CN103249992A - Led光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车或者用于机动车的探照灯的LED光模块(1)，其中LED光模块(1)具有至少一个LED光源(3)，至少一个LED光源包括至少一个发光二极管，并且其中由至少一个LED光源(3)发射的光(10,11)通过至少一个反射器(2)发射到位于机动车前的区域中，其中通过反射器(2)发射的光(10',11')构成所已定义的基本光分布(30')，其中根据本发明，在光射出方向上在至少一个LED光源(3)之后设置至少一个遮光器(4)，所述至少一个遮光器(4)位于由至少一个LED光源(3)在光射出方向上发射的光(20)的至少一部分光的光路中，并且其中至少一个遮光器(4)构造成在其朝向至少一个LED光源(3)的侧(4')上至少局部地反射光，并且其中至少一个遮光器(4)相对于至少一个反射器(2)和至少一个LED光源(3)如此布置，使得由至少一个LED光源(3)发射的并且在至少一个遮光器(4)上反射的光(20',21')反射到至少一个反射器(2)上并且从那里辐射到外部空间中，其中由至少一个反射器(2)辐射的光射束(20",21")构成附加光分布(31')，附加光分布(31')在光像中至少部分地位于所定义的基本光分布(30')下方或位于基本光分布的一个或多个区域中，优选位于所定义的基本光分布(30')的下部区域中。

Description

LED光模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车或者用于机动车的探照灯的LED光模块，其中LED光模块具有至少一个LED光源，至少一个LED光源包括至少一个发光二极管，并且其中由至少一个LED光源发射的光通过至少一个反射器发射到位于机动车前的区域中，其中通过反射器发射的光构成已定义的基本光分布。
此外，本发明涉及一种具有一个或多个这样的LED光模块的机动车探照灯。
背景技术
从现有技术已知这样的以反射***的形式的LED光模块。在这样的反射***中，光辐射到相应构造的反射器(例如自由面反射器)上并且从自由面反射器发射到外部空间中，通过反射器的设计产生所期望的光像，例如近光分布。在这样的***中没有设置用于投射光像到道路上的透镜。
在此，LED光源通常位于***的光轴中且在反射器的焦点的区域中，并且LED光源或构成LED光源的一个或多个发光二极管的0°辐射方向垂直于光轴。通常，LED光源、也就是说0°辐射方向也朝反射器倾斜。
短焦距光分布(例如近光分布)的特征如下：如对于本领域技术人员所熟知的那样，相对多的光辐射到水平线上的区域中或尤其在水平线下方的区域中，其中短焦距光分布在一定角度区域上向下朝车辆延伸。
在图4中示例性地表示发光二极管的辐射特性。典型的特征是近似半球形的辐射特性，其在0°辐射方向上具有相对多的辐射光并且随着角度增大辐射光的量急剧减少。图4示出射束的相对强度作为辐射角的函数。这两个最大值对于专门的、经常使用的发光二极管是特定的，但对于本发明更引人注意的首先是0°辐射方向周围的对称辐射特性，并且尤其是作为增加的辐射角的函数的显著强度减小。
发光二极管的辐射特性结合发光二极管相对于反射器的上述布置导致：从一个或多个发光二极管在光射出方向上辐射的光不再能够通过反射器用于产生短焦距光分布，或者因为其直接从模块射出，而不撞击在反射器上，或者在不再能够有意义地使用光的区域中到达反射器。
如果没有通过所述未使用的光产生干扰光，则该光损失基本上不成问题(当然，光***的效率降低，这是因为此光保持未被使用)，并且因为无论如何仅仅还有少量的光来源于发光二极管的辐射角的相关区域，所以这对于产生短焦距光分布而言没多大意义。对于该光导致干扰光的情况，可采取措施，使得该干扰光不能从光模块中射出。
发明内容
本发明的任务是，改善这样的LED模块的效率并且改善在车辆前的前场的照明。
该任务借助于一开始提到的LED模块以如下方式解决：根据本发明，在光射出方向上在至少一个LED光源之后设置至少一个遮光器，至少一个遮光器位于由至少一个LED光源在光射出方向上发射的光中的至少一部分光的光路中，并且其中至少一个遮光器构造成在其朝向至少一个LED光源的侧上至少局部地反射光，并且其中至少一个遮光器相对于至少一个反射器和至少一个LED光源如此布置，使得由至少一个LED光源发射并且在至少一个遮光器上反射的光反射到至少一个反射器上并且从那里辐射到外部空间中，其中由至少一个反射器辐射的光射束形成附加光分布，附加光分布在光像中至少部分地位于所定义的基本光分布下方或位于基本光分布的一个或多个区域中，优选地位于所定义的基本光分布的下部区域中。
术语“光射出方向”涉及从LED模块出来的光束的光射出的方向，而不涉及从LED光源出来的光射出方向；“光射出方向”近似相应于LED模块的光轴方向。
通过在光路中在至少一个LED光源之后使用至少一个遮光器，可能的是，由至少一个LED光源发射的光（其例如因为其在无挡板的情况下会直接从光模块中射出或会由反射器辐射到超出基本光分布的法律上允许的明暗界限的区域中而不能被用于产生基本光分布）通过在至少一个遮光器上的反射辐射到反射器的区域中，反射器将该光辐射到基本光分布下方的区域中或基本光分布的区域中，优选地辐射到基本光分布的下部区域中。
当至少一个遮光器在其朝向至少一个LED光源的侧上、在其整个面上构造为反射性的时，这在制造方面是简单的并且尤其在光效率方面是最优的。
当至少一个遮光器在反射器的整个宽度上延伸时，遮光效果以及还有光效率是最优的。
在此，至少一个遮光器可构造成横向于反射器笔直走向或朝反射器弯曲。在此，可以在垂直的和/或水平的方向上存在弯度。优选地，遮光器可在其弯度方面实现为可调节的，例如通过使用可弯曲的遮光器，其中例如致动器可以用于弯度。
基本上可以借助多个遮光器来实现根据本发明的功能，但考虑到制造耗费，如果设置恰好一个遮光器时通常是有利的。
至少一个LED光源的一个或多个发光二极管适当地位于包含LED光模块的光轴的水平面上。
此外规定，至少一个LED光源的零度辐射角相对于光轴成90°的角度倾斜或相对于光轴成小于90°的角度倾斜并且与光射出方向相反。
其中发光二极管向上/下辐射到反射器上的该布置考虑发光二极管的已知发射特性。
与从模块出来的光射出方向相反地、相对于光轴成小于90°的角度向后倾斜的优点是，实质上（von Haus）可能少量干扰射束到达外部，然而，在本变型方案中，否则还可能被使用的光还可能实质上已经丢失。
此外有利地规定，至少一个LED光源的一个或多个发光二极管布置在反射器的焦点中或沿着和/或横向于、平行于反射器的焦点的区域中光轴的水平面布置或布置在所述水平面中，其中所述水平面所述光轴。
在光射出方向上需要少量构造空间用于遮光器的变型方案中规定，至少一个遮光器垂直于光轴。
但也可以规定，至少一个遮光器相对于光轴成小于90°的角度倾斜、与光射出方向相反或在光射出方向上。
一个更费事的解决方案的特征在于，至少一个遮光器在至少一个LED光源的光路上可运动，其中至少一个遮光器优选地可围绕偏转轴偏转，偏转轴优选地与包含光轴的水平面平行。
在该变型方案中，遮光器例如可以在较慢的行驶中向内摆动(einschwenken)，从而在光像中产生更多的前场，这例如在城市里等较慢的行驶中可能有利。在较快的行驶中遮光器或者立即或者具有平滑过渡地从光路中摆出，从而减小光像中的前场。
优选地，偏转轴垂直于光轴。
此外，当偏转轴位于包含光轴的水平面中是有利的，由此遮光器可以实际上完全从光路中摆出。
在本发明的示例性的变型方案中，基本光分布是短焦距光分布、例如近光分布。或者涉及根据ECE R 123调节的光分布，例如高速公路光、近光、恶劣天气的光、城市光。为此，遮光器例如在高速公路光中能够如此偏转，使得前场急剧减小，即前场的光在HD下移动并且因此增加光，由此改善远景。
在本发明的示例性的变型方案中，例如当基本光分布是短焦距光分布、例如近光分布时，附加光分布构成前场光分布。
为了获得均匀的整体光分布，当基本光分布和附加光分布在过渡区域中彼此重叠或至少直接彼此邻接时是有利的。
此外，当至少一个遮光器在其朝向至少一个LED光源的侧上至少局部地、优选地在整个面上具有增加由至少一个遮光器的侧反射的光的均匀性的结构时，可能是有利的，其中该结构例如存在于至少一个遮光器的侧的凹槽(Riffelung)和/或斜面(Facettierung)和/或凸起(Punzierung)和/或颗粒（Nabung）中。
附图说明
下文根据附图更详细解释本发明，在其中。
图1以示意图示意性地以沿着模块的光轴的垂直剖面示出根据本发明的光模块，
图2从前面以与光射出方向相反的观察方向示出图1的光模块的示意性视图，
图3示出借助根据本发明的光模块产生的示例性光分布，以及
图4示出用于发光二极管的特征性、示例性的辐射特性。
具体实施方式
图1以垂直剖面示出用于机动车或用于机动车的探照灯的LED光模块1，图2从前面示出该光模块。LED光模块1具有LED光源3，LED光源3包括至少一个发光二极管，并且其中由至少一个LED光源3发射的光10、11通过反射器发射到位于机动车前面的区域中，其中通过反射器2发射的光10'、11'构成所定义的基本光分布30'，如同在图3中示意性地表示的那样。
在所示的示意性图示中示出椭圆形的反射器，其中光束10'、11'向前下方反射。然而，在本发明中有利的是，使用类似抛物面的反射器或自由面反射器，其中光束10'、11'(与图1的图示相反地)与光轴平行地、即水平地从光模块中射出。
LED光源3位于***(光模块)的光轴100中且在反射器的焦点的区域中或焦点中，LED光源3的0°辐射方向在图1中垂直于光轴100。通常，LED光源也朝反射器倾斜、即0°辐射方向也朝反射器倾斜。
短焦距光分布(例如近光分布)的特征是：如同对于本领域技术人员所熟知的那样，相对多的光被辐射到在水平线H-H上(图3)的区域中并且尤其在水平线下方的区域中，其中短焦距光分布在一定角度区域上向下朝车辆延伸。
发光二极管的辐射特性在图4中示例性地示出。典型的特征是近似半球形的辐射特性，其在0°辐射方向上具有相对多的辐射光并且随着角度增大辐射光的量急剧减少。图4示出作为辐射角的函数的相对射束强度。这两个最大值对于专门的、经常使用的发光二极管是特定的，但对于本发明更引人注意的首先是0°辐射方向周围的对称辐射行为并且尤其是作为增大的辐射角的函数的显著强度减小。
发光二极管的辐射特性结合发光二极管相对于反射器的上述布置导致：由一个或多个发光二极管在光射出方向上辐射的光不再能够通过反射器用于产生短焦距光分布，或者因为该光直接从模块中射出而不撞击在反射器上，或者在不再能够有意义地使用光的区域中到达反射器。
图1示出例如光束20，光束20在没有根据本发明的措施下将作为未被使用地从光模块中射出的光射束20"'。
如果没有通过未使用的光产生干扰光，则该光损耗基本上不成问题(当然，光学***的效率减小，这是因为光保持未被使用)，并且因为无论如何仅仅还有少量的光来源于所述一个或多个发光二极管的辐射角的相关区域，所以这对于产生短焦距光分布30而言没多大意义。现在为了同样能够使用光射束(如示意性示出的光射束20、20"')，在光射出方向上在LED光源3之后设置遮光器4，遮光器4位于由LED光源3在光射出方向上发射的光20的至少一部分光的光路中。
遮光器4在其朝向LED光源3的侧4'上构造为反射光的。此外，相对于反射器2和LED光源3如此布置遮光器4，使得由LED光源3发射并且在遮光器4上反射的光20'、21'反射到反射器2上并且从那里辐射到外部空间中，其中由反射器2辐射的光射束20''、21''构成附加光分布31'，附加光分布31'在光像中至少部分地位于所定义的基本光分布30'下方或在基本光分布的一个或多个区域中，优选地位于所定义的基本光分布30'的下部区域中。
该反射特征和/或反射器的反射特征优选通过遮光器的涂层和/或具有反射层的反射器的涂层产生，或通过使用高抛光材料来产生遮光器和/或反射器。
在图3中示出通过这种方式形成的附加光分布，该附加光分布在下部区域中连接到主光分布或基本光分布。
术语“光射出方向”涉及从LED模块出来的光束的光射出方向，而不涉及从LED光源出来的光射出方向；“光射出方向”近似相应于LED模块的光轴100的方向。
通过在光路中在LED光源之后使用遮光器4，可能的是，由LED光源发射的光（其例如因为其在无挡板的情况下会直接从光模块中射出或会由反射器辐射到超出基本光分布的法律上允许的明暗界限的区域中而不能被用于产生基本光分布）通过遮光器上的反射辐射到反射器的区域中，反射器将该光辐射到基本光分布下方的区域中或基本光分布的区域中，优选地辐射到基本光分布的下部区域中。
优选地，在此考虑到遮光器的布置和高度如此构造遮光器，使得仍然具有足够光强度的那些边缘射束10、11还可以直接从LED光源3到达反射器2，以便对基本光分布30'做贡献。其他的射束(例如已经具有过低强度的光射束20')被反射到遮光器4上并且从那里反射到反射器2上并且然后能够首先用于前场的照明，在该前场中较小的光强度就足够了。
如何布置遮光器4以便限定边缘射束10还取决于所使用的发光二极管或LED光源的辐射特性和/或所使用的反射器。
图中所示的遮光器4在其朝向LED光源3的侧4'上在整个面上构造为反射性的，并且遮光器4在反射器3的整个宽度上延伸(图2)。
在此，如图2中所示，遮光器4可以构造成横向于反射器3笔直走向，但也可以构造成朝反射器3弯曲(未示出)。在此，所示的笔直遮光器4垂直于光轴100。
在本发明的示例性变型方案中，如所示那样，基本光分布30'是短焦距光分布，例如近光分布(在示例中没有不对称部分)。
在本发明的示例性变型方案中，例如当基本光分布是短焦距光分布(如近光分布)时，则附加光分布31'构成前场光分布。
图3分别还进一步示出单个灯丝像30(由光源和反射器的区域产生，也就是说，光源在确定的反射器区域上的成像)，和灯丝像31(由光源、反射器的区域和遮光器产生，也就是说，通过遮光器反射到确定的反射器区域的光源的成像)。
最后，为了获得均匀的整体光分布，如图3所示，当基本光分布30'和附加光分布31'在过渡区域中彼此重叠或至少直接彼此邻接时是有利的。
借助本发明可能的是，借助少量的前场照明产生基本光分布，例如近光分布。然后，通过遮光器可以产生附加的前场照明。
借助本发明，可以借助与传统***相比相同强度的LED光源产生具有较大前场的合法的光分布或可以借助较弱的LED光源产生合法的光分布。
根据本发明的探照灯或光模块能够满足各种规定和法律上的规章的法律章程，例如ECE和SAE。

Claims (18)

1. 一种用于机动车或者用于机动车的探照灯的LED光模块(1)，其中所述LED光模块(1)具有至少一个LED光源(3)，所述至少一个LED光源包括至少一个发光二极管，并且其中由所述至少一个LED光源(3)发射的光(10,11)通过至少一个反射器(2)发射到位于机动车前的区域中，其中通过所述反射器(2)发射的光(10',11')构成所定义的基本光分布(30')，
其特征在于，在光射出方向上在所述至少一个LED光源(3)之后设置至少一个遮光器(4)，所述至少一个遮光器(4)位于由所述至少一个LED光源(3)在光射出方向上发射的光(20)的至少一部分光的光路中，
其中所述至少一个遮光器(4)构造成在其朝向所述至少一个LED光源(3)的侧(4')上至少局部地反射光，并且
其中所述至少一个遮光器(4)相对于所述至少一个反射器(2)和所述至少一个LED光源(3)如此布置，使得由所述至少一个LED光源(3)发射的并且在所述至少一个遮光器(4)上反射的光(20',21')反射到所述至少一个反射器(2)上并且从那里辐射到外部空间中，其中由所述至少一个反射器(2)辐射的光射束(20",21")构成附加光分布(31')，所述附加光分布(31')在光像中至少部分地位于所定义的基本光分布(30')下方或位于所述基本光分布的一个或多个区域中，优选位于所定义的基本光分布(30')的下部区域中。
2. 根据权利要求1所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个遮光器(4)构造成在其朝向所述至少一个LED光源(3)的侧(4')上、在其整个面上为反射性的。
3. 根据权利要求1或2所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个遮光器(4)在所述反射器(3)的整个宽度上延伸。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个遮光器(4)构造成横向于所述反射器(3)笔直走向或朝所述反射器(3)弯曲。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的LED光模块，其特征在于，设置恰好一个遮光器(4)。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个LED光源(3)的所述一个或多个发光二极管位于包含所述LED光模块(1)的所述光轴(100)的水平面上。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个LED光源(3)的零度辐射角(0°)相对于所述光轴(100)成90°的角度倾斜或相对于所述光轴(100)成小于90°的角度倾斜并且与所述光射出方向相反。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个LED光源(3)的所述一个或多个发光二极管布置在所述反射器(2)的焦点中或沿着和/或横向于、平行于所述反射器(2)的焦点的区域中所述光轴(100)的水平面布置或布置在所述水平面中，其中所述水平面所述光轴(100)。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的LED光模块，其特征在于，所述至少一个遮光器(4)垂直于所述光轴(100)。
10. 根据权利要求1至8中任一项所述的LED模块，其特征在于，所述至少一个遮光器相对于所述光轴(100)成小于90°的角度倾斜，与所述光射出方向相反或在所述光射出方向上。
11. 根据权利要求1至8中任一项所述的LED模块，其特征在于，所述至少一个遮光器在所述至少一个LED光源的光路上可运动，其中所述至少一个遮光器优选可围绕偏转轴偏转，所述偏转轴优选与包含所述光轴的水平面平行。
12. 根据权利要求11所述的LED模块，其特征在于，所述偏转轴垂直于所述光轴。
13. 根据权利要求11或12所述的LED模块，其特征在于，所述偏转轴位于包含所述光轴的水平面中。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的LED模块，其特征在于，所述基本光分布(30')是短焦距光分布，例如近光分布。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的LED模块，其特征在于，所述附加光分布(31')构成前场光分布。
16. 根据权利要求1至15中任一项所述的LED模块，其特征在于，所述基本光分布(30')和所述附加光分布(31')在过渡区域中彼此重叠或至少直接彼此邻接。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的LED模块，其特征在于，所述至少一个遮光器(4)在其朝向所述至少一个LED光源(3)的侧(4')上至少局部地、优选在整个面上具有增加由所述至少一个遮光器的所述侧(4')反射的光的均匀性的结构，其中所述结构例如存在于所述至少一个遮光器(4)的所述侧(4')的凹槽和/或斜面和/或凸起和/或颗粒中。
18. 机动车探照灯，其具有一个或多个根据权利要求1至17中任一项所述的LED模块。
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