CN114096781A - 用于车辆的投射式前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的投射式前照灯，所述投射式前照灯具有：第一光单元(1)，包含光源(8)和用于使由光源(8)发出的光预成形的初级光学装置(91、92、93、94、95)；第二光单元(2、2)，包含光源(8)和用于使由光源(8)发出的光预成形的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)；次级光学装置(3)，用于使由第一光单元(1)的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)发出的光(20)在车辆前方的区域中成像为第一光分布(L1)并且使由第二光单元(2、2')的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)发出的光(21)成像为第二光分布(L2)；用于操控第一光单元(1)和第二光单元(2、2')以产生由第一光分布(L1)和第二光分布(L2)组成的光分布的器件；光阑(6、6')，具有用于在第一光分布(L1)中产生明暗边界(HDG)的光阑边缘(7)，其特征在于，所述第一光单元(1)和/或所述第二光单元(2)的初级光学装置(91、92、93、94、95；121、122、123；151、152、153)包括多个光导元件，所述光导元件不同成形地被构造，使得从所述光导元件射出的光(20、21)通过配设给所述第一光单元(1)和所述第二光单元(2、2')的次级光学装置(3)分别被成像成所述第一光分布(L1)和所述第二光分布(L2)的不同的子光分布(TL12、TL13、TL14、TL15、TL21、TL22、TL23)。

Description

用于车辆的投射式前照灯
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的投射式前照灯，具有：第一光单元，包含光源和用于使由光源射出的光预成形的初级光学装置；第二光单元，包含光源和用于使由光源射出的光预成形的初级光学装置；次级光学装置，用于将由第一光单元的初级光学装置射出的光在车辆前方的区域中成像为第一光分布，并且将由第二光单元的初级光学装置射出的光成像为第二光分布；用于操控第一光单元和第二光单元以产生由第一光分布和第二光分布组成的光分布的器件；光阑，具有用于在第一光分布中产生明暗边界的光阑边缘。
背景技术
由EP 2 034 235 A1已知一种用于车辆的投射式前照灯，该投射式前照灯具有包含光源和用于使由光源射出的光预变形的初级光学装置的第一光单元以及包含光源和用于使由光源射出的光预成形的初级光学装置的第二光单元。投射式前照灯还具有带有用于产生明暗边界的光阑边缘的光阑和次级光学装置，从而由第一光单元射出的光导致第一光分布、例如具有限定的明暗边界的近光分布。由第二光单元射出的光由次级光学装置成像为第二光分布。第一光单元和第二光单元的初级光学装置构造为反射器，反射器必须使横向于投射式前照灯的主射出方向定向的光源的光偏转到处于上游的次级光学装置的方向上。投射式前照灯的缺点是，由于通过反射器间接的光偏转，仅有限的光流可以被用于产生光分布。
由没有预先公开的德国专利申请10 2018 110 793.5已知一种用于车辆的投射式前照灯，具有包含光源和初级光学装置的第一光单元以及包含光源和初级光学装置的第二光单元，所述第一光单元和所述第二光单元配设有作为次级光学装置的单独的透镜。光单元的初级光学装置以及具有用于产生光分布的明暗边界的光阑边缘的光阑彼此一件式地互相连接，从而可以提供具有尽可能最大程度地避免制造和安装公差的投射式前照灯。虽然通过光源的布置以及初级光学装置作为光导元件的构造可以提供高的光流或大的光输出。然而，次级光学装置由多个透镜元件组成，这些透镜元件要求提高的制造成本以及结构空间。
发明内容
因此，本发明的任务是，改进用于车辆的投射式前照灯，使得节省结构空间地产生尽可能高的光流以产生不同的光分布，其中，尤其是不仅制造公差而且安装公差都可以保持得尽可能小。
为了解决该任务，结合权利要求1的前序部分的本发明的特征在于，第一光单元和/或第二光单元的初级光学装置包括多个光导元件，这些光导元件不同地构造，使得从光导元件射出的光通过配设给第一光单元和第二光单元的次级光学装置成像为第一光分布或第二光分布的不同的子光分布。
本发明的特别的优点在于，在最大可能地避免制造公差和安装公差的情况下，可以提供具有相对高的光输出的不同的光分布，其中，次级光学装置通过配设给所有光单元的一个构件形成。本发明的基本构思是，由光单元或光单元的初级光学装置产生的子光流聚集成光通道，该光通道通过次级光学装置成像成多个子光分布或光分布，从而通过叠加子光分布或光分布产生预设的所得的光分布。光单元的构造为光导元件的初级光学装置被构造成，使得通过同一次级光学装置产生相应的子光分布或光分布。本发明因此实现了紧凑且强大的投射式前照灯。
根据本发明的优选的实施方式，次级光学装置被构造为透镜(单透镜)，该透镜处于第一光单元和第二光单元的上游。如果尤其第一光单元和第二光单元竖直地相叠布置，则可以根据对第一光单元和第二光单元的光源的操控以节省结构空间的方式产生组合的近光分布/远光分布。
根据本发明的改进方案，第一光单元和第二光单元的初级光学装置与光阑一件式地连接，从而缩短了构件的公差链。
根据本发明的改进方案，次级光学装置被构造为具有单个光轴的会聚透镜，该光轴沿投射式前照灯的主射出方向延伸。第一光单元和第二光单元的初级光学装置因此对准会聚透镜。
根据本发明的改进方案，第一光单元和第二光单元的初级光学装置和光阑构造为通过注塑制造的结构单元。由此可以有利地降低制造成本。
根据本发明的改进方案，第一光单元和/或第二光单元的初级光学装置在光导方向上或在主射出方向上的延伸尺寸小于光阑在相同方向上的延伸尺寸的一半。因此，初级光学装置具有相对较短的结构深度，从而初级光学装置的光耦合输出面能够更精确地偏转耦合输入的光。
根据本发明的改进方案，第一光单元的初级光学装置在竖直方向上布置在第二光单元的初级光学装置上方。第一光单元用于产生作为基础光分布的第一光分布，该第一光分布基本布置在水平的零线以下。第二光单元的初级光学装置用于产生第二有效距离光分布，所述第二有效距离光分布基本布置在水平的零线上方。有利地，投射式前照灯由此紧凑地构造为投射光模块。
本发明的其他优点由其他从属权利要求得出。
附图说明
下面借助于附图更详细说明本发明的实施例。
在此，示出：
图1示出根据本发明的第一实施方式的投射式前照灯的俯视图，
图2示出根据本发明的第一实施方式的投射式前照灯的底视图，
图3示出根据本发明的第一实施方式的投射式前照灯的侧视图，
图4示出在25m距离的测量墙上的示意光分布，该光分布可借助根据本发明的投射式前照灯产生，
图5示出根据本发明的第二实施方式的投射式前照灯的俯视图，并且
图6示出根据本发明的第二实施方式的投射式前照灯的侧视图。
具体实施方式
用于车辆的投射式前照灯安装在车辆的前部区域中。投射式前照灯具有壳体，在该壳体内布置有下面描述的光学构件。壳体的开口通过玻璃般透明的盖板封闭。
根据本发明的第一实施方式，根据图1至图3，投射式前照灯具有第一光单元1和第二光单元2，它们配设有共同的次级光学装置3，该次级光学装置沿主射出方向H布置在第一光单元1和第二光单元2的前方。
次级光学装置3被构造为具有单个光轴A的透镜。透镜3构造为会聚透镜、尤其是平凸的会聚透镜，其中，透镜3的平坦面4用作光入射面并且透镜3的凸面5用作光出射面。备选地，透镜3也可以具有双凸的或其他的透镜几何形状。
次级光学装置3的光轴A在水平的边界面G中延伸，该边界面将第一光单元1与第二光单元2连接，和/或具有在主射出方向H上处于前面的光阑边缘7'的光阑6在该边界面中延伸。光阑6的光阑边缘7'处于透镜3的焦点中。
第一光单元1布置在边界面G或光轴A上方并且具有一定数量的光源8以及一定数量的初级光学装置9。在本实施例中，第一光单元1具有在水平方向上并排布置的五个初级光学装置91、92、93、94、95。为初级光学装置91、92、93、94、95分别配设单独的光源8。初级光学装置91、92、93、94、95分别构造为光导元件，光导元件具有面向光源8的光耦合输入面10和在背离光源8的一侧上布置的光耦合输出面111、112、113、114、115。光耦合输出面111、112、113、114、115不同地成形，从而在相应地操控或接通第一光单元1的光源8时耦合输出的光20借助透镜3产生不同的子光分布TL11、TL12、TL13、TL14、TL15，所述子光分布通过叠加形成由第一光单元1产生的第一光分布L1。初级光学装置91、92、93、94、95的光耦合输入面10优选相同地构造。因此，在接通第一光单元1的所有光源8时，借助次级光学装置3在根据图4的测量屏上成像近光分布L1。子光分布TL11、TL12、TL13、TL14、TL15叠加成近光分布L1。
光阑边缘7成像为近光分布L1的明暗边界HDG。
在竖直方向上，在第一光单元1的下方布置有第二光单元2，所述第二光单元具有多个初级光学装置121、122、123，所述多个初级光学装置分别配设有光源8。第二光单元2的初级光学装置121、122、123构造为光导元件，所述光导元件分别具有朝向光源8的光耦合输入面13和光偏转面141、142、143。初级光学装置121、122、123的光偏转面141、142、143分别由初级光学装置121、122、123的周面形成，所述周面将耦合输入到初级光学装置121、122、123中的光21通过全反射在沿纵向延伸方向延伸的光导方向上进一步传导，该光导方向在此与主射出方向H一致，从而耦合输入的光21在初级光学装置121、122、123和/或光阑6的前侧区域中耦合输出。在本实施例中，耦合输入的光21仅在光阑6的被构造为光耦合输出面的前侧7上耦合输出。在光阑6的前侧7上耦合输出的光21借助于次级光学装置3成像为子光分布TL21、T22、TL23，其中，这些子光分布叠加成第二光分布L2。
因此，第二光单元2的第二光分布L2用作有效距离光分布，而第一光单元1的光分布L1用作基础光分布。在第一光单元1和第二光单元2的光源8均被接通时，为此，根据本发明的装置具有用于操控的器件，第一光分布L1和第二光分布L2叠加为远光分布。
因此，根据光耦合输出面111、112、113、114、115或光偏转面141、142、143的构造或造型产生子光分布TL11、TL12、TL13、TL14、TL15，其中，相邻的子光分布叠加。备选地，光耦合输出面111、112、113、114、115也能够被构造成，使得相邻的子光分布TL11、TL12、TL13、TL14、TL15直接彼此邻接。
相同的构件或构件功能设有相同的附图标记。
从图3中可以看出，第二光单元2的初级光学装置121、122、123在主射出方向H上具有相对大的延伸，即与初级光学装置91、92、93、94、95的水平长度相比具有相对大的水平长度l2。初级光学装置121、122、123的整个光偏转面141、142、143一直伸展到光阑6的前部区域中，具有光阑边缘7'的光出射面7处于该前部区域中。第一光单元1的初级光学装置91、92、93、94、95的长度l1小于光阑6的长度的一半lB，而初级光学装置121、122、123的长度l2大于光阑6的长度的一半lB或者光耦合输出面7与光源8或者光耦合输入面10、13的距离。
光源8优选构造为LED光源，所述LED光源优选布置在一个竖直的共同的平面中。因此，第一光单元1和第二光单元2的光耦合输入面10、13也布置在相同的竖直平面中。
光阑6以及第一光单元1和第二光单元2的初级光学装置91、92、93、94、95和初级光学装置121、122、123一件式地互相连接。它们通过注塑制造。
根据按照图5和图6的第二实施方式，设置了投射式前照灯，该投射式前照灯与按照图1至图3的投射式前照灯的区别在于，该投射式前照灯具有不同的第二光单元2'以及不同的光阑6'。
第二光单元2'具有初级光学装置151、152、153，所述初级光学装置的在主射出方向H上的延伸尺寸或者说所述初级光学装置的水平长度l2'小于光阑6的长度的一半lB。因此，第二光单元2'的初级光学装置151、152、153的尺寸与第一光单元1的初级光学装置91、92、93、94、95是可比的。初级光学装置151、152、153分别具有用于使耦合输入的光21全反射的周面或光偏转面以及光耦合输出面22，如初级光学装置91、92、93、94、95那样。
在形成光阑边缘7'的情况下，光阑6'在主射出方向H上被构造为逐渐变尖的。
光阑6'作为完成的构件地作为插入件插入注塑机的模具中并且随后由塑料块包封注塑以形成第一光单元1的初级光学装置91、92、93、94、95和第二光单元2'的初级光学装置151、152、153。第一光单元1和第二光单元2'以及光阑6'同样如在第一实施方式中那样一件式地制造或者构造为一件式的构件。
第二光单元2'的初级光学装置151、152、153具有光耦合输出面16，使得在相应地接通光源8时，借助会聚透镜产生子光分布TL22、TL22、TL23以用于产生第二光分布L2。
根据本发明的未示出的备选的实施方式，第一光单元1和第二光单元2、2'的初级光学装置也可以具有其他数量。
光阑6、6'设有反射材料，例如蒸镀有镜反射的面。
附图标记列表
1 第一光单元
2、2' 第二光单元
3 次级光学装置
4 平坦面
5 凸面
6、6' 光阑
7 光耦合输出面
7' 光阑边缘
8 光源
91，...95 初级光学装置
10 光耦合输入面
111，...115 光耦合输出面
121，...123 初级光学装置
13 光耦合输入面
141，...143 光偏转面
151，...153 初级光学装置
16 光耦合输出面
20 光
21 光
22 光耦合输出面
H 主射出方向
HDG 明暗边界
A 轴线
G 边界面
l1、l2 长度
lB 延伸尺寸的一半
l2' 水平长度
TL11，...TL23 子光分布
L1、L2 光分布

Claims (14)

1.一种用于车辆的投射式前照灯，所述投射式前照灯具有：
-第一光单元(1)，包含光源(8)和用于使由光源(8)射出的光预成形的初级光学装置(91、92、93、94、95)，
-第二光单元(2、2')，包含光源(8)和用于使由光源(8)射出的光预成形的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)，
-次级光学装置(3)，用于使由第一光单元(1)的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)发出的光(20)在车辆前方的区域中成像为第一光分布(L1)并且使由第二光单元(2、2')的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)发出的光(21)成像为第二光分布(L2)，
-用于操控第一光单元(1)和第二光单元(2、2')以产生由第一光分布(L1)和第二光分布(L2)组成的光分布的器件，
-光阑(6、6')，具有用于在第一光分布(L1)中产生明暗边界(HDG)的光阑边缘(7)，
其特征在于，所述第一光单元(1)和/或所述第二光单元(2)的初级光学装置(91、92、93、94、95；121、122、123；151、152、153)包括多个光导元件，所述多个光导元件不同成形地被构造，使得从所述光导元件射出的光(20、21)通过配设给第一光单元(1)和第二光单元(2、2')的次级光学装置(3)分别被成像成第一光分布(L1)和第二光分布(L2)的不同的子光分布(TL12、TL13、TL14、TL15、TL21、TL22、TL23)。
2.根据权利要求1所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第一光单元(1)的初级光学装置(91、92、93、94、95)和所述第二光单元(2)的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)和所述光阑(6、6')一件式地互相连接。
3.根据权利要求1或2所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第一光单元(1)的初级光学装置(91、92、93、94、95)在面向光源(8)的一侧上具有光耦合输入面(10)并且在背离光源(8)的一侧上具有光耦合输出面(111，112、113、114、115)，其中，所述光耦合输出面(111、112、113、114、115)被成形为，使得从所述光耦合输出面中的多个光耦合输出面(111、112、113、114、115)中耦合输出的光(20)在不同的方向上耦合输出，从而所述光借助于同一个次级光学装置成像为不同的子光分布(TL12、TL13、TL14、TL15)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第二光单元(2、2')的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)在面向光源(8)的一侧上具有光耦合输入面(13)并且在背离光源(8)的一侧上具有光耦合输出面(7、22)，其中，所述光耦合输出面(7、22)被成形为，使得由多个光偏转面(141、142、143)预成形的光(21)在不同的方向上耦合输出，从而所述由多个光偏转面预成形的光借助于同一个次级光学装置(3)成像为不同的子光分布(TL21、TL22、TL23)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述次级光学装置被构造为单透镜(3)。
6.根据权利要求5所述的投射式前照灯，其特征在于，所述透镜(3)被构造为具有单个光轴(A)的会聚透镜。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第一光单元(1)的和所述第二光单元(2、2')的初级光学装置(91、92、93、94、95；121、122、123；151、152、153)和所述光阑(6、6')形成一个共同的结构单元，所述结构单元通过注塑制成。
8.根据权利要求7所述的投射式前照灯，其特征在于，所述光阑(6、6')与所述第一光单元(1)的和所述第二光单元(2')的初级光学装置(91、92、93、94、95；151、152、153)通过对它们进行包封注塑而连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第一光单元(1)的和/或所述第二光单元(2')的初级光学装置(91、92、93、94、95；151、152、153)沿主射出方向(H)的延伸尺寸小于光阑(6、6')的延伸尺寸的一半(lB)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述光阑(6、6')具有沿主射出方向(H)在前面布置的光阑边缘(7')，所述光阑边缘被成形为，使得第一光分布(L1)在仅操控第一光单元(1)的光源(8)时具有预设的明暗边界(HDG)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第一光单元(1)的初级光学装置(91、92、93、94、95)被构造成，使得借助次级光学装置(3)产生第一光分布(L1)作为水平零线以下的基础光分布，并且所述第二光单元(2、2')的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)被构造成，使得借助次级光学装置(3)产生第二光分布(L2)作为水平零线以上的有效距离光分布。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述光阑(6、6')至少部分地涂覆有反射材料。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述光源(8)的光轴(A)沿主射出方向(H)延伸。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的投射式前照灯，其特征在于，所述第一光单元(1)的初级光学装置(91、92、93、94、95)竖直地布置在第二光单元(2、2')的初级光学装置(121、122、123；151、152、153)上方。
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