CN102834662B - 整体式照明组件 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种整体式照明组件(1A,1B,1C,1D,1E),包括光学装置(2,3);第一光源(S1),用于生成第一光束(L1);第一准直器(C1),用于将第一光束(L1)引导到光学装置(2,3)处;第二光源(S2),用于生成第二光束(L2);以及第二准直器(C2),用于将第二光束(L2)引导到光学装置(2,3)处,其中光学装置(2,3)被实现为操纵第一和第二光束(L1,L2)以给出第一出射光束(BLO)和第二出射光束(BRI),使得第一出射光束(BLO)和第二出射光束(BRI)在位于与整体照明组件(1A,1B,1C,1D,1E)相距预定义距离处的投影平面(4)上的重叠区域(44)中部分地组合。本发明进一步描述了一种包括这种整体式照明组件(1A,1B,1C,1D,1E)的汽车头灯装置(12)。
Description
技术领域
本发明描述了一种整体式照明组件和一种汽车头灯装置。
背景技术
在用于汽车应用的照明组件中,例如特别的要求是由照明组件输出的光的亮/暗“截止”线满足某些规则。而且,该亮/暗“截止”线应当是可适应的。由照明组件输出的全体光束应当是可调整的,例如以产生用于照射车辆直接前面的区域的低光束和用于扩展受照射区的高光束。光输出的适应性在某些情形下也是期望的,比如当驾车进入弯道时,使得可以以所得的增加的安全性更好地照射弯道中的区域。而且,可能有利的是,依据交通状况和/或地形、天气状况等影响光束图的前景中(即在最靠近车辆的光束的区域中)光的量。
高光束和低光束传统地使用在两个单独的照明装置中的单独光源来生成。使用传统的白炽灯或气体放电灯,一般地两个照明单元被贴近地安装在头灯装置中并且被配置成使得高光束和低光束被正确地投影到车辆前面的相关区域中。尽管头灯光学***不使用真实的“成像”光学器件,但是通常所述源的一个边缘或防护元件的边缘“被成像”,以便获得用于光束分布的所需截止。光束的质量必须满足某些要求。例如,将会被投影到位于与头灯相距标准距离(例如25米)的垂直横向平面上的光束的形状或轮廓被诸如ECE(欧洲经济委员会)R112之类的国家的和国际的规范覆盖。
使用诸如发光二极管(LED)芯片之类的半导体光源的照明单元或照明组件正变得更加流行,因为技术的进步导致了经济的而又非常明亮的半导体光源。由于半导体光源是紧凑的,因此将用于两个不同的光束功能的两个这样的光源组合到单个装置中将是便利的。然而,已知的解决方案没有展示出令人满意的结果。因为来自每个光源的光被引导到单个光学元件处,所以这两个光源之间的物理分离也被成像并且表现为投影的光束之间的“间隙”,例如低光束和高光束之间的黑暗区。甚至光源图像之间的最小间隙导致光束分布中的视觉间隙。这在驾车时可能是安全隐患,因为在该区域中的任何事物对驾驶员而言实际上都是不可见的。特别地,到车辆的侧面的路边缘或路边区域是危险的,因为在该区域中的行人、动物或危险因素对驾驶员而言实际上是不可见的。而且,因为次要的光学部件是“共享的”,因此它必定是较大的,并且整个装置大约与具有用于每个功能的单独的光学***的装置一样大,从而使得失去了紧凑光源的优点。该光学元件可以被设计成使光束变形,以便弥合该间隙,但是这种变形不可避免地具有对亮/暗截止线的有害影响,于是其可能不再满足要求。而且,光学元件的任何校正措施都影响两个光束,使得对单独的光束的受控校正是不可行的。
因此,本发明的一个目的是提供一种避免上述问题的改进的照明装置。
发明内容
本发明的目的是通过权利要求1的整体式照明组件以及通过权利要求13的汽车头灯装置实现的。
根据本发明,整体式照明组件包括:光学装置;用于生成第一光束的第一光源,和用于将第一光束引导到光学装置处的第一准直器;以及用于生成第二光束的第二光源和用于将第二光束引导到光学装置处的第二准直器,其中准直器被布置成使得照明组件的光轴的一侧上的准直器基本上将其光束引导到在光轴的另一侧上的光学装置的区域处,从而使得第一光束在到达光学装置之前与第二光束交叉,即第一和第二光束被引导到光学装置的基本分离的区域处。因此,光学装置被实现为操纵第一和第二光束以给出低出射光束和高出射光束,使得低出射光束和高出射光束至少部分地在位于与整体式照明组件相距预定义距离处的投影平面上的重叠区域中重叠。“投影平面”将被理解为与整体式照明装置相距标准距离处的虚拟平面或屏幕,由此该距离取决于该整体式照明装置所用于的应用。例如,对于汽车头灯应用,在前言中提及的标准的ECE
R112要求这种虚拟投影平面垂直地位于车辆前面、横穿行进方向并且位于与头灯装置相距25m的标准距离处。
根据本发明的整体式照明组件的明显优点在于,车辆前面的区域总是被最佳地照射,而在两个出射光束之间没有任何黑暗或未照射的间隙。而且,这可以在没有例如用于“低光束”和“高光束”装置的单独的单元的情况下实现。这消除了现有技术的解决方案所需的对单独的照明单元进行仔细对准的需要。第一和第二光束在到达光学装置时的分离允许该光学装置单独地操纵各出射光束以在投影平面上给出期望的重叠区域。而且,由于低出射光束和高出射光束是使用单个光学装置实现的,因此整个整体式照明装置可以以成本有效的方式实现。
根据本发明,一种汽车头灯装置包括这种整体式照明组件。利用根据本发明的整体式照明装置,有可能构造用于每个光束功能的光束并且仍然获得紧凑的光学***,这对成本有效的LED头灯解决方案而言是有吸引力的。
从属权利要求和下面的描述公开了本发明的特别有利的实施例和特征。实施例的特征可以酌情组合以达成另外的实施例。
在下文中,在不以任何方式限制本发明的情况下,对于一些实现方式,可以假定第一和第二准直器被布置为一个在另一个上面,使得第一和第二光束被一个在另一个上面地投影。在这种情况下,一个准直器可以被称为“上”准直器,而另一个可以被称为“下”准直器。同样,为了简化起见,在下文中,第一出射光束可以被称为“低”光束,而第二出射光束可以被称为“高”光束。在下面将描述的一些实现方式中,这些准直器可以关于光学装置的光轴基本对称地布置。
根据本发明的整体式照明装置可以用于简单地折射来自光学装置(下文中也被称为“次要光学部件”)中的第一光源的光或使之偏转以给出第一出射光束,并且类似地折射来自第二光源的光或使之偏转以给出第二出射光束。然而,可能有利的是,操纵第一和第二光束以使得第一和第二出射光束满足某些功能要求。因此,在本发明的优选实施例中,整体式照明组件的光学装置包括:扩展元件,其用于水平地扩展在扩展元件处入射的任何光;和/或移位元件,其用于垂直地移位在该移位元件处入射的任何光。次要光学部件可以仅部分地被这些附加的功能元件覆盖,或者它们可以基本完全覆盖次要光学部件。
在汽车应用中,低光束或雾光束用于照射车辆前面的较低区域。期望的是,照射尽可能宽的区域,特别是照射更靠近路边缘的道路侧。因此,在本发明的特别优选的实施例中,扩展元件被实现为在第一光束被光学装置操纵之前扩展第一光束的至少一部分,使得第一出射光束被投影以在投影平面中给出两个重叠的第一光束区域。这些第一光束区域基本包括更宽的、“拉伸”更多的低光束以及未经操纵的低光束。
在汽车应用中,高光束优选地不仅被向上引导,而且部分地被向下引导,使得道路被良好地照射。因此,在本发明的特别优选的实施例中,移位元件被实现为在第二光束被光学装置操纵之前移位第二光束的至少一部分,使得第二出射光束被投影以在投影平面中给出两个重叠的第二光束区域。以此方式,高光束的受操纵的部分可以被“下推”以与低光束区域重叠,同时高光束的未经操纵的部分保持专用于照射车辆前面的较高区域。
在本发明的一个实施例中,光学装置优选地包括投影透镜。移位元件和/或扩展元件可以通过在透镜的背面(即透镜的、面朝光源的侧)上安装或附接适当成形的微结构来实现。这些微结构行动以生成用于每个功能的最佳光束形状。例如,在本发明的优选实施例中,移位元件包括多个棱镜元件,其安装在投影透镜上并被布置成将入射在该移位元件处的光在其被投影透镜折射之前垂直地移位。一系列这样的薄棱镜元件可以附接到透镜的区域并且被布置成例如在光被投影透镜折射之前将该光远离光轴移位。这些棱镜元件可以用于例如在向下的方向上移位高光束的一部分,使得高光束照射区包括两个高光束区域,从而给出更优的光束性能。
在本发明的另一个优选实施例中,扩展元件包括多个柱面透镜,其安装在投影透镜上并且被布置成将入射在该扩展元件处的光在其被投影透镜折射之前折射并水平地扩展。例如,一系列半柱面透镜可以附接到透镜的一个区域以便在入射光束被投影透镜折射之前折射并水平地扩展该入射光束,例如以至少部分地扩展低光束,使得低光束照射区包括两个低光束区域,从而给出更优的低光束性能。
可替代地,光学装置可以包括封装准直器的反射器和在一端处的开口以允许光束被向外引导。在使用反射器的整体式照明装置中,移位元件和/或扩展元件可以通过操纵反射器的表面来形成,例如通过在反射器的某些区域中创建适当成形的小平面(facet)来形成。在使用反射器替代透镜实现的整体式照明装置中,准直器不必关于反射器的光轴对称地布置,并且反射器本身可以以非对称方式实现。
为了最佳光束成形的目的,光束在到达次要光学部件时的分离是所期望的。
可以以许多方式获得光束分离。如上所述,整体式照明组件包括准直器装置,其中准直器被布置成使得该照明组件的光轴的一侧上的准直器基本将其光束引导到在光轴的另一侧上的光学装置的区域处,从而使得第一光束在到达光学装置之前与第二光束交叉。换言之,“上”准直器被布置成将其光束引导到次要光学部件的“下”区域处引导其光束,并且“下”准直器将其光束引导到“上”次要光学部件区域处。通过次要光学部件的焦点的光束将以基本平行的方式离开次要光学部件。换言之,对于该“交叉光束”实现方式,源自准直器的光出射开口的焦平面“上”的光将有效地被光学装置投影以创建该光出射开口的“图像”。因此,在高光束/低光束应用中,“上”光源可以用于生成低光束,而“下”光源用于生成高光束。该实现方式是十分有利的,因为准直器设计可以有利地是简单的。该光源、或更精确地准直器的光出射开口在虚拟屏幕或投影平面上成像。为了在投影平面中获得期望的重叠,次要光学部件可以通过添加附加的功能元件(例如棱镜元件)来修改,以向上移位低光束的部分、或向下移位高光束的部分,从而获得期望的重叠区域。
在本发明的优选实施例中,然而,投影平面重叠区域通过在第一和第二光束到达次要光学部件之前适当地操纵它们而获得。因此,在本发明的特别优选的实施例中,整体式照明单元包括准直器装置,其中准直器被布置成使得第一和第二光束在光学装置的焦平面上焦平面重叠区域中至少部分地相交,从而使得投影平面重叠区域对应于焦平面重叠区域。
焦平面上的较大的光束重叠将与投影平面或屏幕上的较大重叠区域相关联。然而,一般地,期望的是,具有带有不同的照射区的不同的出射光束,以及投影平面上的窄重叠区域。离开准直器的光束应当优选地仅在焦平面上非常轻微地重叠。而且,由于源自准直器的焦平面上的光将有效地被用于创建用于光源的“图像”,因此如上所提及,在本发明的另一个优选实施例中,整体式照明组件包括准直器装置,其中第一准直器和第二准直器的光出射开口位于贴近光学装置的焦平面的地方。这里,术语“贴近”将被理解为意指光束在焦平面上仅轻微地重叠。光出射开口与焦平面之间的实际距离将取决于整体式照明装置的尺寸和它旨在用于的应用。例如在用于高光束/低光束汽车头灯装置的大约10mm长的准直器中使用LED光源,该距离优选地包括2mm,更优选地1mm,最优选地0.5mm。
为了允许光束交叉,准直器可以被布置成彼此成一定角度。然而,根据制造的观点,可能优选的且更经济的是,在公共的、基本平坦的载体上安装两个光源,而取代具有以一定角度布置的两个载体。因此,在本发明的优选实施例中,整体式照明装置优选地包括准直器装置,其中棱镜元件被安装到一个或两个准直器的光出射开口上。这种棱镜元件优选地被实现为将光束朝向光轴折射,允许第一和第二光束重叠,而同时允许光源被安装到公共平坦的载体上。
可以使用足够小且亮并且可以部分地封装在准直器中的任何适当光源。然而,在根据本发明的整体式照明组件的特别优选的实施例中,光源包括LED源。非常亮的薄膜“白色”LED是可用的,例如Luxeon® Altilon LED。在没有以任何方式限制本发明的情况下,第一和/或第二光束可以使用在功能组中布置的一个或多个这样的光源来生成。例如,对应的准直器装置中的LED阵列可以被驱动以生成聚集光束。
封装用于在其中光束在到达次要光学部件或光学装置之前交叉的实现方式的光源的准直器可以以任何适当方式成形。例如,该准直器的壁可以被布置成给出矩形截面(使得对应的光束基本上也是矩形截面)并且可以具有锥形形式、平行形式等等。优选地,这些壁被成形以给出在到达次要光学部件之前基本保持其截面的光束。准直器的壁优选地足够薄,使得当各准直器以一定角度布置以触碰或几乎触碰(以允许光束的交叉)时,各光出射开口尽可能紧贴在一起。因此,准直器壁大约0.1mm到1mm的厚度是优选的。用于将其光束引导到在光轴的相同侧上次要光学部件的区域处的准直器优选地被成形以导致至多200的第一/第二光束重叠区,如上所述。该准直器的长度可以根据该准直器要被并入到其中的***来选择。例如,可以使用长度大约6mm的短准直器,或者长度大约18mm的长准直器。优选地,对于诸如用于头灯的整体式照明装置之类的汽车应用,准直器优选地包括具有在12mm的区域中(例如10-14mm)的长度的靠近管芯的准直器。
附图说明
图1是具有将高光束和低光束投影到虚拟投影屏幕上的现有技术的头灯装置的汽车的示意性表示;
图2a是用于将高光束和低光束投影到虚拟投影屏幕上的现有技术的照明装置的示意性表示;
图2b是用于将高光束和低光束投影到虚拟投影屏幕上的另一现有技术的照明装置的示意性表示;
图3是根据本发明的第一实施例的整体式照明装置的示意性表示;
图4是根据本发明的第二实施例的整体式照明装置的示意性表示;
图5是整体式照明装置的示意性表示;
图6是根据本发明的第三实施例的整体式照明装置的示意性表示;
图7示出具有用在根据本发明的整体式照明装置中的附加的功能元件的投影透镜;
图8是根据本发明的第四实施例的整体式照明装置的示意性表示;
图9是根据本发明的一个实施例的头灯装置的示意性表示;
图10是具有图8的用于将高光束和低光束投影到虚拟投影屏幕上的头灯装置的汽车的示意性表示。
在附图中,相似的数字始终指代相似的对象。图中的对象不必按比例绘制;特别地,诸如透镜和准直器之类的光学装置的元件和相对位置仅以非常简化的方式指示。
具体实施方式
图1是具有现有技术的头灯11的汽车10的示意性表示,该头灯具有将低光束160和高光束170投影到虚拟投影屏幕4上的照明装置。在该图的上部,在与头灯装置相距标准距离D处以侧视图示出虚拟屏幕4。根据标准,距离D必须包括25m,并且由低和高光束在屏幕上的投影覆盖的空间区41、42必须满足某些要求。例如,低光束160必须照射到头灯前面和侧面的某最小区域42。低光束160必须被引导远离公路中央朝向汽车的侧面,使得路边缘被更好地照射,而同时低光束160可以不被引导到投影平面4上的太高的区域处。类似地,高光束170必须照射低光束区域110之上的某最小区域41,使得公路在长距离上被更好地照射。在该图的下部,以平面图示出在虚拟屏幕4上照射的区域41、42。虚拟屏幕4的该平面图图示了现有技术的照明装置的缺点,其示出分别被高光束170和低光束160覆盖的区域41、42没有在虚拟屏幕上给出完整的照射区域,而是被间隙43分隔。根据驾驶员的视点,该间隙43将它自身显示为黑暗区域或被很坏地照射的区,并且可能危害驾驶员的安全或路边缘或路边上行人或动物的安全。
图2a是用于将高光束170和低光束160投影到虚拟投影屏幕4上的现有技术的照明装置的示意性表示,并且澄清了未照射区43可能如何出现。显然,在该图和下面的图中的尺寸和距离是以过度简化的方式再现的并且仅旨在以说明为目的。这里,两个光源S1和S2安装在位于头灯装置中的透镜2之后的载体13或衬底13上。一个光源S1位于光轴X“上面”,而源自该光源S1的光束16在第一出射光束160或低光束160中成像以在虚拟屏幕上给出低光束投影42。另一个光源S2位于光轴X“下面”,而源自该光源S2的光束17在第二出射光束170或高光束170中成像以在虚拟屏幕4上给出高光束投影41。在该实现方式中,光源以朗伯(Lambertian)方式发射,使得光输出的很大比例丢失,如由线15所指示。由上面的光源S1构成的图像42由源自光源S1中心的线指示,其会聚在对应于第一出射光束160中光源图像42的中心的虚拟屏幕4上的点处。类似地,由下面的光源S2构成的图像41由源自光源S2中心的线指示,其会聚在对应于第二出射光束170中光源图像41的中心的虚拟屏幕4上的点处(为了清楚起见,在该图中仅示出了描述光源的中心的点和其在光源的图像中对应的点)。光源S1、S2之间的间隙也在屏幕上被“成像”为区域41、42之间的间隙43。然而,因为在投影平面距离处需要两个完全不同的成像区域,因此不可能简单地将光源S1、S2彼此直接相邻地放置。
图2b是用于将高光束170’和低光束160’投影到虚拟投影屏幕4上的另一现有技术的照明装置的示意性表示。这里,每个光源S1、S2位于准直器C1、C2中,使得更多的光可以用于在虚拟屏幕4上再现光源图像41、42。然而,光源S1、S2仍然是分离的,使得光源S1、S2(或准直器C1、C2的光出射开口)之间的有效间隙也导致虚拟屏幕4上图像区域41、42之间的对应的间隙43。
图3是根据本发明的第一实施例的整体式照明装置1A的示意性表示。这里,一对准直器C1、C2(每一个准直器封装光源S1、S2)被布置在光学装置2(在此情况下为投影透镜2)后面,使得准直器C1、C2的光出射开口靠近透镜2的焦平面FP且位于其后面。而且,准直器C1、C2被布置成使得每个准直器基本将其光束引导到在光轴X的与该准直器相反侧上透镜2的一部分处。术语“光轴”将被理解为定义通过透镜光传播的路径的虚线。在如这里所示的基本对称的透镜的情况下,光轴可以是透镜的旋转对称的轴。如该图所示,第一准直器C1(在光轴X之上)将其光束L1引导到透镜2的下部(在光轴X之下)处,而第二准直器C2(在光轴X之下)将其光束L2引导到透镜2的上部(在光轴X之上)处。由准直器C1、C2发射的“紧”光锥L1、L2可以例如通过使用具有基本平行的侧壁的准直器C1、C2来获得。准直器C1、C2被布置成使得光锥L1、L2部分地相交(如由成形区指示)以在焦平面FP(由更细的线指示)上给出焦平面重叠区LFP。焦平面FP中的“对象”的图像被投影到虚拟屏幕4上以给出对应于第二光束L2的高光束区域410和对应于第一光束L1的低光束区域420。作为高光束区域410与低光束区域420之间重叠的虚拟屏幕上的重叠区44实际上是透镜2的焦平面FP上的焦平面重叠区LFP的“图像”,并且由粗黑线强调。该重叠区44确保了,从驾驶员的视点,由头灯照射的区域被最优地照射,而在低光束与高光束之间没有任何“黑暗间隙”或未照射区。
图4是根据本发明的第二实施例的整体式照明装置1B的示意性表示。该实现方式是上面所述的图3的实现方式的进一步发展。这里,离开准直器C1、C2的光束L1、L2首先由安装在准直器C1、C2的光出射开口处的棱镜元件6折射,导致焦平面FP上更大的焦平面重叠区LFP。这导致虚拟屏幕4上的更好、更大的重叠区域44,如由更粗的黑线所指示。
图5是本发明未要求保护的的整体式照明装置的示意性表示。与先前的两个实施例相比,在该实现方式中操作原理是不同的。这里,一对准直器C1、C2(每一个封装光源S1、S2)被布置在投影透镜2后面,但是准直器被布置成使得每个准直器基本将其光束引导到在光轴X的与该准直器相同侧上透镜2的一部分处。第一光束L1由第一准直器C1中的第一光源S1生成,并且大部分被引导到在光轴X之上的透镜的上半部处。第二光束L2由第二准直器C2中的第二光源S2生成,并且大部分被引导到在光轴X之下的透镜的下半部处。由准直器C1、C2发射的锥形光锥L1、L2可以例如通过使用具有基本抛物线形状的准直器C1、C2来获得。准直器C1、C2也可以被实现为具有分隔壁的双腔准直器,并且其中每个准直器C1、C2的外壁具有抛物线形状并且该抛物线的焦点位于靠近公共分隔壁的地方。投影透镜2装备有附加的功能元件21、22。扩展元件21附接到透镜2的朝向顶部的后面,而移位元件22附接到透镜的朝向底部的后面。第一光束L1的一部分到达透镜2的中央区域,大部分在上半部,并且被投影到虚拟屏幕的区域420上。第一光束L1的剩余部分到达扩展元件21并且被扩展,且随后被投影到虚拟屏幕4上的区域421上。第二光束大部分到达移位元件22之上的透镜下半部,并且被投影到虚拟屏幕4的高光束区域410上。第二光束的剩余部分到达移位元件22,在该移位元件中该第二光束的剩余部分被折射并且随后被投影到虚拟屏幕4上的移位的高光束区域411上。
图6是根据本发明的第三实施例的整体式照明装置1D的示意性表示。该实现方式是先前实施例的操作原理的组合。准直器C1、C2再次被布置成使得第一和第二光束L1、L2在焦平面FP之前相交,但是透镜2也通过移位元件22和扩展元件21而得到扩充。因为准直器C1、C2被布置成引导它们的光束L1、L2与光轴X交叉,移位元件22附接到透镜2的上面区域,而扩展元件21附接到透镜2的下面区域。到达扩展元件21与移位元件22之间的透镜2的第一光束L1和第二光束L2的部分分别导致在虚拟屏幕4上的低光束区域420和高光束区域410。焦平面FP上的焦平面重叠区LFP在虚拟屏幕4上被投影为重叠区44,而扩展元件21导致更优的低光束区域421,且移位元件22导致改进的高光束区域411。
图7示出具有用在上面图5和6中描述的根据本发明的照明装置的实施例中的附加的功能元件21、22的投影透镜2。在该实现方式中,移位元件22包括一系列棱镜元件220,其被引导以折射入射光远离透镜的光轴。该移位元件22用于在虚拟屏幕4上获得最优化的高光束区域411。扩展元件21包括一系列柱面透镜210,其行动来在透镜2的该区域处扩展入射光,并且其用于在虚拟屏幕4获得更宽的低光束区域421。
图8是根据本发明的第四实施例的整体式照明装置1E的示意性表示。这里,取代投影透镜,使用反射器3来引导光离开照明装置1。反射器3仅以简化方式由曲线示意性指示,该曲线表示基本抛物线型的开放式反射器的一部分。这对准直器C1、C2二者都被布置在反射器3的光轴之上,使得可以制作光源S1、S2的图像,而没有准直器装置的任何“阴影”。在三维空间中由光束行进的实际路径在这里可以仅在该图中被指示。基本上,由第一准直器C1发出的光的一些被引导到反射器3的扩展元件31处。类似地,由第二准直器C2发出的光的一些被引导到反射器3的移位元件32处。这些扩展和移位元件31、32可以简单地是反射器3的适当地成形的区域,或者它们可以是在反射器3的内壁上适当位置处附接的附加光学元件。反射器3被设计成将离开准直器C1、C2的光引导到虚拟屏幕4上的低光束区域420、扩展的低光束区域421、高光束区域410以及移位的高光束区域411。重叠区域44再次由高光束区域410与低光束区域420之间的重叠给出。
图9是根据本发明的一个实施例的头灯装置12的示意性表示,并且示出包括布置在位于壳体120中的投影透镜2之后的一对准直器C1、C2中的一对光源S1、S2的光学装置。光源S1、S2(这里为诸如Luxeon® Altilon之类类型的LED光源S1、S2)被安装在适当的散射器121上。准直器中的一个或两个可以安装在可移动基底上,该可移动基底可以被控制以将该准直器朝向投影透镜2的光轴X倾斜或远离该光轴倾斜。例如根据用户输入(故意开启高光束)、响应于传感器(其可以检测车辆是否正在经过山顶或者车辆是否正在转弯)、或响应于另一个适当的控制信号,驱动器122提供用于激活光源S1、S2中一个或两个的必要的控制信号。于是,对于任何情形,照明装置的准直器C1、C2可以被控制,使得低光束和高光束在如上所述的重叠区域中最佳地重叠。
图10是具有图8的头灯装置12的车辆10的示意性表示,该头灯装置用于将高光束BHI和低光束BLO投影到与该头灯12相距25m的虚拟投影屏幕4上。使用图3-7中描述的实施例中的任何一个来操纵低光束和高光束BLO、BHI,可以在虚拟屏幕4上获得最佳的重叠区域44,从而确保增加驾驶员和其他道路-交通参与者的安全性。
尽管已经以优选实施例及其变形的形式公开了本发明,但是应当理解,可以对其进行许多修改和变形,而不脱离本发明的范围。本文描述的整体式照明装置可以用于两种不同类型的光的任意组合,例如高光束/DRL(日间行车灯)、雾/DRL、高光束/雾等。
为了清楚起见,应当理解,贯穿本申请使用的“一”或“一个”不排除多个,并且“包括”不排除其他步骤或元件。
Claims (13)
1.一种整体式照明组件(1A,1B,1D,1E),包括
- 光学装置(2,3);
- 第一光源(S1),用于生成第一光束(L1);
- 第一准直器(C1),用于将第一光束(L1)引导到光学装置(2,3)处;
- 第二光源(S2),用于生成第二光束(L2);以及
- 第二准直器(C2),用于将第二光束(L2)引导到光学装置(2,3)处;
其中准直器(C1,C2)被布置成使得照明组件的光轴(X)的一侧上的准直器(C1,C2)基本上将其光束(L1,L2)引导到在光轴(X)的另一侧上的光学装置(2,3)的区域处,从而使得第一光束(L1)在到达光学装置(2,3)之前与第二光束(L2)交叉;以及
其中光学装置(2,3)被实现为操纵第一和第二光束(L1,L2)以给出低出射光束(BLO)和高出射光束(BHI),使得低出射光束(BLO)和高出射光束(BHI)在位于与整体式照明组件(1A,1B,1D,1E)相距预定义距离处的投影平面(4)上的重叠区域(44)中部分地组合。
2.根据权利要求1的整体式照明组件(1D,1E),其中光学装置(2,3)包括:扩展元件(21),其用于水平地扩展在该扩展器元件(21)处入射的任何光;和/或移位元件(22),其用于垂直地移位在该移位元件(22)处入射的任何光。
3.根据权利要求2的整体式照明组件(1D,1E),其中所述扩展元件(21)被实现为在第一光束(L1)被光学装置(2)操纵之前扩展第一光束(L1)的至少一部分,使得低出射光束(BLO)被投影以在投影平面(4)中给出两个重叠的第一光束区域(420,421)。
4.根据权利要求2或权利要求3的整体式照明组件(1D,1E),其中所述移位元件(22)被实现为在第二光束(L2)被光学装置(2)操纵之前移位第二光束(L2)的至少一部分,使得高出射光束(BHI)被投影以在投影平面(4)中给出两个重叠的第二光束区域(410,411)。
5.根据权利要求1-3中任一项的整体式照明组件(1A,1B,1D),其中所述光学装置(2)包括投影透镜(2)。
6.根据权利要求5的整体式照明组件(1D),其中所述移位元件(22)包括多个棱镜元件(220),其安装在投影透镜(2)上并被布置成将入射在该移位元件(22)处的光在其被投影透镜(2)折射之前垂直地移位。
7.根据权利要求5的整体式照明组件(1A,1B,1D,1E),其中所述扩展元件(21)包括多个柱面透镜(210),其安装在投影透镜(2)上并被布置成将入射在该扩展元件(21)处的光在其被投影透镜(2)折射之前折射并水平地扩展。
8.根据权利要求1-3中任一项的整体式照明组件(1A,1B,1D),其中第一和第二光束(L1,L2)在光学装置(2,3)的焦平面(FP)上焦平面重叠区域(LFP)中至少部分地相交,使得投影平面重叠区域(44)对应于焦平面重叠区域(LFP)。
9.根据权利要求1-3中任一项的整体式照明组件(1A,1B,1D),包括准直器装置,其中第一准直器(C1)和第二准直器(C2)的光出射开口(5)位于贴近光学装置(2,3)的焦平面(FP)的地方。
10.根据权利要求1-3中任一项的整体式照明组件(1B),包括准直器装置,其中准直器(C1,C2)包括在其光出射开口处的棱镜元件(6),该棱镜元件(6)被实现为将光束(L1,L2)朝向光轴(X)折射。
11.根据权利要求1-3中任一项的整体式照明组件,其中光源(S1,S2)包括LED源(S1,S2)。
12.根据权利要求1-3中任一项的整体式照明组件,其中准直器(C1,C2)包括靠近管芯的准直器(C1,C2),其具有介于6mm和18mm之间的长度,最优选地具有处于12mm的区域中的长度。
13.一种汽车头灯装置(12),包括根据权利要求1-12中任一项的整体式照明组件(1A,1B,1D,1E)。
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