CN108633297A - 用于机动车的探照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车探照灯，其包括至少部分透明、尤其在可见的光谱范围中透明的遮盖板、至少一个照明装置、至少一个配设给所述照明装置的光成像系统（210），所述光成像系统把从光源所发射的光线以预先给定的光分布的形式成像到所述照明装置前方的区域中。在此，至少一个光学的结构（215）被设置在车辆探照灯中，所述光学的结构如此构造和/或如此布置在车辆探照灯中，使得从外部入射到所述机动车探照灯上的光线、尤其阳光的至少一部分入射到所述光学的结构（215）上并且在穿越所述光学的结构时和/或在从所述光学的结构反射时散射，并且所述光学的结构如此构造和/或如此布置在所述车辆探照灯中，使得所述预先给定的光分布通过所述光学的结构基本上保持不变。

Description

用于机动车的探照灯

技术领域

本发明涉及一种机动车探照灯，其包括至少部分透明、尤其在可见的光谱范围中透明的遮盖板、至少一个照明装置、至少一个配设给所述照明装置的光成像系统，所述光成像系统把从光源所发射的光线以预先给定的光分布的形式成像到所述照明装置前方的区域中。

本发明还涉及一种具有至少一个这样的、优选具有两个这样的车辆探照灯的机动车。

背景技术

在机动车探照灯中使用包含透镜的光成像系统。这些透镜把从外部平行入射的阳光集束并且将该阳光转向到机动车探照灯元件处的焦点。依赖于相对于机动车探照灯的太阳位置、车辆斜度或者机动车探照灯元件材料的特性，在机动车探照灯元件处的阳光的能量输入（通过以W/m²为单位的辐射强度测量）能够是过高的，并且导致机动车探照灯元件的熔化。因此，至少所述机动车探照灯元件的表面被损坏并且不好看，此外能够出现所述机动车探照灯元件的机械的不稳定性和/或气体析出。在这种情形中指的是凸透镜效应。

上文所提到类型的机动车探照灯从现有技术中已知。对此已经已知若干机动车探照灯，所述机动车探照灯提供用于减小凸透镜效应的解决方案。例如在DE 19803986 A1中公开了光学的偏转件在透镜外侧上的应用，该光学的偏转件基本上避免光线进入到透镜内部中。这些光学的偏转件在许多情形中通过透镜表面的喷砂处理或喷花岗岩处理（Granitstrahlen）实现并且在大多情况下要求附加的元件，该附加的元件制止通过布置在探照灯中的光源所产生的光线到粗糙的透镜外表面上的入射。这个解决方案有效减小了透镜的数字表示的孔径并且能够损害由机动车探照灯所产生的光分布。

此外，从DE 29912504 U1中已知表面结构到透镜的入射侧上的安设。类似在上文所提到的解决方案中那样，当涉及产生法律规定的光分布时，这个表面结构于是不利。

此外，JP 2014063604 A公开了一种机动车探照灯，该机动车探照灯包括具有发射光线的面的光源和非球面的透镜，其中，所述透镜把从布置在所述机动车探照灯中的光源所发射的光线以近光灯分布为形式投射到所述机动车探照灯的前方。在此，所述透镜具有区域8，该区域不被从光源所发射的光线照射并且阳光入射到该区域上。在此，唯独这个区域被用于通过阳光的漫散射来减小凸透镜效应。在这个方案中不利的是，减小了透镜的折射的区域并且仅能够应用在近光灯模块中。此外，利用所述区域获得的效果明显依赖于太阳的位置。

另一个方案从DE 102012101434 A1中已知，其中有关的车辆探照灯元件通过特别的金属层防护。附加的镜反射的金属层的安设或相应的附加的例如耐热的探照灯元件到光成像系统中的安装，常常出于位置原因表现为技术上难以解决的问题。在此，下述的缺点能够单个地或者组合地产生：基于附加的工作步骤和探照灯元件的经提高的成本；所述探照灯元件之一、例如透镜保持件的机械的完整性的损害；附加的探照灯元件的固定；在机动车探照灯中的不期望的散射光的产生；由客户期望的设计的改变；气相喷镀可行方案与涉及的探照灯元件的几何形状的相关性。

现有技术的所描述的缺点应被消除。因此本发明的任务是，提供一种用于机动车的探照灯，其中，一方面将能量输入到焦点中分布到车辆探照灯元件表面的更大的面上，并且另一方面由布置在车辆探照灯中的照明装置产生的光分布基本上不改变。由此一方面减小、避免了凸透镜效应或者能够使用下述材料，该材料在热方面能够被更小加载，并且另一方面考虑涉及光分布的法律规定。

发明内容

此任务利用开文说明的机动车探照灯根据本发明通过以下方式解决，至少一个光学的结构被设置在车辆探照灯中，所述光学的结构包括一个、两个或者更多个光学的结构元件并且如此布置在所述车辆探照灯中，使得从外部入射到所述机动车探照灯上的光线、尤其阳光的至少一部分入射到所述光学的结构上并且在穿越所述光学的结构时和/或在从所述光学的结构反射时散射，其中，所述结构元件具有光散射的效果并且如此构造，使得每个结构元件把穿越所述结构元件的光束更改为经更改的第一光束并且把从所述结构元件反射的光束更改为经更改的第二光束，并且其中，所述预先给定的光分布通过所述光学的结构基本上保持不变。

在优选的实施方式之一中，所述布置在机动车探照灯中的照明装置包括一个、两个或者更多个光源和/或给所述一个/多个光源配设的附加光学器件、优选成像透镜装置和/或隔板，所述一个/多个光源射出光线以用于产生预先给定的光分布，其中优选地，给所述一个/多个光源配设反射器、尤其椭圆的自由形状反射器。

在此有利的是，所述一个/多个光源被构造为HID灯、也即例如按照标准ECE-R99的氙气放电灯和/或被构造为能够具有相同或不同的结构形式的一个、两个或者更多个LED和/或被构造为白炽灯、例如按照标准ECE-R37的长丝灯。

从外部入射的光线能够在思维上设想为多个平行的光束。在入射到传统的透镜的区域上时，这些光束中的许多光束折射到焦点。由此产生了具有大的辐射强度的面区域。由于存在根据本发明的光学的结构，每个光束被折射、发散到其它的焦点上，所述光学的结构例如能够施涂到所述透镜表面之一上。

在此已经被证实为有利的是，所述光学的结构元件分布到光成像系统元件中的至少一个、优选正好一个光成像系统元件的至少一个、优选正好一个经限定的基础结构上。

为了简化这样的光学的结构的制造过程，有利的是，使用具有特定的在几何性质的基础结构。

出于该原因，在优选的实施方式之一中要注意的是，所述基础结构构造为二维的格栅并且包括一个、两个或者更多个经限定的格栅单元。

另外有利的是，所述二维的格栅基本上形成具有规则的单元几何形状的结构化的格栅。

此外能够考虑的是，所述格栅单元构造为规则的多边形。

在此，在一个尤其有利的实施方式中规定，在每个格栅单元上布置有至少一个、优选正好一个结构元件。

为了避免入射的光线在所述光学的结构处的衍射和在所述光学的结构之后的后续的干涉效应，应该精心挑选所述格栅单元和所述结构元件的几何尺寸。

出于这个考虑，被证实为有利的是，所述格栅单元具有表征的参量、例如直径并且这个参量计为大约10-100微米。

在优选的实施方式之一中规定，所述光学的结构元件基本上相同地构造。

所述单个的结构元件的构造对于减小凸透镜效应具有大的重要性。

在优选的实施方式之一中规定，所述光学的结构元件在其中心具有中央突起。

被证实为有利的是，所述中央突起的高度计为大约10-50微米、但是优选25微米。

通常有利的是，所述中央突起通过连续的被限定在格栅单元上的实数的和非负的函数的函数图来说明。在此所述函数图表现为二维的面。

此外能够规定，所述函数构造为分段的线性函数。

同样有利的是，所述函数如此构造，使得所述函数图关于竖直的通过所述格栅单元的中点走向的轴线基本上旋转对称。

在一个尤其有利的实施方式中规定，所述函数图的竖直的剖面沿着水平的通过所述格栅单元的中点走向的线具有分段的线性函数，其中，这个函数至少具有五个线性的区段并且所述第二线性的区段的延长部和所述第三线性的区段围住升角。

此外能够有利规定，所述光学的结构元件具有基面，所述基面的范围计为大约0.5-1.5毫米、但是优选1.0毫米。

为了此时更详细地阐释所述凸透镜效应的减小，必须考虑经折射的经更改的光束。

也能够考虑的是，所述经更改的第一光束入射到第一探照灯元件上并且照亮经更改的第一发光点，并且所述经更改的第二光束入射到第二探照灯元件上并且照亮经更改的第二发光点。

在此尤其有利的是，所述经更改的第一发光点和/或经更改的第二发光点的大小、例如发光点的直径与所述中央突起的尺寸、例如与所述中央突起的第一升角和/或与第二升角、平地直径和/或高度处于关联中。

也能够规定，所述经更改的第一发光点和/或经更改的第二发光点的大小、例如直径大于未经更改的发光点的大小、例如直径。

在此有利的是，在经更改的第一发光点内和/或在经更改的第二发光点内的最大的辐射强度小于在未经更改的发光点内的辐射强度。

在这里必须要注意的是，所述光学的结构能够安装在机动车探照灯中的许多位置处。所述光学的结构的准确的位置依赖于所述车辆探照灯的具体的构造。除了法律规定，在所述光学的结构的定位中还必须满足要求。所述结构必须由从外部入射的光线（对于阳光来说不依赖于太阳高度）透射。

被证实为有利的是，所述光学的结构布置在光成像系统元件的至少一个、优选正好一个表面上，该光成像系统元件构造为投射透镜和/或成像透镜的形式。

在此完全能够考虑的是，所述光学的结构布置在光成像系统元件的入射面和/或出射面上，所述光成像系统元件构造为投射透镜和/或成像透镜的形式。

在一个优选的实施方式中能够规定，所述光学的结构构造在遮盖板的至少一个、优选正好一个表面上。

在此能够考虑的是，所述光学的结构构造在所述遮盖板的入射面和/或出射面上。

另外能够有利的是，所述光学的结构构造为附加光成像系统元件。

附图说明

本发明在下文借助优选的非限制性的实施例参照附图还要深入地阐释。其中：

图1示出了在按照现有技术的车辆探照灯中的内部的和外部的凸透镜效应的示意图，

图2示出了在具有根据本发明的光学的结构的车辆探照灯中的内部的和外部的凸透镜效应的示意图，

图3示出了在分别不带有和带有根据本发明的光学的结构的车辆探照灯中产生的在探照灯元件上的未经更改的以及经更改的发光点，

图4示出了在三维的视图中的具有光学的结构的透镜，在放大图中的透镜中的截取部分，以及另外所述已经放大的截取部分中的还要放大的截取部分，

图5示出了在平行入射的光线时通过单个的根据本发明的结构元件的发光点加宽，

图6示出了分布到六边形的基础结构上的光学的结构的俯视图，该光学的结构具有带有圆形的中央突起的结构元件，

图7示出了光学的结构的截取部分的立体视图，并且

图8示出了旋转对称的结构元件的侧剖图，该侧剖图构造为分段线性的一维的实数函数的函数图。

具体实施方式

首先参照图1，该图在侧剖图中示意性示出了传统的具有其最重要的元件的车辆探照灯。在其中示出了：照明装置200；第一机动车探照灯元件例如隔板、保持件或者设计元件204，所述第一机动车探照灯元件例如能够构造为使得在探照灯中的功能单元分离的隔板；第二机动车探照灯元件例如透镜保持件、初级光学保持件、电板，所述电板例如是电路板/以PCB（Printed Circuit Board：印刷电路板）为形式的电路载体205，LED例如配备在该电路载体上；光成像系统，该光成像系统在这里为简单起见被示为典型的成像透镜210的形式；以及封板220。

从外部入射的光束“阳光”在进入到机动车探照灯中时多次折射和反射。特别令人关注的是这样的光射束，该光射束在多次折射和/或反射之后碰触到常常由塑料制成的机动车探照灯元件例如不同的保持件、设计件或者电板204、205上。这些在大多情况下通过在例如成像或者投射透镜的光学元件的入射面211处的折射和/或反射产生。穿越的射束然后直接落到机动车探照灯元件上（内部的凸透镜效应），例如落到塑料保持件上，其中，所述经反射的集束只有在光学元件、例如成像或者投射透镜212的出射面处的另外的折射之后才碰触到机动车探照灯元件上（外部的凸透镜效应）。

在经折射和/或经反射的光束的强烈的聚焦时，在所述机动车探照灯元件的表面205上的发光点305中出现高的辐射强度，该辐射强度能够较大程度地超过材料的损伤极限。例如所述辐射强度能够达到75000 W/m²的值，该辐射强度超过专门应用在机动车探照灯中的塑料材料“PBT-GF30 黑”的大约62000 W/m²的损伤极限并且引起所述机动车探照灯元件的快速的熔化。

为了减小辐射强度而使用一种光学的结构，该光学的结构使得经折射的和/或经反射的光束发散。图2示出了具有光学的结构215的成像透镜210，该光学的结构被施涂到所述透镜的出射面上。通过所述结构元件502的特别的形状焦点位置在空间中移位。由此在所述机动车探照灯元件204、205之一上产生了其它的更大的发光点350，正如在图3中示意性示出的那样。虽然所述两个发光点中没有一个构造准确，但是完全能够考虑的是，通过其直径d或D定性地示出两个发光点的大小。发光点的直径越大，则辐射强度的最大的值越小。

图4示出了布置在透镜的出射面215上的光学的结构的放大的截取部分的立体视图和具有结构元件502的还要更大的截取部分，所述光学的结构施涂到六边形的基础结构上。在此，所述结构元件具有以特定的高度h的截锥为形式的中央的突起部。

通过结构元件502的截锥状的中央突起的点的“涂抹（Verschmierung）”在图4和图5中示出。在此，左侧的图示出了不带有中央的突起部（h=0）的结构元件502的散布图。经照射的面是具有大约0.2°的直径的点。每个面积单位的辐射通量（辐射通量密度）是大的。通过所述中央的突起部导致经照射的面的拓宽（在图4和图5中的右侧的图）。由此减小了辐射通量密度。整个入射的辐射能量在这里再分布到更大的面上，换而言之导致原本的光束的“发散（Defokussierung）”，从而产生了发散的光束LB1、LB2。

在图6中在俯视图中示出了光学的结构的实施例。在此，所述基础结构500包括六边形的格栅单元501。所述结构元件在此具有旋转对称的中央突起。在图7中可见的是，这个中央突起构造为具有盖面506和围面507的正截锥并且布置在基面505上。在垂直于所述基面505入射的光线中，该光线在围面处折射并且导致发光点在机动车探照灯元件上涂抹。

涂抹的程度与光学的结构元件502的中央突起的几何性质关联。对于截锥状的中央突起的上文所提到的示例，这些性质被概括在图8中。图8示出了沿着水平的通过格栅单元501的中点510走向的线AA（图6和7）的结构元件502的竖直的剖面。在此，通过结构元件502的中点510的剖面能够通过分段线性函数的图来说明。在图8中所述函数具有五个线性的区段601、602、603、604、605。所述发光点的涂抹依赖于所述中部的线性的区段603的长度P（该长度等同于盖面506的直径）、所述第二区段602以及第四区段604的长度以及第二线性的区段602的升角α。

借助于六边形的基础结构和基本上扁平的旋转对称的中央突起来说明本发明，本发明对于它们尤其有利。

在原则上，本发明当然也能够利用非六边形的基础结构和利用不同构造的中央突起来应用。

Claims (27)

1.机动车探照灯，其包括：

至少部分透明、尤其在可见的光谱范围中透明的遮盖板（220），

至少一个照明装置（200），

至少一个配设给所述照明装置（200）的光成像系统（210），所述光成像系统把从光源所发射的光线以预先给定的光分布的形式成像到所述照明装置前方的区域中，

其特征在于，

至少一个光学的结构（215）被设置在所述车辆探照灯中，所述光学的结构（215）包括一个、两个或者更多个光学的结构元件（502）并且如此布置在所述车辆探照灯中，使得从外部入射到所述机动车探照灯上的光线、尤其阳光的至少一部分入射到所述光学的结构（215）上并且在穿越所述光学的结构时和/或在从所述光学的结构反射时散射，

其中，所述结构元件（502）具有光散射的效果并且如此构造，使得每个结构元件（502）把穿越所述结构元件的光束更改为经更改的第一光束（LB1）并且把从所述结构元件（502）反射的光束更改为经更改的第二光束（LB2），并且

其中，所述预先给定的光分布通过所述光学的结构（215）基本上保持不变。

2.按照权利要求1所述的机动车探照灯，其特征在于，所述照明装置（200）包括一个、两个或者更多个光源和/或给所述一个/多个光源配设的附加光学器件、优选成像透镜装置和/或隔板，其中优选地，给所述一个/多个光源配设反射器、尤其椭圆的自由形状反射器。

3.按照权利要求1至3中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述一个/多个光源被构造为HID灯、优选按照标准ECE-R99的HID灯和/或被构造为一个、两个或者更多个LED和/或被构造为白炽灯、例如按照ECE-R37的长丝灯。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构元件（502）分布到光成像系统元件中的至少一个、优选正好一个光成像系统元件的至少一个、优选正好一个经限定的基础结构（500）上。

5.按照权利要求4所述的机动车探照灯，其特征在于，所述基础结构（500）构造为二维的格栅（503）并且包括一个、两个或者更多个经限定的格栅单元（501）。

6.按照权利要求5所述的机动车探照灯，其特征在于，所述二维的格栅（503）基本上形成具有规则的单元几何形状的结构化的格栅。

7.按照权利要求5或6所述的机动车探照灯，其特征在于，所述格栅单元（501）构造为规则的多边形。

8.按照权利要求5至7中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，在每个格栅单元（501）上布置有至少一个、优选正好一个结构元件（502）。

9.按照权利要求5至8中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述格栅单元（501）具有表征的参量、例如直径并且这个参量计为大约10-100微米。

10.按照权利要求1至9中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构元件（502）基本上相同地构造。

11.按照权利要求1至10中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构元件（502）在其中心具有中央突起（506）。

12.按照权利要求11所述的机动车探照灯，其特征在于，所述中央突起（506）的高度（h）计为大约10-50微米、但是优选25微米。

13.按照权利要求11或12所述的机动车探照灯，其特征在于，所述中央突起（506）通过连续的被限定在格栅单元（501）上的实数的和非负的函数的函数图来说明。

14.按照权利要求13所述的机动车探照灯，其特征在于，所述函数构造为分段的线性函数。

15.按照权利要求13或14所述的机动车探照灯，其特征在于，所述函数如此构造，使得所述函数图关于竖直的通过所述格栅单元（501）的中点（510）走向的轴线基本上旋转对称。

16.按照权利要求15所述的机动车探照灯，其特征在于，所述函数图的竖直的剖面沿着水平的通过所述格栅单元（501）的中点（510）走向的线（AA）具有分段的线性函数，其中，这个函数至少具有五个线性的区段（601、602、603、604、605）并且所述第二线性的区段（602）的延长部和第三线性的区段（603）围住升角（α）。

17.按照权利要求1至16中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构元件（502）具有基面，所述基面的范围计为大约0.5-1.5毫米、但是优选1.0毫米。

18.按照权利要求1至17中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述经更改的第一光束入射到第一探照灯元件（205）上并且照亮经更改的第一发光点（350），并且所述经更改的第二光束（LB2）入射到第二探照灯元件（204）上并且照亮经更改的第二发光点（450）。

19.按照权利要求1至18中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述经更改的第一发光点（350）和/或经更改的第二发光点（450）的大小、例如发光点的直径与所述中央突起的尺寸、例如与所述中央突起的第一升角（α）和/或与第二升角（ß）、平地直径（P）和/或高度（h）处于关联中。

20.按照权利要求18或19所述的机动车探照灯，所述经更改的第一发光点（350）和/或经更改的第二发光点（450）的大小、例如直径（D）大于未经更改的发光点（305）的大小、例如直径（d）。

21.按照权利要求20所述的机动车探照灯，其特征在于，在经更改的第一发光点（350）内和/或在经更改的第二发光点（450）内的最大的辐射强度小于在未经更改的发光点（305）内的辐射强度。

22.按照权利要求1至21中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构（215）布置在光成像系统元件的至少一个、优选正好一个表面（211、212）上，所述光成像系统元件构造为投射透镜和/或成像透镜（210）的形式。

23.按照权利要求1至22中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构（215）布置在光成像系统元件的入射面（211）和/或出射面（212）上，所述光成像系统元件构造为投射透镜和/或成像透镜（210）的形式。

24.按照权利要求1至23中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构（215）构造在所述遮盖板（220）的至少一个、优选正好一个表面上。

25.按照权利要求1至24中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构（215）构造在所述遮盖板（220）的入射面和/或出射面上。

26.按照权利要求1至25中任一项所述的机动车探照灯，其特征在于，所述光学的结构（215）构造为附加光成像系统元件。

27.具有至少一个、优选两个按照权利要求1至26中任一项所述的机动车探照灯的机动车。