CN111712670B - 带有以矩阵形式布置的导光元件的机动车大灯 - Google Patents

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Abstract

一种机动车大灯(1)，所述机动车大灯包括发光单元(2)，所述发光单元具有至少一个光源(3)和带有光离开面(5)的前置光学装置(4)，并且所述机动车大灯包括布置在发光单元下游的投影光学装置(7)，其中，前置光学装置具有多个导光元件(6)，所述导光元件各带有一个用于将所述至少一个光源的光馈入的光耦入面(8)并且带有处于前置光学装置的光离开面中的光耦出面(9)，并且将光图案向前投影到交通空间中，导光元件在光耦入面与光耦出面之间延伸，其中，光耦出面具有比光耦入面更大的面积，并且每个导光元件在侧向由两个侧面(10)，在上面由顶部面(11)以及在下面由底部面(12)限界并且在光耦出面与光耦入面之间收缩伸延地构造，其中，底部面的宽度从光离开面起减小，其中，至少一个导光元件(6)的底部面(12)和/或顶部面(11)在其宽度方面在光耦出面(9)与光耦入面(8)之间具有正好一个收缩部(14)，所述收缩部具有底部面和/或顶部面的最小宽度(bm)。

Description

带有以矩阵形式布置的导光元件的机动车大灯
技术领域
本发明涉及一种机动车大灯，所述机动车大灯包括发光单元，所述发光单元具有至少一个光源和带有光离开面的前置光学装置，并且所述机动车大灯包括布置在发光单元下游的投影光学装置，其中，前置光学装置具有多个导光元件，所述导光元件各带有一个用于将所述至少一个光源的光馈入的光耦入面并且带有处于前置光学装置的光离开面中的光耦出面，并且将光图案向前投影到交通空间中，导光元件在光耦入面与光耦出面之间延伸，其中，光耦出面具有比光耦入面更大的面积，并且每个导光元件在侧向由两个侧面、在上面由顶部面以及在下面由底部面限界并且在光耦出面与光耦入面之间收缩伸延地构造，其中，底部面和/或顶部面的宽度从光离开面起减小。
背景技术
这种类型的大灯例如在自有的WO 2013/166535 A2中示出。在这种大灯中，对于实践中有用的光像而言重要的是光导引元件的构造，在所述光导引元件中，光通过全反射在边界壁处被引导。
发明内容
本发明的任务在于，在本技术方案的类型的大灯中，特别是在所产生的光像的还更好的均匀性和最大亮度方面优化光导引元件的造型。
该任务借助开头提及的类型的大灯来解决，在所述大灯中，至少一个光导引元件的底部面和/或顶部面在其宽度方面在光离开面与光耦入面之间具有正好一个收缩部，所述收缩部具有底部面和/或顶部面的最小宽度。
多亏本发明，对于每个所使用的和根据本发明构造的光导引元件在光离开面处或在所产生的光像中产生带有较少干扰的区域但带有较高最大光强的光分布，从而所述光导引元件也能够改善整个由光导引元件之中的多个光导引元件产生的光像。
在光技术上适宜的进一步改进方案中能够设置成，顶部面经由窄的倒棱在两侧过渡到侧面中。
此外，能够值得推荐的是，光导引元件以矩阵式布置结构组合。
有利的能够是，至少两行的导光元件的矩阵的最下面一排的导光元件具有收缩部。
在其他情况下能够值得推荐的是，至少两行的导光元件的矩阵的最上面一排的导光元件具有收缩部。
有利的是，导光元件在其前部的区域中一件式地相互连接，因为这使制造变得容易并且引起紧凑且稳定的前置光学装置。
在此，有意义的是，导光元件的光耦出面与前置光学装置的光离开面叠合。
在符合实际的构造中设置成，收缩部的宽度为光耦入面的宽度的10%至80%。
在实践中，如果收缩部构造在导光元件的离光耦入面最近的半部中，则获得在期望的光像方面特别适宜的结果。
附图说明
本发明连同其他优点及其与现有技术的区别在下面也借助实施例详细阐释并且在附图中示出。这些附图中：
图1示意性且以图解图示出大灯的部件、即发光单元，该发光单元带有前置的凸透镜板材和投影透镜，
图2以图解图示出前置光学装置，倾斜地从后方朝着光导引元件的光耦入面方向看，
图3示出根据本发明的单个的光导引元件，倾斜地从后方朝着其光耦入面方向看，
图4以从下方朝着其底部面方向看的视角示出图3的光导引元件，
图5示出根据现有技术的单个的光导引元件，倾斜地从后方朝着其光耦入面方向看，
图6以从下方朝着其底部面方向看的视角示出图5的光导引元件，
图7示出根据本发明的大灯的示例性光分布，
图8示出沿着图7的中线的光强的走向，
图9示出根据现有技术的大灯的示例性光分布，以及
图10示出沿着图9的中线的光强的走向。
具体实施方式
在根据图1的图示中，以示意性视图看到根据本发明的大灯1，该大灯带有其对于阐释本发明而言重要的组成部分，其中，对于本领域技术人员而言清楚的是，大灯具有大量另外的在这里未示出的组成部分，如调整和调节装置、供电器件、遮光板和许多更多的。当结合本发明使用术语“大灯”时，则该术语也应含有一些投影模块，所述投影模块也能够组合地包含在上级的大灯中。
在这些以及随后的附图中，为了使阐述和图示更简单，对于相同或可对照的元件，使用相同的附图标记。
在权利要求中使用的附图标记应仅使权利要求的可读性和对本发明的理解更容易，并且绝不具有有损本发明保护范围的特征。
机动车大灯1具有发光单元2，该发光单元具有多个光源（在这里是一阵列的发光二极管，简称LED3）和带有光离开面5的前置光学装置4，其中，前置光学装置4包括一定数量的光导引元件6。LED3将其光辐射到导光的前置光学装置4中，该前置光学装置向前输出期望的光图案。该光图案借助于投影光学装置7（该投影光学装置在当前情况下是一件式的透镜）投影到交通空间中。
在图2的放大图中看到示例性的带有大量导光元件6的前置光学装置4的构造，所述导光元件各具有一个光耦入面8。优选地，每个导光元件6配设有正好一个光源、尤其是一个LED3或配设有多个LED。应该清楚的是，也能够将其他光源用作LED。在发光单元2的所示出的示例性的实施方式中，导光元件6细长地构造，带有沿光的传播方向相比横向于该传播方向更大的延展。这些导光元件优选由高透明的、导光的和可成形的塑料组成，所述塑料良好地适合用于制造复杂的几何结构。在此，特别优选的是硅酮材料。然而，也能够使用玻璃。
在图3和4中（这些图以放大图示出单个的导光元件6），看到导光元件6的较详细的形状。这些导光元件具有从光耦出面9起朝着其光耦入面8收缩的横截面。例如能够设置成，导光元件6截锥形地或如图中所示近似梯形地构造。
所述至少一个光源、在这里LED3的光被馈入到光耦入面8中。光耦出面9处于前置光学装置4的光离开面5中。由于所提到的收缩，光耦出面9具有比光耦入面8更大的面积。导光元件6在侧向由两个侧面10、在上面由顶部面11并且在下面由底部面12限界。顶部面11在所示出的实施方式中，经由窄的倒棱13在两侧过渡到侧面10中。
如由图3和4可见的，底部面12的宽度从光耦出面9起朝着光耦入面8减小，然而不是连续地减小，因为底部面12在其宽度方面在光耦出面9与光耦入面8之间具有收缩部14，也就是说底部面12的宽度从光耦出面9的宽度ba起减小直至收缩部14的宽度bm最小的中心区域，并且然后再次朝着光耦入面8方向以宽度be增加。换言之，底部面12的宽度在光耦出面9与光耦入面8之间具有最小值bm。在本发明的意义下的这种构造引起改善的光引导并且引起如下光分布，该光分布产生较少干扰的区域，但产生较高的最大光强，再下面还要说明这个。
为了关于可行的尺寸进行介绍，对于一种实际的实施例给出以下：
光耦出面7.7mm2，光耦入面1.5mm2，导光元件的长度15mm，宽度ba 1.8mm，宽度bm0.3mm，宽度be 0.6mm。
在所示出的和上文描述的实施例中，收缩部14构造在底部面12处。但也可行的是，按照意义收缩部构造在顶部面11处，这特别是对于如下光像而言是有利的，该光像由矩阵式设计的前置光学装置的上部的一排前置光学装置是适宜的。在最近提及的这种情况下能够设置成，底部面12的宽度从光耦入面8起持续地减小直至光耦出面9。然而也可行的是，收缩部14不仅构造在顶部面11中而且构造在底部面12中。
通常来说，当收缩部14的宽度bm为光耦入面8的宽度be的10%至80%时，显示出特别好的结果。此外，如果收缩部构造在导光元件的离光耦入面最近的半部中，则获得在期望的光像方面特别适宜的结果。
如由图1和2还能够得出的，导光元件6矩阵式地一件式地组合，其中，导光元件的光耦出面9与前置光学装置4的光离开面5叠合。导光元件6也能够组合成多个部段，所述部段则形成前置光学装置4，如在图1和2中借助三个部段示出的。在此，各个部段的光离开面能够是平面的或弯曲的。此外，能够根据所需要的光像也设置成，仅个别导光元件6或个别组的导光元件6根据本发明构造，而其余部分根据现有技术构造成没有收缩部14。
导光元件6的光耦出面9能够与前置光学装置4的共同的光离开面5叠合。共同的光离开面典型地是弯曲的面，所述弯曲的面通常依循成像光学装置(例如成像透镜)的匹兹瓦面(Petzval-Fläche)。但针对特定的应用也能够使用在曲率方面有意的偏差，以便在边缘区域中将成像误差用于光均匀化。
各个LED3或完全一般地光源能够以已知的方式被单独地操控，以便分别产生期望的光像，该光像也能够动态地变化。
术语“矩阵”应在本技术方案的申请的范围内也适用于极端情况，在该极端情况下，矩阵是单行的，由此仅存在一排导光元件，这在机动车照明技术中完全是有意义的。如果矩阵是多行的，则能够有利地设置成，最下面一排(行)的导光元件的导光元件6或最上面一排的导光元件6具有收缩部14。当然，也能够是最下面一排以及最上面一排都具有相应的导光元件，其中，要说明的是，不一定一排(行)之中全部的导光元件必须相同地设计或必须具有收缩部。
根据本发明，当导光元件以正好三个相叠布置的排布置时，带有矩阵式布置结构的大灯或大灯模块的构造是特别高效的，这些排共同形成远光分布。在这种布置结构中，上部的排能够构造为前场排，中间的排能够构造为非对称排，而下部的排能够构造为远光排，其中，由远光导光元件组成的远光排设有本技术方案类型的收缩部。
在所谓的像素远光模块中，所有远光导光元件能够以正好一个排布置并且构造成带有收缩部。适宜地，最下面的排是远光排(或“行”)。
在图5和6中，在附图中，示出根据现有技术的导光元件的按照意义的成像，由此能够更好地看出根据本发明的收缩部14，所述收缩部对于现有技术是陌生的。
现在随后对于图7和8或9和10的对照情况的阐释使本发明的优点更明显。
图7示出单个的导光元件的示例性光分布，该示例性光分布根据本发明构造，带有相同的光强的绘入的线，而图8示出光强IV沿着图7的绘入的中线z的走向，其中，图表的左侧相应于图7的下部区域。
图9相应于图7的图示，然而针对根据现有技术的导光元件，如在图5和6中所示。看出在期望的光像两侧的不期望的散射光区域，这些散射光区域在根据本发明的导光元件中是找不到的，如对照的图7所示。
在图10中（该图相应于图8的图表，但针对根据现有技术的导光元件）看出，光强走向具有比根据本发明的导光元件的最大光强更小的最大光强，如对照的图8所示。
借助所示出的类型的大灯，能够例如产生近光或远光，为此例如左边的大灯和右边的大灯各自构造为根据本发明的大灯，借助左边的大灯和右边的大灯各产生光分布的左边部分或右边部分。另一方面，左边的大灯和右边的大灯也能够产生相同的光像，这些光像在道路上叠加。
附图标记列表
1 机动车大灯
2 发光单元
3 LED
4 前置光学装置
5 光离开面
6 导光元件
7 投影光学装置
8 光耦入面
9 光耦出面
10 侧面
11 顶部面
12 底部面
13 倒棱
14 收缩部
ba 宽度
be 宽度
bm 宽度

Claims (9)

1.机动车大灯(1)，所述机动车大灯包括发光单元(2)，所述发光单元具有至少一个光源(3)和带有光离开面(5)的前置光学装置(4)，并且所述机动车大灯包括布置在所述发光单元下游的投影光学装置(7)，其中，所述前置光学装置具有多个导光元件(6)，所述导光元件各带有一个用于将所述至少一个光源的光馈入的光耦入面(8)并且带有处于所述前置光学装置的光离开面中的光耦出面(9)，并且向前投影到交通空间中，所述导光元件在所述光耦入面与所述光耦出面之间延伸，其中，所述光耦出面具有比所述光耦入面更大的面积，并且每个导光元件在侧向由两个侧面(10)，在上面由顶部面(11)以及在下面由底部面(12)限界并且在所述光耦出面与所述光耦入面之间收缩伸延地构造，其中，所述底部面和/或所述顶部面的宽度从所述光离开面起减小，
其特征在于，
至少一个导光元件(6)的底部面(12)和/或顶部面(11)在其宽度方面在所述光耦出面(9)与所述光耦入面(8)之间具有正好一个收缩部(14)，所述收缩部具有所述底部面和/或所述顶部面的最小宽度(bm)。
2.根据权利要求1所述的机动车大灯(1)，其特征在于，所述顶部面(11)和/或所述底部面(12)经由窄的倒棱(13)在两侧过渡到所述侧面(10)中。
3.根据权利要求1或2所述的机动车大灯(1)，其特征在于，所述导光元件(6)以矩阵式布置结构组合。
4.根据权利要求3所述的机动车大灯(1)，其特征在于，至少两行的导光元件的矩阵的最下面一排的导光元件(6)具有收缩部(14)。
5.根据权利要求3所述的机动车大灯(1)，其特征在于，至少两行的导光元件的矩阵的最上面一排的导光元件(6)具有收缩部(14)。
6.根据权利要求1或2所述的机动车大灯(1)，其特征在于，导光元件(6)在其前部的区域中一件式地相互连接。
7.根据权利要求3所述的机动车大灯(1)，其特征在于，所述导光元件(6)的光耦出面(9)与所述前置光学装置(4)的光离开面(5)叠合。
8.根据权利要求1或2所述的机动车大灯(1)，其特征在于，所述收缩部(14)的宽度(bm)为光耦入面(8)的宽度(be)的10%至80%。
9.根据权利要求1或2所述的机动车大灯(1)，其特征在于，所述收缩部(14)构造在所述导光元件(6)的离所述光耦入面(8)最近的半部中。
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