CN112789446A - 机动车灯模块 - Google Patents

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CN112789446A CN201980066307.2A CN201980066307A CN112789446A CN 112789446 A CN112789446 A CN 112789446A CN 201980066307 A CN201980066307 A CN 201980066307A CN 112789446 A CN112789446 A CN 112789446A
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A·哈克尔
J·居特尔
B·曼德尔
C·雅克尔
A·穆勒
S·哈克尔
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Abstract

本发明涉及一种机动车灯模块(1)，其包括至少一个微型投影机(2)和至少一个至少部分可透光的投影壁元件(3)，其中所述至少一个微型投影机(2)设立成用于产生光分布(4)，其中，所述光分布可以可预设的发光图案(5)的形式投影到所述至少一个至少部分可透光的投影壁元件(3)上，其中，可预设的发光图案(5)在机动车灯模块(1)的接通状态下在投影壁元件(3)的背离微型投影机(2)的一侧(30)上是可见的并且包含光学显示的信息。

Description

机动车灯模块
技术领域
本发明涉及一种机动车灯模块，其包括至少一个微型投影机和至少一个至少部分可透光的投影壁元件，其中，所述至少一个微型投影机设立成用于产生光分布，其中，光分布可以可预设的发光图案的形式投影到所述至少一个至少部分可透光的投影壁元件上。
此外，本发明涉及一种机动车前照灯或带有至少一个这种机动车灯模块的机动车。
背景技术
上述类型的机动车灯模块在现有技术中是已知的。通常，这种机动车灯模块被用在(可视的)通信系统(Kommunikationssystemen)中或者用作设计灯，以例如将相应的标志投影到在机动车(在该机动车中安装有所述机动车灯模块)的紧邻的周围环境中的路面上。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种机动车灯模块，利用该机动车灯模块发光的机动车品牌是可行的且该机动车灯模块可以用作(与模拟的环境的)通信元件。
根据本发明，该任务通过如下方式来解决，即可预设的发光图案在机动车灯模块的接通状态下在投影壁元件的背离微型投影机的一侧上是可见的并且包含光学显示的信息。
在此，信息可以标志、标识、字符或类似物的形式显示。
因此，所述至少一个投影壁元件可以至少部分地散射和至少部分地吸收形成光分布的光，由此可预设的发光图案(从机动车灯模块观察)向外变得可见。
利用根据本发明的机动车灯模块例如使能够明显地改善(aufwerten)发光的设计品牌，因为发光的字符例如在夜晚中明显可见。
对于在自主行驶领域中的(与模拟的环境的)通信元件而言也可以使用根据本发明的机动车灯模块。
可为有用的是，微型投影机具有设立成用于产生光的至少一个光源和投影装置，其中，投影装置在辐射方向中位于所述至少一个光源的下游并且设立成，使光分布成形并且将其投影到所述至少一个至少部分可透光的投影壁元件上。
在此可设置成，投影装置具有至少一个投影透镜和至少一个遮挡件(Blende)，其中，所述至少一个遮挡件布置在所述至少一个投影透镜的焦平面中并且具有遮挡件边缘，所述遮挡件边缘具有相应于可预设的发光图案的形状。这意味着，通过设计遮挡件的遮挡件边缘可以预设待照亮的发光图案的形状。优选地，遮挡件布置在横向于微型投影机的光学轴线的平面中(参见图例)。在这种情况下，遮挡件可以完全处于焦平面中，而不是仅仅与该焦平面相交。
有利地可设置成，遮挡件边缘形成至少一个符号，所述至少一个符号是待显示的信息，该符号优选地完全位于焦平面中。
在一种优选的实施方式中有利地可设置成，投影装置具有多个以矩阵的形式布置在阵列中的投影透镜(投影透镜阵列)和多个以矩阵形式布置在阵列中的遮挡件(遮挡件阵列)，其中，每个投影透镜与一个、优选地恰好一个遮挡件相关联，其中，不同遮挡件的遮挡件边缘构造成相同的或不同的。由此可以产生多个相同的或不同的发光图案。利用多个遮挡件例如可以实现字母表的字母、标识、如机动车制造商品牌、危险符号以及更多。
在实践证明的实施方式中可设置成，不仅投影透镜阵列而且遮挡件阵列为单件式的。投影透镜阵列可以是由如塑料那样的材料构成的光学体。光学体也可以是由玻璃板和粘附在玻璃板上的硅酮透镜阵列构成的复合物。投影透镜阵列和/或遮挡件阵列优选地在横向于光学轴线平面中延伸。
有利地可设置成，所述至少一个投影透镜具有在1和5mm之间、优选地2mm的透镜直径，优选地至少部分地由玻璃或硅酮构成，和/或投影壁元件与所述至少一个投影透镜间隔约1cm至约10cm。在此得到非常紧凑的机动车灯模块，由此其在主前照灯中和/或在机动车前部中的安装(Verbau)变得简单得多。将如玻璃或聚合物(例如塑料或硅酮)那样的材料用于制造投影透镜使得机动车灯模块更适宜。
通过在分别的微型投影机的所述至少一个投影透镜与位于该微型投影机之前的投影壁元件之间的较小的间距，在投影壁元件上的光强度足以使发光图案可见。然而，发光图案在距白色墙壁(在光技术实验室中的测量屏)10-25m的间距中几乎不再可测量，由此在许可(最大散射光值)方面不会出现问题。也不需要高功率的光源。如下面所列举的那样，如果使用低功率的LED光源，则它们不需要设置成用于冷却这些LED光源的冷却体。
在一种优选的变型方案中有利地可设置成，所述至少一个光源是基于半导体的光源，例如LED光源。在多个光源的情况下，所述光源可以发射不同颜色的光。由此可明显更有效地引起行人或其它交通参与者的注意力。
可为适宜的是，微型投影机附加地包括布置在所述至少一个光源与投影装置之间的准直器。因此，例如可以保证更均匀地照亮一个或多个遮挡件。
在发光图案的更好的可见性方面可为有利的是，所述至少一个投影壁元件是带有粒面化的面的透明的层或乳白色的塑料片或玻璃片或带有包含在其中的散射颗粒的通透的塑料片或者通透的玻璃片。
散射颗粒通常在透明或者通透的材料(如塑料或玻璃)中对于眼睛而言是不可见的。
乳白色的塑料片例如可以由不透明的塑料制成。然而，乳白色的塑料片也可通过(透明的)塑料片的表面的特殊涂层或通过将相应的薄膜粘贴到透明塑料片的表面上获得。优选地使用带有约20%至约70%的透光率的乳白色的塑料片。
在带有包含在其中的散射颗粒的塑料片中，散射颗粒用于使耦入到塑料片中的光在理想情况下均匀地经由面向前耦出。例如，Evonik公司的片透光地作用，但是当光源(如LED光源或微型投影机)的光穿入到该片中时，该光如刚刚提及的那样在颗粒处被散射。
该任务也利用带有至少一个上述的机动车灯模块的机动车前照灯解决。
为了获得更好的机动车品牌，有利地可设置成，所述至少一个微型投影机布置在机动车前照灯的(后)区域中，并且所述至少一个投影壁元件例如构造为机动车前照灯遮盖片的区域。
此外，该任务利用带有至少一个上述的机动车灯模块的机动车解决。
在与模拟的环境的通信方面，有利地可设置成，所述至少一个投影壁元件布置在机动车的前部处，优选地构造在机动车的散热器格栅的区域中。
“散热器格栅的区域”理解为这样的区域，在传统的机动车中散热器格栅布置在该区域中。但是因为例如在现代电动车中不再存在以常见形式的散热器格栅，所以“散热器格栅的区域”理解为在机动车前部处的散热器格栅布置在其中的区域。
同样可以设想，将投影壁元件和机动车灯模块安装在机动车的其它区域中，如在侧门中或在尾部处。
本发明的另外的优点在于，所述至少一个微型投影机通过位于下游的投影壁元件从外面不可见并且还被保护免受周围环境影响(石块击打、太阳辐射、化学试剂等)。
在本发明的上下文中，将诸如“部分透明的投影壁元件”、“部分可透光的投影壁元件”等类似的术语理解为具有散射光的元件的投影壁元件，其将入射到投影壁元件上的光部分地透射，部分地(在所有方向中)散射并且部分地吸收。在此，散射的光的量是足够的，由此投影到投影壁元件上的光分布在投影壁元件两侧(在白天和夜晚中利用裸眼)是可见的。散射光的元件导致，借助于微型投影机投影到投影壁元件上的图像不仅在投影壁元件的面向微型投影机的一侧上而且在投影壁元件的背离微型投影机的一侧上是可见的。部分透明的投影壁元件例如可以是乳白色的塑料片、带有粒面化的表面的透明片或带有包含在其中的散射颗粒的塑料片(例如Evonik公司的)。
附图说明
在下文中借助于在附图中阐明的示例性的实施方式详细地阐述本发明连同其它优点。在其中，
图1示出了灯模块的分解图；
图2示出带有微型投影机的灯模块的分解图，该微型投影机带有多个投影透镜；
图3示出了带有微型投影机的灯模块的分解图，该微型投影机带有准直器；
图4示出了带有微型投影机的灯模块的分解图，该微型投影机带有多个LED光源和多个投影透镜，且
图5示出了带有多个微型投影机的灯模块的分解图，该微型投影机带有多个LED光源。
具体实施方式
首先参考图1。该图示出了灯模块1，其可以相应于根据本发明的机动车灯模块。灯模块1具有微型投影机2和至少部分可透光的投影壁元件3。微型投影机2设立成用于产生可预设的光分布4，当微型投影机2接通时，该光分布以可预设的发光图案5的形式被投影到至少部分可透光的投影壁元件3上。由于投影壁元件3是部分可透光的，所以形成光分布4的光在投影壁元件3处至少部分地散射。由此，当灯模块1投入运行时，可预设的发光图案5在投影壁元件3的背离微型投影机2的一侧30上是可见的。投影壁元件3的背离微型投影机2的一侧30优选地是投影壁元件3的与面向微型投影机2的一侧相对置的一侧。微型投影机2构造成使得可预设的发光图案5包含光学显示的信息。在此理解为，由微型投影机2产生的光分布4承载这样的信息，该信息通过到投影壁元件3上的投影显示。发光图案5在背离微型投影机2的一侧30上的可见性具有如下优点：由此例如可以将预设的消息发送到灯模块1的周围环境中。为了接收该消息，不再需要位于微型投影机2与投影壁元件3之间，因为该消息借助于穿透投影壁元件3并且在微型投影机2的辐射方向Z中散射的光发送。投影壁元件3可以布置成横向于灯模块1的光学轴线，如这可以从图1至5中看出的那样。然而完全可以设想，将投影壁元件布置成倾斜于光学轴线，以例如考虑车辆轮廓。
所述至少一个投影壁元件3例如可以构造为带有粒面化的面的透明的层或如已经提及的那样构造为乳白色的塑料片或带有包含在其中的散射颗粒的塑料片。如上面提及的那样，投影壁元件3应至少部分可透光，从而其可以将入射光的至少一部分向前(例如在辐射方向Z中)散射。例如，在由通透的材料构成的投影壁元件中可以设置粗糙表面。在此，粗糙度深度可以在微米范围中并且例如为大约5至40微米、优选地10至30微米、尤其是20μm。此外，投影壁元件3可以作为由玻璃或聚合物组成的Evonik公司的片，并且可以具有光滑的表面。如已经提及的那样，投影壁元件3可以是乳白色的片或具有包含在其中的散射颗粒的片。
微型投影机2可以具有一个或多个光源20。LED光源在图1至5中示出。光源例如也可以是其它例如基于半导体的光源，如激光光源。微型投影机2此外具有投影装置21，其在辐射方向Z中位于所述一个或多个光源(20)下游并且设立成使光分布4成形并且将其投影到所述至少一个至少部分可透光的投影壁元件3上。
光源20可以矩阵的形式布置在阵列中。LED光源可以布置在共同的电路板上(图4)或在分开的电路板上(图5)，所述电路板基本上垂直于辐射方向Z。
在此应注意，投影壁元件3优选地基本上布置成垂直于辐射方向Z。然而，完全可以设想将投影壁元件3也定位成倾斜于辐射方向Z，并且因此在倾斜地布置的面(投影壁元件)上产生发光图案5。此外，可以设想的是，投影壁元件3具有在不同颜色中的区域。此外可行的是，投影壁元件3构造成预设的颜色。因此，还更加地增加了设计可行方案的数量。
投影装置21可以具有一个或多个投影透镜210和一个或多个与投影透镜210相关联的遮挡件211。每个投影透镜21例如可以是平凸的或平凹的或者也可以是自由形状透镜(Freiformlinse)。优选地，每个遮挡件211与至少一个投影透镜210相关联。不仅投影透镜210而且遮挡件211都可以布置在以矩阵的形式的、优选地在基本上垂直于辐射方向Z的平面中。此外，所有的投影透镜210和遮挡件211可以分别形成单个(图4)或多个分开的(图5)单体式结构。所述一个或多个遮挡件211优选地完全布置在分别的投影透镜210的焦平面中。此外，每个遮挡件211具有遮挡件边缘212，其具有相应于可预设的发光图案5的形状。每个遮挡件211的遮挡件边缘212可形成这样的图案，该图案与整个可预设的发光图案5(图1至3)或仅其部分(图4和5)一致。在投影壁元件3上出现的发光图案5因此可以通过所述至少一个遮挡件212的遮挡件边缘212的形状和走向预设。但是，当所述一个或多个光源是激光源(未示出)时，发光图案也可借助于激光在光转换元件上产生。
因此，每个遮挡件211的遮挡件边缘212可以形成构成待显示的信息的符号或符号的一部分。遮挡件211例如可以构造为带有相应形状的通口的金属板或借助于光刻方法压印在玻璃衬底或塑料衬底的一侧上。在玻璃衬底或塑料衬底的相对置的一侧上可施加例如由硅酮构成的投影透镜210。在这种情况下，玻璃衬底或塑料衬底可用作针对投影透镜210的载体，并且在该情况下称为复合透镜。此外可以设想，遮挡件211通过施覆相应的光刻胶或借助于金属化和自由激光辐射(freilasern)得到。
如从图1至图5中可看出的那样，符号可以是完全不同的：字母、标识(由此例如发光的机动车制造商品牌是可行的)、标志、如警告标志等。
在图1至5中示出的灯模块中的投影透镜210具有在1和5mm之间、优选地2mm的透镜直径且可以至少部分地由硅酮构成。此外，投影透镜210可以包含环氧树脂(Epoxidharze)、丙烯酸酯(Acrylate)或其它塑料或者由所述材料构造。投影壁元件3可以与所述一个或多个投影透镜间隔开约1cm至约10cm。
图2示出了灯模块1的实施方式，在其中多个投影透镜210(示出为3x3阵列)位于遮挡件211的下游。由此可行的是，更好地调节在可预设的发光图案5内的光强度或者使发光图案5更亮。这种配置在图1和3至5中的灯模块中当然是可行的。
在图2中所示出的实施方式中可为适宜的是，投影壁元件3布置在投影装置21的图像焦平面中。
在图1和3至5中所示出的实施方式中可为适宜的是，投影装置21的图像焦平面位于无穷远处。在此，投影壁元件3在辐射方向Z中以限定的间距、例如约10mm至约100mm的、优选地约25mm至50mm的间距位于投影装置21的下游，并且因此产生在投影壁元件3的两侧可见的发光图案5。
发光图案5的发光强度可以根据光源(如LED光源)的功率以及在微型投影机2和投影壁元件3之间的间距变化。
从图3中可以看出，微型投影机2可以附加地包括布置在光源20和投影装置21之间的准直器22。准直器同样可以设置在图1,2和4,5中所示出的微型投影机中，并且位于相应的光源的下游。
图4示出了带有多个LED光源20、遮挡件211和投影透镜210的示例，其中每个LED光源20与恰好一个遮挡件和恰好一个投影透镜210相关联。这种系统可以理论上组合成部分-微型投影机。如果LED光源20可彼此分开地控制，则上述消息可以是完整的单词、数字、完整的句子或字符。单词的各个字母可以要么全部一起地要么以预先确定的时间顺序显示在投影壁元件3上。
图5示出了灯模块1，其具有多个微型投影机2。每个微型投影机2可以独立于其它微型投影机2被控制。此外，每个微型投影机2具有多个LED光源20和带有不同符号的多个遮挡件211。如果相互协调微型投影机2的控制，则可能的不同发光图案5的数量以及因此待发送的消息的数量被显著提高。此外从图5中可得知，在此整个消息不必由同一个微型投影机2产生：一个微型投影机投影符号“G”、另一个微型投影机投影符号“O”和“>”并且第三个微型投影机投影符号“>”到在此情况下共同的投影壁元件3上。
图5的灯模块1可以通过如下方式改进，即每个投影透镜210构造为透镜阵列。在此特别有利的是，在透镜阵列中的每个透镜相应于恰好一个LED。由此可以产生特别清晰的图像，因为减小了在投影透镜210的边缘区域中的失真。例如，投影透镜可以构造为3x3透镜阵列(类似如投影透镜210在图4中的布置那样)，且因此相应于同样形成3x3阵列的各个LED在电路板上的布置。
因此，图4和图5示出了根据本发明的机动车灯模块的示例，利用其可通过接通和断开各个微型投影机2和/或各个光源20实现整个字符。
此外在图4和图5中表明，多个机动车灯模块可以用作用于总灯模块的基本构件。因此，模块化的结构是可行的，其中不同的机动车灯模块可具有不同地构造的光束遮挡件211。
在多个微型投影机2和/或光源20或者LED光源阵列的情况下，它们可以并排地布置。
上述灯模块例如可以用于在主前照灯区域(发光的标识、字符等)中的设计创新，但是也可以作为(与模拟的环境的)通信元件例如在自动化的或者自主的行驶的领域中使用。
在权利要求中的参考标记仅用于更好地理解本发明，且绝不意味着对本发明的限制。
只要不是从上述实施方式之一的说明中不可避免地得出，就认为所描述的实施方式可任意地相互组合。这尤其意味着，一个实施方式的技术特征也可以与另一个实施方式的技术特征单独地并且彼此独立地根据喜好组合，以便以这种方式获得本发明的另外的实施方式。

Claims (13)

1. 一种机动车灯模块(1)，包括
- 至少一个微型投影机(2)，和
- 至少一个至少部分可透光的投影壁元件(3)，
其中，
所述至少一个微型投影机(2)设立成用于产生光分布(4)，其中，所述光分布可以可预设的发光图案(5)的形式投影到所述至少一个至少部分可透光的投影壁元件(3)上，
其特征在于，
所述可预设的发光图案(5)在所述机动车灯模块(1)的接通状态下在所述投影壁元件(3)的背离所述微型投影机(2)的一侧(30)上是可见的并且包含光学显示的信息。
2.根据权利要求1所述的机动车灯模块，其特征在于，所述微型投影机(2)具有设立成用于产生光的至少一个光源(20)和投影装置(21)，其中，所述投影装置(21)在照射方向(Z)中位于所述至少一个光源(20)的下游并且设立成使所述光分布(4)成形并且将其投影到所述至少一个至少部分可透光的投影壁元件(3)上。
3.根据权利要求2所述的机动车灯模块，其特征在于，所述投影装置(21)具有至少一个投影透镜(210)和至少一个遮挡件(211)，其中，所述至少一个遮挡件(211)布置在所述至少一个投影透镜(210)的焦平面中并且具有遮挡件边缘(212)，所述遮挡件边缘(212)具有与所述可预设的发光图案(5)对应的形状。
4.根据权利要求3所述的机动车灯模块，其特征在于，所述遮挡件边缘(212)形成至少一个符号(213)，所述至少一个符号是待显示的信息。
5.根据权利要求3或4所述的机动车灯模块，其特征在于，所述投影装置(21)具有多个以矩阵形式布置在阵列中的投影透镜(210)和多个以矩阵形式布置在阵列中的遮挡件(211)，其中，每个投影透镜(210)与一个、优选地恰好一个遮挡件(211)相关联，其中，不同遮挡件(211)的遮挡件边缘(212)构造成相同的或不同的。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的机动车灯模块，其特征在于，所述至少一个投影透镜(210)具有在1和5 mm之间、优选地2 mm的透镜直径，优选地至少部分地由玻璃或聚合物、如塑料或硅酮构成，和/或所述投影壁元件(3)与所述至少一个投影透镜(210)间隔约1cm至约10 cm。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的机动车灯模块，其特征在于，所述至少一个光源(20)是基于半导体的光源、例如LED光源。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的机动车灯模块，其特征在于，所述微型投影机(2)附加地包括布置在所述至少一个光源(20)与所述投影装置(21)之间的准直器(22)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机动车灯模块，其特征在于，所述至少一个投影壁元件(3)是带有粒面化的面的透明的层或乳白色的塑料片或玻璃片或带有包含在其中的散射颗粒的通透的塑料片或者玻璃片。
10.一种机动车前照灯，其带有至少一个根据权利要求1至9中任一项的机动车灯模块(1)。
11.根据权利要求10所述的机动车前照灯，其特征在于，所述至少一个微型投影机(2)布置在机动车前照灯的区域中且所述至少一个投影壁元件(3)例如构造为机动车前照灯遮盖片的区域。
12.一种机动车，其带有至少一个根据权利要求1至9中任一项的机动车灯模块或带有至少一个根据权利要求10或11的机动车前照灯。
13.根据权利要求12所述的机动车，其特征在于，所述至少一个投影壁元件(3)布置在其前部处，优选地构造在机动车的散热器格栅的区域中。
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