CN107289395A - 用于发射光束的机动车辆的前照灯模块 - Google Patents

用于发射光束的机动车辆的前照灯模块 Download PDF

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Abstract

一种用于机动车辆的模块，所述模块用于沿光轴发射具有截止线轮廓的至少一束光束，所述模块包括第一集光器和第二集光器，所述第一集光器和所述第二集光器适于收集分别由第一光源和第二光源发射的光并且将所述光朝向聚焦区重定向，所述集光器中的至少一个在所述聚焦区的方向上延伸以便反射由另一个集光器发射的光中的一些，以限定所述截止线轮廓。

Description

用于发射光束的机动车辆的前照灯模块
技术领域
本发明涉及一种用于发射光束的装置。优选的应用涉及汽车工业和尤其是机动车辆的前照灯的照明装置的制造。
背景技术
在该领域中，已知有常规地包括近光功能的照明模块，所述近光功能具有在道路上约等于70米的范围，该70米基本上用在晚上，并且其光束的构造使得其防止使在对向上行进或者所跟随的车辆的司机炫目。该光束通常在上部中具有截止线，截止线具有水平部分，优选地在水平线以下呈约0.57度，以便不照射行驶而来的车辆的司机会位于的区域。
公开文本FR2934667借助于形成照明模块而落入该技术中，该照明模块通过折叠器产生具有截止线的光束，所述折叠器沿光轴布置在对应的第一和第二集光器之间，所述第一和第二集光器适于收集由第一和第二光源发射的光并且将光朝向聚焦区重定向，折叠器的端部中的一个位于该聚焦区内。在折叠器的下游，光线经由位于照明模块的出口处的投影透镜被投射。
上面的现有技术具有相对复杂的结构，尤其是由于用于形成前照灯的大量的待组装的部件。而且，在第一和第二光源被点亮用于“全光束”(远光)功能时布置在两个集光器之间的折叠器具有在光束中产生暗线的效果。
发明内容
本发明使得能够解决目前的技术的一些或全部缺点，并且为此目的，提出了通过在集光器中的一个处利用反射现象(尤其是全反射)实现截止线功能，以省掉折叠器。在下面的描述中，“通过全反射反射光线的集光器适配器”是指用如下材料制成的集光器，所述材料具有如下折射率，所述折射率使得以大于预定值的入射角到达集光器的壁的光线在该壁处被全反射，而没有任何该光线的能量的显著部分透射过所述壁。
在这种意义上，本发明涉及一种用于机动车辆的模块，所述模块用于沿光轴发射具有截止线轮廓的至少一束光束，所述模块包括至少一个第一光源和至少一个第二光源以及至少一个第一集光器和至少一个第二集光器，所述至少一个第一集光器和所述至少一个第二集光器分别适于收集由所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源发射的光并且将所述光朝向聚焦区重定向。
根据本发明，所述至少一个第一集光器和/或所述至少一个第二集光器中的一个有利地被用作光学反射器，以产生具有截止线轮廓的光束，而无需诸如固定在所述第一集光器和第二集光器之间的金属板的任何附加的部件。作为截止元件的所述集光器使得能够朝向可能地适于投射光束的透镜的上/下边缘反射来自另一个或另多个集光器的光线中的一些或全部。
根据所设想的各种实施例，该反射或者可以通过在限定在集光器和周围介质之间屈光部表面处的玻璃反射获得，或者可以通过在沉积在集光器的表面的一部分上的金属涂层处的金属反射获得。在这两种情况下下，一个集光器相对于另一个集光器的外表面作为光学反射器。
所述集光器中的至少一个有利地在所述聚焦区的方向上延伸以便反射由另一个集光器发射的光中的一些，以限定所述截止线轮廓。
下面叙述其它可选的和非限制性的特征。可以单独地或者以彼此任意组合的方式采用它们：
·在所述聚焦区的方向上延伸的所述集光器中的至少一个适于通过所述由另一个集光器发射的光中的至少一些的外反射(尤其是局部和/或玻璃反射)产生所述至少一束光束的截止线；
·在所述聚焦区的方向上延伸的所述集光器中的至少一个适于通过所述由另一个集光器发射的光中的至少一些的全反射产生所述至少一束光束的截止线；
·所述至少一个第一集光器和所述至少一个第二集光器是分开的部件；
·所述至少一个第一集光器和所述至少一个第二集光器通过具有小于所述集光器的折射率的折射率的介质分开；
·所述介质为空气；
·在聚焦区的方向上延伸的一个或多个所述集光器在所述聚焦区内具有出口面；
·在所述聚焦区内的所述出口面为凸的、凹的或倾斜的；
·仅集光器中的一个朝向聚焦区延伸；
·在聚焦区的方向上延伸的所述集光器中的所述至少一个集光器包括用于反射由所述另一个集光器发射的光的表面；
·朝向聚焦区延伸的所述集光器包括在所述集光器的一部分上并且用于反射来自另一个集光器的光线中的一些或全部的反射涂层；
·所述涂层在所述集光器的从所述聚焦区在所述光源的方向上延伸的表面的至少一部分上；
·所述至少一个第一集光器和所述至少一个第二集光器在所述聚焦区的方向上沿光轴延伸；
·在聚焦区的方向上延伸的一个或多个所述集光器包括收集区，所述收集区具有在模块的光轴的方向上倾斜的对称轴线；
·在聚焦区的方向上延伸的一个或多个所述集光器包括与模块的光轴相切的表面；
·所述至少一个第一集光器和所述至少一个第二集光器中的至少一个包括聚碳酸酯；
·第一和第二集光器的折射率相同；
·所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源被定向为在基本上与模块的光轴平行的方向上发射光；
·光源中的至少一个被定向为在光轴的方向上发射光，所述至少一个第一光源和所述至少一个第二光源中的至少一个包括发光二极管；
·所述模块使得穿过集光器中的一个集光器并且来自关联的一个或多个光源的光中的一些穿过另一个集光器，以经由聚焦区内的出口面出射；
·所述模块包括多个第一集光器和/或多个第二集光器；
·所述多个第一集光器彼此呈一体件和/或所述多个第二集光器彼此呈一体件；
·所述模块还包括投影透镜，所述投影透镜可以被配置为为多个第一集光器和/或多个第二集光器共用。
本发明的另一个方面涉及一种发射器装置，所述发射器装置包括至少一个具有上述特征中的任一个或任多个的发射器模块。根据本发明的一个特定特征，所述装置为机动车辆的前面的前照灯。
附图说明
通过参照以非限制性的示例的方式提供的附图阅读下面的详细描述本发明的其它特征、目标和优点将变得显而易见，并且在附图中：
图1以在穿过光轴的竖直平面上的截面图示出了本发明的第一实施例；
图2以在穿过光轴的竖直平面上的截面图示出了本发明的第二实施例；
图3以在穿过光轴的竖直平面上的截面图示出了本发明的第一实施例的变形例；
图4以在穿过光轴的竖直平面上的截面图示出了本发明的第二实施例的变形例；
图5以在穿过光轴的竖直平面上的截面图示出了本发明的第三实施例；以及
图6以透视图示出了根据本发明的多源照明模块。
具体实施方式
图1为用于机动车辆的根据本发明的一个实施例的照明模块1的截面图。在该视图中，截面在局部参照系{O，X，Y，Z}的竖直平面[O，X，Z]上，其中轴线O-X表示与前照灯的光轴平行的水平方向，并且轴线O-Z表明与轴线O-X垂直的竖直方向。
图1所示的照明模块被用于产生实现两个不同的照明功能的两束光束：(i)具有截止线轮廓以防止使对向行进的车辆炫目的照明(对应于“近光”类型的照明功能)；和(ii)不具有截止线轮廓的照明(对应于“全光束”或“远光”类型的照明功能)。
根据本发明的照明模块(或发射器模块)1包括由第一光源3和第一集光器5组成的第一组件，第一光学组件被用于供应第一光束。
根据本发明的模块1还包括由第二光源4和第二集光器6组成的第二组件，第二光学组件被用于供应第二光束。
会聚透镜10沿光轴A布置以从集光器投射光束并且通过点亮一个或两个光源3、4产生两个照明功能中的一个。
根据本发明，第一集光器5在聚焦区的方向上延伸以反射由另一个集光器发射的光中的一些，以限定截止线轮廓。这里，聚焦区对应于透镜10的焦点F。
第一集光器5有利地具有用于反射来自第二集光器6的光的表面55。更准确地说，光束的截止线轮廓通过第一集光器5的在焦点F的高度处的表面元件55产生，该表面元件形成介于第一集光器5和由空气组成的周围介质之间的屈光部。截止线通过玻璃反射类型的局部外反射产生。因此并且有利地，可以产生光束中的截止线，无需诸如被称为折叠器的金属板的任何附加的部件。
所产生的截止线在空间中可以具有任何定向。截止线轮廓优选地产生于出射光束的形成，由于存在更少暴露给光的区域，所述出射光束围绕光轴并非均匀地分布，该区域基本上由截止线轮廓界定，所述截止线轮廓可以由彼此成角度以形成扭结的至少两个并且优选地为三个的直线段形成。产生的照明被称为“近光”类型的照明。
在本示例中，每一个光源3、4都由发光二极管组成。然而，在其它实施例中，可以组合多个发射器元件以形成第一和第二光源中的每一个，以便在投影透镜的出口处发射更高光学功率的光通量。每一个发射器元件例如可以由发光二极管或激光二极管组成。
根据本发明的另一个具体特征，第一光源3和第二光源4被定向为在与模块的光轴A平行的方向上发射光。
第一集光器5和第二集光器6适于分别收集由第一光源3和第二光源4发射的光，并且朝向聚焦区以及具体地朝向焦点F重定向所收集的光。
根据本发明的一个具体特征，在聚焦区的方向上延伸的第一集光器5包括收集区51，所述收集区具有在模块的光轴A的方向上倾斜的对称轴线。
根据本发明的另一个具体特征，第一集光器和第二集光器通过具有小于所述集光器的折射率的折射率的介质分开。在本示例中，所述介质为空气。
如前所示，屈光部表面55因此形成在空气和第一集光器5之间。结果，来自第二集光器6的光线中的一些或全部例如通过玻璃反射在第一集光器5的表面处被反射。
根据本发明的另一个具体特征，在聚焦区的方向上延伸的第一集光器5在所述聚焦区内以及更具体地在包括焦点F的竖直平面(F，O，Y)内具有出口面53。第一集光器5的屈光部表面55与模块的光轴A相切。
第一和第二集光器由具有大于空气的折射率的折射率的透明材料制成。优选地使用能够抵挡由二极管(LED)产生的热量的聚碳酸酯(PC)。选择该材料的特别有利之处在于二极管(LED)在透明集光器附近。
在其它实施例中，集光器可以由聚碳酸亚丙酯(PPC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。
图2以在穿过光轴A的竖直平面(O，X，Z)上的截面图示出了本发明的第二实施例。该第二实施例与参照图1描述的第一实施例的不同之处在于第二集光器6’在聚焦区的方向上沿光轴A延伸。
根据本发明的一个具体特征，在聚焦区的方向上延伸的第二集光器6’包括收集区61，所述收集区具有在模块的光轴A的方向上倾斜的对称轴线。
屈光部表面65形成在由空气组成的周围介质和第二屈光部6’之间，使来自第一集光器5’的光线中的一些或全部通过玻璃反射类型的局部外反射在第二集光器6’的表面处反射。光束的截止线轮廓通过在焦点F的高度处的屈光部表面65的元件产生，如上面参照图1描述的。根据本发明的另一个具体特征，所述模块使得来自与第一集光器5’关联的第一光源3的光中的一些通过所述第一集光器5’传输并且穿过第二集光器6’以便经由在聚焦区内的出口面63出射。
第一光源3和/或第一集光器5’使得来自该光源的光中的一些穿过第一集光器5’并且进入第二集光器6’。为了获得该结果可以设想各种调整：
a)第一光源3在光轴A的方向上略微倾斜；和/或
b)第一光源3在第二集光器6’的方向上以足够宽的发射角发射；和/或
c)第一集光器5’的收集区域使得由第一光源3发射的光线中的一些不在第一集光器5’的表面处被反射，使得那些光线被注入到第二集光器6’中。
第二集光器6’适于引导来自第一集光器5’的注入光至第二集光器6’的出口表面63，以到达投影透镜10。为此，第二集光器6’的下表面67被顺应使得来自第一集光器5’的光在该表面处经历全反射。以这种方式发射的光可以用作照亮位于道路上方的高的信号指示板。
第二集光器6’的下表面67被顺应以或者通过部分反射或者全反射、或者通过金属化该表面而照亮信号指示板。
图3以在穿过光轴A的竖直平面(O，Y，Z)上的截面图示出了应用于上面参照图1描述的本发明的第一实施例的变形例。
根据该变形实施例，朝向聚焦区延伸的第一集光器5”包括布置在集光器5”的一部分上、尤其是在聚焦区的高度处的反射涂层8，以按照截止线轮廓反射来自另一个集光器6的光线的一些或全部。通过例证性的和非限制性的示例，该反射涂层8由薄金属层组成，该层足够薄以避免在投影透镜10的出口处出现缺光的区域。而且，借助于相比玻璃反射的金属的高反射率，该金属涂层使得能够提高模块的没有延伸到聚焦区的部分的发光效率(即，例如图3中的第二光源4和第二集光器6)。而且，这种涂层可以容易地顺应于所需要的截止线轮廓。因此，其构成了集成在模块的第一集光器5’中的截止元件。
根据该变形实施例，金属涂层8覆盖第一集光器5的表面55的与光轴A相切的部分，使得来自第二集光器6的光线中的一些或全部在金属涂层8处被反射(金属反射类型的外反射)，以便被朝向透镜10的下边缘重定向。
图4以在穿过光轴A的竖直平面(O，Y，Z)上的截面图示出了应用于上面参照图2描述的本发明的第二实施例的相同的变形实施例。
根据该相同的变形实施例，金属涂层8’覆盖第二集光器6”的表面65的与光轴A相切的部分，使得来自第一集光器5’的光线中的一些或全部在金属层8’处被反射，以便被朝向透镜10的上边缘重定向。
因此借助于来自第一集光器5’的光线的通过呈金属涂层8’的形式的金属的反射产生光束的截止线。
图5以在穿过光轴A的竖直平面(O，Y，Z)上的截面图示出了本发明的第三实施例，其中第一集光器5和第二集光器6’在聚焦区的方向上并且尤其是朝向透镜10的焦点F延伸。
根据本发明的一个具体特征，两个集光器5、6’中的每一个都在聚焦区内并且尤其是在包括透镜10的焦点F的竖直平面(F，Y，Z)内具有出口面53、63。
如图5所示，第一集光器5的下表面55和第二集光器6’的上表面65在光轴A上会合，使得两个集光器彼此接触以形成屈光部表面。
因此，通过在屈光部表面的高度处的全反射产生截止线。
该第一和第二集光器都延伸至透镜10的焦点F的实施例有利地使得能够最大化来自第一集光器5和第二集光器6’的各自的光通量，假设这些通量中的每一个都在屈光部表面的高度处经历全反射。
根据本发明的另一个具体特征，尤其是在两个集光器具有相同的折射率的情形中采用的，两个集光器通过薄空气层分开，该薄空气层沿光轴A布置使得每一个集光器限定具有空气的屈光部表面。
以这种方式由集光器形成的每一个屈光部表面使得能够反射由另一个集光器发射的光中的一些或全部。来自两个集光器的光线中的一些或全部因此被朝向透镜10的上边缘和下边缘反射。
在参照图1-6描述的实施例中，在聚焦区的方向上延伸的一个或多个集光器的出口面具有与光轴A垂直的平面表面。其为如图1、3、5所示的第一集光器5、5”的出口面53和如图2、4、5所示的第二集光器6’、6”的出口面63。
在本发明的其它实施例中，该出口面可以具有凸表面或凹表面和/或相对于光轴倾斜，以便加宽或集中光束和/或修正投影透镜10的任何像差。
由已经在光轴的方向上延伸的透明集光器的出口表面和该集光器的形成截止元件的下表面的交叉形成的边缘可以被顺应以减小投影透镜10的像差对光束中的截止线的形状的影响。其为如图1、3所示的第一集光器5、5’的介于其出口表面53和其下表面55之间的边缘，或者为如图2、4所示的第二集光器6、6’介于其出口表面63和其下表面65之间的边缘。
图6以透视图示出了根据本发明的多源模块，包括多个根据上面参照图2描述的第二实施例的发射器模块。
所述模块在其包括多个光源以获得根据生效的照明标准足够的光学功率的意义上被称为“多源”。具体地，所述模块包括第一排的七个发光二极管3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g(第一光源)和第二排的五个发光二极管4c、4d、4e、4f、4g(第二光源)。七个第一集光器和五个第二集光器分别与七个第一光源和五个第二光源关联。
根据本发明的一个具体特征，第二集光器彼此呈一体件以形成单一的部件600，所述部件能够容易地通过模制或者通过任何其它合适的加工技术制造。在其它实施例中，第一集光器彼此呈一体件以形成单一的部件。
所述模块还包括为全部光源和集光器共用的投影透镜100。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的模块，所述模块用于沿光轴(A)发射具有截止线轮廓的至少一束光束，所述模块包括至少一个第一光源(3)和至少一个第二光源(4)以及至少一个第一集光器(5；5’；5”)和至少一个第二集光器(6；6’；6”)，所述至少一个第一集光器和所述至少一个第二集光器分别适于收集由所述至少一个第一光源(3)和所述至少一个第二光源(4)发射的光并且将所述光朝向聚焦区重定向，所述模块的特征在于：所述集光器(5；6’；5”；6”；5、6’)中的至少一个在所述聚焦区的方向上延伸以便反射由另一个集光器(6；5’)发射的光中的一些，以限定所述截止线轮廓。
2.根据权利要求1所述的模块，其中在所述聚焦区的方向上延伸的所述集光器(5；6’；5”；6”；5、6’)中的至少一个适于通过所述由另一个集光器发射的光中的至少一些的外反射产生所述至少一束光束的截止线。
3.根据权利要求1所述的模块，其中在所述聚焦区的方向上延伸的所述集光器(5、6’)中的至少一个适于通过所述由另一个集光器发射的光中的至少一些的全反射产生所述至少一束光束的截止线。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的模块，其中所述至少一个第一集光器(5；5’；5”)和所述至少一个第二集光器(6、6”)通过具有小于所述集光器的折射率的折射率的介质分开。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的模块，其中在聚焦区的方向上延伸的一个或多个所述集光器(5；6’；5”；6”；5、6’)在所述聚焦区内具有出口面(53；63)。
6.根据权利要求5所述的模块，其特征在于，所述模块使得从关联的一个或多个光源穿过集光器中的一个集光器(5’)的光中的一些穿过另一个集光器(6’)，以经由聚焦区内的出口面(63)射出。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的模块，其中仅集光器(5；6’；5”；6”)中的一个朝向聚焦区延伸。
8.根据权利要求7所述的模块，其中朝向聚焦区延伸的所述集光器(5”；6”)包括在所述集光器的一部分上并且用于反射来自另一个集光器(6；5’)的光线中的一些或全部的反射涂层(8；8’)。
9.根据权利要求8所述的模块，其中所述涂层(8；8’)在所述集光器(5”；6”)的从所述聚焦区在所述光源(3；4)的方向上延伸的表面的至少一部分上。
10.根据权利要求3-6中任一项所述的模块，其中所述至少一个第一集光器(5)和所述至少一个第二集光器(6’)在所述聚焦区的方向上沿光轴(A)延伸。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的模块，其中在聚焦区的方向上延伸的一个或多个所述集光器包括收集区(51；61)，所述收集区具有在模块的光轴的方向上倾斜的对称轴线。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的模块，其中在聚焦区的方向上延伸的一个或多个所述集光器包括与模块的光轴相切的表面(55；65)。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的模块，其中所述至少一个第一光源(3)和所述至少一个第二光源(4)被定向为在基本上与模块的光轴(A)平行的方向上发射光。
14.根据权利要求1-13中任一项的发射器模块，包括多个第一集光器(5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g)和/或多个第二集光器(600)，并且其中所述多个第一集光器彼此呈一体件和/或所述多个第二集光器(600)彼此呈一体件。
15.一种发射器装置，包括至少一个根据权利要求1-14中任一项的发射器模块。
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