CN109073185A - 用于车辆的前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的前照灯，包括激光模块，所述激光模块包含用于发射激光束的激光源和用于将激光束成形为预定的光分布的光学单元，其中，所述光学单元具有主光学设备，以用于在中间图像平面中成像中间图像，光学单元具有在中间图像平面中设置的换向设备，所述换向设备包括分界边缘，借助所述分界边缘，激光束的光部分沿光路朝聚集设备的方向换向，借助所述聚集设备，所述光部分在形成明/暗界限的情况下换向成光分布。

Description

用于车辆的前照灯

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的前照灯，包括激光模块，所述激光模块包含用于发射激光束的激光源和用于将激光束成形为预定的光分布的光学单元。

背景技术

由DE 10 2012 220 472 A1已知用于车辆的前照灯，所述前照灯具有包括激光源的激光模块，所述激光源用于产生激光束。为了产生预定的光分布，设置包括转向反射器光学单元，借助所述转向反射器产生预定的光分布。因为借助转向反射器不可产生明/暗界限，所以激光模块可以只用于产生远光功能。然而值得期望的是，激光模块也可用于产生具有至少一个明/暗界限的光分布，例如近光分布或抗眩目的远光。

发明内容

因此本发明的任务是，这样进一步构成包括激光模块的用于车辆的前照灯，使得可产生设有明/暗界限、即足够大的照度强度梯度和或前区梯度的光分布。

为了解决该任务，本发明结合权利要求1的前序部分的特征在于，光学单元具有主光学设备，以用于在中间图像平面中成像中间图像，光学单元具有在中间图像平面中设置的换向设备，所述换向设备包括分界边缘，借助所述换向设备，激光束的一个光部分沿光路朝聚集设备的方向换向，借助所述聚集设备，所述光部分在形成明/暗界限的情况下换向成光分布。

本发明的特别的优点在于，能够以简单的方式产生具有明/暗界限的光分布。

本发明的一种优选的实施形式的优点在于，通过设置尤其是包括分界边缘的第一换向设备，可产生具有明/暗界限的光分布。光分布的明/暗界限具有这样的照明梯度，使得满足法律上的光学技术的要求。借助第二换向设备，可以使激光束的尤其是具有剩余光部分的另一个第二光部分这样换向，使得由此产生的第二部分光分布与由第一光部分产生的第一部分光分布重叠或叠合，从而一方面产生希望的明/暗界限并且另一方面可以实现尽可能高的照明强度。借助第二换向设备和/或借助第二聚集设备这样作用到第二光部分上，使得进行与第一光部分的优化的适配。因此可以提供激光源的有效率的光通量利用。

按照本发明的一种优选的实施形式，第一换向设备相对于第二换向设备沿激光源或前照灯的主发射方向错开地设置。通过这两个设备的不同的光转向，第一光部分和第二光部分沿不同的方向换向并且通过对应侧向设置的聚集设备进一步换向以使其在光分布中叠加。第一换向设备用于构成真正的明暗界限，因为其处于中间图像平面中，激光源的中间图像借助主光学设备成像到所述中间图像平面上。通过相对于第一换向设备沿轴向方向或沿光轴的方向错开设置的第二换向设备，可以进行剩余的第二光部分的换向或适配，目的是，一方面尽可能少的第二光部分丢失并且另一方面满足关于在明/暗界限上的对比度的要求。

按照本发明的一种进一步构成，第二换向设备和/或第二聚集设备这样构成，使得第二光部分关于第一光部分的分界边缘在中间图像平面中反射，从而在第一和第二部分光分布中的光强的上升沿相同的方向延伸。有利地可以由此构建具有明/暗界限的优化的光分布。

按照本发明的一种进一步构成，第一换向设备的分界边缘在中间图像平面中竖直和/或水平延伸，从而可以形成竖直的和/或水平的明暗界限。必要时竖直的并且水平的明/暗界限也可以组合，从而合成的光分布例如在270°的圆周角上延伸，其中四分之一圆空出。有利地可以由此满足各种用户特定的要求。

按照本发明的一种进一步构成，为了产生具有在左侧和右侧竖直的明暗界限的光分布，沿行驶方向看左边的前照灯设置有第一换向设备，所述第一换向设备具有第一分界边缘(例如沿行驶方向看在左边设置的分界边缘)，以用于形成光分布的左边的竖直的明/暗界限。附加地沿行驶方向看右边的前照灯设置有第一换向设备，所述第一换向设备包含第二分界边缘(例如沿行驶方向看在右边设置的分界边缘)，以用于形成光分布的右边的竖直的明/暗界限。

按照本发明的一种进一步构成，第一和/或第二换向设备围绕竖直的轴线和/或围绕水平的轴线可旋转或可翻转地支承地设置。以这种方式可以在使对向交通去眩光的情况下产生自适应的远光分布或通过水平的倾斜产生近光或高速公路光或进行照明距离调节。

本发明其他的优点由其他的从属权利要求得出。

附图说明

接着借助附图进一步解释本发明的实施例。

示出：

图1示出包括激光模块的前照灯的示意图，所述激光模块用于产生具有竖直的明/暗界限的光分布；

图2示出按照图1的激光模块的示意的侧视图；

图3示出第一换向设备的透视后视图；

图4示出第二换向设备的透视后视图；

图5示出具有竖直的明/暗界限的光分布的示意图；

图6示出激光模块的示意图，所述激光模块用于产生具有水平的和竖直的明/暗界限的270°光分布；

图7a示出代替半圆形的光分布的四分之一圆形的光分布的示图，其中，第二换向设备沟槽形地构成；

图7b示出压扁的半圆形的第二光部分的示图，其中，第二光换向设备不同地拱曲以及

图7c示出具有相应的水平的明/暗界限的第一光部分和第二光部分的组合以用于产生近光分布的示图。

具体实施方式

用于车辆的按照本发明的前照灯用于产生至少部分地具有明暗界限的预定的光分布、例如近光分布等。前照灯具有一个或多个激光模块1，所述激光模块分别一方面具有用于发射激光束3的激光源2并且另一方面具有用于将激光束3对应于预定的光分布成形的光学单元4。

激光源2例如具有用于发射在第一光谱范围中的激光、例如用于发射蓝色的激光的激光材料。此外，激光源2具有沿激光材料的发射方向设置在前面的转换元件，借助所述转换元件，由激光材料发射的激光部分地转变为第二光谱范围中的光(黄色的光)并且然后在与未转换的蓝色光的添加性混合的情况下作为白的激光束3发射。转换元件具有透射和/或在反射中被照射的发光材料、例如磷。

白的激光束3入射到光学单元4的主光学设备5上，所述主光学设备沿主发射方向H设置在激光模块1的激光源2前面。主光学设备5可以作为一件式或多件式的成像透镜或作为自由形状椭圆体或作为自由形状抛物面构成，借助所述成像透镜或自由形状椭圆体或自由形状抛物面，激光束3转向到中间图像平面6上，以用于产生由全圆形的光束形成的中间图像7。在中间图像平面6中设置第一换向设备8，所述第一换向设备例如可以作为45°转向镜或作为光闸转向镜构成。第一换向设备8的特点在于，其具有分界边缘9，所述分界边缘在进一步光成形之后导致明/暗界限。

第一换向设备8这样设置在中间图像平面6中，使得分界边缘9延伸通过中间图像7或激光斑点的最大光强的区域。根据本发明的按照图1至4的第一实施形式，分界边缘9沿竖直方向在中央延伸通过圆形的中间图像7，从而借助第一换向设备8，激光束3的第一光部分10基本上向下沿第一光路11朝第一聚集设备12的方向换向，在所述第一聚集设备上进行另一光换向、即基本上沿主发射方向H的光换向，以用于产生第一部分光分布13(在图1中以实线示出)，所述第一部分光分布具有竖直的明/暗界限14。第一聚集设备12可以例如作为包括优选至少一个反射器片的反射器或作为反光镜构成。

分界边缘9因此直线地并且优选沿竖直方向延伸，以便产生竖直的明暗界限14。备选地，分界边缘9也可以非直线地、例如弯曲地构成，以便产生拱曲的竖直的明/暗界限。通过倾斜的或斜置的或以锐角相对于竖直轴线延伸的分界边缘可以例如产生不对称的近光分布，其中，倾斜的分界边缘负责用于15度上升。分界边缘的形状预定明/暗界限的形状。

沿光轴15相对于第一换向设备8错开地设置第二换向设备8'，借助所述第二换向设备，激光束3的未被第一换向设备8获取的第二光部分10'沿第二光路11'朝第二聚集设备12'的方向换向。第二聚集设备12'例如作为包括优选至少一个反射器片的反射器或作为镜构成。第二换向设备8'这样构成，使得第二光部分10'在凹面镜焦点附近反射地入射到第二聚集设备12'上。借助第二聚集设备12'，第二光部分10'这样换向，使得产生第二部分光分布13'(在图1中以虚线示出)，所述第二部分光分布与第一部分光分布13叠加成预定的光分布。如由图1可看出的，第二部分光分布13'关于竖直的明/暗界限14设置在与第一部分光分布13相同的侧上，从而第二光部分10'作为剩余光部分导致在第一部分光分布13中的提高的照明强度。基于第二光部分10'关于竖直的线的反射，进行在第一和第二部分光分布13、13'中的光强沿相同的方向17的上升。第一部分光分布13或第二部分光分布13'的设置在靠近竖直的明/暗界限14的区域中的第一部分区域18具有比第一部分光分布13或第二部分光分布13'的第二部分区域19更大的光强或亮度，所述第二部分区域远离竖直的明/暗界限14地设置。

如由图4可看出的，第一换向设备8和/或第二换向设备8'这样构成，使得第二光部分10'关于垂直于主发射方向H延伸的投影平面相对于第一光部分10以锐角换向。该第一聚集设备12和第二聚集设备12'沿水平的方向并排设置。

为了产生在图5中示出的抗眩目的远光分布16，沿车辆的行驶方向左边的前照灯和沿车辆的行驶方向右边的前照灯具有不同定向的激光模块1。沿车辆的行驶方向左边的前照灯具有这样的第一换向设备8，其包括优选沿行驶方向看在左设置的分界边缘，以用于形成远光分布16的左边的部分区域16'的左边的竖直的明/暗界限14'。沿车辆的行驶方向右边的前照灯具有第一换向设备8，所述第一换向设备包括优选沿行驶方向看在右边设置的分界边缘，以用于形成远光分布16的右边的部分区域16"的右边的竖直的明/暗界限14"。在这里假定，在图1至4中示出的激光模块为了产生远光分布16的右边的部分区域16"在右边的前照灯中装入。在远光分布16的左边的部分区域16'和右边的部分区域16"之间设置所述远光分布的去眩光的区域，迎面来的或在前行驶的车辆50处于所述区域中。由此阻止对所述车辆50的眩目。未示出的控制设备这样作用到激光模块上，使得依赖于迎面来的或在前行驶的车辆50的相对于具有激光模块的车辆的当前的和/或相对的位置，去眩目的区域跟随或跟踪迎面来的或在前行驶的车辆50并且因此避免对所述车辆的眩目。

为了产生不同定位的竖直的明/暗界限14、14'，例如对于带有对向交通的去眩目的自适应的远光分布16，聚集设备12、12'围绕竖直的旋转轴线D_V可偏转地支承，其中，旋转轴线D_V延伸通过第一换向设备8。必要时整个激光模块1也可以或仅换向设备8、8'围绕竖直的旋转轴线D_V可偏转地支承。

备选地，聚集设备12和12'也可以彼此独立地围绕旋转轴线D_V转动，以便借此改变部分光分布13、13'的叠加。这也备选或附加地被设置用于换向设备8'。

按照根据图6的本发明的第二实施形式，激光模块21可以被设置用于产生光分布36，所述光分布具有竖直的明/暗界限34和水平的明/暗界限35。在图6中示意性示出激光模块21的构造。所述激光模块具有第一换向设备28，借助所述第一换向设备，四分之一圆形构成地第一光部分30朝第一聚集设备32的方向换向。第一换向设备28具有竖直的分界边缘29和水平的分界边缘29'，以用于形成之后通过第一聚集设备32成像的第一部分光分布33的竖直的明/暗界限34或水平的明/暗界限35(图6中的实线)。

沿主发射方向H在第一换向设备28前面设置第二换向设备28'，借助所述第二换向设备，激光束3的剩余的第二光部分30'朝第二聚集设备32'的方向换向。第二换向设备28'这样构成，使得进行点反射，从而在第二光部分30'在第二聚集设备32'上换向之后产生第二部分光分布33'，所述第二部分光分布与第一部分光分布33叠加成光分布34。叠加进行这样，使得这样形成的光分布34具有希望的光强变化。

有利地，可以因此产生具有(由于在分界边缘29'上的边缘圆角)不同的前区梯度和/或预定的高的照明强度梯度的不同的光分布。

如由图7a可看出的，第二换向设备28'和/或第二聚集设备32'也可以这样构成，使得代替270°部分光分布33'产生180°部分光分布33"。

所述实施例的相同的构件或构件功能设有相同的附图标记。

按照本发明的按照图7b的另一种备选的实施形式，第二换向设备28'和/或第二聚集设备32'也可以这样构成，使得产生压扁的第二部分光分布33”'。由此可以产生前区光分布37，其具有平缓的着陆点(Aufsetzpunkt)。按照第二换向设备28'或第二聚集设备32'的设计，可以进行关于光分配构件37的高度、宽度和强度分布的进一步适配。

按照本发明的按照图7c的另一种实施形式，可以产生具有水平的明/暗界限39的近光分布38，其中，光分布38通过第一部分光分布43和第二部分光分布43'的叠加产生。第一部分光分布43和第二部分光分布43'通过第一换向设备8、28或第二换向设备8'、28'或第一聚集设备12、32或第二聚集设备12'、32'的对应的变型产生。当负责光分布38的激光模块1围绕水平的旋转轴线可偏转地支承时，可以由此产生不同的光分布、例如高速公路光、具有自适应的明/暗界限的近光和/或至少一个竖直的明/暗界限，如果只负责部分光分布43'的光部分向上运动的话。借此能够光通有效地实现多功能的激光***。

附图标记列表

1 激光模块

2 激光源/转换器

3 激光束

4 光学单元

5 主光学设备

6 中间图像平面

7 激光束(输出束)

8' 第一和第二换向设备

9 分界边缘

10、10' 第一和第二光部分

11、11' 第一和第二光路

12、12' 第一和第二聚集设备

13、13' 第一和第二部分光分布

14、14'、14” 竖直的明/暗界限

15 光轴

16 光分布

17 方向

18 第一部分区域

19 第二部分区域

21 激光模块

28、28' 第一和第二换向设备

29、29' 分界边缘(竖直/水平(部分地倒圆))

30、30' 第一和第二光部分

32、32' 第一和第二聚集设备

33、33' 第一和第二部分光分布

34 竖直的明/暗界限

35 水平的明/暗界限

36 光分布

37 光分布

38 光分布

39 水平的明/暗界限

43、43' 第一和第二部分光分布

50 车辆

Claims (11)

1.用于车辆的前照灯，包括激光模块(1、21)，所述激光模块包含用于发射激光束(3)的激光源(2)和用于将激光束(3)成形为预定的光分布(16、36、37、38)的光学单元(4)，其特征在于，

-所述光学单元(4)具有主光学设备(5)，以用于在中间图像平面(6)中成像中间图像(7)，

-光学单元(4)具有在中间图像平面(6)中设置的换向设备(8、28)，所述换向设备包括分界边缘(9)，借助所述换向设备，激光束(3)的一个光部分(10、30)沿光路(11)朝聚集设备(12、32)的方向换向，借助所述聚集设备，所述光部分(10、30)在形成明/暗界限(14、14'、14”、39)的情况下换向成光分布(13、33)。

2.按照权利要求1所述的前照灯，其特征在于，

-所述光学单元(4)具有在中间图像平面(6)中设置的包括分界边缘(9)的第一换向设备(8、28)，借助所述第一换向设备，激光束(3)的第一光部分(10、30)沿第一光路(11)朝第一聚集设备(12、32)的方向换向，借助所述第一聚集设备，第一光部分(10、30)在形成明/暗界限(14、14'、14”、39)的情况下换向成第一部分光分布(13、33)，

-所述光学单元(4)具有第二换向设备(8'、28')，借助所述第二换向设备，激光束(3)的由第一换向设备(8、28)未换向的第二光部分(10'、30')沿第二光路(11')朝第二聚集设备(12'、32')的方向换向，借助所述第二聚集设备，第二光部分(10'、30')换向成第二部分光分布(13'、33')，使得第二部分光分布(13'、33')与第一部分光分布(13、33)叠加成光分布(16、36、37、38)。

3.按照权利要求1或2所述的前照灯，其特征在于，第一换向设备(8、28)和第二换向设备(8'、28')沿主发射方向(H)彼此错开地设置，并且第一换向设备(8、28)和第二换向设备(8'、28')构成为，使得第二光部分(10'、30')关于垂直于主发射方向(H)延伸的投影平面相对于第一光部分(10、30)以锐角换向。

4.按照权利要求1至3之一所述的前照灯，其特征在于，第二换向设备(8'、28')和/或第二聚集设备(12'、32')构成为，使得第二光部分(10'、30')关于第一光部分(10、30)的分界边缘(9)至少一次反射，从而在第一部分光分布(13、33)中的光强的上升与第二部分光分布(13'、33')的光强的上升沿相同的方向(17)延伸。

5.按照权利要求1至4之一所述的前照灯，其特征在于，所述分界边缘(9)竖直和/或水平延伸，以用于形成光分布(16)的竖直的和/或水平的明/暗界限(14'、14")。

6.按照权利要求1至5之一所述的前照灯，其特征在于，沿车辆的行驶方向左边的前照灯具有包括第一分界边缘(9)的第一换向设备(8、28)，所述第一分界边缘用于形成光分布(16)的左边的竖直的明/暗界限(14')，并且沿车辆的行驶方向右边的前照灯具有包括第二分界边缘(9)的第一换向设备(8、28)，所述第二分界边缘用于形成光分布(16)的右边的竖直的明/暗界限(14")。

7.按照权利要求1至6之一所述的前照灯，其特征在于，第一换向设备(8、28)和第二换向设备(8'、28')围绕竖直的轴线(D_V)和/或围绕水平的轴线可旋转地支承。

8.按照权利要求1至7之一所述的前照灯，其特征在于，主光学设备(5)具有透镜和/或自由形状椭圆体和/或自由形状抛物面。

9.按照权利要求1至8之一所述的前照灯，其特征在于，第一换向设备(8、28)构成为光闸转向镜并且第二换向设备(8'、28')构成为凹面镜。

10.按照权利要求1至9之一所述的前照灯，其特征在于，第一聚集设备(12、32)和/或第二聚集设备(12'、32')构成为反射器或构成为反光镜。

11.按照权利要求1至10之一所述的前照灯，其特征在于，激光源(2)具有发射激光的激光材料以及转换元件，其中，在第一光谱范围中由激光材料发射的激光至少部分地借助转换元件转换为第二光谱范围的激光，从而通过叠加第一和第二光谱范围，激光束(3)作为白光产生。