本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射光束的裝置。優(yōu)選的應(yīng)用涉及汽車工業(yè)和尤其是機(jī)動(dòng)車輛的前照燈的照明裝置的制造。

背景技術(shù)：

在該領(lǐng)域中，已知有常規(guī)地包括近光功能的照明模塊，所述近光功能具有在道路上約等于70米的范圍，該70米基本上用在晚上，并且其光束的構(gòu)造使得其防止使在對(duì)向上行進(jìn)或者所跟隨的車輛的司機(jī)炫目。該光束通常在上部中具有截止線，截止線具有水平部分，優(yōu)選地在水平線以下呈約0.57度，以便不照射行駛而來(lái)的車輛的司機(jī)會(huì)位于的區(qū)域。

公開(kāi)文本fr2934667借助于形成照明模塊而落入該技術(shù)中，該照明模塊通過(guò)折疊器產(chǎn)生具有截止線的光束，所述折疊器沿光軸布置在對(duì)應(yīng)的第一和第二集光器之間，所述第一和第二集光器適于收集由第一和第二光源發(fā)射的光并且將光朝向聚焦區(qū)重定向，折疊器的端部中的一個(gè)位于該聚焦區(qū)內(nèi)。在折疊器的下游，光線經(jīng)由位于照明模塊的出口處的投影透鏡被投射。

上面的現(xiàn)有技術(shù)具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，尤其是由于用于形成前照燈的大量的待組裝的部件。而且，在第一和第二光源被點(diǎn)亮用于“全光束”(遠(yuǎn)光)功能時(shí)布置在兩個(gè)集光器之間的折疊器具有在光束中產(chǎn)生暗線的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明使得能夠解決目前的技術(shù)的一些或全部缺點(diǎn)，并且為此目的，提出了通過(guò)在集光器中的一個(gè)處利用反射現(xiàn)象(尤其是全反射)實(shí)現(xiàn)截止線功能，以省掉折疊器。在下面的描述中，“通過(guò)全反射反射光線的集光器適配器”是指用如下材料制成的集光器，所述材料具有如下折射率，所述折射率使得以大于預(yù)定值的入射角到達(dá)集光器的壁的光線在該壁處被全反射，而沒(méi)有任何該光線的能量的顯著部分透射過(guò)所述壁。

在這種意義上，本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的模塊，所述模塊用于沿光軸發(fā)射具有截止線輪廓的至少一束光束，所述模塊包括至少一個(gè)第一光源和至少一個(gè)第二光源以及至少一個(gè)第一集光器和至少一個(gè)第二集光器，所述至少一個(gè)第一集光器和所述至少一個(gè)第二集光器分別適于收集由所述至少一個(gè)第一光源和所述至少一個(gè)第二光源發(fā)射的光并且將所述光朝向聚焦區(qū)重定向。

根據(jù)本發(fā)明，所述至少一個(gè)第一集光器和/或所述至少一個(gè)第二集光器中的一個(gè)有利地被用作光學(xué)反射器，以產(chǎn)生具有截止線輪廓的光束，而無(wú)需諸如固定在所述第一集光器和第二集光器之間的金屬板的任何附加的部件。作為截止元件的所述集光器使得能夠朝向可能地適于投射光束的透鏡的上/下邊緣反射來(lái)自另一個(gè)或另多個(gè)集光器的光線中的一些或全部。

根據(jù)所設(shè)想的各種實(shí)施例，該反射或者可以通過(guò)在限定在集光器和周圍介質(zhì)之間屈光部表面處的玻璃反射獲得，或者可以通過(guò)在沉積在集光器的表面的一部分上的金屬涂層處的金屬反射獲得。在這兩種情況下下，一個(gè)集光器相對(duì)于另一個(gè)集光器的外表面作為光學(xué)反射器。

所述集光器中的至少一個(gè)有利地在所述聚焦區(qū)的方向上延伸以便反射由另一個(gè)集光器發(fā)射的光中的一些，以限定所述截止線輪廓。

下面敘述其它可選的和非限制性的特征?？梢詥为?dú)地或者以彼此任意組合的方式采用它們：

·在所述聚焦區(qū)的方向上延伸的所述集光器中的至少一個(gè)適于通過(guò)所述由另一個(gè)集光器發(fā)射的光中的至少一些的外反射(尤其是局部和/或玻璃反射)產(chǎn)生所述至少一束光束的截止線；

·在所述聚焦區(qū)的方向上延伸的所述集光器中的至少一個(gè)適于通過(guò)所述由另一個(gè)集光器發(fā)射的光中的至少一些的全反射產(chǎn)生所述至少一束光束的截止線；

·所述至少一個(gè)第一集光器和所述至少一個(gè)第二集光器是分開(kāi)的部件；

·所述至少一個(gè)第一集光器和所述至少一個(gè)第二集光器通過(guò)具有小于所述集光器的折射率的折射率的介質(zhì)分開(kāi)；

·所述介質(zhì)為空氣；

·在聚焦區(qū)的方向上延伸的一個(gè)或多個(gè)所述集光器在所述聚焦區(qū)內(nèi)具有出口面；

·在所述聚焦區(qū)內(nèi)的所述出口面為凸的、凹的或傾斜的；

·僅集光器中的一個(gè)朝向聚焦區(qū)延伸；

·在聚焦區(qū)的方向上延伸的所述集光器中的所述至少一個(gè)集光器包括用于反射由所述另一個(gè)集光器發(fā)射的光的表面；

·朝向聚焦區(qū)延伸的所述集光器包括在所述集光器的一部分上并且用于反射來(lái)自另一個(gè)集光器的光線中的一些或全部的反射涂層；

·所述涂層在所述集光器的從所述聚焦區(qū)在所述光源的方向上延伸的表面的至少一部分上；

·所述至少一個(gè)第一集光器和所述至少一個(gè)第二集光器在所述聚焦區(qū)的方向上沿光軸延伸；

·在聚焦區(qū)的方向上延伸的一個(gè)或多個(gè)所述集光器包括收集區(qū)，所述收集區(qū)具有在模塊的光軸的方向上傾斜的對(duì)稱軸線；

·在聚焦區(qū)的方向上延伸的一個(gè)或多個(gè)所述集光器包括與模塊的光軸相切的表面；

·所述至少一個(gè)第一集光器和所述至少一個(gè)第二集光器中的至少一個(gè)包括聚碳酸酯；

·第一和第二集光器的折射率相同；

·所述至少一個(gè)第一光源和所述至少一個(gè)第二光源被定向?yàn)樵诨旧吓c模塊的光軸平行的方向上發(fā)射光；

·光源中的至少一個(gè)被定向?yàn)樵诠廨S的方向上發(fā)射光，所述至少一個(gè)第一光源和所述至少一個(gè)第二光源中的至少一個(gè)包括發(fā)光二極管；

·所述模塊使得穿過(guò)集光器中的一個(gè)集光器并且來(lái)自關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)光源的光中的一些穿過(guò)另一個(gè)集光器，以經(jīng)由聚焦區(qū)內(nèi)的出口面出射；

·所述模塊包括多個(gè)第一集光器和/或多個(gè)第二集光器；

·所述多個(gè)第一集光器彼此呈一體件和/或所述多個(gè)第二集光器彼此呈一體件；

·所述模塊還包括投影透鏡，所述投影透鏡可以被配置為為多個(gè)第一集光器和/或多個(gè)第二集光器共用。

本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種發(fā)射器裝置，所述發(fā)射器裝置包括至少一個(gè)具有上述特征中的任一個(gè)或任多個(gè)的發(fā)射器模塊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定特征，所述裝置為機(jī)動(dòng)車輛的前面的前照燈。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照以非限制性的示例的方式提供的附圖閱讀下面的詳細(xì)描述本發(fā)明的其它特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，并且在附圖中：

圖1以在穿過(guò)光軸的豎直平面上的截面圖示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例；

圖2以在穿過(guò)光軸的豎直平面上的截面圖示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例；

圖3以在穿過(guò)光軸的豎直平面上的截面圖示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的變形例；

圖4以在穿過(guò)光軸的豎直平面上的截面圖示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的變形例；

圖5以在穿過(guò)光軸的豎直平面上的截面圖示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例；以及

圖6以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的多源照明模塊。

具體實(shí)施方式

圖1為用于機(jī)動(dòng)車輛的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的照明模塊1的截面圖。在該視圖中，截面在局部參照系{o，x，y，z}的豎直平面[o，x，z]上，其中軸線o-x表示與前照燈的光軸平行的水平方向，并且軸線o-z表明與軸線o-x垂直的豎直方向。

圖1所示的照明模塊被用于產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的照明功能的兩束光束：(i)具有截止線輪廓以防止使對(duì)向行進(jìn)的車輛炫目的照明(對(duì)應(yīng)于“近光”類型的照明功能)；和(ii)不具有截止線輪廓的照明(對(duì)應(yīng)于“全光束”或“遠(yuǎn)光”類型的照明功能)。

根據(jù)本發(fā)明的照明模塊(或發(fā)射器模塊)1包括由第一光源3和第一集光器5組成的第一組件，第一光學(xué)組件被用于供應(yīng)第一光束。

根據(jù)本發(fā)明的模塊1還包括由第二光源4和第二集光器6組成的第二組件，第二光學(xué)組件被用于供應(yīng)第二光束。

會(huì)聚透鏡10沿光軸a布置以從集光器投射光束并且通過(guò)點(diǎn)亮一個(gè)或兩個(gè)光源3、4產(chǎn)生兩個(gè)照明功能中的一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明，第一集光器5在聚焦區(qū)的方向上延伸以反射由另一個(gè)集光器發(fā)射的光中的一些，以限定截止線輪廓。這里，聚焦區(qū)對(duì)應(yīng)于透鏡10的焦點(diǎn)f。

第一集光器5有利地具有用于反射來(lái)自第二集光器6的光的表面55。更準(zhǔn)確地說(shuō)，光束的截止線輪廓通過(guò)第一集光器5的在焦點(diǎn)f的高度處的表面元件55產(chǎn)生，該表面元件形成介于第一集光器5和由空氣組成的周圍介質(zhì)之間的屈光部。截止線通過(guò)玻璃反射類型的局部外反射產(chǎn)生。因此并且有利地，可以產(chǎn)生光束中的截止線，無(wú)需諸如被稱為折疊器的金屬板的任何附加的部件。

所產(chǎn)生的截止線在空間中可以具有任何定向。截止線輪廓優(yōu)選地產(chǎn)生于出射光束的形成，由于存在更少暴露給光的區(qū)域，所述出射光束圍繞光軸并非均勻地分布，該區(qū)域基本上由截止線輪廓界定，所述截止線輪廓可以由彼此成角度以形成扭結(jié)的至少兩個(gè)并且優(yōu)選地為三個(gè)的直線段形成。產(chǎn)生的照明被稱為“近光”類型的照明。

在本示例中，每一個(gè)光源3、4都由發(fā)光二極管組成。然而，在其它實(shí)施例中，可以組合多個(gè)發(fā)射器元件以形成第一和第二光源中的每一個(gè)，以便在投影透鏡的出口處發(fā)射更高光學(xué)功率的光通量。每一個(gè)發(fā)射器元件例如可以由發(fā)光二極管或激光二極管組成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體特征，第一光源3和第二光源4被定向?yàn)樵谂c模塊的光軸a平行的方向上發(fā)射光。

第一集光器5和第二集光器6適于分別收集由第一光源3和第二光源4發(fā)射的光，并且朝向聚焦區(qū)以及具體地朝向焦點(diǎn)f重定向所收集的光。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體特征，在聚焦區(qū)的方向上延伸的第一集光器5包括收集區(qū)51，所述收集區(qū)具有在模塊的光軸a的方向上傾斜的對(duì)稱軸線。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體特征，第一集光器和第二集光器通過(guò)具有小于所述集光器的折射率的折射率的介質(zhì)分開(kāi)。在本示例中，所述介質(zhì)為空氣。

如前所示，屈光部表面55因此形成在空氣和第一集光器5之間。結(jié)果，來(lái)自第二集光器6的光線中的一些或全部例如通過(guò)玻璃反射在第一集光器5的表面處被反射。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體特征，在聚焦區(qū)的方向上延伸的第一集光器5在所述聚焦區(qū)內(nèi)以及更具體地在包括焦點(diǎn)f的豎直平面(f，o，y)內(nèi)具有出口面53。第一集光器5的屈光部表面55與模塊的光軸a相切。

第一和第二集光器由具有大于空氣的折射率的折射率的透明材料制成。優(yōu)選地使用能夠抵擋由二極管(led)產(chǎn)生的熱量的聚碳酸酯(pc)。選擇該材料的特別有利之處在于二極管(led)在透明集光器附近。

在其它實(shí)施例中，集光器可以由聚碳酸亞丙酯(ppc)或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)制成。

圖2以在穿過(guò)光軸a的豎直平面(o，x，z)上的截面圖示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。該第二實(shí)施例與參照?qǐng)D1描述的第一實(shí)施例的不同之處在于第二集光器6’在聚焦區(qū)的方向上沿光軸a延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體特征，在聚焦區(qū)的方向上延伸的第二集光器6’包括收集區(qū)61，所述收集區(qū)具有在模塊的光軸a的方向上傾斜的對(duì)稱軸線。

屈光部表面65形成在由空氣組成的周圍介質(zhì)和第二屈光部6’之間，使來(lái)自第一集光器5’的光線中的一些或全部通過(guò)玻璃反射類型的局部外反射在第二集光器6’的表面處反射。光束的截止線輪廓通過(guò)在焦點(diǎn)f的高度處的屈光部表面65的元件產(chǎn)生，如上面參照?qǐng)D1描述的。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體特征，所述模塊使得來(lái)自與第一集光器5’關(guān)聯(lián)的第一光源3的光中的一些通過(guò)所述第一集光器5’傳輸并且穿過(guò)第二集光器6’以便經(jīng)由在聚焦區(qū)內(nèi)的出口面63出射。

第一光源3和/或第一集光器5’使得來(lái)自該光源的光中的一些穿過(guò)第一集光器5’并且進(jìn)入第二集光器6’。為了獲得該結(jié)果可以設(shè)想各種調(diào)整：

a)第一光源3在光軸a的方向上略微傾斜；和/或

b)第一光源3在第二集光器6’的方向上以足夠?qū)挼陌l(fā)射角發(fā)射；和/或

c)第一集光器5’的收集區(qū)域使得由第一光源3發(fā)射的光線中的一些不在第一集光器5’的表面處被反射，使得那些光線被注入到第二集光器6’中。

第二集光器6’適于引導(dǎo)來(lái)自第一集光器5’的注入光至第二集光器6’的出口表面63，以到達(dá)投影透鏡10。為此，第二集光器6’的下表面67被順應(yīng)使得來(lái)自第一集光器5’的光在該表面處經(jīng)歷全反射。以這種方式發(fā)射的光可以用作照亮位于道路上方的高的信號(hào)指示板。

第二集光器6’的下表面67被順應(yīng)以或者通過(guò)部分反射或者全反射、或者通過(guò)金屬化該表面而照亮信號(hào)指示板。

圖3以在穿過(guò)光軸a的豎直平面(o，y，z)上的截面圖示出了應(yīng)用于上面參照?qǐng)D1描述的本發(fā)明的第一實(shí)施例的變形例。

根據(jù)該變形實(shí)施例，朝向聚焦區(qū)延伸的第一集光器5”包括布置在集光器5”的一部分上、尤其是在聚焦區(qū)的高度處的反射涂層8，以按照截止線輪廓反射來(lái)自另一個(gè)集光器6的光線的一些或全部。通過(guò)例證性的和非限制性的示例，該反射涂層8由薄金屬層組成，該層足夠薄以避免在投影透鏡10的出口處出現(xiàn)缺光的區(qū)域。而且，借助于相比玻璃反射的金屬的高反射率，該金屬涂層使得能夠提高模塊的沒(méi)有延伸到聚焦區(qū)的部分的發(fā)光效率(即，例如圖3中的第二光源4和第二集光器6)。而且，這種涂層可以容易地順應(yīng)于所需要的截止線輪廓。因此，其構(gòu)成了集成在模塊的第一集光器5’中的截止元件。

根據(jù)該變形實(shí)施例，金屬涂層8覆蓋第一集光器5的表面55的與光軸a相切的部分，使得來(lái)自第二集光器6的光線中的一些或全部在金屬涂層8處被反射(金屬反射類型的外反射)，以便被朝向透鏡10的下邊緣重定向。

圖4以在穿過(guò)光軸a的豎直平面(o，y，z)上的截面圖示出了應(yīng)用于上面參照?qǐng)D2描述的本發(fā)明的第二實(shí)施例的相同的變形實(shí)施例。

根據(jù)該相同的變形實(shí)施例，金屬涂層8’覆蓋第二集光器6”的表面65的與光軸a相切的部分，使得來(lái)自第一集光器5’的光線中的一些或全部在金屬層8’處被反射，以便被朝向透鏡10的上邊緣重定向。

因此借助于來(lái)自第一集光器5’的光線的通過(guò)呈金屬涂層8’的形式的金屬的反射產(chǎn)生光束的截止線。

圖5以在穿過(guò)光軸a的豎直平面(o，y，z)上的截面圖示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例，其中第一集光器5和第二集光器6’在聚焦區(qū)的方向上并且尤其是朝向透鏡10的焦點(diǎn)f延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體特征，兩個(gè)集光器5、6’中的每一個(gè)都在聚焦區(qū)內(nèi)并且尤其是在包括透鏡10的焦點(diǎn)f的豎直平面(f，y，z)內(nèi)具有出口面53、63。

如圖5所示，第一集光器5的下表面55和第二集光器6’的上表面65在光軸a上會(huì)合，使得兩個(gè)集光器彼此接觸以形成屈光部表面。

因此，通過(guò)在屈光部表面的高度處的全反射產(chǎn)生截止線。

該第一和第二集光器都延伸至透鏡10的焦點(diǎn)f的實(shí)施例有利地使得能夠最大化來(lái)自第一集光器5和第二集光器6’的各自的光通量，假設(shè)這些通量中的每一個(gè)都在屈光部表面的高度處經(jīng)歷全反射。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體特征，尤其是在兩個(gè)集光器具有相同的折射率的情形中采用的，兩個(gè)集光器通過(guò)薄空氣層分開(kāi)，該薄空氣層沿光軸a布置使得每一個(gè)集光器限定具有空氣的屈光部表面。

以這種方式由集光器形成的每一個(gè)屈光部表面使得能夠反射由另一個(gè)集光器發(fā)射的光中的一些或全部。來(lái)自兩個(gè)集光器的光線中的一些或全部因此被朝向透鏡10的上邊緣和下邊緣反射。

在參照?qǐng)D1-6描述的實(shí)施例中，在聚焦區(qū)的方向上延伸的一個(gè)或多個(gè)集光器的出口面具有與光軸a垂直的平面表面。其為如圖1、3、5所示的第一集光器5、5”的出口面53和如圖2、4、5所示的第二集光器6’、6”的出口面63。

在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，該出口面可以具有凸表面或凹表面和/或相對(duì)于光軸傾斜，以便加寬或集中光束和/或修正投影透鏡10的任何像差。

由已經(jīng)在光軸的方向上延伸的透明集光器的出口表面和該集光器的形成截止元件的下表面的交叉形成的邊緣可以被順應(yīng)以減小投影透鏡10的像差對(duì)光束中的截止線的形狀的影響。其為如圖1、3所示的第一集光器5、5’的介于其出口表面53和其下表面55之間的邊緣，或者為如圖2、4所示的第二集光器6、6’介于其出口表面63和其下表面65之間的邊緣。

圖6以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的多源模塊，包括多個(gè)根據(jù)上面參照?qǐng)D2描述的第二實(shí)施例的發(fā)射器模塊。

所述模塊在其包括多個(gè)光源以獲得根據(jù)生效的照明標(biāo)準(zhǔn)足夠的光學(xué)功率的意義上被稱為“多源”。具體地，所述模塊包括第一排的七個(gè)發(fā)光二極管3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g(第一光源)和第二排的五個(gè)發(fā)光二極管4c、4d、4e、4f、4g(第二光源)。七個(gè)第一集光器和五個(gè)第二集光器分別與七個(gè)第一光源和五個(gè)第二光源關(guān)聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體特征，第二集光器彼此呈一體件以形成單一的部件600，所述部件能夠容易地通過(guò)模制或者通過(guò)任何其它合適的加工技術(shù)制造。在其它實(shí)施例中，第一集光器彼此呈一體件以形成單一的部件。

所述模塊還包括為全部光源和集光器共用的投影透鏡100。