用于機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈的光模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈的光模塊，具有多個(gè)光源、主光學(xué)單元以及次級(jí)光學(xué)單元，其中主光學(xué)單元布置為會(huì)聚從光源發(fā)出的光且轉(zhuǎn)移到中間光分布中，該中間光分布具有封閉的照亮平面，且其中次級(jí)光學(xué)單元具有物側(cè)的焦距，其中主光學(xué)單元和次級(jí)光學(xué)單元設(shè)置為使中間光分布以等于該焦距的間距在光程中位于次級(jí)光學(xué)單元之前。該光模塊的特征在于，光源的光出射面通過(guò)它們之間的間距彼此隔開(kāi)且主光學(xué)單元布置為這樣來(lái)分配從光源發(fā)出的光，使得在中間光分布中看不見(jiàn)所述間距。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈的光模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 在此假設(shè)這樣的光模塊是已知的。機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈的光模塊是一種組件，其單獨(dú)地 或與同一個(gè)前照燈中或至少一個(gè)其他前照燈中的其他光模塊共同作用來(lái)當(dāng)按規(guī)定地在機(jī) 動(dòng)車(chē)中使用時(shí)在機(jī)動(dòng)車(chē)前方產(chǎn)生符合規(guī)定的光分布。
[0003] 這個(gè)作為假設(shè)已知的光模塊具有多個(gè)光源、一個(gè)主光學(xué)單元以及一個(gè)次級(jí)光學(xué)單 元，其中該主光學(xué)單元布置為會(huì)聚從光源發(fā)出的光且將它們轉(zhuǎn)移到中間光分布中，該中間 光分布具有封閉的照亮平面。次級(jí)光學(xué)單元具有物側(cè)的焦距，且主光學(xué)單元和次級(jí)光學(xué)單 元設(shè)置為使中間光分布以等于該焦距的間距在光程中位于次級(jí)光學(xué)單元之前。
[0004] 應(yīng)產(chǎn)生具有明暗界限的光分布的光模塊的中間光分布在至少一個(gè)側(cè)上通過(guò)清晰 的邊棱來(lái)限定。
[0005] 次級(jí)光學(xué)單元為透鏡或反射器且具有物側(cè)的清晰平面，其特征在于，在其所在的 輪廓中清晰地在光傳播方向位于次級(jí)光學(xué)單元之后的光模塊的前部地帶成像。
[0006] 最近在機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈中越來(lái)越多地使用半導(dǎo)體光源，例如發(fā)光二極管（LED)來(lái)作 為光源。由于已經(jīng)首先開(kāi)始發(fā)展用于具有發(fā)光二極管的高級(jí)車(chē)的（信號(hào)）_照射燈，因此將 來(lái)應(yīng)產(chǎn)生可選擇LED的中級(jí)車(chē)的近光燈和遠(yuǎn)光燈。
[0007] 作為該發(fā)展的結(jié)果，產(chǎn)生了低成本近光燈和遠(yuǎn)光燈光模塊的市場(chǎng)，該光模塊使用 LED作為光源。
[0008] 如今大多使用高效的LED近光燈來(lái)作為投射前照燈。在此兩級(jí)的光學(xué)單元首先產(chǎn) 生了作為光源使用的發(fā)光二極管的光出射面的真實(shí)中間圖像。為了產(chǎn)生足夠大的光通量， 將使用由多個(gè)發(fā)光二極管組成的所謂的陣列。在這個(gè)陣列中使用的單個(gè)LED的光出射面例 如為正方形的且具有約1毫米的邊棱長(zhǎng)度。單個(gè)LED在陣列中這樣設(shè)置，使它們的光出射 面直接且實(shí)質(zhì)上無(wú)間隙地鄰接，從而產(chǎn)生了外觀上連續(xù)的陣列的整體光出射面。不利的是， 在該光模塊中高價(jià)的投射透鏡和昂貴的LED陣列。
[0009] 在建造中實(shí)質(zhì)上較為簡(jiǎn)單的是反射系統(tǒng)，其中反射器在簡(jiǎn)單的反射（1級(jí)光學(xué)單 元）產(chǎn)生了近光燈光分布。該光分布將作為光源的多個(gè)元素圖像的疊加而形成。在此將光 源通過(guò)無(wú)窮小的反射區(qū)域的成像理解為光源圖像。為了將光源圖像疊加成均勻的光分布， 光源自身同樣應(yīng)具有均勻的光密度。此外光源需要清晰的邊界，憑借該邊界的成像來(lái)產(chǎn)生 近光燈光分布的清晰的明暗界限。因此簡(jiǎn)單、低成本的反射光學(xué)單元需要昂貴的LED陣列 作為光源。
[0010] 使用多個(gè)單獨(dú)的，彼此間隔設(shè)置的LED (例如：SMD-LED，SMD :表面貼裝設(shè)計(jì)）來(lái)代 替LED陣列，因此LED芯片之間的間隙且因此特別是光出射面之間的間隙導(dǎo)致光分布中的 暗條紋。
[0011] 嘗試通過(guò)反射器表面上的色散光學(xué)單元來(lái)使光分布出現(xiàn)的條紋消失，從而得到均 勻的光分布，但最大照明強(qiáng)度至少與芯片寬度和芯片寬度與芯片間距之和成比例地減小。
[0012] 由于單個(gè)芯片的公差、同樣結(jié)合色彩轉(zhuǎn)變的磷光體，導(dǎo)致LED芯片一側(cè)從未真正 位于一條直線(xiàn)上，這在陣列的成像中導(dǎo)致不純的明暗界限。
[0013] 由于在反射系統(tǒng)中明暗界限并不像在投射系統(tǒng)中一樣通過(guò)遮光板的成像來(lái)產(chǎn)生， 而是由不同方向的光源圖像組合而成，因此與在投射系統(tǒng)中相比，在常規(guī)反射系統(tǒng)中光強(qiáng) 中心明顯更低地位于明暗界限之下。這影響了射程，因?yàn)橥ㄟ^(guò)幾乎位于明暗界限下方的明 亮區(qū)域的亮度下降而導(dǎo)致射程下降。同樣不利的是，通過(guò)反射系統(tǒng)不能在明暗界限上達(dá)到 像在投射系統(tǒng)中通常能夠達(dá)到的這樣高的照明強(qiáng)度梯度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 在此背景下，本發(fā)明的任務(wù)是披露一種盡可能緊湊的光模塊，其能夠憑借低成本 的SMD-LED來(lái)運(yùn)行且不需要昂貴、體積龐大的投射透鏡。此外光模塊的效率關(guān)于近光燈光 分布的明暗界限邊棱上的照明強(qiáng)度且關(guān)于垂直于明暗界限的亮度分布的梯度的陡度接近 于投射模塊的效率。
[0015] 該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)達(dá)成。本發(fā)明與作為假設(shè)公知的光模塊的區(qū)別在 于，光源的光出射面通過(guò)它們之間的間隔彼此隔開(kāi)且主光學(xué)單元布置為這樣來(lái)分配從光源 發(fā)出的光，使中間光分布中的間隔不可識(shí)別。
[0016] 前述的多個(gè)光源優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為L(zhǎng)ED陣列。次級(jí)光學(xué)單元優(yōu)選具有多個(gè)小平面，從而 產(chǎn)生多個(gè)光源側(cè)的焦點(diǎn)或一條焦線(xiàn)。同樣特別優(yōu)選地，次級(jí)光學(xué)單元具有多個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)。
[0017] 在光程中位于中間光分布后方設(shè)置有作為次級(jí)光學(xué)單元的在構(gòu)造上仍為磨成多 個(gè)小平面的反射器。該反射器優(yōu)選這樣來(lái)布置，從中間光分布中產(chǎn)生完整的近光燈光分布， 其具有非對(duì)稱(chēng)的上升。
[0018] 該反射器能夠通過(guò)具有相應(yīng)焦點(diǎn)位置的磨成小平面的透鏡來(lái)替換。在一個(gè)可替換 的構(gòu)造中，次級(jí)光學(xué)單元實(shí)現(xiàn)為磨成小平面的透鏡。通過(guò)在透鏡中與反射器相比更有利的 焦距與開(kāi)口（光圈值）比來(lái)在該透鏡-次級(jí)光學(xué)單元中產(chǎn)生較小的色差。
[0019] 以此方式，中間光分布以有利的方式表現(xiàn)為替換光源，其具有無(wú)條紋外觀圖像所 需的特征且其可與低成本的反射系統(tǒng)一起用來(lái)產(chǎn)生規(guī)則一致的光分布。
[0020] 一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造的特征在于，主光學(xué)單元對(duì)于每個(gè)光源都具有自身光學(xué)有效的子區(qū) 域，其中的每個(gè)都具有光出射面且其中該光出射面無(wú)間隙地彼此鄰接，且其中至少兩個(gè)相 鄰的光出射面這樣彼此鄰接，使兩個(gè)彼此鄰接的光出射面中的第一光出射面的至少一個(gè)側(cè) 邊棱與兩個(gè)彼此鄰接的光出射面中的第二光出射面的一個(gè)側(cè)邊棱位于一條直線(xiàn)上，從而兩 個(gè)對(duì)齊的邊棱形成共同的筆直邊棱。
[0021] 主光學(xué)單元優(yōu)選為一體式的光學(xué)單元陣列，其中每個(gè)LED配備有作為會(huì)聚主光學(xué) 單元的光學(xué)有效子區(qū)域，且其中所有主光學(xué)單元通過(guò)它們的光出射面基本直接鄰接。至少 兩個(gè)光學(xué)單元憑借它們的光出射面形成共同的筆直邊棱。
[0022] 同樣優(yōu)選地，每個(gè)子區(qū)域?yàn)闀?huì)聚透鏡。在這種情況下光學(xué)單元陣列優(yōu)選由平凸透 鏡構(gòu)成且優(yōu)選由有機(jī)或無(wú)機(jī)玻璃或者由硅橡膠（LSR)組成。有機(jī)玻璃例如為聚甲基丙烯酸 甲酯（PMMA)，環(huán)烯烴共聚物（C0C)，環(huán)烯烴聚合物（C0P)，聚碳酸酯（PC)，聚砜PSU或聚甲基 丙烯酰亞胺（PMMI)。該透鏡陣列優(yōu)選具有至少局部地位于一側(cè)上的筆直邊棱。為此會(huì)聚 透鏡陣列在邊棱上至少局部地通過(guò)平坦的側(cè)表面來(lái)限定，發(fā)出光的一部分在該側(cè)表面上反 射?？商鎿Q地，該邊棱也能夠通過(guò)遮光板來(lái)形成，其在光程中直接位于透鏡陣列的光出射面 之前。
[0023] 優(yōu)選可替換地，每個(gè)子區(qū)域?yàn)榉瓷淦?。在這種情況下，主光學(xué)單元優(yōu)選形成為反射 器陣列，其由自身朝向光輸出錐形放大的反射器構(gòu)成，反射器在平面（LED的主發(fā)光方向垂 直于該平面）中優(yōu)選具有正方形或矩形橫截面。優(yōu)選地，反射器具有截棱錐的形狀。同樣 優(yōu)選地，反射器陣列由金屬化耐高溫的塑料制成，特別是由熱塑性塑料制成。非常適合的耐 高溫的熱塑性塑料例如為聚醚醚酮、聚醚酰亞胺或聚砜。金屬化例如由鋁、銀、鉬金、金、鎳、 鉻、銅、錫或包含這些金屬的合金組成。接著金屬化優(yōu)選通過(guò)透明層密封。
[0024] 能夠在塑料體上多位置涂層來(lái)代替金屬化。在多位置涂層中交替組合多個(gè)低折射 率和高折射率的層。在鏡面金屬或多位置涂層之下能夠設(shè)置作為發(fā)射屏障的其他金屬層。 該金屬層例如作為厚的銅或鎳層在反射器陣列的塑料體上沉淀且因此形成對(duì)于由LED的 發(fā)光而引起的熱負(fù)荷的保護(hù)。
[0025] 在反射器陣列和LED之間能夠設(shè)置隔熱板，其遮住由LED發(fā)出到達(dá)反射器體背側(cè) 上的光線(xiàn)且因此阻止了反射器材料的熱過(guò)載。反射器陣列優(yōu)選具有作為相鄰反射器-子區(qū) 域的一行光出射面的邊棱的至少一個(gè)筆直邊棱。
[0026] 作為其他可替換同樣優(yōu)選地，每個(gè)子區(qū)域?yàn)楣鈱?dǎo)體。
[0027] 在這種情況下，主光學(xué)單元優(yōu)選形成為光導(dǎo)體陣列，其由自身朝向光輸出錐形放 大的光導(dǎo)體組成，光導(dǎo)體在平面（LED的主發(fā)光方向垂直于該平面）中優(yōu)選具有正方形或矩 形橫截面。單個(gè)光導(dǎo)體-子區(qū)域的光進(jìn)入面分別優(yōu)選設(shè)置為平坦的且平行于所屬LED的芯 片平面。由此與在凸穹形中相比，更多的由LED發(fā)出的光通量耦合到光導(dǎo)體-子區(qū)域中。此 外通過(guò)折射已經(jīng)產(chǎn)生了一定的束集。通過(guò)在光導(dǎo)體側(cè)壁上的反射進(jìn)行其他的束集，這通過(guò) 自身朝向光輸出放大的形狀來(lái)引起。在側(cè)壁上進(jìn)行的反射與光導(dǎo)體的不同在于透鏡，其同 樣是透明的固體。在透鏡中僅通過(guò)折射、而不通過(guò)側(cè)壁上的反射來(lái)進(jìn)行光的方向變化。
[0028] 同樣優(yōu)選地，單個(gè)光導(dǎo)體的光出射面為外凸穹形。由此在光輸出中獲得束集效應(yīng)。 該光導(dǎo)體陣列優(yōu)選由以上稱(chēng)為透鏡材料的材料制成。光導(dǎo)體陣列具有至少一個(gè)筆直邊棱， 其由相鄰光導(dǎo)體-子區(qū)域的單個(gè)光出射面的對(duì)齊的彼此相鄰的邊棱組合成。
[0029] 另一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造的特征在于，光模塊具有遮光板，其在光線(xiàn)的光程中直接位于光 出射面之后這樣設(shè)置，使其遮住中間光分布的一部分。
[0030] 該遮光板簡(jiǎn)化了中間光分布的清晰的明暗界限的生成，這有利于最終在光模塊的 前部地帶待產(chǎn)生的規(guī)則一致的光分布的清晰度。遮光板在優(yōu)選構(gòu)造中通過(guò)模制作為主光學(xué) 單元上的插入件或兩部分組成的注塑件，這帶來(lái)了遮光板和主光學(xué)單元之間的較小公差的 優(yōu)點(diǎn)。
[0031] 同樣優(yōu)選地，次級(jí)光學(xué)單元具有至少一個(gè)凹面鏡反射器。凹面鏡反射器具有特別 是與透明固體（例如透鏡）相比或與具有全內(nèi)反射工作的次級(jí)光學(xué)單元相比具有較低成本 和較輕中量的優(yōu)點(diǎn)。
[0032] 為了獲得明暗界限良好的清晰度以及因此獲得高照明強(qiáng)度梯度，所有的反射器優(yōu) 選在光程中這樣設(shè)置，使光程在各個(gè)反射器上始終以盡可能小的銳角（〈90° )折疊。替換 光源的元素圖像幾乎不通過(guò)該光程的銳角折疊角改變其定向，從而能夠產(chǎn)生具有良好均勻 性（在光分布中沒(méi)有縱向條紋）、高的光強(qiáng)中心（接近近光燈-明暗界限下方）以及清晰明 暗界限的近光燈光分布。
[0033] 進(jìn)一步優(yōu)選地，次級(jí)光學(xué)單元的光學(xué)表面劃分成較大的子區(qū)域和較小的子區(qū)域， 其中這樣來(lái)限定較大的子區(qū)域，即其具有第一物側(cè)的焦點(diǎn)，且兩個(gè)子區(qū)域在無(wú)窮處具有共 同的像側(cè)的焦點(diǎn)。
[0034] 由此該次級(jí)光學(xué)單元在無(wú)窮處產(chǎn)生了替換光源的成像且因此在光模塊的前部地 帶產(chǎn)生了一個(gè)光分布，其形狀取決于中間光分布的形狀且因此取決于替換光源的形狀且特 別是具有清晰的明暗界限（如果在中間光分布中也存在的話(huà)）。
[0035] 同樣優(yōu)選地，凹面鏡反射器具有反射平面，其較大部分具有拋物線(xiàn)形狀，其中拋物 線(xiàn)形狀的焦點(diǎn)位于主光學(xué)單元的光出射面上。
[0036] 在此反射器的物側(cè)的焦點(diǎn)優(yōu)選位于替換光源的邊棱上。為了產(chǎn)生近光燈光分布其 是替換光源的下邊棱。如所述的，該邊棱能夠額外地通過(guò)遮光板來(lái)遮住，從而阻止散射光到 達(dá)光分布的昏暗地帶內(nèi)。
[0037] 如果次級(jí)光學(xué)單元具有多個(gè)反射器小平面，則其焦點(diǎn)優(yōu)選同樣位于替換光源的邊 棱上。但它們優(yōu)選根據(jù)小平面的位置定位于光源邊棱的不同末端。
[0038] 進(jìn)一步優(yōu)選地，次級(jí)光學(xué)單元由兩個(gè)鏡面組成，它們?cè)诠獬讨羞@樣前后設(shè)置，使得 它們將次級(jí)光學(xué)單元的光程兩次以銳角折疊且次級(jí)光學(xué)單元具有物側(cè)的焦點(diǎn)，其位于主光 學(xué)單元的光出射面上切其像點(diǎn)位于無(wú)窮處。
[0039] 通過(guò)以銳角的折疊，獲得所述非常清晰明暗界限的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵撲J角使替換光源 的圖像的定向基本上保持不變地平行于明暗界限。
[0040] 兩次折疊開(kāi)放了該可能性，即縮短光模塊的空間且提供了對(duì)于光模塊的元件的結(jié) 構(gòu)其他自由度。由此能夠特別地實(shí)現(xiàn)尤其緊湊的光模塊。此外，當(dāng)光源在行駛方向向前發(fā) 光且光源通過(guò)冷卻體向后散熱時(shí)，其提供了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)：這樣的光源能夠以簡(jiǎn)單的方式 從前照燈的背側(cè)來(lái)更換。冷卻體同樣能夠在光模塊的背側(cè)上較簡(jiǎn)單地通風(fēng)，這改善了冷卻 效率。通過(guò)緊湊的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了額外的優(yōu)點(diǎn)，光模塊的重心鄰近于光出射面，這簡(jiǎn)化了光模塊 對(duì)于照明距離調(diào)節(jié)和/或動(dòng)態(tài)隨動(dòng)轉(zhuǎn)向燈的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0041] 因此光程的折疊同樣是有利的，因?yàn)檎酃饬υ谔岢龅墓鈱W(xué)系統(tǒng)中分布在主光學(xué)單 元和次級(jí)光學(xué)單元上，從而能夠得到具有較小折光力、即具有較長(zhǎng)焦距（焦距為在單級(jí)系 統(tǒng)中的2-3倍）的次級(jí)光學(xué)單元。這因此是有利的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)關(guān)于開(kāi)口而言非常長(zhǎng)的焦距 能夠得到對(duì)于公差非常不敏感的光學(xué)單元。此外，所有芯片圖像具有大致相同的大小和定 向。
[0042] 同樣優(yōu)選地，在光傳播方向在光程中的第一鏡面具有雙曲面且第二鏡面具有作為 反射面的拋物面，其中雙曲面的物側(cè)的焦點(diǎn)形成次級(jí)光學(xué)單元物側(cè)的焦點(diǎn)且雙曲面像側(cè)的 焦點(diǎn)與拋物面的焦點(diǎn)重合且標(biāo)出中間光分布的虛擬中間圖像的位置。
[0043] 同樣優(yōu)選地，次級(jí)光學(xué)單元在無(wú)窮處具有多個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)共同的 像側(cè)的焦點(diǎn)或焦線(xiàn)。
[0044] 進(jìn)一步優(yōu)選地，兩級(jí)次級(jí)光學(xué)單元的第一鏡面具有雙曲面或作為雙曲面特例的平 面鏡，且第二鏡面具有磨成小平面的拋物面，其中雙曲面的物側(cè)的焦點(diǎn)形成次級(jí)光學(xué)單元 物側(cè)的焦點(diǎn)且其中雙曲面像側(cè)的焦點(diǎn)標(biāo)出了中間光分布的虛擬中間圖像的位置且其中后 方設(shè)置的拋物面小平面這樣來(lái)布置，使得在中間光分布的虛擬圖像的邊棱上聚焦。
[0045] 同樣優(yōu)選地，兩級(jí)次級(jí)光學(xué)單元的第一鏡面具有磨成小平面的雙曲面或作為其特 例的磨成小平面的平面鏡且第二鏡面具有拋物面，其中雙曲面的物側(cè)的焦點(diǎn)形成次級(jí)光學(xué) 單元的物側(cè)的焦點(diǎn)且其中雙曲面的像側(cè)的焦點(diǎn)標(biāo)出了中間光分布的虛擬中間圖像的位置 且其中在光程中后方設(shè)置的拋物面小平面在中間光分布的虛擬圖像的邊棱上聚焦。
[0046] 另一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造的特征在于，兩個(gè)鏡面具有多個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)，它們位于中間光分 布的邊棱上且它們的像點(diǎn)或它們的像線(xiàn)在無(wú)窮處位于光分布的明暗界限上，其中兩個(gè)鏡面 平面這樣來(lái)形成，使位于物側(cè)焦點(diǎn)和其像點(diǎn)或像線(xiàn)之間的所有光學(xué)路徑一樣長(zhǎng)。
[0047] 在該構(gòu)造中兩級(jí)光學(xué)單元的兩個(gè)鏡面不是基于錐形截面且不提供替換光源的無(wú) 失真的中間圖像。但光學(xué)系統(tǒng)具有多個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)，它們位于主光學(xué)單元光出射面的邊棱 上且它們的像點(diǎn)或像線(xiàn)在無(wú)窮處位于光分布的明暗界限上。
[0048] 由偏轉(zhuǎn)光學(xué)單元64和次級(jí)光學(xué)單元12組成的光學(xué)系統(tǒng)不是必須提供清晰的虛擬 中間圖像66,因?yàn)橹虚g圖像的像差（不清晰，失真，開(kāi)口誤差）能夠通過(guò)下游的次級(jí)光學(xué)單 元12重新補(bǔ)償。
[0049] 從說(shuō)明書(shū)和附圖中得出其他優(yōu)點(diǎn)。
[0050] 應(yīng)理解，上述以及下述還要描述的特征不僅可用于各個(gè)給出的組合，還可以用于 其他組合或單獨(dú)使用，而不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051] 在附圖中示出并且在以下說(shuō)明書(shū)中進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例。其中，分別以示 意圖的形式使出：
[0052] 圖1根據(jù)本發(fā)明的光模塊的實(shí)施例，具有位于次級(jí)光學(xué)單元下方的替換光源；
[0053] 圖2根據(jù)本發(fā)明的光模塊的實(shí)施例，具有位于次級(jí)光學(xué)單元上方的替換光源；
[0054] 圖3a_3d由電路板、LED和包括作為反射器實(shí)現(xiàn)的子區(qū)域的主光學(xué)單元組成的組 件的不同視圖；
[0055] 圖4a_4g由電路板、LED和包括作為會(huì)聚透鏡實(shí)現(xiàn)的子區(qū)域的主光學(xué)單元組成的 組件的不同視圖；
[0056] 圖5a_5d由電路板、LED和包括作為光導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)的子區(qū)域的主光學(xué)單元組成的組 件的不同視圖；
[0057] 圖6a_6b根據(jù)本發(fā)明的光模塊的實(shí)施例的透視圖，其具有在額外偏轉(zhuǎn)鏡上折疊的 光程；
[0058] 圖7a_7b具有不同偏轉(zhuǎn)鏡構(gòu)造的圖6中的對(duì)象，分別以側(cè)視圖；
[0059] 圖8a_8b根據(jù)圖1和圖2的可替換例的替換光源的結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的光模塊的 兩個(gè)構(gòu)造的前視圖；
[0060] 圖9a_9b由根據(jù)本發(fā)明的光模塊的實(shí)施例在光模塊的前部地帶產(chǎn)生的近光燈光 分布以及光源圖像的示意圖，由它們組合成近光燈光分布。

【具體實(shí)施方式】
[0061] 相同的附圖標(biāo)記在附圖中表示相同或至少其功能相同的元件。
[0062] 圖1詳細(xì)示出了作為根據(jù)本發(fā)明光模塊14實(shí)施例的由光源組件10和次級(jí)光學(xué)單 元12組成的空間結(jié)構(gòu)。在此出于清晰原因且因?yàn)槠鋵?duì)于本發(fā)明的理解以及對(duì)于本發(fā)明的 可實(shí)施性也不重要，因此并未示出在空間中限定和固定該結(jié)構(gòu)的保持結(jié)構(gòu)。圖1的圖示就 這方面來(lái)說(shuō)著眼于光模塊的光學(xué)元件。這同樣適用于其他附圖。
[0063] 光源組件10和次級(jí)光學(xué)元件12在此這樣設(shè)置，使它們?cè)谖挥诠饽K前部地帶的 屏幕17上產(chǎn)生規(guī)則一致的光分布16。該光分布16在圖示的情況中具有局部水平延伸的明 暗界限18。
[0064] 在位于平坦地面上的機(jī)動(dòng)車(chē)的機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈中按規(guī)定地使用光模塊14時(shí)，水平 明暗界限的車(chē)道附近的部分18. 1大致在機(jī)動(dòng)車(chē)前方水平線(xiàn)的高度上或略低的位置（通常 0.57° )延伸。明暗界限在其上向上彎折的點(diǎn)大致位于車(chē)道縱軸的延伸中。通過(guò)該點(diǎn)延伸 的垂直線(xiàn)V在屏幕的一個(gè)點(diǎn)上切割水平線(xiàn)H，該點(diǎn)也表示為HV = (0, 0)。對(duì)于該光分布的 細(xì)節(jié)參考對(duì)于圖9a-9b的描述。
[0065] 光模塊14的光學(xué)系統(tǒng)配備有失狀面20和子午面22。失狀面20在水平線(xiàn)Η的高 度中平行于車(chē)道。子午面22由垂直線(xiàn)V的方向和光模塊14的光學(xué)軸限定，該光學(xué)軸穿過(guò) HV =(0,0)的點(diǎn)。
[0066] 光源組件10具有冷卻體24和包括設(shè)置在其上的SMD-LED28和所屬的主光學(xué)單元 的電路板26。SMD-LED與所屬的主光學(xué)單元30放大圖示為細(xì)節(jié)Ζ。
[0067] SMD-LED28按建筑類(lèi)型設(shè)置為使其光出射面非無(wú)間隙地鄰接。由該SMD-LED28發(fā) 出的光通過(guò)主光學(xué)單元30這樣束集，使得在主光學(xué)單元30的無(wú)縫的彼此一字排開(kāi)的光出 射面上出現(xiàn)連續(xù)密封的中間光分布。該用作替換光源的中間光分布接著由次級(jí)光學(xué)單元12 作為近光燈光分布16再現(xiàn)于遠(yuǎn)離光模塊14的屏幕17上。主光學(xué)單兀30的下邊棱32作 為近光燈光分布的明暗界限而成像。
[0068] 次級(jí)光學(xué)單元12的反射器平面由多個(gè)反射器小平面12. 1、12. 2、12. 3組成，它們 例如至少在它們的反射平面的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)拋物面。該區(qū)域分別接納小平面的反射平 面的較大部分。用于不同小平面的不同拋物面具有不同的焦點(diǎn)34, 36,它們均位于主光學(xué)單 元30的光出射面的下邊棱32上。焦點(diǎn)34, 36優(yōu)選位于主光學(xué)單元30的角上。子午面22 將光學(xué)系統(tǒng)劃分成兩個(gè)半空間。如果光源從下發(fā)射到第二鏡面，則鏡面小平面以及其焦點(diǎn) 位于相同的半空間。旋轉(zhuǎn)拋物面的軸（反射器小平面基于該軸）在方向上具有近光燈-明 暗界限18。在該實(shí)施例中，光源邊棱成像為規(guī)則一致光分布的明暗界限。
[0069] 作為圖1中示出的光模塊14的典型光束以下將觀察到由光模塊的光程組成的主 光束38,其在子午面22中延伸。
[0070] 單個(gè)LED的主發(fā)光方向優(yōu)選彼此平行且就此而言是一致的。觀察到的光束38在 光源28的主發(fā)光方向延伸穿過(guò)主光學(xué)單元30的光出射面的下邊界且在次級(jí)光學(xué)單元12 的反射器平面的方向傳播。主光束38在反射器平面上以銳角（〈90° )反射且在光分布16 的明暗界限18的一個(gè)點(diǎn)上在區(qū)域Η = 0°中偏轉(zhuǎn)，其垂直組份通常為V =-0.57°。
[0071] 圖2中對(duì)象與圖1中對(duì)象的不同之處在于，光源10從上射入次級(jí)次級(jí)反射器12。 子午面22將光學(xué)系統(tǒng)的空間劃分成兩個(gè)半空間。如果光源從上射向反射器，則拋物小平 面的焦點(diǎn)像反射器小平面一樣始終位于子午面22的另一側(cè)上，這與圖1相比通過(guò)在細(xì)節(jié)Y 中從右向左互換的焦點(diǎn)34, 36來(lái)說(shuō)明。通過(guò)光源的其他結(jié)構(gòu)來(lái)使各個(gè)反射器小平面的焦點(diǎn) 34, 36的側(cè)面互換。同時(shí)圖2整體上示出具有非對(duì)稱(chēng)明暗界限18的LED-近光燈模塊。
[0072] 主光學(xué)單元30在本發(fā)明中的任務(wù)在于，在一個(gè)平面上產(chǎn)生清晰限定的、無(wú)條紋的 且就此而言作為替換光源的合適的中間光分布，其由次級(jí)光學(xué)單元12在規(guī)則一致的光分 布18種清晰地成像。為此主光學(xué)單元30必須特別地由SMD-LED28的非無(wú)間隙地相鄰的光 出射面產(chǎn)生封閉地連續(xù)照亮的表面。
[0073] 為此目的SMD-LED28設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)平行行中。在光程中LED-陣列前方設(shè)置 由會(huì)聚透鏡、反射器或錐形光導(dǎo)體組成的光學(xué)陣列30,從而盡可能均質(zhì)且均勻地照亮光出 射面且發(fā)射的光束不具有空隙。
[0074] 圖3a_3d示出由反射器組成的主光學(xué)陣列30。反射器子區(qū)域40在此實(shí)現(xiàn)為由一 體式的基體42組成的彼此無(wú)間隙鄰接的凹槽。圖3b示出由電路板26和反射器-子區(qū)域 40組成的組件的透視圖，該反射器-子區(qū)域遮蓋所屬的LED。圖3a示出穿過(guò)該組件的截面， 其在串聯(lián)結(jié)構(gòu)的方向上延伸。圖3d示出穿過(guò)該組件的截面，其垂直于串聯(lián)結(jié)構(gòu)延伸且圖3c 示出所述截面的俯視圖和位置。
[0075] 反射器-子區(qū)域在此具有矩形的，特別是正方形橫截面。單個(gè)反射器40的光出射 面無(wú)間隙地連接且因此無(wú)間隙地彼此串聯(lián)且限定了具有清晰、筆直邊棱44的合成照亮表 面。每個(gè)SMD-LED28都配備有一個(gè)反射器40。反射器40的中點(diǎn)以及光源28的光出射面的 中點(diǎn)具有相同的間距。反射器40的串聯(lián)結(jié)構(gòu)在此具有像LED28的串聯(lián)結(jié)構(gòu)一樣的間隔。
[0076] 在一個(gè)構(gòu)造中，在反射器-子區(qū)域和LED之間設(shè)置有隔熱板46,其保護(hù)光學(xué)陣列 30的反射器-子區(qū)域40的背側(cè)免受照射。自然，隔熱板46通過(guò)SMD-LED28的光出射面中 斷，從而允許光輸出。
[0077] 特別地，圖3a，3b和3d清楚地示出由自身朝向光輸出錐形放大的具有正方形或矩 形橫截面的反射器40組成的陣列，其中這樣的橫截面設(shè)置為垂直于光學(xué)軸且因此垂直于 LED28的主發(fā)光方向。反射器-子區(qū)域40優(yōu)選具有圖示的截棱錐的形狀。如在圖3a-3d中 所示，反射器-子區(qū)域40以及它們各自一對(duì)一配備的光源28設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)行中。此 夕卜，反射器-子區(qū)域40彼此相同且它們的光出射面彼此無(wú)間隙地鄰接，從而它們的光出射 面通過(guò)至少一條直線(xiàn)44來(lái)限定。圖3b特別地示出成像為明暗界限的反射器串聯(lián)結(jié)構(gòu)的光 出射面的下邊棱44。圖4a-4g特別地示出次級(jí)光學(xué)單元12的焦平面48,其位于具有中間 光分布的平面中，該中間光分布作為反射器40的光出射面而產(chǎn)生。
[0078] 圖4a_4g示出了可與圖3a_3d對(duì)比的對(duì)象。與圖3a_3d種對(duì)象不同之處在于，主 光學(xué)陣列50由會(huì)聚透鏡構(gòu)成。會(huì)聚透鏡子區(qū)域50在此實(shí)現(xiàn)為一體式的透明基體52的彼 此無(wú)間隙地鄰接的子區(qū)域。一體式的基體52優(yōu)選由所述材料中的一種構(gòu)成。
[0079] 圖3b示出由電路板26和會(huì)聚透鏡-子區(qū)域50以及所屬的LED28組成的組件的 透視圖。圖3a示出穿過(guò)該組件的截面,其在串聯(lián)結(jié)構(gòu)的方向中延伸。圖3d示出穿過(guò)該組 件的截面，其垂直于串聯(lián)結(jié)構(gòu)延伸且圖3c示出所述截面的俯視圖和位置。
[0080] 每個(gè)光源28都一對(duì)一地配備有會(huì)聚透鏡子區(qū)域50。對(duì)比圖4c。透鏡陣列至少在 一個(gè)邊棱上至少局部地通過(guò)平坦的側(cè)表面54限定，光程的一部分在該側(cè)表面上反射。這在 圖4d種可清楚地看出。
[0081] 可替換地，該邊棱54也可通過(guò)遮光板56形成，其在光程中直接設(shè)置在透鏡陣列的 光出射面之前。這在圖4e和4f種示出。
[0082] 圖4e示出由帶有額外遮光板56的會(huì)聚透鏡59組成的主光學(xué)陣列。其遮蓋主光學(xué) 單元的邊棱，從而盡可能清楚地限定光出射面。通過(guò)遮光板遮住所有在光出射面散射經(jīng)過(guò) 的光，從而使遮光板產(chǎn)生光出射面特別清晰的限定。在這種情況下，次級(jí)光學(xué)單元盡可能直 接地聚焦在遮光板邊棱。如果應(yīng)產(chǎn)生具有至少局部水平延伸的明暗界限的近光燈光分布， 則遮光板邊棱沿著主光學(xué)單元的光出射面的下邊棱延伸，憑借其幫助通過(guò)次級(jí)光學(xué)單元接 著形成光分布的明暗過(guò)渡。
[0083] 中間光分布在透鏡陣列中位于透鏡體的區(qū)域中。次級(jí)光學(xué)單元的焦點(diǎn)在圖4f種 位于遮光板54的邊棱。具有透鏡陣列的實(shí)施方式是優(yōu)選的。
[0084] 遮光板也能夠與本申請(qǐng)中提出的其余的主光學(xué)單元的構(gòu)造一起使用。
[0085] 如在圖4a_4g中所示，會(huì)聚透鏡-子區(qū)域50也像它們各自一對(duì)一配備的光源28 一樣設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)行中。此外，會(huì)聚透鏡-子區(qū)域50彼此相同且它們的光出射面無(wú)間 隙地彼此鄰接，從而它們的光出射面通過(guò)至少一條直線(xiàn)44來(lái)限定。
[0086] 圖4g示出由多個(gè)以L(fǎng)ED芯片形式的半導(dǎo)體光源28和基體52的會(huì)聚該芯片的光 的會(huì)聚透鏡子區(qū)域50組成的對(duì)的結(jié)構(gòu)。基體52的間隔表示為T(mén)。間隔T相當(dāng)于單個(gè)會(huì)聚 透鏡子區(qū)域50的寬度以及相鄰LED芯片28的中點(diǎn)的間距。LED芯片28的邊棱長(zhǎng)度表示 為。虛擬LED芯片表示為28'。虛擬LED芯片28'的邊棱長(zhǎng)度表示為B\ ED。會(huì)聚透鏡 子區(qū)域50的物側(cè)焦點(diǎn)表示為F且會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的主點(diǎn)表示為H。透鏡的主點(diǎn)Η定義 為透鏡的主平面與光學(xué)軸的交點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的光模塊1的次級(jí)光學(xué)單元4優(yōu)選聚焦到會(huì) 聚透鏡子區(qū)域50的主點(diǎn)Η，優(yōu)選聚焦到在光模塊的光學(xué)軸附近的會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的主點(diǎn) Η上。附圖標(biāo)記f表示會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的焦距且SF表示會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的后截距。 LED芯片28和會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的光進(jìn)入面之間的間距表示為Si，虛擬芯片-圖像28'和 會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的光進(jìn)入面之間的間距表示為S 2。
[0087] LED芯片28位于會(huì)聚透鏡子區(qū)域50和氣物側(cè)的焦點(diǎn)F之間。LED芯片28通過(guò)會(huì) 聚透鏡子區(qū)域50這樣放大，使芯片（在光輸出方向的物側(cè)透鏡焦點(diǎn)F前方）的（筆直的） 虛擬圖像28'大致與會(huì)聚透鏡子區(qū)域50 -樣大，即B' _?T。對(duì)于規(guī)定的大小大致適用 以下關(guān)系： Sf-Si Bled Bled -i-. 1? μ-I iss
[0088] λ rm 1 Sf ? B led
[0089] 0,1mm < Si < 2mm
[0090] 1xBled 彡 T 彡 4xBled
[0091] 基體52的會(huì)聚透鏡子區(qū)域50不僅用于產(chǎn)生光源28的實(shí)際中間圖像，而且僅使發(fā) 光表面在會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的光出射面25上成像。光源28這樣設(shè)置在會(huì)聚透鏡子區(qū)域 50的光進(jìn)入面和會(huì)聚透鏡子區(qū)域50物側(cè)的焦點(diǎn)F之間，使光源28的邊棱位于從焦點(diǎn)F到 透鏡邊棱幾何連接。光源28的發(fā)光表面垂直于會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的光學(xué)軸。由此產(chǎn)生了 會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的非常均勻的照亮，且在會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的光出射面上產(chǎn)生非常均 勻的光分布，即所述的中間光分布。該中間光分布通過(guò)次級(jí)光學(xué)單元成像用于在機(jī)動(dòng)車(chē)前 方的車(chē)道上產(chǎn)生光模塊的合成整體光分布?；w52的單個(gè)會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的光學(xué)軸都 在一個(gè)平面中優(yōu)選彼此平行地延伸。次級(jí)光學(xué)單元的軸在朝向基體52的側(cè)上平行于至少 一個(gè)會(huì)聚透鏡子區(qū)域50的軸。LED特別地在其各自的會(huì)聚透鏡子區(qū)域和其旁軸焦點(diǎn)之間這 樣設(shè)置，使得產(chǎn)生無(wú)間隙的中間光分布，其由單個(gè)芯片的光出射面的虛擬圖像組合而成。應(yīng) 當(dāng)指出，來(lái)自L(fǎng)ED的光在此首先發(fā)射到空氣中，接著落到所屬的會(huì)聚透鏡子區(qū)域。這是與現(xiàn) 有技術(shù)的不同之處，其中使用具有透明澆鑄材料的LED，其中該澆鑄可能發(fā)揮透鏡效應(yīng)。
[0092] 圖5a_5d示出主光學(xué)單元陣列的其他構(gòu)造。在圖5a_5d的情況中，主光學(xué)單元陣 列由自身朝向光輸出錐形放大的光導(dǎo)體60組成，該橫截面垂直于光導(dǎo)體中的光的主傳播 方向且因此垂直于各自光學(xué)軸定向且為矩形的，特別是正方形的。單個(gè)光導(dǎo)體60的光出射 面62彼此無(wú)間隙地串聯(lián)且限定了具有清晰、筆直邊棱44 (在此為下邊棱44)的合成照亮表 面。每個(gè)LED28 -對(duì)一地配備有光導(dǎo)體60。
[0093] 光進(jìn)入面優(yōu)選是平坦的且平行地位于LED芯片前方。光導(dǎo)體60像所屬的光源一 樣設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)行中，從而再次通過(guò)至少一條直線(xiàn)44來(lái)限定光出射面。光出射面優(yōu)選 為外凸穹形。光導(dǎo)體陣列優(yōu)選由上述材料中的一種制成。光導(dǎo)體陣列優(yōu)選由一體式的基體 制成，其具有作為導(dǎo)光的子區(qū)域的光導(dǎo)體。
[0094] 對(duì)于作為由反射器-子區(qū)域40、會(huì)聚透鏡-子區(qū)域50和光導(dǎo)體-子區(qū)域60組成 的陣列的主光學(xué)單元陣列的所有三個(gè)構(gòu)造都適用的是，各個(gè)子區(qū)域的光出射面的組合形成 封閉的、連續(xù)的中間光分布和替換光源。
[0095] 如果忽略由吸收和菲涅爾反射帶來(lái)的損失，則替換光源具有和單個(gè)LED的芯片類(lèi) 似的光密度。因此這樣的替換光源在其整個(gè)光出射面上具有和單個(gè)LED-樣的均勻分布的 光密度和類(lèi)似的發(fā)射角度。因此以下和LED-陣列一樣地對(duì)待替換光源。
[0096] 這樣形成的光分布用作下游次級(jí)光學(xué)單元的替換光源，該次級(jí)光學(xué)單元為會(huì)聚透 鏡或優(yōu)選為至少局部具有拋物線(xiàn)反射面的反射器且其憑借替換光源的幫助形成近光燈光 分布。
[0097] 替換光源應(yīng)盡可能和近光燈光分布的明暗界限類(lèi)似地定向（即至少局部水平 地），從而得到非常清晰的明暗界限（較高的照明強(qiáng)度梯度）。出于這個(gè)原因，所有的反射 器在光程中這樣設(shè)置，使光程在各個(gè)反射器上始終以盡可能的銳角（〈90° )折疊且替換光 源的圖像的定向基本上保持不變地平行于明暗界限。
[0098] 次級(jí)光學(xué)單元優(yōu)選為磨成小平面的拋物線(xiàn)反射器。該反射器在光程中這樣設(shè)置， 使替換光源從前方發(fā)射到反射器中，從而使光程以銳角偏轉(zhuǎn)。反射器的至少一個(gè)焦點(diǎn)在此 位于替換光源的邊棱上。如所描述的，該邊棱能夠額外地通過(guò)遮光板遮蓋，從而阻止散射光 到達(dá)光分布的昏暗地帶內(nèi)。
[0099] 如果次級(jí)光學(xué)單元具有多個(gè)反射器小平面，則其焦點(diǎn)在此位于替換光源的邊棱 上，但根據(jù)小平面的位置優(yōu)選在光源邊棱的不同末端上定位：
[0100] 如果光源從下發(fā)射到反射器中，則各個(gè)拋物線(xiàn)小平面的焦點(diǎn)始終在相同的由子午 面限定的半空間中。如果光源從上發(fā)射到反射器中，則拋物線(xiàn)小平面的焦點(diǎn)始終像反射器 小平面自身一樣位于子午面的其他側(cè)上。
[0101] 由此保證了，替換光源的圖像始終通過(guò)下一個(gè)角連接到近光燈-明暗界限且沒(méi)有 光源圖像的部分進(jìn)入光分布的昏暗地帶。
[0102] 次級(jí)光學(xué)單元并未聚焦到LED的芯片平面，而是聚焦到主光學(xué)單元的光出射面的 下邊棱。當(dāng)沿著光出射面的邊棱設(shè)置遮光板時(shí)，能夠特別清晰地限定光出射面，該遮光板遮 住所有在光出射面上散射經(jīng)過(guò)的光。
[0103] 在這種情況下，次級(jí)光學(xué)單元盡可能直接地聚焦到遮光板邊棱。如果應(yīng)產(chǎn)生具有 至少局部水平延伸的明暗界限的近光燈光分布，則遮光板邊棱沿著主光學(xué)單元的光出射面 的下邊棱延伸，憑借其幫助通過(guò)次級(jí)光學(xué)單元接著形成光分布的明暗過(guò)渡。
[0104] 次級(jí)光學(xué)單元的反射器平面優(yōu)選由多個(gè)反射器小平面組成，其分別具有實(shí)現(xiàn)為旋 轉(zhuǎn)拋物面的平面。不同的拋物面具有不同的焦點(diǎn)，它們均位于主光學(xué)單元的光出射面的下 邊棱上且實(shí)際上優(yōu)選位于其邊棱（角）上，其中焦點(diǎn)像隸屬的小平面表面一樣位于相同的 半球體上。
[0105] 旋轉(zhuǎn)拋物面的軸（反射器小平面基于該軸）在方向上具有近光燈-明暗界限。因 此光源邊棱成像為光分布的明暗界限。
[0106] 在一個(gè)構(gòu)造中，反射器小平面替換旋轉(zhuǎn)拋物面而實(shí)施為環(huán)面：為此
[0107] 旋轉(zhuǎn)拋物面的曲線(xiàn)在截面中平行于明暗界限（或向著明暗界限的一部分）通過(guò)拋 物面的焦點(diǎn)這樣提升或降低，使替換焦點(diǎn)而產(chǎn)生焦線(xiàn)，其平行于近光燈-明暗界限或向著 明暗界限的一部分延伸。同樣能夠通過(guò)散射的圓柱體光學(xué)單元得到散射，該圓柱體光學(xué)單 元應(yīng)用在小平面表面上且其圓柱軸垂直于主光束和近光燈-明暗界限。
[0108] 如果應(yīng)產(chǎn)生升高的非對(duì)稱(chēng)近光燈-明暗界限，則通過(guò)反射器小平面來(lái)產(chǎn)生該升 高，該反射器小平面盡可能地鄰近于反射器表面的邊棱。以下將參考圖8a-8b進(jìn)一步描述 細(xì)節(jié)。
[0109] 圖6a_6b示出根據(jù)本發(fā)明的光模塊14的構(gòu)造，器具有偏轉(zhuǎn)鏡面，其額外地使光程 折疊。該措施用于縮短光模塊的空間且創(chuàng)造其他的自由度，從而能夠盡可能自由地設(shè)置光 模塊的元件。
[0110] 因此，當(dāng)光源10在行駛方向（發(fā)光方向）向前發(fā)光且光源通過(guò)冷卻體24向后散 熱時(shí)，其提供了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)：這樣的光源能夠以簡(jiǎn)單的方式從前照燈的背側(cè)來(lái)更換。冷卻 體同樣能夠在光模塊的背側(cè)上較簡(jiǎn)單地通風(fēng)，這改善了冷卻效率。通過(guò)緊湊的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了 額外的優(yōu)點(diǎn)，光模塊的重心鄰近于光出射面，這簡(jiǎn)化了光模塊14的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0111] 因此光程的折疊同樣是有利的，因?yàn)檎酃饬υ谔岢龅墓鈱W(xué)系統(tǒng)中劃分到主光學(xué) 單元和次級(jí)光學(xué)單元上，從而能夠得到具有較小折光力，即具有較長(zhǎng)焦距的次級(jí)光學(xué)單元 (焦距為在單級(jí)系統(tǒng)中的2-3倍）。
[0112] 偏轉(zhuǎn)鏡面64實(shí)施為雙曲面，其中該雙曲面同樣應(yīng)明確包含平坦鏡面的特例。次級(jí) 光學(xué)單元12的所述特征在這種情況下與由偏轉(zhuǎn)鏡面64和次級(jí)光學(xué)單元12組成的光學(xué)系 統(tǒng)64,12有關(guān)，該光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)焦點(diǎn)聚焦到替換光源的下邊棱上。在此偏轉(zhuǎn)鏡 面64產(chǎn)生至少一個(gè)替換光源68的虛擬中間圖像66。
[0113] 替換光源68在此位于雙曲線(xiàn)偏轉(zhuǎn)鏡面的物側(cè)佩茲伐面上，而次級(jí)光學(xué)單元12的 焦點(diǎn)位于雙曲面的像側(cè)佩茲伐面上，即次級(jí)光學(xué)單元12替換聚焦于實(shí)際的替換光源68而 聚焦于其虛擬圖像66上。
[0114] 圖6a示出這樣的近光燈模塊14,其具有通過(guò)偏轉(zhuǎn)鏡面64額外折疊的光程。偏轉(zhuǎn) 鏡面64產(chǎn)生替換光源68的虛擬圖像66。次級(jí)光學(xué)單元12的焦點(diǎn)因此優(yōu)選位于主光學(xué)單 元的角上，如結(jié)合圖1所描述的。但在圖6a的情況中，次級(jí)光學(xué)單元并未聚焦到實(shí)際的主 光學(xué)單元上，而是聚焦到用作替換光源66的主光學(xué)單元的虛擬圖像的角上。
[0115] 圖6b同樣示出近光燈模塊14,其具有通過(guò)偏轉(zhuǎn)鏡面64額外折疊的光程。該偏轉(zhuǎn) 鏡面64產(chǎn)生替換光源68的虛擬圖像66。次級(jí)光學(xué)單元12的焦點(diǎn)位于替換光源68的虛擬 圖像66的下邊棱44上。偏轉(zhuǎn)鏡面64縮短了組裝長(zhǎng)度且因此實(shí)現(xiàn)了光模塊14特別緊湊的 結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
[0116] 由偏轉(zhuǎn)光學(xué)單兀64和次級(jí)光學(xué)單兀12組成的光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選這樣布置，條件 Σ>Π =恒定值適用于所有的光學(xué)路徑Si，這些光學(xué)路徑使通過(guò)額外的偏轉(zhuǎn)鏡面64兩部 分組成的次級(jí)光學(xué)單元的物側(cè)的焦點(diǎn)34, 36與共同的，位于無(wú)窮處的焦點(diǎn)連接。在一個(gè)構(gòu) 造中，兩個(gè)鏡面中的至少一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)小平面。
[0117] 滿(mǎn)足條件:=恒定值的由偏轉(zhuǎn)鏡面64和次級(jí)光學(xué)單元12組成的光學(xué)系統(tǒng) 不是必須提供清晰的虛擬中間圖像66,因?yàn)橹虚g圖像的像差（不清晰，失真，開(kāi)口誤差）能 夠通過(guò)下游的次級(jí)光學(xué)單元12重新補(bǔ)償。
[0118] 關(guān)于偏轉(zhuǎn)鏡面64有五個(gè)不同的構(gòu)造。在第一構(gòu)造中，偏轉(zhuǎn)鏡面64為平坦的鏡面。 這在圖6a-6b中示出。
[0119] 圖7a示出具有偏轉(zhuǎn)鏡面64的第二構(gòu)造，該偏轉(zhuǎn)鏡面內(nèi)凹且在此具有會(huì)聚作用。 形狀優(yōu)選為雙曲線(xiàn)形。由于會(huì)聚特性，該虛擬中間圖像66在此為替換光源68的放大圖像。 第一雙曲線(xiàn)焦點(diǎn)70位于實(shí)際替換光源68的實(shí)際主光學(xué)單元的下邊棱上。第二雙曲線(xiàn)焦點(diǎn) 72位于替換光源的虛擬中間圖像66的下邊棱上。
[0120] 圖7b示出具有偏轉(zhuǎn)鏡面64的第二構(gòu)造，該偏轉(zhuǎn)鏡面外凸且在此具有散射作用。 形狀優(yōu)選為雙曲線(xiàn)形。由于散射特性，該虛擬中間圖像66在此為替換光源68的縮小圖像。 第一雙曲線(xiàn)焦點(diǎn)70位于實(shí)際替換光源68的實(shí)際主光學(xué)單元的下邊棱上。第二雙曲線(xiàn)焦點(diǎn) 72位于替換光源68的虛擬中間圖像66的下邊棱上。
[0121] 就此而言，圖7a_7b示出具有作為偏轉(zhuǎn)鏡面64的雙曲面的構(gòu)造，該偏轉(zhuǎn)鏡面具有 物側(cè)的焦點(diǎn)70和像側(cè)的焦點(diǎn)72且該偏轉(zhuǎn)鏡面還具有優(yōu)選磨成小平面的次級(jí)光學(xué)單元，其 具有偏轉(zhuǎn)鏡面和另一個(gè)鏡面12,且該構(gòu)造在無(wú)窮處具有多個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)和一個(gè)像側(cè)的焦 點(diǎn)。該次級(jí)光學(xué)單元12的焦點(diǎn)位于替換光源68的虛擬圖像66的下邊棱上。該圖像與平 坦鏡面的不同之處在于放大或縮小，取決于偏轉(zhuǎn)鏡面64是否為外凸或內(nèi)凹的雙曲面。
[0122] 在一個(gè)未示出的第四構(gòu)造中，光模塊具有多個(gè)平坦的偏轉(zhuǎn)鏡面小平面和包括單獨(dú) 物側(cè)焦點(diǎn)的次級(jí)光學(xué)單元。磨成小平面的偏轉(zhuǎn)鏡面劃分次級(jí)光學(xué)單元的光程且因此產(chǎn)生具 有多個(gè)焦點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)，與在磨成小平面的拋物線(xiàn)反射器的情況類(lèi)似。磨成小平面的偏轉(zhuǎn) 鏡面產(chǎn)生替換光源的多個(gè)互相移動(dòng)的虛擬圖像。兩部分組成的次級(jí)光學(xué)單元的焦點(diǎn)如上所 述聚焦到替換光源的邊棱上。
[0123] 同時(shí)在一個(gè)并未示出的第五構(gòu)造中，光模塊具有作為偏轉(zhuǎn)鏡面的磨成小平面的雙 曲面，其具有一個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)和多個(gè)像側(cè)的焦點(diǎn)。次級(jí)光學(xué)單元在這種情況下應(yīng)具有一個(gè) 物側(cè)的焦點(diǎn)以及一個(gè)像側(cè)的焦點(diǎn)（后者在無(wú)窮處）。磨成小平面的雙曲面產(chǎn)生光源的互相 移動(dòng)的、放大（內(nèi)凹雙曲面鏡）或縮小（外凸雙曲面鏡）的虛擬圖像，取決于雙曲面鏡是否 為外凸或內(nèi)凹地形成。
[0124] 圖8a_8b示出光模塊的構(gòu)造的前視圖，如提供給觀察者的，該觀察者在光模塊的 發(fā)光方向位于光模塊之前且看向光模塊內(nèi)。在圖8a的情況以及在圖8b的情況中用作次級(jí) 光學(xué)單元的反射器至少在其反射器表面的區(qū)域中具有包括三個(gè)小平面的拋物線(xiàn)形，該區(qū)域 大于其整個(gè)反射表面的一半。
[0125] 圖8a特別地示出一個(gè)構(gòu)造，其中小平面12. 1在視線(xiàn)右方的反射器邊棱上產(chǎn)生光 分布16中明暗界限的非對(duì)稱(chēng)升高18. 2。小平面12. 1特別地這樣設(shè)置，使光源圖像在升高 的方向傾斜。由此下平面12. 1產(chǎn)生具有一個(gè)定向的光源圖像，該定向在光源圖像的組合中 產(chǎn)生明暗界限期望的升高。在圖8a示出的例子中適合于靠右行駛。如果光源如在圖8a的 對(duì)象中一樣從下發(fā)射到反射器中，則小平面12. 1并不像升高18. 2 -樣位于子午面的相同 偵k小平面邊棱局部地垂直于該升高延伸。
[0126] 圖8b特別地示出一個(gè)構(gòu)造，其中小平面12. 3正在左側(cè)反射器邊棱上產(chǎn)生光分布 中明暗界限的非對(duì)稱(chēng)的升高。如果光源如在圖8b的對(duì)象中一樣從上發(fā)射到反射器中，則小 平面12. 3并不像升高18. 2 -樣位于子午面的相同側(cè)。小平面邊棱局部地垂直于該升高延 伸。
[0127] 圖9b示出根據(jù)本發(fā)明的光模塊的構(gòu)造的近光燈光分布，如在位于機(jī)動(dòng)車(chē)前方的 屏幕上出現(xiàn)的一樣。水平線(xiàn)Η位于水平線(xiàn)的高度上。垂直線(xiàn)V在光模塊的主發(fā)光方向的延 伸中縮短了水平線(xiàn)。點(diǎn)HV =(0,0)的偏移分別在角度中給出。封閉曲線(xiàn)分別為恒定亮度 的直線(xiàn)，其中直線(xiàn)到直線(xiàn)的亮度從外向內(nèi)增加。點(diǎn)HV =(0,0)右側(cè)出現(xiàn)的升高表示，用于 右側(cè)行駛的光模塊。
[0128] 圖9a說(shuō)明了，如在圖9b中示出的光分布作為光源圖像74的疊加而產(chǎn)生。每個(gè)光 源圖像由次級(jí)光學(xué)單元的反射表面的一小部分生成。就此而言圖9a的圖示純粹是示意性 的。光源圖像主要是水平地或平行于明暗界限來(lái)定向。與此相反，產(chǎn)生升高的小平面這樣 來(lái)布置，使其提供光源圖像，其邊棱平行于升高的期望走向。
[0129] 主光學(xué)單元使光出射面增大一個(gè)系數(shù)，其大致相當(dāng)于光學(xué)陣列的間隔與單個(gè)芯片 的側(cè)面長(zhǎng)度的商。這是由均勻亮度的替換光源導(dǎo)致的。次級(jí)光學(xué)單元的焦距優(yōu)選相當(dāng)于單 個(gè)芯片的側(cè)面長(zhǎng)度的50倍-200倍，特別地是該側(cè)面長(zhǎng)度的80倍-100倍。
【權(quán)利要求】
1. 一種機(jī)動(dòng)車(chē)前照燈的光模塊（14)，具有多個(gè)作為光源（28)的發(fā)光二極管、主光學(xué)單 元（30)以及次級(jí)光學(xué)單元（12)，其中主光學(xué)單元布置為會(huì)聚從所述光源發(fā)出的光線(xiàn)并且 轉(zhuǎn)移到中間光分布￠8)中，該中間光分布具有封閉的照亮平面的形狀，且其中次級(jí)光學(xué)單 元具有物側(cè)的焦距，其中，主光學(xué)單元和次級(jí)光學(xué)單元設(shè)置為使中間光分布以等于該焦距 的間距在光程中位于次級(jí)光學(xué)單元之前， 其特征在于， 所述主光學(xué)單元為一體式的、由會(huì)聚透鏡子區(qū)域構(gòu)成的基體，并且發(fā)光二極管的芯片 位于會(huì)聚該發(fā)光二極管的光的會(huì)聚透鏡子區(qū)域和其物側(cè)的焦點(diǎn)之間，其中，所述光源（28) 的光出射面通過(guò)它們之間的間距彼此隔開(kāi)，并且所述主光學(xué)單元布置為這樣來(lái)分配從光源 發(fā)出的光，使得在中間光分布中￠8)看不見(jiàn)所述間距。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊（14)，其特征在于，所述主光學(xué)單兀（30)對(duì)于每個(gè)光 源都具有自身的光學(xué)有效的子區(qū)域，其中的每個(gè)都具有光出射面，并且其中該光出射面無(wú) 間隙地彼此鄰接，并且其中，至少兩個(gè)相鄰的光出射面這樣彼此鄰接，使兩個(gè)彼此鄰接的光 出射面中的第一光出射面的至少一個(gè)側(cè)邊棱與兩個(gè)彼此鄰接的光出射面中的第二光出射 面的一個(gè)側(cè)邊棱位于一條直線(xiàn)上，從而兩個(gè)對(duì)齊的邊棱形成共同的筆直邊棱（44)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光模塊（14)，其特征在于，每個(gè)子區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)會(huì)聚透鏡（50)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光模塊（14)，其特征在于，每個(gè)子區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)反射器（40)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光模塊（14)，其特征在于，每個(gè)子區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)光導(dǎo)體（60)。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光模塊（14)，其特征在于，光模塊具有遮光板 (56)，其在光的光程中這樣直接設(shè)置在光出射面的后方，使所述遮光板遮住中間光分布的 一部分。
7. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光模塊（14)，其特征在于，次級(jí)光學(xué)單元具有至少 一個(gè)凹面鏡反射器（12)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模塊（14)，其特征在于，次級(jí)光學(xué)單兀的光學(xué)表面劃分成 較大的子區(qū)域和較小的子區(qū)域，其中這樣來(lái)限定較大的子區(qū)域，即其具有第一物側(cè)的焦點(diǎn)， 且兩個(gè)子區(qū)域在無(wú)窮處具有共同的像側(cè)的焦點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模塊（14)，其特征在于，凹面鏡反射器具有反射平面，其較 大部分具有拋物線(xiàn)形狀，其中拋物線(xiàn)形狀的物側(cè)的焦點(diǎn)位于主光學(xué)單元的光出射面上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模塊（14)，其特征在于，次級(jí)光學(xué)單元由兩個(gè)鏡面組成， 它們?cè)诠獬讨羞@樣前后設(shè)置，使得它們將次級(jí)光學(xué)單元的光程兩次以銳角折疊且次級(jí)光學(xué) 單元具有物側(cè)的焦點(diǎn)，其位于主光學(xué)單元的光出射面上，并且其像點(diǎn)位于無(wú)窮處。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光模塊（14)，其特征在于，在光傳播方向在光程中的第一 鏡面￠4)具有雙曲面且第二鏡面具有拋物面（12)，其中雙曲面的物側(cè)的焦點(diǎn)形成次級(jí)光 學(xué)單元物側(cè)的焦點(diǎn)且雙曲面像側(cè)的焦點(diǎn)與拋物面的焦點(diǎn)重合，且標(biāo)出中間光分布的虛擬中 間圖像的位置。
12. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光模塊（14)，其特征在于，次級(jí)光學(xué)單元在無(wú)窮 處具有多個(gè)物側(cè)焦點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)共同的像側(cè)焦點(diǎn)或焦線(xiàn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的光模塊（14)，其特征在于，兩級(jí)的次級(jí)光學(xué)單元的第 一鏡面（64)具有雙曲面或作為雙曲面特例的平面鏡，且第二鏡面（12)具有磨成小平面的 拋物面，其中雙曲面的物側(cè)的焦點(diǎn)形成次級(jí)光學(xué)單元物側(cè)的焦點(diǎn)且其中雙曲面像側(cè)的焦點(diǎn) 標(biāo)出了中間光分布的虛擬中間圖像的位置且其中后方設(shè)置的拋物面小平面這樣來(lái)布置，使 得在中間光分布的虛擬圖像的邊棱上聚焦。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的光模塊（14)，其特征在于，兩級(jí)的次級(jí)光學(xué)單元的第 一鏡面（64)具有磨成小平面的雙曲面或作為其特例的磨成小平面的平面鏡，且第二鏡面 (12)具有拋物面，其中雙曲面的物側(cè)的焦點(diǎn)形成次級(jí)光學(xué)單元的物側(cè)的焦點(diǎn)，且其中雙曲 面的像側(cè)的焦點(diǎn)標(biāo)出了中間光分布的虛擬中間圖像的位置，且其中在光程中后方設(shè)置的拋 物面小平面在中間光分布的虛擬圖像的邊棱上聚焦。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的光模塊（14)，其特征在于，兩個(gè)鏡面￠4,12)具有多 個(gè)物側(cè)的焦點(diǎn)，它們位于中間光分布的邊棱上且它們的像點(diǎn)或它們的像線(xiàn)在無(wú)窮處位于光 分布的明暗界限上，其中兩個(gè)鏡面平面這樣來(lái)形成，使位于物側(cè)焦點(diǎn)和其相應(yīng)的像點(diǎn)或像 線(xiàn)之間的所有光學(xué)路徑一樣長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK104121533SQ201410175762
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
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