CN117190118A - 用于机动车前大灯或机动车的照明设备和机动车前大灯 - Google Patents

用于机动车前大灯或机动车的照明设备和机动车前大灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于机动车前大灯的照明设备和具有照明设备的机动车前大灯，其中照明设备具有发光机构和与发光机构相关联的光学设备，其中光学设备具有设立用于设定光学设备的运行状态的设定机构，其中在第一运行状态中，光学设备借助发光机构的光构成第一光功能，以及在第二运行状态中借助发光机构的光构成与第一光功能不同的第二光功能，其中发光机构包括以最小间距彼此间隔开的多个光源，其中光学设备具有散射元件，所述散射元件设立用于使光源的光散射，其中设定机构设立用于设定光学设备，使得在第一运行状态中，光学设备具有距光源的第一法线间距，以及在第二运行状态中，光学设备具有距光源的第二法线间距，其中第二法线间距大于第一法线间距。

Description

用于机动车前大灯或机动车的照明设备和机动车前大灯
技术领域
本发明涉及一种用于机动车前大灯或机动车的照明设备，其中照明设备具有发光机构和与发光机构相关联的光学设备，其中发光机构设立用于产生光并且将所产生的光放射到光学设备上，以及光学设备设立用于实现由发光机构的光构成的至少两个不同的光功能，
其中光学设备包括光学有效区域，所述光学有效区域具有光学轴线和主平面，其中光学有效区域具有光入射面和与光入射面相对置的光出射面，其中由发光机构放射的光经由光入射面入射到光学设备的光学有效区域中，穿过光学设备的光学有效区域以及经由光出射面从光学设备的光学有效区域出射，其中光学设备具有设定机构，所述设定机构设立用于设定光学设备的运行状态，其中设有光学设备的至少两个不同的运行状态，
其中在第一运行状态中，光学设备借助在穿过光学有效区域时的发光机构的光构成第一光功能，以及在第二运行状态中，光学设备借助在穿过光学有效区域时的发光机构的光构成第二光功能。
本发明还涉及一种具有照明设备的机动车前大灯。
背景技术
在现有技术中已知用于机动车前大灯的照明设备。也已知的是，借助这种照明设备可以实现多个光功能。不利地，这种照明设备通常包括大量光技术的部件，例如不同地设计的投影透镜和与所述投影透镜相关联的、通常不同的光源，以便可以产生多个光功能。
发明内容
本发明的目的在于，减少或消除现有技术的缺点。因此，本发明尤其以如下为目标：实现可以实现多个光功能以及在此具有尽可能简单的或少部件的构造的照明设备。
所述目的通过根据本发明的照明设备来实现。优选的实施方案在下面的描述中说明。
根据本发明，发光机构包括以最小间距彼此间隔开的多个光源，所述光源在光源面中分布地、优选地均匀分布地设置在发光机构的光源承载件处，其中每个光源放射具有张角的发散的光束，所述光束沿着主放射方向传播，其中每个光束在光学设备的光学有效区域处构成光斑，
其中光学设备的光学有效区域具有散射元件，所述散射元件设立用于使光源的光在穿过光学有效区域时围绕主放射方向散射，
其中设定机构设立用于设定光学设备，使得在第一运行状态中，光学设备的光学有效区域具有距光源面的第一法线间距，以及在第二运行状态中，光学设备的光学有效区域具有距光源面的第二法线间距，其中第一法线间距使得两个相邻的光源的光束在光学有效区域处的光斑不重叠，其中第二法线间距大于第一法线间距，使得两个相邻的光源的光束在光学有效区域处的光斑至少部分地重叠。
在第二运行状态中，通过光斑或光束的重叠，得出如下优点：各个光源或光束的光重叠成整体光图像(或整体光束)，所述整体光图像限定第二光功能，其中有利地，在第一运行状态中，第一光功能由于不重叠的光束而通过光源的各个光束限定。因此，可以根据光学设备(或其光学有效区域)与发光机构的光源之间的法线间距产生不同的光功能。光学设备的光学有效区域尤其可以漫散射地构成，其中通过在光学设备的光学有效区域与光源之间的在第二运行状态中增大的第二法线间距以及通过可由此产生的光束和光束在穿过光学有效区域时的散射的重叠，可以在光学有效区域的光出射面处实现基本上(对于观察者)不清晰的或漫散射的整体光图像。相反，在第一运行状态中，第一法线间距低到(或相对于第二法线间距减小)，使得在射到光学有效区域上之前不会引起光束的重叠，由此，光学有效区域的散射作用对光束不具有光学显著的影响。因此，在第一运行状态中，在光束穿过光学有效区域时同样可以引起光束的漫散射，然而第一光功能通过各个光束或各个光源形成并且不是如在第二运行状态中那样通过光束的重叠形成。第二光功能由于光束的重叠对于观察者基本上是模糊的，或在第二光功能中，观察者不再能够识别各个光源的位置。由此得出如下效果：在第二运行状态中，光学设备的观察者可以识别或感知均等发光的光学有效区域。与此不同，在第一运行状态中，光源与光学设备或光学设备的光学有效区域之间的法线间距比在第二运行状态中更小，由此相邻的光源的光束(或光锥)在穿过光学有效区域之前不重叠。通过相邻的光源的光沿着光的主放射方向不混合(或光束不重叠)的方式，观察者可以感知或识别光源的各个位置。因此，第一光功能由各个发光的光源组成，其中可以识别每个光源。在从第一运行状态至第二运行状态的过渡中，设定机构5可以基本上沿着光学有效区域4的光学轴线移动、尤其线性地移动光学有效区域4。
可以提出，在第二运行状态中，相邻的光束的光斑的重叠度为至少25％、优选地大于50％、尤其大于75％。相邻的光束的重叠度越大，第二光功能可以越均等，或在第二运行状态中的光学有效区域可以更均匀地发光。
可以提出，主放射方向基本上平行于光学有效区域的光学轴线取向。优选地，所有光源的主放射方向平行于光学有效区域的光学轴线。
可以提出，光学设备的光学有效区域平坦地设计，其中光学有效区域的光学轴线正交于光学有效区域的主平面取向。光学设备的光学有效区域可以设计为薄膜元件。光学有效区域尤其可以构成为平坦的、光学有效的散射薄膜，所述散射薄膜设立用于使光在穿过散射薄膜时散射、优选地漫散射。光学设备可以相对于发光机构设置成，使得光学设备的光学有效区域基本上平行于发光机构的光源面取向。
可以提出，散射元件包括在网格、优选地均匀的网格中并排地设置的多个散射透镜、以散射方式构成的多个表面结构或设置在光学有效区域内的多个散射颗粒。散射元件尤其设立用于使光源的光在穿过光学有效区域时散射、优选地漫散射。
可以提出，光学设备的光学有效区域的主平面与光源的光源面之间的从第一法线间距至第二法线间距的过渡可以借助设定机构基本上无级地设定。设定机构为此例如可以包括可电操控的线性驱动元件。
可以提出，设定机构设立用于设定光学设备的与第一运行状态和第二运行状态不同的第三运行状态，其中在过渡到第三运行状态中时，设定机构执行光学设备相对于发光机构的光源的移动和/或枢转，其中在移动和/或枢转时，光学设备移动和/或枢转成，使得在第三运行状态中，光学设备的光学有效区域处于发光机构的光的光路外，使得在第三运行状态中，光学有效区域不被照亮。由此得出如下优点：在第三运行状态中可以实现第三光功能，所述第三光功能可以如第一光功能那样仅由光源形成，而无需光学设备的附加的光学作用，其中通过光学设备的光学有效区域保持不被照亮的方式，所述光学有效区域经受减小的热影响，由此又可以增加光学设备的使用寿命。
可以提出，照明设备包括光源控制设备，所述光源控制设备设立用于单独地操控发光机构的光源，其中优选地，光源构成为LED。由此得出如下优点：可以实现大量不同的光功能。
可以提出，光源在光源承载件处的光源面中在网格中分布地设置，其中光源尤其沿着二维的、优选地均匀的网格的行和列设置。光源在光源面上尤其可以根据光源面密度分布，其中光源面密度定义为每光源面的光源的数量。光源面密度可以在整个光源面上是恒定的。光源面的区域也可以具有不同的光源面密度，由此又可以增加可行的光功能(或可以借助于发光的光源产生的发光模式)的数量。
可以提出，光源承载件平坦地设计，其中优选地，尤其平坦地设计的光源面基本上平行于光源承载件取向。由此可以特别紧凑地设计照明设备。
可以提出，发光机构的光源由至少两个光源组形成，其中第一光源组的光源在光源承载件处的光源面中相对于彼此以第一网格间距在第一网格、优选地均匀的第一网格中设置，其中第二光源组的光源在光源承载件处的光源面中相对于彼此以第二网格间距在第二网格、优选地均匀的第二网格中设置，其中第一网格间距大于第二网格间距。替选于此，第一光源组可以具有第一光源面密度，以及第二光源组可以具有第二光源面密度，其中第一光源面密度和第二光源面密度不同。由此可以进一步增加可行的光功能的数量。
可以提出，光学设备的光学有效区域由至少两个光学有效子区域形成，其中第一光学有效子区域具有第一数量的散射元件，以及第二光学有效子区域具有第二数量的散射元件，其中散射元件的第一数量和第二数量不同。由此可以进一步增加可行的光功能的数量。
可以提出，发光机构相对于光学设备设置成，使得第一光源组的光射到第一光学有效子区域上，以及第二光源组的光射到第二光学有效子区域上。由此可以还进一步增加可行的光功能的数量。
可以提出，其中第一光功能是信息再现光功能，借助于所述信息再现光功能可以表示由各个发光的光源组成的可限定的、可预设的符号，其中优选地，第二光功能是刹车灯、行驶方向指示光功能、日间行驶灯、位置灯或停车灯。
本发明可以包括具有根据本发明的照明设备的机动车前大灯。
在本说明书的范围内，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”应理解为在照明设备安装在机动车前大灯或机动车中之后，当所述照明设备设置在正常的使用位置中时的定向的说明。
附图说明
在下文中根据优选的实施例进一步阐述本发明，然而，本发明不应限制于所述实施例。在附图中示出：
图1示出在第一运行状态中的根据本发明的照明设备的侧视图；
图1a示出根据图1的照明设备的前视图；
图2示出在第二运行状态中的根据图1的照明设备的侧视图；以及
图2a示出根据图2的照明设备的前视图。
具体实施方式
附图示意性地和强烈简化地示出，其中对于本发明无关紧要的部件未示出。尤其地，为了更好的概览，与图1a和图2a相比，发光机构2的光源2a的数量在图1和图2中强烈减少。
图1示出根据本发明的用于机动车前大灯或机动车的照明设备1。照明设备1包括发光机构2和与发光机构2相关联的光学设备3。发光机构2设立用于产生光并且将所产生的光放射到光学设备3上。光学设备3设立用于实现由发光机构2的光构成的至少两个不同的光功能。光学设备3具有光学有效区域4，所述光学有效区域具有光学轴线x和主平面4c。光学有效区域4包括光入射面4a和与光入射面4a相对置的光出射面4b。光学设备3的光学有效区域4平坦地设计，其中光学有效区域4的光学轴线x正交于光学有效区域4的主平面4c取向。
由发光机构2放射的光经由光入射面4a入射到光学有效区域4中，穿过光学有效区域4以及经由光出射面4b从光学有效区域4中出射。光学设备3包括设定机构5，所述设定机构设立用于设定光学设备3的运行状态，其中设有光学设备3的至少两个不同的运行状态。
在图1中，光学设备在第一运行状态B1中，其中光学设备3在第一运行状态B1中借助在穿过光学有效区域4时的发光机构2的光构成第一光功能。
图2示出光学设备的第二运行状态B2，其中光学设备3借助在穿过光学有效区域4时的发光机构2的光构成与第一光功能不同的第二光功能。
发光机构2具有以最小间距彼此间隔开的多个光源2a，所述光源在光源面2b中分布地、优选地均匀分布地设置在发光机构2的光源承载件2c处。在所示出的根据图1和图2的实施例中，发光机构2包括七个彼此竖直地上下叠置的和彼此间隔开的光源2a，所述光源形成竖直的光源排，其中多个竖直的光源排水平地彼此间隔开。因此，在n个竖直的光源排的情况下，发光机构2包括n x 7的光源2a。在侧视图：图1和图2中，分别可看出最外部的竖直的光源排。每个光源2a可以放射具有张角a的发散的光束，其中光束沿着主放射方向6传播。每个光束在光学设备3的光学有效区域4处产生光斑。主放射方向6基本上平行于光学有效区域4的光学轴线x取向。
在图1和图2中，最上部的光源和下部的三个光源2a(或其在纸面中延伸的水平的光源排)未接通。接通的光源可以通过绘制的示意性的光束看出。
图1a和图2a分别示出照明设备1的前视图，其中可看出多个图1中的光源2a，因为存在第一运行状态B1。图2a示出在第二运行状态B2中的照明设备1的前视图，其中各个光源2a不再可见。各个光锥或光束的与状态B1相比存在的重叠部通过重叠的虚线圆表明。在图1a和图2a中，所有光源2a分别接通。
光学设备3的光学有效区域4包括散射元件7，所述散射元件设立用于使光源2a的光在穿过光学有效区域4时围绕主放射方向6散射。散射元件7例如包括在网格、优选地均匀的网格中并排地设置的多个散射透镜、以散射方式构成的多个表面结构或设置在光学有效区域4内的多个散射颗粒。
设定机构5设立用于设定光学设备3，使得在第一运行状态B1中，光学设备3的光学有效区域4具有距光源面2b的第一法线间距L1，以及在第二运行状态B2中，光学设备3的光学有效区域4具有距光源面2b的第二法线间距L2。第一法线间距L1使得两个相邻的光源2a的光束在光学有效区域4的光入射面4a处的光斑不重叠(图1)。第二法线间距L2大于第一法线间距L1，使得两个相邻的光源2a的光束在光学有效区域4的光入射面4a处的光斑至少部分地重叠。在第二运行状态B2中，相邻的光束的光斑的重叠度为至少25％、优选地大于50％、尤其大于75％。
(在光学有效区域4的主平面4c与发光机构2的光源面2b之间的)从第一法线间距L1至第二法线间距L2的过渡可以借助设定机构5基本上无级地设定。为此，设定机构5使光学有效区域4基本上沿着光学有效区域4的光学轴线x运动。
照明设备1还包括光源控制设备(未示出)，所述光源控制设备设立用于单独地操控发光机构2的光源2a，其中优选地，光源2a构成为LED。
如在图1a或图2a中可看出，光源2a分布地设置在网格中，其中光源2a尤其沿着二维的、优选地均匀的网格的行和列设置。在图1中示出的示例中，上部的和下部的光源2a关断，中间的光源接通，由此产生发光的条带。在图1a中示出运行状态B1(其中在所述示例中，所有光源2a接通)，其中通过光源2a与光学设备3(或光学有效区域4)之间的较小的法线间距L1，光源2a清晰地示出。在图2a中示出运行状态B2，其中通过光源2a与光学设备3(或光学有效区域4)之间的较大的法线间距L2，光源2a不清晰地示出。
发光机构2的光源2a可以由至少两个光源组形成，其中第一光源组的光源在光源承载件2c处的光源面2b中相对于彼此以第一网格间距在第一网格、优选地均匀的第一网格中设置，其中第二光源组的光源在光源承载件2c处的光源面2b中相对于彼此以第二网格间距在第二网格、优选地均匀的第二网格中设置，其中第一网格间距大于第二网格间距。
光学设备3的光学有效区域4同样可以由至少两个光学有效子区域形成，其中第一光学有效子区域具有第一数量的散射元件7，以及第二光学有效子区域具有第二数量的散射元件7，其中散射元件7的第一数量和第二数量不同。
发光机构2可以相对于光学设备3设置成，使得第一光源组的光射到第一光学有效子区域上，以及第二光源组的光射到第二光学有效子区域上。
第一光功能可以是信息再现光功能，借助于所述信息再现光功能可以表示由各个发光的光源组成的可限定的、可预设的符号，其中优选地，第二光功能是刹车灯、行驶方向指示光功能、日间行驶灯、位置灯或停车灯。

Claims (15)

1.一种用于机动车前大灯或机动车的照明设备(1)，其中所述照明设备具有发光机构(2)和与所述发光机构(2)相关联的光学设备(3)，其中所述发光机构(2)设立用于产生光并且将所产生的光放射到所述光学设备(3)上，以及所述光学设备(3)设立用于实现由所述发光机构(2)的光构成的至少两个不同的光功能，
其中所述光学设备(3)包括光学有效区域(4)，所述光学有效区域具有光学轴线(x)和主平面(4c)，其中所述光学有效区域(4)具有光入射面(4a)和与所述光入射面(4a)相对置的光出射面(4b)，其中由所述发光机构(2)放射的光经由所述光入射面(4a)入射到所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)中，穿过所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)以及经由所述光出射面(4b)从所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)出射，其中所述光学设备(3)具有设定机构(5)，所述设定机构设立用于设定所述光学设备(3)的运行状态，其中设有所述光学设备(3)的至少两个不同的运行状态，
其中在第一运行状态(B1)中，所述光学设备(3)借助在穿过所述光学有效区域(4)时的所述发光机构(2)的光构成第一光功能，以及在第二运行状态(B2)中，所述光学设备(3)借助在穿过所述光学有效区域(4)时的所述发光机构(2)的光构成与所述第一光功能不同的第二光功能，
其特征在于，
所述发光机构(2)包括以最小间距彼此间隔开的多个光源(2a)，所述光源在光源面(2b)中分布地、优选地均匀分布地设置在所述发光机构(2)的光源承载件(2c)处，其中每个光源(2a)放射具有张角(a)的发散的光束，所述光束沿着主放射方向(6)传播，其中每个光束在所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)处构成光斑，
其中所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)具有散射元件(7)，所述散射元件设立用于使所述光源(2a)的光在穿过所述光学有效区域(4)时围绕所述主放射方向(6)散射，
其中所述设定机构(5)设立用于设定所述光学设备(3)，使得在所述第一运行状态(B1)中，所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)具有距所述光源面(2b)的第一法线间距(L1)，以及在所述第二运行状态(B2)中，所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)具有距所述光源面(2b)的第二法线间距(L2)，其中所述第一法线间距(L1)使得两个相邻的光源(2a)的光束在所述光学有效区域(4)处的光斑不重叠，其中所述第二法线间距(L2)大于所述第一法线间距(L1)，使得两个相邻的光源(2a)的光束在所述光学有效区域(4)处的光斑至少部分地重叠。
2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中在所述第二运行状态(B2)中，相邻的光束的光斑的重叠度为至少25％、优选地大于50％、尤其大于75％。
3.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述主放射方向(6)基本上平行于所述光学有效区域(4)的所述光学轴线(x)取向。
4.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)平坦地设计，其中所述光学有效区域(4)的所述光学轴线(x)正交于所述光学有效区域(4)的所述主平面(4c)取向。
5.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述散射元件(7)包括在网格、优选地均匀的网格中并排地设置的多个散射透镜、以散射方式构成的多个表面结构或设置在所述光学有效区域(4)内的多个散射颗粒。
6.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中在所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)的所述主平面(4c)与所述发光机构(2)的所述光源面(2b)之间的从所述第一法线间距(L1)至所述第二法线间距(L2)的过渡能够借助所述设定机构(5)基本上无级地设定。
7.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述设定机构(5)设立用于设定所述光学设备(3)的与所述第一运行状态(B1)和所述第二运行状态(B2)不同的第三运行状态，其中在过渡到所述第三运行状态中时，所述设定机构(5)执行所述光学设备(3)相对于所述发光机构(2)的所述光源(2a)的移动和/或枢转，其中在移动和/或枢转时，所述光学设备(3)移动和/或枢转成，使得在所述第三运行状态中，所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)处于所述发光机构(2)的光的光路外，使得在所述第三运行状态中，所述光学有效区域(4)基本上不被照亮。
8.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，所述照明设备包括光源控制设备，所述光源控制设备设立用于单独地操控所述发光机构(2)的所述光源(2a)，其中优选地，所述光源(2a)构成为LED。
9.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述光源(2a)在所述光源承载件(2c)处的光源面(2b)中在网格中分布地设置，其中所述光源(2a)尤其沿着二维的、优选地均匀的网格的行和列设置。
10.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述光源承载件(2c)平坦地设计，其中优选地，尤其平坦地设计的所述光源面(2b)基本上平行于所述光源承载件(2c)取向。
11.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述发光机构(2)的所述光源(2a)由至少两个光源组形成，其中第一光源组的光源在所述光源承载件(2c)处的所述光源面(2b)中相对于彼此以第一网格间距在第一网格、优选地均匀的第一网格中设置，其中第二光源组的光源在所述光源承载件(2c)处的所述光源面(2b)中相对于彼此以第二网格间距在第二网格、优选地均匀的第二网格中设置，其中所述第一网格间距大于所述第二网格间距。
12.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述光学设备(3)的所述光学有效区域(4)由至少两个光学有效子区域形成，其中第一光学有效子区域具有第一数量的散射元件，以及第二光学有效子区域具有第二数量的散射元件，其中散射元件的所述第一数量和所述第二数量不同。
13.根据权利要求11和12所述的照明设备(1)，其中所述发光机构(2)相对于所述光学设备(3)设置成，使得所述第一光源组的光射到所述第一光学有效子区域上，以及所述第二光源组的光射到所述第二光学有效子区域上。
14.根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)，其中所述第一光功能是信息再现光功能，借助于所述信息再现光功能能够显示由各个发光的光源组成的可限定的、可预设的符号，其中优选地，所述第二光功能是刹车灯、行驶方向指示光功能、日间行驶灯、位置灯或停车灯。
15.一种机动车前大灯，所述机动车前大灯包括根据上述权利要求中任一项所述的照明设备(1)。
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