CN115917389A - 用于机动车辆前照灯的光模块的物镜组件 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于机动车辆前照灯的光模块的物镜组件，该物镜组件具有第一透镜、第一半壳和第二半壳。物镜组件具有第二透镜，该第二透镜与第一透镜一起以形状配合的方式保持在两个半壳中。

Description

用于机动车辆前照灯的光模块的物镜组件

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车辆前照灯的光模块的物镜组件。

背景技术

这种物镜组件从DE102014216127A1中已知。已知的物镜组件具有第一透镜、第一半壳和第二半壳。两个半壳各自具有第一部段和第二部段。第一部段设置成包围第一透镜的边缘。第一透镜具有第一光轴，该第一光轴在半壳的内部中在第一部段和第二部段之间伸展。

已知的物镜组件具有单个投影透镜作为物镜。部段在已知的物镜组件中表示物镜组件沿平行于光轴的方向的端部。在已知的物镜组件的第二端部处布置有光源。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机动车辆前照灯的高分辨率的光模块的物镜组件，该物镜组件具有多个透镜，该多个透镜相对于彼此精确地且以高的温度稳定性定位并固定。物镜组件的特征应在于构件数量少，公差链小、以及安装简单。此外，不需要用于避免太阳负荷(Sunload)和散射光的附加件。术语“太阳负荷”是指在由光模块的光学部件的聚焦作用引起的不利情况下会导致光模块中的局部不期望的或甚至危害构件的高温的太阳辐射作用。透镜内有各种原因导致散射光并进而影响光分布，例如在部分远光时散射光到达应为暗的光分布区域。散射光的一个可能来源是透镜边缘，在这些透镜边缘处，实际表面通常比在透镜中部中更强地偏离目标表面。

该目的利用权利要求1的特征总和来实现。本发明与开头提到的现有技术的不同之处在于：物镜组件具有第二透镜，该第二透镜具有与第一光轴重合的光轴；第二部段设置成包围第二透镜的边缘；第一半壳具有两个第一抵靠表面，并且第二半壳具有两个第二抵靠表面，其中，抵靠表面各自从第一部段连续地延伸到第二部段，从而在每种情况下第一抵靠表面中的一个从第一部段到第二部段连续地抵靠第二抵靠表面中的一个；以及两个半壳在组装状态下产生管，该管在其第一部段处由透镜封闭，并且该管包围光轴的在两个透镜之间伸展的部分。

通过在物镜组件中使用第二透镜，可以改进将内部光分布通过物镜组件成像为机动车辆前照灯的外部光分布的清晰度。由此，高分辨率的内部光分布，例如可利用微发光二极管或微镜芯片(DMD，digital mirror device(数字镜装置))产生的内部光分布，也可以在保持其分辨率的情况下成像为可由光模块或机动车辆前照灯发射的光的外部光分布。

由于第二部段设置成包围第二透镜的边缘，因而第二透镜可以精确地定位并牢固地保持在光模块中。由于第一半壳具有两个第一抵靠表面，并且第二半壳具有两个第二抵靠表面，其中，抵靠表面各自从第一部段连续地延伸到第二部段，从而在每种情况下第一抵靠表面中的一个从第一部段到第二部段连续地抵靠第二抵靠表面中的一个，因而产生两个透镜相对于彼此的精确保持。由于两个半壳在组装状态下产生管，该管在其第一部段处由透镜封闭，并且该管包围光轴的在两个透镜之间伸展的部分，因而在物镜组件的内部中传播的有用光的光束路径不会因太阳光的外部作用影响或因内部散射光而受损。

一个优选设计方案的特征在于，第一部段设置成如此包围第一透镜的边缘，使得第一透镜的位置沿其光轴的两个方向以形状配合的方式固定。由此，第一透镜以少的安装费用、少量的构件和小的公差保持在物镜组件中。

还优选的是，第二部段设置成如此包围第二透镜的边缘，使得第二透镜的位置沿其光轴的两个方向以形状配合的方式固定。由此，第二透镜以少的安装费用、少量的构件和小的公差保持在物镜组件中。

还优选的是，两个半壳彼此抵靠所利用的抵靠表面位于一平面中，光轴也在该平面中伸展。光轴通常在一平面中伸展，第一透镜的直径和第二透镜的直径也位于该平面中。透镜可以由此在安装物镜组件时无应力地嵌入到两个半壳中的一个中。

另一个优选设计方案的特征在于，两个半壳相对于彼此的布置由彼此接合的形状配合结构限定，这些形状配合结构布置在抵靠表面中并从抵靠表面中突出和/或是例如盲孔之类的凹陷部。由此，半壳相对于彼此的位置以及因此还有第一透镜和第二透镜相对于彼此的位置被精确地确定，这对于由物镜组件介导的光学成像的质量是有利的。

还优选的是，两个半壳具有径向向外突出的突出部和沿圆周方向布置的保持弹簧，这些保持弹簧在弹性变形状态下接合在突出部后方并且在这种情况下产生沿半壳的垂直于光轴的圆周方向作用的并将彼此抵靠的抵靠表面彼此压靠的夹紧力。由此，实现了物镜组件的简单预安装。然后，具有插入的透镜的物镜组件可以在光模块的进一步组装时容易地整体处理。在后续的操作中，弹性张力引起良好的抗振动性，因为张力一方面允许两个半壳彼此相对的小的相对运动，另一方面通过间隙补偿恢复力确保半壳和透镜的稳定连接，即使在振动的作用下也是如此。

还优选的是，至少第一透镜在垂直于其光轴的表面中具有圆形横截面。

另一个优选设计方案的特征在于，光模块具有物镜载体，该物镜载体具有圆形开口，并且该物镜载体沿轴向方向以形状配合和径向力配合的方式包围第一端部。

还优选的是，半壳由液晶聚合物组成。液晶聚合物具有的优点是，即使在大的温度波动(例如-20℃至100℃)下也具有高的形状稳定性。半壳的低的热膨胀和高的形状稳定性产生透镜在物镜组件中的稳定位置。这尤其与产生高分辨率的内部光分布相结合是有利的。透镜位置的温度越稳定，由物镜组件的温度变化引起的外部光分布的失真就越小，该外部光分布通过借助物镜组件对内部光分布进行成像而产生。

还优选的是，半壳具有内壁，这些内壁设置有防散射光结构。

另一个优选设计方案的特征在于，防散射光结构形成到内壁中。

另外的优点从以下描述、附图和从属权利要求中产生。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上面提到的特征以及下面仍然要说明的特征不仅可以以相应给定的组合使用，而且可以以其他组合使用或单独使用。

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中更详细地予以说明。

附图说明

在这里，附图分别以示意图形式示出：

图1示出了根据本发明的机动车辆前照灯的实施例；

图2示出了第一半壳的实施例；

图3示出了第二半壳的实施例；以及

图4示出了图2和图3的物体处于组装成物镜组件的状态。

具体实施方式

详细地，图1示出了具有壳体12的机动车辆前照灯10，该壳体12的光出射开口由透明盖板14覆盖。在壳体12的内部中布置有机动车辆前照灯10的光模块16。光模块16具有光源18和物镜组件20。z方向是光模块的主发射方向。x方向在机动车辆前照灯按预期使用时是垂直的。y方向在机动车辆前照灯按预期使用时是水平的。

光源18设置成产生内部光分布。光源18例如由单独和/或成组可控制的微发光二极管22'的布置22组成。(对应于高数量的微发光二极管为高分辨率的)光分布则例如在布置22的光出射表面上产生，该光出射表面在这种情况下同时是光源18的光出射表面。分辨率受限于单个微发光二极管22'的光出射表面的尺寸。替代地，光源18也可以是由光强半导体光源和具有单独或分组可调节的微镜的微镜布置(DMD：digital mirror device(数字镜装置))构成的布置。在这里，微镜由半导体光源照明，并且微镜取决于镜位置将光反射到物镜组件或其他方向。

物镜组件20设置成将内部光分布作为外部光分布投射到沿z方向位于机动车辆前照灯10前方的半空间中。物镜组件具有例如圆柱形、尤其是圆柱基本形状。在这里，圆柱轴例如位于z-方向上，并且圆柱基本形状的主导曲线是闭环，该闭环例如位于x-z平面中。

物镜组件20具有第一透镜24、第一半壳26和第二半壳28。在组装状态下，两个半壳26、28形成管，该管具有所述的基本形状。第一透镜24是物镜组件20的光出射透镜。

两个半壳26、28中的每一个均具有第一部段和第二部段。第一半壳26具有第一部段26.1和第二部段26.2。类似地，第二半壳28具有第一部段28.1和第二部段28.2。

第一部段26.1、28.1各自设置成以形状配合的方式如此包围第一透镜24的边缘24.1，使得第一透镜的位置沿其光轴的两个方向以形状配合的方式固定。由此，第一透镜以少的安装费用、少量的构件和小的公差保持在物镜组件中。

形状配合件在一个设计方案在透镜边缘的整个圆周上延伸，该透镜边缘位于横向于光轴的表面中。替代于此，形状配合件在透镜边缘的各个部分部段上延伸。透镜边缘例如实现为围绕透镜的光学相关中心部分伸展的套环。这些部段具有凹槽，这些凹槽根据形状和尺寸形成负成像然后正成像的套环。这优选地适用于布置在物镜组件中的所有透镜。部分部段的数量优选地等于三个，以便实现透镜在部分部段中的自动定心。部分部段优选地在圆周上等距分布地布置。

类似于此，第二部段26.2、28.2设置成以形状配合的方式如此包围第二透镜30的边缘30.1，使得第二透镜的位置沿其光轴的两个方向以形状配合的方式固定。由此，第二透镜也以少的安装费用、少量的构件和小的公差保持在物镜组件中。

在此，形状配合件也在一个设计方案在透镜边缘的整个圆周上延伸，该透镜边缘位于横向于光轴的表面中。替代于此，形状配合件在透镜边缘的各个部分部段上延伸。部分部段的数量优选地等于三个，以便实现透镜在部分部段中的自动定心。部分部段优选地在圆周上等距分布地布置。

边缘24.1和30.1优选地在平行于x-y平面的表面中伸展。第一透镜24具有第一光轴24.2，该第一光轴24.2在半壳26、28的内部中在第一部段26.1、28.1和第二部段26.2、28.2之间伸展。第一光轴24.2例如与z方向重合。第二透镜30优选地具有与第一光轴24.2重合的光轴。

图2以斜视图示出了第一半壳24连同第一透镜24、第二透镜30、第三透镜32和第四透镜34的实施例。第三透镜32和第四透镜34仅可选地存在。

图3示出了与其互补的第二半壳28。第一半壳26具有两个第一抵靠表面26.3、26.4，并且第二半壳28具有两个第二抵靠表面28.3、28.4。第二抵靠表面28.4也在图1中作为边缘可见。

抵靠表面各自至少从第一部段26.1连续地延伸到第二部段26.2，从而在每种情况下第一抵靠表面26.3、26.4中的一个从第一部段26.1到第二部段26.2连续地抵靠第二抵靠表面28.3、28.4中的一个。

例如，抵靠表面26.4和28.4至少从第一部段26.1连续地延伸到第二部段26.2，从而第一抵靠表面26.4从第一部段26.1到第二部段连续地抵靠第二抵靠表面28.4。

两个半壳26、28相对于彼此的布置由彼此接合的形状配合结构限定，这些形状配合结构布置在抵靠表面26.3、26.4、28.3、28.4中。形状配合结构优选为相应一个半壳中的凸起部29(例如配合销)，这些凸起部29相对于相应另一个半壳中的凹陷部31是负像。

半壳26、28由液晶聚合物组成。如图3所示，半壳26、28的内壁设置有防散射光结构33。在一个设计方案中，防散射光结构33是形成到内壁中的沟槽(沟道)。替代地，散射结构可以由黑色涂层组成或具有这种涂层。

在本发明中，将透镜保持在支架中的肋可以升高，以覆盖透镜的边缘并因此减少散射光(这可以在物镜的光入射侧上实现)。也可以插入附加肋，这些附加肋则在成品物镜中实现光圈的功能。在图3中可以清楚地看到肋。在一个优选设计方案中，肋也是不同高的。

图4示出了图2和图3的物体处于组装成物镜组件的状态。在这种状态下，两个半壳26、28产生具有第一部段和第二部段的管，该管在其第一部段26.1处由第一透镜24封闭并且包围光轴24.2的在两个透镜24、30之间伸展的部分。第二透镜30将管在其第二部段26.2处封闭。第一部段优选地形成第一管端部。第二部段优选地形成第二管端部。管优选地具有以光轴为圆柱轴的圆柱基本形状。抵靠表面位于该基本形状的纵截面中，圆柱轴也在该纵截面中伸展。圆柱轴与光轴24.1重合。

管在组装状态下优选地仅具有设置用于收纳第一透镜和第二透镜的开口。由此，在物镜组件的内部中传播的有用光的光束路径不受来自环境的散射光和/或太阳光的从外部产生的影响。

两个半壳彼此抵靠所利用的抵靠表面位于一平面中，光轴24.2也在该平面中伸展。光轴24.2通常横向于一平面伸展，第一透镜或第二透镜的直径也位于该平面中。透镜可以由此在安装物镜组件时无应力地嵌入到两个半壳中的一个中。

两个半壳26、28具有径向向外突出的突出部和沿圆周方向布置的保持弹簧35，这些保持弹簧35在弹性变形状态下接合在突出部后方并且在这种情况下产生沿半壳的垂直于光轴24.2的圆周作用的并将彼此抵靠的抵靠表面彼此压靠的夹紧力。保持弹簧35优选地是由弹簧钢制成的板簧，其具有向内弯曲的端部36，该端部36在其形状上如此适配于突出部，使得保持弹簧35可以在弹性变形状态下接合在这些突出部后方。突出部在图4中由安装的板簧35覆盖。

至少第一透镜24在垂直于其光轴的表面中具有圆形横截面。

物镜载体38具有圆形开口并且以形状配合和/或力配合的方式包围第一端部。半壳具有径向(横向于光轴24.2)突出的突片40，利用这些突片40可以将半壳与物镜载体38一起旋紧。为此使用图4所示的螺钉42，这些螺钉42的取向表示其旋入方向。如此形成的由物镜载体38和物镜组件20构成的组件在光模块中在其相对于光源的位置处被设定。

透镜的形状以及因此上述闭环的形状无须一定是圆形。至关重要的是，半壳的形状部分地对应于透镜边缘的形状并因此确定透镜在物镜组件中的精确限定位置。该位置通过优选两个固定元件例如保持弹簧35预固定在限定位置处。随后将如此形成的物镜组件与物镜载体38组装。由此，两个半壳的弹性结合以及因此布置在两个半壳中的整个透镜组的弹性结合得到持久加强。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆前照灯(10)的光模块(12)的物镜组件(20)，所述物镜组件(20)具有第一透镜(24)、第一半壳(26)和第二半壳(28)，其中，所述两个半壳(26，28)各自具有第一部段(26.1，28.1)和第二部段(26.2，28.2)，所述第一部段(26.1，28.1)设置成包围所述第一透镜(24)的边缘(24.1)，并且其中，所述第一透镜(24.1)具有第一光轴(24.2)，所述第一光轴(24.2)在所述半壳(26，28)的内部中在第一部段(26.1，28.1)和第二部段(26.2，28.2)之间伸展，其特征在于，所述物镜组件(20)具有第二透镜(30)，所述第二透镜(30)具有与所述第一光轴(24.1)重合的光轴；所述第二部段(26.2，28.2)设置成包围所述第二透镜(30)的边缘(30.1)；所述第一半壳(26)具有两个第一抵靠表面(26.3，26.4)，并且所述第二半壳(28)具有两个第二抵靠表面(28.3，28.4)，其中，所述抵靠表面各自从所述第一部段(26.1，28.1)连续地延伸到所述第二部段(26.2，28.2)，从而在每种情况下所述第一抵靠表面(26.3，26.4)中的一个从所述第一部段(26.1，28.1)到所述第二部段(26.2，28.2)连续地抵靠所述第二抵靠表面(28.3，28.4)中的一个；以及所述两个半壳(26，28)在组装状态下产生管，所述管在其第一部段(26.1，28.1)处由透镜(24)封闭，并且所述管包围所述光轴(24.1)的在所述两个透镜(24，30)之间伸展的部分。

2.根据权利要求1所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述第一部段(26.1，28.1)设置成如此包围所述第一透镜(24)的边缘，使得所述第一透镜(24)的位置沿其光轴(24.1)的两个方向以形状配合的方式固定。

3.根据权利要求1或2所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述第二部段(26.2，28.2)设置成如此包围所述第二透镜的边缘，使得所述第二透镜(30)的位置沿其光轴的两个方向以形状配合的方式固定。

4.根据前述权利要求中任一项所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述两个半壳(26，28)彼此抵靠所利用的所述抵靠表面(26.3，26.4，28.3，28.4)位于一平面中，所述光轴(24.1)也在所述平面中伸展。

5.根据前述权利要求中任一项所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述两个半壳(26，28)相对于彼此的布置由彼此接合的形状配合结构(29，31)限定，所述形状配合结构(29，31)布置在所述抵靠表面中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述两个半壳(26，28)具有径向向外突出的突出部和保持弹簧(35)，所述保持弹簧(35)在弹性变形状态下接合在所述突出部后方并且在这种情况下产生沿所述半壳(26，28)的垂直于所述光轴(24.1)的圆周方向作用的并将彼此抵靠的抵靠表面彼此压靠的夹紧力。

7.根据前述权利要求中任一项所述的物镜组件(20)，其特征在于，至少所述第一透镜(24)在垂直于其光轴(24.1)的表面中具有圆形横截面。

8.根据权利要求7所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述物镜组件(20)具有物镜载体(38)，所述物镜载体(38)具有开口，并且所述物镜载体(38)沿轴向方向以形状配合和径向力配合的方式包围第一端部。

9.根据前述权利要求中任一项所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述半壳(26，28)由液晶聚合物组成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述半壳具有内壁，所述内壁设置有防散射光结构(33)。

11.根据权利要求8所述的物镜组件(20)，其特征在于，所述防散射光结构(33)形成到内壁中。

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