CN104471310B - 用于车辆的前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的前照灯，其具有多个LED光源(1)，所述LED光源按矩阵方式设置成LED阵(2)并且分别发射部分光束，所述部分光束击中沿着主照射方向(6)在前面设置的光学单元(3)以投影光斑，这些光斑组合成预定的光分布，其中，光学单元(3)包括第一透镜元件(4)和旋转对称地设置的第二镜组元件(5)，借助于它们将部分光束这样变形，使得在光分布中相邻地投影的各光斑彼此紧邻或者重叠，其中，第一透镜元件(4)这样成形，使得光分布的各光斑在竖直方向上比在水平方向上具有更大的分度。

Description

用于车辆的前照灯
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的前照灯，所述前照灯具有多个LED光源，所述LED光源按矩阵方式设置成LED阵并且分别发射部分光束，所述部分光束击中沿着主照射方向在前面设置的光学单元以投射光斑，这些光斑组合成预定的光分布，其中，光学单元包括第一透镜元件和旋转对称地设置的第二透镜元件，借助于它们将部分光束这样变形，使得在光分布中相邻地投影的各光斑彼此紧邻或者重叠。
背景技术
由DE 10 2008 027 320 A1已知一种用于车辆的前照灯，所述前照灯具有多个按照矩阵方式设置成LED阵的LED光源。在该LED阵前面安装有光学单元，所述光学单元具有第一透镜元件和第二透镜元件，使得可以产生远光分布。附加地，设有控制单元，所述控制单元这样控制LED光源，使得根据当前的交通状况或者产生全远光分布或者产生部分远光分布。在全远光分布的情况下接通最大数量的LED光源，这些LED光源照亮没有其他交通物体的交通空间。在部分远光分布中，接通减少数量的LED光源，使得不是整个交通空间而是只有减少了去眩目区域的交通空间被照亮。在该光分布的去眩目区域中有未被眩目的交通物体，例如在前面行驶的车辆或者迎面而来的车辆。在已知的前照灯中由此提供“可设定位置的(addressierbare)”远光功能，该远光功能能够实现其他交通物体的优化的去眩目。该光分布的由多个光斑组成，这些光斑通过LED光源的投影借助光学单元的透镜元件获得。不仅第一透镜元件而且第二透镜元件都旋转对称地构成并且这样彼此协调，使得光分布的相邻的各光斑彼此紧邻或者重叠。第一透镜元件和第二透镜元件这样设计，使得光斑在竖直方向上和在水平方向上具有相同的分度(Teilung)，也就是说，光斑在测量屏上分别产生正方形的光图。已知的前照灯的缺点是，投影在测量屏上的光斑不是杆形地延伸，这会导致具有不同主方向的光分布。通过第一透镜元件和第二透镜元件的例如形状或位置改变，LED光源的各光斑或个别投影可以良好地“软化(aufweichen)”到主方向上。但是由此前照灯的颜色修正也发生改变，也就是说，球形的像差、慧形差象、像散现象、场曲和有色像差受到损害。如果通过附加的光学元件引起光分布中不同主方向的建立，则可能形成关于位置和形状公差以及校准的附加问题。由此也使得前照灯的制造比较昂贵。
发明内容
因此本发明的目的在于，这样进一步开发用于车辆的前照灯，使得能按照简单的方法产生具有不同主方向的光分布。
为了实现该目的，本发明的特征在于，第一透镜元件这样成形，使得光分布的各光斑在竖直方向上与在水平方向上相比具有更大的分度。按照本发明，一种用于车辆的前照灯，具有多个LED光源，所述LED光源按矩阵方式设置成LED阵并且分别发射部分光束，所述部分光束击中沿着主照射方向在前面设置的光学单元以投影光斑，这些光斑组合成预定的光分布，其中，光学单元包括第一透镜元件和旋转对称地设置的第二透镜元件，借助于它们将部分光束这样变形，使得在光分布中相邻地投影的各光斑彼此紧邻或者重叠，其特征在于，第一透镜元件这样成形，使得光分布的各光斑在竖直方向上比在水平方向上具有更大的分度，其中，第一透镜元件的沿着主照射方向在前面设置的前侧具有沿着水平方向延伸的沟槽，该沟槽相对于第一透镜元件的水平延伸的上边缘和水平延伸的下边缘凹入地构成，第一透镜元件具有沿着主照射方向在后面设置的背侧，该背侧构成为凹形的。
本发明能够提供这样的光分布，所述光分布由如下光斑组成，这些光斑分别在不同的或者彼此垂直的方向上具有不同的光密度分布。有利地，创建强健的(robust)前照灯，在所述前照灯中，光学单元将LED光源的具有相对少份额的高发散角的部分光束变形。部分光束的光线只如所需要的那样被转向。另一方面，在透镜-矩阵-前照灯中通常出现的色彩效应可以被最小化。所产生的光分布或所投影的光斑具有两个不同的主方向，从而保证在局部更有针对性的光汇集。特别是，由此可以达到在车辆前区域中动态改变的交通物体的去眩目，而在这样形成的去眩目区域与被照亮的区域之间没有形成反差太明显的过渡。
按照本发明的一种优选的实施形式，第一透镜元件和/或第二透镜元件这样构成，使得光斑的分度在竖直方向上为优选5°和在水平方向上为少于1.2°、特别是为1°。有利地，由此可以在水平方向上进行精细的标度，而在竖直方向上实现良好地连接(Anschluss)到车辆的前区域。
按照本发明的一种扩展方案，第一透镜元件、优选靠近光源的透镜元件在水平横截面中构成为肾形的。第一透镜元件的沿着主照射方向在前面设置的前侧具有沿着水平方向延伸的沟槽，该沟槽相对于上面的和下面的边缘加深地构成。有利地，由此可以引起LED光源在两个不同的主方向上的修正。
根据本发明的一种扩展方案，第一透镜元件在背侧构成为凹形的构成。由此第一透镜元件能相对简单地制造。
附图说明
下面借助附图进一步地阐述本发明的实施例。在附图中：
图1示出按本发明的前照灯连同绘出的光束的的俯视图。
具体实施方式
车辆的前照灯例如可以被使用来产生远光分布。优选地，前照灯被使用来产生动态的远光分布，其中，根据交通状况来关断或接通个别LED光源1。如果最大数量的LED光源1借助未示出的控制单元处于接通的状态中，则可以产生全远光分布，在所述全远光分布中，LED光源1投影成光斑，这些光斑完全照亮交通空间。如果交通物体、例如在前面行驶的车辆或者迎面而来的车辆处于本车辆的前区域中，则根据通过探测装置识别的、该交通物体的当前位置的改变来关断或接通LED光源1，从而仅仅产生部分远光分布。所述部分远光分布具有没有被照亮的去眩目区域并且其它交通物体处于该去眩目区域中。由此防止了位于前区域中的交通物体的所不期望的眩目。
为了产生这样的全远光分布或者部分远光分布或者远光分布，前照灯除了设置在LED阵2中的LED光源1之外还具有光学单元3，该光学单元通过第一透镜元件4和第二透镜元件5构成。借助第一透镜元件4和第二透镜元件5，由LED阵2放射的光束L这样成形，使得形成所期望的远光分布。
LED阵2包括水平延伸的载体板，该载体板在水平方向上以宽度延伸。沿着LED阵2的主照射方向6在LED光源1之前设置有非对称地构成的第一透镜元件4。沿着主照射方向6在第一透镜元件4之前设置有第二透镜元件5，该第二透镜元件旋转地设置。LED阵2与光学单元3一起形成一个结构单元，该结构单元具有水平长度。LED阵2的水平宽度在这里大于光学单元3的水平长度的四分之一。
第二透镜元件5构成为近似平凸形的，其中，沿着主照射方向6在前面设置的前侧构成为凸形的并且相对置的背侧构成为大致平坦的。第二透镜元件5的横向延伸尺寸大于第一透镜元件4的横向延伸尺寸。
第一透镜元件4在水平横截面中构成为肾形的。第一透镜元件4具有沿着主照射方向6在前面设置的前侧，该前侧具有沿着水平方向延伸的沟槽。该沟槽相对于第一透镜元件4的水平延伸的上边缘和水平延伸的下边缘具有加深部。第一透镜元件4的与前侧相对置并且面朝LED阵2的背侧构成为凹形的。在本实施例中，第一透镜元件4的背侧的曲率半径位于80mm至120mm的范围中，并且沟槽在与边缘相邻的区域具有40mm至60mm范围中的曲率半径。
第一透镜元件4关于水平的中心面对称地构成。
通过构成第一透镜元件4，LED光源1投影成光斑，这些光斑在竖直方向上和在水平方向上具有不同的分度。分度在竖直方向上大于在水平方向上。在竖直方向上的分度为至少5°，优选为5°。在水平方向上的分度为小于1.2°，特别是为1°。由此可以在水平方向上进行更精确的通道分隔(Kanaltrennung)，而在竖直方向上的通道分隔是更粗略的。进行傅里叶变换，其中，在焦平面中的位置分布转换为角度分布。
光分布由光斑组成，其中，相邻的光斑沿着水平方向彼此相邻或重叠。
根据本发明的一种未示出的备选的实施形式，第二透镜元件5也可以非旋转对称地设置并且第一透镜元件4旋转对称地设置，以便产生所期望的具有不同地设置的主方向或分度的远光分布。
附图标记列表
1 LED光源
2 LED阵
3 光学单元
4 第一透镜元件
5 第二透镜元件
6 主照射方向

Claims (8)

1.一种用于车辆的前照灯，具有多个LED光源，所述LED光源按矩阵方式设置成LED阵并且分别发射部分光束，所述部分光束击中沿着主照射方向在前面设置的光学单元以投影光斑，这些光斑组合成预定的光分布，其中，光学单元包括第一透镜元件和旋转对称地设置的第二透镜元件，借助于它们将部分光束这样变形，使得在光分布中相邻地投影的各光斑彼此紧邻或者重叠，其特征在于，第一透镜元件(4)这样成形，使得光分布的各光斑在竖直方向上比在水平方向上具有更大的分度，其中，第一透镜元件的沿着主照射方向在前面设置的前侧具有沿着水平方向延伸的沟槽，该沟槽相对于第一透镜元件(4)的水平延伸的上边缘和水平延伸的下边缘凹入地构成，第一透镜元件(4)具有沿着主照射方向(6)在后面设置的背侧，该背侧构成为凹形的。
2.按照权利要求1所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，第一透镜元件(4)这样构成，使得光斑的分度在竖直方向上为至少5°和在水平方向上为少于1.2°。
3.按照权利要求1或2所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，第一透镜元件(4)这样构成，使得光斑的分度在竖直方向上为至少5°和在水平方向上为1°。
4.按照权利要求1或2所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，第一透镜元件(4)关于水平的中心面对称地构成。
5.按照权利要求1或2所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，第二透镜元件(5)构成为使得沿着主照射方向(6)在前面设置的前侧构成为凸形的并且相对置的背侧构成为平坦的。
6.按照权利要求1或2所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，第一透镜元件(4)的横向延伸尺寸小于第二透镜元件(5)的横向延伸尺寸。
7.按照权利要求1或2所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，LED阵(2)的水平宽度大于通过LED阵(2)和光学单元(3)构成的结构单元的水平长度的四分之一。
8.按照权利要求1或2所述的用于车辆的前照灯，其特征在于，设有用于控制LED光源(1)的控制单元，使得根据通过探测装置识别的交通状况改变，要么接通最大数量的LED光源以产生全远光分布，要么接通减小数量的LED光源(1)以产生包含去眩目区域的部分远光分布，其它交通物体处于该去眩目区域中。
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