CN104114412A - 机动车的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车的照明装置(2)，包括至少一个照明模块(1)，该照明模块由至少一个光源装置(3)组成，其中，光源装置(3)包括至少一个光源(3.2)，借助至少一个光源(3.2)能发出生成行驶光分布区(FL)的光束。对此，设有一光学部件(5)，借助该光学部件能将发出的部分光束进行转向，使得能在行驶光分布区(FL)外形成至少一个光源装置(3)的图像。

Description

机动车的照明装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的机动车的照明装置。
背景技术
用于机动车的照明装置已公开。此外，该照明装置也可用作转向指示灯、制动灯、近光灯、尾灯、日行灯、前大灯等。对此，尤其是具有发光二极管(LED)的照明装置、例如所谓的LED大灯被经常使用，其中通常分为所谓的可分拆和不可分拆车辆大灯。对于可分拆车辆大灯而言使用包括多个光源的发光二极管，其中每个光源具有一光学系统，例如透镜或者反光体。由此每个光源都可以单独用于生成机动车的行驶光分布区。可分拆车辆大灯通常的光源数量为五至十个。对于不可分拆车辆大灯而言，行驶光分布区借助唯一一个光学技术系统生成。对此使用具有多个发光芯片(LED芯片)的LED作为光源。但也公开了使用具有多个芯片的发光二极管的可分拆车辆大灯。
具有多个LED芯片的发光二极管的特点是，该发光二极管不仅在因电路中断而出现所谓的开路负载时而且在短路时会出现故障。尤其是在短路时，较高的电流流经状态不变、即仍功能正常的LED芯片，这会导致无效的性能，进而降低使用寿命。尤其对于出于能量效率原因有利的串联的LED芯片来说，在LED芯片中的一个因短路而出现故障时，由于部件公差很难通过分析电流或者电压进行电气故障识别。
迄今为止为了对串联的LED芯片进行故障识别由现有技术已知不同的方案。
在DE 102009006250 A1中说明了一种具有LED芯片的电光光源，其中光源包括一配属于LED芯片的光传感器。此外还说明了一种照明系统，该照明系统包括带LED芯片和光传感器的光电光源，其中照明系统包括一与电光光源共同作用的工作装置，该工作装置对LED芯片进行操控，并对光传感器的信号进行分析。此外，还说明了一种用于对包括LED芯片和光传感器的电光光源进行监控的方法，其步骤为：用LED芯片的光加载光传感器；分析光传感器的信号；根据该分析监控LED芯片的功能。
在DE 102009029909 A1中还说明了一种用于车辆中发光二极管的故障识别方法，其中将至少具有一个发光二极管的发光二极管支路的状态参量与比较值进行比较，并根据该比较生成故障识别信号，其中将流经发光二极管支路的支路电流识别为状态参量，且一旦支路电流低于比较值，则生成故障识别信号。此外，在接通发光二极管支路的情况下，只有当至少在一个发光二极管上存在流动电压时才可以将状态参量和比较值进行比较。
公开文献DE 19526023 A1公开了一种用于机动车的大灯，该大灯具有光源、反光体和至少一个形成轮廓的成像装置，其用于生成规定的明暗边界。在由反光体反射到成像装置上的光束的光路中，为该成像装置配备一用于至少部分使光束转向和输出/分离的装置。输出后的光束射到透镜或者相应的透镜系统上，通过该透镜系统实现了次级光路，该次级光路可以用作雾灯或者远光灯。
公开文献DE 102004009790 A1公开了一种车辆照明装置，该车辆照明装置包括用于生成近光和/或远光的行驶光区域和用于生成界限光的界限光区域。光线导向系统使在行驶光区域中生成的光束的一部分从行驶光区域中输出，并射入到界限光区域中。
专利DE 10115868 B4中公开了一种机动车大灯单元，该大灯单元具有一带反光体和光源的用于生成近光的大灯、另一个带反光体和光源的用于生成另一种光功能的大灯、以及用于生成界限光的装置，通过所述用于生成另一种光功能的大灯的反射体对从光源射出的光进行反射。设有至少一个光线导向元件，在该光线导向元件中，光在用于生成另一种光功能的大灯处射出并且通过其反光体反射形成界限光，其中光通过附加反光体射入到至少一个光线导向元件中，该光未被用于生成近光的大灯的反光体所接收/反射，并且其中，所述附加反光体在光源的照射区域内具有焦点F1，在光射入面的区域中具有第二焦点F2。
专利DE 3142475 C2公开了一种车灯，尤其是用于摩托车的车灯，具有外壳和位于灯座中的灯泡(该灯泡布置在反光体的轮廓内)，同时还具有罩住反光体和外壳的玻璃，对于该玻璃而言，反光体由通过玻璃封闭的密封空心体组成，且至少部分透光的缩窄区域伸入反光体空心体中，该缩窄区域构成仅向外侧开口的用于容纳灯泡的区域，反光体空心体和缩窄区域由涂覆了反射层的透光塑料以整体的方式进行生产。该缩窄区域设有光学装置，所述光学装置包括至少一个沿光主射出方向起作用的透镜。
在缩窄区域设有光学元件，该光学元件将部分由灯泡发出的光进行转向，并投射到在反射体空心体的反射面上设置的窗口上。窗口区域在涂覆反射层时被覆盖，由此形成光穿透的可能性，以便即使垂直于光主射出方向也可以满足所需的光强度分布。
美国专利US 3569933 A公开了一种向驾驶员显示车灯工作状态的显示装置。对此，部分由车灯发出的光借助车灯电缆传输至相应地属于该车灯的显示器上。
发明内容
本发明的任务在于，说明一种相对于现有技术有所改进的、具有内置故障识别装置的机动车的照明装置。
根据本发明，本任务通过具有权利要求1所述特征的照明装置加以解决。
机动车的照明装置包括至少一个照明模块，该照明模块由至少一个光源装置构成，其中，光源装置包括至少一个光源，其中借助至少一个光源可发射用于生成行驶光分布区的光束。照明模块优选可安装在车辆大灯、尤其是车辆前大灯中。
根据本发明，设有一光学部件，借助该光学部件将部分发出的光束进行转向，使得可在行驶光分布区之外生成至少一个光源装置的图像。此外，至少一个光源装置的图像具有与光源装置中设置的光源数量相对应的数量的光照面。
优选借助在该图像中示出的光照面对光源装置进行简单的监控，由此可以对光源装置中设置的各个光源进行可靠的故障识别。例如，光源装置由支撑板组成，在支撑板上设置有四个光源(例如发光二极管芯片)，如已经公开的用于近光功能的车辆大灯中那样。如果所有的四个发光二极管芯片被激活且正常工作，也就是说在相应的电流下发出光束，光束借助光学部件以诸如光点的形式在行驶光分布区之外进行显示。也就是说部分借助光源发出的光束分别以取决于入射角的角度借助光学部件进行转向。因此，在光学部件的表面上存在不同的光照面，该光照面可以根据光束的不同入射角和出射角进行检测。例如，在发光二极管芯片故障时，观察者仅可以看到三个光点。光点的布置顺序与发光二极管芯片在支撑板上的布置顺序相同。因此观察者可以在特定的角度的位置目测到光点，而不会被行驶光分布区的光束造成炫目，因而可以得出一个或者多个发光二极管芯片出现可能故障的结论。可以对故障的光源或者光源装置整体进行更换。对于该故障识别方法而言，可以取消花费较高的电路或者检验设备，因此成本非常低廉。
对于光源装置在行驶光分布区外的可靠的图像显示，借助光学部件反射的光束的射出方向与照明模块的主射出方向存在差异。在照明模块用于车辆前大灯的情况下，主射出方向是基本上沿机动车行驶方向指向的方向。
在本发明优选使用的一种实施形式中，设有另一光学部件，借助该另一光学部件可以对发出的光束进行转向以形成行驶光分布区。
优选将该光学部件设置在该另一光学部件的朝向车辆中心的端部，其中车辆中心是相对于机动车的纵向定向而言。由此，该光学部件用作该另一光学部件的延长部，其中观察者从侧面可以方便地看到光源装置的图像，而不会被行驶光分布区造成炫目。备选地或附加地，也可以选择将该光学部件关于车辆纵向定向设置在沿车辆中心方向的该另一光学部件的旁边。
该另一光学部件优选在主射出方向上布置在光源装置之后，其中，光学部件分别为改变光路的结构元件。
在一种优选使用的实施形式中，该另一光学元件是第一反光体，该第一反光体例如形成为半圆形的半壳。第一反光体的这种布置及其表面特性可以使发出的光束沿照明模块的主射出方向反射。
在另一种优选使用的实施形式中，该光学部件为具有降低光功率的涂层的第二反光体。这可以使得在光学上可以更加舒适地观察光源装置的图像，而不会对观察者造成炫目的危险。
第一反光体的表面尺寸相比于第二反光体的表面尺寸更大，因此仅有相对较少部分发出的光束入射到第二反光体并进而用于各个光源的故障识别。因此对于行驶光分布区而言，仍存在足够的光束，从而在进行故障识别时不需要额外的光源。
附图说明
本发明的实施示例在下文中根据附图进行更详细的说明。
其中：
图1：照明装置的照明模块的俯视示意图，所述照明装置包括光源装置、第一光学部件和第二光学部件，
图2：具有根据图1的照明模块的照明装置的俯视示意图，以及
图3：根据图1和图2的照明模块的俯视透视示意图。
相应的部件在所有图中均具有相同的标号。
具体实施方式
图1至3显示的是用于此处未详细示出的机动车的照明装置2的照明模块1，其中，照明模块1由光源装置3、第一光学部件4和第二光学部件5组成。图1显示的是照明模块1的俯视示意图，图3显示的是照明模块的俯视透视图，图2为照明装置2的俯视示意图。
照明模块1用于生成机动车的行驶光分布区FL，例如用于近光灯、远光灯、雾灯、静态和/或动态随动转向灯、公路灯、高速公路灯、市区灯、雨雪灯、日行灯、驻车灯、示廓灯和/或位置灯。
照明模块1内置于照明装置2中，该照明装置在本发明中为车辆大灯，在下文中称作车辆大灯1.1。
机动车通常包括两个车辆大灯1.1，设置在机动车前部区域的侧面。
车辆大灯1.1包括外壳1.1.1、照明模块1和光学透明盖罩玻璃1.1.2，该盖罩玻璃和外壳1.1.1共同包围照明模块1，从而尤其保护照明模块不受天气影响。在外壳1.1.1中也可以选择设置多个照明模块1，所述照明模块分别通过各自的盖罩玻璃(此处未显示)进行划分。
为了形成照明模块1的上述行驶光分布区FL，照明模块包括光源装置3，该光源装置在上述实施示例中由支撑板3.1和四个光源3.2组成。
光源3.2并排设置在支撑板3.1上，优选以串联的方式彼此电接触。也可以选择对光源3.2进行并联电连接。
为控制光源3.2，机动车包括一控制装置，例如大灯控制器，该大灯控制器为光源3.2供应与光源3.2的额定电流对应的电流。
在本发明一种优选使用的实施形式中，光源3.2为发光二极管芯片，该发光二极管芯片在工作中、即在存在相应电流时生成光束。发光二极管芯片此处是指p掺杂和n掺杂的半导体材料，借助该半导体材料可以实现所谓的pn结。如果电压沿穿过方向施加在半导体材料上，电子从n掺杂侧移动至p掺杂侧，其中电子在较少的能量水平上移动，并释放出光能。
可选地或附加地，发光二极管芯片也可以具有一层或者层序列，所述层或层序列优选直接施加在被掺杂的半导体材料上。例如，所述层或层序列包括发光转换物质，该发光转换物质将部分通过被掺杂的半导体材料发出的光束转换为具有不同波长的光束，以便形成一种具有混合波长的光束。该光束包括诸如蓝色和黄色光谱份额，这被观察者B(在图2中显示为眼睛)感受为白色光。这一类的发光二极管芯片也称作薄膜发光二极管芯片，由于其近似郎伯表面发射体的特点而适合用于车辆大灯1.1。
光源3.2也可以选择白炽灯泡或者气体放电灯泡。
为了降低上述发射出的光束的发散，沿照明模块1的主射出方向s在光源装置3后布置了第一光学部件4。照明模块1的主射出方向s在上述实施示例中定义为一基本上沿行驶方向指向的方向。
第一光学部件4优选为第一反光体4.1，该第一反光体在上述实施示例中为半圆形半壳，射入的光束沿照明模块1的主射出方向s进行转向，以便形成期望的行驶光分布区FL。此外，第一反光体4.1具有一带复眼状结构的反光表面。
在一种可选的实施形式中，第一反光体4.1为平截头棱锥体状和/或截锥体状。此外，第一反光体4.1也可以为介电材料(如玻璃)制成的实心体。该实心体具有光射入开口和光射出开口。此外也可以由盖罩玻璃1.1.2和/或外壳1.1.1构成第一反光体4.1，或者第一反光体4.1为外壳1.1.1的一部分。为了对一个或者多个目前为止描述的光源3.2进行故障识别，设有第二光学部件5，该第二光学部件在上述实施示例中为平面状第二反光体5.1。
第二反光体5.1设置在第一反光体4.1的朝向车辆中心的端部，其中，车辆中心是相对于机动车的纵向而言。由此，第二反光体5.1构成第一反光体4.1的附加反光面。
第二反光体5.1优选位于第一反光体4.1的边缘侧面，从而使得由于光源3.2的郎伯照射特性仅少量由光源3.2发出的光束入射到第二反光体5.1上。
第二反光体5.1的反射面与第一反光体4.1的反射面相比较小，因此仅少部分由光源3.2发出的光束入射到第二反光体5.1上。因而，优选仅有少部分发出的光束用于各个光源3.2的故障识别，因此行驶光分布区FL的光学图像不会或者几乎不受影响。
此外，第二反光体5.1具有一种降低光功率的涂层或者表面处理层。该涂层或者表面处理层优选是至少部分地吸光，因而使得射入第二反光体5.1的光束仅部分被反射。例如油漆、塑料、半导体均适合作为吸光涂层或者表面处理层。其他有利地具有深色感色性(例如黑色)的涂层材料也适合作为涂层材料。
第二反光体5.1也可以由至少部分吸光材料，优选为深色、部分反光的材料制成。例如有利地具有较深颜色的塑料，如黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物-聚碳酸酯(ABS-PC)。
在一种可选的实施形式中，第二反光体5.1具有至少一个光学成像装置，该光学成像装置会聚入射到第二反光体5.1上的光束，并相应地仅将部分光束进行转向。该光学成像装置例如可以由一个或者多个会聚透镜或者由消色差透镜或者由会聚透镜和消色差透镜的组合组成。
入射到第二反光体5.1上的光束由于第二反光体5.1的上述布置而沿一方向发生转向，该方向与光学模块1的主射出方向s存在差异并相对于车辆中心发生偏移。由此借助第二反光体5.1反射的光束LR在行驶光分布区FL之外可以被观察者B在光学上觉察到，而不会因行驶光分布区FL造成炫目。
由于第二反光体5.1的表面特性，光束根据入射角进行反射。也就是说，光源装置3在上述实施示例中具有四个并排设置的光源3.2，因此反射后的光束LR包括至少四个相对彼此间隔开的射线束。例如，光源3.2沿平行于车辆横轴的轴线依次进行排列。换言之，从观察者B的角度，光源3.2从左向右依次排列在支撑板3.1上。反射后的光束LR的射线束沿着平行于车辆垂直轴的轴线依次排列，即从观察者B的角度为从上向下。
根据光源3.2的结构，各个射线束具有不同的出射角，因此该射线束被识别为光点形式的虚拟光源。如果所有的光源3.2正常工作，对于观察者B而言可以在第二反光体5.1的表面目测到四个位于行驶光分布区FL外的光点。
为了最佳地观察该光点，观察者B(例如工厂人员)位于照明模块1主射出方向s的特定角度上，即在车辆侧前方，或者说在车辆大灯1.1的侧前方(见图2)。
通过第二反光体5.1的至少部分吸光的涂层或者表面处理层提高了观察者B的安全性，因为反射光束LR的强度相对于入射到第二反光体5.1上的光束的强度有所降低。因此，观察者B可以直接观察反射光束LR，而不需要费力和/或存在炫目危险。
如果照明模块1的其中一个故障，也就是说照明模块1尽管存在相应的电流，但没有发出光束，则观察者B只能看到三个光点。由于相互间隔开排列的光点的布置与光源装置3中照明模块1的布置对应，因此，观察者B知道哪个光源3.2受损。光源3.2出现故障，在本实施示例中主要是指发光二极管芯片出现所谓的开路负载(即因电路中断)或者短路。尤其是在出现短路时，增大的电流流经剩余(即仍正常工作)的发光二极管芯片，这导致了无效的功率特性，进而导致光源装置3的寿命降低。
由此借助本发明可以仅通过一附加部件即可实现光源3.2的可靠的故障识别，其中可以取消花费较高的电子电路或者电-光学装置。当由光源装置3形成的阵列设置在照明模块1中时，该做法特别有利。
此外，也可以对光源3.2进行持续监控。如果由于光源3.2的老化，发出的光束的强度降低，则反射后的光束LR的强度也随之降低，这可以由相应光点或者相应多个光点的强度发生降低而识别到。

Claims (10)

1.一种机动车的照明装置(2)，该照明装置具有至少一个照明模块(1)，该照明模块由至少一个光源装置(3)组成，其中，光源装置(3)包括至少一个光源(3.2)，其中能借助至少一个光源(3.2)发出生成行驶光分布区(FL)的光束，
其特征在于，
设有一光学部件(5)，借助该光学部件能将发出的部分光束进行转向，使得在行驶光分布区(FL)外能形成至少一个光源装置(3)的图像。
2.根据权利要求1所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述至少一个光源装置(3)的图像具有与设置在光源装置(3)中的光源(3.2)的数量对应数量的光照面。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(2)，
其特征在于，
借助所述光学部件(5)反射的光束(LR)的射出方向与所述照明模块(1)的主射出方向(s)存在差异。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置(2)，
其特征在于，
设有另一光学部件(4)，借助所述另一光学部件能对发出的光束进行转向，以便生成行驶光分布区(FL)。
5.根据权利要求4所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述光学部件(5)设置在第一另一光学部件(4)的端部和/或沿车辆中心方向侧向设置在该另一光学部件(4)旁边。
6.根据权利要求4或5所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述另一光学部件(4)沿主射出方向(s)布置在光源装置(3)之后。
7.根据上述权利要求中任一项所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述光学部件(5)和所述另一光学部件(4)分别为改变光路的结构元件。
8.根据权利要求7所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述另一光学部件(4)为第一反光体(4.1)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述光学部件(5)为第二反光体(5.1)，该第二反光体具有涂层且降低光功率。
10.根据权利要求9所述的照明装置(2)，
其特征在于，
所述第一反光体(4.1)的表面尺寸大于所述第二反光体(5.1)的表面尺寸。
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