專利名稱：汽車前照燈的制作方法
汽車前照燈 本發(fā)明涉及 一 種汽車前照燈。文獻(xiàn)US 6，601，981 B2描述了一種汽車前照燈。本發(fā)明要解決的任務(wù)在于提出 一 種特別耐用的汽車前照燈。另一 個(gè)要完成的任務(wù)在于提出一種特別是可應(yīng)用于多方面的汽車前照 燈。此外還有一個(gè)任務(wù)是提出一種具有特別是可變的輻射特性的汽車前照燈。根據(jù)至少一種實(shí)施方式，汽車前照燈具有至少兩個(gè)用于產(chǎn)生光的 模塊。也就是說，在前照燈中包含至少兩個(gè)適合用于產(chǎn)生光的構(gòu)件。的光源。優(yōu)選地，每個(gè)用于產(chǎn)生光的模塊具有一個(gè)輻射特性。在這里，模 塊的輻射特性應(yīng)當(dāng)理解為從模塊射出的光的強(qiáng)度或亮度空間分布。例 如，模塊可以具有錐形的輻射特性。那么這就是說從模塊射出的光具 有相同強(qiáng)度或亮度的面在空間上形成錐面。此外，模塊的輻射特性可 以是許多其他形狀。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，前照燈的模塊的至少一個(gè) 的輻射特性在前照燈的參考系中是可活動(dòng)的。前照燈的參考系應(yīng)當(dāng)理 解是與前照燈固定連接的參考系。前照燈的部件，例如前照燈外殼， 在該參考系中是位置固定的。在汽車前照燈的情況下，該參考系例如 也可以與汽車車身固定連接。模塊的輻射特性在前照燈的參考系中可活動(dòng)。優(yōu)選地，模塊的輻 射特性在該參考系中例如可移動(dòng)和/或可旋轉(zhuǎn)。特別地，可活動(dòng)的應(yīng)當(dāng)這樣理解，即可以使模塊的輻射特性以可 預(yù)先確定的方式活動(dòng)。因此可以針對性地使模塊的輻射特性適應(yīng)前照 燈的使用要求。這也可以在整個(gè)前照燈活動(dòng)時(shí)(例如在汽車行駛時(shí)) 進(jìn)行。因此，可以通過模塊的輻射特性的活動(dòng)例如對某種交通狀況進(jìn) 行反應(yīng)。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，汽車前照燈具有至少兩個(gè) 用于產(chǎn)生光的模塊，其中，模塊的至少一個(gè)的輻射特性在前照燈的參
考系中是可活動(dòng)的。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，汽車前照燈的模塊具有互 不相同的輻射特性。也就是說，前照燈的至少兩個(gè)模塊適合用于產(chǎn)生 具有互不相同的輻射特性的光。具有不同輻射特性的模塊例如是為不 同的交通狀況或行駛條件而設(shè)置。因此， 一個(gè)模塊可以具有特別窄的 輻射特性，在該輻射特性中，光集中在空間中相對較小的角度范圍 內(nèi)。與之相比，另外的模塊可以具有較寬的輻射特性，在該輻射特性 中，在空間中照亮較大的角度范圍。此外，前照燈還可以具有輻射特 性不同的其他模塊或者具有輻射特性分別相同的多個(gè)模塊。根據(jù)汽車前照燈的至少 一種實(shí)施方式，模塊中的至少兩個(gè)模塊的 輻射特性相互疊加成汽車前照燈的共同的輻射特性。也就是說，然后 這些模塊例如進(jìn)行工作，使得在觀察者看來它們同時(shí)發(fā)出光。這可以通過如下方式來實(shí)現(xiàn)這些模塊同時(shí)工作，使得它們同時(shí)射出光。但 是這些模塊也可以高頻率有節(jié)奏地交替地工作。在這里，各個(gè)模塊的 輻射特性是優(yōu)選這樣調(diào)整，使得它們在空間中至少是局部相交并因此 至少是局部疊加。也就是說，優(yōu)選地在遠(yuǎn)場，當(dāng)觀察者和前照燈之間 的距離相對于例如前照燈的尺寸較大時(shí)，這些模塊的輻射特性相互疊 加成前照燈的共同的輻射特性。在這里，汽車前照燈還利用如下構(gòu)思通過基于前照燈模塊的輻 射特性的疊加而使用較少的模塊，可以適應(yīng)大量不同的交通和行駛狀 況。通過各個(gè)模塊的輻射特性的活動(dòng)和調(diào)光，以及通過不同模塊的工 作和不同模塊的輻射特性的疊加，可以建立與具體狀況相適應(yīng)的前照燈輻射特性的模型。因此，前照燈的輻射特性例如可以與天氣狀況、周圍環(huán)境(市區(qū)、 地方公路、高速公路)、照明狀況、汽車的方向改變和/或汽車的傾斜 相適應(yīng)。另外，還可以與汽車是在靠左行駛還是靠右行駛行駛相適應(yīng)。根據(jù)至少一種實(shí)施方式，前照燈的模塊具有光源和模塊鏡組。優(yōu) 選地，前照燈的每個(gè)模塊具有光源和模塊鏡組。該模塊鏡組例如是位 置固定地與光源連接。模塊鏡組優(yōu)選設(shè)置在光源之后，使得至少大部分的從光源射出的 光通過該模塊鏡組。通過的光的至少 一部分受到模塊鏡組的光學(xué)作
用。模塊鏡組例如可以是反射元件、折射元件或者這些光學(xué)元件的組合。優(yōu)選地，這些模塊鏡組適合在通過時(shí)通過鏡組來降低進(jìn)入模塊鏡 組的光的發(fā)散度。也就是說，由光源發(fā)出的光例如在通過模塊鏡組時(shí) 受到作用，使得它在出射之后的發(fā)散度比在射入模塊鏡組之前更小。 特別優(yōu)選地，模塊鏡組還適合產(chǎn)生出射光的可預(yù)先確定的光分布。在汽車前照燈的至少 一種實(shí)施方式中，模塊鏡組為此是按照非成 像聚光器的類型而形成。在這里，光源設(shè)置在聚光器實(shí)際的光出射面 上。從那里，來自光源的光可以耦合到聚光器中，從而聚光器沿著相 反方向纟皮照射。模塊鏡組優(yōu)選地具有側(cè)面，這些側(cè)面將模塊鏡組的設(shè)有光源的光 入射面與光出射面連接。優(yōu)選地，光入射面具有比光出射面更小的面 積。通過光入射面耦合輸入的光的至少 一部分在側(cè)面上反射并以這種 方式被引導(dǎo)到光出射面。在這里，可以選取側(cè)面的形狀，使得在光出布。也，l是說， 一光在光出射面上不是均勻地在整個(gè)光出射面上分^地 出射，而是存在這樣的光出射面區(qū)域，在這些區(qū)域內(nèi)的光密度比光出 射面的其他區(qū)域更大。以這種方式可以建立一種期望的模塊輻射特性 的模型。因此，可以就在模塊的光出射面上定義例如特別亮的區(qū)域， 以及明顯突出的明暗過渡區(qū)。根據(jù)汽車前照燈的至少 一種實(shí)施方式，模塊的模塊鏡組可以至少局部是按照下列光學(xué)元件中的至少一種元件的類型而形成復(fù)合拋物 面聚光器(CPC國Compound Parabolic Concentrator)、復(fù)合橢J求面聚 光器(CEC-Compoimd Elliptic Concentrator)、復(fù)合雙曲面聚光器 (CHC-Compound Hyperbolic Concentrator )。也就是說，模塊鏡組的 側(cè)面至少局部是按照這些光學(xué)元件的其中一種元件的類型而形成。此外，模塊鏡組可以具有至少局部是平的側(cè)面或者具有回轉(zhuǎn)體的 側(cè)面。以這種方式，模塊鏡組可以至少局部是按照棱臺形或者截圓錐 形鏡組的類型而形成。再者，^^莫塊鏡組的側(cè)面可以含有例如曲率階數(shù)更高的自由曲面。 根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，模塊的光源包括至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片。優(yōu)選地，光源包括多個(gè)發(fā)光二極管芯片。另外，光
源優(yōu)選地適合發(fā)射在觀察者看來是白色的光。在對此有疑問的情況下，可查閱白色的IEC定義。 也就是說，光源包含例如發(fā)光二極管芯片，它們射出的光相互混 合成白光。另外，可以光源的發(fā)光二極管芯片之后設(shè)置光轉(zhuǎn)換材料 (Lumineszenzkonversionsmaterial ) 。
/人發(fā)光二才及管芯片發(fā)出的電》茲輻射的至少一部分被光轉(zhuǎn)換材料轉(zhuǎn)換成其他波長的光。然后，從發(fā)光二極管發(fā) 出的光的未轉(zhuǎn)換部分以及頻率轉(zhuǎn)換過的部分混合成白光。優(yōu)選地，每個(gè)發(fā)光二極管芯片適合在持續(xù)運(yùn)行中產(chǎn)生至少20 lm 的光通量。例如，光源包括至少四個(gè)這種類型的發(fā)光二極管芯片，因 此每個(gè)模塊適合在持續(xù)運(yùn)行中產(chǎn)生至少100 lm的光通量。根據(jù)至少一種實(shí)施方式，模塊鏡組的輻射入射孔的橫截面面積最 大為模塊所屬的發(fā)光二極管芯片的總的輻射輸出耦合面面積的兩 倍?？偟妮椛漭敵鲴詈厦婷娣e是由模塊所屬的單個(gè)發(fā)光二極管芯片的 輻射輸出耦合面面積的總和而得到。輻射入射孔的最大面積優(yōu)選為模 塊所屬的發(fā)光二極管芯片的總的輻射輸出耦合面面積的1.5倍，特別 優(yōu)選的是1.25倍。這樣小的光入射面可以盡可能靠近發(fā)光二極管芯片的輻射輸出 耦合面地縮小光發(fā)射的立體角。在那里，從發(fā)光二極管芯片發(fā)射出的 輻射錐體的橫截面特別小。這實(shí)現(xiàn)了具有最佳擴(kuò)展量的構(gòu)件的設(shè)計(jì)。 也就是說，將盡可能高的輻射強(qiáng)度投射到盡可能小的面上。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，至少汽車前照燈模塊的部 分在前照燈的參考系中是可活動(dòng)的。以這種方式可以實(shí)現(xiàn)模塊的輻射 特性在前照燈的參考系中是可活動(dòng)的。模塊在前照燈的參考系中的活動(dòng)可以包括模塊的平移和旋轉(zhuǎn)。在 這里，如前面所述，在前照燈的參考系中的意義是，相對于前照燈在 前照燈的參考系中位置固定的部分進(jìn)行活動(dòng)。例如，模塊相對于前照 燈的外殼或者相對于前照燈所處的汽車車身是可活動(dòng)的。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，模塊是可旋轉(zhuǎn)地安置。也 就是說，模塊可以圍繞至少一根例如通過模塊而延伸的軸線旋轉(zhuǎn)。由 于模塊的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了模塊的輻射特性在前照燈的參考系中的活動(dòng)。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，模塊是圍繞三根相應(yīng)的主 軸線可旋轉(zhuǎn)地安置。在這里，這三一艮主軸線相互垂直延伸且相交于例如模塊的一個(gè)點(diǎn)上。優(yōu)選地，其中一根主軸線(模塊的縱軸線)與模 塊的主輻射方向平行延伸，也就是說與強(qiáng)度最高的光通過模塊鏡組的 光出射面的方向平行延伸。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，模塊鏡組的位置相對于光 源是可改變的。例如，模塊鏡組可以相對于光源可移動(dòng)或可旋轉(zhuǎn)。以 這種方式，模塊的輻射特性也可以活動(dòng)。才艮據(jù)至少一種實(shí)施方式，前照燈具有步進(jìn)電動(dòng)才幾。該步進(jìn)電動(dòng)枳J 適合按規(guī)定使模塊的輻射特性活動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以設(shè)置成既用于使 輻射特性在前照燈的參考系中旋轉(zhuǎn)過可調(diào)節(jié)的角度，也用于使輻射特 性在前照燈的參考系中移動(dòng)預(yù)先確定的距離。例如，可以設(shè)置步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)，以使前照燈的模塊圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。另外，必要時(shí)在使用附加的 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的條件下，模塊鏡組可以相對于模塊光源旋轉(zhuǎn)。在這里， 如果旋轉(zhuǎn)角度是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最小旋轉(zhuǎn)角的多倍，那么步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以 在多個(gè)步距中轉(zhuǎn)過可預(yù)先確定的旋轉(zhuǎn)角度。優(yōu)選地，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最 小旋轉(zhuǎn)角度最大為1°。此外，可以為每個(gè)前照燈模塊分配多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，以圍繞不同 的軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)汽車前照燈的至少一種實(shí)施方式，前照燈具有杠桿系統(tǒng)。該 杠桿系統(tǒng)適合確定地使模塊的輻射特性活動(dòng)。借助該杠桿系統(tǒng)可以引 起輻射特性相對于前照燈的參考系的旋轉(zhuǎn)和平移。例如，借助杠桿系 統(tǒng)，模塊或者模塊鏡組可以相對于光源旋轉(zhuǎn)。根據(jù)前照燈的至少一種實(shí)施方式，汽車前照燈具有設(shè)置在模塊之 后的光學(xué)元件。例如，在所有模塊之后設(shè)有共同的光學(xué)元件。優(yōu)選地， 該光學(xué)元件設(shè)置在模塊之后，使得從模塊射出的光的至少一部分通過 該光學(xué)元件并受到該光學(xué)元件的作用。優(yōu)選地，該光學(xué)元件包括投影透鏡。特別優(yōu)選地，至少其中一個(gè) 模塊的光出射面位于投影透鏡的焦平面內(nèi)。以這種方式，光密度在模 塊鏡組的光出射面上的分布特別清楚地在要照亮的表面上形成圖 像。根據(jù)至少一種實(shí)施方式，前照燈的至少其中一個(gè)模塊的位置相對 于投影透鏡可改變。以這種方式，例如，模塊的輻射出射面或者模塊 的輻射出射面的部分可以移出或移入投影透鏡的焦平面。因此，例 如，可以按照法律規(guī)定和/或設(shè)計(jì)要求對在光密度分布的投影中的明暗 過渡區(qū)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這實(shí)現(xiàn)了模塊的輻射特性進(jìn)一步與交通狀況和行駛 條件相適應(yīng)。下面借助實(shí)施例及附圖進(jìn)一步詳細(xì)地說明在這里所述的汽車前 照燈。在實(shí)施例和附圖中，相同的或起相同作用的組成部分分別用相 同的附圖標(biāo)記表示。所示的部件應(yīng)被看作不是按照比例，更確切地 說，為了更好的理解，各個(gè)部件可能以夸大的尺寸而示出。

圖1示意地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的模塊的輻射特性投影的光強(qiáng) 分布。圖2示意地示出了根據(jù)第二實(shí)施例的模塊的輻射特性投影的光強(qiáng) 分布。圖3示意地示出了根據(jù)第三實(shí)施例的模塊的輻射特性投影的光強(qiáng) 分布。圖4A示意地示出了根據(jù)第四實(shí)施例的模塊的輻射特性投影的光 強(qiáng)分布。圖4B示出了根據(jù)第四實(shí)施例的模塊的輻射特性圍繞縱軸線旋轉(zhuǎn) 后的投影。圖4C示出了根據(jù)第四實(shí)施例的模塊的輻射特性圍繞縱軸線旋轉(zhuǎn) 后的投影。圖5A示意地示出了根據(jù)第一和第四實(shí)施例的模塊的輻射特性疊 加的光強(qiáng)分布。圖5B示意地示出了根據(jù)第二和第四實(shí)施例的模塊的輻射特性疊 加的光強(qiáng)分布。圖5C示意地示出了根據(jù)第二、第三和第四實(shí)施例的模塊的輻射 特性疊加的光強(qiáng)分布。圖5D示意地示出了根據(jù)第三實(shí)施例的模塊和兩個(gè)根據(jù)第四實(shí)施 例的模塊的輻射特性疊加的光強(qiáng)分布。圖6A和6B示出了根據(jù)第二和第四實(shí)施例的模塊的輻射特性疊加的光強(qiáng)分布示意圖。圖7A和7B示出了根據(jù)第二和第四實(shí)施例的模塊的輻射特性疊加的光強(qiáng)分布示意圖。圖8A和8B示出了用于使模塊圍繞縱軸線旋轉(zhuǎn)的杠桿系統(tǒng)。
圖9示出了模塊的立體示意圖。圖IOA示出了模塊鏡組的第一實(shí)施例的立體示意圖。 圖10B示出了模塊鏡組的第一實(shí)施例的截面示意圖。 圖11A示出了模塊鏡組的第二實(shí)施例的立體示意圖。 圖11B示出了模塊鏡組的第二實(shí)施例的截面示意圖。 圖12A示出了模塊光源的實(shí)施例的立體示意圖。 圖12B示出了包括模塊鏡組的模塊光源的實(shí)施例的立體示意圖。 圖13示出了包括模塊和光學(xué)元件的前照燈的立體示意圖。 圖1至圖4示出了用于產(chǎn)生光的模塊的不同實(shí)施例的光強(qiáng)分布。 光強(qiáng)分布例如是通過用從模塊射出的光照射到測量屏而得到。該測量屏例如以很大的距離位于模塊集成在其中的前照燈之 前。測量屏平面與設(shè)置在模塊之后的投影透鏡60的光軸線61垂直地 延伸(對此可參見圖13)。也就是說，所示的光強(qiáng)分布是相應(yīng)模塊的 輻射特性或者相應(yīng)模塊的輻射特性的疊加在遠(yuǎn)場中的正投影。這意思 是，與前照燈的尺寸相比，前照燈和測量屏之間的距離較大。圖l至 圖7的x軸和y軸以任意的單位表示光強(qiáng)分布在水平方向或豎直方向 上的擴(kuò)展量。在乂 = 0處的分界線12將交通方向相互分開。也就是說， 在靠右行駛的情況下，從模塊朝著測量屏的方向看，迎面車流側(cè)位于 分界線12的左邊。圖1示意地示出了用于產(chǎn)生光的第一模塊1的光強(qiáng)分布，如其從 模塊1的輻射特性在測量屏的投影所得到。在圖1中的等值線是光強(qiáng) 相等的曲線并限定出光強(qiáng)不同的區(qū)域(la至lf)。在本實(shí)施例中，最 大光強(qiáng)大約為3500cd。光強(qiáng)在區(qū)域la內(nèi)至少為3000cd，在區(qū)域lb 內(nèi)至少為1000cd，在區(qū)域lc內(nèi)至少為300cd，在區(qū)域ld內(nèi)至少為 100cd,在區(qū)域le內(nèi)至少為30cd以及在區(qū)域lf內(nèi)至少為10cd。也就 是說，從光強(qiáng)分布在x-0處的中心向著邊緣，光強(qiáng)減小。亮暗過渡 區(qū)13至少是局部地沿著水平線11延伸，該水平線是任意在y-0處 確定的。與在圖2至圖4中模塊的亮度分布相比，圖l的模塊l顯現(xiàn) 出寬的且相對較為擴(kuò)散的亮度分布作為相對較寬的且較為擴(kuò)散的輻 射特性的結(jié)果。這種模塊1例如可以用作汽車前照燈的市區(qū)照明電路 的基本模塊。這意思是，模塊1的輻射特性特別適合在汽車速度相對 較低時(shí)相對較好的照明環(huán)境。也就是說，例如，在汽車近場中的空間，
即相對靠近汽車的地方特別好地被照亮了 。圖2示意地示出了用于產(chǎn)生光的第二模塊2的亮度分布。在該實(shí) 施例中，最大亮度大約為8000cd。區(qū)域h至M通過等值線的劃分對 應(yīng)于在圖1中的劃分。與在圖1中的模塊相比，圖2顯示了相對較窄 的亮度分布。也就是說，在這里，在絕對值更小的x值或y值處，亮 度下降到10cd的數(shù)值以下。另外，光強(qiáng)在光強(qiáng)分布的中央?yún)^(qū)(x = 0, 乂 = -5附近)更為集中。也就是說，最亮區(qū)域2a占據(jù)更小的面積。模 塊2因此示出了比圖1的模塊的輻射特性更加集中且擴(kuò)散程度更小的 輻射特性。例如，模塊2可以用作近光的基本模塊。圖3示意地示出了用于產(chǎn)生光的第三模塊3的亮度分布。區(qū)域3a 表示光強(qiáng)至少為10000cd的最亮區(qū)域。在圖3的實(shí)施例中，最大的光 強(qiáng)大約為16000cd。光強(qiáng)分布的區(qū)域3a至3f以從至少3000cd ( 3b ) 到至少為30cd(區(qū)域3f)的亮度相互鄰接。與圖2的模塊的輻射特性 相比，模塊3顯示出光強(qiáng)的進(jìn)一步集中。模塊3可以用作遠(yuǎn)光的基本 模塊。圖4A示意地示出了用于產(chǎn)生光的第四模塊的光強(qiáng)分布。區(qū)域4a 表示光強(qiáng)至少為10000cd的最亮區(qū)域。最大光強(qiáng)大約為21000cd。光 強(qiáng)在區(qū)域4b至4f中的劃分相當(dāng)于圖3的劃分。模塊4具有集中程度 特別大的輻射特性。模塊4因此優(yōu)選地地作為用于前照燈的不同工作 調(diào)節(jié)的所謂的熱點(diǎn)模塊(Hot-Spot-Modul) 4而使用。優(yōu)選地，如在圖4B和4C中所示，模塊4的輻射特性圍繞模塊的 縱軸線31 (對此也可見圖9)可旋轉(zhuǎn)。輻射特性的S走轉(zhuǎn)例如可以通過 整個(gè)模塊圍繞其縱軸線31旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。圖4B示出了輻射特性轉(zhuǎn)過角 度+cp的旋轉(zhuǎn)，圖4C示出了轉(zhuǎn)過角度-(p的旋轉(zhuǎn)。例如，角度cp在這里 可以為15°。圖5A示意地示出了模塊1和模塊4的輻射特性疊加的光強(qiáng)分 布。也就是說，模塊1和模塊4在觀察者看來同時(shí)發(fā)光。它們的輻射 特性相互疊加。這在測量屏上導(dǎo)致了所示的光強(qiáng)分布，該光強(qiáng)分布表 示了模塊1和模塊4的光強(qiáng)分布在空間上的相加。在圖5A的實(shí)施例中，熱點(diǎn)模塊4的輻射特性例如旋轉(zhuǎn)過+15°。 因此，模塊4的輻射特性與模塊1的輻射特性疊加，使得在靠右行駛 規(guī)則的情況下，在迎面車流側(cè)(在分界線12的左邊)保留有明暗過
渡區(qū)13的水平線。在車流側(cè)(在分界線12的右邊)的明暗過渡區(qū)13 與水平線成9=15°地延伸?？偠灾?，這意思是，使光分布一一比如模塊4的輻射特性一一 產(chǎn)生不對稱是借助輻射特性相對于模塊的縱軸線31的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行調(diào) 節(jié)。熱點(diǎn)模塊4集中的輻射特性與模塊1寬的且擴(kuò)散的輻射特性疊加 可以特別地用于前照燈的市區(qū)照明工作。圖5B示意地示出了模塊2和4的輻射特性的疊加。在該實(shí)施例 中，熱點(diǎn)模塊4也是相對于水平線ll旋轉(zhuǎn)過角度cp。這樣建模的輻射 特性例如可以用于近光。圖5C示出了模塊2、模塊3和模塊4的輻射特性的疊加。與圖 5B的輻射特性相比，這里還額外地疊加了與模塊2相比更窄、擴(kuò)散 程度更小的模塊3的輻射特性。這種聯(lián)合的輻射特性例如適合于前照 燈的惡劣天氣工作——例如用于在雨或霧中的行駛。圖5D示出了模塊3的輻射特性與兩個(gè)模塊4的輻射特性的疊 加。在這里，兩個(gè)模塊4的輻射特性分別旋轉(zhuǎn)過角度cp。這導(dǎo)致了特 別集中的輻射特性，其中在投影面上的最大光強(qiáng)為大約55000cd。模 塊3和模塊4的輻射特性的組合可以例如用于以高速在高速公路行 使。圖6A和6B示出了模塊2和模塊4的輻射特性的疊加，這例如適 合作為前照燈的近光。在這兩個(gè)圖中，模塊4的輻射特性圍繞模塊的 縱軸線31旋轉(zhuǎn)，從而在投影中的明暗邊界13與水平線成角度cp。輻 射特性圍繞豎軸線32 (對此參見圖9)的旋轉(zhuǎn)與圍繞縱軸線31的旋 轉(zhuǎn)疊加。這樣，模塊4的輻射特性繞豎直軸線32在圖6A中向右旋轉(zhuǎn) 過5°,而在圖6B中向左旋轉(zhuǎn)過5°。輻射特性圍繞豎軸線32的旋轉(zhuǎn) 可以例如通過整個(gè)模塊或模塊鏡組的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生。在這里，旋轉(zhuǎn)角度 例如與彎道的曲率相適應(yīng)。以這種方式，最亮區(qū)域42a可以按照彎道的曲率進(jìn)行跟蹤。模塊的旋轉(zhuǎn)例如是借助步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)，該步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)至少間接地通過汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)來控制。此外，模塊2的輻射 特性也可以與模塊4 一起或與之分開地圍繞模塊的豎軸線32旋轉(zhuǎn)， 并因此同樣按照該彎道的曲率進(jìn)行跟蹤。所述的(例如圖4的熱點(diǎn)模塊4的)輻射特性圍繞豎軸線32的 旋轉(zhuǎn)，對于如在圖5A到5D中所示的其他的輻射特性組合也是可行 的。圖7A和7B示出了熱點(diǎn)模塊4圍繞模塊縱軸線31旋轉(zhuǎn)過角度+ cp 或-(p。輻射特性的這種旋轉(zhuǎn)可以用于從靠右行駛規(guī)則向靠左行駛規(guī)則 的轉(zhuǎn)換及相反的轉(zhuǎn)換(用于從靠右行駛規(guī)則變換到靠左行駛規(guī)則及反 向變換的所謂的"游客電路")。熱點(diǎn)模塊4的輻射特性圍繞縱軸線 31旋轉(zhuǎn)以從靠右行駛規(guī)則轉(zhuǎn)換到靠左行駛規(guī)則，這對于如在圖5A至 5D中所示的其他的輻射特性組合也是可行的。總的來說，不同模塊的輻射特性的大量組合是可行的。在使用數(shù) 量相對較少的不同或相同的模塊的情況下，單個(gè)或多個(gè)模塊的輻射特 性的活動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)不同的前照燈輻射特性。因此，可以考慮大量的不 同交通狀況和行駛狀況。在這里，圖5至圖7的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解為是 示例性的，而決不是限制性的。圖8A和8B示出了實(shí)現(xiàn)模塊輻射特性圍繞其縱軸線31旋轉(zhuǎn)的一 種可能方案。例如，為了在圖7A和7B所示的從靠右行駛規(guī)則到靠左 行駛規(guī)則的轉(zhuǎn)換，可以使用包含杠桿10的杠桿系統(tǒng)。那么，模塊圍 繞其縱軸線31旋轉(zhuǎn)是借助杠桿的機(jī)械操作來實(shí)現(xiàn)。杠桿10的機(jī)械操 作借助杠桿臂10a, 10b產(chǎn)生例如模塊4圍繞其縱軸線31的旋轉(zhuǎn)。旋 轉(zhuǎn)角度可以是可無級調(diào)節(jié)的。但是，利用杠桿10的操作也可以使模 塊旋轉(zhuǎn)預(yù)先設(shè)置的角度。圖9示出了用于產(chǎn)生光的模塊70的立體示意圖。模塊70包括光 源20和模塊鏡組21,模塊鏡組設(shè)在光源20之后。模塊70例如是圍 繞三根主軸線31, 32, 33可旋轉(zhuǎn)地安置，這些主軸線相互垂直延伸 并相交在例如模塊70的重心70a?？v軸線31優(yōu)選是與模塊的主輻射 方向平行延伸。在沒有旋轉(zhuǎn)的模塊中，縱軸線31優(yōu)選是平行于設(shè)在 模塊之后的投影透鏡的光軸線61 (對此可參見圖13 )。豎軸線32和 橫軸線33分別垂直地位于縱軸線31上。模塊圍繞縱軸線31的旋轉(zhuǎn)引起了模塊70的輻射特性的轉(zhuǎn)動(dòng)，如 其針對熱點(diǎn)模塊4例如在圖4B和4C中所示。圍繞豎軸線32的旋轉(zhuǎn) 引起了在圖6A和6B中示例性針對熱點(diǎn)模塊4的所示的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn) 例如適合用于在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)輻射特性的跟蹤。圍繞模塊70的橫軸線 33的旋轉(zhuǎn)在投影中顯示為輻射特性向下(例如朝著路面)翻轉(zhuǎn)或者向 上(例如背離路面)翻轉(zhuǎn)。那就是說，通過圍繞模塊橫軸線33的旋 轉(zhuǎn)可以對汽車的傾斜作出反應(yīng)。如果汽車?yán)缫云淝懊娉访鎯A斜，那么模塊的輻射特性通過圍繞橫軸線33的旋轉(zhuǎn)從路面引開，從 而模塊70的主輻射方向例如基本上平行于路面而延伸。圖10A示出了模塊鏡組40的一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖，如該鏡 組可以例如應(yīng)用于熱點(diǎn)模塊4。圖10B以截面圖的方式示出了相關(guān)的 側(cè)向示意圖。所示的模塊鏡組40是長度約為5mm的反射器，該反射器可以作 為模塊鏡組21設(shè)在光源20之后(參見圖9)。反射器40具有光入射 孔41、光出射孔43及側(cè)面42,側(cè)面將光入射孔41與光出射孔42連 接起來。在這里，光入射孔41具有比光出射孔42更小的面積。 側(cè)面42設(shè)計(jì)成反射型。為此，例如側(cè)面42在反射器40的內(nèi)部 反射型地涂層。但是，反射器40設(shè)計(jì)成實(shí)體也是可行的，該實(shí)體包 含例如是透明的塑料材料。然后，在側(cè)面42上的反射是基于全反射 而進(jìn)行的。如在說明書的通常部分中所設(shè)計(jì)的，側(cè)面42至少局部是 按照CPC, CEC, CHC,棱臺形，或者截圓錐形鏡組的類型而形成。 另外，側(cè)面還可以包含曲率階數(shù)更高的自由曲面。側(cè)面42、光入射孔41和光出射孔42被形成，從而得到期望的模 塊輻射特性。在這里，在光出射孔43上的光分布基本上是由側(cè)面42 的形狀確定。光分布的輪廓基本上是由光出射孔43邊緣43a的形狀 確定。在光出射孔43上的光分布例如借助投影透鏡60 (參見圖13) 進(jìn)行投影。在一平面上的投影導(dǎo)致了如例如在圖1至圖7中所示的光 強(qiáng)分布。圖11A示出了模塊鏡組50的另一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。圖11B 以截面圖的方式示出了相關(guān)的側(cè)視圖。所示的模塊鏡組50例如可以 用于產(chǎn)生如在圖1至圖3中所示的光強(qiáng)分布。模塊鏡組的長度L大約 為15mm。模塊鏡組50例如設(shè)計(jì)成實(shí)體。例如，模塊鏡組50為此包 含透明的塑料材料。模塊鏡組50具有光入射面51,該入射面的面積 比光出射面53小。側(cè)面52連接光入射面51和光出射面52。光在模 塊鏡組50中通過在側(cè)面52上的全反射從光入射面51被引導(dǎo)到光出 射面53。但是，模塊鏡組50也可以不是設(shè)計(jì)成實(shí)體，而是側(cè)面52在 模塊鏡組50的內(nèi)部設(shè)計(jì)成反射型，例如進(jìn)行反射型的涂層。如已在
圖IOA和10B的實(shí)施例中，基本上通過在相應(yīng)形成的側(cè)面52上的反 射可以在光出射面53上產(chǎn)生預(yù)先確定的光分布。為此，側(cè)面52至少 局部是按照CPC， CEC， CHC，棱臺形，或者截圓錐形鏡組的類型而 形成。另外，側(cè)面52還可以具有曲率階數(shù)更高的區(qū)域。此外，在圖IOA， IOB和圖11A, IIB的實(shí)施例中，光出射面可 以具有確定的曲率。例如，光出射孔具有凸曲率。在這里，該光出射 面的曲率可以選取，使得光出射面的部分位于投影透鏡60的焦平面 63內(nèi)(參見圖13),而光出射面的其他區(qū)域不在焦平面63內(nèi)。因此， 可以實(shí)現(xiàn)明暗過渡區(qū)13 (例如參見圖1)處于焦平面內(nèi)。在這里同樣 可行的是，焦平面63不是如在圖13中簡化所示是平的，而是焦平面 63具有一曲率。例如，該焦平面63是凸向透鏡60而彎曲。這使得明 暗過渡區(qū)13可以特別清楚地成像。于是，在不是處于焦平面63內(nèi)的 光出射面上的光分布的區(qū)域在投影中過渡柔和地顯現(xiàn)出來。圖12A示出了光源20的一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖。圖12B示出 了帶有模塊鏡組21的光源20。光源20例如包括五個(gè)發(fā)光二極管芯片22。發(fā)光二極管芯片22例 如是薄膜發(fā)光二極管芯片22,它們的發(fā)光效率分別至少為20流明/ 瓦。優(yōu)選地，發(fā)光二極管芯片22適合產(chǎn)生在藍(lán)色光譜范圍內(nèi)的光。 于是，在發(fā)光二極管芯片22之后設(shè)置光轉(zhuǎn)換材料。頻率轉(zhuǎn)換過的從 發(fā)光二極管芯片22發(fā)出的輻射部分與未轉(zhuǎn)換部分混合成白光。發(fā)光二極管芯片22例如設(shè)置在外殼23的底板24上。外殼23例 如可以由陶資材料構(gòu)成。優(yōu)選地，該外殼23具有至少局部是設(shè)計(jì)成 反射型的內(nèi)壁。外殼23的內(nèi)壁例如可以按照非成像的聚光器而形成， 該聚光器沿相反的方向被照亮，從而導(dǎo)致了從發(fā)光二極管芯片22發(fā) 出的輻射的準(zhǔn)直。沿著發(fā)光二極管芯片22的主輻射方向，可以在外 殼23的內(nèi)壁之后設(shè)置模塊鏡組21，如在上文中所述(對此可見圖10 和圖11 )。除了外殼23之外，發(fā)光二極管芯片22與接觸面25a和25b連接。 導(dǎo)線26將接觸面25a, 25b與接線點(diǎn)30連接起來，通過這些接線點(diǎn) 30可以從外部接通光源20。例如，光源與汽車的電網(wǎng)的連接可以借 助對接插接器28上的插頭來實(shí)現(xiàn)。至少一個(gè)壓敏電阻27用作光源20 的過壓保護(hù)裝置。對接插接器28、壓敏電阻27以及外殼23例如設(shè)在
金屬芯板29上，該金屬芯板既用作電路板，也用作在工作中由發(fā)光 二極管芯片22產(chǎn)生的熱量的導(dǎo)熱元件。在這里，在金屬芯板29上或者在光源20的外部可以設(shè)有發(fā)光二 極管芯片22的調(diào)光(Dimmen)裝置。以這種方式，模塊的輻射特性 可以附加地通過改變強(qiáng)度與如天氣或照明情況的外部條件相適應(yīng)。此 外，從光源20射出的光的強(qiáng)度也可以通過針對性地接通和切斷單個(gè) 發(fā)光二極管芯片22來改變。圖13示出了帶有模塊70和投影透鏡60的前照燈80的立體示意 圖。在尚未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，模塊70優(yōu)選地相對投影透鏡60設(shè)置，使 得模塊的縱軸線31與光軸線61平行地延伸，并且模塊鏡組21的輻 射出射面21a的至少部分設(shè)置在投影透鏡60的焦平面63內(nèi)。模塊70的輻射特性在前照燈80的參考系中是可活動(dòng)的。這例如 是借助模塊70相對于前照燈80的活動(dòng)而發(fā)生。通過改變輻射出射面 21a與投影透鏡60的焦平面63之間的距離，例如附加地借助模塊70 沿著主軸線31， 32, 33的其中一根軸線的活動(dòng)，可以使模塊70的輻 射特性投影或者至少部分輻射特性投影聚焦或產(chǎn)生柔焦效果。本發(fā)明不受借助實(shí)施例的描述限制。而是，本發(fā)明包含每一個(gè)特 征以及每一種特征組合，這特別包括在權(quán)利要求中的每一種特征組 合，即使是在該特征或該特征組合本身沒有明確地在權(quán)利要求和實(shí)施 例中說明的情況下。例如，在根據(jù)本發(fā)明的前照燈中，在前照燈的參 考系中可活動(dòng)地設(shè)置的模塊70也可以用于產(chǎn)生所謂的轉(zhuǎn)彎照明光。 例如，為此目的，該模塊70關(guān)于前述參考系的空間位置或者方向在 汽車駛過轉(zhuǎn)彎處時(shí)和拐彎時(shí)，根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)向角而改變。此外，所述的前照燈的應(yīng)用不局限于汽車。而是，提供了大量的 應(yīng)用可能性——例如用在飛機(jī)中或者也可以作為靜止的探照燈。
權(quán)利要求
1.汽車前照燈，該汽車前照燈具有至少兩個(gè)用于產(chǎn)生光的模塊(70)，其中，至少其中一個(gè)模塊的輻射特性在前照燈(80)的參考系中是可活動(dòng)的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車前照燈，其中，所述前照燈(80) 的模塊(70)具有互不相同的輻射特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的汽車前照燈，其中，所述模塊(70) 中的至少兩個(gè)模塊的輻射特性疊加成汽車前照燈(80)的輻射特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，其中，每 個(gè)所述模塊(70)具有光源(20)和模塊鏡組(21)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車前照燈，其中，所述模塊鏡組(21)至少局部是按照下列光學(xué)元件中的至少 一種元件的類型而形成 CPC、 CEC、 CHC、棱臺形、或者截圓錐形鏡組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的汽車前照燈，其中，所述光源(20) 包括至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片(22)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的汽車前照燈，其中，所述模塊鏡 組(20)具有輻射入射面(41， 51)，該入射面最大為所述模塊的發(fā) 光二極管芯片(22)的總的輻射輸出耦合面面積的兩倍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，其中，模 塊(70)的至少一部分在前照燈的參考系中是可活動(dòng)的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，其中，所 述模塊(70)是可旋轉(zhuǎn)地安置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，其中，所 述模塊是圍繞三根對應(yīng)的主軸線(31， 32， 33)可旋轉(zhuǎn)地安置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，其中， 所述模塊鏡組(21)可旋轉(zhuǎn)地安置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，其中， 所述光源(20)的位置相對于模塊鏡組(21)是可改變的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，該汽車 前照燈具有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，該汽車前照燈具有杠桿系統(tǒng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的汽車前照燈，該汽車 前照燈具有設(shè)在所述模塊之后的光學(xué)元件(60)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的汽車前照燈，其中，所述光學(xué)元件 包括投影透鏡(60)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的汽車前照燈，其中，至少一個(gè) 所述模塊(70)的位置相對于所述光學(xué)元件(60)是可改變的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車前照燈。該汽車前照燈(80)包括至少兩個(gè)用于產(chǎn)生光的模塊(70)，其中，至少一個(gè)模塊(70)的輻射特性在前照燈的坐標(biāo)系中是可活動(dòng)的。優(yōu)選地，在這里，前照燈(80)的這些模塊(70)具有互不相同的輻射特性，并且至少兩個(gè)模塊(70)的輻射特性相互疊加成可調(diào)節(jié)的前照燈輻射特性。
文檔編號F21S8/10GK101151490SQ200680010251
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者A·威爾姆, R·沃爾默, T·雷納斯 申請人:電燈專利信托有限公司