CN107013862B - 具有组合近光和远光功能和可调光源的机动车辆照明模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆照明模块(2)，包括：光轴(4)；具有至少一个第一光源(8)的第一光学系统(6)，所述系统(6)被配置为形成具有水平截止线的沿光轴(4)的第一照明束；和具有至少一个第二光源(22)的第二光学系统(20)，所述系统(20)被配置为与第一光学系统(6)组合产生沿光轴(4)的第二照明束，所述第二照明束比第一照明束在竖直方向上范围更大。所述第一光源或多个第一光源(8)具有在高水平和低水平之间变化的可变照明功率，第一照明束在低水平的照明功率下产生，并且第二照明束在高水平的照明功率下产生。

Description

具有组合近光和远光功能和可调光源的机动车辆照明模块
技术领域
本发明涉及尤其是用于机动车辆的照明领域。更具体地，本发明涉及机动车辆前照灯领域
背景技术
已公开专利文献US 2005/0068787 A1公开了一种照明模块，包括彼此相对布置的两个光学系统。这两个光学系统中的每一个基本上包括光源和反射表面。这两个光源被布置在共用支撑件的两个相反的面上。反射表面中的每一个均为由共用支撑件界定的半空间中的回转表面。两个反射表面因而形成彼此相对的两个半壳。两个光学系统中的一个被配置为形成具有水平截止线的照明束，对应于所谓的“近光”。要做到这一点，所述模块包括具有被称为“截止”边缘的边缘的反射表面，所述边缘位于反射表面的焦点处。打到所讨论的表面至截止边缘的后面的光线被朝向投影透镜的上部反射，而那些进入所讨论的边缘的前面的光线不被偏转，并且打到所讨论的透镜的下部上。这个现象确保基本上水平的光束截止线。两个光学系统中的另一个基本上以相同的方式工作，但是它的构造与第一系统的构造对称。由第二光学系统产生的光束与第一系统产生的光束组合以产生“远光”类型的照明束，即不具有水平截止线的光束。该构造的优点在于它使用截止光束来产生“远光”类型的光束。然而，假定“远光”类型的光束的下部基本上使用“近光”类型的截止光束产生，那么它可能在“远光”类型的光束的下部呈现光度欠缺。
已公开专利文献US 2007/0279924 A1公开了一种机动车辆照明模块，包括具有几个光区的光源，所述几个光区可以独立地被驱动。它还包括以与前面教导的反射表面相似的方式形成半壳的反射表面。根据哪个光区被驱动，所产生的具有照明束的图像不同。可以产生竖直上被限制并且水平地传播的光束，也可以产生竖直方向上范围更大而水平上更受限的光束。该教导的优点在于可以使用光源调节光束的形状。
发明内容
本发明的目的是减轻现有技术中的缺点中的至少一个，特别是前述现有技术中的缺点。更具体地，本发明的目的是提出一种能够产生具有截止线的光束以及与截止光束组合的没有截止线的光束的高性能的照明模块。
本发明的一个主题是一种机动车辆照明模块，包括：光轴；具有至少一个第一光源的第一光学系统，所述系统被配置为形成具有水平截止线的沿光轴的第一照明束；具有至少一个第二光源的第二光学系统，所述系统被配置为与第一光学系统组合产生沿光轴的第二照明束，所述第二照明束比第一照明束在竖直方向上范围更大，显著之处在于：所述第一光源或多个第一光源具有在高水平和低水平之间变化的可变照明功率，第一照明束在低水平的照明功率下产生，并且第二照明束在高水平的照明功率下产生。
第一束有利地为被称为“近光”的光束。第二束有利地为被称为“远光”的束。
可以通过变化电驱动所述第一光源或多个第一光源的电流和/或通过选择性地驱动所述第一光源或多个光源的光区而获得第一光源或多个第一光源的照明功率的变动。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源或第一光源中的每一个包括至少一个主光区和至少一个辅助光区，所述主光区和辅助光区能够独立地被电驱动，通过仅驱动所述主光区或多个主光区产生低水平的照明功率，并且通过驱动主光区和辅助光区产生高水平的照明功率。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源或第一光源中的每一个的主光区和辅助光区被布置在同一个部件上。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源或第一光源中的每一个的主光区和辅助光区被布置在多个部件上。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源或第一光源中的每一个的辅助光区沿光轴布置在所述主光区或多个主光区的前方。“前方”的概念应被理解为沿光线行进的大致方向。
根据本发明的一个有利实施例，高水平的照明功率大于或等于低水平的照明功率的150％。
根据本发明的一个有利实施例，所述第二照明束在位于光轴下面的区域内具有大于或等于第一照明束在该区域内的平均光通量的150％的平均光通量。所讨论的区域可以从光轴开始竖直地延伸超过3％的向下倾斜度和/或在光轴的每一侧上水平地延伸超过10％的倾斜度。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源或多个第一光源被布置为沿第一方向照射，所述第二光源或多个第二光源被布置为沿与第一方向相反的第二方向照射。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源或多个第一光源和所述第二光源或多个第二光源被布置在共用支撑件的相反面上。
根据本发明的一个有利实施例，第一和第二光学系统中的每一个包括反射表面，所述反射表面能够朝向位于所述模块的光轴上的截止边缘反射分别由所述第一光源或多个第一光源和/或所述第二光源或多个第二光源发射的光线。
根据本发明的一个有利实施例，第一和/或第二光学系统的反射表面具有优选地具有椭圆轮廓的半壳形状。
根据本发明的一个有利实施例，所述照明模块包括电子控制单元，所述电子控制单元控制所述第一光源或多个第一光源和所述第二光源或多个第二光源并且被配置为在低水平下驱动所述第一光源或多个第一光源以形成第一照明束和在高水平下驱动所述第一光源或多个第一光源以及驱动所述第二光源或多个第二光源以形成第二照明束。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光源在数量上为两个，在所述模块的光轴的每一侧上分别布置一个。
根据本发明的一个有利实施例，所述第一光学系统的反射表面包括绕所述第一光学系统的两个光轴的回转表面的两部分，所述光轴朝向所述模块的光轴会聚。
根据本发明的一个有利实施例，两个第一光源中的每一个的主光区或多个主光区分别居中地位于所述第一光学系统的两个光轴中的一个上，并且辅助光区相对于所述对应的光轴侧向地布置在所述模块的光轴的侧部上并且布置在主光区的前方。
根据本发明的一个有利实施例，两个第一光源中的每一个的主光区沿垂直于所述第一光学系统的对应的光轴的第一方向对齐。
根据本发明的一个有利实施例，两个第一光源中的每一个的辅助光区沿垂直于所述第一光学系统的对应的光轴的第二方向对齐，所述第二方向位于对应的第一垂直方向的前方。第一和第二垂直方向之间的距离d可以包含在0.5至3mm之间，优选地在1至2mm之间。
根据本发明的一个有利实施例，所述照明模块包括透镜，所述透镜被配置为从第一和第二光学系统接收光线，以形成第一和第二照明束。
本发明的另一个主题可以为一种前照灯，所述前照灯包括根据本发明的模块。
本发明所采取的措施的优点在于：除了具有截止线的第一束，它们可以产生不具有截止线并且具有更高光通量的第二束，并且使用第一光学系统来完成。
附图说明
在说明书和附图的辅助下将更好地理解本发明的进一步的特点和优点，在附图中：
-图1为根据本发明的第一实施例的照明模块的示意图；
-图2图示由图1的模块产生的具有水平截止线的光束的图像；
-图3图示由图1的模块产生的不具有水平截止线的光束的图像；
-图4为图1的模块的上光区的正面示意图；
-图5为根据本发明的第二实施例的照明模块的上光区的正面示意图。
具体实施方式
图1为根据本发明的照明模块的示意图。模块2包括光轴4、第一光学系统6、第二光学系统20和透镜18。第一和第二光学系统6和20彼此相对，在光轴4的每一侧上设置一个。
第一光学系统6基本上包括布置在支撑件10上的光源8和反射表面12。反射表面12在由支撑件10界定的半空间中形成半壳。有利地，支撑件为大致平坦的。有利地，反射表面12具有椭圆轮廓，具有两个焦点F1和F2，一个焦点(F1)对应于光源8的位置，并且另一个焦点(F2)位于反射表面16的截止边缘14处。
与第一光学系统6相似，第二光学系统20基本上包括布置在有利地与第一光源8共用的支撑件10上的光源22以及反射表面24。反射表面24在由支撑件10界定的半空间中形成半壳，并且有利地轮廓呈椭圆形，具有两个焦点F1’和F2’，一个焦点(F1’)对应于光源22的位置，并且另一个焦点(F2’)与反射表面16的截止边缘14平齐。第二光学系统20的焦点F2’可以第一光学系统6的焦点(F2)一致。
第一和第二光学系统6和20的反射表面12和24可以为被配置为朝向焦点F2和F2’反射在由支撑件10界定的两个半空间中发射的光线的回转表面。
参照图1，可以看出，第一光源8包括彼此不同的几个光区81和82。在该特定实例中，主光区或多个主光区81被布置在第一焦点F1处，而辅助光区或多个辅助光区82沿光轴的方向和光线行进的总体方向布置在位于焦点F1处的主光区或多个主光区81的前方。
所述模块以如下方式工作：
当第一光学系统的光源8的主光区或多个主光区81被电驱动时，所产生的光线基本上被朝向第二焦点F2反射。一些光线直接穿过截止边缘14的前方并且打到透镜18的下半部上。这些光线然后在它们穿过由透镜的后面形成的第一瞄准器时被第一次折射，并且然后在它们穿过由所述透镜的前面形成的第二瞄准器时被第二次折射。这些光线通过在图1中以连续线示出的光线图示。光线中的其它部分在截止边缘14的后面打到反射表面16上，并且朝向透镜18的上半部反射。这些光线然后在它们穿过透镜的第一瞄准器时被第一次折射，并且然后在它们穿过第二瞄准器时被第二次折射。没有被透镜的上半部反射的这些光线将以如下方式打到透镜的下半部上，即它们将朝向光束的顶部折射，离开透镜。它们使用反射表面16被反射的事实形成基本上水平的光束截止线。该现象本身对本领域技术人员来说是已知的。这些光线通过以虚线示出的光线图示。因此产生具有如图2所示的图像的光束。可以看出，该光束具有基本上水平的截止线，位于所讨论的截止线上方的区域被照射得非常少，如果有的话，而位于所述截止线以下的区域被照射。
当第二光学系统的光源22被电驱动时，产生补充第一光学系统的光束的光束。当第二光学系统的光源22与第一光学系统的主光区81同时地被电驱动时，产生与图3中以连续线图示的光束相似的光束。为了获得期望用于“远光”类型的照明功能的光度值，第一光学系统6的光源8的辅助光区82也被驱动。然后，由第一光学系统6产生的光束从光度视角来说更强烈，并且因此能够产生与图3中以虚线示出的图像对应的照明束。该光束与仅第一系统6的主光区81被驱动时使用光学系统6和20产生的光束相比，不仅仅更宽(尤其是在其下部)，而且更强烈。光强的增大有利地集中在图3中的阴影区内，其高度对应于从水平面测量的3％的向下倾斜度，并且其宽度对应于20％的倾斜度。在该区域内的平均光通量可以从120Lm增大到170Lm。在该区域内的增大有利地大于或等于50％。
参照图1，辅助光区或多个光区82(其仅仅与第二光学系统20的光源或多个光源组合地被驱动)有利地沿光轴的方向和光线行进的方向布置在主光区81的前方。跟随来自辅助光区82中的一个的光线的路径被以虚线图示在图1中。可以看出，在反射表面12上反射之后，由光区82发射的光线在截止边缘14的后面打到反射表面16上，并且被朝向透镜18的上半部反射。它以小于来自主光区81中的一个的对应光线(同样以虚线示出)的入射角的入射角打到透镜18上。来自位于主光区81的前方的辅助光区82的光线沿向下引导的方向离开透镜18。辅助光区或多个辅助光区被定位在主光区或多个主光区的前方(更特别地是定位在第一焦点F1的前方)的事实因而能够在所产生的光束的下部中在水平截止线附近增大光强。
图4为图1的第一光学系统6的光源8的支撑件10的上面的正面图。可以看出，光源8包括沿垂直于光轴4的第一方向26布置的四个主光区81。辅助光区82在数量上为两个并且也沿垂直于光轴4的第二方向28布置，该方向位于第一垂直方向26的前方。这两个垂直方向26和28之间的距离d可以包含在0.5至3mm之间，优选地在1和2mm之间。再次参照图4，可以看出，所讨论的距离d对应于定心在第一焦点F1并且第二垂直方向28穿过的圆的半径r。主光区81有利地在该圆的直径2r上沿第一垂直方向26散布。这种布置从光学观点来说是特别有利的，因为通过沿穿过第一焦点F1的垂直方向26对齐，主光区81确保所产生的光线朝向在第二焦点F2处的截止边缘会聚，并且因此确保具有清晰的水平截止线的均匀的光束。
图5是与图4相似的根据本发明的第二实施例的图1的模块的第一光学系统的构造的图示。根据图1至4的第一实施例的附图标记被用于相同或对应的元件，然而这些数字被增加100。也可以参考在第一实施例的上下文中对这些元件的给出的说明。包含在100至200之间的具体附图标记被用于具体的元件。
图5中图示的第一光学系统106包括两个光源108，两个光源侧向地布置在模块的光轴104的每一侧上。这些光源108被以如下方式布置，即它们的光线朝向模块的光轴104上的第二焦点F2会聚。为实现此，反射表面112形成呈半壳形状的两个表面部分，优选地具有椭圆轮廓，椭圆轮廓具有两个焦点F1和F2。所述两个表面部分有利地为绕光学系统106的光轴105和107的回转表面部分，所述光轴朝向第二焦点F2会聚。两个光源108中的每一个被布置在对应的光轴105和107上的第一焦点F1处。更具体地，与图1中的透镜10相似的透镜被布置在第二焦点F2的前方，使得其焦点对应于所讨论的焦点F2。
与第一实施例中的光源8类似，光源108的每一个都包括主光区1081和辅助光区1082。与图5中图示的第一实施例的构造类似，主光区1081可以沿垂直于对应的光轴105或107的第一方向126对齐。再次地，与第一实施例类似，辅助光区1082可以布置在主光区1081的前方，优选地沿垂直于对应的光轴的第二方向128对齐。在该特定实例中，辅助光区1082在数量上为两个，并且主光区1081在数量上为四个，这是针对两个光源108中的每一个。当然，应当理解，这些数量可以改变。有利的是，注意辅助光区1082相对于对应的光轴105或107侧向地布置在模块的光轴104的侧部上。该构造的优点在于辅助光区1082的该侧向偏置允许光线朝向光束的中心水平地集中。
两个垂直方向126和128之间的距离d可以包含在0.5至3mm之间，优选地在1至2mm之间。从图5可以看出，所讨论的距离d对应于定心在第一焦点F1中的每一个上并且第二垂直方向28穿过的圆的半径r。主光区1081有利地沿第一垂直方向126分布在该圆的直径2r上。
通常地，第一光学系统的光源或多个光源的光区可以位于同一个半导体器件上，然后这些区从激活的观点来说可寻址，使得它们可以被单独地驱动。替代地，这些区可以对应于几个不同的半导体器件，在这种情况下，这些器件可以例如利用在这些器件所共用的板上的导电迹线单独地被驱动。
再次一般地说，控制单元(未图示)有利地与第一和第二光学系统的光源电连接，并且被配置为仅驱动第一光源或多个第一光源的主光区，以产生具有水平截止线的光束，和驱动第一光源或多个第一光源的所有光区以及第二光源，以产生不具有水平截止线的光束。

Claims (19)

1.一种机动车辆照明模块(2)，包括：
-光轴(4；104)；
-具有至少一个第一光源(8；108)的第一光学系统(6；106)，所述系统(6；106)被配置为形成具有水平截止线的沿光轴(4；104)的第一照明束；
-具有至少一个第二光源(22)的第二光学系统(20)，所述系统(20)被配置为与第一光学系统(6；106)组合产生沿光轴(4；104)的第二照明束，所述第二照明束比第一照明束在竖直方向上范围更大；
其特征在于：
所述第一光源或多个第一光源(8；108)具有在高水平和低水平之间变化的可变照明功率，第一照明束在低水平的照明功率下产生，并且第二照明束在高水平的照明功率下产生，
所述第一光源(8；108)或第一光源(8；108)中的每一个包括至少一个主光区(81；1081)和至少一个辅助光区(82；1082)，所述主光区(81；1081)和辅助光区(82；1082)能够独立地被电驱动，所述第一光源(8；108)或第一光源(8；108)中的每一个的辅助光区(82；1082)沿光轴(4；104)布置在所述主光区或多个主光区(81；1081)的前方。
2.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：通过仅驱动所述主光区或多个主光区(81；1081)产生低水平的照明功率，并且通过驱动主光区(81；1081)和辅助光区(82；1082)产生高水平的照明功率。
3.根据权利要求2所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光源(8；108)或第一光源(8；108)中的每一个的主光区(81；1081)和辅助光区(82；1082)被布置在同一个部件上。
4.根据权利要求2所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光源(8；108)或第一光源(8；108)中的每一个的主光区(81；1081)和辅助光区(82；1082)被布置在多个部件上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：高水平的照明功率大于或等于低水平的照明功率的150％。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第二照明束在位于光轴下面的区域内具有大于或等于第一照明束在该区域内的平均光通量的150％的平均光通量。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光源或多个第一光源(8；108)被布置为沿第一方向照射，所述第二光源或多个第二光源(22)被布置为沿与第一方向相反的第二方向照射。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光源或多个第一光源(8；108)和所述第二光源或多个第二光源(22)被布置在共用支撑件(10、110)的相反面上。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：第一和第二光学系统(6、106；20)中的每一个包括反射表面(12、112；24)，所述反射表面能够朝向位于所述模块的光轴(4；104)上的截止边缘(14)反射分别由所述第一光源或多个第一光源和/或所述第二光源或多个第二光源(8；108；22)发射的光线。
10.根据权利要求9所述的照明模块(2)，其特征在于：第一和/或第二光学系统(6、106；20)的反射表面(12、112；24)具有椭圆轮廓的半壳形状。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：所述照明模块包括电子控制单元，所述电子控制单元控制所述第一光源或多个第一光源和所述第二光源或多个第二光源(8、108；22)并且被配置为在低水平下驱动所述第一光源或多个第一光源(8、108)以形成第一照明束和在高水平下驱动所述第一光源或多个第一光源(8；108)以及驱动所述第二光源或多个第二光源(22)以形成第二照明束。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光源(108)在数量上为两个，在所述模块的光轴(104)的每一侧上分别布置一个。
13.根据权利要求9所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光学系统(106)的反射表面(112)包括绕所述第一光学系统(106)的两个光轴(105、107)的回转表面的两部分，所述光轴(105、107)朝向所述模块的光轴(104)会聚。
14.根据权利要求12所述的照明模块(2)，其特征在于：所述第一光学系统(106)的反射表面(112)包括绕所述第一光学系统(106)的两个光轴(105、107)的回转表面的两部分，所述光轴(105、107)朝向所述模块的光轴(104)会聚。
15.根据权利要求2所述的照明模块(2)，其特征在于：两个第一光源(108)中的每一个的主光区或多个主光区(1081)分别居中地位于所述第一光学系统(106)的两个光轴(105、107)中的一个上，并且辅助光区(1082)相对于对应的光轴(105、107)侧向地布置在所述模块的光轴(104)的侧部上并且布置在主光区(1081)的前方。
16.根据权利要求13或14所述的照明模块(2)，其特征在于：两个第一光源(108)中的每一个的主光区或多个主光区(1081)分别居中地位于所述第一光学系统(106)的两个光轴(105、107)中的一个上，并且辅助光区(1082)相对于对应的光轴(105、107)侧向地布置在所述模块的光轴(104)的侧部上并且布置在主光区(1081)的前方。
17.根据权利要求15所述的照明模块(2)，其特征在于：两个第一光源(108)中的每一个的主光区(1081)沿垂直于所述第一光学系统(106)的对应的光轴(105、107)的第一方向(126)对齐。
18.根据权利要求17所述的照明模块(2)，其特征在于：两个第一光源(108)中的每一个的辅助光区(1082)沿垂直于所述第一光学系统(106)的对应的光轴(105、107)的第二方向(128)对齐，所述第二方向(128)位于对应的第一垂直方向(126)的前方。
19.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：所述照明模块包括透镜(18)，所述透镜被配置为从第一和第二光学系统(6、106；20)接收光线，以形成第一和第二照明束。
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