CN108302473B - 由透明材料制成的双重功能照明模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是用于机动车辆的照明模块(2)，照明模块(2)能够形成沿着光学轴线(26)的光束，照明模块(2)包括由透明材料制成的主体(4)，并且包括：第一光线输入表面(8)；第一反射表面(12)，所述第一反射表面能够将来自第一输入表面(8)的光线反射至一个或多个焦点；屈光反射折叠表面(14)，所述屈光反射折叠表面基本上沿着光学轴线(26)延伸并在焦点或多个焦点的水平高度处形成截止边缘(14.1)；第二光线输入表面(20)，所述第二光线输入表面相对于光学轴线(26)与第一输入表面(8)相反；第二反射表面(24)，所述第二反射表面能够将来自第二输入表面(20)的光线朝向截止边缘(14.1)反射。

Description

由透明材料制成的双重功能照明模块
技术领域
本发明涉及照明领域，特别涉及用于机动车辆的照明领域。
背景技术
公开的专利文献EP1 715 245A1公开了一种形成具有截止部的照明光束的照明模块。该模块包括由透明材料制成的主体，所述主体具有输入表面、第一反射表面、具有截止边缘的第二反射表面和输出表面。第一反射表面和第二反射表面与环境空气形成屈光镜，因此允许光线通过应用全反射原理在其上进行反射。该模块的优点在于，在相同主体中组装准直仪、反射器、折叠器和透镜，从而提供具有截止部的照明功能。然而，该模块仅允许单个照明功能，在这种情况下为具有截止功能的照明。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的至少一个缺点。更具体地，本发明的目的是提出一种包括由透明或半透明材料制成的主体并且能够提供若干照明功能的照明模块。
本发明涉及一种用于机动车辆的照明模块，该模块能够沿着光学轴线形成光束，并且包括由透明或半透明材料制成的主体，所述主体包括第一光线输入表面；第一反射表面，所述第一反射表面能够将来自第一输入表面的光线反射至一个或多个焦点；屈光反射折叠表面，所述屈光反射折叠表面基本上沿着光学轴线延伸并在一个焦点或多个焦点的水平高度处形成截止边缘；和光线输出表面；其特征在于：主体还包括第二光线输入表面，第二光线输入表面相对于光学轴线与第一输入表面相反，和第二反射表面，所述第二反射表面能够将来自第二输入表面的光线朝向截止边缘反射，所述主体形成具有由所述屈光反射表面形成的底部的腔体，所述腔体能够被来自所述第二反射表面的光线横穿。
光学轴线有利地进入折叠表面中。
根据本发明的有利实施例，腔体相对于光学轴线位于与第二输入表面和第二反射表面相同的一侧上。
根据本发明的有利实施例，腔体在经过光学轴线的纵向平面中具有U形横截面。
根据本发明的有利实施例，腔体除了底表面之外还包括前表面和后表面，所述前表面在截止边缘的水平高度处与底表面相邻。
根据本发明的有利实施例，模块被构造为使得来自第二反射表面的光线能够穿过后表面和前表面，所述表面形成屈光镜。用环境空气形成屈光镜。
根据本发明的有利实施例，所述模块优选地沿着曲线轮廓相对于光学轴线横向延伸。
根据本发明的有利实施例，第二输入表面和第二反射表面相对于光学轴线在第一输入表面和第一反射表面的仅一部分上横向延伸，所述部分优选地在20％和80％之间。
根据本发明的有利实施例，一个焦点或多个焦点沿着截止边缘延伸或相对于光学轴线横向分布。
根据本发明的有利实施例，腔体朝向外部敞开并且包含具有比透明或半透明材料的折射指数小的折射指数的材料，例如环境空气。
根据本发明的有利实施例，第一反射表面和/或第二反射表面具有抛物线轮廓。第二反射表面的抛物线轮廓可以包括分别对应于第一反射表面的一个焦点或多个焦点的一个焦点或数个焦点。
根据本发明的有利实施例，第一输入表面和/或第二输入表面包括至少一个光学准直元件，优选地一个或多个准直仪。
根据本发明的有利实施例，第一输入表面和/或第二输入表面的准直仪或准直仪中的每一个具有准直轴线，所述轴线或每个所述轴线相对于垂直于光学轴线的平面倾斜。
根据本发明的有利实施例，准直轴线或每个准直轴线的倾角在5°至40°之间，优选地在7°至30°之间，更优选地在8°至15°之间。
根据本发明的有利实施例，第一输入表面、第一反射表面、屈光反射表面和输出表面被构造为形成具有近光类型的水平截止部的光束，第二输入表面、第二反射表面和输出表面被构造成与具有近光类型的水平截止部的光束组合从而一起形成远光束。
根据本发明的有利实施例，该模块还包括根据光线的传播方向在主体的输出表面的前方设置的投射透镜。
本发明的优点在于它们可以用单个模块产生双重照明功能。此外，模块包括优选地由透明或半透明材料以一个部件的形式制成的主体，形成输入表面、反射表面和输出表面。反射表面有利地是屈光的，也就是说，通过全反射原理提供光线的反射。因此，这尤其针对折叠表面的情况。这种反射表面具有双重优点，即它们不需要使用反射涂层，并且它们具有更好的光学效率。
附图说明
借助于描述和附图，将更好地理解本发明的其它特征和优点，其中：
-图1是根据本发明的模块的第一透视图；
-图2是图1所示模块的第二透视图；
-图3是图1和图2所示的模块的侧视图，示出了根据第一照明功能的光线的路径；
-图4是图1和图2所示的模块的侧视图，示出了根据第二照明功能的光线的路径；
-图5示出了图3和图4所示的第一照明功能和第二照明功能的光图像。
具体实施方式
图1和图2透视地示出了根据本发明的照明模块。模块2基本上包括由透明或半透明材料制成的主体4和投射透镜6。投射透镜6通过其输入和输出表面示意性地表示。此外，这不是强制性的。主体4可以由例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)的塑料制成，或由玻璃制成。
主体4包括用于由一个或多个光源(未示出)发射的光线的第一输入表面8。输入表面8可以包括一个或多个准直仪10，光源(未示出)面向一个或多个准直仪10设置。主体4还包括用于来自输入表面8的光线的第一反射表面12，所述表面将所述光线反射到折叠器14。折叠器14由主体4的表面14形成。另外，主体4形成腔体16，腔体16的底部对应于所述折叠表面14。腔体16朝向外部打开，并且有利地没有固体物质，也就是说它被环境空气填充。在其它实施例中，腔体可以填充除了空气之外的材料，所述材料的折射指数小于主体4的透明或半透明材料的折射指数。因此折叠表面14在透明或半透明材料的主体4和腔体16中的空气之间形成屈光镜，所述透明或半透明材料的折射指数大于空气的折射指数。折叠表面14因此能够通过全反射的原理反射来自第一反射表面12并遇到该表面的光线。第一反射表面12被构造为将大部分的光线朝向折叠表面14的前边缘14.1反射。第一反射表面12有利地具有抛物线轮廓，抛物线轮廓具有位于截止边缘14.1上的焦点。主体4还包括用于形成照明光束的光线的输出表面18。输出表面18可以连接到投射透镜6。
主体还包括有利地以类似于第一输入表面8的方式设置有一个或多个准直仪22的第二输入表面20。第二输入表面20相对于模块的光学轴线26与第一输入表面8相反。主体4还包括相对于光学轴线26也与第一反射表面12相反的第二反射表面24。第一输入表面和第二输入表面以及第一反射表面和第二反射表面的轮廓可以有利地相对于光学轴线26至少是基本对称的。与通过透明材料的连续性从第一反射表面12传播到折叠表面14的光线不同，来自第二反射表面24并传播到截止边缘14.1的光线通过沟槽16的后表面16.2离开主体4(在光线的法向传播方向上)，然后在所述沟槽16内传播，然后通过所述沟槽16的前表面16.1(在光线的法向传播方向上)再次进入主体4中。考虑到表面14不朝向所述面反射在沟槽中传播的光线而是折射所述光线，因而生成的光束没有截止部。该差异是由于如下事实，即入射光线传播所在的槽中的环境空气的折射指数小于主体4的透明或半透明材料的折射指数。
将参照图3和图4更详细地描述来自第一输入表面和第二输入表面的光线的路径。
在图1和图2中可以看出，模块2，在这种情况下，主体2和投射透镜6在这种情况下根据圆弧相对于光学轴线26横向延伸。还可以看出，第二输入表面20和第二反射表面24可以仅在第一输入表面8和第一反射表面12的一部分上横向延伸。该部分可以在20％和80％之间。然而，第一输入表面和第二输入表面以及第一反射表面和第二反射表面的长度也可以是基本相同的。
图3是图1和图2所示的模块的侧视图，示出了由面向第一输入表面8设置的光源发射的三种类型的光线的路径。
以连续线表示的第一光线被第一反射表面12朝向截止边缘14.1反射，以使其在前方传送到该边缘并且不在其上进行任何反射。该光线通过输出表面18离开主体4并穿过投射透镜6，然后基本上平行于光学轴线26传播。
以虚线表示的第二光线以比第一光线大的入射角与第一反射表面12交会。然后将第二光线朝向折叠表面14反射，并且在折叠表面14处发生朝向主体4和投射透镜6的顶部的反射。该光线以相对于光学轴线26稍微向下倾斜的方向离开投射透镜6。
以轴线式线(点划线)示出的第三光线以比第一光线的入射角小的入射角与第一反射表面12交会。因此，光线在与该边缘相距一定距离处在截止边缘14.1前方通过，并且以相对于光学轴线26稍微向下倾斜的方向离开投射透镜6。
鉴于上述情况，具有截止边缘14.1的折叠表面14确保了所产生的光束的良好截止性(在这种情况下是水平截止的)。折叠器的功能原理本身是本领域技术人员所熟知的。在本情况下，折叠器具有由表面14形成的屈光镜形成的特征。这表示该表面可以保持为透明的并且不需要应用反射层，反射根据全反射原理发生。
仍然参考图3，准直仪或多个准直仪10的准直轴线可以以相对于垂直于光学轴线26的平面成α的角度朝向后方(相对于光线的行进方向)倾斜。角度α可以在5°至40°之间，优选地在5°至30°之间，更优选地在7°至30°之间，甚至更优选地在8°至15°之间。该倾角使得可以提高光学效率。
图4是图1和图2所示的模块的侧视图，示出了由面向第二输入表面20设置的光源发射的光线的路径。
来自输入表面20的发射的光线被第二反射表面24朝向沟槽16的后表面16.2(相对于光线的行进方向)反射，然后离开主体4并且至少部分地通过沟槽16。然后，光线再次通过前面16.1(相对于光线的行进方向)进入沟槽16中，以便在折叠表面14的截止边缘14.1的水平高度处或至少接近截止边缘14.1传输。第二反射表面24有利地被构造成用于将光线会聚到截止边缘14.1。光线基本上从投射透镜的上部沿光学轴线26的方向离开，从而形成主要在所述光学轴线上方照明的光束。为了形成所谓的远光束或主光束，该光束可以被添加到由第一输入表面8(图3)的光源产生的截止光束。
仍然参考图4，准直仪或多个准直仪22的准直轴线可以以相对于垂直于光学轴线26的平面成β的角度朝向后方(相对于光线的行进方向)倾斜。角度β可以在5°至40°之间，优选地在5°至30°之间，更优选地在7°至30°之间，甚至更优选地在8°至15°之间。该倾角使得可以提高光学效率。
图5是参考图3和图4描述的光束所产生的光图像的示意图。轴线H对应于穿过模块的光学轴线的水平线。轴线V对应于竖直线并穿过模块的光学轴线。轴线H和V上的数字(10、20、30)表示相对于光学轴线的以度为单位的偏转量。可以看出，参考图3详细描述的由截止光束产生的光图像28基本上在水平轴线下方提供照明，而由参考图4详细描述的光束所产生的光图像30提供大部分在水平轴上方的照明。光图像28和30的叠加可以对应于所谓的远光束或主光束照明。
应当注意，刚刚参考图5描述的光图像可以水平移位，也就是说沿着H轴移动，特别是当几个，优选地两个，照明模块被构造用于协作以产生组合照明光束时，在这种情况下，一个模块可以期望在一侧(侧向地)上更多地照明，并且所述模块中的另一个在相反侧上更多地照明。

Claims (18)

1.一种用于机动车辆的照明模块(2)，所述照明模块(2)能够沿着光学轴线(26)形成光束，并且包括由透明或半透明材料制成的主体(4)，所述主体(4)包括：
第一光线输入表面(8)；
第一反射表面(12)，所述第一反射表面能够将来自第一光线输入表面(8)的光线反射至一个或多个焦点；
屈光反射折叠表面(14)，所述屈光反射折叠表面基本上沿着光学轴线(26)延伸并在所述一个焦点或多个焦点的水平高度处形成截止边缘(14.1)；
光线输出表面(18)；
其特征在于：
所述主体(4)还包括：
第二光线输入表面(20)，所述第二光线输入表面相对于光学轴线(26)与第一光线输入表面(8)相反，和
第二反射表面，所述第二反射表面能够将来自第二光线输入表面(20)的光线朝向截止边缘(14.1)反射，
主体(4)形成具有由屈光反射折叠表面(14)形成的底部的腔体(16)，所述腔体(16)能够被来自第二反射表面(24)的光线横穿。
2.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述腔体(16)相对于所述光学轴线(26)位于与所述第二光线输入表面(20)和所述第二反射表面(24)相同的一侧。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述腔体(16)在经过所述光学轴线(26)的纵向平面中具有U形横截面。
4.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述腔体(16)除了所述屈光反射折叠表面之外还包括前表面(16.1)和后表面(16.2)，所述前表面(16.1)在所述截止边缘(14.1)的水平高度处与所述屈光反射折叠表面(14)相邻。
5.根据权利要求4所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述照明模块被构造为使得来自所述第二反射表面(24)的光线能够穿过腔体(16)的后表面(16.2)和前表面(16.1)，所述后表面(16.2)和所述前表面(16.1)形成屈光镜。
6.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(2)沿着曲线轮廓相对于所述光学轴线(26)横向延伸。
7.根据权利要求6所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述第二光线输入表面(20)和所述第二反射表面(24)仅在所述第一光线输入表面(8)和第一反射表面(12)的一部分上相对于所述光学轴线(26)横向延伸，所述部分在20％和80％之间。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述一个焦点或多个焦点沿着截止边缘(14.1)相对于光学轴线(26)横向延伸。
9.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述腔体(16)朝向外部敞开并且包含具有比所述透明或半透明材料的折射指数小的折射指数的材料。
10.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述第一反射表面(12)和/或所述第二反射表面(24)具有抛物线轮廓。
11.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述第一光线输入表面(8)和/或所述第二光线输入表面(20)包括至少一个光学准直元件。
12.根据权利要求11所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述至少一个光学准直元件包括一个或多个准直仪(10、22)。
13.根据权利要求12所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述第一光线输入表面(8)和/或所述第二光线输入表面(20)的所述准直仪或每个所述准直仪具有准直轴线，所述准直轴线或每个所述准直轴线相对于与光学轴线(26)垂直的平面倾斜。
14.根据权利要求13所述的照明模块(2)，其特征在于：
准直轴线或每个准直轴线的倾角(α、β)在5°和40°之间。
15.根据权利要求14所述的照明模块(2)，其特征在于：
准直轴线或每个准直轴线的倾角(α、β)在7°至30°之间。
16.根据权利要求15所述的照明模块(2)，其特征在于：
准直轴线或每个准直轴线的倾角(α、β)在8°和15°之间。
17.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
所述第一光线输入表面(8)、所述第一反射表面(12)、所述屈光反射折叠表面(14)和所述光线输出表面(18)被构造成形成具有近光类型的水平截止部的光束，并且第二光线输入表面(20)、第二反射表面(24)和光线输出表面(18)被构造成与具有近光类型的水平截止部的光束组合以形成远光束。
18.根据权利要求1所述的照明模块(2)，其特征在于：
照明模块(2)还包括根据来自所述第一光线输入表面的光线和来自所述第二光线输入表面的光线的传播方向在主体(2)的光线输出表面(18)的前方设置的投射透镜(6)。
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