CN108253372B - 用于机动车前灯的光模块 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于机动车前灯的光模块(8)，其包括至少两个半导体光源、具有至少一个子光具(9B)的光脱耦光具(9)和遮光板。光模块的特征在于，在光脱耦光具(9)和遮光板之间布置有透镜组合(48)，其由两个半导体光源中的至少一个照亮，其中，透镜组合(48)在两个彼此并且与射出的光的主传播方向垂直的空间方向上具有不同的折射能力，并且光脱耦光具(9)在两个空间方向上具有不同的折射能力，其中，光脱耦光具(9)的折射能力在这样的空间方向上更大，透镜组合(48)在该空间方向上具有更小的折射能力。

Description

用于机动车前灯的光模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车前灯的光模块。
背景技术
这种光模块本身是已知的并且具有至少两个半导体光源、各用于每个半导体光源的各自的前联光具、具有至少一个子光具的光脱耦光具和布置在前联光具和光脱耦光具之间的遮光板，其中，光模块设立成可相应单独地或以任意的组合产生至少两个不同的符合规格的光分布。
由DE102014226650A1已知一种发光体，其实现至少三种光功能，例如近光灯、远光灯、日行灯和/或位置灯。在此，以类似于US6948836中的说明产生近光灯，并且以类似于DE102008036192中的方式产生远光灯和日行灯。
US6948836公开了一种近光灯模块，其通过差不多水平的镜面化的遮光板产生明暗边界。用于产生近光灯光分布的光通过半导体光源产生并且通过反射器成束。成束的光从上面指向遮光板前缘。遮光板边缘的图像通过实现为投射透镜的光脱耦光具作为近光灯光分布的明暗边界投射到马路上。上文和下文的位置说明在该申请中总是针对光模块的取向，其相应于光模块在按规定使用时在机动车中的取向。
由文献DE102008036192A1已知一种LED双功能模块，其用于产生机动车前灯的近光灯和远光灯光分布。水平的遮光板在此较薄地实施，并且为了产生远光份额附加地从下面照亮。为了准直LED的光，使用反射器或反射折射光具。
发明内容
基于开头说明的现有技术，本发明的目的在于，构造一种尽可能紧凑的光模块，利用它可产生至少两个符合规格的光分布。两个光分布优选地为近光灯光分布和远光灯光分布。同时，光模块应尽可能简单地实施。
该目的利用本申请的特征实现。
本申请的特征部分的特征规定，在光脱耦光具和遮光板之间布置有透镜组合，其由至少两个半导体光源中的至少一个照亮，并且半导体光源的光以光锥离开该透镜组合，其中，是透镜组合在两个彼此并且与从光模块射出的光的主传播方向垂直的空间方向上具有不同的折射能力，并且布置在透镜组合的光锥中的光脱耦光具在两个彼此并且与从光模块射出的光的主传播方向垂直的空间方向上具有不同的折射能力，其中，光脱耦光具的折射能力在这样的空间方向上更大，即该透镜组合在该空间方向上具有其两个折射能力中的更小的折射能力，并且其中，遮光板比光脱耦光具布置得更靠近透镜组合。
透镜组合还可由多个单透镜构成。透镜的数量优选地相应于前联光具的数量。透镜组合的每个透镜或每个子件优选地布置在恰好一个前联光具的光锥中并且被光源的光照亮。单透镜布置在横向于主光传输方向伸延的一排中。光脱耦光具由唯一的为所有单透镜分配的透镜构成。
由前联光具和处于前联光具的光锥中的透镜（或透镜组合的处于前联光具的光锥中的子件）形成的每一对和在光程中紧接的光脱耦光具，形成光通道。不同的光通道在前联光具和透镜或透镜组合的子件之间彼此分开地伸延。两个光分布还可为唯一的符合规格的光分布的部分，例如近光灯光分布或远光灯光分布，其中，各通道仅产生不同的部分光分布。此时，遮光板仅具有连续的形状或在远光灯光分布的情况下还可缺失。透镜组合与光脱耦光具一起形成投射透镜系统，其中，透镜组合的每个透镜状的子件与光脱耦光具一起满足各光通道的投射透镜的功能。比起近光灯光通道，各光通道的投射透镜的前联光具侧的焦距对于远光灯光通道来说更大。
尤其为了产生远光灯和近光灯，对于立法者和汽车制造商存在的规定是，应照亮多大的角域。通常，在水平和竖向方向上的角域大小不同。在此，在近光灯的情况下，可涉及5：1的关系（约100°水平的宽度，约20°竖向的高度）。如果这种关系已经在中间图像面中在遮光板边缘处产生，遮光板的宽度还必须大小与之相应。相应地，光模块必须具有一定的大小，以便这样产生光分布。如果产生多个光源以产生符合规格的光分布或在一个模块中实现多种不同的光功能，则这导致整个系统必须更大，这有悖于紧凑的解决方案。
由于透镜组合和光脱耦光具在不同的空间方向中具有相应不同的折射能力，所以产生扭曲的图像，其解决了该问题。布置在可能在光程中存在的遮光板之后的透镜组合（或透镜）根据规定引起在一个方向上的程度或多或少的集束，而光脱耦光具针对第二方向实现这种情况。优选地，透镜组合首先引起在这样的空间方向上的集束，在该方向上应照亮更大的角域。在另一空间方向上的集束决定性地通过光脱耦光具实现。第二集束主要引起光束的并行。
在前灯的情况下，空间方向为按规定使用前灯时竖向的空间方向和水平的空间方向。透镜组合优选地在水平面中集束，而光脱耦光具优选地在竖向面中集束。为了光模块的紧凑性，还有利地的是，透镜组合（或满足其光学功能的透镜）靠近中间图像面，即，靠近面向光出射光具的一侧或遮光板的边缘。原因是，前联光具通常如此设计，即，在此各光源的光束最窄地成束。尤其优选的是，面向光出射光具的一侧或遮光板的边缘比光出射光具更靠近透镜组合（或满足其光学功能的透镜）。透镜组合（或满足其光学功能的透镜）优选地在光程中在遮光板的边缘和光出射光具之间。
通过该光学方案实现光模块具有简单且同时紧凑的构造。
就此而言，简单指构件的数量少（优选地，但不是必需地，每个模块少于12个构件，未计算光源和固定部，例如螺栓），不需要可机械运动的部分来产生不同的光分布，并且所有构件可通过传统的制造方法成本有利地并且批量制成。
就此而言，紧凑意指模块优选地、但不是必需地具有小于75mm的高度、小于130mm的深度以及小于150mm的宽度。
优选的是，从光模块射出的光为符合规格的近光灯灯光和/或远光灯灯光和/或日行灯灯光和/或位置灯灯光和/或闪光灯灯光和/或转向灯灯光和/或高速公路模式灯灯光和/或城市模式灯灯光和/或部分远光灯灯光和/或标志灯灯光，其中，光模块应可产生该光分布中的至少两个，可能还适用于不同的交通模式（靠左行驶、靠右行驶）或不同规则（ECE（欧洲）、SAE（USA）、CCC（中国））。显然，列表在此不限于提到的光分布，而是还可含有其他的光分布。
此外，优选的是，光出射光具具有另一子光具，并且半导体光源中的至少一个的前联光具设立和布置成使半导体光源的光旁经透镜组合指向另一子光具，并且另一子光具设立成产生光分布，其不同于传播通过透镜组合的光的光分布。
该设计方案尤其有利与以一个光模块实现光分布，如果要求光分布显著不同。这例如在闪光灯光分布和远光灯光分布中是这种情况。由于不同的要求而需要其他光具，尤其另一光脱耦光具，以便产生期望的光分布。然而，通过两个光具布置在一个光模块中，可相比于具有分开的光具和/或光模块的解决方案节省结构空间和构件。
此外，优选的是，所有的半导体光源布置在一块平坦的电路板中，其固定在一件式的冷却体处。
因此有利地显著降低插头、电缆束和电路板的成本，并且所有的半导体光源利用共同的冷却体。以这种方式可减小总的冷却体体积，这降低了重量和成本。
同样优选的是，前联光具为反射折射光具、和/或反射器和/或透镜和/或成像的透镜系统和/或光导体。
根据存在的结构空间、光模块的设置的用途或设计要求，有利地使用不同的前联光具。由于每个光源具有各自的前联光具，由于对光分布的不同的要求，可为有利的是，还在相同的光模块中使用不同的前联光具。原则上规定，还在为所有的光源使用相同类型的前联光具时，前联光具根据要求单独地针对各光源来设计。
在此优选的是，前联光具为一件式的前联光具组合，其包括所有的半导体光源的前联光具。
由此有利地进一步降低所需的结构空间、构件的数量并且因此进一步降低重量和成本。
此外，优选的是，半导体光源矩阵式地成行地布置，其中，一排或多排半导体光源设立成一起产生相应至少一个符合规格的光分布。这些行还可彼此交错地布置。
就此而言，矩阵式还可理解成，多个半导体光源彼此间隔开地布置在一排中，并且同样彼此间隔开地布置的第二排半导体光源与第一排半导体光源错位地定位在它上面或下面。由此产生紧凑的结构空间的优点。前联光具需要比光源明显更大的结构空间并且因此对所需的结构空间决定性地相关。由此错位的布置而更好的利用存在的空间，因为前联光具也相应地彼此交错地布置。在此，相应设置多个单排以产生单个的光分布（或光分布的一部分），例如一排用于近光灯，并且一排用于远光灯，这简化了结构。为了进一步节省空间，可行的是，利用多排来产生相同的光分布，例如提到的是两个排产生近光灯光分布。
优选的是，遮光板为遮光板面，其具有至少一个隆起和至少一个凹槽的组合，其中，隆起布置在近光灯光源的光程中，并且凹槽布置在远光灯光源的光程中。有隆起和凹槽遮光板的轮廓横向于主光传输方向布置。
因此，有利地，为了产生符合规格的光分布而需要遮光板（例如近光灯）的光通道和为了产生符合规格的光分布不需要遮光板（例如远光灯）的光通道可节省空间地彼此靠得很近地布置。由于多个更小的用作遮光板的隆起，对于整个光模块来说相比于单个大的遮光板需要更小的空间，其具有唯一的连续的遮光板边缘，并且由于使用单个的构件作为多个小的遮光板的结构单元减少了所需的构件的数量。
此外，优选的是，一部分隆起，例如除了单个隆起之外的所有隆起，分别具有梯级，以在近光灯光分布中产生呈明暗边界的形式的梯级的图像。每个梯级具有平行于光的主传输方向伸延的边缘。
通过具有梯级的隆起首先产生亮且不炫目的光分布。不具有梯级的一个或多个通道优选地如此设计，即，其比具有梯级的通道更宽地扩散光。由此例如可使光在被具有梯级的通道遮住的区域中扩散。以这种方式可在此产生虽然小的亮度，其例如允许识别出交通标志，而没有不允许地使其他交通参与者目眩。
优选的是，遮光板的面向光脱耦光具的边缘布置在前联光具的焦点区域中和在投射透镜系统（其由透镜组合（或功能上等同的透镜）和光脱耦光具构成）的焦点区域中（透镜组合（或功能上等同的透镜）和光脱耦光具的焦点区域形成共同的焦点区域，其与前联光具的焦点区域重合）。
因此，有利地，遮光板边缘清晰地成像，这在近光灯光分布中引起清晰的明暗边界。
此外，优选的是，透镜组合的至少一个透镜状的子件（或功能上等同的单透镜）布置在恰好一个前联光具的光锥中。
该设计方案特别有利于使用多个光源，因为此时每个光源对总的光分布的贡献可通过相关的子件的造型来单个设计。这还开启了这样的可行性，即，在其他方面未改变光模块时，光分布的确定的改变通过改变透镜组合（或功能上等同的单透镜）的折光面来产生。
在一优选的设计方案中，光脱耦光具的第一子光具为柱面透镜。
在该设计方案中有利的是简单的制造和紧凑的结构方式，其同时提供了宽的光出射面。
优选地，光脱耦光具的附加的子光具是结构化的玻璃片和/或枕状光具和/或由体散射材料构成，即，这样的材料，在其中散射至少不仅在表面处进行，而且在处于体积中的散射中心处进行。
因此产生宽地散射的光分布，其例如适合于符合规格的闪光灯光分布。
优选地，光模块的设立成产生符合规格的日行灯光分布的部分还设立成产生符合规格的闪光灯光分布。
同样优选的是，具有相似的光分布的光功能利用光模块的相同的构件，尤其应在此提到光脱耦光具。
因此在同时降低成本的情况下得到光模块的更紧凑的结构形式。符合规格的日行灯和闪光灯光分布两者照亮相似的角域。因此适宜的是，为了产生这两种光分布，至少部分地利用在光模块中的相同的构件。
在优选的设计方案中，光脱耦光具是一件式的构件。
除了降低构件的成本之外，还减小了结构空间并且简化了装配。
此外优选的是，至少一个竖向的遮光板在至少一个远光灯光源的光程中布置和设立成限制远光灯光源的照亮的角域。
因此，可有利地考虑实现部分远光灯，在其中单个的光源为了阻止使交通参与者目眩而被遮住或使之变暗。
一优选的设计方案的特征在于，光模块具有至少一个近光灯光通道和至少一个远光灯光通道，其中，每个近光灯光通道由光源、集中光源的光和使之成束的前联光具以及投射透镜系统构成，投射透镜系统由透镜组合的透镜状的子件或透镜组合的单透镜和光脱耦光具构成，其中，透镜组合的每个子件或透镜组合的每个单透镜布置在恰好一个前联光具的光锥中，并且其中，投射透镜系统的前联光具侧的焦距在每个远光灯光通道中比在每个近光灯光通道中更大。
同样优选的是，至少两个近光灯光通道具有不同的遮光板形状，从而可通过在通道之间的切换或通过合适地调暗各通道产生不同的光分布，例如对高速公路或城市或右侧行驶或左侧行驶最佳的光分布。切换或调暗通过相应地操控通道的光源实现。
同样优选的是，至少两个近光灯光通道具有不同的遮光板形状。
进一步优选的是，光脱耦光具围绕竖向轴线倾斜地布置或弯曲。
有利地可因此考虑外部条件、例如前灯的盖板的弯曲。
同样优选的是，前灯的控制半导体光源的控制器设立成调暗半导体光源，其用于产生符合规格的远光灯光分布，以便产生和/或补充符合规格的日行灯光分布。
有利地，由此放大在日行灯运行中前灯的照亮的面，这进一步改善了机动车的可见性。另一优点是，可忽略仅用于产生日行灯光分布的组件。
优选地，光模块、尤其半导体光源布置在上面的电路板和控制半导体光源的控制器设立成单个地或成组地来个别操控半导体光源，例如调暗。
有利地还可由此根据交通情况、交通类型或法规要求接通和切断单个的光源，由此可实现用于提高安全性的功能，例如应提到静态的、在没有运动部件的情况下工作的转向灯或部分远光灯，或可满足特定国家的要求。
其他的优点从下文的说明、附图和权利要求中得到。要理解的是，上文提到的和下文还将阐述的特征不仅可以相应说明的组合使用，而且可以其他组合或单独使用，而没有脱离本发明的范围。在附图中示出了本发明的实施例并且在下文的说明中对其进行详细阐述。
附图说明
在此，相应以示意图的形式：
图1以三维视图示出了根据本发明的具有壳体的光模块的实施例；
图2以三维视图示出了图1的没有壳体的光模块；
图3以三维视图示出了图1的光模块俯视图；
图4以侧视图示出了图1的光模块；
图5示出了图1的光模块的俯视图；
图6示出了图1的根据本发明的光模块的整体光源；
图7示出了在电路板上的光源的三维前视图；
图8以俯视图示出了在图1的光模块中的近光灯光通道的光路；
图9示出了沿着在图1的光模块中的不具有梯级的遮光板的近光灯光通道的光路；
图10示出了在图1的光模块中的远光灯光通道的光路；
图11示出了在图1的光模块中的近光灯和远光灯的光路的比较；
图12示出了在图1的光模块中的日行灯/位置灯光通道的光路；
图13以侧视图示出了在图1的光模块中的不同的光通道的光路；并且
图14以三维视图示出了在图1的光模块中的不同的光通道的光路。
具体实施方式
在此，不同的附图中的相同的附图标记相应表示相同或至少其功能相似的元件。
具体地，图1示出了机动车前灯的根据本发明的光模块8，其在该示例性的实施方案中示出了它的壳体10。在光模块的壳体10的前侧处，光脱耦光具9通过子光具9B和另一子光具9A形成。该另一子光具9A在示出的实施例中为结构化的玻璃片（Scheibe），并且子光具9B在示出的实施例中为柱面透镜。另一子光具9A布置在日行灯光分布和/或位置灯光分布的光路中，而子光具9B布置在近光灯光分布和/或远光灯光分布的光路中。优选地，柱面透镜和结构化的玻璃片分别是单个的或作为整体为一件式的构件，这减少零部件的数量并且因此降低制造成本。在此并且在下文中说明的光模块为本发明的有利的改进方案并且可产生至少两种不同的符合规格的光分布。
在光模块8的壳体10的背侧处存在冷却体16，其在示出的图示形式中具有多个散热肋条18。
此外，用于机械式的照明宽度调节器20的悬臂在壳体10的下侧处固定在壳体上。通过沿侧向固定在壳体10处的悬挂部22限定照明宽度调节器的转动轴线24。作用在悬臂处的是在下方未示出的执行器，其使悬臂并且因此使整个光模块8在与转动轴线24垂直的平面中摆动。
在图2中示出了图1的没有壳体的根据本发明的发光模块8。冷却体16的肋条18具有钻孔26，其旨在用于固定其他的构件，例如未示出的壳体10。在冷却体16和由结构化的玻璃片与柱面透镜形成的光脱耦光具9之间存在其他构件，其旨在产生符合规格的光分布。
直接在冷却体16上固定有电路板28，在该电路板上存在在该图示中不可见的半导体光源70，优选地为多个LED。在电路板28之前固定有前联光具组合30，其由多个日行灯前联光具32、近光灯前联光具34和远光灯前联光具36构成。前联光具组合30的单独的部分如此布置在前联光具组合30中，即，每个单独的部分在按规定使用该前联光具组合30时分别形成用于相应在电路板28上的单独的半导体光源70的独自的前联光具。在此，近光灯前联光具34和远光灯前联光具36相应彼此交替地布置在一排中。日行灯前联光具32位于在近光灯和远光灯前联光具34、36上方的另一排中。
在前联光具组合30之后的光程中存在遮光板组合38，其用作用于近光灯光分布的遮光板。遮光板组合38具有多个交替的凹槽40和隆起42，它们横向于主光传输方向如此布置，即，凹槽和隆起相应地交替。隆起形成用于相应的光通道的遮光板。隆起42布置在近光灯前联光具34的光路中，并且凹槽40布置在远光灯前联光具36的光路中。在四个示出的隆起中的三个中可看出在遮光板表面中的梯级44。梯级44用于产生在符合规格的近光灯光分布的明暗边界中的梯级。四个隆起42中的一个在示出的实施例中具有没有梯级的表面46，但这不是本发明的重要特征。
原则上可行的是，代替一个遮光板组合38还使用多个单个的遮光板。为了减少光模块8的构件的数量，优选地使用呈一件式的遮光板组合的形式的设计方案。此外，原则上同样可行的是，遮光板组合仅仅沿着主光传输方向是窄的（例如和板材的窄侧一样，其厚度例如小于1mm），从而隆起和凹槽仅仅为薄板材的结构化的边缘的部分。在这种情况下，遮光板还可始于光学有效的遮光板边缘在竖向方向上延伸。此时，光学有效的遮光板边缘为遮光板的上边缘。
在光程中在遮光板组合38之后存在透镜组合48。在示出的实施方式中，透镜组合48除了光入射侧的一个凸状的拱起56只有具有平面的光入射面50。凸状的拱起56设立成接收在近光灯光通道中传播的光，在该近光灯光通道中相关的遮光板隆起42不具有梯级46。
透镜组合的光出射面52在此由并排布置的远光灯光出射面58和近光灯光出射面60构成，它们如此布置，即，光出射面中的每个仅相应地由半导体光源70和其前联光具的组合照亮。透镜组合（更确切地说其满足光学功能的单透镜）优选地在光程中处在遮光板的边缘和光出射光具之间并且在此如此布置，即，每个子件更确切地说每个功能上等同的单透镜尽可能获取光源的从相应相关的前联光具离开的所有光束。在此，近光灯光出射面60相应布置在远光灯光出射面58旁边，从而相应两个近光灯光通道被位于它们之间的远光灯光通道隔开，并且相应两个远光灯光通道通过位于它们之间的近光灯光通道隔开。光模块通过已经说明的光脱耦光具9闭锁，该光脱耦光具由结构化的玻璃片和柱面透镜构成。还可实现远光灯光通道和近光灯光通道的其他的布置方式，在其中，近光灯光通道并排布置成在它们之间没有一个远光灯光通道，和/或远光灯光通道并排布置成在它们之间没有一个近光灯光通道。
在图3中以从斜上方来看的另一三维视图示出了在图2中示出的光模块8。从该视角可看出，电路板28直接（热接触地）安置在具有散热肋条18的冷却体16上，而前联光具组合30、遮光板组合38、透镜组合48和光脱耦光具9不必直接彼此邻接，而是通过处在它们之间的间隙彼此间隔开地布置。
还可特别明显地看出具有凸状的拱起56的透镜组合48的平面的光入射面50、以及透镜组合48的光出射面52的交替布置的远光灯光出射面58和近光灯光出射面60的不同的形态。
此外，在光脱耦光具9处安装有固定部62，以用于将光脱耦光具9固定在光模块8的在该附图中未示出的壳体10处。
在图4中以侧视图示出了光模块8，其包括冷却体16、电路板28、前联光具组合30、遮光板组合38、透镜组合48和光脱耦光具9，光脱耦光具包括结构化的玻璃片（其他的子光具9A）、柱面透镜（子光具9B）和固定部62。
在电路板28处在前联光具组合30下方安装有插头64，其作为接口用于为安装在电路板上的半导体光源70供电，并且用于通过光控制器68操控半导体光源70。
可明显看出前联光具组合30的各组成部分的不同的形态。日行灯前联光具32、近光灯前联光具34和远光灯前联光具36具有不同的结构形态。它们根据需产生的光分布的形式、尤其光分布的大小而不同。还可看出近光灯前联光具34和远光灯前联光具36的中心不在相同的高度上，而是由于前联光具的不同的大小还沿竖向彼此错位地布置，从而得到棋盘状错位的布置方案，在其中近光灯前联光具处在第一排中，而远光灯前联光具处在与之沿竖向错位的另一排中。更小的远光灯前联光具36在此比近光灯前联光具34位置更低。
在图5中可在俯视图中看出相同的光模块8。具体地，图5示出了具有散热肋条18的冷却体16、电路板28、前联光具组合30、遮光板组合38、透镜组合48和光脱耦光具9，光脱耦光具包括结构化的玻璃片（另一子光具9A）、柱面透镜（子光具9B）和固定部62。
可看出的是，透镜组合48的光出射面60C（其属于这样的光通道，在遮光板组合38的与其相关的部分中存在遮光板组合38的不具有梯级的隆起42）具有的形状不同于用于近光灯光源74的透镜组合38的其他的光出射面60A、60B、60D。
因为每个半导体光源70除了光脱耦光具9之外还总是具有自己的光具（前联光具组合30的相关的部分、遮光板组合38的相关的部分和透镜组合48的相关的部分），所以在光模块中形成单独的光通道。根据在此示出的光源，存在日行灯光通道82、近光灯光通道84和远光灯光通道86。
图6以三维的前视图示出了由具有散热肋条18的冷却体16、电路板28和前联光具组合30构成的单元，前联光具组合30包括日行灯前联光具32、近光灯前联光具34和远光灯前联光具36。该单元形成所谓的整体光源66。
在图7中相比于图6移除了前联光具组合30，从而可看出固定在冷却体16处的电路板28的位于前联光具组合下方的结构。电路板28支撑多个、在示出的示例中为十个半导体光源70。下排的四个半导体光源在此是远光灯光源72，中间排具有四个近光灯光源74，并且上排具有日行灯光源76。
为了节省空间地进行布置，近光灯光源74和远光灯光源72错位地并且成排上下相叠地布置。可考虑使用其他的半导体光源，其中，在这种情况下优选地将不同排交错地布置成近光灯光源74和远光灯光源72进一步上下相叠地错位。
优选地，日行灯光源76还实施为闪光灯光源和/或位置灯光源。光源例如可由多个芯片构成，其必要时还发出不同颜色的光（例如红光、绿光和蓝光，以便产生白光或黄光）。
可选地，远光灯光源72还可用作附加的日行灯光源。为此，使其变暗并且没有在全功率的情况下运行，以便避免使迎面车流目眩。
显然，在图8中示出的光源的数量不限于在此示出的数量并且可根据相应的需要和情况调整。
半导体光源70不必要为发光二极管。单个或所有的半导体光源例如还可通过激光光源实现。
在图8中示出了四个近光灯光通道84的光路。具体地，四个通道中的每个具有以下元件：由半导体光源构成的近光灯光源74、近光灯前联光具34、水平延伸的遮光板组合38的用作遮光板的隆起42、具有近光灯光出射面60的呈投射透镜的形式的透镜组合48以及用作光脱耦光具9B的柱面透镜。
由近光灯光源74产生的光通过相应与近光灯光源74各自相关的近光灯前联光具34（其在该情况下为反射折射光具）换向和成束。近光灯光源74和前联光具34在此布置成在竖向方向上比遮光板组合38更高，并且设立成将光从斜上方朝遮光板组合38引导，遮光板组合优选地、但不是强制性地具有镜面表面。近光灯前联光具34的焦点区域在此处在遮光板组合38的遮光板边缘80上，该遮光板边缘80面向透镜组合48。因此，在遮光板边缘80的平面中产生具有明暗边界的光分布的中间图像，其形状通过遮光板边缘80的形状确定。
在光模块中示出的四个光通道中的三个光通道84A、84B、84D中，隆起42设有梯级44，其在近光灯光分布的明暗边界的走向中产生梯级。光通道84C聚焦到遮光板边缘80的不具有梯级44的区段上，并且相应地，近光灯光分布的通过光通道产生的部分的明暗边界不具有相应的梯级。
遮光板边缘80同时还处在透镜组合48的光入射面50的焦点区域中。而光入射面50除了在近光灯光通道84C中的凸状的拱起56之外是直且平的面，用于每个近光灯光通道84A、84B、84C、84D的光出射面52具有呈投射透镜的形式的各近光灯光出射面60A、60B、60C、60D。在此，为每个近光灯光通道84A、84B、84C、84D仅仅提供相应恰好一个单个的近光灯光出射面60A、60B、60C、60D。
在示出的光模块8中，透镜组合48还具有远光灯光出射面58，其在远光灯光通道86的说明中详细地进行了说明。远光灯光出射面58和近光灯光出射面60在此彼此交替地布置。
近光灯光通道84A、84B、84C、84D穿过透镜组合48的相应与其相关的部分。透镜组合48的近光灯光出射面60如此成形，即，它们对于成束在水平上比在竖向上更强。因此，中间图像的由近光灯光源74中的一个产生的部分首先在竖向方向上放大。这有助于光模块8的力求的紧凑性。由于小的水平空间位置需求，半导体光源70可紧凑地并排和/或以两个排上下相叠地并且在此必要时在排的纵向方向上彼此交错地布置。优选地，透镜组合（或功能上等同的单透镜）在竖向方向上不具有曲率并且因此在竖向方向上为柱状。在光脱耦光具的遮光板侧的焦点区域中、在光模块的内部中出现的光分布的中间图像的放大通过透镜组合和光脱耦光具的共同作用产生。在此，在水平方向上的放大优选地大于在竖向方向上的放大，其中，方向说明总是参考在光模块按规定用在机动车中时得到的取向。
紧接着，从近光灯光源74离开的光到达光脱耦光具9的子光具9B。子光具9B在此具有（水平的）柱面透镜的形状，其柱体轴线在示出的示例中为垂直于光模块的主辐射方向的水平线。离开柱面透镜的光产生符合规格的近光灯光分布。
因为透镜组合38在水平上的成束强于竖向上的成束，并且柱面透镜在竖向上的成束强于水平上的成束，所以得到扭曲的图像，即，竖向和水平的图像比例不同。在该示例中，水平的集束弱于竖向的集束。这是有利的，因为近光灯光分布典型地具有直至100°的宽度和直至20°的高度。这相应于宽度与高度之比约为5：1。如果这种关系在传统的系统中已经在中间图像面中在遮光板边缘80处产生，遮光板组合38的宽度还必须因此相应更大地设计。但这导致光模块8必须更宽，这有悖于紧凑的解决方案。因此，扭曲成像的投射透镜系统还具有的效果是，减小了用于近光灯光通道84A、84B、84C、84D的所需的结构空间。
每个通道在前联光具、遮光板组合38中的隆起42和透镜组合52的近光灯光出射面60的形态方面优选地具有差异。整个近光灯光分布通过近光灯光通道84A、84B、84C、84D的各光分布的彼此叠加的覆盖产生。三个近光灯光通道84A、84B、84D具有带有梯级44的隆起42。一个通道84C具有没有梯级的隆起42。
在图9中示出了在根据本发明的光模块8中的近光灯光通道84C的光路。
在实施为半导体光源的近光灯光源74C中产生的光同样穿过前联光具组合30的近光灯前联光具34、到达近似水平的遮光板组合38的隆起42、穿过具有呈投射透镜的形式的近光灯光出射面60的透镜组合48并且通过柱面透镜离开光模块。
用于近光灯光通道84C的透镜组合48的光入射面50具有呈另一投射透镜的形式的凸状的拱起56，该拱起水平上比通道的光出射面60C更厉害地弯曲。效果是，光束聚焦在光入射面50和光出射面60C之间的平面中，以便然后再次向四处扩散。总之，由此实现光束在水平平面中的成扇状散开，并且提高光分布的宽度。该效果还可由此实现，即，透镜凹形地向前拱起并且因此水平地用作发射透镜。
在图10中示出了四个远光灯光通道86的光路。具体地，四个通道中的每个具有以下元件：由半导体光源构成的远光灯光源72、作为前联光具组合30的一部分的远光灯前联光具36、在大约水平的遮光板组合38中的凹槽40、具有呈投射透镜的形式的远光灯光出射面58的透镜组合48和作为光脱耦光具9的一部分的柱面透镜。
由远光灯光源72产生的光通过前联光具36（其在该情况下为反射折射光具）换向和成束。远光灯光源72和前联光具36在此在竖向方向上位于凹槽的最上面的面之上并且设立成使光不指向遮光板组合38的表面和/或边缘，该遮光板组合具有镜面表面。为此，遮光板组合38在远光灯光通道86A、86B、86C、86D中相应具有凹槽40，从而远光灯光束可不受妨碍地穿过遮光板组合38，没有受到遮光板限制。
前联光具36的各光通道的焦点区域在此分别在光程中位于遮光板组合38的面向光脱耦光具9的遮光板边缘80之前，并且与透镜组合48的各光通道的焦点区域重叠。而透镜组合48的远光灯光通道的光入射面50是直且平的面，用于每个远光灯光通道86A、86B、86C、86D的光出射面52具有各远光灯光出射面58，这些远光灯光出射面具有光学有效的曲率，通过该曲率得到投射透镜的功能。在此，为每个通道86A、86B、86C、86D相应仅仅提供恰好一个单个的远光灯光出射面58A、58B、58C、58D。在示出的根据本发明的光模块8中，透镜组合48还具有近光灯光出射面60，其在上文中还在近光灯光通道的说明中已经进行了说明。远光灯光出射面58和近光灯光出射面60在此彼此交替地布置。透镜组合48的面58还优选地很小地或完全没有弯曲，从而其相似或类似于竖向定向的柱体。
在远光灯光通道86A、86B、86C、86D中传播的光穿过透镜组合48的相应与其相关的部分。透镜组合48的远光灯光出射面58如此成形，即，其在水平上的成束强于在竖向上的成束。这有助于光模块8的力求的紧凑性。由于小的水平的结构空间需求，半导体光源70可紧凑地并排和/或错位地布置，从而两个彼此相邻的半导体光源70通过在它们之间的空的空间彼此隔开。
紧接着，从远光灯光源72离开的光到达子光具9B。子光具9B在此具有柱面透镜的形状，其柱体轴线在该根据本发明的实施方案中为垂直于光模块的主辐射方向的水平线。在柱面透镜中优选地在竖向方向上实现光的集束。离开柱面透镜的光产生符合规格的远光灯光分布。
在图11中示出了四个近光灯光通道84和四个远光灯光通道86的对比，其中，出于清晰性的原因，将点光源选为近光灯光源74和远光灯光源72。因此明显地示出了，近光灯前联光具34和远光灯前联光具36具有不同的焦点区域。近光灯前联光具34的焦点区域88在遮光板组合38的前边缘80附近，而远光灯前联光具36的焦点区域90在遮光板组合38的前联光具组合30和前边缘80之间。因此，光模块8的总放大率可对于远光灯光通道86来说设计成小于近光灯光通道84。
这是有利的，因为对近光灯和远光灯光分布在宽度、高度和最大的照度方面提出了不同的要求。而近光灯光分布典型地具有最大100°的宽度和最大20°的高度，远光灯光分布典型地具有最大50°的更小的宽度和最大10°的更小的高度。近光灯与远光灯的宽度以及近光灯与远光灯的高度之比因此为2，即，约2：1。同样对于照度的最大值有不同的要求。而在近光灯中最大的照度为在25 m远的墙壁上典型地呈50 lx的量级，那么在远光灯中为100lx。近光灯与远光灯的照度之比因此相应于关系1：2。因此，高度和宽度以及最大的照度的情况对于远光灯光通道86来说要求更小的放大。
这可通过说明的构造实现。总放大率由通过前联光具30的放大和通过透镜组合48的放大的乘积得到。前联光具30的放大通过像距与物距的比得到，其中，对象是半导体光源70。在说明的实施方案中，物距（半导体光源与前联光具的间距）对于前联光具组合30的所有部分来说大约相同地选择。在远光灯光通道86中，远光灯前联光具36的像距却选择成小于近光灯前联光具34的像距。因此，通过远光灯前联光具36的放大则更小。通过更短的像距必然产生在中间图像面和柱面透镜之间更大的间距。由此，透镜组合48的远光灯光出射面58可如此设计，即，透镜组合48的总的焦距在远光灯光通道86中比在近光灯光通道84中的更大。因为用于光通道84和86的像距相同（在示出的示例中为25 m），因此在远光灯光通道86中的放大率同样小于在近光灯光通道84中的放大率。
图12示出了两个日行灯光通道82的光路。具体地，两个通道中的每个具有以下元件：由半导体光源构成的日行灯光源76、日行灯前联光具32和作为光脱耦光具9的一部分的结构化的玻璃片9A。
由日行灯光源76产生的光通过前联光具32（其在该情况中为反射折射光具）换向和成束。在此，光朝结构化的玻璃片（其用作光脱耦光具9的另一子光具9A）的方向引导。玻璃片在此具有使光在更大的角域中散播的结构，以便因此产生日行灯和/或位置灯光分布。在此例如可涉及枕状结构。优选地，光在结构化的玻璃片的每个部分处以相同的方式散播，从而得到均匀地明亮地照亮玻璃片。
日行灯光通道82还可替代地或附加地用作用于闪光灯的通道。有利的是，为此使用发黄光的半导体光源，尤其在通道应并行地用于日行灯/位置灯光通道时。但同样可行的是，使用白色的半导体光源并且前联光具组合30的部分和/或结构化的玻璃片的部分染成黄色。为了将通道并行地用于日行灯和闪光灯，可并行使用白色和黄色的LED，或者可使用RGB LED，其可在白色和黄色之间切换。
在图13中示出了光模块8的侧视图，其中标出了日行灯光通道82、近光灯光通道84和远光灯光通道86的光路。
半导体光源72、74、76都布置在一个平面中，与之紧接的是前联光具组合30，其包括日行灯前联光具32、近光灯前联光具34和远光灯前联光具36。
在此，日行灯光通道82布置在两个其他的通道之上。其没有穿过遮光板组合38和透镜组合48，而是光在离开日行灯前联光具32之后直接到达结构化的玻璃片。
而近光灯光通道84和远光灯光通道86在穿过其相应的前联光具34和36之后穿过遮光板组合38并且紧接着穿过透镜组合48。最后，两者到达光脱耦光具9的相应的部分，其通过柱面透镜实现。
图14以三维视图示出了在根据本发明的发光模块8中的日行灯光通道82、近光灯光通道84和远光灯光通道86的光路的另一对比。
布置在近光灯光通道84和远光灯光通道86之上的日行灯光通道82在离开前联光具组合30之后直接到达结构化的玻璃片，其形成光脱耦光具9的一部分。
近光灯光通道84和远光灯光通道86彼此交替地布置。两者在离开前联光具组合30之后穿过遮光板组合38和透镜组合48。通道的光束通过光脱耦光具9的一部分（其为柱面透镜）离开光模块8。
图13和图14明显地示出了光模块在其光功能方面可轻易地分成下部部分（前灯光功能，例如产生近光灯和产生远光灯）和上部部分（信号灯光功能，例如闪光灯、日行灯、位置灯……），其中，功能上的分开伴随着结构上分开的可行方案。从申请人的角度来看，尤其下部部分形成独立的发明。

Claims (24)

1.一种用于机动车前灯的光模块（8），具有至少两个半导体光源（70）、分别用于每个半导体光源（70）的单个的前联光具、具有至少一个子光具（9B）的光脱耦光具（9）和布置在所述前联光具与光脱耦光具（9）之间的遮光板，其中，所述光模块（8）设立成能够相应单独地或以任意的组合产生至少两个不同的符合规格的光分布，其特征在于，在所述光脱耦光具（9）和所述遮光板之间布置有透镜组合（48），所述透镜组合由两个半导体光源（70）中的至少一个照亮，并且该半导体光源的光以光锥离开该透镜组合，其中，所述透镜组合（48）在两个彼此并且与从所述光模块（8）射出的光的主传播方向垂直的空间方向上具有不同的折射能力，并且其中，布置在所述透镜组合（48）的光锥中的所述光脱耦光具（9）在两个彼此并且与从所述光模块（8）射出的光的主传播方向垂直的空间方向上具有不同的折射能力，其中，所述光脱耦光具（9）的折射能力在一个空间方向更大，所述透镜组合（48）在该空间方向上具有其两个折射能力中的更小的折射能力，并且其中，所述遮光板布置得比所述光脱耦光具更靠近所述透镜组合；
所述光模块（8）具有至少一个近光灯光通道（84）和至少一个远光灯光通道（86），其中，每个近光灯光通道（84）具有光源、集中该光源的光和使之成束的前联光具以及投射透镜系统，该投射透镜系统由透镜组合的透镜状的子件或透镜组合的单透镜以及光脱耦光具构成，其中，所述透镜组合的每个子件或所述透镜组合的每个单透镜布置在恰好一个前联光具的光锥中，并且其中，投射透镜系统的前联光具侧的焦距在每个远光灯光通道中比在每个近光灯光通道中更大。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述透镜组合由多个单透镜构成，其中的每个被恰好一个前联光具以光源的光照亮，其中，所述单透镜布置在横向于主光传输方向伸延的一排中，并且其中，所述光脱耦光具由唯一的为所有的单透镜分配的透镜构成。
3.根据权利要求1所述的光模块（8），其特征在于，在按规定使用光模块时，空间方向为水平的和竖向的空间方向，所述光脱耦光具（9）和所述透镜组合（48）在该水平的和竖向的空间方向上具有不同的折射能力。
4.根据权利要求2所述的光模块（8），其特征在于，在按规定使用光模块时，空间方向为水平的和竖向的空间方向，所述光脱耦光具（9）和所述透镜组合（48）在该水平的和竖向的空间方向上具有不同的折射能力。
5.根据权利要求1所述的光模块（8），其特征在于，从所述光模块射出的光为符合规格的近光灯灯光和/或远光灯灯光和/或日行灯灯光和/或位置灯灯光和/或闪光灯灯光和/或转向灯灯光和/或高速公路模式灯灯光和/或城市模式灯灯光和/或部分远光灯灯光和/或标志灯灯光。
6.根据权利要求2所述的光模块（8），其特征在于，从所述光模块射出的光为符合规格的近光灯灯光和/或远光灯灯光和/或日行灯灯光和/或位置灯灯光和/或闪光灯灯光和/或转向灯灯光和/或高速公路模式灯灯光和/或城市模式灯灯光和/或部分远光灯灯光和/或标志灯灯光。
7.根据权利要求3所述的光模块（8），其特征在于，从所述光模块射出的光为符合规格的近光灯灯光和/或远光灯灯光和/或日行灯灯光和/或位置灯灯光和/或闪光灯灯光和/或转向灯灯光和/或高速公路模式灯灯光和/或城市模式灯灯光和/或部分远光灯灯光和/或标志灯灯光。
8.根据权利要求4所述的光模块（8），其特征在于，从所述光模块射出的光为符合规格的近光灯灯光和/或远光灯灯光和/或日行灯灯光和/或位置灯灯光和/或闪光灯灯光和/或转向灯灯光和/或高速公路模式灯灯光和/或城市模式灯灯光和/或部分远光灯灯光和/或标志灯灯光。
9.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述光脱耦光具（9）具有另一子光具（9A），并且所述半导体光源（70）中的至少一个的前联光具设立和布置成使半导体光源的光旁经透镜组合（48）指向另一子光具（9A），并且该另一子光具（9A）设立成产生这样的光分布，其不同于传播通过所述透镜组合（48）的光的光分布。
10.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所有的半导体光源（70）布置在平面的电路板（28）上，其固定在一件式的冷却体（16）上。
11.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述前联光具为反射折射光具、和/或反射器和/或透镜和/或成像透镜系统和/或光导体。
12.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述前联光具为一件式的前联光具组合（30）的一部分，该前联光具组合包括所有的半导体光源（70）的前联光具。
13.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述半导体光源（70）矩阵式地布置，并且其中，单排或多排半导体光源（70）设立成共同产生相应至少一个符合规格的光分布。
14.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述遮光板为由至少一个隆起（42）和至少一个凹槽（40）构成的遮光板组合（38），其中，所述隆起（42）布置在近光灯光源（74）的光程中，并且所述凹槽（40）布置在远光灯光源（72）的光程中。
15.根据权利要求14所述的光模块（8），其特征在于，所述隆起（42）的一部分具有梯级（44），以用于在近光灯光分布中的明暗边界中产生梯级。
16.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述遮光板的面向所述光脱耦光具（9）的边缘布置在所述前联光具的焦点区域中并且布置在由所述透镜组合（48）和所述光脱耦光具（9）构成的投射透镜系统的焦点区域中。
17.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述透镜组合（48）的至少一个透镜状的子件或所述透镜组合（48）的单透镜布置在恰好一个前联光具的光锥中。
18.根据权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述光脱耦光具（9）的第一子光具（9B）为柱面透镜。
19.根据权利要求9所述的光模块（8），其特征在于，所述光脱耦光具（9）的附加的子光具（9A）为结构化的玻璃片和/或枕状光具和/或由体散射材料构成。
20.根据权利要求9所述的光模块（8），其特征在于，所述光模块（8）的为所述子光具（9A）分配的、设立成产生符合规格的日行灯光分布的部分还设立成产生符合规格的闪光灯光分布。
21.根据权利要求19所述的光模块（8），其特征在于，所述光模块（8）的为所述子光具（9A）分配的、设立成产生符合规格的日行灯光分布的部分还设立成产生符合规格的闪光灯光分布。
22.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，所述光脱耦光具（9）为一件式的构件。
23.根据上述权利要求1至8中任一项所述的光模块（8），其特征在于，至少一个竖向的遮光板布置在至少一个远光灯光源（72）的光程中并且设立成限制远光灯光源（72）的照亮的角域。
24.根据权利要求1至8中任一项所述的光模块，其特征在于，至少两个近光灯光通道具有不同的遮光板形状。
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