CN104272013B - 机动车前大灯的照明设备、光模块和汽车前大灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车前大灯的照明设备(100)，包括多个光源(1)，至少一个前置光学元件(2)，其具有光射入面(2a)和光射出面(2b)，其中至少一个前置光学元件(2)具有多个光传导体(3)，和其中每个光传导体(3)具有光射入面(3a)，至少一个光源(1)分别输送光到光射入面，和其中光传导体(3)通到共同光射出面(2b)。根据本发明设置至少一个，优选正好一个位置保持器(4)，借助于位置保持器至少一个前置光学元件(2)的光传导体(3)的光射入面(3a)关于光源(1)保持位置。备选地或附加地可以规定，至少一个前置光学元件(2)的光射出面(2b)设置有透明光盘(5)用于至少一个前置光学元件(2)的形状稳定化。

Description

机动车前大灯的照明设备、光模块和汽车前大灯
技术领域
本发明涉及用于机动车前大灯的照明设备，包括多个光源，至少一个前置光学元件，其具有光射入面和光射出面，其中至少一个前置光学元件包括多个光传导体，和其中每个光传导体具有光射入面，至少一个光源分别输送光到光射入面，和其中光传导体通到共同光射出面。
此外本发明涉及由上述照明设备组成或者包括至少一个这样照明设备的光模块。此外本发明还涉及机动车前大灯，其包括至少一个上述照明设备或者包括包含至少一个上述照明设备的至少一个光模块。
背景技术
上述照明设备联系光模块或者机动车前大灯用于产生光分布。通常使用玻璃制成的前置光学元件，用玻璃可以实现前置光学元件的简单的几何形状。但是如果需要前置光学元件的复杂几何形状，则经常在此使用玻璃是不合适的。
已证实，取代玻璃，透明，尤其高度透明，导光的和可变形的合成材料作为材料良好地适合用于制造复杂几何形状。聚硅氧烷（有机硅氧烷）特别良好地适合于用于制造复杂前置光学元件，特别有利的是，至少一个前置光学元件由硅树脂材料制造。
但是，使用这样的合成材料（尤其硅树脂）用于制造前置光学元件的缺点在于，这样的前置光学元件不具有和玻璃体一样的稳定性。但是在光学观点上说有利或者必要的是，前置光学元件尤其在其光射入面或者其光射入面关于光源的定位方面具有尽可能稳定的布置。光射入面关于光源的偏差，尤其在使用发光二极管作为光源的情况下，例如导致不期望的光损失。
前置光学元件的光射出面的偏差又可以导致，塑造的光像不对应于期望的要求。
发明内容
本发明的任务在于，创造其中排除了上述问题的具有前置光学元件的照明设备。
这个任务通过开始提及的照明装置以下列方式解决，根据本发明设置至少一个，优选正好一个位置保持器，借助于位置保持器至少一个前置光学元件的光传导体的光射入面关于光源保持位置。具体地，本发明提供一种用于机动车前大灯的照明设备，包括：多个光源；至少一个前置光学元件，具有前置光学元件光射入面和前置光学元件光射出面；其中所述至少一个前置光学元件包括多个光传导体，并且其中每个光传导体具有构成所述前置光学元件光射入面的光射入面，至少一个光源分别输送光到所述光射入面，并且其中所述光传导体通到所述前置光学元件光射出面，并且其中设置至少一个位置保持器，借助于所述位置保持器所述至少一个前置光学元件的光传导体的所述光射入面关于所述光源保持位置，并且其中每个光传导体的位置保持器具有插口，属于所述插口的光传导体准确适合地容纳和定位在所述插口中，其中所述插口具有向后逐渐变细的截面，其中这个截面比光传导体的截面更强烈地变窄，所述位置保持器在所述光传导体的面向所述光射入面的端区域上容纳所述光传导体，并且所述光传导体轻微向后从所述插口突出。
通过这样的位置保持器光传导体或者其光射入面可以准确地关于光源的光射出面定位，使得可最小化在不准确定位的情况下出现的光损失。尤其光传导体和因此光射入面主要在行驶运行中可由于汽车的振动导致的前置光学元件的摆动，可以因此在y和z方向上避免。y和z方向在此位置彼此垂直并且基本上位于前置光学元件的光射入面的平面上，而x方向位于垂直于由y和z展开的平面。
附加地，这样的位置保持器还具有该效果，假定，其由合适的材料形成（如在下面还进一步详细说明的），从LED/光源，例如发光二极管发出的散射光由位置保持器隔离。
此外这个任务用开始提及的照明设备以下列方式解决，根据本发明至少一个前置光学元件的光射出面设置有透明光盘用于至少一个前置光学元件的形状稳定化。
通过这样的固定或者刚性的光盘前置光学元件可以稳定在其光射出面的区域中，使得可以避免此外出现的不利的光学效果。
在前置光学元件的光射出面的情况下存在较少在y和z方向上摇摆的问题，相反地存在该危险，尤其光射出面的中间区域可能在x方向上开始摇摆。通过光盘同样可以避免这个摇摆。
当然特别有利的是，两个开始提及的措施，也就是设置至少一个，优选正好一个位置保持器，借助于位置保持器光传导体的光射入面关于光源保持位置，和此外前置光学元件的光射出面设置有透明，尤其高度透明光盘用于前置光学元件的形状稳定化，在根据本发明的照明设备的情况下其实现为公共的。
特别有利地是，前置光学元件的光射出面用透明光盘包封。
例如这个包封借助于2组件注塑方法实现。
在前置光学元件的高稳定性方面有利的是，光射出面用透明光盘全面包封。
通过用光盘的该包封免去了（与使用预制的盘相比）下面的装配步骤。此外光盘和前置光学元件的光射出面之间没有气隙，气隙可附加地导致不期望的光折射。
特别有利的是，光射出面由合成材料，优选由热塑性塑料，尤其优选由不受温度变化影响的热塑性塑料，尤其PC(“聚碳酸酯”)制造。光盘在此应到至少大约150°C是不受温度变化影响的。
但是还可以规定，预制光盘并且接下来安置到前置光学元件上，例如机械固定。在使用预制的光盘的情况下尤其可以有利的是，其借助于光学透明粘胶与前置光学元件的光射出面粘合，使得可以避免气隙。
此外有利的是，位置保持器由合成材料，尤其热塑性塑料制造。热塑性塑料如相比热固塑料更好可变形的。
在此尤其有利的是，位置保持器由遮住散射光的材料，也就是不透光材料，例如由黑合成材料，尤其例如黑热塑性塑料制造，使得散射光尤其与相邻光源，尤其发光二极管隔离。
为了避免位置保持器中的光损耗的另外、备选或后来附加的措施为，如此设计位置保持器，使得光传导体(或者多个光传导体)与位置保持器的接触面尽可能小。
延长光传导体仅在细长接触区域中，例如在围绕相应光导体的线中接触位置保持器。
尤其良好的是当每个光传导体的位置保持器具有所属光传导体准确适合地容纳和定位的插口时单个光传导体可关于光源保持其位置上。
插口指具有相应光传导体的准确匹配的截面的位置保持器中的洞或者开口;该光传导体插入所属插口中并且由这个位置保持器保持在期望的位置中。
因为尤其光射入面的准确定位是重要的，适宜的是，位置保持器在光传导体的面向光射入面的端区域上容纳所述光传导体。
光传导体在此可以略微向后从插口突出或与位置保持器齐平地封闭。
此外还可以规定，在位置保持器和光传导体之间的插口中分别插入具有比光传导体的材料较小折射指数的材料。
尤其有利的是，具有较小折射指数的材料如此围绕光传导体，使得其不触碰位置保持器。
由此提高总反射的临界角，使得没有或仅少量光从光传导体射出。
在具体实施方式中规定，光传导体设计成长形的，其在光的扩散方向上比光的扩散方向的侧向上具有更大伸展。
此外优选规定，每个光源分别具有一个或多个发光二极管。优选ist每个光源可单独控制并且相应地可打开和关闭，优选还可调光。光源由多个发光二极管组成，还可以有利的是，每个发光二极管可单独控制。
最后有利的是，光传导体具有向其光射入面逐渐变细的截面。
通过因此光传导体的在光扩散方向上放大的截面位置保持器可以仅推迟到直至其稍后例如夹持地固定的光传导体上的某个位置。对夹持定位备选地或附加地位置保持器还可以用上面已经提及的前置光学元件的保持器（用所述保持器前置光学元件(与光盘和位置保持器一起)固定例如在光模块中或在汽车前大灯中）固定或者保持在期望的位置中。
例如可以规定，光传导体设计成截锥形或梯形的。
原则上可讨论所有多面截顶方棱锥，例如6角，如如楔形的形式蜂巢。基本平面形状与LED芯片要求和期望的光射入和射出密切相关。
如开始已经提及的，至少一个前置光学元件由透明，尤其高度透明，导光的和可变形的合成材料制造。例如至少一个前置光学元件可以由聚硅氧烷（有机硅氧烷）制造。
尤其规定，至少一个前置光学元件由硅树脂材料制造。
附图说明
下面本发明根据附图更详细地解释。在附图中示出
图1是分解图形式的根据本发明的照明设备，
图2是从后面的视图的图1的根据本发明的装配的照明设备的透视表示，
图3是由硅树脂制成的具有多个光传导体的前置光学元件，
图4是如在图3中表示的根据本发明的用于前置光学元件的光传导体的位置保持器，
图5是通过根据本发明的照明设备沿着图2中的平面B-B的水平剖面，以及
图6是通过图2的照明设备沿着平面A-A的垂直剖面。
具体实施方式
图1以分解表达示出机动车前大灯的根据本发明的照明设备100。照明设备100在此包括多个光源1，其中在具体实施方式中每个光源由一个或多个发光二极管组成。
此外照明设备100包括前置光学元件2，该前置光学元件由上述合成材料，尤其由硅树脂材料形成。前置光学元件2具有光射入面2a和光射出面2b。
此外可以认识到，前置光学元件2具有多个光传导体3，其中每个光传导体3具有光射入面3a，分别至少一个，优选分别正好一个光源1输送光到光射入面。在光源(或者其光射出面)和光射入面3a之间存在细长空隙。
单个光传导体3的光射入面3a因此形成前置光学元件2的光射入面2a，前置光学元件2的光射入面2a因此由多个单独面3a制成。
光传导体3通到共同光射出面2b，通过共同光射出面输送的光从前置光学元件2再次射出并且作为光分布投影到汽车前面的区域中(关于照明设备安装在汽车中的情形)。在此投影通常通过次级光学元件（如从前置光学元件射出的光穿过的透镜）产生。
在此输送的光借助于全反射传播到光传导体中。
前置光学元件2在图3中再次以较大表示示出，在此可认识到，在示出的变体方案中上面排的光传导体3在垂直方向上具有比下面两排的光传导体3更大的伸展。但是这应当仅表示，光传导体原则上根据期望光分布等等可以具有所有相同配置并且还有任意不同的布置，。
图1此外示出位置保持器4，借助于位置保持器前置光学元件3的光传导体3的光射入面3a关于光源1保持位置。
如在图1中和尤其在图4中可良好地认识到，对此位置保持器4在每个光传导体3的示出实施方式中具有所属光传导体3准确适合地容纳和定位在其中的插口4a。
插口指的是具有相应光传导体3的准确匹配的截面的位置保持器4中的洞或者开口;光传导体3插入所属插口4a中并且如此由位置保持器保持在期望位置中。
在示出的变体方案中光传导体3设计成长形的，在光的扩散方向上具有比光的扩散方向的侧向更大伸展。此外光传导体3具有向光射入面3a逐渐变细的截面。例如可以规定，光传导体3设计成截锥形或如图中所示为梯形的。
通过光传导体3的因此在光扩散方向上变大的截面位置保持器4可以仅推迟直至其然后例如夹紧地固定的光传导体3上的某个位置，。
这个情形在图5和6可良好地认识到，图5和6示出在安装状态中的根据本发明的照明设备100。
如图1，5和6以及此外在图2中可良好地认识到，其以透视表示示出在安装状态中的照明装置，此外设置前置光学元件的保持器6，借助于所述保持器6前置光学元件2(与光盘5和位置保持器4一起)例如在光模块中或在汽车前大灯中固定。
此外用这个保持器6位置保持器4保持在前置光学元件2的光传导体3上，使得位置保持器4不能从光传导体3滑下。对此相应地在位置保持器4上设置挡板4b，用挡板位置保持器4在保持器6中的相应匹配的凹槽6a(参见图1，图4)中固定并且确保对于相对光射出方向的运动，并且如此固定或保持在期望位置中。
位置保持器4优选地由合成材料，尤其热塑性塑料制造。在此尤其优选的是，位置保持器4由黑合成材料，尤其黑热塑性塑料制造。
为了避免在位置保持器中的光损耗的措施为，如此设计位置保持器4，使得光传导体3(或者多个光传导体)与位置保持器4的接触面尽可能小。对此规定，（如在图5和6可良好地认识到）插口4a具有向后变细的截面，其中这个截面优选比光传导体3的截面更强烈地变窄。情况为插口4a的边界壁4a'在此比其在光传导体3的情况下大大地延展在一起，（如在图5和6中可良好地认识到的），使得光传导体3仅在细长区域中一定程度上沿着线接触边界壁4a'。
因为尤其光射入面的准确定位是重要的，位置保持器4的插口4a优选（如所示）在光传导体3的面向光射入面3a的端区域容纳光传导体3，其中光传导体3例如如所示轻微向后从插口4a突起。
因此通过位置保持器4光传导体或者其光射入面可以如所解释地准确关于光源的光射出面定位，使得可以最小化在不准确定位的情况下出现的光损耗。
附加地这样位置保持器还具有该效果，假设，其由合适的材料形成，如例如由黑热塑性塑料形成，使得从光源，例如发光二极管射出的散射光由位置保持器拦截。
再次回到图1在示出的照明设备100的情况下此外还设置，由硅树脂制成的前置光学元件2的光射出面2b设置有透明光盘5用于形状稳定化。
通过这样固定或者刚性的光盘前置光学元件可以稳定在其光射出面的区域中，使得可以避免否则产生的不利的光学效果。
特别有利的是，前置光学元件2的光射出面2b用透明光盘5包封。例如这个包封借助于2组件注塑方法来实现。
在前置光学元件的高稳定性方面有利的是，光射出面2b用透明光盘5全面包封。
在制造时在此前置光学元件2首先制造，其中通过使用的模具构成隔片7。在第二步骤中浇筑然后直接邻近前置光学元件3的光盘5，通过隔片7的后浇筑光盘5保持在前置光学元件2上。在根据图1的表示中在此光盘5具有裂口状开口8-然而这仅是该情况的假设的表示，光盘5可无损地与前置光学元件2分开。在现实中光盘5直接在前置光学元件喷涂，使得如图1中表示的无损分开不可能。
与附图中的表示相反在另一变体方案中还可能的是，保持器6喷涂在由前置光学元件和光盘组成的部分上。
特别有利的是，光射出面由合成材料，优选由热塑性塑料，尤其优选由不受温度变化影响的热塑性塑料，尤其PC制造。
但是光盘也可以在前置光学元件2的保持器6中制造，例如修剪或以其他在现有技术中已知的方法和方式制造并且如此前置光学元件的光射出面前面保持位置。
用根据本发明的照明设备可以例如产生近光灯或远光灯，对此例如左前大灯和右前大灯每个包括根据本发明的照明设备，用该照明设备分别产生光分布的左或者右部分。在此在光射出方向上保持器6前面分别还设置次级光学元件，通常是透镜(未示出)，借助于透镜产生相应光分布。
但是根据本发明的照明设备还可以用于倒车灯。
图2最后再次还示出在安装状态中的根据本发明的照明装置100。前置光学元件2，位置保持器4，光盘5和保持器6在此形成单元，其中前置光学元件2通过位置保持器4和光盘5与保持器6相连。光源1与前大灯中的这个单元分开地构建，同样与未示出的透镜一样。保持器6与前大灯通过合适的固定元件连接并且位于例如自身的载体上。
用如插头或销钉形式的合适的固定元件10，保持器6在此位置正确地在前大灯壳体中关于光源固定，光源自己安置在未示出的散热器中。

Claims (37)

1.用于机动车前大灯的照明设备(100)，包括
-多个光源(1)，
-至少一个前置光学元件(2)，具有前置光学元件光射入面(2a)和前置光学元件光射出面(2b)，
-其中所述至少一个前置光学元件(2)包括多个光传导体(3)，并且其中每个光传导体(3)具有构成所述前置光学元件光射入面(2a)的光射入面(3a)，至少一个光源(1)分别输送光到所述光射入面，
-并且其中所述光传导体(3)通到所述前置光学元件光射出面(2b)，
并且其中设置至少一个位置保持器(4)，借助于所述位置保持器所述至少一个前置光学元件(2)的光传导体(3)的所述光射入面(3a)关于所述光源(1)保持位置，并且其中每个光传导体（3）的位置保持器（4）具有插口（4a），属于所述插口（4a）的光传导体（3）准确适合地容纳和定位在所述插口中，
其特征在于，
所述插口（4a）具有向后逐渐变细的截面，其中这个截面比光传导体（3）的截面更强烈地变窄，所述位置保持器(4)在所述光传导体的面向所述光射入面(3a)的端区域上容纳所述光传导体(3)，并且所述光传导体(3)轻微向后从所述插口（4a）突出。
2.如权利要求1所述的照明设备，其特征在于，设置正好一个位置保持器(4)。
3.如权利要求1所述的照明设备，其特征在于，前置光学元件光射出面(2b)设置有透明光盘(5)用于前置光学元件(2)的形状稳定化。
4.如权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述位置保持器(4)由热塑性塑料制造。
5.如权利要求4所述的照明设备，其特征在于，所述位置保持器(4)由黑合成材料制造。
6.如权利要求5所述的照明设备，其特征在于，所述位置保持器(4)由黑热塑性塑料制造。
7.如权利要求6所述的照明设备，其特征在于，在所述位置保持器(4)和所述光传导体(3)之间的插口(4a)中分别插入材料，所述材料比光传导体(3)的材料具有更小折射指数。
8.如权利要求7所述的照明设备，其特征在于，具有更小折射指数的所述材料围绕光传导体(3)，使得所述光传导体不触碰位置保持器(4)。
9.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光传导体(3)设计成长形的，其在光的扩散方向上比在光的扩散方向的侧向上具有较大伸展。
10.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，每个光源分别包括一个或多个发光二极管。
11.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光传导体(3)具有向着其光射入面(3a)逐渐变细的截面。
12.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光传导体(3)设计成截锥形或梯形的。
13.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个前置光学元件(2)由透明导光的和可变形的合成材料制造。
14.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个前置光学元件(2)由硅树脂材料制造。
15.如权利要求1到8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个前置光学元件(2)由聚硅氧烷制造。
16.如权利要求1所述的照明设备，
其特征在于
所述前置光学元件光射出面(2b)设置有透明刚性的光盘(5)用于至少一个前置光学元件(2)的形状稳定化，所述光盘在光射出方向上布置在所述至少一个前置光学元件(2)的光射出面(2b)之后。
17.如权利要求16所述的照明设备，其特征在于，设置正好一个位置保持器(4)。
18.如权利要求16所述的照明设备，其特征在于，所述前置光学元件光射出面(2b)用所述透明光盘(5)包封。
19.如权利要求18所述的照明设备，其特征在于，所述光射出面(2b)用所述透明光盘(5)全面包封。
20.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光射出面由合成材料制造。
21.如权利要求20所述的照明设备，其特征在于，所述合成材料是热塑性塑料。
22.如权利要求21所述的照明设备，其特征在于，所述热塑性塑料是不受温度变化影响的热塑性塑料。
23.如权利要求22所述的照明设备，其特征在于，所述不受温度变化影响的热塑性塑料是聚碳酸酯。
24.如权利要求17到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述位置保持器(4)由热塑性塑料制造。
25.如权利要求20所述的照明设备，其特征在于，所述位置保持器(4)由黑合成材料制造。
26.如权利要求25所述的照明设备，其特征在于，所述位置保持器(4)由黑热塑性塑料制造。
27.如权利要求17到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，在所述位置保持器(4)和所述光传导体(3)之间的插口(4a)中分别插入材料，所述材料比光传导体(3)的材料具有更小折射指数。
28.如权利要求27所述的照明设备，其特征在于，具有更小折射指数的所述材料围绕光传导体(3)，使得所述光传导体不触碰位置保持器(4)。
29.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光传导体(3)设计成长形的，其在光的扩散方向上比在光的扩散方向的侧向上具有较大伸展。
30.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，每个光源分别包括一个或多个发光二极管。
31.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光传导体(3)具有向着其光射入面(3a)逐渐变细的截面。
32.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光传导体(3)设计成截锥形或梯形的。
33.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个前置光学元件(2)由透明导光的和可变形的合成材料制造。
34.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个前置光学元件(2)由硅树脂材料制造。
35.如权利要求16到19中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个前置光学元件(2)由聚硅氧烷制造。
36.具有至少一个如权利要求1到35中任一项所述的照明设备的光模块。
37.具有至少一个根据权利要求1到35中任一项所述的照明设备和/或具有至少一个如权利要求36所述的光模块的汽车前大灯。
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