CN104728733A - 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，其包括基于半导体的光源装置，该光源装置包括多个芯片，所述芯片分别具有矩阵状分布设置的用于形成光源组的光源，相邻光源彼此具有相同距离，还包括沿主照射方向设置在光源装置前方的光学单元，用于使光源形成预规定的光分布，至少两个光源组设置在一个共同的载体上，并且相邻光源组之间的组距离大于相应光源组的相邻光源之间的距离；为各光源组配置一个共同的光学单元；构成光学单元，使得各光源组的设置在相邻光源组相互面对的边缘上的边界光源形成相互重叠的光斑，且控制边界光源这样变暗，使得重叠的光斑的亮度处于相邻光斑的亮度的规定值偏差之内，相邻光斑通过各光源组的与边界光源相邻的光源形成。

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，其包括；基于半导体的光源装置，该光源装置包括一定数量的芯片，所述芯片分别具有矩阵状分布设置的用于形成光源组的光源，相邻光源具有彼此相同距离；所述前照灯还包括沿主照射方向设置在光源装置前方的光学单元用于使光源形成预规定的光分布。
背景技术
由DE102005041234A1公开了一种用于车辆的前照灯，该前照灯包括基于半导体的光源装置以及设置在光源装置前方的光学单元。光源装置包括两个光源组，所述光源组分别具有多个矩阵状设置在一个共同芯片上的光源。光源组在位置上彼此分开。光学单元具有至少两个透镜，为光源组配置不同透镜，从而不同光源组的光源形成不同大小的光斑，由此通过这些不同大小的光斑的重叠可生成预规定的光分布、如近光灯分布。在这种已知的前照灯中不利的是，结构空间耗费尤其是基于多个透镜相对大。光源组分别由LED光源组成，这些LED光源设置在一个芯片中。当为了实现紧凑的结构方式多个所谓的LED芯片须借助一个唯一的透镜成像时，产生这样的问题：基于这种LED芯片处于一个共同的载体上的结构方式，LED芯片之间的组距离大于LED芯片内相邻LED光源的距离。于是产生所谓的“栅栏效应”(Lattenzaun-Effekt)，其中，在光分布中产生暗斑，这导致光形像(近光灯分布等)的不均匀性。
发明内容
因此，本发明的任务在于这样改进包括基于半导体的光源装置的用于车辆的前照灯——在该光源装置中光源以多个芯片的形式被制备，使得通过一个共同的光学单元使多个分别设置在一个芯片上的光源组形成预规定的光分布，该光分布不具有基于光源组之间相对大的间距而产生的不希望的不均匀性。
为了解决该任务，结合权利要求1的前序部分，本发明的特征在于，
－至少两个光源组设置在一个共同的载体上，其中，相邻光源组之间的组距离大于相应光源组的相邻光源之间的距离，
－为各光源组配置一个共同的光学单元，
－这样构成光学单元，使得各光源组的设置在相邻光源组相互面对的边缘上的边界光源形成重叠的光斑，并且
－控制边界光源这样变暗，使得重叠的光斑的亮度处于相邻光斑的亮度的规定值偏差之内，其中，相邻光斑通过各光源组的与边界光源相邻的光源的成像而形成。
根据本发明，一个光学单元配置给多个光源组，所述光源组分别构造为不同芯片，但设置在一个共同的载体或者说基底上。为了不在光分布中产生暗区(栅栏效应)，这样构成光学单元，使得相邻光源组的边缘侧的光源(边界光源)形成优选完全重叠的光斑，否则在该光斑上将出现暗区。此外，通过与相应光源组的其它光源相比减小照度值控制所述边界光源或者说使其变暗，使得重叠的光斑的亮度处于相邻光斑的亮度的规定值偏差之内。由此有利的是产生均匀的光分布，其中，一个光源组的边缘侧的光源(边界光源)与相邻光源组的相邻的边缘侧的光源(边界光源)之间的距离可大于与同一光源组的相邻光源的距离。在此需承受的是，一行和/或一列光源不用于照亮光分布的不同区域。本发明的基本思想在于，将不同光源组的行和/或列成对地朝向光分布的同一线状区域定向，通过使这些光源变暗可实现向光分布的相邻的线状区域均匀过渡。
根据本发明的一种优选实施方式，边缘侧的光源(边界光源)与同一光源组的相邻光源相比分别这样变暗，使得边界光源的亮度之和具有与相邻光源的亮度相等的值。有利的是，由此实现从不重叠的光斑向重叠的光斑的均匀的亮度过渡。
根据本发明的一种扩展方案，这样设计光学单元，使得相邻光源组的边界光源形成大部分重叠或完全重叠的光斑。
根据本发明的一种扩展方案，这样构成光学单元，使得光源组的未设置在相邻光源组相互面对的边缘上的光源形成不重叠或少许重叠的光斑。有利的是，由此可限制光分布所需的光源的数量。
本发明的其它优点由其他从属权利要求给出。
附图说明
下面参考附图详细说明本发明的一种实施例。附图如下：
图1为具有两个LED芯片的光源装置的俯视图；
图2a为根据现有技术的在光分布中具有暗区的前照灯的示意性侧视图；
图2b为在光分布中具有过亮(überblendeten)区域的前照灯的示意性侧视图；
图2c为根据本发明的具有均匀光分布的前照灯的示意性侧视图；
图3为亮度图。
具体实施方式
根据本发明的车辆前照灯可用于产生近光灯或远光灯功能以及例如用于产生转向灯或标记灯功能。前照灯主要包括基于半导体的光源装置1以及沿主照射方向H设置在光源装置1前方的光学单元2。
光学单元2可包括一个唯一的透镜。替换地，光学单元2也可包括多个透镜，它们沿主照射方向H相继设置。
光源装置1包括多个光源组3，图1中仅示例性示出其中两组。光源组3分别构造为芯片，在该芯片中，多个LED光源4矩阵式地、即成行和列在相邻LED光源4之间形成相同距离a的情况下设置。距离a可被视为像素距离。为了简化视图，在图1中仅示出具有3x3个像素的芯片。距离a处于μm范围内。
各光源组3或者说LED芯片彼此间隔组距离b地设置。组距离b大于每个光源组3的相邻LED光源4之间的距离a。组距离b因此是距离a的多倍。在当前实施例中，组距离b是距离a的三倍。
光源组3(LED芯片)设置在一个共同的载体5上，该载体用作光源装置1的基底。光源组3因此一体地彼此连接并且优选在一个平面内延伸，该平面垂直于前照灯的光轴A延伸。
在根据图2a的具有光学单元2'的常见前照灯中，LED光源4成像为具有亮度H1的光斑F1，所述光斑根据预规定的光分布具有相应的照度值(Helligkeitswert)或者说亮度值(Leuchtdichtewert)。这样设计光学单元2'，使得相邻光斑F1不重叠或少许重叠地设置。基于相对大的组距离b产生一个线状的亮度H0为零的暗区F2，该暗区可被称为“栅栏效应”。栅栏效应引起光分布L1的不均匀性，该不均匀性根据本发明被消除。
根据本发明，这样配置或者说设计光学单元2，使得设置在相邻光源组相互面对的边缘6上的LED光源4'(边界光源)成像为光斑F2，所述光斑大部分重叠或完全重叠地设置。当边界光源4'被控制具有与相邻光源4″相同的照度时，光斑F2的亮度值H2双倍于相邻光斑F1的亮度值H1，参见图2b中的光分布L2。
根据本发明，控制边界光源4'变暗，由此光源4'分别成像为光斑F2，其亮度值是光斑F1的一半。通过由边界光源4'成像的光斑F2的位置重叠产生如相邻光斑F1产生的预规定的亮度值H1。因此生成如图2c所示的均匀的光分布L3。
在图2b中生成光分布L2，在其中，基于光斑F2上双倍这么大的亮度值H2产生不均匀性。
为了实现均匀的光分布L3，当然无需使相邻的光斑F1、F2具有相同的亮度值。当光斑F2的亮度值处于相邻光斑F1的亮度值H1的规定值偏差S之内时就足够。在当前示例中，相邻光斑F1的亮度值H1或者说相邻光源4″的照度值可用作规定值。规定值偏差S可以是亮度值H1的+/-10％。
优选各光源组3的光源4数量可设定成相等的。尤其是相邻光源组3的边界光源4'的数量是相等的。
在光源组3中，光源4″的各行和各列之间的距离a构造成相等的。
借助未示出的控制单元接通或关断光源装置1并且尤其是使边界光源4'变暗地运行。
在当前实施例中，边界光源4'分别以光源组3的相邻光源4″运行的亮度值的50％运行。
由图3可见，根据本发明，根据图2c基于相邻光源组3的边界光源4'生成的光斑F2处于规定值偏差S之内。在本实施例中，光斑F2约具有亮度值H1。根据图2a的光分布L1中的光斑F2仅具有等于零的亮度值H0，由此产生暗带。根据图2b的光分布L2中的光斑F2具有双倍于亮度值H1的亮度值H2。
附图标记列表
1  光源装置
2  光学单元
3  光源组
4、4'、4″  LED光源
5  载体
6  边缘
H  主照射方向
a  距离
b  组距离
H0、H1、H2  亮度值
F1、F2      光斑
L1、L2、L3  光分布
S  规定值偏差

Claims (10)

1.用于车辆的前照灯，所述前照灯包括基于半导体的光源装置，该光源装置包括一定数量的芯片，所述芯片分别具有矩阵状分布设置的用于形成光源组的光源，相邻光源具有彼此相同的距离，且所述前照灯包括沿主照射方向设置在光源装置前方的光学单元，用于使光源形成预规定的光分布，其特征在于，
－至少两个光源组(3)设置在一个共同的载体(5)上，相邻光源组(3)之间的组距离(b)大于相应光源组的相邻光源(4、4'、4″)之间的距离(a)，
－为各光源组(3)配置一个共同的光学单元(2)，
－这样构成光学单元(2)，使得各光源组(3)的设置在相邻光源组(3)相互面对的边缘(6)上的边界光源(4')形成重叠的光斑(F2)，并且
－控制边界光源(4')变暗，使得重叠的光斑(F2)的亮度(H1)处于相邻光斑(F1)的亮度(H1)的规定值偏差(S)之内，其中，相邻光斑(F1)通过各光源组(3)的与边界光源(4')相邻的光源(4″)的成像而形成。
2.根据权利要求1的前照灯，其特征在于，控制边界光源(4')，使得重叠的光斑(F2)的亮度之和相应于相邻光斑(F1)的亮度(H1)，其中，相邻光斑(F1)通过各光源组(3)的与边界光源(4')相邻的光源(4″)的成像而形成。
3.根据权利要求1或2的前照灯，其特征在于，所述光源组(3)的光源(4、4'、4″)分别成行和列设置，其中，设置在光源组(3)相互面对的边缘(6)上的边界光源(4')的数量相等。
4.根据权利要求1至3之一的前照灯，其特征在于，以列和行的方式设置在光源组(3)内的光源(4、4'、4″)之间的距离(a)相等。
5.根据权利要求1至4之一的前照灯，其特征在于，在相邻光源组(3)之间的组距离(b)是同一光源组(3)的相邻光源(4、4'、4″)彼此间隔的距离(a)的数倍。
6.根据权利要求1至5之一的前照灯，其特征在于，所述光学单元(2)具有至少一个透镜，所述透镜使所有光源组(3)的光源(4、4'、4″)形成预规定的光分布(L3)。
7.根据权利要求1至6之一的前照灯，其特征在于，为所述光源装置(1)配置控制装置，借助该控制装置，光源(4、4'、4″)可单个地接通和/或关断和/或变暗。
8.根据权利要求1至7之一的前照灯，其特征在于，所述光源(4、4'、4″)构造为LED光源。
9.根据权利要求1至8之一的前照灯，其特征在于，相邻光源组(3)相互面对的边界光源(4')这样成像，使得产生大部分重叠或完全重叠的光斑(F2)。
10.根据权利要求1至9之一的前照灯，其特征在于，光源组(3)的未设置在光源组(3)相互面对的边缘(6)上的光源(4″)形成光斑(F1)，在这些光斑中，相邻光斑(F1)不重叠或少许重叠地设置。
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