CN106402768B - 用于机动车辆前灯的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于机动车辆的照明装置，所述照明装置包括具有光学轴线O的至少一个模块，每个模块都具有：光源8，所述光源被构造成用于在大致地形成光学轴线O的割线的整体方向上发射光束，光方向引导件，所述光方向引导件适于在所述引导件的输出部处以大致平行于所述光学轴线O的方式引导由所述光源8发出的光束，并且适于在所述光束中形成截止部。所述装置的特征在于：所述装置包括用于输出所述光束的单个部分，所述装置的输出表面3是连续弯曲的并且为所有模块所共用。

Description

用于机动车辆前灯的照明装置
技术领域
本发明涉及照明装置。
优选的应用涉及用于生产尤其是用于车辆前灯的信号和/或照明装置的机动车辆工业。
在车辆前灯领域，具有已知的前灯，所述前灯常规包括近光或近光灯，其具有约70米的道路的(照明)范围，所述近光或近光灯主要地在夜晚被使用，并且近光或近光灯中的光束的分布使得近光或近光灯可以不使迎面车辆的司机眩目。通常地，该光束的上部的横截面具有水平部，优选地约在水平线下方0.57°，以避免照亮迎面车辆的司机可能位于的区域。
该领域还包括远光灯和雾灯，远光灯和雾灯的两个类型都具有截止光束。
背景技术
存在用于该灯的已知照明装置，所述照明装置具有至少一个光源和至少一个引导件，以用于在源和输出面之间为光线定向。特别地，文件EP2045515公开了该类型的照明装置，由于光源垂直于所述装置的光学轴线定向的事实而具有减少的整体尺寸，并且光线在引导件中以90°被反射。
该装置的缺点在于引导件的输出面的形状，该形状在外观上不吸引人。
这是因为照明装置的输出面可通过光学单元的外透镜而从车辆的前部被看见。在被引用的文件的情况下，当从外侧观察时，输出面形成圆柱形状端部件的一部分。如果存在用于多个光源的多个引导件，则具有并排放置并且在深度上偏移以或多或少接近外透镜的多个圆柱形状的端部件。
然而，当前趋势是具有逐渐紧凑的照明系统，其中输出表面优选地符合外透镜的弯曲轮廓。
多个圆柱形输出面的使用导致较不吸引人的外观，并且防止保持与这些面相对定位的外透镜的曲率的连续性。
相应地，本发明的目的是提出一种紧凑的照明系统，所述紧凑的照明系统的输出表面是弯曲的并且符合定位在系统之后的外透镜的轮廓。
发明内容
根据本发明的用于机动车辆的照明装置包括具有光学轴线O的至少一个模块，每个模块都具有：
-光源，所述光源被构造成用于在大致地形成光学轴线O的割线的整体方向上发射光束；
-光方向引导件，所述光方向引导件适于在所述引导件的输出部处以大致平行于所述光学轴线O的方式引导由所述光源发出的光束，并且适于在所述光束中形成截止部。
整体方向被光束的平均方向限定，所述光束由光源发出的所有光线组成。有利地，该整体方向可以大致地垂直于光学轴线。在变型中，整体方向可以相对于光学轴线O成角度，所述角度在15°至75°的范围内，特别是从40°至50°的范围内，或可能地大致地等于45°。
照明装置的主要特征在于：所述照明装置包括用于输出所述光束的单个部分，所述照明装置的输出表面是连续弯曲的并且为所有模块所共用。
如果合适，输出表面是平滑的。
因而，根据本发明的照明装置产生具有截止轮廓的朝无穷远点投射的一个或多个光束，同时在具有单个弯曲的视觉上具有吸引力的输出表面，所述输出表面可以通过前灯的外透镜看到。因此，该装置具有使用与一个或多个光源一起使用的单个输出表面的优点，所述一个或多个光源将提供特定的照明或信号功能。实际上，根据相关联的光源的数量和定位，该装置可以产生许多光束，以满足用于照明的不同需要和要求。
另外地，与其中光源在与光学轴线平行的方向上投射光线并且距离输出表面较远地定位的常规的装置相比，因为光线在引导件中以90°被反射，因此该装置具有紧凑的几何形状，例如使得光源能够垂直于光学轴线投射光线，并且定位成接近输出表面。因此，根据本发明的装置具有占用较小空间的优点。
因为引导件产生此90°的反射，因而引导件具有重要的功能。引导件包括三个光学表面，即：
-与光源相关联的输入面；
-与照明装置的共用输出表面一致的输出面；
-用于朝输出面反射从输入面传送的所述光线的反射面。
因此90°反射通过引导件的反射面被执行。
表述“与光源相关联的输入面”表示光源可以直接地应用于输入面，或被放置成十分接近输入面。然而，该表述还涵盖其中光源不与输入面直接接触的构造，尤其是以下构造，其中至少一个光学构件，例如收集器、准直仪或简单的光管道，位于光源和发射边缘之间，例如以改善和/或增加通过输入面进入引导件中的光的量，同时还限制光泄露，和/或以使得可以将光源定位得较远。
有利地，光引导件(光导)由以下材料构成，所述材料适于通过全内反射而能使所述光束被反射在反射面上。
在变型中，反射面可以覆盖有反射涂层。
根据本发明不同实施例，所述实施例可以分别地或组合地考虑:
-引导件的输入面被布置成朝反射面折射从光源接收的光束。
-输入面可以是平坦的或非平坦的，尤其是弯曲的。
-引导件的反射面被布置成收集从输入面接收的被折射光束，并且朝引导件的输出面反射该光束。
-反射面具有焦点F，并且光源定位在该焦点F附近，使得被反射面朝输出面反射的光束具有截止部：如果有必要，光源相对于反射面的焦点被定位，使得从输出面发出的光束具有平坦的截止部，尤其是水平截止部，或在变型中，为倾斜截止部。
-反射面具有大致抛物面形轮廓，允许焦点F被定位成接近光源：该反射面可以具有包括抛物母线和沿着与光学轴线O垂直的轴线Y延伸的准线的圆柱形状。
-反射面在光学方面涉及输出面和光线在模块的输出部处的需要分布：如果有必要，反射面可以是平滑的。在变型中，反射面可以配置有诸如条纹等的光学图案，或可以是多面的。
-光源具有在光学轴线O的方向上的偏移量、相对于反射面的焦点F偏心的对称中心。
-光源具有配置有侧向边缘的用于发射所述光束的表面，并且光源被布置成使得反射面的焦点F定位在所述边缘上。
-光源被定位成使得所述边缘大致地垂直于光学轴线O。
-光源被定位成使得边缘位于相对于光学轴线O大致地等于15°的角度处。
-引导件的输出面被布置成用于将由反射面反射的光束投射至无穷远点：术语“无穷远点”表示与模块的尺寸相比大很多的距离，例如25m。如果合适，所述装置没有光学投射系统，而不是模块的输出面。
-引导件的输出面被布置成使得从输出面出现的光线尤其沿着模块的光学轴线O被准直。
-照明装置包括多个模块，引导件具有侧壁以防止从与引导件相关联的光源传送的光线传输进入邻近的引导件中：在这种情况下，由光源发出的光束通过在所述侧壁上的全内反射而在与光源相关联的引导件中传播。
-例如引导件的侧壁可以被涂覆铝：用这种方法，壁可以朝引导件的输出面有效地反射光束。
-照明装置包括装置的至少一个如下模块，其中光源的边缘大致地垂直于光学轴线，和装置的如下模块，其中光源的边缘相对于光学轴线成大致等于15°的角度。
-光源和装置的共用输出表面之间的距离根据模块的照明功能而变化。
-照明装置的共用输出表面被制成一个部件。
-共用输出表面相对于照明装置的外侧是凸出的。
-对于每个引导件，输出面横向地或倾斜地延伸至输入面。
-光源可以是单个发光二极管(LED)：该类型的二极管提供较高质量的光束，同时仍然具有较小的尺寸。因此，该类型的二极管完全地适合于根据本发明的模块，根据本发明的模块的尺寸必须被限制以能够结合在机动车辆中。
-光源可以是通过对准LED类型的多个发射芯片相关联而形成的LED。
本发明还提出一种包括如上所述的至少一个照明装置的用于机动车辆的前灯。
有利地，所述前灯包括：
-固定在车辆上的壳体，
-用于密封所述壳体的外透镜，
所述照明装置被容纳在由壳体和密封外透镜限定的空间内，照明装置被布置成使得从所述共用输出表面出现的光线到达所述密封外透镜。
有利地，从共用输出表面出现的光线到达所述外透镜，而不遇到任何障碍。
优选地，从照明装置的输出部发出的光线形成远光灯或近光灯类型的调节光束的部分或全部。
为了照明道路，该前灯被装配至机动车辆。
附图说明
参照附图，从本发明的至少一个实施例——所述实施例仅通过单纯的说明性和非限制性示例而被提供——的以下详细说明性描述中，将更好理解本发明，并且本发明的其它目的、细节、特征和优点将更加显而易见。
在这些附图中：
-图1和2是本发明的具有一个模块的实施例中的照明装置的透视图；
-图3是根据图1和2的照明装置的侧视图；
-图4是根据图1和2的照明装置的正视图；
-图5示意性地示出在照明装置中光线遵循的路径；
-图6是照明装置的侧视图并且包括图5的示意图的部分；
-图7和图8是本发明的在具有四个模块的实施例中的照明装置的透视图；
-图9是通过图7和图8的装置获得的等照度曲线的网格图；并且
-图10示出根据图7和图8的照明装置结合至前灯中的示例。
具体实施方式
术语“竖直的”和“水平的”在本文中用于表示方向，尤其是光束截止方向，具有用于术语“竖直的”的、与水平平面垂直的方向，并且具有用于术语“水平的”的、与水平平面平行的定方向。术语“竖直的”和“水平的”将在车辆中的装置的操作状态下被考虑。这些措辞的使用不表示将围绕竖直方向和水平方向的轻微变化从本发明排除。例如，相对于这些方向的约+或-10°的倾角在此处被认为是围绕两个主方向的较小变化。
类似地，在整个目前文本中，术语“前部”和“后部”被理解为相对于从照明装置出现的光朝前方传播的方向。
此处，术语“平行的”或一致轴线的概念将在此被特别理解为承受制造或组装公差，并且大致平行方向或大致一致轴线被包括在该上下文中。
截止轮廓优选地理解为，由于存在较少暴露至光的区域的情况下而形成围绕光学轴线不均匀分布的输出光束，所述区域被截止轮廓大致地限定，所述截止轮廓可以由直线的至少两个区段并且尤其是三个区段形成，所述区段在其之间形成角度，或在转弯部处具有更复杂的形状，例如倾斜截止部。
在各个图中示出的情况特别适合于机动车辆的前灯中的装置。
参考图1至6，照明装置被示出在仅具有一个模块的构造中，即仅具有单个光源8。该模块具有光学轴线O，光学轴线O限定从模块出现的光线的最终方向。
光源8被示出在图5和图6中，并且被构造成用于发射光线。此处，光源8包括发光二极管(LED)8。
LED8被定位成与光方向引导件的输入面1相对，使得被发射的光线通过该输入面1进入所述引导件中。定向引导件被构造成用于朝输出面3引导光线，将所述光线定向成大致平行于水平平面。
引导件尤其被示出在图1至4中。所述引导件包括：
-输入面1，如之前所述，所述输入面1是水平的并且定位在引导件的下部中，LED定位在所述面下方；
-反射面2，所述反射面被定位成面向输入面1并且被倾斜地定向；
-反射面2的延长面6，所述延长面6与输入面1汇合并且定位在模块的后部20处；
-输出面3，如之前所述，所述输出面是竖直的并且被定位在模块的前部19处；
-水平顶面5，所述水平顶面在反射面2和输出面3之间形成连接部；
-倾斜底面7，所述倾斜底面在输入面1和输出面3之间形成连接部；
-两个竖直平行侧面4，所述两个竖直平行侧面4的轮廓由模块的所有其他上述面限定。
在特定示例中，具有单个模块的照明装置可以具有以下尺寸：
-在方向X上的尺寸b：60mm
-在方向Y上的尺寸c：40mm
-在方向Z上的尺寸：31mm
输出面3横向地延伸至输入面1。
在本示例中，输入面1是平坦的，但是在另一示例性中可以是弯曲的，通过扫描光线和轮廓光线以常规的方式被限定。
输出面3是圆形的并且具有从模块的外侧看到的、视觉美观的曲率。该输出面3用作准直透镜。
反射面2具有与输出面3的轮廓相关联的弯曲形状，使得从引导件出现的光线具有大致平行于水平平面的方向。该弯曲形状更具体地对应于抛物面形状。
该抛物面的焦点F定位在输入面1下方。LED8的一个点被放置在抛物面的焦点F处，如图5和6所示。在图6的情况下，LED8的中心C被定位在抛物面的焦点F处，而在图5的情况下，LED8的边缘9被定位在抛物面的焦点F处。
LED8朝输入面1发出光束。该光束是竖直的，LED8被构造成用于沿着轴线Z在方向+Z上发射。该光束的光线然后被输入面1折射，并且朝反射面2竖直地传播。反射面2提供入射光线的全反射，并且在大致水平方向上朝输出面3将入射光线再定向至引导件中。
在反射面2上入射的光线因此垂直于被反射面2反射的光线。反射面2因此以90°反射光线。
输出面3提供准直，即在水平平面中，在模块的光学轴线O的方向上生成一束平行光线。
图6示出基本概念的光学原理：由LED8发出的所有光线进入引导件中，并且在那里沿着包括直角的路径被引导，并且然后在光学轴线O的方向上被准直。
在该90°反射的情况下，模块具有以下优点：在方向X上在其尺寸b中具有较小的整体尺寸。
应该说明的是，反射面2在光学方面涉及输出面3和光线在输出部处的需要的分布。特别地，因为输出面3比光学功能更加美观，因此仅用于准直光束，反射面2在模块的光学原理中起主要作用，并且必须以适当方式在引导件中对光线定向，以补偿输出面3由于其弯曲形状而缺乏的光学效果。
所述模块可以被水平地翻转，使得LED8被构造成用于沿着轴线Z在方向-Z上发射。在这种情况下，光线将朝模块的底部，而非朝模块的顶部，竖直地定向。然而，模块的操作是相同的，具有相同的光学原理。
利用根据本发明的照明装置获得的光束包括截止区域，即在明亮区域和黑暗区域之间的边界，以避免使在与所涉及的车辆相反的方向上行进的司机或人晃眼。该类型的截止部在光束中是重要的，所述光束用于提供诸如以下功能中的一些功能：近光灯、雾灯、附加的公路灯、附加的转弯灯等。
截止部可以通过定位光源8而被提供，使得形成反射面2的抛物面的焦点F被定位在源8的后边缘9上，而非定位在该源8的中心C中。因此，LED8明显地偏移在方向X上等于其宽度的一半的距离d。
在该装置的情况下，如图5所示，来自光源8的后边缘9并且因此来自焦点F的光线i1仅被输入面1折射，并且然后作为光线r1朝输出面3被垂直反射。在此处考虑的示例中，半径r1是大致水平的。半径r1将在装置的输出部处保持在水平平面中。
由源8发出的所有其他光线将来自定位在源8的后边缘9的前部处的点，光线i2也如此。该光线i2被折射并且然后作为下降光线r2被反射。
来自后边缘9的另一光线i3将作为水平光线r3被反射，而来自定位在前边缘10处的点的另一光线i4将作为向下引导的光线r4被反射。
因此，所产生的光束将具有水平截止线，所述水平截止线具有在该截止线下方的明亮区域和上方的黑暗区域。
如果在LED沿方向-Z发射光线的情况下模块被水平地翻转，则水平截止部可以通过合乎逻辑地定位LED而被提供，使得形成反射面的抛物面的焦点被定位在源的前边缘上，而非定位在后边缘上。
为获得某些照明效果，LED8可以以围绕轴线Y转动+/-45°的范围的角度和/或围绕轴线Z转动+/-15°的范围的角度转动。LED8的该自由移动使得尤其可以生成具有部分地朝左侧或朝右侧倾斜的截止部的光束，以照明交通标记和道路的左侧部上(对于左侧驾驶的情况)或道路的右侧部上(对于右侧驾驶的情况)的人行道或路肩。
图7和8示出其中根据本发明的照明装置由四个模块11、12、13、14组成的实施例。
这些四个模块11、12、13、14并排对准，并且具有因此为所述模块11、12、13、14所共用的单个连续输出表面3。因此，该共用输出表面3包含四个模块11、12、13、14的四个输出面3。
所述输出表面3具有视觉上令人愉悦的弯曲形状。该输出表面3将能够通过前灯的外透镜15从外侧被看到。优选地，该输出表面3符合前灯的外透镜15的曲率。
模块11、12、13、14中的每一个都执行清楚规定的照明功能。因而，模块11、12、13、14是彼此不相同的。模块11、12、13、14示出尤其沿着方向X在其面的形状上和在其尺寸上的变化。
在此情况下，与中心模块12、13的尺寸相比，端部模块11、14在方向X上具有明显更大的尺寸。因此，根据光源8与之相关联的模块11、12、13、14，光源8的位置也将不同。换句话说，光源8和装置的共用输出表面3之间的距离根据模块11、12、13、14的照明功能而变化。
这种具有四个模块11、12、13、14的照明装置可以用于例如生成具有朝右侧的倾斜截止部的照明，如图9中的等照度曲线的网格所示。在放置在距离照明装置25米处的、与装置的总光学轴线垂直的屏幕上获得等照度曲线，总光学轴线与屏幕的交叉点对应于水平轴线上的0°刻度。穿过0°的竖直轴线对应于屏幕和穿过总光学轴线的竖直平面的交叉点。
这些曲线可以用于图示照明的分布。将注意到，光束被定位在水平面下方，并且光束具有以相对于水平面成15°的角度α朝右侧的倾斜截止部。
在特定示例中，具有四个模块11、12、13、14的照明装置可以具有以下尺寸：
-在方向X上的尺寸b’：80mm
-在方向Y上的尺寸c’：160mm
-在方向Z上的尺寸a’：31mm
共用输出表面3在方向Z上的尺寸e’是约20mm。
模块11、12、13、14的竖直平行侧面4在模块11、12、13、14之间形成中间壁。在其共用表面处，两个邻近模块可以具有每个都对应于一个模块的两个邻近的侧壁4，或为两个模块所共用的单个侧壁4。因为这些侧壁4用于防止由邻近一个模块的引导件放置的光源8所生成的光束穿过邻近模块的引导件，因此这些侧壁4可以被涂覆铝。
形成照明装置的四个模块11、12、13、14的嵌套的另一示例被示出在图10中，图10尤其地示出侧壁4。这些壁具有在一些情况下复杂的具有台阶部的形状，使得这些壁可以安装到彼此中。
所述照明装置整体结合至包括以下各项的前灯中：
-固定在车辆上的壳体18，
-外透镜15，所述外透镜用于密封所述壳体，并且被定位在照明装置的共用输出表面3前方。
所述照明装置被容纳在由壳体18和密封外透镜15限定的空间内，照明装置被布置成使得从所述共用输出表面3出现的光线到达所述密封外透镜15。
照明装置的LED8被定位基板17上，其包括为此目的的精确定位。散热器16常规地连接至该基板17。
虽然根据本发明的照明装置已经在具有倾斜截止部的光束的情况下被描述，但是该装置还可以适于具有截止部的其它类型的光束，要求相同的光学设备和光源的不同位置以用于生成能够与不同类型的规定兼容的相应光束。另一方面，根据本发明的照明装置可以是照明和/或信号装置。
在例举的图中示出的构造仅是可能的示例，而未对本发明具有任何限制作用，本发明包含可以由本领域技术人员制造的所有变化形式和设计。

Claims (12)

1.一种尤其用于机动车辆的照明装置，所述照明装置包括具有光学轴线O的至少一个模块，每个模块都具有：
-光源(8)，所述光源(8)被构造成用于在大致地形成光学轴线O的割线的整体方向上发射光束，
-光方向引导件，所述光方向引导件适于在所述引导件的输出部处以大致平行于所述光学轴线O的方式引导由所述光源(8)发出的光束，并且适于在所述光束中形成截止部，
其特征在于：所述照明装置包括用于输出所述光束的单个部分，所述照明装置的输出表面(3)是连续弯曲的并且为所有模块所共用，
其中，所述引导件包括三个光学表面，即：
-输入面(1)，所述输入面(1)与光源(81)相关联；
-输出面(3)，所述输出面(3)与照明装置的共用输出表面(3)一致；
-反射面(2)，所述反射面(2)用于朝输出面(3)反射从输入面(1)传送的所述光线，
所述反射面(2)具有焦点F，并且光源(8)被定位在该焦点F附近，使得被反射面(2)朝输出面(3)反射的光束具有截止部，
所述光源(8)具有配置有侧向边缘(9、10)的用于发射所述光束的表面，并且光源(8)被布置成使得反射面(2)的焦点F被定位在该边缘(9、10)上,
其中所述照明装置包括布置成彼此邻近的多个模块，每个模块的所述引导件具有侧壁(4)以防止从与引导件相关联的光源(8)传送的光线传输进入邻近的模块的引导件中,并且所述相邻的模块的相邻侧壁形成相邻的模块的共用中间壁。
2.根据前项权利要求所述的照明装置，其特征在于：
所述引导件的输入面(1)被布置成朝反射面(2)折射从光源(8)接收的光束。
3.根据前项权利要求所述的照明装置，其特征在于：
所述引导件的反射面(2)被布置成收集从输入面(1)接收的被折射光束，并且朝引导件的输出面(3)反射该光束。
4.根据权利要求2至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述反射面(2)具有大致抛物面形轮廓，从而允许焦点F被定位成接近光源(8)。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述光源(8)具有相对于反射面(2)的焦点F在光学轴线O的方向上偏移d的偏心的对称中心。
6.根据前项权利要求所述的照明装置，其特征在于：
所述光源(8)被定位成使得所述边缘(9、10)大致地垂直于光学轴线O。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述光源(8)被定位成使得边缘(9、10)位于相对于光学轴线O成大致等于15°的角度处。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述引导件的输出面(3)被布置成用于将由反射面(2)反射的光束投射至无穷远点。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述照明装置至少包括根据权利要求6所述的装置的模块和根据权利要求7所述的装置的模块。
10.一种用于机动车辆的前灯，包括根据前述权利要求中的任一项所述的至少一个照明装置。
11.根据前项权利要求所述的前灯，其特征在于：
从照明装置的输出部发出的光线形成远光或近光类型的调节光束的部分或全部。
12.一种配置有至少一个根据权利要求10或11所述的前灯的车辆。
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