CN113294744A - 车辆用前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于产生预定的具有明/暗边界的光分布的车辆用前照灯，该前照灯包括光源和光学单元，所述光学单元具有包括光入射侧的表面的透镜，所述光入射侧的表面在局部区域中具有光学元件，其中，作为光学元件设置波浪形成型部，所述波浪形成型部具有至少一个弓形突起部，所述弓形突起部在其相对置的边缘上连续过渡到弓形扩展区段中。

Description

车辆用前照灯
本申请是名称为“车辆用前照灯”、优先权日为2014年12月16日、优先权申请号为DE102014118745.8、国家申请号为201510940282.8、申请日为2015年12月16日的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于产生预定的具有明/暗边界的光分布的车辆用前照灯，该前照灯包括光源和光学单元，所述光学单元具有包括光入射侧的表面和光出射侧的表面的透镜，所述光入射侧的表面和/或光出射侧的表面在局部区域中具有光学元件。
背景技术
由DE102012107426A1已知一种用于产生预定的光分布的车辆用前照灯，该前照灯包括光源和光学单元。该光学单元具有包括光入射侧的表面和光出射侧的表面的透镜。在所述光入射侧的表面或光出射侧的表面的局部区域中设有微光学元件作为光学元件，所述光学元件将由光源发射的光束的一部分转向到光分布的明/暗边界的上方的区域中，以用于识别设置在高处的路标(Overhead Signs)。由于微光学元件被相对小地定尺寸并且均匀地在光入射侧的表面或光出射侧的表面的相对大的局部区域上延伸，因此所述微光学元件对于观察者来说从外面不可察觉。然而已知的前照灯的缺点是，使微光学结构形状不变地成形的制造耗费相对大。
发明内容
因此，本发明的任务在于，这样进一步改进设有透镜的车辆用前照灯，使得以简单的方式满足在光学技术方面的不同要求，其中，特别是限制或减少制造耗费。
为了解决该任务，本发明的特征在于，作为光学元件设置波浪形成型部，所述波浪形成型部具有至少一个弓形突起部，所述弓形突起部在其相对置的边缘上连续过渡到弓形扩展区段中和/或过渡到光入射侧的表面的主面或光出射侧的表面的主面中。
按照本发明，在光学单元的透镜的光入射侧的表面的局部区域和/或光出射侧的表面的局部区域中设有波浪形成型部，所述波浪形成型部具有至少一个弓形突起部和优选相邻于该弓形突起部伸展的弓形扩展区段。突起部在这里连续过渡到弓形扩展区段中。因此，沿波浪形方向产生不存在棱边的连续的面。通过波浪形成型部能够在制造技术方面以简单的方式对由光源发射的光束的一部分实现散射。按照波浪形成型部在透镜的光入射侧的和光出射侧的表面上的布置结构，能够实现用于识别设置在高处的路标的附加光分布或者能够柔化在明/暗边界区域中的一部分光束。
按照本发明的一种优选的实施方式，波浪形成型部的弓形突起部沿波浪形方向的长度大于弓形扩展区段沿波浪形方向的长度。优选地，弓形突起部沿波浪形方向的长度大于弓形扩展区段沿波浪形方向的长度的两倍，从而弓形突起部基本确定光的散射，而弓形扩展区段仅能够实现向另一个弓形突起部的连续过渡或者向光入射侧的表面的主面或光出射侧的表面的主面的连续过渡。
按照本发明的一种扩展方案，光入射侧的表面的局部区域处于透镜的光学轴线之下的区域中，其方式为在合适的角度范围内存在足够的光通量。按照本发明的一种扩展方案，光出射侧的表面的局部区域处于透镜的光学轴线附近，其中，光的散射可以比较少或者角度变化可以简单地进行。
按照本发明的一种优选的实施方式，波浪形成型部具有仅一个唯一的弓形突起部，所述弓形突起部处于光入射侧的表面的局部区域中。弓形突起部的半径这样构成，使得由光源发射的光束的入射到弓形突起部上的部分散射以使这部分光束在光分布的明/暗边界上方的区域中可以用于识别设置在高处的路标。波浪形成型部设置在透镜的光入射侧的表面上，所述光入射侧的表面与前照灯的封闭盘背离地设置。
按照本发明的一种扩展方案，每一个弓形扩展区段具有一个唯一的半径，所述弓形扩展区段连接到波浪形成型部的用于识别设置在高处的路标的弓形突起部上。所述扩展区段能够实现向透镜的光入射面的主面的连续过渡。此外，该半径可以通过工具简单地制造。所述突起部这样设计，使得光沿竖直方向向上散射至多6°。
按照本发明的一种特别的实施方式，波浪形成型部具有从透镜的光出射侧的表面的局部区域中出来的至少两个弓形突起部，所述弓形突起部具有这样的半径或长度，使得由光源发射的用于对明/暗边界的边界进行照明的光束的一部分沿竖直方向散射。有利地能够由此柔化明/暗边界，优选沿竖直方向+/-0.1°的散射引起所述柔化。借此可以减轻明/暗边界区域中的相对急剧的过渡，当前照灯构成为投射模块时，所述过渡通过遮光棱边的成像来实现。
按照本发明的一种扩展方案，扩展区段的半径相对于相邻的突起部的半径沿相反的方向定向。以这种方式可以在制造技术方面简单地(例如借助铣削刀具)制造波浪形成型部。
按照本发明的一种扩展方案，波浪形成型部连续地至少从光入射侧的表面或光出射侧的表面的一个侧向边缘延伸至所述光入射侧的表面或光出射侧的表面的对置的侧向边缘。以这种方式获得透镜的关于其竖直中间平面的对称表面结构。透镜表面因此具有相对均匀的结构。
附图说明
接着借助附图进一步阐述本发明的实施例。
其中：
图1示出包括在透镜的光入射侧的表面和光出射侧的表面上的波浪形成型部的前照灯的侧视图，
图2示出包括在光入射侧的表面上的波浪形成型部的透镜的后视图以及
图3示出包括在光出射侧的表面上的波浪形成型部的透镜的前视图。
具体实施方式
车辆用前照灯用于产生预定的光分布、例如近光分布或远光分布。按照本发明的根据图1至3的第一实施方式的前照灯具有光源1和光学单元2，该光学单元2仅通过透镜3形成。光源1包括一个或多个基于半导体的发光元件、例如LED发光元件，所述LED发光元件设置在载体或电路板上。
沿主照射方向H在光源1前方设有构成为平凸透镜的透镜3。透镜3优选以对称于竖直的中间平面的方式构成。透镜3具有光入射侧的表面4，该光入射侧的表面设置在透镜3的朝向光源1的一侧。此外，透镜3具有光出射侧的表面5，该光出射侧的表面设置在透镜3的背离光源1的一侧或者说朝向前照灯的未示出的封闭盘的一侧。透镜3此外具有遮盖面6和底面7，所述遮盖面和底面彼此对置地设置并且将光入射侧的表面4和光出射侧的表面5在上侧和下侧相互连接。此外，透镜3具有对置的优选竖直伸展的侧面8、8′，所述侧面将光入射侧的表面4和光出射侧的表面5连接。
在光入射侧的表面4的、设置在透镜3的光学轴线10附近且位于光学轴线10之下的局部区域9中设有波浪形成型部11，以用于产生如下的光束，借助该光束可以识别设置在高处的路标。波浪形成型部11具有一个唯一的弓形突起部12，该弓形突起部相对于光入射侧的表面4的平的主面13突出地构成。在弓形突起部12的两侧、亦即在其上边缘和下边缘上分别连接有弓形扩展区段14，所述弓形扩展区段的自由端部连续过渡到主面13中。因此，在光入射侧的表面4上产生波浪形方向15，所述波浪形方向沿竖直方向或者说垂直于光学轴线10伸展。弓形突起部12连续过渡到邻接的弓形扩展区段14中。
弓形突起部12的长度lE1大于扩展区段14的长度lA1。优选弓形突起部12沿波浪形方向15的长度lE1大于扩展区段14沿波浪形方向15的长度lA1的两倍，参看图2。弓形突起部12沿波浪形方向15的长度lE1处于0.8mm至1.2mm之间的范围内。优选弓形突起部12沿波浪形方向15的长度lE1为1mm。
波浪形成型部11或弓形突起部12或弓形扩展区段14横向于波浪形方向11直线且连续地沿水平方向延伸地设置。波浪形成型部11从光入射侧的表面4的一个侧向边缘16延伸至所述光入射侧的表面的对置的侧向边缘16′。优选波浪形成型部11超过侧向边缘16、16′延续到侧面8、8′的局部区域中。
弓形突起部12的半径rE1在0.5mm至2mm的范围内。优选突起部12的半径rE1为1.3mm。扩展区段14的半径rA1在0.08mm至0.12mm的范围内。优选扩展区段14的半径rA1为0.1mm。例如波浪形成型部11的在弓形突起部12的一侧上伸展的扩展区段14的半径rA1不等于波浪形成型部11的在弓形突起部12的对置的另一侧上伸展的扩展区段14的半径rA1。
扩展区段14的半径rA1反向于突起部12的半径rE1定向地设置。因此得到波浪形成型部11的在其相对置的边缘之间连续的走向，所述边缘邻接于光入射侧的表面4的主面13。
波浪形成型部11因此能够实现将由光源1发出的光束的一部分沿竖直方向向上散射至多6°。按这种方式，光束的入射到波浪形成型部11上的部分指向光分布的明/暗边界上方的区域中，这部分光束能够实现对设置在高处的路标的识别。
光出射侧的表面5在设置在光学轴线10上方且设置于光学轴线10附近的局部区域17中具有波浪形成型部18，所述波浪形成型部用于使光源1的光束在光分布的明/暗边界的区域中柔化正/负0.1°。为此，波浪形成型部18具有两个弓形突起部19，所述弓形突起部通过弓形扩展区段20相互连接并且通过相同的扩展区段20过渡至光出射侧的表面5的主面21。
波浪形成型部18沿竖直方向、亦即沿波浪形方向15连续伸展，即，没有出现棱边。该波浪形成型部18(如光入射侧的表面4的波浪形成型部11那样)沿波浪形方向15也不具有直的或者说平的轮廓。
在水平方向上，波浪形成型部18连续地或者说直线地或者说顺着凸形的光出射侧的表面5的轮廓走向从侧面8伸展至对置的侧面8′。优选波浪形成型部18超过光出射侧的表面5的侧向边缘22、22′延伸到侧面8、8′的局部区域中。例如波浪形成型部18可以在侧面8、8′上伸展直至竖直平面中，用于识别设置在高处路标的波浪形成型部11也在所述竖直平面上结束。
弓形突起部19沿波浪形方向15的长度lE2大于扩展区段20沿波浪形方向15的长度lA2。优选弓形突起部19沿波浪形方向15的长度lE2大于扩展区段20沿波浪形方向15的长度lA2的两倍。
弓形突起部19沿波浪形方向15的长度lE2可以处于1.2mm至1.8mm的范围内。优选弓形突起部8沿波浪形方向15的长度lE2为1.5mm。
弓形突起部19的半径rE2在0.5mm至30mm的范围内。优选弓形突起部19的半径rE2可以大约是23mm。
扩展区段20的半径rA2在0.5mm至350mm的范围内。优选波浪形成型部18的在弓形突起部19的一侧上伸展的扩展区段20的半径rA2不等于波浪形成型部18的在弓形突起部19的对置的另一侧上伸展的扩展区段20的半径rA2。因此，邻接于弓形突起部19的各扩展区段20具有不同的曲率；各过渡半径rA2可以不同地过渡到非球形的面5中。
半径rA2相对于弓形突起部19的半径rE2沿相反方向定向地设置，从而从弓形突起部19连续地过渡至光出射侧的表面5的下一个弓形突起部19或主面21。
各扩展区段20和各突起部19分别相同地构成。
透镜3优选由塑料材料、例如PMMA制成。
波浪形成型部11、18沿竖直方向形成沟纹结构。
按照本发明的一种未示出的实施方式，波浪形成型部11、18也可以具有多于在图1至3中示出的突起部12、19或弓形扩展区段14、20。重要的是，弓形扩展区段14、20直接连接到突起部12、19的两侧上。
如果主面13、21具有相应的拱形结构，那么从波浪形成型部11、18向光入射侧的表面4的主面13或光出射侧的表面5的主面21的过渡必要时也可以在没有扩展区段14、20的情况下进行。在该情况下，直接从突起部12、19过渡到主面13、21上。
按照本发明的另一种未示出的实施方式，前照灯可以构成为投射模块，所述投射模块附加地具有反射器和包括遮光棱边的遮光物，所述遮光棱边借助透镜3成像为光分布的明/暗边界。
按照本发明的另一种未示出的实施方式，透镜3也可以只具有波浪形成型部11或只具有波浪形成型部18。
附图标记列表
1 光源
2 光学单元
3 透镜
4 光入射侧的表面
5 光出射侧的表面
6 遮盖面
7 底面
8、8′ 侧面
9 局部区域
10 光学轴线
11 波浪形成型部
12 弓形突起部
13 主面
14 弓形扩展区段
15 波浪形方向
16、16′ 侧向边缘
17 局部区域
18 波浪形成型部
19 弓形突起部
20 弓形扩展区段
21 主面
22、22′ 侧向边缘
lE1、lA1、lE2、lA2 长度
H 主照射方向
rE1、rA1 半径。

Claims (10)

1.用于产生预定的具有明/暗边界的光分布的车辆用前照灯，该前照灯包括光源和光学单元，其特征在于，所述光学单元仅通过透镜(3)形成，所述透镜的光入射侧的表面在局部区域中具有光学元件，所述透镜(3)构造为平凸透镜，所述光入射侧的表面具有平的主面(13)，所述光学元件设置为波浪形成型部(11)，波浪形成型部具有至少一个弓形突起部(12)并且具有弓形扩展区段(14)，所述弓形突起部在其两个相对置的边缘上连续过渡到弓形扩展区段(14)中，所述弓形扩展区段(14)的半径(rA1)相对于相邻的弓形突起部(12)的半径(rE1)沿相反的方向指向并且所述弓形扩展区段的自由端部连续过渡到主面(13)中，弓形突起部的半径构造成，使得由光源发射的光束的入射到弓形突起部上的部分向上散射，弓形突起部(12)沿波浪形方向(15)的长度(lE1)大于弓形扩展区段(14)沿波浪形方向(15)的长度(lA1)。
2.按照权利要求1所述的前照灯，其特征在于，弓形突起部(12)沿波浪形方向(15)的长度(lE1)大于弓形扩展区段(14)沿波浪形方向(15)的长度(lA1)的两倍。
3.按照权利要求1所述的前照灯，其特征在于，弓形突起部(12)沿波浪形方向(15)的长度(lE1)处于0.8mm至1.2mm之间的范围内。
4.按照权利要求1所述的前照灯，其特征在于，弓形突起部(12)的半径(rE1)在0.5mm至2mm的范围内，弓形扩展区段(14)的半径(rA1)在0.08mm至0.12mm的范围内。
5.按照权利要求1所述的前照灯，其特征在于，波浪形成型部(11)的在弓形突起部(12)的一侧上伸展的弓形扩展区段(14)的半径(rA1)不等于波浪形成型部(11)的在弓形突起部(12)的对置的另一侧上伸展的弓形扩展区段(14)的半径(rA1)。
6.按照权利要求1至5之一所述的前照灯，其特征在于，波浪形成型部(11)能够实现将由光源(1)发出的光束的一部分沿竖直方向向上散射至多6°。
7.按照权利要求1至5之一所述的前照灯，其特征在于，所述波浪形成型部(11)具有一个唯一的弓形突起部(12)，所述唯一的弓形突起部设置在光入射侧的表面(4)的局部区域(9)中，使得由光源(1)发射的光束的一部分指向光分布的明/暗边界上方的区域中，以用于识别设置在高处的路标。
8.按照权利要求7所述的前照灯，其特征在于，波浪形成型部(11)的每一个弓形扩展区段(14)具有一个唯一的半径(rA1)。
9.按照权利要求1至5之一所述的前照灯，其特征在于，波浪形成型部(11)连续地至少从光入射侧的表面(4)的一个侧向边缘(16)延伸至光入射侧的表面(4)的对置的侧向边缘(16′)。
10.按照权利要求1至5之一所述的前照灯，其特征在于，所述光源(1)通过至少一个基于半导体的光源形成，并且在光源(1)和透镜(3)之间设置反射器和遮光物以用于形成投射模块。
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