CN104100902A - 用于机动车照明装置的光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车照明装置的光模块（1）。它包含：多个单独可控制的、组接成阵列（15）的光源（16），该光源用来发出光线；多个组接成主光学单元阵列（17）的主光学单元元件（18），其形式是会聚透镜，该会聚透镜分别具有光输入面（24）和光输出面（25），其中主光学单元元件（18）构造得用来聚集至少一部分从光源（16）中发出的光线，并且用来在光输出面（25）上产生中间光分布；以及用来使发出的光线作为光模块（1）的合成的总光分布（5）在机动车前方的车道上成像的次级光学单元系统（4）。为了改善光模块（1），建议，该次级光学单元系统（4）在会聚透镜（18）的光输出面（25）的至少一个上聚焦，以使中间光分布在机动车前方的车道上成像，作为光模块（1）的合成的总光分布（5）。

Description

用于机动车照明装置的光模块
技术领域
本发明涉及一种机动车照明装置的光模块。光模块包含光源结构、多个主光学单元元件和次级光学单元系统，该光源结构具有：多个单独可控制的、组接成阵列的光源，该光源用来发出光线；多个以会聚透镜形式的主光学单元元件组接成主光学单元阵列，该会聚透镜分别具有光输入面和光输出面，并且该次级光学单元系统用来使发出的光线作为合成的总光分布在机动车前方的车道上成像。主光学单元元件构造得用来聚集至少一部分从光源中发出的光线，并且用来在光输出面上产生中间光分布。此外，本发明还涉及一种具有一个或多个这种光模块的照明装置。
背景技术
从现有技术中已知不同的方案，借助专门的光模块（其构成为投影系统）无调节马达地实现无炫目的远光。在此，借助主光学阵列由许多半导体光源（例如LED）产生中间图像，它们通过透镜系统投射到机动车前方的车道上，以便产生光模块的合成的光分布。例如从DE2008013603A1中已知相应的光模块。
因为在目前的投影模块中不仅产生明暗界限，而且产生暗明界限，也就是说还不能确定应该照亮哪些车道侧面，所以由于单透镜的投影系统的颜色错误只能受限制地应用它。为了解决该问题，例如由DE102010029176A1已知，应用消色差的、双透镜的系统。
通过应用反射器作为次级光学单元或投影单元，能够在透镜系统中绕开有色像差的问题。反射器系统与透镜透镜相比是有优势的，因为它没有色差并且能够简单且成本低廉地制成，尤其当需要大的光学表面时，不会由于菲涅耳反射引起漫射光。相反在反射器系统中的缺点是，在数字表示的孔径较大时会出现孔径错误，也就是说，不同的反射器区域具有不同的放大情况。此外，在反射器系统中对于远轴光线来说还会出现偏差（所谓的彗差）。正方形的光源不是呈现出正方形，而是呈梯形或蘑菇状变形，其中图像的大小、位置和定向都明显地取决于光源在目标场中的位置。由多个半导体光源构成的系统应该产生多个笔直的、界限清晰的光分布，其具有单个明暗界限的定义的位置，但是原则上必须具有成像的特性。光模块的相应总光分布必须由相同大小和相同定向的光源图像构成或组合而成。
此外，已知的矩阵-远光模式（通常是单芯片LED、尤其是SMD（表面贴装器件）-LED）与主光学单元阵列结合起来。主光学单元阵列在光学单元阵列的主光学单元元件的光输出面上产生中间图像，然后它们通过在光程中后置的次级光学单元投射到车道上。中间图像（所谓的像素）的表面受LED之间的间距影响相当大，这需要焦距非常大的投影透镜。合成的光模块因此构造得相当大，这对于在机动车中的应用来说是不利的，因为在这里只有相当受限的安装空间用于光模块以及装配光模块的照明装置。
除了这两个已提到的文献以外，还参照现有技术的以下文献：DE102008005488AI、DE102007052742A1、DE102009053581B3、DE102010023360A1、EP2045515A1、EP2388512A2、US6,758,582B1和US7,055,991B2。
发明内容
在所述现有技术的基础上提出本发明的目的，即如下地构造和改进光模块，该光模块用来从矩阵设置的光源的光线中产生合成的总光分布，使得能够达到尤其均匀的总光分布。在此应该把紧凑的构造尺寸和光模块的短的安装长度保持在特定值。此外，通过不同光源的转换（有针对性的接通和关闭），能够在主光学单元元件的光输出面上在不同的相互邻接的中间光分布之间转换，以便能以简单的方式获得无炫目的远光，作为合成的总光分布。在此，一个或多个中间光分布的投影有针对性地从总光分布的区域中提取出来，其它的交通参与者位于该区域中。
按本发明，此目的通过机动车照明装置的光模块得以解决，该光模块具有专利权利要求1的所有特征。特别地在前述类型的光模块的基础上建议，次级光学单元系统在会聚透镜的光输出面的至少一个上聚焦，以使中间光分布在机动车前方的车道上成像，作为光模块的合成的总光分布。
该光模块包含多个组接成主光学单元阵列的主光学单元元件，该主光学单元元件分别具有光输入面和光输出面。主光学单元元件构造得用来聚集至少一部分从光源中发出的光线，并且用来在光输出面上产生中间光分布。该次级光学单元系统在光输出面的至少一个上聚焦，以使中间光分布在机动车前方的车道上成像，作为光模块的合成的总光分布。可考虑的是，次级光学单元不是只具有一个焦点，而是具有多个焦点，其中这些焦点中的多个能够在光输出面中的多个上聚焦。不必要的是（并且在实践中也很难实现），次级光学单元的这个或这些焦点在所有主光学单元元件的输出面上聚焦。
即，光模块包含半导体光源阵列和主光学单元阵列，其中在光学单元阵列的光输出面上产生的中间光分布由次级光学单元系统投射到车道上。即，不是光源的影像、而仅仅是照亮的表面投射到车道上。光源阵列与主光学单元阵列的组合在下面也称为备用光源阵列。光源和从属于该光源的主光学单元元件也称为备用光源，其中多个备用光源能够直接并排地或重叠地设置成阵列。在此，在一行或多行中并排设置的主光学单元元件构成主光学单元阵列。因为主光学单元元件通常大于各从属于主光学单元元件的光源，所以在备用光源阵列中在单个的光源之间产生了相对较大的间距。
与常规的投影系统相反，在按本发明的光模块中会聚透镜在次级光学单元的目标侧的匹兹瓦面中不会产生光源的影像。在按本发明的光模块中，仅照亮会聚透镜的光输出面。次级光学单元在这些照亮的表面的一个或多个上聚焦。会聚透镜阵列在光输出面上具有均匀的光密度，其无最大值。这尤其适用于与明暗界限或像素界限垂直的剖面中的光分布。次级光学单元在主光学阵列的输出光瞳上聚焦。
有利的是，与常规的投影系统不同的是，在按本发明的光模块中光模块的成型（即像素的竖直和/或水平走向）为了实现光模块的总光分布至少部分地通过次级光学单元来实现。优选地，光分布的成型完全地或几乎完全地通过次级光学单元来实现。这一点尤其可在形式为会聚透镜阵列的主光学单元阵列中实现，因为在此在主光学单元的输出光瞳中不会产生值得一提的照明亮度差异。在此，光的造型能够几乎完全通过例如环面的次级光学单元来实现。
这些光源有利地构成为半导体光源，尤其构成为LED-光源、LED-阵列、单芯片LED或SMD-LED。
次级光学单元可按本发明的不同的优选实施例如下地构成：
1.构成为抛物面反射器，尤其构成为磨成小平面的抛物面反射器；
2.构成为会聚透镜，尤其构成为磨成小平面的消球差的会聚透镜；
3.构成为消色差镜头，其具有由会聚透镜（颜色分散小）和散射透镜（颜色分散大）构成的组合体；
4.构成为双曲线反射器与会聚透镜的组合体，其中会聚透镜的目标侧的焦点和双曲线反射器的图像侧的焦点是重合的；或者
5.构成为椭圆形反射器与散射透镜的组合体，其中散射透镜的目标侧的焦点和椭圆形反射器的图像侧的焦点是重合的。
主光学单元阵列可如下构成：
1.构成为会聚透镜阵列，尤其是由平凸透镜构成的阵列。具有环面透镜表面的透镜阵列是尤其有利的。
2.构成为反射器阵列，尤其具有多边形的横截面，优选具有四方形的、长方形的或三角形的反射器横截面。这些反射器面优选构成为平坦的镜面或圆柱形的双曲面。
3.构成为光导体阵列，其中单个的光导体，优选圆锥形的光导体具有从其光输入面朝其光输出面增大的横截面。这些光导体优选具有多边形的、尤其是三角形的、四边形的或正方形的横截面。光导体的光输入面有利地构成为平坦的表面，它设置得与从属于它的半导体光源的主射出方向垂直，尤其与半导体芯片的平面伸展方向平行。光导体的光输出面优选具有凸出的拱起部位。
4.构成为具有多个圆片状光导体的光导体阵列。这些光导体圆片分别具有光输入面、光输出面、反射器面和两个输送面，耦合到光导体中的光在这些输送面上借助全反射输送至光输出面。该反射器面优选设置在光输入面和光输出面之间。有利的是，这些光输入面和光输出面在与反射器面结合时形成两个聚焦线，它们遵从成像定理。这意味着，目标侧和图像侧的聚焦线之间的光学路径具有相同的光学路径长度：总和Summei（sixni）=恒定不变。
如果应用两部件或多部件组成的次级光学单元，则在射出方向上置于前面的主光学单元的图像侧的焦点与后面的次级光学单元的目标侧的焦点是重合的。这两个光学单元具有相同的光学轴线（透镜和反射器的旋转轴线）。通过具有多个依次连接的反射器或镜子的次级光学单元，可使光程折叠，因此明显地缩短光模块的结构长度。
次级光学单元的焦点优选位于备用光源阵列的光输出面上，并且使它在车道上成像。为了获得良好的成像效果，次级光学单元这样构成，即焦点和（离得较远的）像点之间的所有光学路径都是一样长的。在把反射器用作主光学单元和/或次级光学单元（抛物面反射器、双曲线反射器或椭圆反射器）时，可例如借助以下措施实现这一点：
光源阵列或备用光源阵列在形成锐角的情况下优选逆着车辆的行驶方向或与行驶方向倾斜地照到反射器中，也就是说，光程通过反射器下降成锐角。此外反射器优选这样磨成小平面，即所有小平面朝反射器的共同焦点具有大致相同的间距。与位于光学轴线侧面上的小平面内部棱角相比，所有背向光模块的光学轴线（旋转轴线）的小平面棱角朝共同的反射器焦点具有更大的间距。这些小平面棱角优选垂直于合成的总光分布的明暗界限（例如在带状远光中竖直的明暗界限→水平的小平面棱角）。还有利的是围绕着光学轴线设置的圆形状的反射器小平面。
它遵循具有光源、主光学单元和次级光学单元的不同组合的布局。所有这些应该是本发明对象的组合都通过X表示。那些出于技术角度和可达到的效果方面表示为同样有吸引力的解决方案的组合用X'表示。
附图说明
本发明的其它特征和优点将参照附图从以下说明中得出。在此，按本发明的光模块具有借助不同实施例进行说明的特征和优点，并且还分别单独地或者以任意的其它组合方式在实施例中进行阐述。其中：
图1示出了按第一实施例的按本发明的光模块；
图2示出了应用在按优选实施例的按本发明的光模块中的光源；
图3示出了应用在按优选实施例的按本发明的光模块中的备用光源；
图4a-4d示出了按图3的备用光源的不同视图；
图5a-5d示出了应用在备选光模块中的备选的备用光源的不同视图；
图6a-6d示出了应用在备选光模块中的备选的备用光源的不同视图；
图7a-7d示出了应用在备选光模块中的备选的备用光源的不同视图；
图8a-8b示出了图7a-7d所示备用光源的类型的侧视图和俯视图；
图9示出了图8a的截面，其具有示例性标出的光走向；
图10示出了按优选实施例的按本发明的光模块的侧视图，其具有示例性标出的光走向；
图11示出了按优选实施例的按本发明的光模块的侧视图，其具有示例性标出的光走向；
图12示出了按优选实施例的按本发明的光模块的侧视图，其具有示例性标出的光走向；
图13示出了按优选实施例的按本发明的光模块的侧视图，其具有示例性标出的光走向；
图14示出了按优选实施例的按本发明的光模块的侧视图，其具有示例性标出的光走向；以及
图15示出了备用光源结构的截面，其用来应用在按本发明的光模块中。
具体实施方式
本发明涉及一种光模块，它在这些附图中整体上用参考标记1标出。光模块1设置得用来安装在机动车的照明装置（未示出）中。照明装置优选构成为机动车前大灯。但它也可构成为机动车发光体。它通常具有带光输出孔的壳体，该光输出孔借助透明的防尘盖封闭。该光模块1能够刚性或可活动地设置在壳体中。通过1光模块相对于壳体运动，能够调节照明距离和/或实现转向灯功能。多个按本发明的光模块1能够设置在壳体中。但还可考虑的是，按本发明的光模块1与其它未按本发明构成的光模块一起设置在壳体中。
按本发明的光模块1包含光源结构15（参照图2）和共同的次级光学单元4，该光源结构具有至少两个优选构成为半导体光源的光源16。
光模块1额外地包含带多个主光学单元元件18的主光学单元阵列17，它们将由光源16发出的光线束集起来。在这种情况下，光源结构也称为备用光源阵列2。在主光学单元元件18的光输出面25（参照图3）上产生了中间光分布，次级光学单元4使该中间光分布成像，以便在车辆前方的车道上产生光模块1的合成的总光分布5。
次级光学单元4优选在备用光源阵列2或主光学单元元件18的光输出面25上聚焦。在光模块1中，由光源在主光学阵列17的光输出面25上产生的中间光分布优选这样彼此组合，即单个光分布6'至少局部地重叠或相加，并因此形成光模块1的合成的总光分布5。该总光分布5例如是所谓的无炫目的远光。在按本发明的光模块1中，只有主光学单元元件18的光输出面25（即照亮的表面）上的中间光分布、而不是光源16的影像由次级光学单元4在车道上成像。为此目的，次级光学单元4不在光源16的影像上聚焦，而是在主光学单元元件18的光输出面25上聚焦。
图15示出了备用光源结构2的截面，其用来应用在按本发明的光模块1中。它示例性地示出为形式为LED芯片的多个半导体光源16中的一个。在朝向LED芯片16的光输出方向中，示例性地示出了会聚透镜阵列17的多个会聚透镜18中的一个。透镜阵列17的分布用T标出。该分布T相当于单个会聚透镜的宽度以及相邻的LED芯片16的中间点的间距。借助BLED来表示LED芯片16的棱角长度。虚拟的LED芯片用16'表示。虚拟的LED芯片16'的棱角长度用B'LED表示。会聚透镜18的目标侧的焦点用F表示，而透镜18的焦点用H表示。透镜的主点H定义为透镜主面与光学轴线的交点。按本发明的光模块1的次级光学单元4优选在会聚透镜18中的一个的主点H上聚焦，优选在位于光模块1的光学轴线7的附近的会聚透镜18的主点上聚焦。参考标记f表示透镜18的焦距，而SF是透镜18的截距。LED芯片16和会聚透镜18的光输入面之间的间距用S1表示，而虚拟的芯片图像16’和透镜18的光输入面之间的间距用S2表示。
LED芯片16位于透镜18和目标侧的焦点F之间。LED芯片16通过透镜18如此扩大，使得芯片的（直立的）虚拟图像16'（在目标侧的透镜焦点F之前的光输出方向上）约等于透镜18，即B'LED≈T。对于提到的变量来说近似适用于以下关系：
S F - S 1 S F ≈ B LED T ≈ B LED B ′ LED
0.1mm≤S1≤2mm
1xBLED≤T≤4XBLED
透镜阵列17的会聚透镜18不是用来产生光源16的真实中间图像，而只是用来在会聚透镜18的光输出侧25上形成照亮的表面。这些光源16这样设置在透镜18的光输入面和透镜18的目标侧的焦点F之间，即光源16的边缘位于从焦点F至透镜边缘的几何连接处上。光源16的射出面设置得垂直于透镜18的光学轴线。因此产生了透镜18的非常均匀的照亮，并且在透镜18的光输出面25上产生了尤其均质的光分布（所谓的中间光分布）。该中间光分布通过次级光学单元结构4成像，以便在车辆前方的车道上产生光模块1的合成的总光分布。阵列17的单个透镜18的光学轴线都在平面中延伸，它们优选相互平行地延伸。次级光学单元4的轴线在面向主光学单元17的侧面上平行于至少一个透镜18的轴线。
图1示出了按本发明的光模块1的第一实施例。光模块1具有多个单独可控制的、组接成阵列的半导体光源16（参照图2），其用来发射光线。在所示的例子中，多个LED16并排地设置成一列。当然，这些LED16还能相互呈矩阵地设置成多列。每个半导体光源16都配备有主光学单元元件18（参照图3），其构造得用来聚集至少一部分从光源16中发出的光线，并且用来在光输出面25上产生中间光分布。主光学单元元件18组接成主光学单元阵列17。主光学单元元件18优选构成为会聚透镜，会聚透镜组接成会聚透镜阵列。主光学单元阵列17或者说单个的主光学单元元件18也可称为附加光学单元。中间光分布在主光学单元元件18的光输出面上产生。中间光分布由次级光学单元系统4在机动车前方的车道上作为单个光分布6'成像，以便产生光模块1的合成的总光分布5。由半导体光源-阵列15与主光学单元阵列17构成的组合在下面也称为备用光源阵列2。为了在热量方面实现稳定，尤其为了散发半导体光源16运行期间产生的废热，半导体光源16直接或间接地通过电路板19或类似物体设置在冷却体3上。
次级光学单元系统4在所示的例子中构成为水平地磨成小平面的反射器，特别是抛物面反射器。也就是说，反射器4在竖直剖面中包含多个相叠的小平面。次级光学单元系统4在主光学单元元件18或备用光源阵列2的光输出面25上聚焦。光模块1的合成的总光分布5示例性地在测量屏6上成像，该测量屏以定义的间距朝光模块1设置。总光分布5包含许多单个光分布6'，它们由备用光源阵列2的单个元件16、18与次级光学单元系统4共同作用产生。
此外，在图1中标出了光模块1的光学轴线7。矢状面8具有基本上水平的表面延伸，并且包含光学轴线7。子午线面9具有基本上竖直的表面延伸，并且同样包含光学轴线7。矢状面8和测量屏6之间的交线构成水平线HH10，并且子午线面9和测量屏6之间的交线构成竖直线线VV11。光学轴线7延伸穿过水平线10和竖直线11的交点HV。明显可看到，该合成的总光分布5既在水平线10下方、也在水平线10的上方延伸。总光分布5可例如指所谓的矩阵-远光或所谓的带状-远光或它们的一部分。但是，总光分布5也可构成远光的尤其被照亮的中间区域（远光点）。
磨成小平面的抛物面反射器4的焦点在图1中用参考标记12表示。该焦点12位于备用光源阵列2的光输出面25上或主光学阵列17的光输出面25上，尤其位于备用光源阵列2的面中心主要光束的光程用参考标记13表示，而辅助光束的光程用参考标记14表示。通过变形和可能的偏转，且通过从属于光源16的主光学单元元件18以及通过在次级光学单元系统4上的偏转，来从光源16中的一个的基本上在主射出方向29（参照图8a-8b）上发出的光束中产生主要光束13。辅助光束14相应地通过朝主射出方向29倾斜发出的光束29’来产生。
图2示出了按本发明的光模块1的光源阵列15的扩大视图，它包含多个（在所示实施例中是五个）并排地呈直线设置的LED芯片16。当然，这些单个光源16还能以不同于图2的方式进行设置，例如矩阵状地以多列和多栏的方式设置。此外，光源阵列15还可具有数量不同于图2的单个光源16。此外还可考虑的是，光源16以弧线或其它任意的形状设置，来代替直线布局。
在图3的实施例中，光源结构包含光源阵列15和主光学单元阵列17。光源阵列15具有多个SMD（表面贴装装置）-LED16，它们在所示的实施例中直接并排地成直线设置。主光学单元阵列17包含多个（在所示实施例中是五个）并排设置的会聚透镜18。光源阵列15的LED16设置在共同的平面（尤其共同的电路板19）上并且接触。光源阵列15和主光学阵列7的组合体构成备用光源阵列2。每个主光学单元元件18都配备有至少一个光源16。每个主光学单元元件18都优选正好配备一个光源16。会聚透镜18在会聚透镜阵列17中的布局因此相当于光源16在光源阵列15中的布局。主光学单元元件18的光输出面25优选直接邻接。因为在图3的实施例中主光学单元元件18大于从属于它的LED芯片或SMD-LED16，并且在备用光源阵列2中在单个半导体光源16之间产生间距。
图4a-4d在不同的视图中示出了图3的备用光源阵列2。这些单个的主光学单元元件18在此构成为平凸状的会聚透镜。在这种情况下，主光学单元阵列17是透镜阵列，它优选由平凸透镜构成。透镜阵列17由有机或无机玻璃构成，或由硅橡胶（LSR，液体硅橡胶）构成。有机玻璃例如是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、环烯烃共聚合物（COC）、环烯烃聚合物（COP）、聚碳酸酯（PC）、聚磺（PSU）或聚甲基丙烯醯亞胺（PMMI）。在所示的例子中，总共6个LED16从属于六个主光学单元元件18。所示的主光学单元17虽然包含8个主光学单元元件18，但外面的两个主光学单元元件18不配备LED16。
此外，在图4a-4d中用参考标记20标出了次级光学单元（未示出）的聚焦平面。次级光学单元4的焦点用参考标记21表示。两个相邻的单个光源16之间或两个相邻的主光学单元元件18之间的距离用T表示。在此说明了从光源16或主光学单元元件18的中心至相邻的光源16或相邻的主光学单元元件18的中心的距离T。
图5a-5d在不同的视图中示出了应用在光模块1中的备用光源阵列2的其它实施例。主光学单元元件18在此构成为反射器。它们在所示的实施例中具有正方形的横截面。单个反射器18的光输出面25无空隙地相互排列，并且借助尖锐的、笔直的棱角来界定发光的表面。每个光源16（包含至少一个LED）都优选配备有反射器元件18。如果需要，能够在反射器阵列17和光源阵列之间设置（穿孔）的隔热板22，它保护反射器阵列17的背面免受照射。隔热板22避免了反射器材料的热量过载。
该反射器18呈圆锥状地从光输入面朝光输出面25扩展。这些反射器18与光源16（参见图8a）的光学轴线23或主射出方向29垂直地优选具有三角形的、正方形的或长方形的横截面。这些反射器18尤其优选具有截顶方棱锥的几何形状。这些反射器18的反射面优选由圆柱形的双曲面体或平面镜（作为双曲面体的特殊情况）构成。该反射器阵列17由金属的、耐高温的塑料构成，尤其由热塑性塑料构成。例如聚醚醚酮、聚醚酰亚胺或聚砜这些合适的耐高温的热塑性塑料。金属喷镀（Metallisierung）优选由铝、银、铂、金、镍、铬、铜、锌构成，或者由包含这些金属中的至少一个的合金构成。该金属喷镀在安放在反射面上之后优选通过透明的涂层密封。还可在塑料体上敷上多层涂层，来代替金属喷镀。在敷上多层涂层时，多个低折射和高折射的涂层交替地组合在一起。在镜反射的金属层或多层涂层下方能够设置另一金属层，作为照射遮挡物。该金属层例如作为铜层或镍层沉积在反射器阵列17的塑料体上，并且因此构成保护，以防止由LED16的照射而引起的热负载。该金属层还能把热量传导至光输出面25的区域中的反射器边缘。该金属层优选还比反射面上的金属喷镀的镜面涂层更厚。
反射器边缘（即单个反射器元件18的光输出面25）跟随着次级光学单元4的匹兹瓦面的走向，并且因此位于凸出弯曲的罩面上（如果投影光学单元4构成为反射器），或者位于凹下弯曲的罩面上（如果该投影光学单元4构成的透镜）。
图6a-6d示出了备用光源阵列2的另一实施例，其中主光学单元元件18构成为光导体。光导体阵列17包含并排成直线设置的光导体18，它们分别朝光输出面25呈锥形扩展。这些光导体18垂直于光源16的光学轴线23或主射出方向29（参照图8a）优选具有三角形的、正方形的或长方形的横截面。在所示的实施例中，这些光导体元件18具有长方形或正方形的横截面。这些光导体18优选具有截顶方棱锥的几何形状。单个光导体元件18的光输入面优选是平坦的，并且与所属的光源16（包含至少一个LED）的芯片表面平行地延伸。
单个光导体18的光输出面25优选凸出地拱起。光导体阵列17由有机或无机玻璃构成，或由硅橡胶（LSR）构成。有机玻璃例如是PMMA、COC、COP、PC、PSU或PMMI。圆锥形光导体18的反射器边缘25跟随着次级光学单元系统4的匹兹瓦面，并且因此位于凸出弯曲的罩面上（在具有反射器的投影光学单元4中），或者位于凹下弯曲的罩面上（在具有透镜的该投影光学单元4中）。
在图7a-7d的实施例中，备用光源阵列2包含主光学单元阵列17，它由多个圆盘状的光导体18组装而成。单个光导体18分别具有光输入面24、光输出面25、反射器面26以及两个输送面27，这些光输入面和光输出面24、25在与反射器面26结合时形成两个聚焦线，它们遵从成像定理：目标侧和图像侧的聚焦线30a、30b之间的光学路径具有相同的光学路径长度→Summei（sixni）=恒定不变（参见图9）。图像侧的聚焦线30a位于光导体18的光输出面25上。该光导体18的侧面的输送面27总是朝光输出面25扩展（参见图7c）。该反射器面是规则曲面。光导体18的光输入面24优选是平坦的，并且与所属的LED-光源16的芯片表面平行地延伸。但还可考虑的是，光输入面24相对于LED16的芯片面略微倾斜，从而这两个表面构成圆锥形的气隙，该气隙优选朝光导体18的后方棱角扩展。背向光输出侧25的棱角称为后方棱角。光导体18的光输出面25略微拱起，尤其凸出地拱起。圆盘形光导体18的光输出面25跟随着次级光学单元系统4的匹兹瓦面20a，并且因此位于凸出弯曲的罩面上（在具有反射器的次级光学单元4中），或者位于凹下弯曲的罩面上（在具有透镜的该次级光学单元4中）。具有光导体圆片18的阵列17由有机或无机玻璃构成，或由硅橡胶（LSR）构成。有机玻璃例如是PMMA、COC、COP、PC、PSU或PMMI。
在图8a-8b中光源16的主射出方向代表光源阵列15的所有光源16，该主射出方向用参考标记29标出。主射出方向29与光源16的光学轴线重合。借助参考标记30来表示光导体18的聚焦线。
如同借助图9可清楚看到的一样，该圆盘状的光导体18这样构成，即在光导体18的两个聚焦线（图像侧的聚焦线30a和目标侧的聚焦线30b）之间产生相同的光学路径长度：Summei（sixni）=对于所有光学路径来说都是恒定不变的，其中的ni是穿过的不同介质的折射指数（n1=空气的1，并且n2、n3是光导体18的折射指数）。图9示范性地示出了三个光学路径：s、s'和s”。图像侧的聚焦线30a位于光导体18的光输出面25上，而目标侧的聚焦线30b在所属的LED芯片16的光输出面上聚焦。
图10至14在剖面中示出了按本发明的光模块的不同实施例。次级光学单元4的光学表面的放大部分具有第一目标侧的焦点和无穷处的共同的图像侧的焦点。次级光学单元4因此在无穷处产生了备用光源结构2或其光输出面25的影像。次级光学单元系统4例如能够包含抛物面镜、尤其是磨成小平面的抛物面镜（参照图1和13），其焦点31位于主光学阵列17的光输出面25上。该抛物面反射器4这样磨成小平面，即所有的小平面朝共同的焦点31具有大致相同的间距。与位于光学轴线7侧面上的小平面内部棱角相比，所有背向光模块1的光学轴线（旋转轴线）7的小平面棱角朝共同的反射器焦点31具有更大的间距。这些小平面棱角优选垂直于光分布5的明暗界限（即，竖直的明暗界限在带状远光中→水平的小平面棱角），如同图1所示。这些小平面棱角也可以是圆环形的，并且在反射器4、4‘的光学轴线7（旋转轴线）周围同心地延伸。
按本发明的光模块1的次级光学单元系统4还可包含会聚透镜，它们在主光学单元元件18的光输出面25上聚焦。会聚透镜可构成为环面的（像散性的）会聚透镜，它在子午线剖面和矢状剖面8、9中具有不同的折射力。该会聚透镜也可构成为像散性的会聚透镜。最后，次级光学单元系统4还可具有修正颜色的、双透镜的系统（消色差镜头）：颜色分散小的会聚透镜和和颜色分散大的散射透镜。
在按本发明的光模块1的图10所示的实施例中，次级光学单元系统4包含形式为双曲面体4'或平面镜（作为双曲面体的特殊情况）的反射器，其具有设置在它后面的反射器，其形式是抛物面体4”、尤其是磨成小平面的抛物面体。双曲面体4'的目标侧的焦点21位于备用光源阵列2的光输出面25上，并且构成整个次级光学单元系统4的目标侧的焦点。双曲面体4'的图像侧的焦点21'与抛物面体4”的焦点重合，并且标出了备用光源阵列2的光输出面25的虚拟的中间图像2'的位置。
在图10中示出了具有双部件的次级光学单元系统4的光模块1，其由平面镜4'和旋转抛物面4”构成。该合成的次级光学单元系统4具有光学轴线32（旋转轴线）。该抛物面休4”在备用光源阵列2的光输出面25的虚拟图像2'上聚焦，尤其在备用光源阵列2的光输出面25的面中心上。
在图11的实施例中，同样设置有两部件的次级光学单元系统4，其具有两个反射器4'、4”。次级光学单元系统4的第一反射器4'构成为凹下（会聚的）双曲面体。因此与图10的实施例相比，产生了备用光源12的更大的虚拟图像。此外在图11中双曲面体4'的目标侧的焦点21是整个次级光学单元4的目标侧的焦点。双曲面体4'的图像侧的焦点21'与抛物面体4”的焦点重合，并且标出了备用光源阵列2的光输出面25的虚拟的中间图像2'的位置。
在图12的实施例中，次级光学单元系统4同样构成为多部件组成的，尤其是双部件的。光模块1包含凸出的（散射的）双曲面体4”'和抛物面休4”。该合成的次级光学单元系统4具有光学轴线32（旋转轴线）。双曲面镜4”'的图像侧的焦点21’与抛物面体4”的焦点重合。该抛物面休4”在备用光源阵列2的光输出面25的缩小的虚拟图像2'上聚焦。
因此按图10至12的本实施例，次级光学单元系统4由两个反射器构成，它们不是以圆锥曲线为基础并且不会提供备用光源阵列2的光输出面25的清晰的、未受破坏的中间图像2'。次级光学单元系统4只使照亮的表面25在车道上成像。该光学系统1具有目标侧和图像侧的焦点，其中图像侧的焦点处于无穷处。这两个焦点之间可找到相同的光学路径长度（Si的总和=恒定不变）。
双曲面反射器4、4”'也可磨成小平面。在双曲面反射器4、4”'中，目标侧的焦点21的图像21’不在无穷处。因此，反射器小平面的布局可能与球面不同。这些小平面优选这样设置，即朝目标侧和图像侧的焦点（双曲面：虚拟图像）的各间距对于所有反射器小平面来说都具有尽可能相同的比例，因此对于所有反射器区来说达到了尽量相同的成像尺度。
按本发明的光模块1的实施例（图13），次级光学单元系统4具有双曲面反射器4'和在光程中设置在它后面的会聚透镜4””。双曲面反射器4’优选构成为水平地磨成小平面的双曲面体。会聚透镜4””的目标侧的焦点32和双曲线反射器4'的图像侧（虚拟的）的焦点重合在一起。反射器4'的目标侧的焦点用参考标记31表示，并且位于备用光源结构2的光输出面25或其面中心上。
最后按图14的另一实施例，还可能的是，次级光学单元系统4具有椭圆形反射器4””'和设置在后面的散射透镜4”””。椭圆形镜4””'的图像侧的焦点32与散射透镜4”””的虚拟的目标侧的焦点重合在一起。椭圆形反射器4””'的目标侧的焦点31位于备用光源结构2的光输出面25或其面中心上。散射透镜4”””在备用光源阵列2的扩大的图像2'上聚焦。
椭圆形反射器4””'优选构成为磨成小平面的椭圆形，其尤其具有水平的小平面。在椭圆形反射器4””'中，目标侧的焦点31的图像32不在无穷处。因此，反射器小平面的布局与球面不同。这些小平面优选这样设置，即朝目标侧和图像侧的焦点（椭圆：真实图像）的各间距对于所有反射器小平面来说都具有尽可能相同的比例，因此对于所有反射器区来说达到了尽量相同的成像尺度。该次级光学单元系统4具有共同光学轴线7。它由多个镜子和/或棱镜构成，它们不会提供备用光源阵列2的清晰的、未受破坏的中间图像2'，但它们整体上具有目标侧的焦点31，它在图像侧的焦点中在无穷处成像。该光学系统1遵守成像定理，根据该定理两个焦点之间的所有光学路径都是等长的：Summei（sixni）=恒定不变，其中si分别指光程i的路径，ni是经过的不同的介质的折射指数（n1=n2=n4=用于空气的1；n3≠1相当于透镜4”””的材料）。图14示范性地示出了三个光学路径：s、s'和s”。
在按本发明的光模块中原本考虑，通过有针对性使单个光源16或一组光源16生效或失效，并且在照明装置中没有机械可活动的部件，来实现动态的转向灯、局部远光、标志灯等作为合成的总光分布5。
但还可考虑的是，为了产生动态的转向灯、局部远光、标志灯作为合成的总光分布5，或者可选地为了调节光模块1的明暗界限，除了有针对性地使光源16生效或失效以外，还备选或附加的是，由光源阵列15、主光学单元阵列17和次级光学单元系统4构成的光模块1能够驱动地围绕着竖直的和/或水平的轴线相对于照明装置的壳体摆动，光模块1设置在该照明装置中。因此，例如动态的转向灯能够摆到曲线中。局部远光具有远光光分布，从中有针对性地将存在着其它交通参与者的特定区域分割出来。为了能够跟随其它交通参与者相对于配备有光模块1的机动车的运动，可考虑的是，光模块1围绕着竖直轴线水平地摆动，因此从远光光分布中留空的区域总是跟随其它交通参与者的当前位置。标志灯具有遮光的光分布，其带有水平的明暗界限，其中有针对性地照亮明暗界限上方的至少一个狭窄界定的区域，以便有针对性地照亮其它交通参与者或目标，并且使配备有光模块1的机动车的驾驶员的注意力集中在该其它交通参与者或目标上。还为了能够跟随其它交通参与者或目标相对于机动车的运动，并且明暗界限上方的该照亮的狭窄界定的区域总是指向其它交通参与者或目标，光模块1可构造得围绕着竖直轴线水平地摆动。为了调校竖直的明暗界限，光模块1同样能够围绕着竖直轴线水平地摆动，并且能够固定在经调校的位置中。
同样，为了调校水平的明暗界限，光模块能够围绕着水平轴线竖直地摆动，并且能够固定在经调校的位置中。那么，明暗界限的经调校的位置为了在光模块1的运行期间实施的转向灯功能和/或照明距离调节功能而构成零点。

Claims (13)

1.一种机动车照明装置的光模块（1），其包含光源结构、多个主光学单元元件（18）和次级光学单元系统（4），该光源结构具有：多个单独可控制的、组接成阵列（15）的光源（16），该光源用来发出光线；多个形式是会聚透镜的主光学单元元件组接成主光学单元阵列（17）其，该会聚透镜分别具有光输入面（24）和光输出面（25），其中主光学单元元件（18）构造得用来聚集至少一部分从光源（16）中发出的光线，并且用来在光输出面（25）上产生中间光分布，该次级光学单元系统用来使发出的光线作为光模块（1）的合成的总光分布（5）在机动车前方的车道上成像，其特征在于，这些光源（16）设置在会聚透镜（18）的光输入面（24）和会聚透镜（18）的目标侧的焦点（F）之间，并且该次级光学单元系统（4）在会聚透镜（18）的光输出面（25）的至少一个上聚焦，以使中间光分布在机动车前方的车道上成像，作为光模块（1）的合成的总光分布（5）。
2.根据权利要求1所述的光模块（1），其特征在于，光源结构的光源构成为SMD-LED和/或LED芯片（16）。
3.根据权利要求1或2所述的光模块（1），其特征在于，主光学单元元件（18）构成为平凸透镜。
4.根据上述权利要求中任一项所述的光模块（1），其特征在于，次级光学单元系统（4）具有抛物面反射器，尤其具有磨成小平面的抛物面反射器。
5.根据上述权利要求1至3中任一项所述的光模块（1），其特征在于，次级光学单元系统（4）具有会聚透镜、尤其是消球差的会聚透镜，在它里面既不会出现球面像差也不会出现彗差。
6.根据上述权利要求1至3中任一项所述的光模块（1），其特征在于，次级光学单元系统（4）具有消色差镜头，其具有由颜色分散小的会聚透镜和颜色分散大的散射透镜构成的组合体。
7.根据上述权利要求1至3中任一项所述的光模块（1），其特征在于，次级光学单元系统（4）具有双曲线反射器（4'）与会聚透镜（4”）的组合体，其中会聚透镜（4”）的目标侧的焦点（32）和双曲线反射器（4'）的图像侧的焦点是重合的。
8.根据上述权利要求1至3中任一项所述的光模块（1），其特征在于，次级光学单元系统（4'）具有椭圆形反射器与散射透镜（4”）的组合体，其中散射透镜（4”）的目标侧的焦点（33）和双曲线反射器（4'）的图像侧的焦点是重合的。
9.根据上述权利要求1至3中任一项所述的光模块（1），其特征在于，次级光学单元系统（4）具有反射器（4；4'、4”、4”'、4””），其中这些光源（16）在光模块（1）中相对于反射器这样设置和/或定向，即它们借助其主射出方向在形成锐角的情况下优选逆着机动车的行驶方向照到反射器（4；4'、4”、4”'、4””）中，并且反射器（4；4'、4”、4”'、4””）将光程通过折叠成锐角。
10.根据权利要求9所述的光模块（1），其特征在于，反射器（4；4'、4””）磨成小平面，其中所有小平面朝反射器（4；4'、4””）的共同焦点（12）具有大致相同的间距。
11.根据权利要求1所述的光模块（10），其特征在于，磨成小平面的反射器（4；4'、4””）的小平面棱角垂直于单个光分布（6'）的明暗界限进行延伸，该单个光分布是通过单个光源（16）的光线在机动车前方的车道上产生的。
12.一种机动车的照明装置，其特征在于，该照明装置具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的光模块（1）。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，该照明装置具有多个根据权利要求1至11中任一项所述的光模块（1），总光分布（5）被多个光模块（1）至少局部地重叠和/或补充，以形成照明装置的总光分布。
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