CN103925544B - 设计用来产生带状的光分布的用于机动车前大灯的光模块 - Google Patents

Abstract

介绍了一种用于机动车前大灯的光模块，其具有带至少一个第一支路和第二支路的光导体结构。这两个支路都具有光输出面。该光输出面分别由两个窄侧限定。这两个支路这样设置，即第一支路的窄侧设置得与第二支路的光输出面的窄侧平行并且直接邻接。每个支路都具有两个传输面。该光模块的特征在于，这些传输面具有带方向分量的表面法线，与支路的两个窄侧中的第二窄侧相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一窄侧，其中直接相邻的且相互平行的窄侧是第一支路的第二窄侧和第二支路的第一窄侧。

Description

设计用来产生带状的光分布的用于机动车前大灯的光模块

技术领域

本发明涉及一种用于机动车前大灯的光模块。

背景技术

这种光模块由DE 10 2009 053 581 B3已知并且具有光导体结构，该光导体结构具有至少一个第一光导体支路和第二光导体支路。这两个支路都具有光输入面和光输出面，其中光输出面分别被两个窄侧和两个纵侧限定。这两个支路这样设置，即第一支路的窄侧设置得与第二支路的光输出面的窄侧平行并且直接邻接。这两个支路的光输出面的窄侧是同样长的，而第二支路的光输出面的纵侧比第二支路的光输出面的纵侧更长。每个支路都具有两个传输面，它们限定了在每个支路的光输入面和光输出面之间延伸的光导体容积，在光导体中传播的光线在它们上面经历全内反射，并且它们由该支路的光输出面的纵侧限定。

这些支路与许多其它支路一起构成主光学单元的组成部分。每个光输入面都具有一个LED，它的光线耦合到支路中并且通过光输出面退耦。这些光输出面设置成矩阵状的，因此光输出面的总和构成呈像素状组合的、明亮的表面，它的形状能够通过多个LED的接通和断开来改变。该明亮的表面在前大灯的内部作为内部光分布以次级光学单元的焦距为间隔位于次级光学单元之前，并且作为外部光分布由次级光学单元投射到前大灯的前部地带中。已知的光模块下面也称为矩阵-光模块。

因此当光模块按规定地应用在机动车前大灯中时，在车道上上产生外部光分布，作为像素状组合的、位于前大灯内部的内部光分布的图像，该内部光分布在主光学单元的光输出面上产生。通过接通和断开单个LED且因此接通和断开单个的像素，像素的图像在外部光分布中显现出明亮或暗淡。因此通过单个LED或LED组的断开或调暗，能够例如在迎面车流可能眼花的区域中有针对性地减小亮度。

还假定已知的是，光模块产生具有并排的带状单个光分布的光分布。在此，每个光带都由光导体支路和光源产生。与矩阵-光模块相比，每个光导体支路在此都代替矩阵的光导体支路的间隙。

这种产生带状光分布的光模块的力求达到的水平角度分辨率例如在水平线的1.0°和1.5°之间，其中该方向指示与前大灯按规定地应用在机动车中有关。当与实践中应用在机动车前大灯中的光源结合在一起时，产生了该限定，该光源就其几何形状而言具有固定的尺寸并且还仅发出受限的光通量。该要求已经限定了光学系统的变化性。

对于上述应用来说优选的高功率LED具有明亮的且因此活跃的光输出面，该光输出面具有正方形的形状和约0.5mm²的尺寸。该活跃的表面在此是恒定不变的，与发出的光通量无关。LED-发射特性(即发射光线的角度分布)也同样是恒定不变的。它通常指所谓的朗伯-特性。在最大允许的运行电流中，LED-连续运行中的所谓热光通量例如约为80流明。虽然希望，该热光通量未来在受限的程度内增加。但就本发明而言，提供的光通量被看作是有限的。

由于成本原因，并且由于可靠性原因，通常力图使光模块的光源的数量尽可能少。因此与产生矩阵状组合的光分布的光模块相比，产生了带状光分布的光模块(下面也称为光带-光模块)是优选的。为了借助光带-光模块且因此借助尽可能少的LED在车道上投射出足够的光通量，并因此为了产生光分布还需要高的光传递效率，该分布具有预设的亮度最大值并且沿着竖直的角度范围具有预设的亮度变化。在此，光传递效率在此例如指，由次级光学单元输出的光通量标准化为输入主光学单元中的光通量。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是，说明一种前述类型的光模块，它允许产生在竖直方向上呈带状的、具有少量光源的光分布。该带状光分布应该具有第一窄侧，显著的亮度峰值位于该第一窄侧上。该亮度应该从其出发并且在带状光分布的相对而置的第二窄侧上收尾地降低。照明强度或亮度的梯度在此应该在峰值的面向光分布的第一窄侧的侧面上比峰值的面向第二窄侧的侧面明显更陡。结果是，应该产生照亮的光带，其具有第一窄侧上的清晰的明暗界限、与之相连的最大亮度区域、在峰值的另一侧上柔和且持续收尾的亮度，即借助清晰的明暗界限和亮度峰值之间增大的间距持续地在光带长度上变小的亮度。在此由于与峰值间距增大，亮度的降低与间距的增大应该是比例过大的，并且相应地在相反的方向上从第二窄侧开始朝峰值方向比例过大地与第二窄侧的间距增大。

本发明与已知矩阵-光模块的区别在于，每个支路的所述传输面具有表面法线，该表面法线具有方向分量，与支路的两个窄侧中的第二个窄侧相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一个窄侧。这一点适用于传输面的所有点中的多个，通过所属的光输入面耦合的光线射到该传输面上。还重要的是，直接相邻的且相互平行的窄侧是第一支路的第二窄侧和第二支路的第一窄侧。

在全内反射时，在一点中入射的光线、反射面在该点中的垂直线或在该点中的表面法线以及从该点出发的反射光线总是位于同一个平面中。这意味着，在预先设定了入射角度的情况下，反射的光线的方向能够通过反射面的倾斜并因此通过表面法线的定向来控制。

由于每个支路的两个传输面(它们由支路的光输出面的纵侧限定)的表面法线具有方向分量，与支路的两个窄侧中的第二个窄侧相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一个窄侧，所以光线在反射时优选朝第一窄侧的方向的偏转。

由于这一点适用于传输面的所有点中的多数，所以在由第一窄侧限定的半个光输出面中产生了比由第二窄侧限定的半个光输出面更高的强度。

由于第一支路的窄侧设置得与第二支路的光输出面的窄侧平行并且直接邻接，所以相应地还可在外部光分布中相互邻接地设置光输出面的图像。

由于直接邻接且相互平行的窄侧是第一支路的第二窄侧和第二支路的第一窄侧，所以产生的结构是，第一支路的光输出面的较暗区域邻接在第二支路的光输出面的较亮区域上。在此，相互邻接的区域在它们相互邻接的地方优选是同等明亮的。一个平面的亮度峰值达到另一平面的亮度最小值，其中一个平面的峰直与另一平面的最小值具有相同的数值。

由于这两个支路的光输出面的窄侧是同样长的，而第二支路的光输出面的纵侧比第二支路的光输出面的纵侧更长,所以第二支路的光输出面大于第一支路的光输出面。相应地，与耦合到第二支路中的光通量相比，耦合到第一支路中的光通量分布在较小的光输出面上。如果分别利用相同的光源，则与第二支路的较大光输出面相比，借助第一支路的较小的光输出面可产生更大的最大亮度。

因此，具有两个光导体支路的结构整体上提供了带状的光分布，它们在光带的纵向方向上由第一支路的光输出面的第一窄侧和第二支路的光输出面的第二窄侧限定。在此，亮度从位于第一窄侧上的显著的峰值开始收尾地下降到相对而置的第二窄侧上。照明强度的梯度在此应该在峰值的面向光分布的第一窄侧的侧面上比在峰值的面向第二窄侧的侧面在明显更陡。结果是，产生了照亮的光带，其具有第一窄侧上的清晰的明暗界限以及在峰值的另一侧上柔和且持续收尾的亮度。在此由于与峰值间距增大，亮度的降低与间距的增大是比例过大的。相应地，它在相反的方向上从第二窄侧开始朝峰值方向比例过大地与第二窄侧的间距增大。

总的说来，在并排设置这种具有第一光导体支路和第二光导体支路的光导体结构时，允许在光模块中产生由单个光带组装而成的光分布，它在光带的窄侧上具有显著的强度峰值以及强度的持续收尾，即光带的亮度朝其它窄侧持续地降低。

这些优点借助一些光源可达到，这些光源尤其比前述类型的矩阵光模块所需的光源数量更少，如果它应该产生根据峰值和收尾情况类似的光分布。

在具体的实施形式中，本发明允许在前述的边界条件下产生带状的光分布，其具有显著的明暗界限，其具有最大120Lux的亮度峰值以及除了最高达6°的竖直的角宽以外延伸的亮度收尾。

该竖直伸展的光输出面的另一优点是，与没有主光学单元的光输出面的竖直伸展情况相比，接在主光学单元的光线传播方向之后的次级光学单元在该竖直方向上更小。这一点从展度-守恒定律中得出。在所述的具体实施形式中，通过主光学单元改善的竖直光束的效果是，将次级光学单元的竖直高度降到40mm。相反，在没有本发明的情况下60至80mm的数值是常见的。

形成光分布的附加光学单元(具有按本发明优化的光导体支路)具有高的光传递效率。在此，对于由主光学单元和次级光学单元构成的系统(即没有防尘盖)来说，可达到50％至超过60％的数值。即，耦合到主光学单元中的光能量的50％至超过60％还再次从次级光学单元中输出。该数值取决于光输出面的侧面比例(窄侧长度与纵侧长度之比)以及光导体关于次级光学单元的光学轴线的位置。

由于支路/主光学单元中有利的高效热传递，只需少量的LED就能产生符合规定的光分布。

为了实现近光灯-光分布和远光灯-光分布，在按前述DE 10 2009 053 581 B3的矩阵-光模块中需要80至120个LED，其光通量为80流明。本发明允许将该数量降至60个LED。

这些优点与在本发明的范围内应用的光导体支路的高效率紧密地联系在一起。该高效值是这样得出的，即该主光学单元或主光学单元的单个光导体支路将在它里面传播的光线集中起来，以便从LED的朗伯型光分布中产生光束，该光束在次级光学单元的相对较小的光输入面上以例如40mm的高度聚集起来。

只有当光导体按已介绍的原理构成并且第二支路的光输出面的窄侧具有约1.9mm至2.1mm的水平宽度时，才能实现对此具体实施例所需的束集效果。因为预先设定了角度分辨率，所以还为次级光学单元产生了优选的焦距范围，其在此具体的实施例中在90mm和100mm之间。

如果在该具体的且真实的实施例中想在将蒸镀有金属的反射器作为主光学单元的基础上找到一种解决方案，则不能达到目标。这种主光学单元不能满足提出的要求，因为金属蒸镀的反射器吸收光线(每次反射约15％)，并且多次反射时快速地吸收大部分光通量，并且转换成热量。这早晚会由于过热导致了反射器的损坏并且阻止了，同时也只是初步地达到期望的亮度值。只有高度透明的基于TIR(TIR＝全内反射)的主光学单元能够在所需的角度范围内将具有所需效果的LED-光通量聚集起来。

如果它是指角度分辨的带状或矩阵-前大灯，则没有光路在基于光导体的主光学单元旁边经过。如同已实施的一样，由于LED的大小已经限制了特定几何形状的主光学单元-尺寸。

本发明提供了一种解决方案，它具有该潜力，首先满足前面不可兼容的范围条件并且能够应付新的挑战。

由下文中得出其它优点。

应理解，以上提到的以及下面还将阐述的特征不仅能以各自说明的组合来应用，而且还能以其它组合或者单独地应用，而不会离开本发明的范围。

附图说明

其中分别以示意形式示出了：

图1示出了带状光分布的期望的以及借助单个LED可达到的亮度曲线；

图2示出了借助不按本发明的解决方案可达到的亮度曲线；

图3示出了具有至少一个第一光导体支路和第二光导体支路的光导体结构；

图4示出了按图1的结构的剖面图；

图5a、5b、5c示出了由第一支路产生的光分布、由第二支路产生的光分布以及由这两个光分布组成的光分布的亮度I的竖直曲线；

图6在第一视线方向的透视图中示出了主光学单元的实施例，该主光学单元具有多个支路对的结构；

图7在前视图、即光输出面的视图中示出了光带-远光模块；

图8在后视图、即尤其是光输入面的视图中示出了这种光带-远光模块；

图9示意性地示出了机动车前大灯，它具有按本发明的光模块的构造方案。

相同的以及功能方面相对应的元件在所有附图中分别用相同的参考标记表示。

具体实施方式

图1借助虚线的曲线示出了在角度θV上带状光分布的期望的亮度曲线1，如同在光模块的前部地带中在垂直于光模块的光射出方向设置的测量屏幕上出现的一样。当光模块按规定地应用在机动车中的机动车前大灯上时，该角度显示了在竖直方向上与车辆纵轴的角度偏差，其在水平线的高度上位于车辆前方。该数值θV＝0相当于水平线的高度。在所示的情况下，按曲线1的期望光分布在水平线之下实际上没有亮度，随后陡峭地上升到大的最大值(其几乎在水平线上产生)，并且慢慢地降至零值(其在水平线上具有增大的角度高度)。

持续地并且以与水平线增大的间距比例过大地下降，在局部左弯的曲线曲线中示出了这一点。

实心标出的曲线表示亮度曲线2，如同借助单个的光导体支路可达到的一样，该光导体支路还将在下面详细描述并且其由单个的发光二极管供电。

该曲线2具有与期望的曲线1非常类似的形状，但其绝对值处于期望曲线的数值之下。其原因在于，LED的光通量太小，该LED给单个的支路供应光线。可达到的曲线的形状还与所用的半导体光源的光输出面的几何形状和大小有关，它在机动车前大灯的光模块中直接设置在光导体支路的光输入面之前。该可达到的曲线的基础是，应用了对于机动车的前大灯来说常见的半导体光源，其提供了特定的光通量。

如果能够应用几何形状相同、但光通量相应更高的光源，则可从曲线2中得到期望的曲线1，而不必进一步改变结构。但这种光源并不可用。

如果为了提供相应更大的光通量而在LED的位置上应用两个LED，则必须改变光导体至那个程度，即它的光输入面允许两个光源的光耦合。该光输入面尤其必须比它只允许耦合唯一光源的光线时更大。然后，强制性地改变光导体的几何形状，例如其(不可改变的)的光输出面与现在变大的光输入面的比例。

然后产生了曲线3。在曲线1以及曲线3中，都假设供应了相同的光通量。在此强调，曲线3具有更低的且竖直伸展得更宽的峰值。该在竖直方向上的亮度收尾(在图1、2中朝右)还朝右短暂地收尾，并且相对较多的光线朝上并因此从明暗界限上分离。尽管与曲线2相比光通量增增加一倍，但曲线3的最大值在并没有增加一倍。换而言之，产生了最大值的不期望的扩散，并且整体上产生的曲线既没有期望曲线1的形状，也没有期望曲线1的高度。

相反，借助本发明实现了期望的曲线1，其具有提供的半导体光源。本发明的重要内容在于至少两个光导体支路的所述结构，其中每个光导体支路都借助自己的半导体光源来供应光线。至少两个光导体支路中的每一个在此只照亮期望光分布的竖直角宽(Winkelbreite)的一部分。

曲线1相当于这样的光带，即在本发明的范围内每个光带借助两个支路产生。曲线1的峰值约比借助相同的光通量产生的曲线3的峰值高四分之一。曲线1的收尾(Auslauf)同样是明显的。

图3示出了具有至少一个第一光导体支路12和第二光导体支路14的光导体结构10。第二支路12具有光输入面12.1和光输出面12.2。该光输出面12.2由两个窄侧12.3和12.4以及由两个纵侧12.5和12.6限定。

第二支路14具有光输入面14.1和光输出面14.2。该光输出面14.2由两个窄侧14.3和14.4以及由两个纵侧14.5和14.6限定。

这两个支路12、14这样设置，即第一支路12的窄侧12.4设置得与第二支路14的光输出面14.2的窄侧14.3平行并且直接邻接。

这两个支路的窄侧是同样长的，而第二支路的光输出面的纵侧14.5、14.6比第二支路的光输出面的纵侧12.5、12.6更长。

每个支路都具有两个传输面，它们限定了在每个支路的光输入面和光输出面之间延伸的光导体容积，它们自身由光输出面的纵侧限定，并且在光导体中传播的光线在它们上经历全内反射。

图3示出了第一支路12的传输面12.7，它由第一支路的光输出面的纵侧12.6限定。由其它纵侧12.5限定的其它传输面在图3中通过光导体支路12遮盖。传输面是光导体的边界面，全内反射在该边界面上发生。

图3还示出了第二支路14的传输面14.7，它由第二支路的光输出面的纵侧14.6限定。由其它纵侧14.5限定的其它传输面在图3中通过光导体支路14遮盖。

这些传输面与各光导体的其它传输面的不同之处在于，它们由支路的光输出面的纵侧限定，其中传输面分别由纵侧面限定。两个支路的其它传输面分别通过各支路的窄侧限定。

第一支路的光输出面12.2在光程中后置地配备有输出光学面12a。类似地，第二支路14的光输出面14.2在光程中后置地配备有输出光学面14a。这些输出光学面分别枕头状凸起地从支路12、14拱离。因此，从支路12、14的光输出面中输出的光线在次级光学单元的方向上束集起来(参照图9)。雾灯光束通过输出光学面优选从次级光学单元旁边偏转经过，该雾灯光束在从一个支路的光输出面中输出时与主射出方向具有不期望的大的角度，并且该雾灯光束借助该角度可能更容易在车道上例如引起不期望的明亮的格栅结构。这还实现了，避免不期望地散射地照亮射出光分布的黑暗区域。

输出光学面可指边界面，即它可指支路的光输出面，或者可指由所属的支路隔开的输出光学单元的光输出面。这些支路和输出光学单元由透明材料构成，如玻璃或PMMA或PC。

光导体支路12、14的特征尤其在于，这些传输面具有带方向分量的表面法线，与支路的两个窄侧中的第二个相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一个，其中这一点适用于传输面的所有点中的多个，通过所属的光输入面耦合的光线射到该传输面上。

这一点在下面参照附图进行详细阐述，它在质量上描述了图3的结构10的平行于光输出面12.2和12.4的剖面。

图4详细地示出了结构10的横截面，其中该横截面由第一支路12和第二支路14的横截面组合而成。

第一支路12的横截面通过传输面12.7、12.8、12.9和12.10限定，它们在图4中作为切割边缘展示出来。传输面12.7是由纵侧12.6限定的传输面。传输面12.8是由纵侧12.5限定的传输面。传输面12.9是由窄侧12.3限定的传输面。传输面12.10是由窄侧12.4限定的传输面。

由第二支路12的光输出面的纵侧12.6和12.5限定的传输面12.7和12.9具有表面法线。图4示出了传输面12.7的表面法线12.7n以及传输面12.8的表面法线12.8n。

这两个表面法线具有方向分量15，与支路12的两个窄侧中的第二个窄侧12.4相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一个窄侧12.3。因此在图4中得出，方向分量15指向传输面12.9，该传输面由窄侧12.3限定。该窄侧12.3因此是第一窄侧。

相反，方向分量15背向传输面12.10，该传输面由窄侧12.4限定。该窄侧12.4因此是第二窄侧。

第二支路14的横截面由传输面14.7、14.8、14.9和14.10限定，它们在图4中作为切割边缘展示出来。传输面14.7是由纵侧14.6限定的传输面。传输面14.8是由纵侧14.5限定的传输面。传输面14.9是由窄侧14.3限定的传输面。传输面14.10是由窄侧14.4限定的传输面。

由第二支路12的光输出面的纵侧14.6和14.5限定的传输面14.7和14.8具有表面法线。图4示出了传输面14.7的表面法线14.7n以及传输面14.8的表面法线14.8n。

这两个表面法线同样具有方向分量15，与支路14的两个窄侧中的第二个窄侧相比，所述方向分量更多地指向支路14的两个窄侧中的第一个窄侧。因此在图4中得出，该方向分量15指向传输面14.10，该传输面由窄侧14.3限定。该窄侧14.3因此是第一窄侧。相反，该方向分量背向传输面14.10，该传输面由窄侧14.4限定。该窄侧14.4因此是第二窄侧。

这些支路12、14以及它们的光输入面这样构成，即参照图4所示的相互关联适用于传输面的所有点中的多个，通过所属的光输入面耦合的光线射到该传输面上。

在所示的结构10中，直接相邻的且相互平行的窄侧12.4和14.3是第一支路12的第二窄侧12.4和第二支路14的第一窄侧14.3。

至少对于第二支路14的所述侧面传输面的多个点(优选指所有点)来说应该适用的是，表面法线14.7具有方向分量15，与支路14的两个窄侧中的第二个窄侧14.4相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一个窄侧14.3。

在支路12的情况下，至少对于第一支路12的所述侧面传输面的多个点(优选指所有点)来说应该也适用的是，第一支路的表面法线12.7、12.9同样具有这样的方向分量，与支路12的窄侧中的第二个窄侧12.4相比，所述方向分量更多地指向支路12的两个窄侧中的第一个窄侧12.3。

第一上方的支路12和第二下方的支路14的横截面之间的重要区别在于，在第二支路14情况下窄侧的宽度差大于第一支路12情况下的宽度差。另一区别在于，在第一支路12的情况下支路的窄侧相互之间的间距小于第二支路14情况下的间距。这一点优选适用于支路12、14的每对横截面，其中一对横截面与其光输入面和/或光输出面具有相同的间距。

这两个区别的作用是，与第一支路12的表面法线朝第一支路12的较宽窄侧的指向相比，使第二支路14的表面法线更陡地指向第二支路14的较宽窄侧14.9。因此，在第二支路14中传播的光线相对更强地集中在第二支路的较宽窄侧的附近。相反，在第一支路12中传播的光线相对没那么强地集中在第一支路12的较宽窄侧的附近。

这些传输面12.7、12.8、14.7、14.8在所示的构造方案中由直线限定。这些边界线在其它构造方案中弯曲地延伸，因此传输面的形状并不局限于平坦的平面。这些平面也可凸出或凹下地拱起。但重要的是，遵守所述用于表面法线的条件。图4中位于上方和下方的传输面12.9、12.10、14.9、14.10优选是平坦的平面，它们在俯视图中具有梯形形状，其中较宽的侧面位于各支路的光输出侧上。因此，光线还能集中在光带宽度上。作为由笔直边缘限定的梯形形状的备选方案，这些纵侧也可凹下或凸起地拱起，但这些表面的宽度也应该持续地变大，其与光输入面的间距在增大并且与光输出面的间距在缩小。

这一点也相似地适用于图3的结构的所有横截面，这些横截面平行于图4所示的横截面。

因此第二支路14只为自己产生带状的光分布，其中光分布的窄侧之间的亮度与第一支路中的情况相比变化得相对更强烈。相反，第一支路只为自己产生带状的光分布，其中光分布的窄侧之间的亮度与第二支路中的情况相比变化得相对更弱。

另一区别在于，由第二支路产生的光带的长度大于由第一支路产生的光带的长度。

由于两个支路12、14之间的结构性区域，在其光输出面上产生这些不同的光分布。

在第一支路的光输出面上，在第一窄侧的附近产生亮度峰值。由于增大了与第一窄侧的间距，并且由于持续地接近第一支路的光输出面的第二窄侧，亮度一直降至一个数值，该数值优选相当于在第二支路的光输出面上在其第一窄侧41.3附近产生的数值。

由于增大了与第一窄侧14.3的间距，并且由于持续地接近第二支路的光输出面的第二窄侧，亮度慢慢地并且由于增大了与第一窄侧的间距比例过大地快速降至非常小的数值，因此产生柔软的亮度收尾(Helligkeitsauslauf)。

图5示出了由第一支路产生的光分布、由第二支路产生的光分布以及由这两个光分布组成的光分布在角度θV上的亮度或光强度的I的竖直曲线。图5a示出了由第一支路12产生的光分布。图5b示出了由第二支路14产生的光分布，图5c示出了作为单个光分布的总和产生的整体光分布。

从图5中可看到，第一支路12在约1.5度宽的相对较窄的区域上产生了显著的亮度峰值(值I)。亮度从零度开始的强烈上升相当于清晰的明暗界限。它从属于窄侧12.3。该清晰的明暗界限也在按图5c的整体光分布中产生。第一支路也在从属于第二窄侧12.4的侧面上产生同样清晰的明暗界限。但在整体光分布(图5c)中未形成该明暗界限，因为由第一支路12产生的光分布的亮度下降在该处通过由第二支路14产生的光分布的亮度上升(按图3)来平衡。由第二光导体14产生的光分布在图3中约为5度宽，并且它的亮度从其亮度峰值开始持续地朝更高的角度数值降低，并且在约6.5度时达到小得微不足道的数值。这些提到的角度数值不是随意选择的数值，而是从光带宽度、光带高度的期望数值以及所用LED的光通量中产生的。

第二光导体14产生了扩展的亮度收尾(即持续的亮度降低)，它在朝向光导体14的光输出面的窄侧方向上让人感觉不是清晰的明暗界限。在图5中，该窄侧配备有数值θV＝6.5°。

同时，第二光导体14在其光输出面的其它窄侧上产生相对清晰度受限的亮度峰值。在图5中，该窄侧配备有数值θV＝1.5°。由第一光导体12产生的更高峰值连接到该亮度峰值上。

在水平线上的明亮光带的此处所示的位置对于光模块来说是典型的，它产生了机动车前大灯的光分布的远光份额。但应理解，本发明还适合用来产生近光灯-光分布。由于在亮度峰值的这一侧上能够产生清晰的明暗界限，所以得出了这一点。

近光灯-光大灯也可根据相同的原理构成。在此，这些光带不必朝下、而是朝下收尾。此结构是这样产生的，即次级光学单元头向前地和左右颠倒地将此结构投射到前方地带中(例如测量屏幕或车道上)。

同样能够根据介绍的原理形成双功能的前大灯，其既可实现近光灯功能也可实现远光灯功能。

从图4以及所属的描述中可得出，虽然支路12和14按相同的原理构成。但它们也具有不同之处并且产生不同的效果：至少一个支路(在此是支路12)负责生成峰值，而至少另一支路(在此是支路14)负责生成收尾。

它们一起生成复合的光带，其具有高峰值以及显著的、与指数曲线类似的亮度收尾。

从由第一支路12产生的集中曲线的边缘过渡到由第二支路14产生的收尾曲线的峰值应该是无缝且不显眼的。为了尽量不显眼地从集中曲线过渡到收尾曲线，相邻的光输出面优选分别配备自己的主输出光学面，它在光程中分别设置在光输出面之后。然后，光导体的主输出光学面分别为相邻的光导体形成支路对输出光学面。光线从主输出面的边缘区域中输出并且由于它的传播方向进入支路对输出面中，该光线在此优选这样偏转，即它不会抵达次级光学单元，并且因此不会明显干扰地照亮两个单个光分布之间的过渡区域。

因此，由单个支路生成的单个光分布组接成带状的光分布，它既在曲线的形状又在期望的最大值方面相当于期望的曲线。

就光源的转换技术方面的操控而言，操控转换器优选设计得共同地驱动光带的光源。另一构造方案规定，单独地操纵该光源，因此实现了待产生的光分布的额外变化性。因此，能够将例如将产生亮度峰值的光源调暗，以便突出边缘照明，或者能够将产生边缘照明的光源调暗，以使驾驶员的注意力更明显地转到照得最亮的区域中。还可使单个光带变暗，以避免迎面车流的眩目，该迎面车流在光束内正好停留在相关的光带中。

在LED-光通量加倍时(例如每对支路从80Lm加至160Lm)，本发明尤其允许进行曲线-测定，其中曲线的所有亮度值都同样加倍。

图6在透视图中示出了主光学单元20的实施例，其具有多个支路支路对的结构，在该透视图中尤其可看到光输入面22、24。

当符合规定地应用在机动车的光模块中时，该支路对并排地设置在水平方向H上，并且该支路对中的支路在竖直方向V上重叠设置。上列由第一支路12构成。下列由第二支路14构成。第一支路12和第二支路14一起构成按图3的结构，它一起产生光分布的光带。此处六个并排安放的支路对在侧面(沿着水平线H)以这样的间距相互设置，即由支路对产生的带状光分布直接相邻地接触或正好交织地转向。单个支路的光输出面和/或其所属的主光学面为此优选设置得相互接触。这一点尤其优选通过将此处的6对两个支路一体化的、材料锁合地形成整个结构来实现，应理解，支路对的数量也可与6不同。

凸出的输出光学单元也可尤其优选地一起集成在该结构中。那么，无需调校步骤来把凸出的光输出面位置正确地设置在支路的光输出面之前，并且也不需要固定器件来固定位置正确的结构。这也适用于支路自身，如果在位置正确的结构中一体化地实现时，这些支路相互固定在一体化的结构中。

在图6所示的构造方案中，第一支路12具有多角(例如8个角)的光输入面，它比活跃、发出光线的LED面略大并且不是直角的。

第一支路12优选具有横截面，如果观察图4的参考标记，则在该横截面中第一支路12的上传输面12.9具有大概相同的宽度，如同在横截面轮廓的中心在上传输面12.9和下传输面12.10的一半间距上出现的一样。相反，下侧面12.10优选略窄，因此在图4中用参考标记12.7和12.8表示的传输面的下半部分形成了放置在顶上的顶盖轮廓(梯形)。这一点在图4中以虚线形式示出。该顶盖轮廓要求朝上方退耦边缘形成集中。因为安放在顶上的顶尖在第一支路中不会像第二支路14中那样如此明显地显露出来(在图6中可清楚地看到形状)，所以在上方支路12中不会形成明显下降的亮度收尾。

每个支路12和14的光输出面都大于各支路的光输入面22。这是重要的前提条件，因此支路能够把聚集效果施加到耦合的光通量上。当与所用的成像的次级光学单元的焦距相结合时，该横截面(像素)投射到车道上。

该投影的角度高度对于第一支路12来说在与之垂直的测量壁上是0.9°至1.5°，优选为约1°。

如果现在观察图6中的第二支路，则可注意到，它的光输入面24成形得与第一支路12的光输入面22不同。第二支路14的光输入面是多角形的。这些第二支路能够具有与第一支路12一样的侧面数量。但重要的是，第二支路在竖直方向上在比第一支路12更大的角度范围内延伸。这一点至少适用于支路的光输出面附近，但优选适用于支路的整个长度。因此，第二支路14的这样成形的、安放在顶部上的顶盖轮廓朝下变尖(还与图4比较)。在LED的视线上看，在耦合之后耦合的更大一部分光通量碰到这些倾斜的侧面上，它们在图4中从属于边缘14.7和14.8。这部分的光通量偏转至支路的较宽窄侧。该较宽的窄侧优选作为平坦的表面实现。通过该偏转，在上方的窄的退耦边缘(即在支路的光输出面的较宽窄侧)上形成，并且在朝向支路14的较窄窄侧方向上形成与指数曲线类似的亮度收尾。

第二支路14的光输出面的竖直扩展部位在此明显大于第二支路12的光输出面的竖直扩展部位。相反，光输出面的水平宽度在一对支路内优选是恒定不变的。在第一支路12中，各光输出面的水平宽度比该支路的所属的光输入面的水平宽度也更大。其后果是，尤其在竖直方向上具有比水平方向明显更强烈的聚集效果。通过投影系统的次级光学单元成像的角度高度对于由第二支路14产生的光带来说优选是4°至6°，尤其优选是5°。

共同的光带高度在竖直方向上例如是1°+5.0°＝6°。该光带高度和所需的亮度值借助LED不能达到，该LED只给一个支路以及该支路中的唯一光线供能(这是商业上常见的，并因此类可供前大灯使用)，因为唯一光源(LED)的光通常是不够的。

只有每个LED的光通量都增倍时才有补救方法。但这出于物理原因是不可能实现的。如果扩展该耦合，则可将第二LED安放在相同的光导体上，但仍然不能满足所需的聚集效果，因为这些光源就退耦面而言至少定义了倍增的开启角度。

只有分开的光导体12、14(如同在特定结构中建议的一样)允许测定亮度曲线，作为光通量的函数。第二光导体14的上方边缘的亮度峰值与所属的第一支路12的下方边缘的亮度值相匹配。

借助两个LED来照亮单个的光带，其带来的后果是，与只借助一个LED的照亮效果相比，还必须排放加倍的热功率，所述热功率在LED的芯片中是自由释放的。为此已知的是以及在此还规定的是，使用冷却体。在此每个光带使用两个支路，得到了以下优点：

相对于两个LED将光线耦合到相同支路这一备选方案，在此按建议地为每个光带应用两个支路时，由于一对支路的光输入面相互具有间距，所以在两个LED之间产生了更大的间距。这简化了用来导电连接LED的电路板的配线(布线)，并且降低了局部的热负荷。这允许使用标准电路板，这对制造成本有利。

现在如果将高度不同的光导体组装在一起，则可为光带-前大灯生成主光学单元26。它具有在图7和8中所示的外观。在此，该主光学单元在此理解为支路及其所属的输出光学单元的总和，并与这些元件是否形成一体化的、材料锁合地连接的构造单元亦或由单个元件组接而成无关。

图7在前视图、即光输出面的视图中示出了光带-远光模块的主光学单元26。

在带式前大灯的水平中央需要比边缘光带更高的最大值。此外，对于中间区域来说也需要更高的光带，例如从-0.57°V增至+6°V。对于这样延展的光带来说，单个光源的光通量可能是不够的。至少两个光源必须构成E-曲线，其中一个形成竖直的窄的峰值区域，而第二个形成收尾。在所示的构造方案中，主光学单元8具有设置在中间的、由两个垂直相叠的支路构成的支路对。因此，实现了高的最大的亮度，并且达到了在竖直方向上柔和的亮度收尾。

相反，在水平方向H上在位于中间旁边的边缘区域的左边和右边，希望在水平方向上具有柔和的收尾，并因此不希望具有如中央一样高的最大亮度。

因此，在中央的左边和右边在支路对的位置上只设置单个的支路。在此尤其优选的是，在每个侧面上使用多个单个的支路，位于较外侧的单个支路的水平宽度大于位于较内侧的单个支路。

在此还优选的是，位于较外侧的单个支路的竖直高度小于位于较内侧的单个支路的竖直高度。

每个特性都可单独地看待，但尤其也可与其它特征相结合，并有助于实现水平方向上宽广的、朝侧面柔和收尾的光分布。

相反，图8在后视图、即尤其是光输入面的视图中示出了光带-远光模块的这种主光学单元26。结合图7和8尤其示出了，每个支路都分别配备有所属的输出光学单元。

图9示意性地示出了具有壳体32的机动车前大灯30，它由透明的防尘盖34遮盖，并且设置在按本发明的光模块的实施例中。该光模块指投影模块。它尤其具有主光学单元28。该主光学单元在此相当于图7和8的对象。该主光学单元的输出光学单元的光输出面以次级光学单元36的焦距为间距地在次级光学单元的光学轴线的方向上位于次级光学单元之前的光路中。该次级光学单元优选作为透镜由透明材料制成，尤其是由玻璃或塑料、PC或PMMA制成。在另一构造方案中，次级光学单元构成为由两种塑料制成的双层-消色差光学单元。次级光学单元塑造了在输出光学单元的整个光输出面上产生的内部光分布，作为前大灯前部地带中的外部光分布。主光学单元和次级光学单元作为投影模块的组成部分相互这样设置，即主光学单元使从其输出光学单元中输出的光束这样集中在次级光学单元上，使得尽可能少的光线从次级光学单元旁边经过。光线在此从LED中出来，其中优选分别在一个支路的每个光输入面之间设置LED。为了避免色彩边缘优选使用具有消色差特征的次级光学单元，散身的微结构有规律或无规律地分散在它的透镜表面上。

Claims (11)

1.一种用于机动车前大灯(30)的光模块，其具有带至少一个第一支路(12)和第二支路(14)的光导体结构(10)，其中这两个支路都具有光输入面(12.1、14.1)和光输出面(12.2、14.2)，其中该光输出面分别由两个窄侧(12.3、12.4、14.3、14.4)以及由两个纵侧(12.5、12.6、14.5、14.6)限定，其中这两个支路这样设置，即第一支路的窄侧(12.4)设置得与第二支路的光输出面的窄侧(14.3)平行并且直接邻接，其中这两个支路的光输出面的窄侧是同样长的，而第二支路的光输出面的纵侧比第一支路的光输出面的纵侧更长，并且其中每个支路都具有两个传输面(12.7、12.8、14.7、14.8)，它们限定了在每个支路的光输入面和光输出面之间延伸的光导体容积，在光导体中传播的光线在它们上面经历全内反射，并且它们由该支路的光输出面的纵侧限定，其特征在于，这些传输面具有表面法线(12.7n、12.8n、14.7n、14.8n)，这些表面法线具有方向分量，与支路的两个窄侧中的第二个窄侧(12.4、14.4)相比，所述方向分量更多地指向支路的两个窄侧中的第一个窄侧(12.3、14.3)，其中这一点适用于传输面的所有点中的多个，通过所属的光输入面耦合的光线射到该传输面上，并且直接相邻的且相互平行的窄侧是第一支路的第二窄侧(12.4)和第二支路的第一窄侧(14.3)。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，在与光输出面(12.2、14.2)平行且等距离处分别在第一支路(12)和第二支路(14)中截取横截面，与第一支路(12)的第一窄侧(12.3)和第二窄侧(12.4)之间的在光输出面以及所截取的横截面中形成的宽度差相比，第二支路(14)的第一窄侧(14.3)和第二窄侧(14.4)之间的在光输出面以及所截取的横截面中形成的宽度差更大。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，在第一支路(12)的情况下支路的窄侧相互之间的间距小于第二支路(14)情况下的间距。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的光模块，其特征在于，适用于相应的支路(12、14)的每对横截面的情况是：与第一支路(12)的第一窄侧(12.3)和第二窄侧(12.4)之间的宽度差相比，第二支路(14)的第一窄侧(14.3)和第二窄侧(14.4)之间的宽度差更大；其中，第一支路(12)的横截面与该第一支路(12)的光输入面(12.1)和/或光输出面(12.2)的间距等于第二支路(14)的横截面与该第二支路(14)的光输入面(14.1)和/或光输出面(14.2)的间距。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，其特征在于，第二支路(14)只产生带状的光分布，其中光分布的窄侧之间的亮度与第一支路的情况相比变化得相对更强烈。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，其特征在于，第一支路只为自己产生带状的光分布，其中光分布的窄侧之间的亮度比第二支路情况变化得相对更弱。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，其特征在于，第一支路(12)设计得在光带纵向方向上在相对较窄的0.9°至1.5°宽的范围内产生显著的亮度峰值。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，第一支路(12)设计得在光带纵向方向上在1°宽的范围内产生显著的亮度峰值。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，其特征在于，由第二支路(14)产生的带状光分布在带长的方向上宽4至6度，并且从其亮度峰值开始持续地朝更高的角度值降低。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的光模块，其特征在于，第一支路的光输出面(12.2)在光程中后置地配备有输出光学面(12a)，并且第二支路(14)的光输出面(14.2)在光程中后置地配备有输出光学面(14a)，其中上述输出光学面分别枕头状凸起地从所属的支路(12、14)拱离。

11.根据权利要求10所述的光模块，其特征在于，输出光学面分别指支路的光输出面，或者可指由所属的支路隔开的输出光学单元的光输出面。