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CN112204301A - 用于前照灯的前场光模块 - Google Patents

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CN112204301A
CN112204301A CN201980034446.7A CN201980034446A CN112204301A CN 112204301 A CN112204301 A CN 112204301A CN 201980034446 A CN201980034446 A CN 201980034446A CN 112204301 A CN112204301 A CN 112204301A
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Abstract

本发明涉及一种用于前照灯的前场光模块，所述前场光模块具有包含多个光源(10)的光源单元(9)和具有透镜的光学单元，以用于产生前场光分布(LV)，其中，所述光学单元具有多个彼此并排布置的准直透镜元件(1、3、3‘)，其中，第一准直透镜元件(1)具有旋转对称的光出射面(2)，而第二准直透镜元件(3、3‘)具有旋转对称的光出射面区段(4)和环面状的光出射面区段(5)。

Description

用于前照灯的前场光模块
技术领域
本发明涉及一种用于前照灯的前场光模块，所述前场光模块具有包含多个光源的光源单元和具有透镜的光学单元，以用于产生前场光分布。
背景技术
由EP 2 931 556 B1已知一种用于前照灯的前场光模块，所述前场光模块由光源和反光镜构成。所述已知的前场光模块的缺点是，该前场光模块由于反光镜的几何尺寸而体积相对大。
由DE 10 2013 114 264 A1已知一种用于车辆的前照灯，所述前照灯利用光源单元和光学单元用于产生预定的光分布。所述光学单元具有透镜元件。所述透镜元件对多个光源组射映，从而可以产生近光功能或远光功能。
发明内容
本发明的目的是，这样进一步改进用于前照灯的前场光模块，使得能节省空间地、特别是以尽可能小的结构高度实现相对宽的且在水平零线之下延伸的前场光分布。
为了实现这个目的，本发明结合权利要求1前序部分的特征在于，所述光学单元具有多个彼此并排布置的准直透镜元件，其中，第一准直透镜元件具有旋转对称的光出射面，而第二准直透镜元件具有旋转对称的光出射面区段和环面状的光出射面区段。
根据本发明，所述前场光模块具有多个配设有不同的光出射面的准直透镜元件。第一准直透镜元件具有旋转对称的光出射面，而第二准直透镜元件不仅具有旋转对称的光出射面区段而且具有环面状的光出射面区段。有利地，可以通过所述环面状的第二光出射面区段使得前场光分布向下竖直偏转。所述环面状的光出射面区段一方面能实现前场光分布的光强中心向下移置，从而满足法定的值。另一方面，所述环面状的光出射面区段能实现前场光模块的具有相对小结构高度的减小的几何尺寸。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述环面状的第二光出射面区段设置在所述第二准直透镜元件的光出射面的下部区域或者说其下半部中。因此，所述环面状的光出射面区段位于准直透镜元件的水平中心面之下，这导致向下偏转。
根据本发明的一种进一步改进方案，所述第二准直透镜元件的环面状的光出射面区段具有在竖直平面内延伸的弓形，所述弓形优选地沿着锐角延伸。所述弓形可以具有在3mm至15mm的范围内的半径。有利地，由此从光源单元辐射的光的一部分可以相对而言以相对大的竖直角向下偏移，这导致在测量屏上“更深”的前场光分布。
当所述各准直透镜元件布置在一个共同的水平面内时，实现相对小(例如为15mm)的结构高度。所述各准直透镜元件分别配设有同样布置在一个水平面内的光源。准直透镜元件的数量取决于前照灯的壳体之内的结构空间和/或取决于光源的光强。光源的光强越高，准直透镜元件的数量可以选择得越少。
根据本发明的一种进一步改进方案，相同地构成的各准直透镜元件可以布置在一个共同的壳体中。有利地，因此可以将在制造技术方面相同地构成的准直透镜元件成组地、例如作为单件(Einzelstück)来制造。
根据本发明的一种进一步改进方案，沿所述前场光模块的主辐射方向在各准直透镜元件前设置有一个具有多个沿竖直方向延伸的柱面的散射板。有利地，所述散射板能以成本有利的方式实现所辐射的光束的水平散射和因此足够宽的前场光分布。
附图说明
下面借助附图更详细地阐述本发明的实施例。图中：
图1示出根据本发明的前场光模块的俯视图，
图2示出前场光模块的透视的前视图，
图3示出一组准直透镜元件从侧前方看的视图，
图4示出包含不同地构成的两个光出射面区段的准直透镜元件的侧视图，
图5a示出前场光分布的第一部分光分布，所述第一部分光分布通过具有旋转对称的光出射面的第一准直透镜元件引起，所述第一部分光分布包含在水平零线之下、靠近水平零线的光强中心，
图5b示出前场光分布的第二部分光分布，所述第二部分光分布通过布置在所述第一准直透镜元件右边的、具有旋转对称的光出射面区段和环面状的光出射面区段的第二准直透镜元件形成，其中，所述第二部分光分布具有布置在所述第一部分光分布的光强中心之下的光强中心。
图5c示出前场光分布的第三部分光分布，所述第三部分光分布通过布置在所述第一准直透镜元件左边的、具有旋转对称的光出射面区段和环面状的光出射面区段的第二准直透镜元件形成，其中，所述第三部分光分布具有布置在所述第一部分光分布的光强中心之下的光强中心，以及
图5d示出前场光分布，其作为通过根据图5a、图5b和图5c的部分光分布形成的各部分光分布的叠加。
具体实施方式
根据本发明的用于产生前场光分布LV的前场光模块可以与未示出的用于产生近光分布的近光模块或与用于产生另外的光分布的另外的模块组合在一起。所述前场光模块这样构成，使得仅产生一个前场光分布LV，所述前场光分布在间隔开25米距离内布置的测量屏上布置在近光分布的明/暗界限之下。特别是，所述前场光分布LV的光强中心沿竖直方向布置在所述近光分布的具有明/暗界限的部分光分布之下。
根据本发明的一种实施方式，所述前场光模块具有第一准直透镜元件1，所述第一准直透镜元件具有旋转对称的光出射面2。所述旋转对称的光出射面2例如可以构成为非球面的面。
此外，所述前场光模块具有第二准直透镜元件3、3‘，所述第二准直透镜元件具有旋转对称的光出射面区段4和环面状的光出射面区段5。
在本实施例中，设置有三个准直透镜元件1、3、3‘，所述各准直透镜元件布置在一个共同的水平面内。第一准直透镜元件1布置在中间，而第二准直透镜元件3布置在第一准直透镜元件1的、沿前场光模块的主辐射方向H的右侧，而另一个第二准直透镜元件3‘布置在第一准直透镜元件1的左侧。第一准直透镜元件1和第二准直透镜元件3、3‘例如可以一件式地彼此连接。备选地，所述第一准直透镜元件和第二准直透镜元件也可以单独制造并且彼此并排地构造在前照灯的一个未示出的壳体中。
透镜元件1、3、3‘例如可以通过注射成型由塑料材料制成。
沿主辐射方向H在准直透镜元件1、3、3‘前布置有具有多个沿竖直方向延伸的柱面7的散射板6。各柱面7布置在散射板6的朝向准直透镜元件1、3、3‘的背侧8上。柱面7沿水平方向彼此并排地并且沿竖直方向相应连续地布置。所述各柱面这样构成，使得由准直透镜元件1、3、3‘产生的部分光分布在水平方向上被散射。
准直透镜元件1、3、3‘以及散射板6形成所述前场光模块的一个光学单元。
沿主辐射方向H在准直透镜元件1后布置有一个光源单元9，所述光源单元具有多个光源10。光源10构成为LED光源，所述LED光源布置在相应的准直透镜元件1、3、3‘的中央区域内。分别配设给各准直透镜元件1、3、3‘的光源10布置在各准直透镜元件1、3、3‘的一个水平中心面MH内。准直透镜元件1、3、3‘的光入射侧11的与光源10相邻的区域可以蒸镀有不透光的材料，从而该区域用作遮光部。
在本实施例中，第二准直透镜元件3、3‘相同地构成。旋转对称的光出射面区段4位于第二准直透镜元件3、3‘的光出射面12的上半部中。因此，旋转对称的光出射面区段2基本上位于第二准直透镜元件3、3‘的水平中心面MH之上。优选地，旋转对称的光出射面区段2构成为非球面。
环面状的第二光出射面区段5形成第二准直透镜元件3、3‘的光出射面12的下半部。因此，所述环面状的第二光出射面区段基本上延伸在第二准直透镜元件3、3‘的水平中心面MH之下。
环面状的光出射面区段5具有在竖直平面内延伸的弓形13，优选地，所述弓形沿着一个竖直角α并且具有在3mm至15mm的范围内的半径rV地延伸。因此，环面状的光出射面区段5在竖直平面内隆起地或者说沿主辐射方向H拱形地延伸。优选地，竖直弓形13的竖直张角α构成为锐角。
沿水平方向延伸的水平弓形14具有比竖直弓形13小的半径。水平弓形14具有张角β，优选地，所述张角构成为锐角。备选地，水平张角β可以构成为钝角或直角。环面状的光出射面区段5的上缘15微分上连续地过渡到旋转对称的光出射面区段4的下缘16中。因此，形成一个在旋转对称的光出射面区段4和环面状的光出射面区段5之间的微分上连续的过渡部。
第一准直透镜元件1与散射板6配合作用地产生前场光分布LV的在图5a中示出的第一部分光分布17。第一部分光分布17在前场光分布LV的明/暗界限21的附近具有亮度最大值20。
右边的第二准直透镜元件3与散射板6配合作用地产生根据图5b的第二部分光分布18，而左边的第二准直透镜元件3‘与散射板6配合作用地产生根据图5c的第三部分光分布19。第二部分光分布18和第三部分光分布19与第一部分光分布17的区别在于，第二部分光分布18的亮度最大值22和第三部分光分布19的亮度最大值23布置在第一部分光分布17的亮度最大值20之下。第二部分光分布18和第三部分光分布19也从明/暗界限21出发延伸直至更深的区域中，也就是说，与第一部分光分布17的大约-5°相比，呈小于-10°的相对大的负的竖直角。通过环面状的第二光出射面区段5来引起这样的向下的竖直偏转。通过叠加第一部分光分布17、第二部分光分布18和第三部分光分布19，形成根据图5d的合成的前场光分布LV。因此，前场光分布LV沿竖直方向在从-0.5°到-15°的角度范围内延伸。沿水平方向，前场光分布在+/-50°的范围内延伸。
为了产生近光分布，前场光模块优选地配设有作用范围模块(Reichweitenmodul)，所述作用范围模块沿水平方向的光分布为+/-20°。必要时，所述作用范围模块沿竖直方向具有不对称的明/暗界限。所述作用范围模块例如可以通过投影模块或通过配设给一个或多个光源的光学单元来形成，所述光学单元包含初级光学器件以及包含次级光学器件，其具有微镜阵列或液晶阵列。
根据本发明的一种未示出的备选的实施方式，一方面多个第一准直透镜元件1和另一方面多个第二准直透镜元件3、3‘可以分开地构造在各照明模块或壳体中。所述各壳体例如可以彼此水平地和/或竖直地布置。
附图标记列表
1 第一准直透镜元件
2 旋转对称的光出射面
3、3‘ 第二准直透镜元件
4 第一光出射面区段
5 第二光出射面区段
6 散射板
7 柱面
8 背侧
9 光源单元
10 光源
11 光入射侧
12 光出射面
13 竖直弓形
14 水平弓形
15 上缘
16 下缘
17 第一部分光分布
18 第二部分光分布
19 第三部分光分布
20 亮度最大值
21 明/暗界限
22 亮度最大值
23 亮度最大值
H 主辐射方向
LV 前场光分布
MH 水平中心面
rV 半径
α 角度
β 张角

Claims (10)

1.用于前照灯的前场光模块，所述前场光模块具有包含多个光源(10)的光源单元(9)和具有透镜的光学单元，以用于产生前场光分布(LV)，其特征在于，所述光学单元具有多个彼此并排布置的准直透镜元件(1、3、3‘)，其中，
-第一准直透镜元件(1)具有旋转对称的光出射面(2)，以及
-第二准直透镜元件(3、3‘)具有旋转对称的光出射面区段(4)和环面状的光出射面区段(5)。
2.根据权利要求1所述的前场光模块，其特征在于，所述第二准直透镜元件(3、3‘)的旋转对称的光出射面区段(4)形成第二准直透镜元件(3、3‘)的光出射面(12)的上半部，而环面状的光出射面区段(5)形成第二准直透镜元件(3、3‘)的光出射面(12)的下半部。
3.根据权利要求1或2所述的前场光模块，其特征在于，所述第二准直透镜元件(3、3‘)的环面状的光出射面区段(5)具有在竖直平面内延伸的竖直弓形(13)，所述竖直弓形优选地沿着锐角(α)延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的前场光模块，其特征在于，所述环面状的光出射面区段(5)具有在水平面内延伸的水平弓形(14)，所述水平弓形沿着锐角(β)或沿着钝角或沿着直角延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的前场光模块，其特征在于，所述环面状的光出射面区段(5)的竖直弓形(13)具有在3mm至15mm的范围内的半径(rV)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的前场光模块，其特征在于，所述光源单元(9)具有多个光源(10)，给所述各光源分别配设一个准直透镜元件(1、3、3‘)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的前场光模块，其特征在于，所述准直透镜元件(1、3、3‘)和光源(10)布置在一个共同的水平面(MH)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的前场光模块，其特征在于，多个第一准直透镜元件(1)和多个第二准直透镜元件(3、3‘)分别成组地布置在一个单独的壳体中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的前场光模块，其特征在于，沿主辐射方向(H)在所述准直透镜元件(1、3、3‘)前设置有具有多个沿竖直方向延伸的柱面(7)的散射板(6)。
10.根据权利要求9所述的前场光模块，其特征在于，所述散射板(6)的柱面(7)布置在散射板(6)的朝向准直透镜元件(1、3、3‘)的背侧(8)上。
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