转向光源被具体布置为光通道的光轴的左边和/或光通道的光轴以上和/或光通道(以此类推)。在本发明的另一优选实施例中，转向光源被布置在(第一)光入射面与光传导通路段之间。在本发明的另一优选实施例中，光源包括一个光源、具体是另一个转向光源，具体来说，被布置在光通道的光轴的右边和/或光通道的光轴以上和/或光通道(以此类推)。在本发明的另一优选实施例中转向光源被布置在(第一)光入射面与光传导通路段之间。
在本发明的另一优选实施例中，光源包括被布置在光通道以上的至少一个局部光源。在本发明的另一优选实施例中，光源包括被布置在光通道以上的、特别是彼此空间分离的至少两个局部光源。在本发明的另一优选实施例中，光源包括被布置在光通道以下的至少一个局部光源。在本发明的另一优选实施例中，光源包括被布置在光通道以下的、特别是彼此空间分离的至少两个局部光源。在本发明的另一优选实施例中，局部光源或一个或多个光源被布置在(第一)光入射面与光通路部之间。
在本发明的优选实施例中，光源、转向光源和/或局部光源包括至少一个LED或LED的阵列。在本发明的优选实施例中，光源包括至少一个LED或LED的阵列。例如，光源也可以是平面发光场。光源还可以包括已被DE10315131A1公开的光元件芯片。光源也可以是激光器。ISAL2011会议记录的271ff页已经公开了合适的激光器。
上面提及的目标还通过车辆头灯来实现，车辆头灯具体包括一个或多个上面提及的特征，具体来说是机动车辆头灯，其中，车辆头灯包括头灯透镜，其包括一个或多个上面提及的特征，其中，头灯透镜包括特定的坯件模压成型的、尤其是透明材料的整体块体，该整体块体包括用于使光进入第一光通道段的光学操作性的第一光入射面；具体来说，至少一个用于使光进入第二光通道段的光学操作性的第二光入射面；以及至少一个光学操作性的光出射面，其中，该整体块体包括光通道，第一光通道段和第二光通道段在该光通道中展开(展开到该光通道中)，其中，为了将弯曲部成像为明暗边界，该光通道通过弯曲部经过/过渡到光通路段；其中，车辆头灯包括了用于使光进入第一光入射面的包括激光器的第一光源布置部以及用于使光进入第二光入射面的包括激光器第二光源布置部。
从本发明的意义上来说，可设置为使光入射面和/或光出射面包括光色散结构。从本发明的意义上来说，光色散结构可以是例如，如分别已被DE102005009556A1、EP1514148A1和EP1514148B1所公开的结构。从本发明的意义上来说，可设置为使光通道被涂覆。从本发明的意义上来说，可设置为使光通道被反射性涂层或层覆盖。从本发明的意义上来说，可设置为将镜状的反射性涂层施用到光通道。
上面提及的目标通过车辆头灯、特别是机动车辆头灯来实现，该车辆头灯包括：
第一光源，该第一光源包括激光器；
至少一个包括激光器的第二光源布置部；
第一头灯透镜(与第一光源布置部相关联)，包括特定的坯件模压成型的透明玻璃的整体块体，其中，整体块体包括至少一个光通道和至少一个光通路段，光通路段具有至少一个光学操作性的光出射面，其中，光通道包括至少一个特定的光学操作性的光入射面，并且(具体来说为了实施近头灯)通过弯曲部穿过、经过或过渡到光通路段，从而通过使光从第一光源布置部分别进入(也解释为“耦合”)和照射到第一头灯透镜的光入射面来将弯曲段成像(映射)为亮(明)暗边界；以及
至少一个第二头灯透镜(与第二光源布置部相关联)，包括特定的坯件模压成型的透明玻璃的整体块体，其中，整体块体包括至少一个光通道和光通路(传导)段，光通路段具有至少一个光学操作性的光出射面，其中，光通道包括至少一个特定的光学操作性的光入射面，并且(具体来说为了实施近头灯)通过弯曲部过渡到光通路段，从而通过使光从第二光源布置部分别进入和照射到第二头灯透镜的光入射面而将弯曲段成像为光暗边界，其中，第二头灯透镜包括与相对于第一头灯透镜的光轴优选地倾斜至少0.5°的光轴，特别是倾斜至少4°的光轴。
在本发明的另一优选实施例中，第一头灯透镜的光轴沿(基本上)水平的平面延伸。在本发明的又一优选实施例中，第二头灯透镜的光轴沿(基本上)水平的平面延伸。
在本发明的另一优选实施例中，车辆头灯包括至少一个第三光源布置部和至少一个第三头灯透镜(与第三光源布置部相关联)，其包括特定的坯件模压成型的透明玻璃的整体块体，其中，整体块体包括至少一个光通道和至少一个光通路段，光通路段具有至少一个光学操作性的光出射面，其中，光通道包括至少一个特定的光学有效的光入射面，并且(具体来说用于实施近头灯)通过弯曲部经过光通路段中，从而通过使光从第三光源布置部分别进入(耦合)和照射到第三头灯透镜的光入射面而将弯曲部成像为明暗边界，其中，第三头灯透镜包括与相对于第二头灯透镜的光轴和/或相对于第二头灯透镜的光轴优选地倾斜至少0.5°的光轴、特别是倾斜至少4°的光轴。在本发明的另一优选实施例中，第三头灯透镜的光轴沿(基本上)水平的平面延伸。
在本发明的另一优选实施例中，车辆头灯包括至少一个第四光源布置部和至少一个第四透镜(与第四光源布置部关联)，其包括特定的坯件模压成型的透明玻璃的整体块体，其中，整体块体包括至少一个光通道和至少一个光通路段，光通路段具有至少一个光学操作性的光出射面，其中，光通道包括至少一个特定的光学操作性的光入射面，并且(具体来说为了实施近头灯)形成过渡区到光通路段，从而通过使光从第四光源布置部分别进入(耦合)或照射到第四头灯透镜的光入射面而将弯曲部成像为光暗边界，其中，第四头灯透镜包括与相对于第一头灯透镜和/或相对于第二头灯透镜的光轴优选地倾斜至少0.5°的光轴、特别是倾斜至少4°的光轴、和/或相对于第三头灯透镜的光轴优选地倾斜至少0.5°的光轴，特别是倾斜至少4°的光轴。在本发明的另一优选实施例中，第四头灯透镜的光轴沿(基本上)水平的平面延伸。
从本发明的意义上来说，机动车辆具体是在道路交通中独立使用的陆地车辆。从本发明的意义上来说，具体地，机动车辆不限于包括内燃机的陆地车辆。从本发明的意义上来说，机动车具体包括至少四个轮子。从本发明的意义上来说，机动车具体包括用于驾驶员的座位和至少一个沿机动车辆的横向方向观察布置在驾驶员座位旁边的前排乘客座位。从本发明的意义上来说，机动车辆具体包括至少四个座位。从本发明的意义上来说，机动车辆具体至少允许乘四人。
附图说明
从以下实施例的示例的描述可以了解其它的优点和细节。在此，在附图中：
图1是机动车辆的实施例的示例；
图2是用在根据图1的机动车辆中的头灯透镜的实施例的示例；
图3是从根据图2的机动车辆头灯透镜的头灯透镜的切出示意部分的下方所视的立体图；
图4是用于将光通道过渡到根据图3的头灯透镜的通路段中的弯曲段的切出截面的放大示图；
图5是通过侧视图的方式示出根据图3的头灯透镜的切出示意部分；
图6是通过侧视图的方式示出图3的头灯透镜的光通道的切出示意部分；
图7是椭球的实施例的示例；
图8是根据图7的椭球的截面示图，其具有在图6中所表示的光通道的一部分的叠加示图；
图9示出了机动车辆头灯(用在根据图1的机动车辆中)的实施例的另一替代示例的侧视图；
图10通过俯视图的方式示出了根据图9的机动车辆头灯的头灯透镜的实施例的示例；
图11通过后视图的方式示出了根据图10的头灯透镜；
图12示出了机动车辆头灯(用在根据图1的机动车辆中)的实施例的另一替代示例的侧视图；
图13通过俯视图的方式示出了根据图12的机动车辆头灯；
图14是根据图12的机动车辆头灯的头灯透镜的实施例的示例的后视图；
图15是对于两个椭球的重叠的实施例的示例的原理示意图；
图16是用在根据图1的机动车辆中的机动车辆头灯透镜布置部的实施例的示例的俯视图；
图17是由通过根据图16的机动车辆头灯所产生的明暗边界；
图18是用在根据图1的机动车辆中的机动车辆头灯的实施例的另一示例的俯视图。
具体实施方式
图1示出了机动车辆1的实施例的示例，该机动车辆1具有机动车辆头灯10和机动车辆头灯/局部头灯3001、3002、3003和3004，它们在机动车辆1的前部的中间三分之一以内被整合在机动车辆1的主体中。优选机动车辆头灯10在机动车辆1的前部的边缘区域以内被整合在机动车辆1的主体中。
图2通过侧视图的方式示出了机动车辆头灯10，机动车辆头灯10具有头灯透镜100但不具有壳体、配件和供能装置，在图3中以切出方式通过立体仰视图(从下观察)示出了头灯透镜100。头灯透镜100包括由无机玻璃、特别是包括以下成分的玻璃制成的坯件模压成型的整体块体，所述成分为：
以重量计0.2-2％的A12O3，
以重量计0.1-1％的Li2O，
以重量计0.3-1.5％的Sb2O3、特别是0.4-1.5％的Sb2O3，
以重量计60-75％的SiO2，
以重量计3-12％的Na2O，
以重量计3-12％的K2O，以及
以重量计3-12％的CaO。
坯件模压成型的整体块体包括光通道108，该光通道108在其一侧上具有光入射面101，并且在另一侧上通过在两个空间方向上弯曲的弯曲部107过渡到(坯件模压成型的整体块体的)光通路(或传导)段109中，段109具有光出射面102、光入射面103和另一光出射面104。头灯透镜100被构造为：使得穿过光入射面101进入头灯透镜100、并且在弯曲部107的区域中从光通道108进入通路段中的光将基本上平行于头灯透镜100的光轴120而离开光出射面104。在此，光通路段109将弯曲部107成像为明暗边界。光通路段109的面向光通道108的表面的一部分被构造为佩兹伐(Petzval)表面，所述表面的一部分已由标号110表示。
机动车辆头灯10具有光源布置部或布置部11，布置部11包括用于发射蓝光的激光器150和被设置为LED的光源12。激光器150是激光二极管，该激光二极管的半导体材料体系由铟镓氮(InGaN)形成。光源布置部11还包括：受到由激光器150发射的光的照射时用于产生白光的发光(材料)层154、以及用于反射由该发光层产生的白光的半透明镜像层153，其中该层154被布置在光入射面101上并在激光器150与光入射面101之间的光路之内，该镜像层153被布置在激光器150与发光层154之间的光路之内。通过镜片151，使由激光器150发射的光进入光导纤维152，并且通过后者被分别引导到发光层154和半透明镜像层153上，该半透明镜像层153对于从光导纤维152离开的光来说是透明的。为了实施近灯，由发光层154产生的光将分别照射到和进入光通道108的光入射面101。利用为了实施信号灯或驱动灯可被选择性地打开的光源12，使光分别被引入和照射到光通道108的底侧和光通路段109的面向光通道108的表面的该部分110，所述部分110被构造为佩兹伐表面。
图4通过放大示图的方式示出了切出的用于使光通道108过渡进入到光通路段109的弯曲部107，弯曲部107通过坯件模压成型而形成并且被构造为曲率半径至少为0.15mm的连续、弯曲的过渡区。
图5示出了头灯透镜100的侧视图的切出示意部分。图6示出了光通道108的截止于已由图5中的标号111所表示的虚线处的部分放大切出示图。如图6所示，光通道的该部分的上部已经被构造为如图7中所示的椭球150。在此，虚线111大致对应于轴C-D。为了阐明本构造，图8中的光通道108的截面的一部分以叠加(重叠)椭球150的示意部分的方式示出。对于图7中示出的椭球150，适用以下方程：
x 2 a 2 + y 2 b 2 + z 2 c 2 - 1 = 0
在该方程中，
z是在光通道的光轴方向上的坐标(A→B)；
x是与光通道的光轴方向正交的坐标；
y是与光通道的光轴的方向和X方向均正交的坐标(D→C)。
已经选定了a、b并且由此亦选定了c，使得在椭球的表面中成镜像之后，穿过焦点F1的所有的光束或射线将再次集中在焦点F2。通过在图6中绘出的光束121和122来说明来自光源11的光束的进程并使其清楚，其中，该光束分别照射到或进入到光入射面101中。图6中的标号120表示光入射面101的正交线。光入射面101的正交线120与光束121和122的共同交点已经由标号115表示。该交点115的位置对应于图7和图8中的焦点F1。
图9通过侧视图的方式示出了另一机动车辆头灯30并且该机动车辆头灯30被用作可选地替代机动车辆头灯10。机动车辆头灯30包括头灯透镜300。图10通过俯视图的方式示出了头灯透镜300，图11从后面示出了头灯透镜300。头灯透镜300包括由无机玻璃制成的坯件模压成型的整体块体，该整体块体包括光通道308，光通道308在其一侧上具有光入射面301，并且在另一侧上通过在两个空间维度上弯曲的弯曲部307进入到(坯件模压成型的整体块体的)光通路或传导段309中，光通路段309包括光出射面302。头灯透镜300被构造为：使得穿过光入射面301进入头灯透镜300、并且在弯曲部307的区域中从光通道308进入通路段中的光将基本上平行于头灯透镜300的光轴而离开光出射面302。在此，光通路段309将弯曲部307成像为光暗边界。光通路段309的表面的由标号310表示的、并且面向光通道301的一部分成形为佩兹伐面。可以在通路段309的表面的由标号330所表示的段上设置边沿或边缘，特别是圆周边缘，通过该边缘可以以特别适当的方式固定头灯透镜300。
车辆头灯30包括被设置为LED的光源布置部11、并且选择性地包括被构造为LED的光源32。为了实施近灯，通过光源布置部11使光分别照射到并进入到光通道308的光入射面301。通过用于实施信号光或驱动光的选择性可连接的光源32，使光分别进入到并照射到光通道308的底侧，并且分别照射到光通路段309的面向光通道308的表面的构造为佩兹伐表面的部分310。
图12通过侧视图的方式示出了另一机动车辆头灯40并且该动车辆头灯40被用作可选地替代机动车辆头灯10。机动车辆头灯40包括头灯透镜400。图13通过俯视图的方式示出了机动车辆头灯40，图14从后面示出了头灯透镜400。头灯透镜400包括由无机玻璃制成的坯件模压成型的整体块体，该整体块体包括光通道段408A和光通道段408B，它们在光通道408中展开，光通道408转而通过在两个空间方向上弯曲的弯曲部407过渡到(坯件模压成型的整体块体的)光通路段409，其中，段409包括光出射面402、光入射面403和另一光出射面404。光通道段408A具有光入射面401A，光通道段408B具有光入射面401B。头灯透镜400被构造为：使得通过光入射面401A和401B进入头灯透镜400并且在弯曲部407的区域中从光通道408进入通路段中的光将基本上平行于头灯透镜400的光轴而离开光出射面404。在此，光通路段409将弯曲部407成像为明暗边界。光通路段409的表面的由标号410表示的、并且面向光通道408的一部分被构造为佩兹伐表面。
正如图15中的原理所示，至少在其上部区域中，光通道段408A和408B被构造为(与图6的解释类似)椭球的一部分。在此，标号150A表示与光通道段408A相关联的椭球，标号150B表示与光通道段408B相关联的椭球。如图15中所示，椭球150A和150B相对于彼此对齐，从而使得各自的焦点F2将处于彼此的上方。在由标号151A和151B所表示的点处并且分别从点151A和150B处开始(分别在光传播的方向上并朝右)，头灯透镜400的表面轮廓从椭球的轮廓偏离。在此，角度αA和αs表示相对于椭圆形偏离的方向。
机动车辆头灯40包括两个光源，该光源类似于光源11，已经被设置为LED，并且为清楚起见未在图12和图14中绘出。为了实施近灯的目的，通过一个光源布置部，使光分别照射到和进入光通道段408A的光入射面401A；并且为了实施近灯的目的，通过另一个光源布置部，使光分别照射到和进入光通道段408B的光入射面401B。另外，可以设置未示出的光源，该光源在位置和性能方面对应于光源12。
另外，为了实施转向灯和/或前雾灯(防雾前灯)，提供构造为LED的光源45和光源46，其中可以选择性连接的光源45和光源46用于实施转向灯。在此，在机动车辆4内设置未示出的控制装置，通过该控制装置在驱动行驶转向左转角时打开光源45，并且在驱动行驶转向右转角时打开光源46。为了实施前雾灯，将打开光源46或者同时打开光源45和光源46。
图16通过俯视图的方式示出了可选地适用的机动车辆头灯布置部30A的实施例的示例。机动车头灯布置部30A具有局部头灯3001、3002、3003和3004，它们具有以类似于头灯透镜300而设计的头灯透镜，但是，每个头灯透镜具有圆周边沿或边缘331，其具有不同构造的弯曲部，从而将产生图17中表示的明暗边界3005。但是，局部头灯3001、3002、3003和3004具有分别被构造为与光源布置部11类似的光源布置部。
局部头灯3001、3002、3003和3004的光轴3011、3012、3013和3014分别位于水平平面内并且在其中相对于彼此轻微地倾斜，从而分别使得局部头灯3001实质上照亮-8°区域，局部头灯3002实质上照亮-4°区域，局部头灯3003实质上照亮4°区域，局部头灯3004实质上照亮8°区域(参见图17)。可以进行设置使得局部头灯3001、3002、3003和3004被彼此固定连接在模块内。可以进行设置使得局部头灯3001、3002、3003和3004被布置在共有的壳体内。还可以进行设置使得局部头灯3001、3002、3003和3004以及其它相应的局部头灯沿着几何图形的周缘、特别是沿着圆的周缘而布置。
图18通过俯视图的方式示出了可选的用于代替机动车辆头灯10的另一机动车辆头灯60。机动车辆头灯60包括坯件模压成型的整体块体、特别是无机玻璃的整体块体，整体块体包括头灯透镜部件600A、头灯透镜部件600B和头灯透镜部件600C。
头灯透镜部件600A包括光通道608A，光通道608A在一侧上具有光入射面601A，并且在另一侧上(头灯透镜部件600A的底侧上)通过在两个空间维度上弯曲的弯曲部过渡到头灯透镜部件600A的光通路段或传导段609A中，光传导段609A包括光出射面602A。头灯透镜部件600A以以下方式被构造：使得穿过光入射面601A进入头灯透镜600A、并且在弯曲部的区域中从光通道608A进入通路段中的光将基本上平行于头灯透镜部件600A的光轴65A而离开光出射面602A。在此，光通路段609A将弯曲部成像为光暗边界。光通路段609A的表面的一部分被设置为佩兹伐面，该一部份面向光通道608A并且已由标号610A表示。
机动车辆头灯60包括光源布置部，该光源布置部包括用于发射蓝光的未示出的激光器。光源布置部还包括：受到由激光器发射的光的照射时用于产生白光的发光层154A、以及用于反射由该发光层产生的白光的半透明镜像层153A，其中层154A被布置在光入射面601A上并在激光器与光入射面601A之间的光路之内，镜像层153A被布置在激光器与发光层154A之间的光路之内。通过未示出的镜片，使由激光器发射的光进入光导纤维152A，并且通过后者，被分别引导到发光层154A和半透明镜像层153A，该半透明镜像层153A对于从光导纤维152A离开的光来说是透明的。为了实施近灯，由发光层154A产生的光将分别照射到和进入光通道608A的光入射面601A。
头灯透镜部件600B包括光通道608B，光通道608B在一侧上具有光入射面601B，并且在另一侧上(头灯透镜部件600B的底侧上)通过在两个空间维度上弯曲的弯曲部过渡到头灯透镜部件600B的光通路段或传导段609B，其中，光传导段609B包括光出射面602B。头灯透镜部件600B被构造为：使得穿过光入射面601B进入头灯透镜600B并且在弯曲部的区域中从光通道608B进入通路段中的光将基本上平行于头灯透镜部件600B的光轴65B而离开光出射面602B。在此，光通路段609B将弯曲部成像为明暗边界。光通路段609B的表面的一部分被构造为佩兹伐表面，该一部份面向光通道608B并且已由标号610B表示。
机动车辆头灯60包括光源布置部，该光源布置部包括用于发射蓝光的未示出的激光器。光源布置部还包括：受到从激光器发射的光的照射时用于产生白光的发光层154B以及用于反射由该发光层产生的白光的半透明镜像层153B，其中层154B被布置在光入射面601B上并在激光器与光入射面601B之间的光路之内，镜像层153B被布置在激光器与发光层154B之间的光路之内。通过未示出的镜片，使由激光器发射的光进入光导纤维152B，并且通过后者，被分别引导到发光层154B和半透明镜像层153B，该半透明镜像层153B对于从光导纤维152B离开的光来说是透明的。为了实施近灯，由发光层154B产生的光将分别照射到和进入光通道608B的光入射面601B。
头灯透镜部件600C包括光通道608C，光通道608C在一侧上具有光入射面601C，并且在另一侧上(头灯透镜部件600C的底侧上)通过在两个空间维度上弯曲的弯曲部过渡到头灯透镜部件600C的光通路段或传导段609C，其中，光传导段609C包括光出射面602C。头灯透镜部件600C被构造为：使得穿过光入射面601C进入头灯透镜600C并且在弯曲部的区域中从光通道608C进入通路段中的光将基本上平行于头灯透镜部件600C的光轴65C而离开光出射面602C。在此，光通路段609C将弯曲部成像为明暗边界。光通路段609C的表面的一部分被构造为佩兹伐表面，该一部份面向光通道608C并且已由标号610C表示。
机动车辆头灯60包括光源布置部，该光源布置部包括用于发射蓝光的未示出的激光器。光源布置部还包括：受到从激光器发射的光的照射时用于产生白光的发光层154C以及用于反射由该发光层产生的白光的半透明镜像层153C，其中层154C被布置在光入射面601C上并在激光器与光入射面601C之间的光路之内，镜像层153C被布置在激光器与发光层154C之间的光路之内。通过未示出的镜片，使由激光器发射的光进入光导纤维152C，并且通过后者，被分别引导到发光层154C和半透明镜像层153C，该半透明镜像层153C对于从光导纤维152C离开的光来说是透明的。为了实施近灯，由发光层154C产生的光将分别照射到和进入光通道608C的光入射面601C。
光轴65A位于基本上呈水平的第一平面内。光轴65B位于基本上呈水平的第二平面内。光轴65C位于基本上呈水平的第三平面内。第一平面、第二平面和第三平面彼此平行地延伸。此外，光轴65A位于第一垂直平面内。此外，光轴65B位于第二垂直平面内。此外，光轴65C位于第三垂直平面内。第一垂直平面相对于第二垂直平面倾斜0.5°。第一垂直平面相对于第三垂直平面倾斜1°。第二垂直平面相对于第三垂直平面倾斜0.5°。
考虑到简便和清楚而绘制了图中的元件、距离和角度，其并不一定成比例。例如，为了提高对本发明的实施例的示例的理解，一些元件、距离和角度的数量级相对于其它元件、距离和角度已被夸大。

Claims (7)

1.一种车辆头灯，特别是机动车辆头灯，所述车辆头灯包括至少一个光源布置部并包括头灯透镜，光源布置部包括激光器，头灯透镜包括特定的坯件模压成型的、特别是透明材料的整体块体，其中，块体包括至少一个光通道和一个光(传导)通路段，所述光(传导)通路段包括至少一个光学操作性的光出射面，其中，光通道包括至少一个特定的光学操作性的光入射面，并且该光通道通过弯曲部过渡到光(传导)通路段，从而通过使光从光源布置部分别进入和照射到光入射面中来将弯曲部成像为明暗边界。
2.根据权利要求1所述的车辆头灯，其特征在于，光源布置部包括用于在受到由激光器发射的光的照射时产生白光的发光层，所述发光层被布置在激光器与光入射面之间的光路中。
3.根据权利要求2所述的车辆头灯，其特征在于，发光层被布置在光入射面上。
4.根据权利要求2和3中任意一项所述的车辆头灯，其特征在于，光源布置部包括用于反射由发光层产生的白光的半透明镜像层，所述半透明镜像层被布置在激光器与发光层之间的光路中。
5.根据权利要求4所述的车辆头灯，其特征在于，半透明镜像层被布置在发光层上。
6.根据权利要求2、3、4和5中的任意一项所述的车辆头灯，其特征在于，光源布置部包括用于传导由激光器发射的光的弹性的光纤，所述光纤被布置在激光器与发光层之间的光路中。
7.根据权利要求6所述的车辆头灯，其特征在于，所述光纤被布置在激光器与半透明镜像层之间的光路中。
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