CN104246354B - 汽车用照明装置和汽车前大灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车用照明装置(100)，包括透镜(1)以及至少一个光源(4，5，61)，其中来自至少一个光源(4，61)的光由透镜(1)投射到处于照明装置(100)前面的区域，其中透镜(1)在其背面(3)上分配至少一个反射面(3a)，和/或其中透镜(1)在其背面(3)上具有至少一个全反射区(3a′)，其中至少一个光源(4)通过入射区(40)使光入射透镜(1)中，和其中通过入射区(40)入射透镜(1)中的光被至少一个反射面(3a)和/或至少一个全反射区(3a′)反射，并由透镜(1)通过其光出射面(2)射出，并投射在照明装置(100)前面的区域中。

Description

汽车用照明装置和汽车前大灯
技术领域
本发明涉及汽车用照明装置，包括透镜以及至少一个光源，其中来自该至少一个光源的光由该透镜投射到处于该照明装置前面的区域。
本发明还涉及带有至少一个这样的照明装置的汽车前大灯。
背景技术
汽车前大灯用的投射系统是充分已知的，其中光从一个或多个光源通过投射透镜投射在汽车前大灯之前的区域，以便产生光分布。这样的投射系统往往用来产生近光分布，但是还用来产生远光分布或日间行车灯光分布。
发明内容
本发明的任务是，创造一种投射模块，用以在只应用一个透镜的情况下可以实现两个或者更多个灯光功能。
这个任务用在前言中描述的照明装置这样解决，使得按照本发明该透镜在其背面上分配至少一个反射面，和/或其中该透镜在其背面上具有至少一个全反射区，其中至少一个光源通过入射区使光入射该透镜，和其中通过入射区入射该透镜的光被至少一个反射面和/或至少一个全反射区反射，并从该透镜通过其光出射面射出，并投射在该照明装置前面的区域内。
在已知的传统透镜上，来自光源的光射在该透镜上，射在该透镜的背面(光入射面)上并在该透镜中被折射。光在再次折射之后在光出射面(正面)上再次射出，并投射在该透镜或该照明装置前面的区域内。
在本发明中，作为替代方案或者除了上述“传统的”安排以外，来自一个或多个光源的光，不通过背面，而是通过自己的光入射区入射该透镜。这时，这个光入射区与传统的系统上光通过它入射透镜的透镜背面相反，提供“空间小的”，因而提供比该透镜背面小(得多)的光入射面，使得进入的光可以有目的地偏转到该反射区。
首先，在本文献中在反射面(或在具有全反射区的其他变体方案中)的安排方面所谓“背面”应理解为该透镜在“传统的”照明装置中光可通过该照明装置入射透镜的一面/一侧。但原则上反射面和/或全反射区也可以处于该透镜的上部区域、下部区域或者该透镜的一侧或侧面，即使在传统的系统的情况下照明装置的光照射不到的区域。
这时，至少一个入射区安排在该透镜的背面以外。
通过这样入射该透镜的光在一个或多个分配给该透镜背面的反射面上，和/或在该透镜背面的一个或多个全反射的全反射区上反射，该光偏转到该透镜光出射面的方向，并投射在该照明装置前面的区域内。
采用本发明，一个或者多个光源可以定位在该透镜的上面、下面、或侧面。以此该照明装置可以保持小的结构空间，并可以通过透镜通过光源和反射面适当的安排，达到多个灯光功能，诸如远光、近光、日间行车光等。
相应地为了实现多个灯光功能，适宜设置两个或多个光源，其每个都通过分配的入射区使光入射该透镜，和其中通过入射该入射区的光被至少一个反射面和/或至少一个全反射区反射，并且从该透镜通过其光出射面射出，并投射在该照明装置前面的区域内。
为了可以用每个光源实现自己的灯光功能，规定给每个其光通过入射区入射该透镜的光源，分配至少一个反射面和/或至少一个全反射区。
这时，可以规定，来自其光通过入射区入射该透镜的光源的光在至少一个反射面上或者在至少一个全反射区上被反射之后立即，或者在至少一个另外反射面上和/或在至少一个另外全反射区上被另外反射之后，从该透镜通过其光出射面射出。
视反射/全反射区的数目及其安排而定，因此可能的是，光在一次反射之后，但也可以在多次反射之后从该透镜射出。
为了防止散射光和为了优化光产出，可以规定，至少一个入射区构造为耦合位置，所分配的光源光优选通过前置光学零件耦合于耦合位置。
在这个上下文中，至少一个其光通过入射区入射该透镜的光源，包括一个或者多个发光二极管同样是有利的。
此外，例如，为了可以最优地利用来自光源的光，还可以规定，给其光通过入射区入射该透镜的光源分配反射面，在该光源的主光出射方向看来，所分配的光源基本上处于相反的位置。
为了可以最优地利用该透镜的全反射区，可适宜的是，给其光通过入射区入射该透镜的光源分配全反射区时，处于所分配光源的主光出射方向以外。
分配给该透镜背面的至少一个反射面，例如，基本上可以形成为反射器，安排得离开该透镜背面某段距离。然而有利的是，该至少一个反射面直接安排在该透镜的背面上，而且优选与之构造成“单件”。这时，所谓“单件”不表示该反射面和透镜必须由一种材料形成，但装上该反射面之后，该透镜与该反射面形成一个部件。这个扩展方案的优点是零件数量较少，装配操作比较简单，并且在光学特性方面这个方案也是有利的。
其特殊的优点是，该至少一个反射面构造成为该透镜背面的反射涂层。
在本发明的具体的变体方案中可以规定，该一个或者多个反射面完全屏蔽该透镜的背面，或者，例如，在反射涂层的情况下完全将其覆盖。在这种情况下，当该一个或多个反射平面不是部分透明时，就不可能采用其光照射在该透镜背面的照明装置。
但还可以规定，该一个或者该多个反射面只局部地屏蔽该透镜的背面或者只局部地将其覆盖。
该透镜背面不被屏蔽或覆盖的区域，可以像在已知的投射系统上那样，用来使照明装置的光通过该背面入射该透镜，这时用来在该照明装置前面的区域内产生光分布。
若该透镜在其背面上有一个或多个全反射区可供使用，则该背面可以通过该区域用已知的方式和方法，诸如在“传统的”透镜上从同一照明装置照射。
借此该透镜从背面还照射在反射面的区域内，而且这样相应地可以用来产生光分布，可以规定该一个或者多个反射面构造成为部分透明面。该面相应地允许从该透镜以外来的光通过该背面入射该透镜，使得该光可以用来产生光分布。
除了该至少一个其光如上所述地入射该透镜的光源以外，如上所述，再设置至少一个另外照明装置仍旧是有利的，它产生的光照射在该透镜的背面上，并由该透镜投射在该照明装置前面的区域内。
该透镜其背面上分配给正好一个连续地反射面，和/或该透镜在其背面上有正好一个连续的全反射区，是特别有利的。因此，不是设置多个、较小的反射面和/或多个、较小的全反射区，而是设置连续的，就是说，较大的、连在一起的反射面，和/或连续的较大的连在一起的全反射区。
这样一种设计方案有许多优点。一方面，与多个较小的区域相比，制造显著简化，另一方面，与该反射区域和/或全反射区分成多个单个区域或单个面相比，在巨大的连续的面上光学设计简单得多。
附图说明
在下文中将参照附图更详细地讨论本发明。附图中：
图1是按照本发明的照明装置的第一实施方式；
图2是按照本发明的照明装置的第二实施方式；而
图3是按照本发明的照明装置的第三实施方式。
具体实施方式
图1表示按照本发明的照明装置100的第一变体方案。这是用已知的方法由发光装置60的组成，来自该照明装置的光照射在透镜1的背面3上，并由透镜1投射到照明装置前面的区域上(光束Sl)。在所示的实施例中，发光装置60包括包括一个或者多个发光二极管的LED光源61，以及反射器62，通过反射器从光源61射出的光被反射在透镜1上。光源61安装在安装体上，它优选形构造为冷却体70。光束Sl的光路中安排光阑63，其上边缘在光像中映射出例如近光分布的光分布的亮-暗边界。这时，光束Sl通过背面的区域3b入射透镜1，并通过光出射面2再次射出。
按照本发明，透镜1在其背面3上有不间断的、连续的反射涂层3a可供使用。首先在本文献中在反射面(或在具有全反射区的其他变体方案下安排方面所谓“背面”理解为该透镜的在“传统的”照明装置上光通过照明装置入射透镜的一面/一侧。但在原则上，反射面和/或全反射区还可以处于该透镜的上部/上面区域、下部/下面区域中或在其一侧或从其一侧，即使在传统的系统的情况下也处于照明装置也照射不到这个区域。
另外，设置光源4，其通过入射区40入射到透镜1。在该具体的实施方式中，光源4同样安排在冷却体70上，并包括一个或多个发光二极管。来自光源4的光通过前置光学零件41入射到构造成为耦合区的入射区40，并以此入射透镜1。相应的光束S2在反射涂层3a上被反射，并通过光出射面2从透镜1射出。借此可以实现补充的光分布，例如，使得允许用透镜1实现近光和附带地实现远光或日间行车光。
在图1所示的实施方式中，用光源4实现(用发光装置60产生)明-暗-边界上面的外加光分布，其中这时光束S2的取向取决于要求的光分布类型。
光源40处于透镜1下面，涂层3a基本上在光源40的对面，处于透镜1上部区域。涂层3a处于透镜1的后侧区域或在背面3上，然而在这个示例中在该背面区域内，它通过专用水平设计，使来自发光装置60的光无法达到。
图2表示类似图1的安排。然而，在这个变体方案中透镜1在背面3上略不相同的，略成水平的造型。来自发光装置60的光再次通过透镜1的背面3的区域3b入射透镜，并投射在照明装置100前面的区域内。
因此，反射光束各自这样地取向，以便实现相应光像法律上的规定，对于本发明，因而对于所有所示的变体方案基本上都是如此。这时，该一个或多个反射层和/或该一个或多个全反射区这样安排，并使所分配的光源这样的取向，使得从透镜出射的光线照射在正确的、希望的方向上。
在透镜1的背面3的上部区域在透镜1上设有反射涂层3a，接着，继续往下是背面3的全反射区3a'。来自光源40的光线S2照射在反射涂层3a上，并从这里通过光出射面2从透镜1投射出去。区域3a'对于来自光源40光线S3，S3'全反射地起作用。这时，光线S3从区域3a'直接通过光出射面2从透镜1投射出去，而在光线S3'在区域3a'上全反射之后从透镜1射出之前再投射到反射面3a上。
来自发光装置60的光线Sl'投射在透镜1背面的全反射区3a'的区域内，并可以通过它入射透镜1，并以此用于由发光装置60形成的光分布。这种作用还可以作为替代方案，通过不用全反射区而设置至少部分透明的反射涂层达到。这意味着，该反射涂层(代替全反射区3a')这样形成，使得它们对于来自发光装置60的光透明，而反射投射在涂层另一侧(因此来自光源4的光或在图3的变体方案相应的补充的情况下围绕光源4和5的发光装置60)。
这个用透明涂层代替全反射区的变体方案可能有缺点，即光源40的光可能未被利用而丢失，而且也许可能产生不希望有的光学作用。此外，在这种情况下还可能要考虑来自发光装置60的光的透射损失增大。
全反射区3a'以此支配两个光源40,61来形成两种光分布。
为了产生日间行车灯光分布，与近光结合参照如图1或2所示的装置可以，例如，这样地对近光光源(近光LED)61，用光源4的光作为补充形成完全的日间行车灯光分布。作为替代方案，还可以这样形成由光源4产生的光分布，使得通过只用它就转变日间行车光功能。在这种情况下可以在日间行车运行中去激活光源61。
同样可能共同实现远光和日间行车光。这里可以优先采用类似于上述近光和日间行车光的情况。
此外，还可能实现雾灯和日间行车光的同时转换，因为雾灯投射器的光分布具有对称的明暗边界，并可以相应地比较简单地通过“加上”外加光分布实现日间行车光。
尤其借助于侧面光耦合在某些情况下可以实现附加的绕射光。还可能在透镜-反射镜-混合系统100中结合多个灯光功能，诸如近光、远光、日间行车光和绕射光。
图3表示没有如图1或2者所示传统的照明装置的变体方案。这里设有两个光源4,5，它们各自通过入射区40,50使光入射透镜1。来自光源4,5的光通过前置光学零件41,51入射构造成为耦合区的入射区40,50和以此入射到透镜1。
透镜1的整个背面3设有不间断的、连续的反射涂层3a。来自下光源4的光S4如图所示，通过涂层3a反射，并例如，形成或者有助于形成日间行车光或远光灯分布。来自光源5的光S5，例如，产生近光。光线S4，S5可以在该涂层上单次或者多次反射。
自然还可能有其他结合，尤其图1和2的变体方案不限于只用光源4，而图3的变体方案不限于只有两个光源4,5，以便还可以实现其他灯光功能，例如，实现绕射光。
在图3绝对还可以设想，透镜背面至少一部分安排全反射或者部分透明，使得这里也用已知的方法仍旧可以应用如图1或2所描述的照明装置。另外，还可以通过背面的至少部分全反射的实施减少反射损失。全反射可能有高达100％的效率，而传统的反射基本上担负有损失，例如，约损失10％。
采用按照本发明的照明装置或用一个或两个(例如，汽车上的左和右前大灯，处于彼此相邻前大灯或电动自行车(自行车)的照明装置)相应的前大灯允许产生满足法律上的标准，诸如SAE、CCC或者ECE的光分布。

Claims (10)

1.汽车用照明装置（100），包括透镜（1）以及至少一个光源（ 4, 61），其中来自所述至少一个光源（4, 61）的光由所述透镜（1）投射在处于所述照明装置（100）前面的区域中，其中，
对所述透镜（1）在其背面（3）上分配正好一个连续反射面（3a），和/或
所述透镜（1）在其背面（3）上具有正好一个连续全反射区（3a'），并且其中
一个光源（4）安排在所述透镜（1）下面并且所述正好一个连续反射面（3a）在所述光源（4）的主光出射方向看来位于对面和/或所述正好一个连续全反射区（3a'）位于所分配光源（4）的主光出射方向以外，并且其中
所述光源（4）通过入射区（40）使光入射到所述透镜（1）中，通过入射区（40）入射到所述透镜（1）中的光由所述正好一个连续反射面（3a）和/或所述正好一个连续全反射区（3a'）反射，并且从所述透镜（1）通过其光出射面（2）射出，并投射在所述照明装置（100）前面的区域中，并且其中
设置发光装置（60），光从所述发光装置由外照射到所述透镜（1）的下部区域上的背面（3）上并由此从所述透镜（1）投射在所述照明装置前面的区域中以用于借助光阑（63）产生具有明暗边界的光分布，其中所述光阑（63）被布置在所述发光装置（60）的光的光路中。
2.按照权利要求1所述的汽车用照明装置，其特征在于，所述光分布是近光分布。
3.按照权利要求1所述的汽车用照明装置，其特征在于，至少一个入射区（40）安排在所述透镜（1）的背面（3）以外。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车用照明装置，其特征在于，所述至少一个入射区（40）构造为耦合位置，所分配的光源（4）光被耦合到所述耦合位置。
5.按照权利要求4所述的汽车用照明装置，其特征在于，所分配的光源（4）通过前置光学零件（41） 把光耦合到所述耦合位置。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车用照明装置，其特征在于，把光通过入射区（40）入射到所述透镜中的所述光源（ 4）包括一个或者多个发光二极管。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车用照明装置，其特征在于，所述正好一个连续反射面（3a）直接安排在透镜（1）的背面（3）上。
8.按照权利要求7的汽车用照明装置，其特征在于，所述正好一个连续反射面（3a）构造为透镜（1）的背面（3）的反射涂层。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车用照明装置，其特征在于，所述正好一个连续反射面（3a）被构造为部分反射面。
10.汽车前大灯，其带有至少一个按照权利要求1至9中任一项所述的汽车用照明装置。
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