具有多功能投影模塊的機(jī)動(dòng)車前大燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有多功能投影模塊（14）的機(jī)動(dòng)車前大燈（10），其這樣設(shè)計(jì)，即第一光源（16）的光線通過第一主光學(xué)系統(tǒng)（18）在由遮光板邊緣（26）限定的第一光路（32）中轉(zhuǎn)換到第一光分布（34）中，第二光源（20）的光線通過第二主光學(xué)系統(tǒng)（22）在第二光路中在光束束腰（44）中聚焦并轉(zhuǎn)化到第二光分布中，該第二光分布具有預(yù)先設(shè)定的中心點(diǎn)（56）。該投影模塊的特征在于反射鏡（30），它這樣設(shè)置在光束束腰（44）和投影透鏡（28）之間的第二光路（46）中，即它在投影透鏡的焦點(diǎn)中產(chǎn)生光束束腰（44）虛的鏡像。
【專利說明】具有多功能投影模塊的機(jī)動(dòng)車前大燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的、具有多功能投影模塊的機(jī)動(dòng)車前大燈。
【背景技術(shù)】
[0002]在此，多功能投影模塊是指這樣的投影模塊，借助該投影模塊可在不同的光功能之間轉(zhuǎn)換。這種光功能的例子是近光燈功能和遠(yuǎn)光燈功能。
[0003]這種前大燈從JP 2006107875和從DE 10 2009 049 458 Al已知。已知的前大燈
具有雙功能的投影模塊，它具有第一光源、第一主光學(xué)系統(tǒng)、第二光源、第二主光學(xué)系統(tǒng)、帶遮光板邊緣的遮光板、投影透鏡和反射鏡，并且該投影模塊這樣設(shè)計(jì)，使第一光源的光線通過第一主光學(xué)系統(tǒng)在由遮光板邊緣限定的第一光路中轉(zhuǎn)換到位于投影模塊前部區(qū)域中的第一光分布中，并且使第二光源的光線通過第二主光學(xué)系統(tǒng)在第二光路中在光束束腰中聚焦并轉(zhuǎn)換到位于投影模塊前部區(qū)域中的第二光分布中，該第二光分布具有預(yù)先設(shè)定的中心點(diǎn)。在此，光束束腰理解為遠(yuǎn)光燈光路的最強(qiáng)收窄處，即遠(yuǎn)光燈光束的腰部。
[0004]與反射模塊不同(在反射模塊中反射器使光源的光線聚集起來并且反射到期望的光分布中)，投影模塊的特征通常在于，將在前大燈內(nèi)部產(chǎn)生的光分布借助投影透鏡成像到位于前大燈前部區(qū)域中的光分布中。在前大燈中產(chǎn)生的光分布可指光源的光輸出面中的光分布。但這種光分布大多是指通過主光學(xué)系統(tǒng)和遮光板在投影透鏡的焦平面中產(chǎn)生的光分布(作為光源的中間圖像)。
[0005]為了在近光燈光分布和遠(yuǎn)光燈光分布之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，遮光板的位置大多關(guān)于在前大燈中產(chǎn)生的光分布進(jìn)行變化。該位置變化在此通過遮光板的馬達(dá)式驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。在此通過有針對(duì)性地遮蔽光束來產(chǎn)生單個(gè)的光分布，該光束通常源自單個(gè)的光源。唯一的光源通常是氣體放電燈。
[0006]如今具有這樣的前大燈，它從多個(gè)半導(dǎo)體光源的光線借助投影透鏡產(chǎn)生近光燈或遠(yuǎn)光燈光分布。這種前大燈在下面也稱為L(zhǎng)ED-前大燈。與配備氣體放電燈作為光源的前大燈(其在下面也稱為氙氣-前大燈)不同的是，LED-前大燈通常不僅需要多個(gè)光源(SPLED-芯片)，而且還需要許多所屬的投影或反射光學(xué)系統(tǒng)。結(jié)果是，LED-前大燈的總光分布通常通過多個(gè)光模塊的光分布的疊加構(gòu)成。
[0007]現(xiàn)在在某些情況下試圖將在氙氣-前大燈中引入的可活動(dòng)的遮光板也應(yīng)用在LED-投影模塊中，以便能通過唯一的光模塊實(shí)現(xiàn)如此之多的近光燈和/或遠(yuǎn)光燈功能。在此，通過遮蔽遠(yuǎn)光燈光分布的一部分來產(chǎn)生該近光燈光分布。由于LED-光模塊的光功率較小，但為此需要遮蔽較大光通量，這是尤其不利的。
[0008]如果用于各光功能的光路分布在投影模塊的遮光板平面中，則避免了這些缺點(diǎn)，因此從屬于光功能的光束能夠由不同的、可獨(dú)立接通的光源產(chǎn)生。因此，無需活動(dòng)的遮光板就能形成出多種光功能。在此，只需通過光源的接通和閉合來就能在不同的光功能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。[0009]光路的分布現(xiàn)在根據(jù)物理原理借助折射、反射或吸收來實(shí)現(xiàn)。
[0010]在此上下文中，從DE 10 2007 052 696 Al已知，通過在玻璃體的邊界面上的全內(nèi)反射形成遠(yuǎn)光和近光-光路，該玻璃體的邊緣在近光燈情況下產(chǎn)生明暗-界限。遠(yuǎn)光燈光束與近光燈光束在此耦合到同一個(gè)玻璃體中，但在明顯更陡的角度下碰到所述的邊界面上，因此它們不會(huì)反射，而是穿過該表面并且照亮明暗-界限上方的區(qū)域，并因此形成遠(yuǎn)光燈光分布。
[0011]從DE 10 2009 008 631 Al已知，通過具有模制鏡面的玻璃體來引導(dǎo)光路，在該鏡面上進(jìn)行全內(nèi)反射。該光路通過投影透鏡的焦平面中的全內(nèi)反射這樣限定，即產(chǎn)生清晰的明暗界限(HDG)。其它光路繞過玻璃體，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光燈功能。
[0012]按DE 10 2007 052 696 Al或按DE 10 2009 008 631 Al根據(jù)全反射原理工作的
鏡式遮光板中，必須確保，耦合到玻璃體中的光線盡可能多地通過端側(cè)上的光輸出面離開該玻璃體。此外，在玻璃體的側(cè)表面上排出的光應(yīng)盡可能少，因?yàn)檫@種光可能會(huì)產(chǎn)生不期望的散光和/或引起強(qiáng)光。
[0013]此外還必須注意，不會(huì)有過大比例的光路(其應(yīng)該繞過玻璃體)碰到玻璃上并在該處通過折射耦合到玻璃體，該折射垂直于光線的射入點(diǎn)位置處的邊界面進(jìn)行。這些光線對(duì)于期望的光分布來說是損失，因?yàn)樗鼈兺ǔ２荒茉匐x開玻璃體。
[0014]在US 2006/0120094A1 和 DE 10 2008 036 192 Al 描述了一種用來利用全內(nèi)反射
的備選方案。在此，光路在明暗界限上方和下方通過兩個(gè)鏡反射的表面分開，它們?cè)谕哥R的焦平面中清晰地一直通到量器邊緣。該邊緣具有期望的明暗界限的輪廓，并且通過投影模塊的透鏡投射在道路上。該系統(tǒng)也可設(shè)置吸收的表面，但與具有鏡反射的表面的方案相比會(huì)影響效率。
[0015]在該系統(tǒng)中，在期望的光分布中產(chǎn)生明暗界限時(shí)會(huì)出現(xiàn)困難。其困難在于，如此分開不同光功能的光路，即在近光燈情況下沒有不期望的光線越過明暗界限散射(沒有串?dāng)_)，并且在遠(yuǎn)光燈情況下不會(huì)在近光燈-明暗界限的位置上留下暗線或彩線。
[0016]在前述JP 2006107875的主題中，該問題通過以下方式避免，即遠(yuǎn)光燈光路在近光燈光路的遮光板的旁邊通過投影透鏡發(fā)送。
[0017]但因?yàn)樗鶎俚倪h(yuǎn)光燈光分布可能看起來在水平線上，所以在JP2006107875的內(nèi)容中應(yīng)用了反射鏡，它設(shè)置在投影透鏡之后的光路中并且使遠(yuǎn)光-光束再次朝下轉(zhuǎn)向。但出于構(gòu)造方面的原因，這種反射鏡通常讓人感覺受干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]在此背景下提出了本發(fā)明的目的，即給出一種前述類型的前大燈，它的特征在于，第一光分布和第二光分布的重疊部分在兩個(gè)光分布的照亮區(qū)域之間沒有暗線，并且沒有在光路中設(shè)置在投影透鏡之后并因此可從外面看到的反射鏡就足夠。
[0019]此目的借助權(quán)利要求1的特征得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明與JP 2006107875的主題的不同之處在于，該反射鏡這樣設(shè)置在光束束腰和投影透鏡之間的第二光路中，即它產(chǎn)生光束束腰虛的鏡像，該鏡像位于一個(gè)點(diǎn)的周圍，該點(diǎn)通過由投影透鏡獲得的圖像對(duì)應(yīng)于第二光分布的中心點(diǎn)。
[0020]在此，由投影透鏡獲得的圖像理解為如無障礙地在圖像的光路中產(chǎn)生一樣的圖像。在虛擬鏡像這里定位的點(diǎn)狀光源則在所述的中心點(diǎn)中成像。
[0021 ] 在真實(shí)的投影模塊中，虛的鏡像的位置位于投影透鏡的焦點(diǎn)附近或在該焦點(diǎn)中。為了產(chǎn)生無明暗-界限的遠(yuǎn)光燈光分布，投影透鏡的焦點(diǎn)或投影透鏡的光學(xué)軸線與其焦平面的交點(diǎn)對(duì)于光源來說是非常合適的位置，借助該光源產(chǎn)生遠(yuǎn)光燈光分布。
[0022]但在此點(diǎn)上禁止設(shè)置真實(shí)的光源，因?yàn)闉楫a(chǎn)生近光燈光分布所需的遮光板邊緣必須位于該處。
[0023]本發(fā)明通過以下方式解決該問題，即它借助反射鏡產(chǎn)生光束束腰虛的圖像，該圖像位于一個(gè)點(diǎn)的周圍，該點(diǎn)通過由投影透鏡獲得的圖像對(duì)應(yīng)于第二光分布的中心點(diǎn)。在此，真實(shí)的第二光源位于該點(diǎn)之外，遠(yuǎn)光燈光分布實(shí)際上借助該真實(shí)的第二光源產(chǎn)生。
[0024]在多功能投影模塊中遠(yuǎn)光燈光分布由近光燈光分布和與之互補(bǔ)的光分布組合而成，與該多功能投影模塊不同的是，按本發(fā)明的雙功能投影模塊的遠(yuǎn)光燈光分布不是由關(guān)于其明暗區(qū)域互補(bǔ)的光分布組合而成。在這種互補(bǔ)的光分布中，近光燈光分布的明亮區(qū)域位于第一明暗界限的下方，而該互補(bǔ)的光分布的明亮區(qū)域位于另一明暗界限的上方。兩個(gè)明暗界限都借助同一遮光板產(chǎn)生。由于遮光板邊緣的有限厚度，在以這種方式產(chǎn)生的互補(bǔ)的光分布中在兩個(gè)明暗界限之間產(chǎn)生了一定的間距，該間距作為干擾性的暗線可在組合的遠(yuǎn)光燈光分布中看到。在本發(fā)明中基本上已經(jīng)避免了該干擾性的暗線。
[0025]由于反射鏡位于光束束腰和投影透鏡之間，因此它不可從外面看見。此外，在投影透鏡的光輸出側(cè)和前大燈的光輸出之間也不需要構(gòu)造空間，如同在JP 2006107875中所述的情況。如果必須設(shè)置這種結(jié)構(gòu)空間，則在設(shè)計(jì)前大燈時(shí)會(huì)限制造型間隙。而在本發(fā)明中已避免了該限制。
[0026]還有利的是，本發(fā)明利用于固定的遮光板，它與可調(diào)節(jié)的遮光板相比既不需要調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器，也不需要其它對(duì)此所需的控制器，并且由于其固定的布局在安裝投影模塊時(shí)也只需相對(duì)較少的調(diào)?；ㄙM(fèi)。
[0027]優(yōu)選的構(gòu)造方案的特征在于，在按規(guī)定把前大燈應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車中時(shí)，第二光分布的中心點(diǎn)相當(dāng)于機(jī)動(dòng)車前方的水平線H=O和豎直線V=O的交點(diǎn)，如同它們分別通過機(jī)動(dòng)車的光技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先設(shè)定的一樣。通過該構(gòu)造方案，第二光分布相當(dāng)于符合法律的遠(yuǎn)光燈光分布。
[0028]還優(yōu)選的是，反射鏡越過投影透鏡的焦平面經(jīng)過一個(gè)長(zhǎng)度延伸到位于焦平面和投影透鏡之間的空間中，該長(zhǎng)度大于投影透鏡的半個(gè)焦距。那么，該在離焦的反射鏡布局中位于焦距內(nèi)部的反射鏡邊緣不會(huì)清晰地在第二光分布中成像。因此，在第二光分布中避免了不期望的明暗界限。
[0029]此外還優(yōu)選的是，在按規(guī)定應(yīng)用的前大燈時(shí)反射鏡位于遮光板的遮光板邊緣之下。在這種應(yīng)用情況下，遮光板邊緣朝下限定了第一光路。通過把反射鏡設(shè)置在遮光板邊緣之下避免了，反射鏡伸入第一光路中并且干擾期望的第一光分布的產(chǎn)生。
[0030]另一優(yōu)選的構(gòu)造方案的特征在于，遮光板邊緣以一間距相對(duì)投影透鏡布置，該間距相當(dāng)于投影透鏡的焦距。通過該布局，遮光板邊緣作為期望的清晰的明暗界限在第一光分布中成像，因此第一光分布尤其可構(gòu)成為符合法律的近光燈光分布。
[0031]還優(yōu)選的是，反射鏡的背側(cè)具有散射光線的涂層和/或散射光線的紋理。通過這些特征避免了干擾性的反射。如果在前大燈中在第一和第二光路之外漫射的光線在反射鏡背側(cè)上出現(xiàn)不期望的鏡反射之后碰到投影透鏡上，并且可能作為干擾性的反射由該投影透鏡投射到前大燈的前部區(qū)域中，則可能會(huì)產(chǎn)生這樣的反射。
[0032]作為備選方案優(yōu)選的是，反射鏡的背側(cè)具有散射光線的涂層和/或散射光線的紋理，它們這樣設(shè)計(jì)，即第一光源的射入到該涂層和紋理上的光線這樣反射到投影透鏡上，即它由投影透鏡作為定義的頂部-照明折射到第一光分布的黑暗的局部區(qū)域中。因此，例如可改善交通標(biāo)識(shí)的可識(shí)別性。
[0033]此外還優(yōu)選的是，遮光板作為鏡式遮光板來實(shí)現(xiàn)，它從遮光板邊緣出發(fā)延伸到位于遮光板邊緣和第一主光學(xué)系統(tǒng)之間的空間中，并且這樣設(shè)計(jì)，使射入的光線這樣反射到投影透鏡上，即該光線由投影透鏡折射到第一光分布的明亮的局部區(qū)域中。通過這些特征，光線不是完全從第一光路中淡出，而是用來強(qiáng)烈地照亮第一光分布的期望的明亮區(qū)域，該光線通過遮光板從第一光路的第一部分中淡出，以便遮蔽第一光分布的期望的黑暗區(qū)域。因此可提高投影模塊的效率，該效率指第一光源的抵達(dá)第一光分布中光線(作為分子)和所有從第一光源中發(fā)射的光線(作為分母)之商的值。
[0034]還優(yōu)選的是，反射鏡設(shè)計(jì)成金屬的鏡面并且與遮光板一起構(gòu)成一體式的構(gòu)件。然后，能夠一起實(shí)施制造鏡面所需的工作步驟，尤其是給表面涂上金屬的反射涂層。此外，在安裝投影模塊時(shí)還降低了調(diào)校費(fèi)用，因?yàn)榘殡S著構(gòu)造的調(diào)校，既調(diào)校了第一光路的鏡式遮光板，也調(diào)校了第二光路的反射鏡。
[0035]還優(yōu)選的是，反射鏡是光導(dǎo)體的邊界面。通過在所述邊界面上的全內(nèi)反射，該構(gòu)造方案允許光線在第二光路內(nèi)偏轉(zhuǎn)。與在金屬涂層上的反射(其中總是會(huì)出現(xiàn)少量的亮度損失)相比，全內(nèi)反射的特征在于消失的較小的亮度損失，這有助于提高投影模塊的效率。
[0036]還優(yōu)選的是，光導(dǎo)體與第二主光學(xué)系統(tǒng)一起作為一體式的構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。該構(gòu)造方案的特征在于相對(duì)較少的調(diào)校費(fèi)用，因?yàn)榘殡S著構(gòu)造的調(diào)校，既調(diào)校了主光學(xué)系統(tǒng)，也調(diào)校了構(gòu)成為第二光路的反射鏡的光導(dǎo)體。
[0037]其它的優(yōu)點(diǎn)由從屬權(quán)利要求、描述和附圖中得出。
[0038]應(yīng)理解，以上提到的和下面還將闡述的特征不僅可應(yīng)用在分別給出的組合中，而且還可應(yīng)用在其它組合中，或者單獨(dú)地應(yīng)用，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]在附圖中描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并在以下的描述中進(jìn)行詳細(xì)闡述。相同的附圖標(biāo)記在此表示完全相同的或至少在其主要功能上相同的元件。在此分別以示意形式示出了:
[0040]圖1示出了前大燈，作為本發(fā)明的第一實(shí)施例；
[0041]圖2示出了光分布，如同它在圖1的前大燈的前部區(qū)域中在屏幕上產(chǎn)生的一樣；
[0042]圖3示出了在另一運(yùn)行狀態(tài)下圖1的對(duì)象的元件；
[0043]圖4示出了光分布，如同它在第二運(yùn)行狀態(tài)下調(diào)節(jié)的一樣；
[0044]圖5示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的元件；
[0045]圖6示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例；
[0046]圖7示出了在另一運(yùn)行狀態(tài)下圖6的對(duì)象；
[0047]圖8示出了第一實(shí)施例的元件的示意視圖；[0048]圖9示出了第二實(shí)施例的元件的示意視圖；以及
[0049]圖10示出了第三實(shí)施例的元件的示意視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]圖1在沿著前大燈10的光學(xué)軸線12的縱向剖面中詳細(xì)地示出了機(jī)動(dòng)車前大燈
10。該前大燈10具有多功能投影模塊14,該投影模塊具有第一光源16、第一主光學(xué)系統(tǒng)18、第二光源20、第二主光學(xué)系統(tǒng)22、帶遮光板邊緣26的遮光板24、投影透鏡28和反射鏡30。
[0051]光源16、20優(yōu)選是半導(dǎo)體光源，如發(fā)光二極管或激光二極管，它們安裝在冷卻體31上。該冷卻體31吸收半導(dǎo)體光源運(yùn)行時(shí)釋放的熱量。附圖標(biāo)記16和20指半導(dǎo)體光源，它們安裝在所屬的電路板上。半導(dǎo)體光源具有對(duì)于機(jī)動(dòng)車前大燈應(yīng)用來說典型的光輸出面，其尺寸級(jí)別為平方毫米。
[0052]該多功能投影模塊14通過所述元件的布局和尺寸這樣設(shè)計(jì)，即第一光源16的光線通過第一主光學(xué)系統(tǒng)18在由遮光板邊緣26限定的第一光路32中轉(zhuǎn)換到第一光分布中，該第一光分布位于投影模塊14的前部區(qū)域中并因此位于前大燈10的前部區(qū)域中。在此，在該申請(qǐng)中光路分別指所有可能的線路的總和，在這些線路上光源的光線在由該光源產(chǎn)生的光分布中抵達(dá)多功能投影模塊14之前或機(jī)動(dòng)車前大燈10之前。
[0053]圖2示出了這樣的第一光分布34，如同它在前大燈10的前部區(qū)域中的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量屏上出現(xiàn)的一樣。該屏幕在此垂直于多功能投影模塊14的光學(xué)軸線12進(jìn)行定向，并且用來校核在前大燈運(yùn)行時(shí)在機(jī)動(dòng)車前方的車道上出現(xiàn)的照明強(qiáng)度。該屏幕在水平線H和豎直線V的方向上延伸，它們分別相互地正交并且與投影模塊14的光學(xué)軸線12垂直。
[0054]由前大燈的運(yùn)行引起的光分布在圖2中通過彎曲延伸的等照度線36、38示出。等照度線的特征在于，沿著這些線之一的光亮度是恒定不變的。在由機(jī)動(dòng)車前大燈產(chǎn)生的光分布中，光亮度從外朝內(nèi)增大，并因此經(jīng)由線38在沿著線36的方向上增大。
[0055]在圖1的對(duì)象中，圖2所示的第一光分布34由第一光路32引起并且尤其具有明亮的局部區(qū)域40，該局部區(qū)域位于明暗界限42的下方。如果只接通第一光源16，則在圖1的前大燈10中出現(xiàn)第一光分布34。
[0056]明暗界限42在此作為遮光板邊緣26的走向的圖像出現(xiàn)。在所示的構(gòu)造方案中，第一光分布34相當(dāng)于符合靠右行駛規(guī)則的近光燈光分布，此時(shí)左側(cè)上的明暗界限42比右側(cè)更深，以避免對(duì)迎面車流造成可能的晃眼。
[0057]圖3示出了圖1的多功能投影模塊14，其具有接通的第二光源20和關(guān)閉的第一光源16。該多功能投影模塊14通過它的布局以及它的元件尺寸這樣設(shè)計(jì)，即第二光源20的光線通過第二主光學(xué)系統(tǒng)22在光束束腰44中聚焦，并且通過第二光路46轉(zhuǎn)換到位于投影模塊14的前部區(qū)域中的第二光分布中，該第二光分布具有預(yù)先設(shè)定的中心點(diǎn)。
[0058]下面還參照?qǐng)D4闡述了這樣的第二光分布。如同在圖3中所示的一樣，多功能投影模塊14的特征在于反射鏡48，它這樣設(shè)置在光束束腰44和投影透鏡28之間的第二光路46中，即它產(chǎn)生光束束腰44的位于點(diǎn)50周圍虛的鏡像，該點(diǎn)通過由投影透鏡28獲得的光學(xué)成像對(duì)應(yīng)于第二光分布的中心點(diǎn)。該點(diǎn)50優(yōu)選是光學(xué)軸線12與投影透鏡28的拱起的匹茲伐(Petzval)-面45的交點(diǎn)。該匹茲伐-面45由點(diǎn)組成，它們由投影透鏡28在拱起的圖面上清淅地成像并且通常既在豎直線V的方向上也在水平線H的方向上拱起，其中該拱起跟隨著投影透鏡的光輸入面的拱起。該中心點(diǎn)50因此在光路中尤其以投影透鏡28的焦距f為間距位于投影透鏡之前。
[0059]圖4示出了這樣的第二光分布52，如同它在屏幕上在前大燈10的前部區(qū)域或多功能投影模塊14的前部區(qū)域中出現(xiàn)的一樣。在此還適用的是，屏幕的定向垂直于多功能投影模塊14的光學(xué)軸線12，并且該屏幕在水平線H和豎直線V的方向上延伸。因此該屏幕尤其分別垂直于投影模塊14的光學(xué)軸線12進(jìn)行延伸。第二光分布52的等照度線36、38、54在此代表照明強(qiáng)度，該照明強(qiáng)度從外朝內(nèi)增大，即從等照度線36通過等照度線38朝等照度線54增大，此外還沿第二光分布52的中心方向增大。第二光分布52沒有形成的水平的明暗界限，并因此是典型的遠(yuǎn)光燈光分布。
[0060]如果只接通第二光源20，或兩個(gè)光源16和20都接通，則在圖1和3的前大燈10上出現(xiàn)第二光分布52。最后所述的備選方案優(yōu)選用來實(shí)現(xiàn)盡可能高的照明強(qiáng)度。備選地，該遠(yuǎn)光燈光分布也可只通過第二光源22產(chǎn)生。在這種情況下，在接通第二光源22時(shí)關(guān)閉第一光源16。在該構(gòu)造方案中，光強(qiáng)度在機(jī)動(dòng)車附近的前部區(qū)域中通過關(guān)閉第一光源16來減弱，那么這使駕駛員的注意力更明顯地集中在其它位于機(jī)動(dòng)車前方的、通過另外擴(kuò)展的第二光路46照亮的區(qū)域。
[0061]第二光分布具有中心點(diǎn)56。該點(diǎn)在所示的構(gòu)造方案中位于水平線H和和豎直線V的交叉點(diǎn)中，并且是圖3的點(diǎn)50的由投影透鏡28獲得的圖像。換言之:圖3所示的點(diǎn)50對(duì)應(yīng)于通過光學(xué)成像對(duì)應(yīng)于圖4中的中心點(diǎn)56。這些參與成像的元件這樣設(shè)計(jì)和設(shè)定尺寸，使得點(diǎn)50在圖4的第二光分布52的中心點(diǎn)56中成像。因?yàn)辄c(diǎn)50位于光束束腰44虛的鏡像中，所以投射到第二光分布52的中心點(diǎn)56中的光線直接來自點(diǎn)50。
[0062]遮光板邊緣26是遮光板24的面向主光學(xué)系統(tǒng)18的上邊緣。該遮光板邊緣26大約位于投影透鏡28的匹茲伐-面45中，因此明暗界限的主要呈水平延伸的遮光板邊緣26在很大程度上清晰地在第一光分布34中成像，并因此也在很大程度上在道路上成像。
[0063]這兩個(gè)光源16和18優(yōu)選可相互獨(dú)立地開關(guān)，并且它們的光線在不同的光路32、46中射出。在此，第一光源16作為近光燈-光源配備有作為近光燈-光路的第一光路32,而第二光源20作為遠(yuǎn)光燈-光源配備有作為遠(yuǎn)光燈-光路的第二光路46。第一光路32的光束通過第一主光學(xué)系統(tǒng)18聚集并且由遮光板24限定，并且通過投影透鏡28投射到道路上。
[0064]第二光路46的光束通過第二主光學(xué)系統(tǒng)22聚集,并隨后通過在反射鏡48上的反射偏轉(zhuǎn)到投影透鏡28上。在符合規(guī)定地應(yīng)用前大燈時(shí)，該反射鏡48優(yōu)選位于遮光板24的遮光板邊緣26的下方。那么，遠(yuǎn)光燈光束由投影透鏡28投到道路上。該反射鏡48這樣設(shè)置在第二光路46中，即光束束腰44虛的鏡像大約位于投影透鏡28的焦點(diǎn)50中。因此，第二光路46看起來源自焦點(diǎn)50或者源自光學(xué)軸線與投影透鏡28的匹茲伐-面45的交點(diǎn)。因此產(chǎn)生遠(yuǎn)光光分布，它的中點(diǎn)大約位于第二光分布52 (遠(yuǎn)光燈光分布)的點(diǎn)56中。
[0065]為此，該反射鏡48必須從匹茲伐-面45出發(fā)沿投影透鏡28的方向伸展較遠(yuǎn)。在此，該反射鏡48越過投影透鏡的匹茲伐-面45經(jīng)過一個(gè)長(zhǎng)度延伸到位于匹茲伐-面45和投影透鏡28之間的空間中，該長(zhǎng)度大于投影透鏡28的焦距f的一半f/2。離焦位置的效果是，反射鏡48的邊緣通過投影透鏡28不再清晰地成像。這一點(diǎn)是有利的，因?yàn)榍逦上竦倪吘壙赡芤馕吨诙夥植?2中的不期望的對(duì)比度。
[0066]與按前面已提到的US 2006/0120094的現(xiàn)有技術(shù)相比，第二光路46 (即遠(yuǎn)光燈光路)不是通過限定了近光燈光路的遮光板邊緣26限定。因此，第二光分布52 (其在已介紹的內(nèi)容中由第二光路46產(chǎn)生)也沒有清晰的明暗界限，并且還通過兩個(gè)平面狀的互補(bǔ)的、具有互補(bǔ)的明暗界限的光分布的疊加產(chǎn)生第二光分布52。
[0067]在此處介紹的內(nèi)容中，除了已接通的第一光源16以外，接著出現(xiàn)的接通可使第一光分布34和第二光分布52疊加成遠(yuǎn)光燈光分布,其中第一光分布34的清晰的明暗界限42通過與集中于中心點(diǎn)56的第二光分布52的疊加變得暗淡或模糊不清。備選地，遠(yuǎn)光燈光分布也可只通過第二光源22產(chǎn)生。在這種情況下，第一光源16在第二光源22接通時(shí)關(guān)閉。
[0068]多功能投影模塊14尤其具有兩個(gè)優(yōu)選可相互獨(dú)立開關(guān)的光源16、20，它們分別具有自己的聚焦的主光學(xué)系統(tǒng)18 (用于第一光源16)和22 (用于第二光源22),它們使由各自所屬的光源射出的光線在投影透鏡的匹茲伐-面45中聚集起來。投影透鏡28將由主光學(xué)系統(tǒng)18和22在匹茲伐-面45中形成的光分布投射到機(jī)動(dòng)車前大燈10的前部區(qū)域中，也就是說尤其投射到道路或標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量屏上。光源16、20優(yōu)選設(shè)計(jì)成半導(dǎo)體光源或半導(dǎo)體光矩陣，其中半導(dǎo)體光矩陣由多個(gè)半導(dǎo)體光源構(gòu)成。半導(dǎo)體光源例如是無熱光二極管(LED)和激光二極管。聚焦的主光學(xué)系統(tǒng)18和22可設(shè)計(jì)成反射器或透鏡。對(duì)于反射器來說，考慮用反射的有涂層的紋理，其中光線通過空氣傳播并且碰到反射的涂層上并且從該處繼續(xù)通過空氣傳播。備選地，考慮用導(dǎo)光的主光學(xué)系統(tǒng)，其中光線耦合到主光學(xué)系統(tǒng)的導(dǎo)光材料中并在該處在該材料朝周圍空氣的邊界面上經(jīng)歷內(nèi)全反射。該構(gòu)造方案是優(yōu)選的，因?yàn)槿珒?nèi)反射幾乎是無損失的。這在為了實(shí)現(xiàn)前大燈功能而應(yīng)用半導(dǎo)體光源時(shí)尤其有利，因?yàn)榘雽?dǎo)體光源例如與氣體放電燈相比放射出更小的光通量。
[0069]這樣的主光學(xué)系統(tǒng)也是有利的，在該主光學(xué)系統(tǒng)中劃分出光路，其中光束通過透鏡投射，并且其它光束通過在主光學(xué)系統(tǒng)的邊界面上的全內(nèi)反射進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
[0070]圖5示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖2詳細(xì)地示出了多功能投影模塊58，它與圖1的多功能投影模塊14的不同之處在于，應(yīng)用了變化的遮光板60來代替多功能投影模塊14的遮光板24。此外，多功能投影模塊56的其它組成部分相當(dāng)于圖1的多功能投影模塊14的用相同附圖標(biāo)記標(biāo)出的元件。因此為了闡述這些元件，請(qǐng)參照上述針對(duì)圖1和2 (尤其是圖1)的上述闡述。
[0071]圖5的多功能投影模塊58的遮光板60是作為鏡式遮光板實(shí)現(xiàn)，它從遮光板邊緣26出發(fā)延伸到位于遮光板邊緣26和第一主光學(xué)系統(tǒng)18之間的空間中。該遮光板60具有掠過地伸進(jìn)第一主光學(xué)系統(tǒng)18和遮光板26之間的第一光路32中的反射鏡62,在第一光路32中傳播的光線的一部分在該反射鏡上偏轉(zhuǎn)并且因此形成另一光路32a。
[0072]在另外的光路32a中偏轉(zhuǎn)的光線在此正好相當(dāng)于下述光線，即該光線在圖1的內(nèi)容中在遮光板邊緣26的下方碰到遮光板24上。在圖1的內(nèi)容中，該光線從第一光路32中淡出和吸收。因此，它未抵達(dá)由第一光路32引起的第一光分布34 (近光燈光分布),如同在圖2中所示的一樣。就此而言，借助一定程度地減弱第一光分布34的明暗界限42的下方的明亮局部區(qū)域40中的亮度，在圖1的內(nèi)容中在第一光分布34中形成清晰的明暗界限42。
[0073]此缺點(diǎn)在圖5的主題中得以避免。在圖5的主題中，在遮光板邊緣26下方碰到遮光板60的光線在該處不會(huì)吸收，而是相對(duì)平緩地偏轉(zhuǎn)到其它光路32a中。該在其它光路32a中傳播的光線下面則通過投影透鏡28折射，其中反射鏡62相對(duì)于光學(xué)軸線12的斜度這樣與投影透鏡28的幾何形狀和折射性能協(xié)調(diào)一致，即在其它光路32a中傳播的光線投射到明暗界限42下方的第一光分布34的明亮的局部區(qū)域40中。因此，提高了該明亮的局部區(qū)域40中的照明強(qiáng)度，這尤其在半導(dǎo)體光源作為近光燈光源時(shí)有利。換言之:通過應(yīng)用近光燈-鏡式遮光板60，提高了用于近光燈的多功能投影模塊的效率。在此，該效率例如理解為將近光燈光源的發(fā)光功率標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)光功率，明亮的局部區(qū)域40借助該發(fā)光功率照亮。
[0074]在此，提高了效率并在其它光路32a中傳播的光束看起來源自第一主光學(xué)系統(tǒng)18的光輸出面下方的區(qū)域。就此而言，遮光板60的反射鏡62引起了第一主光學(xué)系統(tǒng)18的光輸出面虛的擴(kuò)散。
[0075]在一種優(yōu)選的構(gòu)造方案中，該反射鏡62設(shè)計(jì)成金屬的鏡面，并與遮光板60 —起形成一體化的構(gòu)件。該遮光板60在其面向光路46 (遠(yuǎn)光燈光路)的側(cè)面上具有已描述的反射鏡30，它設(shè)置在光束束腰44和投影透鏡28之間的第二光路46中并且產(chǎn)生光束束腰44虛的鏡像。優(yōu)選通過給遮光板60的相應(yīng)區(qū)域涂上金屬，優(yōu)選通過金屬的汽化滲鍍，來產(chǎn)生該金屬的鏡面。在涂上金屬之前，該區(qū)域優(yōu)選還設(shè)置使表面的粗糙變平滑的油漆。兩個(gè)反射鏡在此能夠以有利的方式在一個(gè)工作程序中進(jìn)行金屬化。
[0076]在優(yōu)選的構(gòu)造方案中，反射鏡30的在光路中位于遮光板邊緣26后方并且面向第一光路32的背側(cè)64具有散射光線的涂層和/或散射光線的紋理。因此，避免了近光燈光分布中的干擾性反射。如果在前大燈中漫射以及落在背側(cè)64上的光線從該處通過投影透鏡28投射到第一光分布(近光燈光分布)的區(qū)域中，該區(qū)域位于明暗界限之上，則可能會(huì)產(chǎn)生這樣的反射。
[0077]但還備選的是，背側(cè)還可具有散射光線的涂層和/或散射光線的紋理，它們有意地這樣設(shè)計(jì)，即第一光源18的入射到它們之上的光線這樣反射到投影透鏡28上，即它由投影透鏡28作為定義的頂部-照明折射到第一光分布34的黑暗的局部區(qū)域中，即折射到第一光分布34的位于明暗界限之上的局部區(qū)域中。明暗界限上方的這種確定了相對(duì)較弱照明的局部區(qū)域是符合法律的，并例如用來改善交通標(biāo)識(shí)的可識(shí)別性。
[0078]至此描述的實(shí)施例的特征在于非透明的、鏡反射的和/或吸收的遮光板，其中通過空氣傳播的光線在優(yōu)選金屬的鏡面上反射。
[0079]圖6不出了一個(gè)構(gòu)造方案,其中位于第二光路46中的反射鏡30作為光導(dǎo)體66的邊界面來實(shí)現(xiàn)，該反射鏡在投影透鏡28的焦點(diǎn)50中產(chǎn)生了光束束腰44虛的鏡像。在所示的構(gòu)造方案中，具有反射鏡30的光導(dǎo)體66與第二主光學(xué)系統(tǒng)22構(gòu)成一體化的結(jié)構(gòu)單元。其優(yōu)點(diǎn)是，光導(dǎo)體55的所有光學(xué)方面活躍的表面在其位置上相互通過光導(dǎo)體66的形狀穩(wěn)固地固定。面向第二光源20的光輸入面68、輸送面70 (在該輸送面上在光導(dǎo)體66中傳播的光線經(jīng)歷了全內(nèi)反射)、面向投影透鏡28的光輸出面以及作為TIR-反射鏡30(TIR=totalinternal reflection全內(nèi)反射)起作用的邊界面都屬于光學(xué)方面活躍的表面。因此,在制造多功能投影模塊(如同在圖6中所示的一樣)時(shí)不需要相互地調(diào)校這些平面。
[0080]還有利的是，與主光學(xué)系統(tǒng)18和22相比，體積相對(duì)較大的光導(dǎo)體66允許額外地當(dāng)作遮光板的支架來用，借助該支架在第一光分布34 (即近光燈光分布)中產(chǎn)生清晰的明暗界限42。
[0081]在另一備選的構(gòu)造方案中，作為TIR-反射鏡30起作用的邊界面是不同于主光學(xué)系統(tǒng)的反射棱鏡的一部分。不管起反射鏡作用的表面是指金屬的、與空氣鄰接的表面，還是指TIR-邊界面，該平面都優(yōu)選是平的。但對(duì)此還備選的是，它也可設(shè)計(jì)成凹下或凸起的，和/或具有散射光線的微型幾何形狀。
[0082]圖6示出了一個(gè)構(gòu)造方案，其中限定了第一光路32 (即從第一光源16發(fā)出的光線)的鏡式遮光板60安裝在光導(dǎo)體66上。該鏡式遮光板60因此首先是與光導(dǎo)體66不同的構(gòu)件。
[0083]在按圖6的構(gòu)造方案中，它指具有反射鏡62的鏡式遮光板60，如同結(jié)合圖6已闡述的一樣。但也可用在遮光板邊緣26下方吸收的遮光板24,來代替這種鏡式遮光板60。為此，遮光板60的反射鏡62的表面可例如涂上吸收的或散射反射的材料。
[0084]圖7示出了在第一光源16接通并且第二光源22關(guān)閉時(shí)圖6的情形。為了闡述光路32和32a，請(qǐng)參照?qǐng)D5。
[0085]圖8、9和10分別示出了圖1、5和6的內(nèi)容的透視圖。這些透視圖在此應(yīng)該有助于更好地理解各自的內(nèi)容。因此從透視圖中尤其可看到，遮光板邊緣26的走向跟隨投影透鏡28的匹茲伐-面45，并因此在水平平面中具有一定的曲度。此外，反射鏡30的有紋理的背側(cè)64在圖9中示出了可任選存在的、散射的紋理，這些紋理已結(jié)合圖5進(jìn)行闡述并且用來避免不期望的反射和/或用來產(chǎn)生定義的頂部-照明。
【權(quán)利要求】
1.一種具有多功能投影模塊的機(jī)動(dòng)車前大燈(10),其具有第一光源(16)、第一主光學(xué)系統(tǒng)(18)、第二光源(20)、第二主光學(xué)系統(tǒng)(22)、帶遮光板邊緣(26)的遮光板(24)、投影透鏡(28 )和反射鏡(30 )，并且該前大燈設(shè)置為，使得所述第一光源(16 )的光線通過第一主光學(xué)系統(tǒng)(18)在由遮光板邊緣(26)限定的第一光路(32)中轉(zhuǎn)換到位于投影模塊(14)的前部區(qū)域中的第一光分布(34)中，使得第二光源(20)的光線通過第二主光學(xué)系統(tǒng)(22)在第二光路中在光束束腰(44)中聚焦并轉(zhuǎn)化到位于投影模塊(14)前部區(qū)域中的第二光分布(52)中，該第二光分布具有預(yù)先設(shè)定的中心點(diǎn)(56)，該中心點(diǎn)在前大燈(10)按規(guī)定應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車中時(shí)位于機(jī)動(dòng)車前方的水平線H=O和豎直線V=O的交點(diǎn)上，如同它們分別通過機(jī)動(dòng)車的光技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先設(shè)定的一樣， 其特征在于， 該反射鏡(30)這樣設(shè)置在光束束腰(44)和投影透鏡(28)之間的第二光路(46)中，使得它產(chǎn)生光束束腰(44)虛的鏡像，該鏡像位于一個(gè)點(diǎn)(50)的周圍，該點(diǎn)通過由投影透鏡(28 )獲得的圖像對(duì)應(yīng)于第二光分布(56 )的中心點(diǎn)(56 )。
2.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，該反射鏡(30)越過投影透鏡(28)的匹茲伐-面(45)延伸經(jīng)過一個(gè)長(zhǎng)度到位于匹茲伐-面(45)和投影透鏡(28)之間的空間中，該長(zhǎng)度大于所述投影透鏡(28)的焦距(f)的一半(f/2)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，在按規(guī)定應(yīng)用前大燈(10)時(shí)，所述反射鏡(30)位于遮光板(24)的遮光板邊緣(26)之下。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，遮光板邊緣(26)以一間距相對(duì)投影透鏡(28)設(shè)置，該間距相當(dāng)于投影透鏡(28)的焦距(f)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，所述反射鏡(30)的背側(cè)(64)具有散射光線的涂層和/或散射光線的紋理和/或散射的紋理，它們這樣設(shè)計(jì)，使得第一光源射入到該涂層和紋理上的光線這樣反射到投影透鏡(28)上，S卩，光線由投影透鏡(28)作為定義的頂部-照明折射到第一光分布(34)的黑暗的局部區(qū)域中。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，所述遮光板作為鏡式遮光板(60)來實(shí)現(xiàn),它從遮光板邊緣(26)出發(fā)延伸到位于遮光板邊緣(26)和第一主光學(xué)系統(tǒng)(18)之間的空間中，并且這樣設(shè)計(jì)，使得射入的光線這樣反射到投影透鏡(28)上，使得光線由投影透鏡(28)折射到第一光分布(34)的明亮的局部區(qū)域(40)中。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，所述反射鏡(30)設(shè)計(jì)成金屬的鏡面并且與遮光板一起構(gòu)成一體式的構(gòu)件。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，所述反射鏡(30)是光導(dǎo)體(66)的邊界面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，所述光導(dǎo)體(66)作為一體化的第二主光學(xué)系統(tǒng)(22)的組成部分來實(shí)現(xiàn)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)動(dòng)車前大燈(10)，其特征在于，鏡式遮光板(60)是與光導(dǎo)體(66)不同的構(gòu)件。
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【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月5日
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