CN108885350A - 照明布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明布置,特别地涉及可以在车辆的前照灯中使用的照明布置。光束整形布置(10、100、110)包括用于接收从光源(12)发射的光的光输入部分(20)和用于发射整形光束(24)的光输出部分(22)。光输出部分(22)在向前方向(18)上与光输入部分(20)间隔开。为了实现适合于车辆前照灯的期望光照束图案,特别是来自紧凑光源的光照束图案,光束整形布置(10、100、110)设置成将来自光输入部分(20)的光分成在高度方向H上分离的至少第一和第二光束部分(34、35、36)。第一和第二光束部分(34、36)被引导在高度方向H上朝向光输出部分(22)会聚。在光输出部分(22)处,第二光束部分(36)导向至相对于第一光束部分(34)横向地进一步向外布置的周边部分(44a、44b、44、45)。

Description

照明布置
技术领域
本发明涉及照明布置。特别地,本发明涉及可以在车辆的前照灯中使用的照明布置。
背景技术
已知使用诸如准直器、反射器和/或透镜的光学元件将从光源发射的光转换成期望的光照束图案的不同类型的照明布置。
EP 2327927 B1描述了一种用于光源、特别是用于LED的透镜元件。该透镜元件包括导光材料的主体。主体传导从光源发出的部分光。部分光在主体的边界表面处由于全反射而被反射。
发明内容
可以认为一个目的是提出一种照明布置,以实现适合于车辆前照灯的期望的光照束图案,特别是来自紧凑光源的光照束图案。
根据本发明的一个方面,提出了根据权利要求1的照明布置。从属权利要求涉及优选实施例。
根据本发明的照明布置包括光源和具有光输入部分和光输出部分的光束整形布置。来自光源的光在光输入部分处被接收,并作为整形光束在光输出部分处被发射。光输入部分可以是例如光输入区域或表面,并且光输出部分同样可以是光输出区域或表面。可以从光输入部分向光输出部分的方向(例如从光输入表面的中心到光输出表面的中心)定义向前方向。
如将在下面的描述中、并且特别是从本发明的优选实施例变得显而易见的,光束整形布置可以具有若干不同的实施例,并且可以包括一种或多种类型的光学元件,以在来自光输入部分的光在光输出部分处被发射之前引导、整形、反射和/或以其它方式在光学上调整它。
在权利要求书和以下描述中,将参考尺寸和/或方向,例如高度方向和横向方向。这些方向可以相对于至少基本上水平布置的上述定义的向前方向来理解。虽然在照明布置(例如在车辆前照灯中)的操作中,至少大体水平的布置将是优选的取向,但是技术人员将理解,可能存在照明布置可以不同地定向的情况或用途。因此,参考上述方向仅旨在阐明相对布置,而不应理解为限制照明布置可以被操作的取向。
根据本发明的一个方面,光束整形布置设置成将来自光输入部分的光分成至少两个分离的光束部分。这些光束部分包括在高度方向上分离的至少第一和第二光束部分。因此,第一和第二光束部分的区别可能在于,它们遵循布置在光束整形布置内不同高度处的不同的对应光束路径,和/或它们相对于向前方向以不同倾斜角被导向。例如,可以例如相对于水平方向定义分割倾斜角,使得第一光束部分可以包括以大于分割倾斜角的倾斜角发射的光,并且第二光束部分可以包括以小于分离倾斜角的倾斜角发射的光。
根据本发明的一个方面,光束整形布置设置成使得第一和第二光束部分被引导在高度方向上在所述光输出部分处或朝向所述光输出部分会聚。在此上下文中,术语“会聚”并非意图指示在第一和第二光束部分内的光束方向的扩展,而是应该理解为指第一和第二光束部分在光输出部分处在高度方向上聚集在一起的事实。因此,至少在光束整形布置的一部分中在高度方向上分离的第一和第二光束部分在光输出部分处再次聚集在一起。如结合优选实施例将显而易见的,第一和第二光束部分可以在至少基本上相同的高度处布置在光输出部分。
然而,根据本发明的一个方面,相对于向前方向,第一和第二光束部分不同地被导向到横向方向。在光输出部分处,第二光束部分相对于第一光束部分横向地进一步向外布置和/或导向。术语“横向地向外”可以相对于光输出部分的中心来理解。
因此,在光输出部分处,第一和第二光束部分彼此横向偏移地发射。
因此,光束整形布置可以实现可以在至少一个、优选两个横向方向上比在光输入部分处接收的输入光束更宽的在光输出部分处发射的光束。这种加宽的光束对于汽车前照明是特别优选的。根据本发明的基本概念,这种较宽的光束由最初在高度方向上分离的两个或更多个光束部分形成。因此,在从光源到光输出部分的光束路径中,所发射的光在高度方向上的扩展被转换成横向方向上的扩展。因此,强度分布可以被转换以匹配诸如投影透镜的另外的光学元件的孔径。这样,有可能以非常有效的方式获得宽的输出光束。
根据输出光束的加宽,光输出部分的尺寸可以使得其横向宽度对应于其高度或厚度(在最厚部分处测量)的两倍以上,优选四倍以上。光输出部分的高度可以优选小于光输入部分的高度的10倍,进一步优选小于6倍。光输出部分的宽度或横向延伸可以优选大于光输入部分的宽度的10倍,进一步优选大于12倍。
使用高度分离的光束部分来获得横向扩展的输出光束图案的本发明的上述方面的一般概念可以用于不同的实施例和组合中,其中一些将在下面进一步描述。
根据一个实施例,第一光束部分可以被指定为导向到光输出部分的中心部分的中心光束。第二光束部分可以被指定为周边光束,其被导向到光输出部分的周边部分,从而相对于第一光束部分横向地进一步向外。
在一个特别优选的实施例中,周边光束可以被导向到中心部分的第一横向侧,例如向右,并且至少一个另外的光束部分可以被导向到第二、相对的横向侧,例如向左。特别地,该布置可以对于横向方向至少基本上对称。例如,虽然第一光束部分可以被导向到光输出部分的中心部分,但是一个或多个周边光束可以被导向到一侧的周边部分,并且相同数量的周边光束可以被导向到在光输出部分处的中心部分的相对侧。
根据另一优选实施例,第一光束部分可以是被导向到在光输出部分处的第一周边部分的第一周边光束,且第二光束部分可以是被导向到相对于第一周边部分横向地进一步向外布置的第二周边部分的第二周边光束。因此,在高度方向上分离的第一和第二光束部分两者都可以被导向到周边部分,然而一个相对于另一个进一步向外。因此,同样,可以实现加宽的光束。
在一个特别优选的实施例中,第一和第二周边部分可以布置在光输出部分的第一横向侧上,并且另外的光束部分可以布置在光输出部分的第二、相对的横向侧上。该布置可以优选地至少基本上对称。因此,例如可以提供四个周边部分,每个横向侧两个。
在一个特别优选的实施例中,光可以被分成在高度方向上分离的至少第一、第二和第三光束部分。第一光束部分可以是被导向到光输出部分的中心部分的中心光束。第二光束部分可以是被导向到光输出部分的第一周边部分的第一周边光束,且第三光束部分可以是被导向到相对于第一周边部分横向地进一步向外布置的第二周边部分的第二周边光束。如将针对优选实施例所示,高度上至少三个不同光束部分的分离可以因此用于实现特别宽地扩展的输出光束。此外,对于该实施例,至少基本上对称的布置是优选的,例如,其中,第一和第二周边部分被布置到中心部分的一个横向方向,并且另外的光束部分被布置成朝向第二、相对的横向侧。
根据本发明的另外的优选实施例,光束整形布置可以包括至少一个横向反射表面,以将光束部分中的至少一个反射到横向方向。这可以用于在横向方向上实现期望的加宽光束。特别优选地,光束整形布置可以包括至少第一和第二横向反射表面。第一横向反射表面可以设置成将光束部分中的一个或多个反射到朝向第二横向反射表面的横向方向,且第二横向反射表面可以设置成将光束部分导向到朝向光输出部分的至少基本上平行于向前方向的方向。因此,通过在第一和第二横向反射表面处两次反射光束部分中的至少一个,光束可以被导向到光输出部分的周边部分,同时被定向为至少基本上平行于向前方向。
根据一个优选实施例,光束部分中的至少一个可以在光束整形布置内被引导,以首先在高度方向上从向前方向发散,并且然后在高度方向上朝向前方向会聚。同样,术语“会聚”和“发散”不应被理解为指光束部分自身的扩展增加或减少,而是指示光束部分相对于向前方向的方向。根据该优选实施例,例如,第一光束部分可以是上光束部分,该上光束部分在光束整形布置内首先在高度方向上被引导离开向前方向,并且然后在光输出部分被引导回到向前方向。
例如,这可以通过包括在光束整形布置中的桥接构件(例如光导)来实现。桥接构件可以从光输入部分延伸到光输出部分,并且可以包括至少第一桥接构件部分和第二桥接构件部分,第一桥接构件部分离开向前方向被导向到高度方向,并且第二桥接构件部分在高度方向上被导向到向前方向。特别地,桥接构件可以是拱形光导。
通常,对于在光输出部分处的输出光束,优选的是,第一、第二和任何其它光束部分被导向成至少基本上平行于向前方向以形成光照束。
从光输出部分发射的光照束可以优选地由投影透镜进一步投影。投影透镜可以用于对光输出部分成像。光输出部分可以对应地整形,例如具有凹形形状。光输出部分的至少一个前边缘可以用于在投影的光照束中实现亮/暗边界。为了在汽车前照明中使用,光输出部分的至少一个横向延伸的前边缘可以包括彼此相邻的第一和第二边缘部分,这两个边缘部分可以都是至少基本上直的(或者被整形为使得它们由投影透镜投影的图像是至少基本上直线)。为了符合汽车前照明所期望的强度分布,第一和第二边缘部分可以倾斜布置,例如彼此成5°-50°、优选15°的角度。
光束整形布置原则上可以被提供为分离的光学元件的布置,例如一个或多个准直器、一个或多个反射器表面等。在特别优选的实施例中,光束整形布置可以包括一个透明主体,该透明主体被设置成在主体内部引导来自光输入部分的光。主体可以包括反射表面,在该反射表面处,光可以由于全内反射而被反射。如结合优选实施例将变得显而易见的,整个光束整形布置可以由单个透明主体构成。主体可以例如包括形成反射表面以分离不同光束部分的中心腔。反射表面可以特别地布置成将光束部分横向地偏转到横向方向。可以提供基本上平行于向前方向的光导以穿过腔。
通常,优选的是,光束整形布置可以具有整体平坦的形状。例如,它可以具有在横向方向上的延伸,该延伸是在高度方向上的延伸的两倍以上。
本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例变得显而易见并参照这些实施例被阐述。
附图说明
图1示出了包括TIR主体的第一实施例的照明布置的实施例的部分示意性俯视图;
图2示出了图1的照明布置的侧视图;
图3-7以透视图、前视图、俯视图、后视图和侧视图示出了TIR主体的第二实施例;
图8、9以具有光束路径的俯视图和侧视图示出了来自图3-7的TIR主体;
图10示出了TIR主体的第三实施例的透视图;
图10a、10b、10c示出了图10的TIR主体的截面图,图10中的平面A、B和C示出了截面的位置。
图11示出了图10的TIR主体的前视图。
具体实施方式
图1、2以俯视图和侧视图示意性地示出了照明布置10。照明布置包括LED光源12、光束整形布置和投影透镜16,光束整形布置在本示例中由用作TIR(全内反射)主体的由透明材料制成的实心主体10构成。
照明布置可以是例如机动车辆的前照灯的一部分。
从LED光源12的发光表面发射的光在光输入表面20处进入TIR主体14的内部,并且在TIR主体14内被内部传导和引导,以在其光输出表面22处发射。如下文将进一步解释的,从作为朗伯(Lambertian)发射器的LED 12的发光表面发射的光强度分布在TIR主体14内被改变,使得整形的光照束24在光输出表面22处被发射以由投影透镜16投影。
虽然在TIR主体14的光输入表面20处接收的输入光束对应于LED 12的发光表面的正方形形状,但是整形光束24被横向加宽,即延伸到横向左和右方向,如图1中的L和R所示。高度方向H在图2中示出以供参考。
在图1、图2的示意性示例中,光束整形布置的向前方向可以由穿过LED 12的中心、光输入表面20的中心、光输出表面22的中心和投影透镜16的中心的光轴18定义。对于更详细的实施例,例如图3-11所示,这些元件可能不精确对准,使得光轴对于整个布置可能不容易定义。然而,向前方向仍然可以通过光输入表面20和光输出表面22的中心来定义,例如,如图10a所示。
如图1、图2所示,TIR主体14形成为一体。可以识别在向前方向上一个接一个布置的三个部分,即输入准直器部分26、具有中心腔30的光束扩展部分28和透镜适配部分32。三个部分26、28、32的分离在图1、图2中用竖直线示意性地指示。
TIR主体14的外表面可以用作在TIR主体14内引导的光的反射表面,如果光以低于全反射角度的角度照射该表面的话。利用这种效果,TIR主体14被成形以实现期望的整形光束24。
准直器部分26被整形为具有基本上正方形的底部的截锥体。光输入表面20是正方形的,并且对应于LED 12的发光表面的尺寸。输入准直器部分26在向前方向上从光输入表面20横向地和竖直地加宽。
透镜适配部分32包括光输出表面22。为了适配透镜16,光输出表面22具有凹形形状。
光束扩展部分28包括在中心腔30的两个横向侧的左翼部分和右翼部分50a、50b和在腔30上方延伸的拱形桥接部分38。
在光输入表面20处的输入光束被分成图1、图2中虚线所示的中心光束34和点线所示的左周边光束与右周边光束36。
图2示出了中心光束34和周边光束36如何在TIR主体14内在高度方向H上分离。向上发射的光部分形成中心光束34,而基本上水平地或向下发射的光部分形成周边光束36。
中心光束34在桥接部分38内传导,桥接部分38平行于在TIR主体14的光束扩展部分28的中心的光轴18布置。桥接部分38是拱形光导,用于将中心光束34从输入准直器部分26引导到透镜适配部分32处的光输出表面22的中心部分46。
如图2所示,左周边光束和右周边光束36在TIR主体14的光束扩展部分28内在桥接部分38下方被引导。腔30形成为类似楔形,其前边缘布置在光轴18上,并且两个前表面40a、40b从前边缘以相对于光轴18倾斜的角度横向地延伸。由于全内反射,前表面40a、40b反射周边光束36。周边光束36在腔30的前边缘处被分离成反射到两个横向侧的左周边光束和右周边光束。
两个周边光束36在翼部分50a、50b的外表面42a、42b处再次被反射。表面42a、42b也以相对于光轴18倾斜的角度布置,使得如图1所示,光输出表面22处的周边光束36基本上平行于光轴导向,但是穿过光输出表面22的横向周边部分44a、44b。
因此,在光输出表面22处发射的所得到的整形光束24由在光输出表面22的中心部分46处发射的中心光束34和在其横向周边部分44a、44b处发射的周边光束36构成。
所得到的整形光束24因此在光输出表面22的宽度上横向扩展,因此与LED 12的正方形发光表面相比显著更宽,在该示例中超过15倍。在高度方向H上,与LED 12相比,所得到的整形光束24具有大致相同或仅稍大的延伸。
图3以透视图示出了TIR主体100的第二实施例。图4-7示出了TIR主体100的其它视图。TIR主体100通常对应于根据第一实施例的TIR主体10。其相似或可比较的部分将由相似的附图标记指示。
TIR主体100包括具有正方形光输入表面20的输入准直器部分26,以及具有延伸到向前方向18的两个横向侧的翼部分50a、50b的光束扩展部分28。光束扩展部分28包括中心腔30。桥接部分38布置在中心腔30的上方。在图3-7所示的示例中,TIR主体100不具有凹形形状的特别成形的透镜适配部分。光束扩展部分28终止于平面光输出表面22。
光束扩展部分28包括布置在翼部分50a、50b的顶部上的右顶部翼部分和左顶部翼部分52a、52b。
TIR主体100以与根据第一实施例的TIR主体10相同的方式设计,以在光输入表面20处接收来自LED光源12的光,并通过在高度方向上分离光束部分并将它们朝向光输出表面22的不同部分引导来整形其横向扩展的输出光束24。
图8、图9中示出了示例性的光束路径,包括以点线示出的第一左周边光束35(为清楚起见,未示出对称的第一右周边光束)、以双点划线示出的第二右周边光束36(为清楚起见,未示出对称的第二左周边光束),以及以虚线示出的中心光束34。
如图9所示,中心光束34以及第一周边光束和第二周边光束35、36遵循TIR主体100内在高度方向上分离的不同光束路径。从光输入表面20发射到偏上方向的光形成中心光束34,该中心光束34沿着桥接构件38居中地被引导到光输出表面22的中心部分46。基本上水平发射的光形成左第一周边光束和右第一周边光束35,而向偏下方向发射的光形成左第二周边光束和右第二周边光束36。
周边光束35、36在如图8所示的TIR主体100的光束扩展部分28内被引导。如在前面讨论的示例中,光束扩展部分28的形状是横向对称的,使得周边光束35、36将在腔30的前边缘处分成左光束部分和右光束部分。为了更好地示出光束路径,图8仅示出了第一周边光束35的左部分和第二周边光束36的右部分。
第一周边光束35在腔30的前边缘处被分割,以在反射表面40a、40b处被反射到左横向方向和右横向方向。左第一周边光束和右第一周边光束35的因此反射的光然后在光束扩展部分28的顶部翼部分52a、52b的外表面54a、54b处再次被反射。在第二次反射之后,第一周边光束35再次基本上平行于向前方向18,并通过光输出表面22的内周边部分44发射。内周边部分44与中心部分46直接接界,使得整形光束24在横向方向上连续地通过光输出表面22发射。
如图9所示,第二周边光束36在TIR主体100的下部部分内被引导,使得第一周边光束35在高度方向H上布置在中心光束34和第二周边光束36之间。
第二周边光束部分36也反射两次,第一次在腔30的前表面40a、40b处,且随后在翼部分50a、50b的侧表面42a、42b处。因此反射的光束36基本上平行于向前方向18导向,并通过光输出表面22的外周边部分45发射。
外周边部分45相对于向前方向18进一步横向向外布置,使得内周边部分44横向布置在中心部分46和外周边部分45之间。
从LED 12发射的光在两个横向方向上宽广地扩展。扩展光束24由来自在中心部分46发射的中心光束34、在发光表面22的内周边部分44发射的左第一周边光束和右第一周边光束35以及在外周边部分45发射的左第二周边光束和右第二周边光束36的贡献构成。TIR主体100被成形为使得光输出表面22的所有都被照亮,即整形光束24在横向方向上是连续的。
如所解释的,如与LED 12的发光表面相比的光束24的扩展是这样实现的:在输入准直器26中,通过它们的高度方向、即通过它们相对于向前方向18的倾斜角度来分离不同的光束部分,并且沿着所描述的光束路径朝向光输出表面22引导各个光束部分34、35、36。如图9所示,不同的光束部分34、35、36在高度方向H上朝向光输出表面22再次会聚。因此,输出光束24可以具有与LED 12的光输出表面相同的高度尺寸,或者可以仅在高度方向H上稍大。
图10示出了TIR主体110的第三实施例。TIR主体110在形状上对应于并排布置的两个上述TIR主体100。相似或可比较的部分将由相似的附图标记指示。
TIR主体110的每个半部包括输入准直器26和具有翼部分50a、50b、顶部翼部分52a、52b和桥接部分38的光束扩展部分28。光输出表面22形成在凹透镜适配部分32处。
TIR主体110可以用于具有布置在光输入表面20前面的两个分离的LED光源的车辆前照灯中。两个分离的透镜或一双透镜可以布置在光输出表面22的前面。
图10a示出了对应于图10中的平面A的截面的纵向截面图。示出了输入准直器26、具有一个前表面40a的腔30和上面的桥接构件38的相对布置。如进一步可见,透镜适配部分32朝向输出表面22在高度方向H上变宽。
图10b、10c示出了图10中的截面B、C的截面图,示出了翼部分50a、50b和顶部翼部分52a、52b的形状。
图11的前视图中示出了TIR主体110的光输出表面22。它由横向延伸的上前边缘和下前边缘56、58定界。下边缘58由投影透镜投影以实现具有亮/暗边界的光照束。为了符合规则,下边缘58具有特定的不对称形状,以实现具有水平部分和倾斜部分的亮/暗边界。在光输出表面22的中心,下边缘58包括邻近基本水平的边缘部分58a的倾斜边缘部分58b。在投影光束中,这导致期望的水平/倾斜亮/暗边界。
应当注意,上述实施例说明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够在不脱离从属权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。
例如,应用首先通过高度或倾斜方向分离光束部分、且然后将对应的光束部分导向到光输出表面的不同横向部分的上述概念,技术人员将能够提出TIR主体的许多不同形状。特别地,TIR主体的光输入和光输出表面的相对尺寸可以不同。例如,TIR主体的光输出表面的高度甚至可以小于光输入表面的高度。
虽然所描述的实施例示出对称布置,但是也可能提供横向非对称照明布置。输入光束可以在高度方向上分成两个、三个或更多个不同的光束部分。
虽然上述实施例依赖于TIR主体,但是同样的概念也可以通过对应地布置的反射器表面来实现,使得光束部分通过空气而不是在TIR主体的内部行进。
在权利要求中,置于括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除除了权利要求中所列的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能使用这些措施的组合来取得益处。

Claims (15)

1.一种照明布置,包括:
光源(12),
以及至少一个光束整形布置(10, 100, 110),其具有用于接收从所述光源(12)发射的光的光输入部分(20),和用于发射整形光束(24)的光输出部分(22),所述光输出部分(22)与所述光输入部分(20)间隔开,并且包括中心输出部分(46)和周边输出部分(44a, 44b,44, 45),所述周边输出部分相对于所述中心部分(46)横向向外,
其中可以从所述光输入部分向所述光输出部分的方向定义向前方向(18),其中所述向前方向基本上水平地布置,
其中,所述光束整形布置(10, 100, 110)设置成使得
- 来自所述光输入部分(20)的光被分成相对于所述向前方向在高度方向(H)上分离的至少第一和第二光束部分(34, 35, 36),
- 所述第一和第二光束部分(34, 36)被引导在所述高度方向(H)上朝向所述光输出部分(22)会聚,并且
- 相对于所述第一光束部分,所述第二光束部分(36)进一步向外导向到所述周边部分(44a, 44b, 44, 45)。
2.根据权利要求1所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)设置成使得所述第一光束部分是导向至所述光输出部分(22)的中心部分(46)的中心光束(34),
并且所述第二光束部分是导向至所述光输出部分(22)的周边部分(44a, 44b, 44,45)的周边光束(36)。
3.根据权利要求2所述的照明布置,其中
所述周边部分(44a, 44b, 44, 45)布置在所述中心部分(46)的第一横向侧,
并且所述光束整形布置(10, 100, 110)设置成使得一个或多个另外的光束部分被导向到所述光输出部分(22)的周边部分(44a, 44b, 44, 45),所述周边部分布置在所述中心部分(46)的第二横向侧,所述第二横向侧布置成与所述第一横向侧相对。
4.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(100, 110)设置成使得所述第一光束部分是第一周边光束(35),所述第一周边光束被导向至所述光输出部分(22)的第一周边部分(44),
并且所述第二光束部分是第二周边光束(36),所述第二周边光束被导向至所述光输出部分(22)的第二周边部分(45),所述第二周边部分(45)相对于所述第一周边部分(44)横向地进一步向外布置。
5.根据权利要求4所述的照明布置,其中
所述第一和第二周边部分(44, 45)布置在所述光输出部分(22)的中心部分(46)的第一横向侧,
并且所述光束整形布置(100, 110)设置成使得另外的光束部分被导向到布置在所述中心部分(46)的第二横向侧的周边部分,所述第二横向侧布置成与所述第一横向侧相对。
6.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(100, 110)设置成将来自所述光输入部分(20)的光分成至少所述第一光束部分(34)、所述第二光束部分(35)和第三光束部分(36),所述第一、第二和第三光束部分(34, 35, 36)在高度方向(H)上分离,
所述光束整形布置(100, 110)设置成使得所述第一光束部分是导向至所述光输出部分(22)的中心部分(46)的中心光束(34),并且
所述第二光束部分是导向至所述光输出部分(22)的第一周边部分(44)的第一周边光束(35),并且
所述第三光束部分是第二周边光束(36),所述第二周边光束导向至所述光输出部分(22)的第二周边部分(45),所述第二周边部分(45)相对于所述第一周边部分(44)横向地进一步向外布置。
7.根据权利要求6所述的照明布置,其中
所述第一和第二周边部分(44, 45)布置在所述中心部分(46)的第一横向侧上,
并且所述光束整形布置(100, 110)设置成使得一个或多个另外的光束部分被导向到布置在所述中心部分(46)的第二横向侧的周边部分,所述第二横向侧布置成与所述第一横向侧相对。
8.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(100, 110)包括至少一个横向反射表面(40a, 40b),以将所述光束部分(34, 35, 36)中的至少一个反射到横向方向。
9.根据权利要求8所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)包括至少第一和第二横向反射表面(40a, 40b,42a, 42b, 54a, 54b),
所述第一横向反射表面(40a, 40b)设置成将所述光束部分(34, 34, 36)中的至少一个反射到朝向所述第二横向反射表面(42a, 42b, 54a, 54b)的横向方向上,
并且所述第二横向反射表面(42a, 42b, 54a, 54b)设置成将所述光束部分(35, 36)导向到朝向所述光输出部分(22)的至少基本上平行于所述向前方向(18)的方向。
10.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)设置成使得所述光束部分(34)中的至少一个被引导成在所述高度方向(H)上从所述向前方向(18)发散,且然后被引导成在所述高度方向(H)上朝向所述向前方向(18)会聚。
11.根据权利要求10所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)包括从所述光输入部分(20)延伸到所述光输出部分(22)的桥接构件(38)。
12.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)设置成使得所述第一和第二光束部分(34, 36)两者被导向至在所述光输出部分(22)处至少基本上平行于所述向前方向(18)。
13.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)具有超过在高度方向(H)上的延伸的两倍的在横向方向(L, R)上的延伸。
14.根据上述权利要求中的一项所述的照明布置,其中
所述光束整形布置(10, 100, 110)包括透明主体,所述透明主体包括反射表面(40a,40b, 42a, 42b, 54a, 54b),光可以在所述反射表面处由于全内反射而被反射。
15.根据权利要求14所述的照明布置,其中
所述透明主体(10, 100, 110)包括至少一个中心腔(30)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113453953A (zh) * 2018-12-19 2021-09-28 法雷奥照明公司 用于机动车辆的照明设备
WO2022000503A1 (zh) * 2020-07-03 2022-01-06 深圳大学 照明装置及汽车车灯

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109931571B (zh) * 2017-12-19 2022-07-01 意大利汽车照明股份公司 用于车辆的照明装置
CN110220158B (zh) * 2019-05-20 2020-04-21 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯用光学装置、汽车照明装置及汽车
DE102020107075A1 (de) * 2020-03-15 2021-09-16 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19526512A1 (de) * 1994-07-21 1996-01-25 Nippon Denso Co Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
US5931576A (en) * 1996-02-26 1999-08-03 North American Lighting, Inc. Optical coupler for distributive lighting system
DE20213911U1 (de) * 2002-02-05 2002-12-19 Automotive Lighting Reutlingen Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge
US20060274621A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-07 Daisuke Nagabuchi Light guiding unit, light guiding unit assembly, and lighting device including the same
EP1903275A1 (de) * 2006-09-19 2008-03-26 Schefenacker Vision Systems Germany GmbH Leuchteinheit mit Leuchtdiode, Lichtleitkörper und Sekundärlinse
DE102008045765A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
CN102072457A (zh) * 2009-11-19 2011-05-25 艾科有限公司 用于光源等等的透镜元件
US20120188774A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Hidetaka Okada Lighting unit
FR2994747A1 (fr) * 2012-08-27 2014-02-28 Valeo Illuminacion Nappe de guidage de lumiere avec couplage d'entree et dioptre a surface de fresnel
CN103703300A (zh) * 2011-07-08 2014-04-02 皇家飞利浦有限公司 具有磷光体的辉光灯具壳体
DE102013001075A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
CN105156950A (zh) * 2015-09-28 2015-12-16 漳州立达信光电子科技有限公司 Led射灯

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10252228B4 (de) * 2002-02-05 2010-01-14 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge
JP2012028155A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具ユニット
DE102013212352A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einer Einkoppeloptik und einer Transport- und Umformoptik
DE102013212355B4 (de) * 2013-06-26 2018-07-19 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einem eine Einkoppeloptik und eine Transport- und Umformoptik aufweisenden Lichtleiter
JP6256811B2 (ja) 2014-05-23 2018-01-10 スタンレー電気株式会社 レンズ体及び車両用灯具

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19526512A1 (de) * 1994-07-21 1996-01-25 Nippon Denso Co Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
US5931576A (en) * 1996-02-26 1999-08-03 North American Lighting, Inc. Optical coupler for distributive lighting system
DE20213911U1 (de) * 2002-02-05 2002-12-19 Automotive Lighting Reutlingen Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge
US20060274621A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-07 Daisuke Nagabuchi Light guiding unit, light guiding unit assembly, and lighting device including the same
EP1903275A1 (de) * 2006-09-19 2008-03-26 Schefenacker Vision Systems Germany GmbH Leuchteinheit mit Leuchtdiode, Lichtleitkörper und Sekundärlinse
DE102008045765A1 (de) * 2008-09-04 2010-03-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
CN102072457A (zh) * 2009-11-19 2011-05-25 艾科有限公司 用于光源等等的透镜元件
US20120188774A1 (en) * 2011-01-24 2012-07-26 Hidetaka Okada Lighting unit
CN103703300A (zh) * 2011-07-08 2014-04-02 皇家飞利浦有限公司 具有磷光体的辉光灯具壳体
FR2994747A1 (fr) * 2012-08-27 2014-02-28 Valeo Illuminacion Nappe de guidage de lumiere avec couplage d'entree et dioptre a surface de fresnel
DE102013001075A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Docter Optics Se Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
CN105156950A (zh) * 2015-09-28 2015-12-16 漳州立达信光电子科技有限公司 Led射灯

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113453953A (zh) * 2018-12-19 2021-09-28 法雷奥照明公司 用于机动车辆的照明设备
WO2022000503A1 (zh) * 2020-07-03 2022-01-06 深圳大学 照明装置及汽车车灯

Also Published As

Publication number Publication date
US20200292143A1 (en) 2020-09-17
JP2019509601A (ja) 2019-04-04
KR20180122704A (ko) 2018-11-13
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KR102352760B1 (ko) 2022-01-19
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