用于車輛前燈的led光源模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于LED汽車前燈（SW）、特別是用于產生動態(tài)光分布的LED汽車前燈（SW）的LED光源模塊（M，M1-M4），其中所述LED光源模塊（M）具有兩個或更多LED光源（LEQ），其中LED光源（LEQ）分別由至少一個發(fā)光二極管（LED1、LED2）組成，并且其中每個LED光源（LEQ）的發(fā)光二極管（LED1、LED2）把光耦合輸入到被分配的初級光學元件（P1-P4）中，其中被耦合輸入的光至少部分地又從初級光學元件（P1-P4）的光出射面（L1-L4）出射，以及其中LED光源模塊（M）的初級光學元件（P1-P4）的光出射面（L1-L4）借助透光材料相互連接，使得被耦合輸入到初級光學元件（P1-P4）中的光能夠入射到所述透光材料中并且經由所述透光材料的光出射面（LF1、LF2）又從該透光材料出射。
【專利說明】用于車輛前燈的LED光源模塊
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于LED車輛前燈、特別是用于產生動態(tài)光分布的LED車輛前燈的LED光源模塊，其中該LED光源模塊具有兩個或更多個LED光源，其中LED光源分別由至少一個發(fā)光二極管組成，并且其中每個LED光源的發(fā)光二極管把光耦合輸入到所分配的初級光學元件中，其中被耦合輸入的光至少部分地又從初級光學元件的光出射面出射。
[0002]此外，本發(fā)明涉及具有這樣的LED光源模塊的前燈以及相應的前燈系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003]在汽車制造中，越來越頻繁地使用發(fā)光二極管來實現(xiàn)主前燈功能，諸如產生弱光和/或遠光、但是也產生其他的光功能，例如高速車道光、惡劣天氣光和日間行車光。
[0004]此外，前燈LED光源也特別好地適合于特別的應用、例如用于對象照明，在這些應用中只有確定的LED光源是可見的或發(fā)射光，而剩余的LED光源不發(fā)射光。在對象照明的情況下，利用光、例如利用紅外線光照射例如在路邊的對象、例如行人，但是也照射交通指示牌，并且之后可以利用紅外攝像機拍攝這些對象。當然也可以使用可見光，例如用于交通標志照明。
[0005]相反地，當然也可以的是,在出現(xiàn)對向交通(Gegenverkehr)的情況下使光分布的正好那些將導致對向交通的眩目的區(qū)域從光分布、例如遠光分布中漸隱，使得不出現(xiàn)眩目。
[0006]上述的任務可以通過選擇性的激活或在最后的情況下通過確定的LED光源的選擇性的去激活來實現(xiàn)。
[0007]為了選擇確定的LED光源，目前存在電子解決方案，在這些電子解決方案中只激活或去激活確定的LED光源，使得只有所期望的LED光源將光發(fā)射到街道上。該解決方案提供高靈活性，因為基本上激活任意的LED光源。
[0008]其他的解決方案示出遮光板，所述遮光板可以為了確定的LED光源的光遮蔽而被引入到相應的位置中。
[0009]由 申請人:的奧地利申請AT 508604已知具有開頭所提及的LED光源模塊的前燈，利用該前燈可以產生動態(tài)的光分布，所述光分布可以適配于行駛運行中的不同的交通情況
坐坐寸寸ο
[0010]這樣的前燈特別是可以利用常規(guī)可獲得的LED光源來實現(xiàn)。
[0011]利用這樣的前燈，可以以靜態(tài)的光技術在沒有可移動的部分的情況下通過如下方式來實現(xiàn)各個光功能、如弱光、遠光、轉向光(Kurvenlicht)等等，即發(fā)光面被劃分為可分開控制的段。源于LED的光經由構成光出射面的各個段的各個初級光學系統(tǒng)和所屬的次級光學系統(tǒng)作為被分段的光分布而被投射到車道上。
[0012]由于這種分段，在光分布中特別是在前場區(qū)域中發(fā)生在到地/車道上的投射中產生干擾影響的諸如散線(Ausfransungen)的不均勻性、條痕(Streifenbildung)或斑點。

【發(fā)明內容】
[0013]本發(fā)明的任務是，減少或完全消除光圖像中的、特別是光圖像到車道/地上的投射中的所不期望的效應。
[0014]該任務利用開頭所提及的LED光源模塊通過如下方式來解決，即根據(jù)本發(fā)明將LED光源模塊的初級光學元件的光出射面借助透光材料相互連接，使得被耦合輸入到初級光學元件中的光可以入射到透光材料中并且經由透光材料的光出射面又從該透光材料出射。
[0015]通過各個初級光學元件利用透光材料的連接來實現(xiàn)，由于條痕所導致的光圖像中的不均勻性相互交融地模糊化(verwaschen),使得降低或完全消除光圖像中的干擾效應，其中各個初級光學元件的光出射面產生光圖像中的各段。
[0016]在本發(fā)明的具體的變型方案中規(guī)定，初級光學元件的光出射面位于共同的面內，并且透光材料的光出射面同樣位于初級光學元件的光出射面的共同的面內。
[0017]這個共同的面或者被構造為平面或者根據(jù)次級光學系統(tǒng)的像場彎曲是彎曲的。
[0018]入射到初級光學元件中的光的一部分現(xiàn)在不再經由初級光學元件本身的光出射面被發(fā)射而是入射到透光材料中并且經由該透光材料的光出射面出射。因此入射到初級光學元件中的光的一部分混合并且減少或消除光圖像中的不均勻性。從透光材料出射的光因此有助于光分布。
[0019]為了減少/消除不均勻性，被證實為特別有益的是，初級光學元件的光出射面在上部和/或下部區(qū)域中相互連接。
[0020]優(yōu)選地，在此初級光學元件無論如何在上部區(qū)域中相互連接。概念“上部”和“下部”在此與模塊/前燈的被裝配在車輛中的狀態(tài)有關。
[0021]該上部區(qū)域經由次級光學系統(tǒng)在光圖像中被映射到明暗界限之下，在那里所不期望的不均勻性首先或最強地出現(xiàn)。
[0022]在下部區(qū)域中的連接在光學方面較不重要并且特別是在機械方面有優(yōu)點，以便提高由各個初級光學元件構成的總元件的穩(wěn)定性。
[0023]在LED光源模塊的一個具體的變型方案中規(guī)定，設置至少一個基本上水平伸展的由透光材料構成的連接橋接片，該連接橋接片把初級光學元件在這些初級光學元件的光出射面的上部和/或下部區(qū)域中相互連接。
[0024]特別是設置正好兩個基本上水平伸展的由透光材料構成的連接橋接片，所述連接橋接片把初級光學元件在這些初級光學元件的光出射面的上部和下部區(qū)域中相互連接，其中上部的橋接片一方面在光學方面而且也在機械方面是重要的，而下部的橋接片主要在機械方面是重要的。
[0025]優(yōu)選地，至少一個連接橋接片與初級光學元件的光出射面或與初級光學元件一體地被構造，即各個初級光學元件和該或這些連接橋接片構成唯一的元件、即所謂的初級光學系統(tǒng)。
[0026]不依賴于這些橋接片和初級光學元件是否相互一體地連接，有利的是，初級光學元件的光出射面和至少一個連接橋接片的那些光出射面構成共同的光出射面，即它們位于共同的平面內并且優(yōu)選地也沒有中斷地、即沒有縫隙等等地相互連接。
[0027]為了實現(xiàn)最佳的光學效應，規(guī)定:至少一個連接橋接片在垂直方向上向上/下分別在超出初級光學元件的光出射面的一定的所定義的高度上延伸。[0028]在上述意義上還規(guī)定，至少一個連接橋接片在水平方向上側向地在超出初級光學系統(tǒng)的光出射面的一定的長度上延伸。
[0029]此外適宜的是，至少一個連接橋接片在水平方向上向后朝著光源的方向延伸并且經由一定的延伸與初級光學系統(tǒng)連接。
[0030]該或這些連接橋接片的設計、特別是該/這些連接橋接片向后的延伸一方面對光圖像的均勻性有影響，該均勻性另一方面隨著光分布中的最大值的減小而達到，即越均勻地選擇光圖像，就越強地減小最大值。
[0031]因此根據(jù)所期望的效應規(guī)定，選擇至少一個連接橋接片向下/上的延伸和/或至少一個連接橋接片側向地超出初級光學元件的光出射面的向外延伸和/或至少一個連接橋接片在水平方向上向后的延伸、特別是至少一個連接橋接片與初級光學元件連接所經由的延伸，使得得出關于光圖像的均勻性的所期望的程度和光分布中的最大值的減小的所期望的程度。
[0032]在前燈中如下所述的那樣使用多個LED光源模塊?；旧显诖艘?guī)定，這些LED光源模塊盡可能具有相同的構造，特別是還規(guī)定，它們具有相同的初級光學元件或初級光學系統(tǒng)(=利用一個或兩個橋接片連接的初級光學元件)。原理上但是由于光學原因還可以規(guī)定，模塊、特別是初級光學系統(tǒng)和在此特別是至少一個連接橋接片的構型彼此不同，以便可以實行所期望的光圖像的最佳的適配。
[0033]LED的光由于全反射而在初級光學元件中傳播。為了足夠量的光可以入射到透光區(qū)域中、即該或這些連接橋接片中，因此如上所述有益的是，這些連接橋接片在一定的延伸上與初級光學系統(tǒng)(在相互接觸、優(yōu)選地相互連接、特別是一體的意義上)連接。
[0034]在光學上也可以有益的是，至少一個、特別是上部的連接橋接片朝著初級光學元件的光耦合輸入位置的方向例如楔形地、逐漸變細地被構造。
[0035]通過楔形可以節(jié)省材料，這導致成本減少。這特別是當連接橋接片越寬地向后延伸時適用。連接橋接片的方形的、即不是逐漸變細的構型相對于逐漸變細的形狀在光學方面沒有帶來優(yōu)點，使得選擇具有優(yōu)點的逐漸變細的形狀。
[0036]特別是可以有益的是，初級光學元件從其光耦合輸入位置朝向光出射面擴張，其中初級光學元件向下伸展地比向上更強地擴張。
[0037]初級光學元件具有例如楔形的外形，其中元件更強地向下展開。
[0038]基本上，相對任意的形狀可用于初級光學元件的光出射面。被證實為有益的是，矩形地構造初級光學元件的光出射面。相應的初級光學系統(tǒng)可以簡單地制造并且鑒于光分布的從初級光學系統(tǒng)經由次級光學系統(tǒng)所產生的各段的疊加具有好的光學特性。此外，利用這樣的光出射面可以在光分布的整個高度上在水平方向上產生均勻的光分布而在光圖像中沒有空隙。
[0039]對于大多數(shù)應用來說足夠的是，所有的光出射面具有相同的外形。這有前燈的簡單的計算和制造的優(yōu)點并且明顯減少前燈的成本。
[0040]然而也可以規(guī)定，使用不同外形的、例如具有不同寬度(水平延展)的光出射面。例如可以利用較窄的光出射面產生光分布的一定的區(qū)域，因此在那里得出光圖像的較精細的分段并且可以使較小的或較窄的區(qū)域漸隱。
[0041]此外有益的是，初級光學元件的光出射面相互平行地并且以相同的定向來布置。[0042]通過平行的并且相同的定向，可以以簡單的方式也在垂直方向上并且以簡單的方式產生符合定律的光圖像。
[0043]特別有利的是，以水平間隔并排地布置LED光源模塊的初級光學元件的光出射面。
[0044]—方面可以在實踐中實現(xiàn)這樣的布置而沒有特別的困難，另一方面因此光出射面經由次級光學系統(tǒng)清晰地映射光圖像中的有限的段，于是這些段的疊加得出整個光圖像。通過關斷一個或多個LED光源，在這樣的布置中可以最佳地使光圖像中的所定義的區(qū)域漸隱。
[0045]如上面已經提到的，每個LED光源模塊被分配一個次級光學系統(tǒng)，該次級光學系統(tǒng)把由初級光學元件的光出射面所產生的光段(在前燈的被裝配到車輛中的狀態(tài)下)映射到位于車輛之前的區(qū)域中。
[0046]通過LED光源在兩個或更多LED光源模塊中的根據(jù)本發(fā)明的布置，通過各個光段的相應的水平的接連排列和/或疊加可以產生均勻的光分布、例如遠光分布，由該光分布可以通過關斷單獨的或多個LED光源使光分布的完全特定的區(qū)域“漸隱”、即不被照明，例如以便避免對向交通的眩目。
[0047]例如各個光段可以在水平方向上直接彼此鄰接地布置。為了不發(fā)生太突然的過渡或在光分布中可以看到邊緣 ，還可以附加地在相連的光段的這樣的區(qū)域中疊加一個或多個另外的光段。這也有如下優(yōu)點，即如之后還要詳細地被討論的，通過例如兩個光段的漸隱可以使光分布中的比一個光段更窄的區(qū)域“漸隱”或不被照明。
[0048]在一種具體的形狀的情況下，在垂直方向上豎立地、以比寬度更大的高度、例如以矩形或橢圓等等的形狀來構造光出射面。
[0049]通過這種具有較大高度和較小寬度的豎立的形狀，利用一個光出射面對水平方向上的窄的角度區(qū)域進行照明，在垂直方面可以利用這一個光出射面對該水平的角度區(qū)域的整個區(qū)域進行照明。
[0050]特別有利的是，LED光源模塊的初級光學元件的相鄰的光出射面相互具有標準間隔，該標準間隔對應于光出射面的寬度，并且優(yōu)選地光出射面的第一總布置相對于其次級光學系統(tǒng)的光軸占據(jù)所定義的第一位置，并且其中第二 /第三/第四…第η總布置相對于其次級光學系統(tǒng)的光軸與第一總布置相比被移動LED光源模塊的兩個相鄰光出射面之間的標準間隔的一半/ 一倍/兩倍/四倍/ (Cn-1)/2)倍。
[0051]于是得出一種布置，在該布置中(除水平的邊緣區(qū)域之外)可以通過整個前燈的2個光源的漸隱使對應于光出射面的一半寬度的清晰的區(qū)域漸隱。
[0052]在本發(fā)明的一個具體的被試驗的實施方式中，在三個或更多初級光學元件的情況下，相鄰的初級光學元件的光出射面之間的間隔是相等的并且優(yōu)選地在整個前燈上的相鄰LED光源的光出射面之間的所有間隔是相同的。
[0053]因此得出具有相同模塊的簡單的構造，利用該構造可以獲得均勻的光分布。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的用于產生動態(tài)光分布的LED汽車前燈包括兩個或更多如上所述的LED光源模塊，其中所述LED光源模塊中的每一個被分配一個次級光學系統(tǒng)，該次級光學系統(tǒng)把由初級光學元件的光出射面所產生的光段(在前燈的被裝配到車輛中的狀態(tài)下)映射到位于車輛之前的區(qū)域中。[0055]此外適宜的是，使LED光源模塊的次級光學元件和初級光學元件的光出射面的布置相互匹配，使得來自各個LED光源模塊的光段在水平方向上相對于彼此移位地被映射，并且其中各個LED光源是可分開控制的。
[0056]在前燈的簡單的成本低的構造的意義上，各個LED光源模塊具有相同的次級光學元件。
[0057]優(yōu)選地，在整個前燈上的相鄰LED光源的光出射面之間的所有間隔是相同的，因此得出具有相同模塊的簡單的構造，利用該構造可以獲得基本上盡可能均勻的光分布。
[0058]在這兒應該簡短地提及，“均勻的”不是理解為光圖像在被照明的區(qū)域上到處是同樣亮的，而是不同亮度的區(qū)域之間的過渡在光圖像中是連續(xù)的并且不出現(xiàn)清晰的過渡?？偣鈭D像應該是沒有斑點的，而是流暢地具有從較亮到較暗區(qū)域的過渡。
[0059]通過本發(fā)明還可以附加地明顯地改善光圖像。
[0060]具體地，此外在此規(guī)定，LED光源模塊的光出射面的總布置相對于次級光學元件的光軸在水平方向上占據(jù)所定義的位置，并且其中各個LED光源模塊的不同的總布置相對于其分別被分配的次級光學元件的光軸在水平方向上具有彼此不同的、所定義的位置。
[0061]可以規(guī)定，前燈的所有LED光源模塊的光出射面分別被布置在通過分別被分配給所述LED光源模塊的次級光學系統(tǒng)的光軸的垂直平面的一側上。
[0062]此外可以規(guī)定，前燈的所有光出射面中的正好一個光出射面切割被分配給該光出射面的次級光學系統(tǒng)的光軸。
[0063]在此規(guī)定，LED光源包括至少兩個水平地相疊地被布置的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管是可彼此獨立地控制的，并且其中至少兩個發(fā)光二極管中的每一個經由初級光學元件的光出射面被映射為(在由初級光學元件映射的垂直的光段之內的)水平的光段。
[0064]優(yōu)選地，LED光源的每個發(fā)光二極管是可單獨控制的。
[0065]在根據(jù)本發(fā)明的具有兩個前燈的車輛前燈系統(tǒng)中規(guī)定，在被裝配到車輛中的狀態(tài)下左邊的前燈在車道上產生光分布的左邊部分并且右邊的前燈產生光分布的右邊部分，并且其中兩個前燈的至少每個LED光源、優(yōu)選地每個發(fā)光二極管是可單獨控制的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]在下文中借助附圖進一步闡明本發(fā)明。在附圖中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有四個LED光源模塊的前燈，
圖2示出單獨的LED光源模塊，
圖3示出圖2中的模塊的分解圖，
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一初級光學系統(tǒng)的前等軸視圖，
圖5示出該初級光學系統(tǒng)的后等軸視圖，
圖6示出初級光學系統(tǒng)沿著圖4中的點劃線平面的垂直截面，
圖7以俯視圖示出圖4中的初級光學系統(tǒng)，
圖8示出初級光學系統(tǒng)的第二變型方案的垂直截面，
圖9示出圖8中的初級光學系統(tǒng)的俯視圖，
圖10不出在現(xiàn)有技術中的初級光學系統(tǒng)(未被連接的光學系統(tǒng))中的I禹合輸出面/光出射面處的等照度分布， 圖1i不出根據(jù)初級光學系統(tǒng)的第一實施方式的I禹合輸出面/光出射面處的等照度分
布，
圖12示出根據(jù)第二實施方式的耦合輸出面/光出射面處的等照度分布，
圖13示出在使用現(xiàn)有技術中的初級光學系統(tǒng)的情況下所產生的光分布，
圖14示出在使用根據(jù)第一實施方式的附加光學系統(tǒng)的情況下所產生的光分布，以及 圖15示出在使用根據(jù)第一實施方式的附加光學系統(tǒng)的情況下所產生的光分布。
【具體實施方式】
[0067]圖1示出具有四個LED光源模塊M1-M4的前燈LED汽車前燈SW、例如用于產生動態(tài)光分布的LED汽車前燈。這些LED光源模塊M1-M4中的每一個被分配一個例如透鏡形式的次級光學元件S1-S4，該次級光學元件把從被分配的模塊所出射的光投射到車道上。
[0068]LED光源模塊M在圖2和圖3中被詳細地示出并且具有兩個或更多個、在所示出的例子中四個LED光源LEQ。
[0069]LED光源LEQ又由至少一個發(fā)光二極管組成，在所示出的例子中由兩個發(fā)光二極管LED1、LED2組成。初級光學元件P1-P4分別被分配給每個LED光源LEQ的發(fā)光二極管LEDl、LED2，其中光耦合輸入到所述初級光學元件。被耦合輸入的光至少部分地又從初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4出射。
[0070]初級光學元件P1-P4借助如下部還要詳細討論的兩個橋接片VSl、VS2相互連接，并且構成共同的部件、即所謂的初級光學系統(tǒng)PG。
[0071]LED光源LEQ被布置在LED印制板PRI上。
[0072]利用保持架HAL把初級光學系統(tǒng)PG固定在LED印制板PRI上，此外還設置有定位元件P0S，用于初級光學系統(tǒng)PG相對于LED印制板的定位。
[0073]如已經被提及的，LED光源模塊M的初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4借助透光材料相互連接，使得被耦合輸入到初級光學元件P1-P4中的光可以入射到透光材料中并且經由該透光材料的光出射面LF1、LF2又從該光出射面出射。
[0074]在LED光源模塊的一個具體的變型方案中規(guī)定，存在兩個基本上水平伸展的由透光材料構成的連接橋接片VS1、VS2，所述連接橋接片將所述初級光學元件P1-P4在所述初級光學元件的光出射面L1-L4的上部和下部區(qū)域中相互連接。
[0075]通過各個初級光學元件利用透光橋接片的連接來實現(xiàn)，由于條痕所導致的光圖像中的不均勻性相互交融地模糊化，使得降低或完全消除光圖像中的干擾效應，其中各個初級光學元件的光出射面產生光圖像中的各段。
[0076]初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4和橋接片VS1、VS2的光出射面LF1、LF2位于共同的面中。
[0077]這個共同的面或者如所示出的那樣被構造為平面或者根據(jù)次級光學元件的像場彎曲是彎曲的。
[0078]入射到初級光學元件中的光的一部分現(xiàn)在不再經由初級光學元件本身的光出射面被發(fā)射而是入射到透光材料中并且經由該透光材料的光出射面出射。因此入射到初級光學元件中的光的一部分混合并且減少或消除光圖像中的不均勻性。從透光材料出射的光因此有助于光分布。
[0079]優(yōu)選地，初級光學元件無論如何在上部區(qū)域中相互連接。概念“上部”和“下部”在此與模塊/前燈的被裝配在車輛中的狀態(tài)有關。
[0080]該上部區(qū)域經由次級光學系統(tǒng)在光圖像中被映射到明暗界限之下，在那里所不期望的不均勻性干擾最多。
[0081]因此在該區(qū)域中不均勻性是干擾的，因為該區(qū)域中的光分布不均勻性在街道上是可見的。不均勻性效應主要出現(xiàn)在初級光學系統(tǒng)的上側處，其原因在于，發(fā)光二極管常常不對稱地饋送并且光導體向下比向上更寬地張開。
[0082]一側的饋送在此可以理解為，光在上部并且不是精確地在初級光學元件的光耦合輸入位置的幾何中心中被耦合輸入。
[0083]在下部區(qū)域中的連接在光學方面較不重要并且特別是在機械方面有優(yōu)點，以便提高由各個初級光學元件構成的總元件的穩(wěn)定性。
[0084]相應地，上部的橋接片VSl —方面在光學方面而且在機械方面是重要的，而下部的橋接片VS2主要在機械方面是重要的。
[0085]優(yōu)選地，連接橋接片VSl、VS2與初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4或與初級光學元件P1-P4 —體地被構造，即各個初級光學元件和該或這些連接橋接片構成唯一的元件、即所謂的初級光學系統(tǒng)PG。
[0086]初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4和連接橋接片VS1、VS2的那些光出射面構成共同的光出射面，即它們構成連續(xù)的、例如如所示出的那樣平的面。
[0087]如圖4所示，在初級光學系統(tǒng)PG的一個具體的構型中，在垂直方向上豎立地、優(yōu)選地以比寬度b更大的高度h、例如以矩形或橢圓等等的形狀來構造初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4。
[0088]通過這種具有較大高度和較小寬度的豎立的形狀，利用一個光出射面對水平方向上的窄的角度區(qū)域進行照明，在垂直方面可以利用這一個光出射面對該水平的角度區(qū)域的整個區(qū)域進行照明。
[0089]LED光源模塊M的初級光學元件P1-P4的相鄰的光出射面L1-L4相互具有標準間隔A，該標準間隔例如對應于光出射面L1-L4的寬度b。在本發(fā)明的一個具體的被試驗的實施方式中，在三個或更多初級光學元件P1-P4的情況下，相鄰的初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4之間的間隔A是相等的并且優(yōu)選地在整個前燈上的相鄰LED光源的光出射面之間的所有間隔是相同的。因此得出具有相同模塊的簡單的構造，利用該構造可以獲得均勻的光分布。
[0090]各個LED光源模塊的準確的布置和工作方式在 申請人:的申請AT 508604中被描述并且在此將不進一步解釋。
[0091]為了實現(xiàn)最佳的光學效應，規(guī)定:連接橋接片VS1、VS2在垂直方向上向上(上部的橋接片VSl)和向下(橋接片VS2)分別在超出初級光學元件P1-P4的光出射面L1-L4的一定的所定義的高度h1、h2上延伸(圖4)。
[0092]同樣，連接橋接片VS1、VS2在水平方向上、側向地在超出初級光學系統(tǒng)P1-P4的光出射面L1-L4的一定的長度11、12上延伸。
[0093]優(yōu)選地hi = h2適用。[0094]特別是必須充分地選擇上部區(qū)域中的延伸11，使得在疊加各個光模塊的光圖像的情況下不產生不均勻性。
[0095]為了完整起見，還應該參考圖5，圖5特別是示出光耦合輸入位置或面LK1-LK4。這些光耦合輸入位置可以如所示出的那樣平地構造，但是也可以具有凸狀的和/或凹狀的、即收集和/或散射光的結構。
[0096]圖6示出初級光學系統(tǒng)PG沿著圖4中的點劃線的垂直截面。如可以看出的，上部的連接橋接片VSl在水平方向上向后朝向光源或發(fā)光二極管LEDl、LED2在確定的延展ES上延伸。
[0097]該或這些連接橋接片的設計、特別是該/這些連接橋接片向后的延伸一方面對光圖像的均勻性有影響，該均勻性另一方面隨著光分布中的最大值的減小而達到，即越均勻地選擇光圖像，就越強地減小最大值。
[0098]因此根據(jù)所期望的效應規(guī)定，選擇至少一個連接橋接片(VS1、VS2)向下/上的延伸和/或至少一個連接橋接片(VS1、VS2)側向地超出初級光學元件的光出射面(L1-L4)的向外延伸和/或至少一個連接橋接片(VS1、VS2)在水平方向上向后的延伸、特別是至少一個連接橋接片(VS1、VS2)與初級光學元件(P1-P4)連接所經由的延伸(ES)，使得得出關于光圖像的均勻性的所期望的程度和光分布中的最大值的減小的所期望的程度。
[0099]在前燈中如下所述的那樣使用多個LED光源模塊?；旧显诖艘?guī)定，這些LED光源模塊盡可能具有相同的構造，特別是還規(guī)定，它們具有相同的初級光學元件或初級光學系統(tǒng)(=利用一個或兩個橋接片連接的初級光學元件)。原則上但是由于光學原因還可以規(guī)定，模塊、特別是初級光學系統(tǒng)和在此特別是至少一個連接橋接片的構型彼此不同，以便可以實現(xiàn)所期望的光圖像的最佳的適配。
[0100]橋接片VS2具有相似的/相同的延展，但是這首先從機械和/或制造技術方面，因此借助上部的橋接片VSl來闡明光學的涵意。
[0101]LED即LED1、LED2的光由于全反射而在初級光學元件(在此:元件P3)中傳播。為了足夠量的光可以入射到透光區(qū)域中、即該或這些連接橋接片中，因此如上所述有益的是，這些連接橋接片在一定的延伸上與初級光學系統(tǒng)(在相互接觸、優(yōu)選地相互連接、特別是一體的意義上)連接。
[0102]如果連接橋接片在較小的延伸上向后延伸(參見虛線VS1’)，那么光束LS1、LS2將不能入射到橋接片VSl中并且又經由該橋接片的光出射面LFl出射，而是將被反射(LSI’、LS2’ )并且經由初級光學元件P3的光出射面L3 (以所不期望的方式)出射。
[0103]同樣，在圖7中在俯視圖中看出，由于橋接片VSl的存在，光束(粗的、實線的)如何在水平方向上彼此分離地轉向，而在沒有橋接片VSl的情況下光束(細的，虛線的)將在初級光學元件P3內在光出射面之前會聚地被偏轉。由此發(fā)生來自不同光源/初級光學元件的光的混勻并且因此發(fā)生在其他情況下產生的不均勻性的模糊化。
[0104]對此要說明的是，借助圖6和7的闡明只涉及用于基本上的理解的粗略的描述。事實上，所出現(xiàn)的效應應結合來看，即涉及三維效應。
[0105]圖8示出一種變型方案，在該變型方案中橋接片VSl在還要更大的區(qū)域ES上向后延伸，此外，上部的連接橋接片VSl在朝向初級光學元件的光耦合輸入位置的方向上逐漸變細地被構造。[0106]連接橋接片或其向后的延伸ES減小照度的最大值。因此延展、即向后的延伸ES是最大值和均勻性之間的折衷。光分布越均勻，在光分布的最大值(Hmax)處的損失就越大。
[0107]因此通過連接橋接片所獲得的均勻化效應依賴于向后的延伸ES的規(guī)模。逐漸變細的形狀在光學上沒有影響，但是節(jié)省材料。但是從純光學角度來看連接橋接片的方形的外形也應該是可以的。
[0108]相應地，光束還可以更早地入射到橋接片VSl中，即更多的光到達連接橋接片VSl中并且又從該連接橋接片的光出射面LFl出射。
[0109]如圖9所示，在此此外更多的光到達初級光學元件“之間”的區(qū)域中。
[0110]圖10現(xiàn)在示出沒有連接橋接片的初級光學系統(tǒng)PG的整個光出射面(如在申請AT508604中)，圖11示出根據(jù)圖4 一 7的初級光學元件PG的光出射面，并且圖12示出根據(jù)圖8和9的初級光學系統(tǒng)PG。
[0111]畫出了照度區(qū)域、即不同亮度的區(qū)域(純定性地，亮度=從該區(qū)域出射的光通量/強度)，Hmax表示最大亮度的區(qū)域，HO表示暗的區(qū)域，Hl是具有較小亮度的區(qū)域，H2是具有(稍微)更大亮度的區(qū)域以及H3是還要更亮的區(qū)域。
[0112]從這些光出射面出射的光經由次級光學元件被投射到車道上。
[0113]因此不均勻性效應主要出現(xiàn)在初級光學系統(tǒng)的上側處，因為常常如在本變型方案中那樣發(fā)光二極管不對稱地饋送并且光導體向下比向上更寬地張開。不對稱的饋送在此可以理解為，光在上部并且不是精確地在初級光學元件的光耦合輸入位置的幾何中心中被耦合輸入。相應地得出，如在圖10 - 12中所示，上部區(qū)域中的Hmax區(qū)域位于耦合輸出面上并且不在中心。
[0114]在根據(jù)圖10的示出現(xiàn)有技術的變型方案中，不存在連接橋接片。通過次級光學系統(tǒng)(投射透鏡)，在初級光學系統(tǒng)的耦合輸出面上所出現(xiàn)的光分布被精確地映射。在所示出的初級光學系統(tǒng)中因此產生正好4個光手指(4個段)并且利用另一個模塊的光手指填充間隙。在上邊緣處(并且也在上邊緣處)在疊加的情況下產生強烈的不均勻性，所述不均勻性導致光圖像的散線。
[0115]在根據(jù)圖11的具有連接橋接片的變型方案中，相對于圖10已經得到改進，相鄰段的Hl區(qū)域在上部區(qū)域中在橋接片VSl中相互靠近，但是并不接觸，并且在光圖像中總是還存在不均勻性。
[0116]在根據(jù)圖12的變型方案中，初級光學元件P1-P4之間的上部/下部區(qū)域比在圖11中的變型方案中還要更強地被照亮。
[0117]Hl區(qū)域幾乎接觸。通過間隙與另一個模塊的光手指的疊加形成均勻的光分布。相鄰光模塊的Hl區(qū)域幾乎完全重疊。
[0118]圖13示出利用具有根據(jù)現(xiàn)有技術的初級光學系統(tǒng)(圖10)的LED光源模塊的光分布，圖14示出利用具有根據(jù)圖11的初級光學系統(tǒng)的LED光源模塊的光分布，以及圖15示出利用具有根據(jù)圖12的初級光學系統(tǒng)的LED光源模塊的光分布。
[0119]所示的光分布涉及弱光分布，然而這些效應也在其他的光分布中、諸如在遠光分布中出現(xiàn)。如在這些示意性的圖中可以看出，強烈的不均勻性STEl在光圖像LVEl中在前場中出現(xiàn)(圖13)，在光圖像LVE2中這種不均勻性STE2已經明顯更小地被構成，并且在光圖像LVE3 (圖15)中幾乎不再構成不均勻性。
【權利要求】
1.用于LED汽車前燈(SW)、特別是用于產生動態(tài)光分布的LED汽車前燈(SW)的LED光源模塊(M，M1-M4)， 其中所述LED光源模塊(M)具有兩個或更多LED光源(LEQ)， 其中LED光源(LEQ)分別由至少一個發(fā)光二極管(LED1、LED2)組成，并且其中每個LED光源(LEQ)的發(fā)光二極管(LED1、LED2)把光耦合輸入到被分配的初級光學元件(P1-P4)中，其中被耦合輸入的光至少部分地又從初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)出射， 其特征在于， LED光源模塊(M)的初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)借助透光材料相互連接，使得被耦合輸入到初級光學元件(P1-P4)中的光能夠入射到所述透光材料中并且經由所述透光材料的光出射面(LF1、LF2)又從該透光材料出射。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED光源模塊，其特征在于，所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)位于共同的面內，并且所述透光材料的光出射面(LF1、LF2)同樣位于所述初級光學元件的光出射面的所述共同的面內。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的LED光源模塊，其特征在于，所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)在上部和/或下部區(qū)域中相互連接。
4.根據(jù)權利要求1到3之一所述的LED光源模塊，其特征在于，設置有至少一個基本上水平伸展的由所述透光材料構成的連接橋接片(VS1、VS2)，所述連接橋接片把所述初級光學元件(P1-P4)在其光出射面(L1-L4)的上部和/或下部區(qū)域中相互連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的LED光源模塊，其特征在于，設置有兩個基本上水平伸展的由所述透光材料構成的連接橋接片(VS1、VS2),所述連接橋接片把所述初級光學元件(P1-P4)在其光出射面(L1-L4)的上部和/或下部區(qū)域中相互連接。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的LED光源模塊，其特征在于，至少一個連接橋接片(VS1、VS2)與所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)或與所述初級光學元件(P1-P4) —體地被構造。
7.根據(jù)權利要求4到6之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)和至少一個連接橋接片(VS1、VS2)的那些光出射面構成共同的光出射面。
8.根據(jù)權利要求4到7之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述至少一個連接橋接片(VS1、VS2)在垂直方向上向上/下在超出所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)的一定的高度(h1、h2)上延伸。
9.根據(jù)權利要求4到8之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述至少一個連接橋接片(VS1、VS2)在水平方向上側向地在超出所述初級光學系統(tǒng)(P1-P4)的光出射面(L1-L4)的一定的長度(11、12)上延伸。
10.根據(jù)權利要求4到9之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述至少一個連接橋接片(VS1、VS2)在水平方向上向后朝著所述光源(LEQ)的方向延伸并且經由一定的延伸(ES)與所述初級光學元件(P1-P4)連接。
11.根據(jù)權利要求10所述的LED光源模塊，其特征在于，至少一個、特別是上部的連接橋接片(VSl)朝著所述初級光學元件(P1-P4)的光耦合輸入位置(LK1-LK4)的方向例如楔形地、逐漸變細地被構造。
12.根據(jù)權利要求1到11之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述初級光學元件(P1-P4)從其光耦合輸入位置(LK1-LK4)朝向光出射面(L1-L4)擴張，其中所述初級光學元件(P1-P4)向下伸展地比向上更強地擴張。
13.根據(jù)權利要求1到12之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)矩形地被構造。
14.根據(jù)權利要求1到13之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所有的光出射面(L1-L4)具有相同的外形。
15.根據(jù)權利要求1到14之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)相互平行地并且以相同的定向來布置。
16.根據(jù)權利要求1到15之一所述的LED光源模塊，其特征在于，LED光源模塊(Μ;M1、M2、M3、M4)的初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)以水平間隔(A)并排地被布置。
17.根據(jù)權利要求1到16之一所述的LED光源模塊,其特征在于,次級光學系統(tǒng)(S1、S2、S3、S4)被分配給LED光源模塊(M ;M1、M2、M3、M4)，所述次級光學系統(tǒng)把由所述初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)所產生的光段在前燈(SW)的被裝配到車輛中的狀態(tài)下映射到位于車輛之前的區(qū)域中。
18.根據(jù)權利要求1到17之一所述的LED光源模塊，其特征在于，所述光出射面(L1-L4)在垂直方向上豎立地、以比寬度(b)更大的高度(h)來構造。
19.根據(jù)權利要求1到18之一所述的LED光源模塊，其特征在于，LED光源模塊(Μ;M1、M2、M3、M4)的初級光學元件(P1-P4)的相鄰的光出射面(L1-L4)相互具有標準間隔(A)，所述標準間隔對應于光出射面(L1-L4)的寬度(B)。
20.根據(jù)權利要求1到19之一所述的LED光源模塊，其特征在于，在三個或更多初級光學元件(P1-P4)的情況下，相鄰`的初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)之間的間隔(A)是相等的。`
21.根據(jù)權利要求4到20之一所述的LED光源模塊，其特征在于，選擇至少一個連接橋接片(VS1、VS2)向下/上的延伸和/或至少一個連接橋接片(VS1、VS2)側向地超出初級光學元件的光出射面(L1-L4)的向外延伸和/或至少一個連接橋接片(VS1、VS2)在水平方向上向后的延伸、特別是至少一個連接橋接片(VS1、VS2)與初級光學元件(P1-P4)連接所經由的延伸(ES)，使得得出關于光圖像的均勻性的所期望的程度和光分布中的最大值的減小的所期望的程度。
22.用于產生動態(tài)光分布的LED汽車前燈(SW)，包括兩個或更多根據(jù)權利要求1到20之一所述的LED光源模塊(M ;M1、M2、M3、M4)，其中所述LED光源模塊(M ;M1、M2、M3、M4)中的每一個被分配一個次級光學系統(tǒng)(S1、S2、S3、S4)，所述次級光學系統(tǒng)把由初級光學元件(P1-P4)的光出射面(L1-L4)所產生的光段在前燈(SW)的被裝配到車輛中的狀態(tài)下映射到位于車輛之前的區(qū)域中。
23.根據(jù)權利要求22所述的前燈，其特征在于，所述LED光源模塊(Μ;M1、M2、M3、M4)的次級光學元件(31、32、33、34)和初級光學元件的光出射面化1-1^4)的布置相互匹配，使得來自各個LED光源模塊(Μ ;M1、M2、M3、M4)的光段在水平方向上相對于彼此移位地被映射，并且其中各個LED光源是可分開控制的。
24.根據(jù)權利要求22或23所述的前燈，其特征在于，各個LED光源模塊(Μ;M1、M2、M3、M4)具有相同的次級光學元件(S1、S2、S3、S4)。
25.根據(jù)權利要求22到24之一所述的前燈，其特征在于，在整個前燈上的相鄰LED光源的光出射面(L1-L4)之間的所有間隔(A)是相同的。
26.根據(jù)權利要求22到25之一所述的前燈，其特征在于，LED光源模塊(Μ;M1、M2、M3、M4)的光出射面(L1-L4)的總布置相對于次級光學元件(S1、S2、S3、S4)的光軸(X)在水平方向上占據(jù)所定義的位置，并且其中各個LED光源模塊化舊1^2』3^4)的不同的總布置相對于其分別被分配的次級光學元件(S1、S2、S3、S4)的光軸在水平方向上具有彼此不同的所定義的位置。
27.根據(jù)權利要求22到26之一所述的前燈，其特征在于，光出射面的第一總布置相對于其次級光學系統(tǒng)的光軸占據(jù)所定義的第一位置，并且其中第二 /第三/第四…第η總布置相對于其次級光學系統(tǒng)的光軸與第一總布置相比被移動LED光源模塊(Μ ;Μ1、Μ2、Μ3、Μ4)的兩個相鄰光出射面之間的標準間隔(A)的一半/ 一倍/兩倍/四倍/ ((η-1)/2)倍。
28.根據(jù)權利要求22到27之一所述的前燈，其特征在于，前燈的所有LED光源模塊(Μ；Ml、M2、M3、M4)的光出射面分別被布置在通過分別被分配給所述LED光源模塊的次級光學系統(tǒng)(S1、S2、S3、S4)的光軸的垂直平面的一側上。
29.根據(jù)權利要求22到28之一所述的前燈，其特征在于，前燈的所有光出射面中的正好一個光出射面切割被分配給該光出射面的次級光學系統(tǒng)的光軸。
30.根據(jù)權利要求22到29之一所述的前燈，其特征在于，LED光源(LQE)包括至少兩個水平地相疊地被布置的發(fā)光二極管(LED1、LED2)，所述發(fā)光二極管(LED1、LED2)是可彼此獨立地控制的，并且其中至少兩個發(fā)光二極管(LED1、LED2)中的每一個經由初級光學元件的光出射面被映射為在由初級光學元件映射的垂直的光段之內的水平的光段。
31.根據(jù)權利要求22到30之一所述的前燈，其特征在于，LED光源的每個發(fā)光二極管是可單獨控制的。
32.具有兩個根據(jù)權利要求22到31之一所述的前燈(SW)的車輛前燈系統(tǒng)，其中在被裝配到車輛中的狀態(tài)下左邊的前燈在車道上產生光分布的左邊部分并且右邊的前燈產生光分布的右邊部分，并且其中兩個前燈的至少每個LED光源、優(yōu)選地每個發(fā)光二極管是可單獨控制的。
【文檔編號】F21Y101/02GK103717962SQ201280039085
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年6月28日 優(yōu)先權日:2011年8月8日
【發(fā)明者】J.榮格沃思, A.莫塞, G.克倫恩 申請人:齊扎拉光系統(tǒng)有限責任公司