RU2689079C2 - Low-profile high-efficiency led-based modules and headlights for a vehicle - Google Patents
Low-profile high-efficiency led-based modules and headlights for a vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689079C2 RU2689079C2 RU2015149326A RU2015149326A RU2689079C2 RU 2689079 C2 RU2689079 C2 RU 2689079C2 RU 2015149326 A RU2015149326 A RU 2015149326A RU 2015149326 A RU2015149326 A RU 2015149326A RU 2689079 C2 RU2689079 C2 RU 2689079C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- vehicle
- module
- vehicle headlamp
- exit surface
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 2
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 241001465382 Physalis alkekengi Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000009131 signaling function Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
- F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/322—Optical layout thereof the reflector using total internal reflection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
- B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
- B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
- B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
- F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/24—Light guides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/25—Projection lenses
- F21S41/27—Thick lenses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
- F21S41/334—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors
- F21S41/336—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of patch like sectors with discontinuity at the junction between adjacent areas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
- F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION
Данная заявка является частичным продолжением, согласно §120 раздела 35 Кодекса законов США, предварительной заявки на выдачу патента США под порядковым № 13736265, поданной 8 января 2013 года, озаглавленной НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ МОДУЛИ И ФАРЫ НА ОСНОВЕ СВЕТОДИОДОВ (СИД) ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (LOW PROFILE HIGHLY EFFICIENT VEHICULAR LED MODULES AND HEADLAMPS), содержимое которой полностью включено в данный документ посредством ссылки.This application is a partial continuation, according to §120 of Section 35 of the US Code, of a provisional application for the grant of a US patent under serial number 13736265, filed January 8, 2013, entitled LOW-PROFILE HIGH-EFFICIENCY MODULES AND HEADLIGHTS BASED ON LED (LED) FOR THE TRANSPORT MEETING ANNOUNCEMENT REPORT. HIGHLY EFFICIENT VEHICULAR LED MODULES AND HEADLAMPS), the contents of which are fully incorporated herein by reference.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD TO WHICH INVENTION RELATES.
Настоящее изобретение в целом относится к осветительным модулям и узлам, а конкретнее, к модулям и узлам фары транспортного средства.The present invention relates generally to lighting modules and components, and more specifically, to vehicle headlight modules and components.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Традиционные фары транспортного средства применяют многочисленные компоненты (например, источник света, сборник и распределитель света). Эти фары также подвергаются размерным ограничениям, ассоциативно связанным с профилями линзы, необходимыми для создания требуемой выходной картины освещения (например, картины фары ближнего света, картины фары дальнего света, и т. д.). Эффективность пропускания света также является проблемой, так как традиционные фары транспортного средства не превышают эффективность 50%. Соответственно, эти фары требуют значительного энергопотребления. Отсюда, традиционных вариантов фар с низким профилем и высокой эффективностью пропускания света нет в распоряжении.Traditional vehicle headlights use numerous components (for example, a light source, a collector and a light distributor). These headlamps are also subject to dimensional restrictions associated with lens profiles needed to create the desired output lighting pattern (for example, low beam headlamps, high beam headlamp patterns, etc.). The light transmission efficiency is also a problem, since the traditional headlights of a vehicle do not exceed the efficiency of 50%. Accordingly, these headlights require significant energy consumption. Hence, the traditional variants of low profile headlamps and high light transmission are not available.
Традиционные узлы фар транспортного средства также могут страдать от снижения эффективности пропускания света, когда встроены в эстетические и/или аэродинамические аспекты конструкций транспортного средства. Например, многие транспортные средства требуют узлов фары, чтобы разворачивались или изгибались вверх и назад относительно транспортного средства по водительской и пассажирской стороне транспортного средства. Следовательно, выходные поверхности этих узлов фары часто требуют некоторого изгиба и ориентации, которые мешают эффективному пропусканию света.Traditional vehicle headlamps may also suffer from reduced light transmission efficiency when built into the aesthetic and / or aerodynamic aspects of vehicle designs. For example, many vehicles require headlamp assemblies to turn or bend up and back relative to the vehicle on the driver and passenger side of the vehicle. Consequently, the exit surfaces of these headlamp units often require some bending and orientation, which interfere with the effective transmission of light.
Компоненты, модули и узлы фары транспортного средства с высокой эффективностью пропускания и гибкостью профиля конструкции, поэтому, желательны для принятия мер в ответ на эти проблемы. В дополнение, улучшения эффективности пропускания света могут проявляться в лучшей эффективности компоновки благодаря меньшим конструкциям фары транспортного средства.Components, modules, and headlamps of a vehicle with high transmission efficiency and design profile flexibility are therefore desirable to take action in response to these problems. In addition, improvements in light transmission efficiency can manifest themselves in better layout efficiency due to smaller vehicle headlamp designs.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предусмотрен модуль фары транспортного средства, который включает в себя линзу, имеющую множество ближнепольных линзовых элементов, наклонную входную поверхность, выходную поверхность и полость между поверхностями. Модуль фары также включает в себя СИД осветительный модуль, который направляет падающий свет через входную и выходную поверхности. Линзовые элементы выполнены с возможностью распространять из выходной поверхности коллимированную картину освещения, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света.According to one aspect of the present invention, a vehicle headlamp module is provided that includes a lens having a plurality of near-field lens elements, an inclined entrance surface, an exit surface and a cavity between the surfaces. The headlight module also includes an LED lighting module, which directs the incident light through the input and output surfaces. Lens elements are made with the ability to distribute from the output surface of the collimated illumination pattern containing at least 60% of the incident light.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предусмотрен модуль фары транспортного средства, который включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов, входную поверхность, выходную поверхность, имеющую ступенчатую конфигурацию оптических элементов, и полость между поверхностями. Модуль фары также включает в себя СИД источник света, который направляет падающий свет через входную и выходную поверхности. Линзовые элементы выполнены с возможностью распространять коллимированную картину освещения из выходной поверхности, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света.According to another aspect of the present invention, a vehicle headlamp module is provided that includes a plurality of near-field lens elements, an entrance surface, an exit surface having a stepped configuration of optical elements, and a cavity between the surfaces. The headlight module also includes a LED light source that guides the incident light through the input and output surfaces. Lens elements are made with the ability to distribute a collimated illumination pattern from the exit surface, containing at least 60% of the incident light.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения, предусмотрен узел фары транспортного средства, который включает в себя множество модулей фары транспортного средства. Каждый модуль фары включает в себя: линзу с наклонной входной поверхностью и выходной поверхностью, оправку, окружающую линзу, и СИД источник света, который направляет свет через входную поверхность. Линза каждого модуля включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов, которые выполнены с возможностью распространять по меньшей мере 60% падающего света в коллимированной картине освещения для транспортного средства.According to a further aspect of the present invention, a vehicle headlamp assembly is provided that includes a plurality of vehicle headlamp modules. Each headlamp module includes: a lens with a sloping entrance surface and an exit surface, a mandrel surrounding the lens, and an LED light source that directs light through the entrance surface. The lens of each module includes a plurality of near-field lens elements that are designed to distribute at least 60% of the incident light in a collimated lighting pattern for a vehicle.
Эти и другие аспекты, цели и признаки настоящего изобретения будут поняты и оценены по достоинству специалистами в данной области техники по изучению следующего описания изобретения, формулы изобретения и прилагаемых чертежей.These and other aspects, objectives and features of the present invention will be understood and appreciated by experts in the field of technology to study the following description of the invention, the claims and the accompanying drawings.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На чертежах:In the drawings:
фиг.1 - вид спереди в перспективе осветительного модуля транспортного средства с линзой, имеющей по существу прямоугольную выходную поверхность согласно одному из аспектов этого изобретения;FIG. 1 is a front perspective view of a vehicle lighting module with a lens having a substantially rectangular exit surface in accordance with one aspect of this invention; FIG.
фиг.1A - вид сзади в перспективе осветительного модуля транспортного средства, изображенного на фиг.1;FIG. 1A is a rear perspective view of the vehicle lighting module shown in FIG.
фиг.1B - вид в поперечном разрезе осветительного модуля транспортного средства, изображенного на фиг.1, по линии IB - IB;FIG. 1B is a cross-sectional view of the vehicle lighting module shown in FIG. 1, along line IB - IB; FIG.
фиг.1C - вид в поперечном разрезе осветительного модуля транспортного средства, изображенного на фиг.1, по линии IC - IC;Fig. 1C is a cross-sectional view of the vehicle lighting module shown in Fig. 1, along the line IC - IC;
фиг.2 - вид спереди в перспективе осветительного модуля транспортного средства с линзой, имеющей по существу круглую выходную поверхность согласно еще одному аспекту этого изобретения;FIG. 2 is a front perspective view of a vehicle lighting module with a lens having a substantially circular exit surface according to another aspect of this invention; FIG.
фиг.2A - вид сзади в перспективе осветительного модуля транспортного средства, изображенного на фиг.2;FIG. 2A is a rear perspective view of the vehicle lighting module shown in FIG. 2; FIG.
фиг.2B - вид в поперечном разрезе осветительного модуля транспортного средства, изображенного на фиг.2, по линии IIB - IIB;FIG. 2B is a cross-sectional view of the vehicle lighting module shown in FIG. 2, along line IIB - IIB; FIG.
фиг.2C - вид в поперечном разрезе осветительного модуля транспортного средства, изображенного на фиг.2, по линии IIC - IIC;Fig. 2C is a cross-sectional view of the vehicle lighting module shown in Fig. 2, along the line IIC - IIC;
фиг.3 - вид спереди в перспективе узла фары транспортного средства, который включает в себя пару осветительного модуля транспортного средства с по существу прямоугольными выходными поверхностями согласно дополнительному аспекту этого изобретения;FIG. 3 is a front perspective view of a vehicle headlamp assembly that includes a pair of vehicle lighting modules with substantially rectangular exit surfaces in accordance with a further aspect of this invention; FIG.
фиг.3A - вид сзади в перспективе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.3;FIG. 3A is a rear perspective view of the vehicle headlamp assembly of FIG. 3;
фиг.3B - вид в поперечном разрезе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.3, по линии IIIB - IIIB;FIG. 3B is a cross-sectional view of the headlamp assembly of the vehicle shown in FIG. 3, along line IIIB - IIIB; FIG.
фиг.3C - вид в поперечном разрезе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.3, по линии IIIC - IIIC;FIG. 3C is a cross-sectional view of the headlamp assembly of the vehicle shown in FIG. 3, along the line IIIC - IIIC; FIG.
фиг.4 - вид спереди в перспективе узла фары транспортного средства, который включает в себя пару осветительных модулей транспортного средства с по существу круглыми выходными поверхностями согласно дополнительному аспекту этого изобретения;4 is a front perspective view of a vehicle headlamp assembly that includes a pair of vehicle lighting modules with substantially circular exit surfaces according to a further aspect of this invention;
фиг.4A - вид сзади в перспективе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.4;FIG. 4A is a rear perspective view of the vehicle headlamp assembly of FIG. 4;
фиг.4B - вид в поперечном разрезе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.4, по линии IVB - IVB; FIG. 4B is a cross-sectional view of the headlamp assembly of the vehicle shown in FIG. 4, along the line IVB - IVB; FIG.
фиг.4C - вид в поперечном разрезе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.4, по линии IVC - IVC;FIG. 4C is a cross-sectional view of the headlamp assembly of the vehicle shown in FIG. 4, along the line IVC - IVC; FIG.
фиг.5 - вид спереди в перспективе модуля фары транспортного средства с линзой, имеющей по существу шестиугольную выходную поверхность согласно дополнительному аспекту этого изобретения;5 is a front perspective view of a vehicle headlamp module with a lens having a substantially hexagonal exit surface according to a further aspect of this invention;
фиг.5A - вид сзади в перспективе модуля фары транспортного средства, изображенного на фиг.5;FIG. 5A is a rear perspective view of the vehicle headlamp module of FIG. 5;
фиг.5B - торцевой вид спереди модуля фары транспортного средства, изображенного на фиг.5;FIG. 5B is an end front view of the headlight module of the vehicle shown in FIG. 5; FIG.
фиг.5C - вид в поперечном разрезе модуля фары транспортного средства, изображенного на фиг.5, по линии VC - VC;FIG. 5C is a cross sectional view of the headlight module of the vehicle shown in FIG. 5, along the line VC - VC; FIG.
фиг.5D - вид в поперечном разрезе модуля фары транспортного средства, изображенного на фиг.5, по линии VD - VD;Fig.5D is a view in cross section of the headlight module of the vehicle shown in Fig.5, along the line VD - VD;
фиг.6 - вид спереди в перспективе узла фары транспортного средства на водительской стороне транспортного средства, который включает в себя пару осветительных модулей транспортного средства с по существу шестиугольными выходными поверхностями согласно еще одному аспекту этого изобретения; и6 is a front perspective view of a vehicle headlamp assembly on a driver's side of a vehicle that includes a pair of vehicle lighting modules with substantially hexagonal exit surfaces according to another aspect of this invention; and
фиг.6A - вид в поперечном разрезе узла фары транспортного средства, изображенного на фиг.6, по линии VIA - VIA.FIG. 6A is a cross sectional view of the headlamp assembly of the vehicle shown in FIG. 6, along the line VIA - VIA.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
В целях описания, приведенного в материалах настоящей заявки, термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный» и их производные будут относиться к изобретению в качестве ориентированных на фиг.1. Однако, изобретение может допускать различные альтернативные ориентации, за исключением случаев, когда явным образом указано иное. К тому же, специфичные устройства и процессы, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах и описанные в последующем описании являются просто примерными вариантами осуществления обладающих признаками изобретения концепций, определенных в прилагаемой формуле изобретения. Отсюда, специфичные размеры и другие физические характеристики, относящиеся к вариантам осуществления, раскрытым в материалах настоящей заявки, не должны рассматриваться в качестве ограничивающих, если формула изобретения явным образом не заявляет иное.For the purpose of the description given in the materials of the present application, the terms “upper”, “lower”, “right”, “left”, “rear”, “front”, “vertical”, “horizontal” and their derivatives will refer to the invention in quality oriented figure 1. However, the invention may allow various alternative orientations, unless explicitly stated otherwise. In addition, the specific devices and processes illustrated in the accompanying drawings and described in the following description are merely exemplary embodiments of the inventive concepts defined in the accompanying claims. Hence, specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein are not to be considered as limiting, unless the claims explicitly state otherwise.
Фиг.1-1C изображают осветительный модуль 10 транспортного средства с линзой 11 согласно одному из аспектов изобретения. Линза 11 включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов 12, входную поверхность 16 (смотрите фиг.1A) и выходную поверхность 18 (смотрите фиг.1). Как показано, выходная поверхность 18 линзы 11 может быть по существу прямоугольной по форме, а входная поверхность 16 по существу круглой по форме. Кроме того, наружные стенки линзы 11 могут быть профилированы, чтобы приспосабливаться к профилю входной поверхности 16 и выходной поверхности 18. В дополнение, линза 11 может быть изготовлена из оптически светопроницаемого материала, такого как поликарбонат, стекло или другие светопроницаемые материалы, с высоким оптическим качеством, и допускающего производство с жесткими допусками. Ближнепольные линзовые элементы 12, входная поверхность 16 и выходная поверхность 18 объединены в линзе 11. Соответственно, линза 11 типично изготовлена из одного куска материала.1-1C depict a
Фиг.2-2C изображают осветительный модуль 20 транспортного средства с линзой 21 согласно еще одному аспекту изобретения. Линза 21 включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов 22, входную поверхность 26 (смотрите фиг.2A) и выходную поверхность 28 (смотрите фиг.2). Как показано, выходная поверхность 28 линзы 21 может быть по существу круглой по форме, а входная поверхность 26 - по существу круглой по форме. Наружные стенки линзы 21 также могут быть профилированы, чтобы приспосабливаться к по существу круглым входной и выходной поверхностям 26 и 28 соответственно. Кроме того, линза 21 может быть изготовлена из оптически светопроницаемого материала, такого как поликарбонат, стекло или другие светопроницаемые материалы, с высоким оптическим качеством, и допускающего производство с жесткими допусками. Ближнепольные линзовые элементы 22, входная поверхность 26 и выходная поверхность 28 объединены в линзе 21. Соответственно, линза 21 может быть изготовлена из одного куска материала.2-2C depict a
Оба осветительных модуля 10, 20 транспортного средства включают в себя светодиодный (СИД) источник света 14, 24(смотрите фиг.1B, 2B), который направляет падающий свет через входную поверхность 16, 26 и из выходной поверхности 18, 28. СИД источник 14, 24 света может быть выбран из различных осветительных технологий с СИД, в том числе, тех, которые испускают свет длин волн, иных, чем белый. Как показано на фиг. 1B и 2B, СИД источник 14, 24 света может быть установлен или иным образом присоединен к линзе 11, 21 в некотором положении поблизости от входной поверхности 16, 26 соответственно. Соответственно, падающий свет из СИД 14, 24 направляется через входную поверхность 16, 26.Both
Как дополнительно показано на фиг.1-1C и 2-2C, множество ближнепольных линзовых элементов 12, 22 выполнено с возможностью распространять из выходной поверхности 18, 28 линзы 11, 21 коллимированную картину 13, 23 освещения, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света из СИД источника 14, 24 света. Есть относительно немного аспектов осветительных модулей 10, 20 транспортного средства, которые приводят к потере силы света. Падающий свет из СИД источника 14, 24 света направляется непосредственно на входную поверхность 16, 26. После этого свет перенаправляется и коллимируется множеством ближнепольных линзовых элементов 12, 22 в пределах линзы 11, 21. Нет других поверхностей, которые отражают падающий свет - процесса, который обычно дает в результате потерю 10-20% силы света. Отсюда, общая эффективность пропускания света осветительных модулей 10, 20 транспортного средства превышает 60%.As additionally shown in FIGS. 1-1C and 2-2C, a plurality of near-
Ближнепольные линзовые элементы 12, 22 осветительных модулей 10, 20 транспортного средства также применяются, чтобы коллимировать падающий свет из СИД источников 14, 24 света. Падающий свет из СИД источника 14, 24 обычно является ламбертовским по характеру со значительным рассеиванием в различных направлениях. Другими словами, свет исходит и распространяется из источника во всех направлениях - порядка 180 градусов. Ближнепольные линзовые элементы 12, 22 встроены в линзу 11, 24 и функционируют так, чтобы коллимировать падающий свет из СИД источника 14, 24 света. Каждый линзовый элемент 12, 22 может иметь фокусное расстояние, которое отличается от фокусных расстояний других линзовых элементов 12, 22. По существу, эти линзовые элементы 12, 22 могут работать совместно, чтобы коллимировать падающий свет из источников 14, 24. Коллимация до уровней ниже 10 градусов осуществима с этими конструкциями для линзы 11, 21 и линзовых элементов 12, 22.The near-
Как также показано на фиг.1-1C и 2-2C, осветительные модули 10 и 20 транспортного средства могут включать в себя множество оптических элементов 19, 29 вдоль выходной поверхности 18, 28 линзы 11, 21. Оптические элементы 19, 29 выполнены с возможностью преобразовывать коллимированную картину 13, 23 освещения в конкретный профиль в зависимости от применения осветительных модулей 10, 20. Например, оптические элементы 19, 29 могут быть выполнены с возможностью преобразовывать картину освещения, пригодную для использования в качестве фары ближнего света, то есть широкую картину, направленную относительно близко к осветительному модулю 10, 20 транспортного средства, когда он скомпонован в применении фары транспортного средства. В качестве еще одного примера, оптические элементы 19, 29 могут быть выполнены с возможностью преобразовывать картину 13, 23 освещения, пригодную для использования в качестве фары дальнего света, то есть узкой картины, направленной дальше от транспортного средства, чем фара ближнего света. Кроме того, оптические элементы 19, 29 могут быть сконфигурированы внутри осветительных модулей 10, 20 транспортного средства, чтобы преобразовывать картину 13, 23 освещения в противотуманные фонари, фонари ближнего света, дальнего света, со статическим отклонением и/или для движения в дневное время.As also shown in FIGS. 1-1C and 2-2C, the
Осветительные модули 10, 20 транспортного средства могут быть оптимизированы ввиду возможных компромиссов между эффективностью пропускания света и степенью коллимации. Например, конструкция линзы 11, 21 с одиночным ближнепольным линзовым элементом 12, 22, имеющим прямоугольный проем (например, выходную поверхность 19 прямоугольной формы), как правило, демонстрирует более низкую эффективность пропускания (например, 50% или меньшую). Это в особенности имеет место для некруглых линзовых элементов, таких как ближнепольные линзовые элементы 12. С другой стороны, одиночный ближнепольный линзовый элемент может коллимировать, в некоторых аспектах, падающий свет с ламбертовским характером из СИД источника 14 света до приблизительно 3 градусов в зависимости от размера СИД источника 14 и других соображений (например, показателя преломления линзы 11, 21).The
Несмотря на то, что благоприятна большая степень коллимации, в особенности для применений фары дальнего света, может быть полезным спроектировать линзу 11, 21 с множеством линзовых элементов 12, 22 для повышения эффективности пропускания света. Предпочтительно, три или более ближнепольных линзовых элементов 12, 22 встроены внутри линзы 11, 21, чтобы добиваться эффективностей пропускания света порядка 65% или лучше, с уровнями коллимации до 5 градусов или меньшей. Тем не менее, некоторые применения не требуют степени коллимации, необходимой для применения фары транспортного средства. Применения противотуманных фонарей и осветительных приборов для движения в дневное время, например, требуют коллимации всего лишь от 6 до 8 градусов, или меньшей, чем 10 градусов, соответственно. Соответственно, большее количество ближнепольных линзовых элементов 12, 22 может быть сконфигурировано в осветительных модулях 10, 20, когда они применяются в этих менее направленных применениях (например, противотуманных фонарях и фонарях для движения в дневное время) для дополнительного повышения эффективности пропускания света.Although a high degree of collimation is favorable, especially for high-beam headlamp applications, it may be useful to design a
Использование множества ближнепольных линзовых элементов 12, 22 в осветительных модулях 10, 20 дает большую степень гибкости проектирования, особенно для низкопрофильных конфигураций. Осветительные модули, имеющие линзы с выходными поверхностями с некруглой формой, как правило страдают от значительной потери эффективности пропускания. В этом случае многочисленные линзовые элементы 12, 22, встроенные в линзу 11, 21 (часто с меняющимися фокусными расстояниями), значительно улучшают эффективность пропускания света осветительных модулей 10, 20 без значительной потери степени коллимации, необходимой для применения, такого как применения фары транспортного средства. Следовательно, осуществимы низкопрофильные конструкции модулей 10, 20 (то есть низкие соотношения геометрических размеров высоты к ширине).The use of multiple near-
Кроме того, использование цельной конструкции для линзы 11, 21 с встроенными ближнепольными линзовыми элементами 12, 22 дает в результате модули 10, 20, имеющие меньшие профили глубины (в направлении от выходных поверхностей 18, 28 к входным поверхностям 16, 26). СИД источникам 14, 24 света необходимо устанавливаться только в утопленной части линзы 11, 21, не отделенной от входных поверхностей 16, 26 какими бы то ни было дополнительными компонентами. В предпочтительных конфигурациях модулей 10, 20 профиль глубины имеет значение приблизительно 50 мм или меньшее от выходных поверхностей 18, 28 до СИД источников 14, 24 света; ширина имеет значение приблизительно от 80 до 90 мм, а высота имеет значение приблизительно от 40 до 45 мм. Еще конкретнее, профиль глубины модулей 10, 20 имеет значение приблизительно 25 мм или меньшее; ширина имеет значение приблизительно от 80 до 90 мм, а высота имеет значение приблизительно от 20 до 25 мм. Должно быть понятно, однако, что жизнеспособны другие низкопрофильные конфигурации для модулей 10, 20 с размерами, которые отклоняются от вышеизложенной примерной конфигурации.In addition, the use of a one-piece design for a
Со ссылкой на фиг.3-3C, изображен узел 40 фары транспортного средства согласно дополнительному аспекту изобретения с парой примыкающих осветительных модулей 52, 54. Модули 52, 54 могут быть сконфигурированы для применений фар ближнего света и дальнего света. Каждый модуль 52, 54 включает в себя линзу 41 и СИД источник 44 света, который направляет падающий свет из источника 44 света через линзу 41. Как показано, выходная поверхность 48 линзы 41 является по существу прямоугольной по форме, а входная поверхность 46 является по существу круглой по форме. В дополнение, каждая линза 41 включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов 42. Эти ближнепольные линзовые элементы 42 выполнены с возможностью распространять из выходной поверхности 48 линзы 41 коллимированную картину 43 освещения, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света из СИД источника 44 света. Должно быть понятно, что осветительные модули 52 и 54 ближнего света и дальнего света, применяемые узлом 40 фары транспортного средства, действуют и могут быть сконфигурированы образом, подобным осветительному модулю 10 транспортного средства, изображенному на фиг.1-1C (например, линза 41 может иметь три ближнепольных линзовых элемента 42).Referring to FIGS. 3-3C, a
Подобным образом, изображен узел 60 фары транспортного средства согласно еще одному аспекту изобретения с парой примыкающих осветительных модулей 72, 74, соответственно, как показано на фиг.4-4C. Модули 72, 74 также могут быть сконфигурированы для применений фар ближнего света и дальнего света. Здесь, каждый модуль 72, 74 включает в себя линзу 61 и СИД источник 64 света, который направляет падающий свет из источника 64 света через линзу 61. Выходная поверхность 68 линзы 61 является по существу круглой по форме, сопоставимой с входной поверхностью 66, также по существу круглой по форме. В дополнение, каждая линза 61 включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов 62 (сопоставимых с линзовыми элементами 42 - смотрите фиг.3-3C). Эти ближнепольные линзовые элементы 62 выполнены с возможностью распространять из выходной поверхности 68 линзы 61 коллимированную картину 63 освещения, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света из СИД источника 64 света. В дополнение, осветительные модули 72 и 74 ближнего света и дальнего света, применяемые узлом 60 фары транспортного средства, могут быть сконфигурированы и могут действовать некоторым образом, подобным осветительному модулю 20 транспортного средства, изображенному на фиг.2-2C (например, линза 61 может иметь три ближнепольных линзовых элемента 62). Similarly, a
Как дополнительно изображено на фиг.3, 3A и 4, 4A, узлы 40, 60 фары включают в себя кожух 50, 70 для размещения осветительных модулей 52, 54 и 72, 74, соответственно. Кожух 50, 70 может быть сконфигурирован по существу в форме прямоугольного параллелепипеда, определенного шириной, 50w, 70w; высотой, 50h, 70h; и глубиной, 50d, 70d. Кожух 50, 70 может быть изготовлен из различных материалов, известных в автомобильной области техники; однако, поверхность, определенная шириной (50w, 70w) и высотой (50h, 70h) кожуха 50, 70 должна быть светопроницаемой, чтобы предоставлять коллимированной картине 43, 63 освещения возможность выходить из кожуха согласно своей намеченной функции (например, коллимированной картине фары ближнего света, коллимированной картине фары дальнего света и т. д.).As additionally depicted in FIGS. 3, 3A and 4, 4A, the
Фиг.3-3C и 4-4C также изображают узлы 40 и 60 фары транспортного средства с осветительными модулями 52, 54 и 72, 74, которые включают в себя множество оптических элементов 49, 69 вдоль выходной поверхности 48, 68 линзы 41, 61. Оптические элементы 49, 69 выполнены с возможностью преобразовывать коллимированную картину 43, 63 освещения в конкретный профиль - например, картины фар ближнего света или дальнего света. Кроме того, оптические элементы 49, 69 могут быть сконфигурированы внутри осветительных модулей 52, 54 и 72, 74 транспортного средства, чтобы преобразовывать картину 43, 63 освещения в противотуманные фонари, фонари ближнего света, дальнего света, со статическим отклонением и/или для движения в дневное время, в зависимости от требуемого применения. Предпочтительно, эти кожухи 50, 70 наделены размерами, а модули 52, 54 и 72, 74 сконфигурированы из условия, чтобы соотношение геометрических размеров высоты к ширине кожуха имело значение приблизительно 1:8. Еще предпочтительнее, соотношение геометрических размеров высоты к ширине имеет значение приблизительно 1:4 для кожухов 50, 70. В дополнение, кожухи 50, 70 могут иметь следующие размеры: высоту 50h, 70h приблизительно от 20 до 55 мм; ширину 50w, 70w приблизительно от 150 до 200 мм; и глубину 50d, 70d приблизительно от 20 до 55 мм.FIGS. 3-3C and 4-4C also depict
Вышеизложенные варианты осуществления являются примерными. Жизнеспособны другие конфигурации согласно изобретению. Например, линза 11, 21, применяемая в модулях 10, 20, может иметь композицию 12, 22 ближнепольных линзовых элементов с непрерывно меняющимися фокальными расстояниями. Такая конфигурация сопоставима с множеством ближнепольных линзовых элементов. В качестве еще одного примера, выходные поверхности 18, 28 линзы 11, 21 могут отличаться различными профилями при условии, что они могут обеспечивать множество ближнепольных линзовых элементов 12, 22. Также должно быть понятно, что узлы 40, 60 фары могут иметь различные количества и формы осветительных модулей 52, 54, 72, 74 согласно требуемым функциональным возможностям фары. Например, узлы 40, 60 фары могут иметь многочисленные низкопрофильные осветительные модули 52, 54, 72 и/или 74 для данной функции освещения или сигнализации (например, функции ближнего света с двумя осветительными модулями 52). Соответственно, узлы 40, 60 фары могли бы содержать в себе два набора осветительных модулей, каждый из которых предназначен для функциональных возможностей ближнего света и дальнего света.The foregoing embodiments are exemplary. Other configurations according to the invention are viable. For example, a
В еще одном варианте осуществления фиг.5-5D изображают модуль 90 фары транспортного средства с линзой 91. Линза 91 включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов 92, входную поверхность 96 (смотрите фиг.5A) и выходную поверхность 98 (смотрите фиг.5). Как показано на этих фигурах, выходная поверхность 98 линзы 91 модуля 90 фары транспортного средства является по существу шестиугольной по форме, а входная поверхность 96 - по существу круглой по форме. Также должно быть понятно, что осуществимы другие профили и конфигурации выходной поверхности 98, в том числе, формы, проиллюстрированные в вышеизложенных других вариантах осуществления этого изобретения.In yet another embodiment, FIGS. 5-5D depict
Вновь со ссылкой на модуль 90 фары транспортного средства, изображенный на фиг.5-5D, наружные стенки линзы 91 могут определять оправку (обрамление) 91a, примерно изображенное с по существу шестиугольным профилем. Оправка 91a может быть профилировано, чтобы приспосабливаться к профилю входной поверхности 96 и выходной поверхности 98. В дополнение, линза 91 может быть изготовлена из оптически светопроницаемого материала, такого как поликарбонат, стекло или другие светопроницаемые материалы, с высоким оптическим качеством, и допускающего производство с жесткими допусками. Ближнепольные линзовые элементы 92, входная поверхность 96 и выходная поверхность 98 объединены в линзе 91. Преимущественно, оправка 91a также может быть встроена в линзу 91 и может содержать оптически светопроницаемый материал, такой как поликарбонат, стекло или другие светопроницаемые материалы. Соответственно, линза 91 и обрамление (оправка) 91a могут быть изготовлены из одного куска материала. Так как модуль 90 фары транспортного средства имеет высокую эффективность пропускания света выше 50%, обрамление 91a также может содержать материалы с низкой или умеренной светопроницаемостью и, в некоторых аспектах, материалы, которые по существу непроницаемы. По существу, обрамление 91a может быть изготовлено в качестве отдельной детали помимо линзы 91 и позже присоединяться к линзе 91 во время сборки модуля 90 фары транспортного средства.Again with reference to the
Модуль 90 фары транспортного средства включает в себя СИД источник 94 света (смотрите фиг.5C), который направляет падающий свет через входную поверхность 96 и из выходной поверхности 98. СИД источник 94 света может быть выбран из различных осветительных технологий с СИД, в том числе, тех, которые испускают свет длин волн, иных, чем белый. Как показано на фиг.5C, СИД источник 94 света может быть установлен или иным образом присоединен к линзе 91 в некотором положении поблизости от входной поверхности 96. Конкретное положение, выбранное для СИД источника 94 света относительно входной поверхности 96, может быть оптимизировано, чтобы гарантировать, что уширение пучка для конкретного СИД, применяемого в качестве источника 94 света, эффективно захватывается входной поверхностью 96 с небольшими или отсутствующими потерями светового излучения, которое не попадает на входную поверхность 96. Соответственно, падающий свет из СИД источника 94 света по меньшей мере существенно направляется через входную поверхность 96.The
Как дополнительно показано на фиг.5-5D, множество ближнепольных линзовых элементов 92 модуля 90 фары транспортного средства выполнено с возможностью распространять из выходной поверхности 98 линзы 91 коллимированную картину 93 освещения, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света из СИД источника 94 света. По сравнению с традиционными конструкциями фары транспортного средства, есть относительно немного аспектов модуля 90 фары транспортного средства, которые приводят к потере силы света. Падающий свет из СИД источника 94 света направляется непосредственно на входную поверхность 96. Со ссылкой на фиг.5A, входная поверхность 96 может быть скомпонована в ступенчатой конфигурации, которая разделена на многочисленные криволинейные поверхности, каждая из которых имеет изгиб или профиль, которые соответствуют одному из множества ближнепольных линзовых элементов 92. По существу, свет, который возникает из источника 94, перенаправляется или преломляется входной поверхностью 96 (а точнее, каждой из поверхностей, которые соответствуют ближнепольным линзовым элементам 92). Свет, который возникал из источника 94, далее в линзе 91, затем коллимируется множеством внутренних параболических поверхностей множества ближнепольных линзовых элементов 92 в пределах линзы 91. Каждая из множества внутренних параболических поверхностей линзы 91 соответствует одному из множества ближнепольных линзовых элементов 92. Коллимированный свет в линзе 91 далее выходит из линзы 91 через ее выходную поверхность 98. По существу, нет других поверхностей в пределах модуля 90 фары, которые отражают падающий свет из источника 94 - процесс, который обычно дает в результате 10-20% потери силы света. Отсюда, общая эффективность пропускания света модуля 90 фары транспортного средства превышает 60%.As additionally shown in FIGS. 5-5D, a plurality of near-
Как описано ранее, ближнепольные линзовые элементы 92 модуля 90 фары транспортного средства могут применяться, чтобы коллимировать падающий свет из СИД источника 94 света. Падающий свет из СИД источника 94 обычно является ламбертовским по характеру со значительным рассеиванием в различных направлениях. Другими словами, свет исходит и распространяется из источника 94 во всех направлениях - порядка 180 градусов. Ближнепольные линзовые элементы 92 встроены в линзу 91 и функционируют так, чтобы коллимировать падающий свет из СИД источника 94 света. Каждый из множества ближнепольных линзовых элементов 92 может иметь фокусное расстояние, которое отличается от фокусных расстояний других линзовых элементов 92. По существу, эти линзовые элементы 92 могут работать совместно, чтобы коллимировать падающий свет из источников 94. Коллимация до уровней ниже 10 градусов осуществима с этими конструкциями для линзы 91 и линзовых элементов 92.As previously described, the near-
Как также показано на фиг.5-5D, модуль 90 фары транспортного средства может включать в себя множество оптических элементов 99 вдоль выходной поверхности 98 линзы 91. Оптические элементы 99 выполнены с возможностью преобразовывать коллимированную картину 93 освещения в конкретный профиль в зависимости от применения модулей 90 фары. Например, оптические элементы 99 могут быть выполнены с возможностью преобразовывать картину освещения, пригодную для использования в качестве фары ближнего света транспортного средства, то есть широкую картину, направленную относительно близко к модулю 90 фары транспортного средства. В качестве еще одного примера, оптические элементы 99 могут быть выполнены с возможностью преобразовывать картину 93 освещения, пригодную для использования в качестве фары транспортного средства дальнего света, то есть, узкой картины, направленной дальше от транспортного средства, чем фара ближнего света. Кроме того, оптические элементы 99 могут быть сконфигурированы внутри модуля 90 фары транспортного средства, чтобы преобразовывать коллимированную картину 93 освещения, пригодную для применений противотуманных фонарей, фонарей ближнего света, дальнего света, со статическим отклонением и/или для движения в дневное время.As also shown in FIGS. 5-5D, the
Согласно одному из аспектов, модуль 90 фары транспортного средства может включать в себя линзу 91, имеющую входную поверхность 96, которая наклонена под углом 96a наклона (смотрите фиг.5B). Угол 96a наклона может быть установлен от -20 до +20 градусов, предпочтительно между -10 и +10 градусами, в зависимости от конкретных эстетических и аэродинамических признаков передней части транспортного средства, содержащего в себе модули 90 фары. Кроме того, обрамление 91a и/или наружный профиль линзы 91 также могут быть наклонены в соответствующей зависимости от угла 96a наклона, ассоциативно связанного с входной поверхностью 96. В противоположность, выходная поверхность 98 и оптические элементы 99 не наклонены относительно угла 96a наклона. Как показано на фиг.5B, выходная поверхность 98 и оптические элементы 99 остаются по существу «соответствующими сетке» относительно проезжей части дороги, по которой едет транспортное средство, содержащее в себе модуль 90 фары транспортного средства. Неожиданно, пропускание света модуля 90 фары транспортного средства по существу не уменьшается уровнем наклона, проиллюстрированным углом 96a наклона.According to one aspect, the
Преимущество модуля 90 фары транспортного средства с наклонной конфигурацией, как изображенная на фиг.5B, состоит в том, что наружные поверхности модуля 90 могут эффективнее встраиваться в конструкции передней части транспортного средства, имеющие ориентацию вверх, без существенных потерь эффективности пропускания света. Например, как показано на фиг.5B, входная поверхность 96 модуля 90 фары транспортного средства наклонена в направлении вверх по часовой стрелке согласно углу 96a наклона. Как результат, такой модуль 90 фары мог бы быть сконфигурирован на водительской стороне транспортного средства, имеющей конструкцию передней части транспортного средства, которая развертывается в направлении вверх от передней части транспортного средства в заднем направлении транспортного средства. Подобным образом, модуль 90 фары, изображенный на фиг.5B, также мог бы быть применен на пассажирской стороне транспортного средства, имеющей конструкцию передней части транспортного средства, которая развертывается в направлении вниз от передней части транспортного средства в заднем направлении транспортного средства. В некоторых аспектах, входная поверхность 96, обрамление 91a и/или наружный профиль линзы 91 модуля 90 фары могут быть наклонены согласно углу 96a наклона, по существу совместимому с конструкцией передней части транспортного средства. В таких случаях, угол 96a наклона может быть установлен по меньшей мере частично на основании конструкции передней части транспортного средства.The advantage of the
Согласно еще одному аспекту, модуль 90 фары транспортного средства может включать в себя линзу 91, имеющую выходную поверхность 98, имеющую ступенчатую конфигурацию 99a оптических элементов 99 (смотрите фиг.5D). В частности, ступенчатая конфигурация 99a оптических элементов 99 может быть определена по меньшей мере частично углом 99b охвата. Угол 96b охвата может быть установлен от -45 до +45 градусов, предпочтительно между -30 и +30 градусами, в зависимости от конкретных эстетических и аэродинамических признаков передней части транспортного средства, содержащего в себе модули 90 фары. Как показано на фиг.5D, примерный модуль фары транспортного средства сконфигурирован углом охвата приблизительно +20 градусов. Кроме того, обрамление 91a и/или наружная поверхность линзы 91 также может быть развернута в соответствующей зависимости от угла 99b охвата, ассоциативно связанного с выходной поверхностью 98 (смотрите фиг.5). В некоторых аспектах, входная поверхность 96 и СИД источник 94 света не устанавливаются относительно угла 99b охвата, например, как изображено на фиг.5C-5D. Как также показано на фиг.5C-5D, оптические элементы 99 могут быть скомпонованы в ступенчатой конфигурации 99a согласно углу 99b охвата. Преимущественно, пропускание света модуля 90 фары транспортного средства по существу не уменьшается уровнем развертывания, проиллюстрированным углом 96b охвата.According to another aspect, the
Преимущество модуля 90 фары транспортного средства с развернутой конфигурацией, как изображенная на фиг.5C-5D, состоит в том, что наружные поверхности модуля 90 могут эффективнее встраиваться в конструкции передней части транспортного средства, имеющие боковую для транспортного средства и развертывающуюся назад от транспортного средства ориентацию, без существенных потерь эффективности пропускания света. Например, как показано на фиг.5C-5D, выходная поверхность 98 модуля 90 фары транспортного средства развертывается в заднем направлении против часовой стрелки согласно углу 99b охвата. Как результат, такой модуль 90 фары мог бы быть сконфигурирован на пассажирской стороне транспортного средства, имеющего типичную конструкцию передней части транспортного средства (например, поблизости от капота транспортного средства), которая развертывается в заднем направлении со смещением от положения в направлении от центра транспортного средства к боковой стороне транспортного средства. Также должно быть понятно, что модуль 90 фары транспортного средства, согласно некоторым аспектам, как изображено на фиг.5-5D, может быть сконфигурирован как развернутыми, так и наклонными признаками, заданными углом 99b охвата и углом 96a наклона соответственно.The advantage of the
Модули 90 фары транспортного средства могут быть оптимизированы ввиду возможных компромиссов между эффективностью пропускания света и степенью коллимации. Конструкция линзы 91 с одиночным ближнепольным линзовым элементом 92 в целом демонстрирует более низкую эффективность пропускания (например, 50% или меньшую). Это в особенности имеет место для некруглых линзовых элементов, таких как ближнепольные линзовые элементы 92 с шестиугольным профилем, изображенные на фиг.5B. С другой стороны, одиночный ближнепольный линзовый элемент элемент может очень эффективно коллимировать падающий свет с ламбертовским характером из СИД источника 94 света до приблизительно 3 градусов.The
Несмотря на то, что благоприятна большая степень коллимации, в особенности для применений фары дальнего света, может быть полезным спроектировать линзу 91 с множеством линзовых элементов 92для повышения эффективности пропускания света. Предпочтительно, три или более ближнепольных линзовых элементов 92 встроены внутри линзы 91, чтобы добиваться эффективностей пропускания света порядка 65% или лучше, с уровнями коллимации до 5 градусов или меньшей. Тем не менее, некоторые применения не требуют степени коллимации, необходимой для применения фары транспортного средства. Применения противотуманных фонарей и осветительных приборов для движения в дневное время, например, требуют коллимации всего лишь от 6 до 8 градусов, или меньшей, чем 10 градусов, соответственно. Соответственно, большее количество ближнепольных линзовых элементов 92 может быть сконфигурировано в модулях 90 фары, когда они применяются в этих менее направленных применениях (например, противотуманных фонарях и фонарях для движения в дневное время) для дополнительного повышения эффективности пропускания света.Although a high degree of collimation is favorable, especially for high-beam headlamp applications, it may be useful to design the
Модуль 90 фары транспортного средства, который изображен в примерной форме в пределах фиг.5-5D, сконфигурирован всего тремя ближнепольными линзовыми элементами 92. Такая конфигурация особенно эффективна в предоставлении высокой эффективности пропускания света для коллимированных картин 93 света фары транспортного средства (например, картин фары ближнего и дальнего света, которые удовлетворяют федеральным постановлениям США), созданных модулями 90, имеющими выходную поверхность 98 с шестиугольным профилем. В некоторых конфигурациях модуля фары, имеющих прямоугольную, эллиптическую или шестиугольную выходные поверхности 98 с высокими соотношениями геометрических размеров, количество ближнепольных линзовых элементов 92 может находиться в диапазоне от 3 до приблизительно 10 ближнепольных элементов. Соответственно, множество ближнепольных элементов 92 может включать в себя 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 ближнепольных элементов. Еще большие количества ближнепольных линзовых элементов могут применяться в множестве ближнепольных элементов 92 для улучшения эффективности пропускания света, но современные технологии производства для линзы 91, в зависимости от материала, выбранного для линзы, могут ограничивать верхнюю границу этого диапазона.The
Использование множества ближнепольных линзовых элементов 92 в модулях 90 фары дает большую степень гибкости проектирования, особенно для низкопрофильных конфигураций. Модули фары транспортного средства, имеющие линзы с выходными поверхностями с некруглым профилем, такими как выходные поверхности 98 с шестиугольным профилем, и обрамление 91a, изображенные на фиг.5 и 5B, как правило, страдают от значительной потери эффективности пропускания. Здесь, использование множества ближнепольных линзовых элементов 92, встроенных в линзу 91 (часто с меняющимися фокусными расстояниями), значительно улучшает эффективность пропускания света модулей 90 фары без значительной потери степени коллимации, необходимой для применения, такого как применения фары транспортного средства. Следовательно, осуществимы низкопрофильные конструкции модулей 90 (то есть, низкие соотношения геометрических размеров высоты к ширине).The use of multiple near-
Кроме того, использование цельной конструкции для линзы 91 с встроенными линзовыми элементами 92 и обрамлением 91a в некоторых реализациях дает в результате модули 90 фары, имеющие меньшие профили глубины (то есть, в качестве определенных расстоянием между выходными поверхностями 98 и входными поверхностями 96 или СИД источником 94 света). СИД источникам 94 света необходимо устанавливаться только в утопленной части линзы 91, не отделенной от входных поверхностей 96 какими бы то ни было дополнительными компонентами. В предпочтительных конфигурациях модулей 90 фары транспортного средства, профиль глубины имеет значение приблизительно 50 мм или меньшее от выходных поверхностей 98 до СИД источников 94 света; ширина модуля имеет значение приблизительно от 80 до 90 мм, а высота модуля имеет значение приблизительно от 40 до 45 мм. Еще конкретнее, профиль глубины модулей 90 имеет значение приблизительно 25 мм или меньшее; ширина имеет значение приблизительно от 80 до 90 мм, а высота имеет значение приблизительно от 20 до 25 мм. Должно быть понятно, однако, что жизнеспособны другие низкопрофильные конфигурации для модулей 90 фары с размерами, которые отклоняются от вышеизложенной примерной конфигурации.In addition, the use of a one-piece design for a
Со ссылкой на фиг.6-6A, изображен узел 100 фары транспортного средства согласно дополнительному аспекту изобретения с парой примыкающих модулей 102, 104 фары соответственно. Модули 102, 104 могут быть сконфигурированы в пределах узла 100 согласно модулям 90 фары транспортного средства для применений фары ближнего света и дальнего света согласно вышеизложенному описанию. Каждый модуль 102, 104 включает в себя линзу 91 и СИД источник 94 света, который направляет падающий свет из источника 94 света через линзу 91. В некоторых аспектах узла 100, каждый модуль 102, 104 сконфигурирован теплоотводом 105 для рассеяния тепловой энергии, ассоциативно связанной с СИД источником 94 света.With reference to FIGS. 6-6A, a
Как также показано на фиг.6-6A, выходная поверхность 98 линзы 91, ассоциативно связанной с каждым из модулей 102, 104 фары транспортного средства соответственно, является по существу шестиугольной по форме, тогда как входная поверхность 96 является по существу круглой по форме. В дополнение, каждая линза 91 включает в себя множество ближнепольных линзовых элементов 92. В некоторых аспектах эти ближнепольные линзовые элементы 92 выполнены с возможностью распространять из выходной поверхности 98 линзы 91 коллимированную картину 93 освещения, содержащую в себе по меньшей мере 60% падающего света из СИД источника 94 света. Должно быть понятно, что модули 102 и 104 фары ближнего света и дальнего света, применяемые узлом 100 фары транспортного средства, действуют и могут быть сконфигурированы образом, подобным модулям 90 фары транспортного средства, изображенным на фиг.5-5D (например, линза 91 может иметь три ближнепольных линзовых элемента 92).As also shown in FIGS. 6-6A, the
Фиг.6-6A также изображают узлы 100 фары транспортного средства с модулями 101, 104 фары транспортного средства, соответственно, которые включают в себя множество оптических элементов 99 вдоль выходной поверхности 98 линзы 91. Оптические элементы 99, ассоциативно связанные с модулями 102, 104, соответственно, могут быть выполнены с возможностью, в некоторых вариантах осуществления, преобразовывать картины 93a, 93b освещения в картины фар ближнего света и дальнего света соответственно. В других вариантах осуществления оптические элементы 99 могут быть сконфигурированы внутри модулей 102, 104 фары транспортного средства, чтобы преобразовывать картины 93a, 93b освещения соответственно в картины освещения, пригодные для применения противотуманных фонарей, фонарей ближнего света, дальнего света, со статическим отклонением и/или для движения в дневное время. Предпочтительно, эти узлы 100 фары транспортного средства сконфигурированы внутри кожуха 110, который наделен размерами, а модули 102, 104 сконфигурированы из условия, чтобы соотношение геометрических размеров высоты к ширине кожуха 110 имело значение приблизительно 1:8. Еще предпочтительнее, отношение высоты к ширине кожуха 110 имеет значение приблизительно 1:4. В дополнение, узлы 100 фары могут быть сконфигурированы кожухом 110, который имеет следующие основные размеры: высоту приблизительно от 20 до 55 мм; ширину приблизительно от 150 до 200 мм; и глубину приблизительно от 20 до 55 мм.6 to 6A also depict
Вновь со ссылкой на фиг.6-6A, узел 100 фары транспортного средства и его модули 102, 104 фары транспортного средства могут эффективно встраиваться согласно эстетическим и/или аэродинамическим признакам транспортного средства (не показано), содержащим в себе узел 100. Как показано в примерной форме на фиг.6-6A, узел 100 фары транспортного средства выполнен с возможностью содержать в себе модули 102, 104 фары транспортного средства для ближнего и дальнего света соответственно, и как правило ориентирован на водительской стороне транспортного средства. Каждый из модулей 102, 104 фары скомпонован с линзой 91, имеющей выходные поверхности 88, которые по отдельности имеют угол 99b охвата, который как правило соответствует развертке и изгибу, демонстрируемым узлом 100, в то время как он установлен в пределах транспортного средства. Хотя не показано на фиг.6-6A, каждый из модулей 102, 104 фары транспортного средства, установленных в узле 100, может иметь линзу 91, имеющую входную поверхность 96, которая наклонена согласно углу 96a наклона. По существу, конфигурационные аспекты наклона и развертки модулей 102, 104 способствуют конструкции для узла 100 фары, которая преимущественно отвечает требованиям аэродинамических и/или эстетических аспектов передней конструкции транспортного средства без заметной потери эффективности пропускания света или коллимации.Again with reference to FIGS. 6-6A, the
Различные варианты и модификации могут быть произведены в отношении вышеупомянутой конструкции, не отходя от концепций настоящего изобретения. Кроме того, подразумевается, что такие концепции должны охватываться последующей формулой изобретения, если в этой формуле изобретения в явном виде не указано иное.Various variations and modifications may be made with respect to the above construction, without departing from the concepts of the present invention. In addition, it is understood that such concepts should be covered by the following claims, unless explicitly stated otherwise in this claims.
Claims (31)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/551,711 US9476557B2 (en) | 2013-01-08 | 2014-11-24 | Low profile highly efficient vehicular LED modules and headlamps |
US14/551,711 | 2014-11-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015149326A RU2015149326A (en) | 2017-05-22 |
RU2015149326A3 RU2015149326A3 (en) | 2019-03-20 |
RU2689079C2 true RU2689079C2 (en) | 2019-05-23 |
Family
ID=55914252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015149326A RU2689079C2 (en) | 2014-11-24 | 2015-11-17 | Low-profile high-efficiency led-based modules and headlights for a vehicle |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105627219B (en) |
DE (1) | DE102015119718A1 (en) |
RU (1) | RU2689079C2 (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10488006B2 (en) * | 2016-07-15 | 2019-11-26 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicular lighting assemblies with invisible fluted regions and methods of making the same |
IT201600086947A1 (en) * | 2016-08-24 | 2018-02-24 | Olsa Spa | FANALE DEVICE FOR REVERSE FUNCTION. |
CN106764783B (en) * | 2016-11-24 | 2023-06-06 | 武汉通畅汽车电子照明有限公司 | Headlight for vehicle |
FR3068658B1 (en) * | 2017-07-06 | 2021-04-16 | Valeo Vision | MOTOR VEHICLE LIGHTING DEVICE |
AT519863B1 (en) * | 2017-09-27 | 2018-11-15 | Zkw Group Gmbh | Automotive vehicle lighting device with subdivided micro-optics systems having micro-entry optics |
CN110454750A (en) * | 2018-05-07 | 2019-11-15 | 法雷奥照明湖北技术中心有限公司 | Optical texture unit, optical lens and optical module |
CN110553213B (en) * | 2018-06-01 | 2022-01-07 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | Light source module |
DE102018129989A1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-05-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Vehicle lamp and vehicle with it |
KR20200092041A (en) * | 2019-01-24 | 2020-08-03 | 서울반도체 주식회사 | Lens of head lamp using vehicle |
JP7339013B2 (en) * | 2019-04-01 | 2023-09-05 | 株式会社小糸製作所 | vehicle lamp |
KR20220021309A (en) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 현대모비스 주식회사 | Lamp for automobile and automobile including the same |
EP4386256A1 (en) * | 2022-12-13 | 2024-06-19 | T.Y.C. Brother Industrial Co., Ltd. | Optical lens for a vehicle lamp and optical lens assembly having the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6244731B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-06-12 | Stanley Electric Co., Ltd. | Lamp comprised of a composite reflector and aspheric lenses |
US20090213608A1 (en) * | 2005-08-22 | 2009-08-27 | Mohsen Mozaffari-Afshar | Headlight lens for a vehicle headlight |
US20110205748A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Yasushi Yatsuda | Vehicle light and multi-focal lens |
DE102011078653A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Attachment optics for the bundling of emitted light of at least one semiconductor light source |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0817209A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Yasuhiro Koike | Lighting object area selective lighting device |
JP4431241B2 (en) * | 2000-02-18 | 2010-03-10 | スタンレー電気株式会社 | Lamp light irradiation device and vehicle headlamp |
JP2008198466A (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Yamaha Motor Co Ltd | Vehicle headlight device |
CN101365278B (en) * | 2008-09-22 | 2011-12-07 | 中国汽车技术研究中心 | Kinematic model of adaptive front lighting lamp system and control method thereof |
CN201475836U (en) * | 2009-08-11 | 2010-05-19 | 帝宝工业股份有限公司 | Vehicle lighting device |
EP2322848B1 (en) * | 2009-11-12 | 2017-09-27 | Stanley Electric Co., Ltd. | Vehicle light |
CN102213383B (en) * | 2010-04-01 | 2013-08-14 | 中强光电股份有限公司 | Light source module and wavelength conversion module |
CN102166982A (en) * | 2011-03-25 | 2011-08-31 | 东南大学 | Vehicle light control method for adaptive front lighting system |
JP5810756B2 (en) * | 2011-08-31 | 2015-11-11 | 市光工業株式会社 | Vehicle headlamp |
US9156395B2 (en) * | 2013-01-08 | 2015-10-13 | Ford Global Technologies, Llc | Low profile highly efficient vehicular LED modules and headlamps |
JP6110164B2 (en) * | 2013-03-08 | 2017-04-05 | 林テレンプ株式会社 | Surface lighting device |
-
2015
- 2015-11-16 DE DE102015119718.9A patent/DE102015119718A1/en active Pending
- 2015-11-17 RU RU2015149326A patent/RU2689079C2/en not_active IP Right Cessation
- 2015-11-23 CN CN201510817675.XA patent/CN105627219B/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6244731B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-06-12 | Stanley Electric Co., Ltd. | Lamp comprised of a composite reflector and aspheric lenses |
US20090213608A1 (en) * | 2005-08-22 | 2009-08-27 | Mohsen Mozaffari-Afshar | Headlight lens for a vehicle headlight |
US20110205748A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Yasushi Yatsuda | Vehicle light and multi-focal lens |
DE102011078653A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Attachment optics for the bundling of emitted light of at least one semiconductor light source |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105627219A (en) | 2016-06-01 |
CN105627219B (en) | 2020-06-09 |
RU2015149326A (en) | 2017-05-22 |
DE102015119718A1 (en) | 2016-05-25 |
RU2015149326A3 (en) | 2019-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2689079C2 (en) | Low-profile high-efficiency led-based modules and headlights for a vehicle | |
US10088120B2 (en) | Low profile, highly efficient vehicular LED modules and assemblies | |
RU142299U1 (en) | CAR LIGHTING MODULE | |
JP5304363B2 (en) | Vehicle lighting | |
CN105917163B (en) | A vehicular headlight | |
JP5282578B2 (en) | Optical lens for lamp and vehicle lamp | |
US8678628B2 (en) | Projection lens for a vehicle light | |
CN109027943B (en) | Vehicle headlamp and vehicle using same | |
JP6246437B2 (en) | Headlight light source and moving body headlight | |
RU2675727C2 (en) | Front headlight with multiple diffusers | |
JP2010073426A (en) | Lighting fixture for vehicle | |
JP6855404B2 (en) | Vehicle lighting | |
CN113167452A (en) | Light guide for vehicle and vehicle lamp | |
CN210107257U (en) | Illumination module, car light and vehicle | |
JP5690071B2 (en) | Vehicle lighting | |
JP5966674B2 (en) | Vehicle lighting | |
JP7490808B2 (en) | Lens unit, optical lens, lighting module, vehicle lamp and vehicle | |
KR101011819B1 (en) | The Lens of the car's LED-lamp | |
KR20060052487A (en) | Headlight for a motor vehicle giving a cutoff beam | |
JP5298395B2 (en) | Vehicle headlamp | |
JP4940488B2 (en) | Vehicle headlamp | |
JP2014041842A (en) | Lighting fixture for vehicle | |
CN213542367U (en) | Double-light illuminating device for vehicle headlamp | |
KR102668856B1 (en) | Light diffusing lens for LED street light | |
JP5435379B2 (en) | Vehicle headlamp |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201118 |