CN107110474B - 具有单电机致动的可动反光镜的多模块机动车前灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多模块机动车前灯，该前灯包括由单个电机致动的可动的反光镜。前灯(11)是多模块类型的并且构成所述前灯(11)的每个模块(11a，11b)包括至少一个光源和至少一个用于阻断光束(4a，4b)的可动的构件，该可动的构件能够根据其位置而阻断来自于光源的光束的一部分或者允许该光束的一部分通过，至少两个模块的阻断构件(4a，4b)由共用的移动装置致动，两个模块的反射表面是平的反光镜(4a，4b)，所述平的反光镜(4a，4b)被安装在共用的轴(5)上并且能够围绕所述共用的轴(5)旋转，该共用的轴被定向成垂直于光轴。

Description

具有单电机致动的可动反光镜的多模块机动车前灯

技术领域

本发明的领域为用于机动车的设备，更具体地为用于这些机动车的前灯的领域。

背景技术

用于机动车的前灯通常包括反射部，在该反射部的内部具有光源和控制由所述光源发射的光束的形状以使该光束适于驾驶环境的装置。

反射部通常呈抛物面或椭圆面的回转体的形式，对于该反射部，光源被安置在这些表面的焦点处或者在这些表面的焦点中的一个处。在椭球体(ellipsoid)的情况下，传统地，光源被安置在第一焦点处并且透镜被安置在光轴上，使得该透镜自身的焦点与椭球体的第二焦点重合。为了减小前灯的尺寸，所设想到的是，可减小前灯的竖直延伸部并且只保留一半的椭球体以形成反射部。在某些构造中，反光镜则被安置在第二焦点处，以使入射到该反光镜上的光线向上返回。

此外，已知的是，可使用阻断条带以使得能够进行阻断光束的各个阶段。在被控制时，条带被电致动以在至少两个角位置之间移动，在该至少两个角位置处，该条带或多或少地阻断光束。这使得能够将前灯的射程例如限制到近光束位置，以避免使沿相对方向驾驶的驾驶员目眩，或者限制到主光束，在该主光束处不进行阻断。这种技术目前与包括高功率光源的前灯(诸如具有卤素灯或氙气灯的前灯)共同使用，对于该前灯，由被带阻断通量造成的光功率的损耗不会造成问题。

此外，由于发光二极管(LEDs)成本低而且寿命长，机动车前灯的技术目前趋向于采用由发光二极管(LEDs)组成的光源。另一方面，这些设备发射的光功率目前仍然是有限的并且必须最优化地利用这些设备。因此，希望在没有在近光束位置吸收大约一半发射的光通量的阻断挡片的情况下能够应对。为了满足这个需求，在椭球体的情况下，可设想使得光束偏转反光镜可在近光束位置和主光束位置之间自由移动，在该近光束位置处，该光束偏转反光镜使所有的光线向上朝向翻转透镜的顶部偏转，在该主光束位置处，该光束偏转反光镜不干涉光线并允许该光线到达透镜的底部。

最后，可能有必要利用数个被安置成彼此平行的前灯以产生所需的光束，以得到所需的光功率，或者以赋予光束特殊的形状，或者以调节该光束的光照密度分布。

与单独的可移动的反光镜以及用于控制这些反光镜的移动的机构有关的前灯的这种多样性使得制造LED前灯是相当复杂的，并且希望使得该前灯的制造更加容易。因此，本发明的目的是通过披露一种尤其用于具有半椭球体反射部的多灯的简化的致动设备来克服这些缺点。

发明内容

为此，本发明的目的是一种用于机动车的多模块前灯，每个模块形成所述前灯的一部分，该前灯包括至少一个光源和至少一个可动的光束阻断设备，该至少一个可动的光束阻断设备能够取决于其位置而阻断由所述光源输出的光束的一部分或者使得该光束能够通过，该前灯的特征在于，至少两个模块的阻断装置是共用的或者被共用的移动控制装置致动。

这种共同使用减少了必须控制从主光束转换到近光束和从近光束转换到主光束的部件的数量，并且简化了前灯的制造。

在一个特定的实施例中，每个模块包括反射部，所述模块的所述光源被安置在所述反射部的被称作第一焦点的点处，并且所述反射部具有形状使得从所述光源输出的光线的至少一部分在反射后朝向所述反射部的被称作第二焦点的点会聚。

有利地，所述两个模块的反射部是敞开的部分椭球体或在所述椭球体的对称平面上方延伸的半椭球体。反射部的焦点则是椭球体的焦点。

优选地，所述两个模块被并排安置成其光轴平行，并且这两个模块的第二焦点在所述光轴上具有相同的横坐标。这种相邻性使得更易于制造控制从主光束转换到近光束以及从近光束转换到主光束的装置。

在一个特定的实施例中，所述两个模块的反射部为在所述椭球体的对称平面上方延伸的半椭球体，并且所述两个模块中的光束阻断设备为相对于所述椭球体的对称平面面朝上的反射表面。这种构造具有更加紧凑和更易于安置在机动车中的优点。

优选地，两个模块的反射表面是平面反光镜，该平面反光镜被安置成在纵向上与该平面反光镜的反射部的第二焦点近似一致(in line)，所述模块还包括翻转设备，该翻转设备用于使其光束翻转，以将从第二焦点输出的光通量重新引导到平行于光轴的方向。

有利地，用于至少一个模块的翻转设备为透镜，该透镜的焦点的纵向位置与相应的反射部的第二焦点近似一致。

有利地，所述平面反光镜能够围绕同一个轴自由旋转，该轴被定向成近似垂直于光轴。

更有利地，旋转轴包括有齿的扇段部，该有齿的扇段部在近似垂直于旋转轴的纵向方向的平面中延伸。

优选地，旋转轴被接合在所述有齿的扇段部上的单个电机带动。

更为优选地，电机输出与旋转返回弹簧相抗的转矩。如果光束阻断装置的致动器电机出现故障，这种设备保证前灯保持在近光束位置。

在另一实施例中，所述反射表面是复杂的表面，该复杂的表面能够使机动车前灯光束产生形状，该机动车前灯光束直接来自于从所述第二焦点输出的光束的至少一部分。

在一个优选的实施例中，用于至少一个模块的光源为发光二极管。

附图说明

根据下文完全出于说明性的目的、并且以非限制性的方式且参照附图给出的本发明的实施例的详细说明，本发明将被更好地理解，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚。

在这些附图中：

图1为机动车的椭圆形前灯的示意图，

图2为具有可动的反光镜的半椭圆形前灯在主光束位置的示意图，

图3为图2中的前灯在近光束位置的视图，

图4为根据本发明的具有可动的反光镜的多模块前灯在主光束位置的透视图，

图5为图4中的前灯在近光束位置的视图，以及

图6为图4中的前灯的纵向截面图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的用于机动车的前灯1，该前灯由反射部2和会聚透镜3组成，该反射部2具有近似敞开的部分椭球体的形状，光源S位于该反射部的内部，该会聚透镜被安置在反射部之前。光源S在反射部2这一侧被安置在该椭球体的第一焦点处，并且该光源以椭球体形成的全部立体角发射光。在反射部2上反射后，所有发射的光线被引导向椭球体的第二焦点F。

在前灯1的光轴x-x上，透镜3被纵向地设置在某一位置使得该透镜的焦点近似在椭球体的第二焦点F处。以使得来自于反射部2的光线变直，以使得该光线在从透镜3输出时近似平行于光轴。因此，获得的结果是，在主光束位置，光束照亮长距离的道路。然后必须提供阻断机构(未示出)，以在光束穿过透镜之前除去该光束的下部部分，并且以形成近光束位置。

图2和图3分别示出了在主光束位置和近光束位置的具有可动的反光镜的半椭圆形前灯。

与图1不同，在这种情况下，反射部12只包括前一种情况中的部分椭球体的上半部分。因此，如附图所示，光源只在2π球面度的立体角上，即，在穿过光轴的垂直平面中的部分中在面朝上方的180°扇面上发射光。这种构造尤其适合于由发光二极管(LEDs)组成的光源，该光源只在等于2π球面度的立体角上发射光。

如之前所述，在反射部12上反射之后，光通量被引导向椭球体的第二焦点F，然后到达会聚透镜3。由于这种以2π球面度发射光，光束只被引导向透镜3的下半部分。透镜的形状和/或该透镜的焦点相对于椭球体的第二焦点F的位置使得，如果不存在使光束转向的装置，则该光束将被向前重新引导。

但是，如在图2和图3中可看到的，可动的反光镜4被安置在第二焦点F处。该反光镜的反射表面面向上，以便阻断来自于反射部12的光通量。该反光镜4能够围绕水平轴线自由移动，以便将该反光镜的反射表面置于穿过光轴x-x的水平面中或者在所谓的收回位置处置于从水平面向前倾斜的平面中。

在图2中，反光镜4相对于水平面是倾斜的并且被完全安置在光通量之外，因此使得所有光线能够朝向透镜3通过。这些光线穿过透镜的底部部分并且被朝上引导以照亮长距离的道路。结果得到的位置为主光束位置，而没有由光源S发射的光功率的任何损耗。

另一方面，在图3中，反光镜4在水平位置并且该反光镜的纵向长度足以阻断来自于反射部12的所有光线。所有的这些光线被反光镜4向上反射并且反光镜则将这些光线重新引导向透镜3的顶部部分。在从透镜离开时，光线被向前引导但是具有向下的弯折，以照亮指定距离的道路。通过赋予透镜3的形状和/或通过透镜的焦点相对于椭球体的第二焦点的偏移来得到向下的弯折。结果得到的位置为近光束位置，再次地，没有由光源S发射的光功率的任何损耗。

图4和图5分别示出了处于主光束构造和近光束构造的前灯11，该前灯由具有LEDs的两个彼此相邻并置的半椭圆模块11a和11b组成，这两个半椭圆模块的对称轴线是平行的。前灯的模块意指一种灯光系统，在该灯光系统中，从光源输出的所有光线或某些光线被反射表面朝向被称作焦点的聚焦点转向。

如附图所示，每个模块分别包括其中安置有光源(未示出)的反射部12a和12b，以及分别包括可动的反光镜4a和4b，该可动的反光镜能够围绕横向于模块的光轴的方向的水平轴线旋转。如参考图2和图3对单个模块描述的，光源被安置在每个反射部的第一焦点处，可动的反光镜被安置在相同模块的第二焦点处。因此，由于每个反光镜的旋转，可以主光束构造(反光镜降低)或以近光束构造(反光镜升高)产生光束。

例如，多个模块的一些益处是，该多个模块可提供更高的光功率、得到更宽的光束、或者在光束的一部分中尤其是在该光束的中心处产生更高的光密度。然而，重要的是，这两个(或多个)模块共生地(symbiotically)运行并且同时从主光束转换到近光束或者反之。

本发明推荐(recommend)的是，应当例如通过将可动的反光镜安装在被定向成垂直于光轴的共用的轴5上来保证这些同步动作。该轴通过电机6被驱动进行旋转并且通过返回装置(例如诸如扭转弹簧7)返回到对应于近光束位置的静止位置。如附图所示，返回弹簧7被安装在轴5上，并且首先被支承在前灯11的结构上，其次被支承在由轴5支承的止动部上。电机6被置于轴5的一个端部处(例如如图4或图5所示在两个模块中的一个的下面)，以及被固定至对应的前灯模块11a的结构。

图6示出了位于第一模块11a的椭球体的垂直对称平面中的截面的正视图、各个设备的细节以及每个设备的相对位置。与之前的附图不同，在这种情况下，透镜3(未示出)的位置由该透镜的支撑部8实现，该支撑部在光轴x-x上被安置在反射部12a的第二焦点F的输出侧。可动的反光镜4a被示出在其收回位置，该收回位置对应于主光束位置，并且该可动的反光镜在其上方具有自由空间，以便该可动的反光镜能够沿着光轴移动到位置并且因此占据对应于近光束的位置。

反光镜4a被支承在其上的旋转轴5在由前灯11a的结构支承的轴承中旋转并且在光轴的下方水平地延伸。该旋转轴的形状一般为柱面的回转体，然而在该旋转轴支承的反光镜4a和4b中的每一个的每一侧具有切面(faceted)形状，所述反光镜的支承部件52被固定为该切面形状。当轴5自身被电机6驱动进行旋转时，这些切面形状被用于驱动反光镜进行旋转。

如示出的，轴5在截面后面，换言之，在之前附图中的两个模块11a和12b之间包括有齿的扇段部9，该扇段部被刚性地附接到轴并且在垂直平面中向下延伸。该有齿的扇段部与从电机6输出的驱动轴的齿(未示出)配合。因此，电机沿一个方向或另一方向的旋转将使驱动轴5的有齿的扇段部旋转，并且因此通过轴5的切面形状和支承部件52使反光镜4a旋转。电机沿顺时针方向的旋转使轴5沿逆时针方向旋转，压缩返回弹簧7。这使得反光镜4a到达其对应于主光束的收回位置(如图6所示)。相反地，电机沿逆时针方向的旋转释放了弹簧7上的压力，使得反光镜可返回到对应于近光束的水平位置。

如图4和图5所示，具有单个有齿的扇段部9和旋转轴5，该扇段部和旋转轴是被安装在前灯11中的模块11a、11b中的所有反光镜所共用的。而在现有技术中，每个前灯模块对其反光镜均具有其自己的致动器电机，因此，本发明可使用最小量的装置使所有的模块能够从一个位置(近光束或主光束)移动至另一位置，以便在前灯11的每个模块中可同时进行这种转换。

因此，轴5被示出呈柱面的回转体的形式，其中模块被与该轴一致地并排安置，但是本发明也可以使用相对于彼此纵向地或者垂直地偏移的模块制成，条件是存在能够驱动不同模块的反光镜的单个装置。

本发明被描述成具有平面反光镜4和透镜3的组合，该组合使光线翻转并且赋予光束所需的形状。本发明也可以利用诸如复杂形状的反光镜的单光束转向设备制成，该单光束转向设备使光束向前转向并且赋予该光束所需的形状。在这种情况下，从主光束构造到近光束构造的转换由复杂形状的反光镜的位移完成，因此，该复杂形状的反光镜与所披露的构造中的平面反光镜一样是可动的。

类似地，从主光束转换到近光束的光束的阻断装置被描述为呈能够围绕横向于光轴的轴线自由旋转的可动的反光镜的形式。该阻断装置还可被完全等同地(equally well)制成为呈能够以垂直平移的方式自由移动的可动挡片的形式，或者由任何其它的可动装置制成，条件是该阻断装置能够占据数个位置，在这数个位置处，该阻断装置阻断并且反射光束的一部分，或者允许该光束通过。

最后，前灯具有半椭球体的形状，但是使数个模块中的光束阻断设备致动的共用装置的原理也可应用于完整的椭球体的情况。

最后，使用具有反射部(该反射部可以是椭球体或半椭球体)的情况下的前灯的示例对本发明进行了说明。本发明可被完全等同地应用在没有反射部的前灯上，由例如诸如LEDs的光源发射的光则被直接引导至可动的阻断装置上，该可动的阻断装置使光束从主光束转换到近光束以及相反地从近光束转换到主光束。

Claims (10)

1.用于机动车的多模块前灯，每个模块(11a，11b)形成所述多模块前灯(11)的一部分，所述多模块前灯包括至少一个光源(S)和至少一个可动的光束阻断设备(4a，4b)，所述可动的光束阻断设备能够取决于其位置而阻断由所述光源输出的光束的一部分或者允许所述光束通过，至少两个模块的所述光束阻断设备(4a，4b)由共用的移动控制装置来驱动，

所述多模块前灯的特征在于，每个模块(11a，11b)包括反射部(12a，12b)和会聚透镜(3)，所述模块的所述光源(S)被安置在所述反射部(12a，12b)的被称作第一焦点的点处，并且所述反射部(12a，12b)具有一形状，使得从所述光源输出的光线的至少一部分在反射后朝向所述反射部的被称作第二焦点(F)的点会聚，所述两个模块被并排安置成其光轴平行，并且所述两个模块的第二焦点在所述光轴上具有相同的横坐标，在所述两个模块中的一个或多个所述光束阻断设备具有反射表面，所述反射表面相对于椭球体的对称平面面朝上，所述两个模块的反射表面是平面反光镜(4a，4b)，所述平面反光镜(4a，4b)被安装在共用的轴(5)上并且能够围绕被定向成垂直于光轴的所述共用的轴(5)自由旋转移动，由于所述平面反光镜中的每个平面反光镜的旋转，能够以主光束构造或以近光束构造产生光束，所述模块共生地运行并且同时从主光束转换到近光束或者从近光束转换到主光束，

其中，在所述反射部(12a，12b)上反射之后，光通量被引导向所述椭球体的第二焦点(F)，然后到达所述会聚透镜(3)，

其中，当所述平面反光镜(4a，4b)相对于水平面是倾斜的并且被完全安置在光通量之外使得所有光线能够朝向透镜(3)通过时，所述模块在主光束位置，所述光线穿过所述透镜(3)的底部部分并且被朝上引导，

其中，当所述平面反光镜(4a，4b)在水平位置并且所述平面反光镜的纵向长度足以阻断来自所述反射部(12)的所有光线时，所述模块在近光束位置，所有的这些光线被所述平面反光镜(4a，4b)向上反射并且所述平面反光镜(4a，4b)将这些光线重新引导向所述透镜(3)的顶部部分，在从所述透镜(3)离开时，所述光线被向前引导但是具有向下的弯折，以照亮指定距离的道路。

2.根据权利要求1所述的多模块前灯，其中，所述两个模块的所述反射部(12a，12b)是敞开的部分椭球体或在所述椭球体的对称平面上方延伸的半椭球体。

3.根据权利要求1所述的多模块前灯，其中，所述两个模块的反射表面是平面反光镜(4a，4b)，所述平面反光镜被安置成在纵向上与它们的反射部(12a，12b)的第二焦点近似一致，所述模块还包括翻转设备，所述翻转设备用于使所述模块的光束翻转，以将从所述第二焦点输出的光通量重新引导到平行于所述光轴的方向。

4.根据权利要求3所述的多模块前灯，其中，用于至少一个模块的所述翻转设备为透镜(3)，所述透镜的焦点的纵向位置与对应的反射部的第二焦点近似一致。

5.根据权利要求1所述的多模块前灯，其中，所述轴(5)在其支承的所述平面反光镜(4a，4b)中的每一个的每一侧包括切面形状，其中所述平面反光镜的支承部件(52)被固定到所述切面形状。

6.根据权利要求1或2所述的多模块前灯，其中，所述共用的轴(5)包括有齿的扇段部(9)，所述有齿的扇段部在近似垂直于所述共用的轴的纵向方向的平面中延伸。

7.根据权利要求6所述的多模块前灯，其中，所述共用的轴被接合在所述有齿的扇段部(9)上的单个电机(6)带动。

8.根据权利要求7所述的多模块前灯，其中，所述电机(6)输出与旋转返回弹簧(7)相抗的转矩。

9.根据权利要求8所述的多模块前灯，其中，所述反射表面是复杂的表面，所述复杂的表面能够使机动车前灯光束产生形状，所述机动车前灯光束直接来自于从所述第二焦点输出的光束的至少一部分。

10.根据权利要求1或2所述的多模块前灯，其中，至少一个模块的光源(S)是发光二极管。

Images