CN113195967B - 用于机动车前照灯的照明设备和机动车前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车前照灯和/或用于机动车尾灯和/或用于机动车行驶证信号灯的照明设备(1)，所述照明设备用于产生至少两个，尤其恰好两个光分布，或者用于产生至少两个，尤其恰好两个不同的光功能，其中所述照明设备(1)包括光学体(2)以及两个光源(30、40)，即第一光源(30)和第二光源(40)，尤其LED光源，其中所述光源(30,40)中的每个可与一个或多个另外的光源无关地***控，其中所述光学体(2)由光学上透明的材料形成，并且其中所述光学体(2)具有光耦合输入区域(10)和光出射面(11)，并且其中所述光源(30、40)的经由所述光耦合输入区域(10)馈入到所述光学体(2)中的光至少部分地经由所述光出射面(11)出射，其中所述光耦合输入区域(10)由中央的光耦合输入面(100)和侧面的侧耦合输入面(200)形成，其中所述中央的光耦合输入面(100)与所述光源(30、40)相对置，并且所述侧耦合输入面(200)连接到所述中央的光耦合输入面(100)上，使得在所述光学体(2)中形成凹部，所述光源(30、40)设置在所述凹部中或与所述凹部相对地设置，并且所述光源(30、40)将其光照射到所述凹部中，其中这两个光源(30、40)位于直线(G)上，所述直线在竖直方向(R)上伸展，所述竖直方向平行于竖直轴线(Z)伸展，并且其中，在竖直方向上观察，所述第一光源(30)位于所述第二光源(40)上方，并且其中所述光耦合输入区域(10)具有两个焦点(F1，F2)，其中所述光源中的一个光源(30)设置在所述焦点中的一个焦点(F1)中，而另一光源(40)设置在另一焦点(F2)中，其中所述光耦合输入区域(10)的侧耦合输入面(200)设计为，使得在沿着竖直方向(R)至少部分地或完全地位于第一水平平面(E1)上方的区域中，所述侧限界面(200)具有弯曲地构成的第一侧限界面部段(201)，所述第一光源(30)设置在所述第一水平平面中，并且在沿着竖直方向(R)至少部分地或完全地位于第二水平平面(E2)下方的区域中，所述侧限界面(200)具有弯曲地构成的第二侧限界面部段(202)，所述第二光源(40)设置在所述第二水平平面中，其中所述水平平面(E1,E2)是平行于与所述竖直轴线(Z)正交的并且包含所述光学轴线(X)的平面(X,Y)伸展的平面，并且其中这两个侧限界面部段(201、202)经由侧限界面连接部段(203、204)彼此连接，并且所述中央的光耦合输入面(10)如下构成：从每个侧限界面连接部段(203、204)开始，各一个中央耦合输入面(103、104)朝向另一侧限界面连接部段(204、203)延伸，其中所述中央耦合输入面(103、104)朝向彼此延伸并且通入共同的中央棱边(110)中；两个连接耦合输入面(101、102)在所述中央耦合输入面(103、104)的上方和下方延伸，所述连接耦合输入面将所述中央耦合输入面(103、104)与侧限界面部段(201、202)连接，并且其中所述中央耦合输入面(103、104)在水平剖平面中是凹状弯曲的，使得产生凹状的中央耦合输入面轮廓(103"、104")，所述水平剖平面是平行于与所述竖直轴线(Z)正交的并且包含所述光学轴线(X)的平面(X、Y)伸展的剖平面。

Description

用于机动车前照灯的照明设备和机动车前照灯
技术领域
本发明提出一种用于机动车前照灯和/或机动车尾灯和/或用于机动车的信号灯的照明设备，所述照明设备用于产生至少两个，尤其恰好两个光分布，或者用于产生至少两个，尤其恰好两个不同的光功能，其中照明设备包括光学体和两个光源，即第一光源和第二光源，尤其是LED光源，其中所述光源中的每一个都可与一个或多个另外的光源不相关地***控，其中光学体由光学上透明的材料形成，并且其中光学体具有光耦合输入区域和光出射面，并且其中光源的光经由光耦合输入区域馈入到光学体中，至少部分地经由光出射面射出，其中光耦合输入区域由中央的光耦合输入面和侧面的侧耦合输入面形成，其中中央的光耦合输入面与光源相对置，并且侧耦合输入面连接到中央的光耦合输入面上，使得在光学体中形成凹部，在所述凹部中或者在所述凹部对面设置有光源，并且光源将其光辐射到所述凹部中，其中这两个光源位于一条直线上，所述直线沿着竖直方向伸展，所述竖直方向平行于竖轴线伸展，并且其中，在竖直方向上观察，第一光源位于第二光源上方，并且其中光耦合输入区域具有两个焦点，其中所述光源之一设置在所述焦点之一上并且另一光源设置在另一焦点上。
本发明还涉及这样的照明设备，其中照明设备构成为机动车前照灯或机动车尾灯或用于机动车的信号灯。
本发明还涉及一种照明***，所述照明***构成为机动车前照灯或机动车尾灯或用于机动车的信号灯。
本发明还涉及一种包括至少一个照明设备和/或包括至少一个照明***的设备，其中所述设备是机动车前照灯或机动车尾灯或用于机动车的信号灯。
背景技术
上述光学体以所谓的准直器的形式是已知的。这种光学体或准直器具有反射和折射面，即光折射面。这种光学体或准直器通常也称为TIR透镜(TIR：“total internalreflection”，全内反射)或TIR光学体。除了术语TIR光学器件(体)外，术语CPC光学器件(体)(“Compound-Parabolic-Concentrator”，复合抛物面聚光器)也用于这种光学体(和下文所描述的光学体)，或者TIR光学器件是CPC光学器件，因为除了反射的尤其是全反射的、限界光学体的外面之外，中央区域，即光耦合输入区域，通常是经典的折射光的透镜边界面。
在车辆前照灯的发展中，所述设计发挥着越来越重要的作用。由于结构空间越来越有限，需要更紧凑的光学器件来满足法律上要求的光值。尤其地，如果需要多个光源来满足法律上的要求，所述光源通常是LED，那么具有如在上文中所描述的那样的传统的光学体的解决方案很快就会碰到其极限。
例如，从现有技术中已知，使用两个或更多个光学体来实现两个(或更多个)不同的光功能或光分布(或子光分布)，其中每个光学体具有与其自身相关联的光源。显然，这导致提高的结构空间需求；此外，由于不可避免地需要分开地设置光学体，观察者经常感受到不均匀的发光印象。
也存在如下装置，其中在光学体的光耦合输入区域中设置有两个或更多个光源。然而，这些解决方案在光学方面通常不是最佳的，因为光学体仅针对一个光源进行优化。
发明内容
目的是提出对这些问题的解决方案。
该目的通过开头描述的照明设备以如下方式实现：根据本发明，光耦合输入区域(10)的侧耦合输入面设计为，使得
-在竖直方向上至少部分地或完全位于第一水平平面上方的区域中，侧限界面具有弯曲地构成的第一侧限界面部段，在所述第一水平平面中设置有第一光源，并且
-在竖直方向上至少部分地或完全位于第二水平平面下方的区域中，侧限界面具有弯曲地构成的第二侧限界面部段，在所述第二水平平面中设置有第二光源
-其中水平平面是平行于与竖直轴线正交的并且包含光学轴线的平面伸展的平面，并且其中
-这两个侧限界面部段经由侧限界面连接部段彼此连接，
-并且中央的光耦合输入面如下构成：
ο从每个侧限界面连接部段开始，各一个中央耦合输入面朝向另一侧限界面连接部段延伸，其中中央耦合输入面朝向彼此延伸并且通入共同的中央棱边中。
ο两个连接耦合输入面在中央耦合输入面的上方和下方延伸，所述连接耦合输入面将中央耦合输入面与侧限界面部段连接，
ο并且其中中央耦合输入面在水平剖平面中凹状弯曲，使得产生凹状的中央耦合输入面轮廓，所述水平剖平面是平行于与竖直轴线正交的并且包含光学轴线的平面伸展的剖平面。
通过光学体的根据本发明的设计方案，变得可行的是，对于每个光源实现在光耦合输入区域中的焦点，使得来自分别设置在焦点中的光源中每个光源的光——假设是点光源——在远场中照射到一个点中，例如(在相应的定向中)照射到所谓的HV点中，所述点以已知的方式作为H-H线和V-V线的交点。分别真正地由每个光源形成的光分布由于相应的光源的真正地所提供的扩展而产生，其中照明强度的最大值在共同的点例如点HV中。
因此，在根据本发明的解决方案中，两个在空间上分离的光源，尤其是LED光源，能够将光馈入光学体中，并且每个光源的光在远场中，例如在测量屏幕上基本上照射相同的照明区域，或者这两个光源的照明区域是相同的，所述测量屏幕大约以25米的距离位于照明设备前方。
将“基本上相同的照明区域”理解为：最大区域，即不同的光分布的最大的照明强度的区域，位于光图像中的相同部位或相同区域上。光分布本身的形式优选相同或非常相似，但能够彼此不同，例如在颜色方面。
连接耦合输入面成形为，使得所述连接耦合输入面分别形成光源的焦点，使得从光源进入光学体的光被折射到共同的点，例如点HV中。如所描述的那样凹状地弯曲的、在空间上来看形成例如柱面透镜的中央耦合输入面成形为，使得对于位于其焦点中的光源中的每个光源而言，其照射到中央耦合输入面上的光线在进入光学体时被折射到HV点中。
邻接中央的光耦合输入面的侧限界面将光线朝向光学体的进行反射的，尤其进行全反射的外面折射，并且从所述外面处优选同样取向到到共同的点，例如HV点中。
在下文中应限定之前相关的所使用的术语。光学体或投影光学设备的光学轴线用X表示，这大致是来自光学体的光的主照射方向。通过“Z”限定正交于光学轴线X的竖直轴线。另一轴线“Y”横向于光学轴线X伸展，所述另一轴线与这两个另外的轴线X、Z正交。
轴线X、Z展开一个竖直平面，轴线X、Y展开一个水平平面。
当提及光线的沿着“竖直方向”的方向时，是指该光线在X、Z平面中的投影。当提及光线的沿着“水平方向”的方向时，是指该光线在X、Y平面中的投影。
通常，术语“水平”和“垂直”用于简化地表示关系；在机动车中的典型的安装情况下，所描述的轴线和平面实际上能够是水平的和竖直的。然而，也能够提出，照明设备或者在多个照明设备的情况下，一个或多个，尤其所有照明设备，相对于该位置旋转，例如X轴线能够向着参照系即地面向上倾斜或向下倾斜，或者所描述的X、Y、Z轴线体系通常能够旋转。由此本领域技术人员理解所使用的术语用于简化地描述并且在参照系即地面中不一定必须如此定向。平行于轴线Z伸展的一般的竖直方向R的空间定向分别跟随该旋转。
“第一竖直剖平面”是平行于与光学轴线X正交的并且包含竖直轴线Z的平面伸展的剖平面(即该平面由轴线Y、Z展开)。
“第二竖直剖平面”是平行于由光学轴线X和竖直轴线Z形成的平面伸展的剖平面。
“水平剖平面”是平行于与竖直轴线Z正交的并且包含光学轴线X的平面伸展的剖平面(即该平面由轴线X、Y展开)。
尤其提出，在第一竖直剖平面中侧限界面连接部段具有直线的连接部段轮廓的，所述第一竖直剖平面是平行于与光学轴线正交的并且包含竖直轴线的平面伸展的剖平面。
此外，能够提出，在水平剖平面中侧限界面连接部段具有凸状的连接段轮廓，所述水平剖平面是平行于与竖直轴线正交的并且包含光学轴线的平面伸展的剖平面。
此外能够提出，在第一竖直剖平面中侧限界面区段具有凹状弯曲的侧限界面部段轮廓，所述第一竖直剖平面是平行于与光学轴线正交的并且包含竖直轴线的平面伸展的剖平面。
优选地，侧限界面部段凸状地弯曲。在竖直剖面中，侧限界面部段(或在这些剖面中产生的轮廓)因此优选是凹状的，但所述面本身优选在空间中是凸状的。
例如，不同的所描述的面光滑地构成。
此外，优选提出，中央耦合输入面在竖直方向上直地构成，使得在第二竖直剖平面中产生直的中央耦合输入面轮廓，所述中央耦合输入面轮廓优选平行于共同的中央棱边伸展，所述第二竖直剖平面是平行于由光学轴线和竖直轴线形成的平面伸展的剖平面。
中央耦合输入面相应地构成为柱面透镜，其中柱面的高度平行于竖直轴线，因此具有对应于柱面透镜的折射特性。
此外，优选提出，所述连接耦合输入面中的每一个通过各一个连接棱边分成两个子连接耦合输入面。
尤其地，在此在竖直方向上观察，连接棱边与中央棱边在相同的方向中伸展。
例如，连接棱边在第二竖直剖平面中凹状弯曲地构成。
在此，所述子连接耦合输入面中的每一个都能够凹状弯曲地构成。
尤其优选地，光耦合输入区域和/或光学体关于由光学轴线和水平轴形成的平面和/或关于由光学轴线和竖直轴线形成的竖直剖平面对称。
在此，光学体的光学轴线尤其在光源之间对称地伸展。
以这种方式，能够通过这两个光源产生两个尽可能相同的照明区域或光分布。
此外，能够提出，中央棱边在连接点处连接到连接棱边上，并且其中优选地，各一个焦点位于焦点直线上，其中焦点直线穿过连接点并且平行于光学轴线。
能够提出，第一焦点距其连接点的距离与第二焦点距其连接点的距离相同。
例如，光耦合输入区域经由外罩面与光出射面连接。
在此有利的是，外罩面在连接到侧限界面连接部段上的区域中在竖直方向上直地构成。
在空间上来看，这些侧限界面和外罩面通常向外弯曲。在光学体中传播并且照射到该外罩面上的光优选被反射，尤其全反射，并且优选取向到点HV中。如此产生的光束，尤其平行光线束，因此优选如在光耦合输入区域的中央区域中被折射的那些光线一样散开。
尤其提出，光源分别包括至少一个发光二极管或由发光二极管构成。
优选地，每个光源具有主照射方向，并且尤其提出，光源的主照射方向平行于光学体的光学轴线伸展。例如，光源尤其是LED的主照射方向平行于相应的焦点直线并且尤其与其重合。
此外，开头提出的目的通过一种照明***实现，所述照明***包括上述照明设备以及光引导体，来自照明设备的光学体的光能够耦合到所述光引导体中，并且所述光经由光引导光学器件出射面从光引导体射出以形成一个、两个或更多个光分布。
优选提出，光引导光学器件出射面具有柱面透镜，所述柱面透镜优选在光引导体的竖直轴线的方向上伸展。
能够提出，光引导体的光学轴线和照明设备的光学体的光学轴线不重合，并且尤其是相对彼此旋转一个角度。
此外能够提出，在竖直平面中的投影中观察，光学体的竖直轴线和光引导体的竖直轴线彼此平行地伸展或彼此不平行地伸展。
本发明还涉及一种机动车前照灯，所述机动车前照灯包括至少一个上述照明设备和/或至少一个上述照明***。
借助于本发明，通过一个光学体利用两个光源产生两个光分布，所述光分布基本上相同或具有基本上相同的照明区域。在此是光分布基本上相同还是仅照明区域基本上相同也与所使用的光源相关。
例如，在具有不同颜色(例如白色和黄色)的相同类型的发光二极管的情况下，发光二极管的照射特性是相同的，使得通过根据本发明的光学体产生基本上相同的照明区域本发明，并且测量值(如照明强度)基本上相同。因此光分布是相同的，但是生成的光图像在颜色方面不同。
在相同颜色的相同类型的发光二极管中产生基本上相同的光分布(相同的照明区域、相同的测量值、相同的颜色)，所述光分布关于其颜色也一致，使得光图像也是相同的。
在使用两个不同强度的发光二极管时，照明区域基本上相同，但光分布的测量值随着LED的强度缩放，使得在此如下光分布不相同。
附图说明
在下文中，根据附图详细地讨论本发明。在所述附图中示出：
图1示出根据现有技术的具有两个光源的具有光学体的照明设备，所述光学体尤其是准直器，
图2示出通过图1中的光学体产生的两个光分布，
图3在从后方观察的立体视图中示出根据本发明的照明设备，
图4示出图3中的照明设备，所述照明设备具有“被取下的”光源以更好地观察光耦合输入区域，
图5在细节视图中示出图3中的没有光源的照明设备，
图6再次示出从另一方向观察的照明设备，
图7示出照明设备的后视图或不同的第一竖直剖平面到共同的第一竖直平面中的投影，
图8示出沿着图7中A-A线的剖面，
图9示出沿着图7中B0-B0线的剖面，
图10示出沿着图7中B1-B1线的剖面，
图11示意性地示出通过根据本发明的照明设备产生的第一光源的第一光分布，
图12示意性地示出通过根据本发明的照明设备产生的第二光源的第二光分布，
图13示意性地示出图11和12中的第一和第二光分布的叠加，
图14示意性地示出图11和12中的第一和第二光分布在穿过具有例如呈柱面透镜的形式的光学结构的光出射面之后的叠加，
图15示出具有根据本发明的照明设备的照明***，所述照明***具有在光出射方向连接在上游的光引导光学器件，
图16在另一立体视图中示出图15的照明***，
图17以光引导光学器件的光引导光学器件出射面和照明设备的光学体在竖直平面中的投影示出图15和16的照明***，
图17以光引导光学器件的光引导光学器件出射面和照明设备的光学体在竖直平面中的投影示出图15和16的照明***，
图18示出以光引导光学器件的光引导光学器件出射面和照明设备的光学体在竖直平面中的投影中示出另一照明***，并且
图19在立体视图中示出光引导光学器件出射面。
具体实施方式
图1示出由现有技术已知的围绕光学轴线X旋转对称的光学体，尤其光学体1000。光学体1000是由光学上透明的材料构成的实心体。两个LED光源1002、1003位于光学体1000的光耦合输入区域1001中。
通常，在本文中表述“光耦合输入区域中的光源/焦点”是指光源/焦点实际上设置在凹部内，所述凹部构成在光学体中的光耦合输入区域，但也能够提出，光源/焦点(略微)位于凹部之外，从光源离开的光。
由光源1002、1003发射的光经由光耦合输入区域1001进入光学体1000中，在此被折射，并且在该光学体中直接传播或者在光学体1000的尤其全反射的侧面1004上反射后传播并且经由光出射面1005离开。
在这种光学体1000的情况下，光耦合输入区域1001的焦点通常在光学轴线X上，使得这两个光源1002、1003不位于焦点中。相应地，如图2示意性示出的那样，这两个光源1002、1003照射不同的区域并且形成不同的光分布LV1002、LV1003，其中非重合区域MAX1002、MAX1003的照明强度最大。
在下文中，根据图3至10详细阐述根据本发明的照明设备，借助于所述照明设备能够减轻或消除现有技术的缺点。在此在下文中假设照明设备本身定向为，使得所述照明设备产生在紧接着的光图像中示出的并且在文本中描述的光图像。原则上，照明设备本身也能够不同地定向(并且然后使其光取向到不同于在下文中所描述的点HV的点中)；这种情况在下面以图15开始详细探讨。
图3和图4一般性地示出用于机动车前照灯的根据本发明的照明设备1，所述照明设备用于产生两个光分布，具有光学体2以及两个光源30、40。所使用的坐标系在开始时已经讨论并且在此不再详述。
光源30、40优选是发光二极管(LED)，所述光源尤其具有平坦的光照射面。光源的主照射方向，尤其LED的光照射面上的法向矢量，优选彼此平行并且平行于光学体2的光学轴线X。
光学体2由光学上透明的材料形成并且具有光耦合输入区域10和光出射面11。光源30、40的经由光耦合输入区域10馈入到光学体2中的光至少部分地、优选完全地经由光出射面11射出。
光耦合输入区域10由中央的光耦合输入面100和侧面的侧耦合输入面200形成，其中中央的光耦合输入面100直接与光源30、40相对置，使得光源30、40的法向矢量穿过中央的光耦合输入面100。
侧耦合输入面200连接到中央的光耦合输入面100上，使得在光学体2中形成凹部，光源30、40设置在凹部中或与凹部相对地设置，并且光源30、40将其光照射到所述凹部中。
这两个光源30、40位于共同的直线G上，所述直线沿着竖直方向R伸展，所述竖直方向平行于竖直轴线Z伸展。在竖直方向上观察，第一光源30位于第二光源40上方。
光耦合输入区域10具有两个焦点F1、F2(或形成所述焦点)，其中一个光源30设置在所述焦点中的一个焦点F1(第一焦点)中，而另一光源40设置在另一焦点F2中(第二个焦点)。焦点F1、F2在此能够位于凹部内或外。
例如，从现有技术中已知，使用两个或更多个光学体来实现两个(或更多个)不同的光功能或光分布(或部分光分布)，其中每个光学体具有其自身相关联的光源。显然，这导致提高的结构空间需求，此外由于不可避免地需要分开地设置光学体，经常产生不均匀性。
光学体2现在具有以下构造：
光耦合输入区域10的侧耦合输入面200设计为，使得在沿着竖直方向R至少部分地或完全地位于第一水平平面E1之上的区域中，侧限界面200具有弯曲地构成的第一侧限界面部段201，在所述第一水平平面中设置有第一光源30，并且在沿着竖直方向R至少部分地或完全地位于第二水平平面E2下方的区域中，侧限界面200具有弯曲地构成的第二侧限界面部段202，在所述第二水平平面中设置有第二光源40。
术语“上方”和“下方”可再次在开头描述的坐标系中观察。在照明设备的真正旋转地设置的情况下，同样如开头所提到的那样，上部和下部当然也能够侧向放置或颠倒。
水平平面E1、E2是平行于X、Y平面伸展的平面，竖直轴线Z与其正交。
这两个侧限界面部段201、202经由侧限界面连接部段203、204彼此连接。
中央的光耦合输入面10如下构成：从每个侧限界面连接部段203、204开始，各一个中央耦合输入面103、104朝向另一侧限界面连接部段204、203延伸，其中中央耦合输入面103、104朝向彼此延伸并且通入共同的中央棱边110中。两个连接耦合输入面101、102在中央耦合输入面103、104的上方和下方延伸，所述连接耦合输入面将中央耦合输入面103、104与侧限界面部段201、202连接。
中央光耦合输入面103、104在水平剖平面中是凹状弯曲的，所述水平剖平面是平行于X、Y平面伸展的剖平面，竖直轴线Z与其正交，使得产生凹状的中央耦合输入面轮廓103”、104”，参见图8。(观察点在此例如是焦点周围的区域，例如图8中的焦点F2。)
连接耦合输入面101、102成形为，使得其分别形成光源的焦点，以至于在如下条件下来自光源30、40的进入光学体2的光在光图像中折射到共同的点例如点HV中：优选假设存在平坦的光出射面11，光学轴线X与其正交。然而，光出射面也能够弯曲地构成，并且然后作用为形成光分布的另外的透镜限界面；这也适用于本发明的最一般的关系和范围，并且不限于在附图中描述的实施方式。在空间上观察例如形成柱面透镜的如所描述的那样凹状弯曲的中央耦合输入面103、104成形为，使得对于位于其焦点中的光源中的每个光源而言，其照射到中央耦合输入面上光线在进入光学体时被折射到HV点中。
关于术语“凹状”和“凸状”，例如遵循下述内容：如果在剖平面中观察贯穿体部的剖面，那么当切割曲线的两个端点的连接线位于体部外时我们将在该剖平面中限界体部的切割曲线描述为凹状；如果连接线在光学体内延伸，那么切割曲线为凸状。
这在空间中类似地适用——如果所观察的面上的点的平坦的连接面位于体部外部，那么所观察的面为凹状，如果平坦的连接面位于体部内部，那么所观察的面为凸状。
邻接中央的光耦合输入面的侧限界面朝向进行反射的、尤其进行全反射的外面501a、501b、502a、502b、503、504折射光线，也就是说，朝向光学体的外罩面500折射光线，并且优选从所述外面优选同样取向到共同的点，例如点HV中。这些形成该外罩500的外面相应地成形。
侧限界面连接部段203、204在第一竖直剖平面中具有直线的连接段轮廓203'、204'，参见图7。
在水平剖平面中，侧限界面连接部段203、204具有凸状的连接段轮廓203”、204”，例如参见图8。
在第一竖直剖平面中，侧限界面部段201、202具有凹状弯曲的侧限界面部段轮廓201'、202'，如能够从图7中所看到的那样。
侧限界面部段201、202是凸状弯曲的，例如参见图9中的凸状轮廓201”、202”。由此，在竖直剖平面(图7)中，侧限界面部段(或在这些剖面中产生的轮廓)是凹状的，但其面本身在空间中凸状地构成。
也就是说，面201、202在空间上观察向外，即朝向相应的光源拱起，即是凸状的。
优选地，至少光耦合输入区域的所有迄今描述的和仍将要描述的面都光滑地构成。通过这种有利的设计方案，在光耦合输入区域的每个点中限定面法线，使得根据斯内利乌斯折射定律的光折射与透明材料的折射率相关地进行。
中央耦合输入面103、104在竖直方向Z、R中直地构成，使得在第二竖直剖平面中产生直的中央耦合输入面轮廓103'、104'，所述中央耦合输入面轮廓优选平行于共同的中央棱边110伸展(参见图10)。中央耦合输入面103、104相应地构成为柱面透镜，其中柱面的高度平行于竖直轴线Z，因此具有对应于柱面透镜的折射特性。
所述连接耦合输入面101、102中的每一个通过各一个连接棱边120、130分成两个子连接耦合输入面101a、101b、102a、102b。尤其地，在竖直方向上观察，连接棱边120、130在此与中央棱边110在相同的方向上伸展，即中央棱边110在竖直方向R上即平行于Z轴线(参见图7)伸展。
连接棱边120、130在此在第二竖直剖平面中凹状弯曲地构成。在此，所述子连接耦合入面101a、101b、102a、102b中的每一个都能够凹状弯曲的，使得如图10所示出的那样，子连接耦合入面101a、101b、102a、102b远离相应的焦点拱起。
从附图中所看到的那样，光耦合输入面10并且尤其还有光学体2的光耦合输入面关于X、Y平面并且关于X、Z平面对称。光学体2的光学轴线X在光源之间对称地伸展。
以这种方式，能够通过这两个光源产生两个尽可能相同的照明区域或光分布。
中央棱边110分别在连接点P1、P2中连接到连接棱边120、130上，焦点F1、F2分别位于焦点直线FG1、FG2上(图6)，其中每个焦点直线FG1、FG2伸展穿过连接点P1、P2并且平行于光学轴线X。第一焦点F1距其连接点P1的距离a1与第二焦点F2距其连接点P2的距离a2相同。
如上所述，光学体2的光耦合输入区域10经由外罩面500与光出射面11连接。在此，外罩面500在连接到侧限界面连接部段203、204上的区域503、504中在竖直方向R上直地构成。
在空间上观察，这些侧限界面和外罩面一般向外弯曲。在光学体中传播并且照射到该外罩面上的光优选被反射，尤其全反射，并且优选取向到点HV中。如此产生的光束，尤其平行光线束，因此优选如在光耦合输入区域的中央区域中被折射的光线那样散开。
关于在此在图8至10中示出的在点HV上会聚的光线，应注意的是，该点位于远场中，例如以25米位于测量屏幕上，使得出射的光束真实地代表平行射束。
图11现在示出照明区域或光分布LV-FRA，其最大值MAX-FRA位于点HV中。例如，为此使用第一光源30，其发射橙色光(根据标准，提及颜色“琥珀”(＝琥珀色))，以便产生行驶方向指示器的光分布。
由于光学体的对称性，光分布LV-FRA与线VV对称，然而，因为光源30不在光学轴线X上，而是在其上方(或在X、Y平面上方)，所以光分布相对于H-H线不对称，而是略微卵形地设计。
图12示出借助于第二光源40产生的光分布LV-TFL，例如日间行驶光分布。最大值MAX-TFL再次位于点HV中，光分布LV-TFL相对于线V-V对称，但相对于线H-H不对称。
然而，图12中的围绕线H-H成镜像的光分布LV-TFL照射与在图11中所示出的相同的区域；在光源相同时，成镜像的光分布也与图11中的光分布相同。
通过光学体的根据本发明的设计方案变得可行的是，对于所述光源中的每一个实现在光耦合输入区域中的焦点，使得来自分别设置在焦点中的光源中的每个光源的光——假设点光源——在远场中照射到一个点中，例如(在相应的定向中)照射到所谓的HV点中，所述点以已知的方式作为H-H线和V-V线的交点产生。分别真正地由每个光源形成的光分布由于相应的光源的真正地所提供的扩展而产生，其中照明强度的最大值在共同的点例如点HV中。
因此，在根据本发明的解决方案中，两个在空间上分离的光源，尤其LED光源，能够将光馈入光学体中，并且每个光源的光在远场中，例如在测量屏幕上基本上照射相同的照明区域，或者这两个光源的照明区域是相同的，所述测量屏幕大约以25米的距离位于照明设备前方。
图13最后仍示出图12中的照明区域或光分布的叠加。
上述考虑基于如下：照明设备1或多或少直接产生光分布并且如所描述的那样定向为，使得点HV被照亮。
然而，例如出于设计原因，可能期望机动车中的光源不能沿着前进方向定向，而是沿着另一方向定向或必须沿着另一方向定向。在这种情况下，照明设备如上所述不照亮点HV而是通过这两个光源照亮另一点。
然而，通常期望如所描述的那样照亮点HV。为了在上述边界条件下仍然能够实现这一点，例如在照明设备1上游连接光引导光学器件700，所述光引导光学器件又具有光引导光学器件出射面701。照明设备1和光引导光学器件出射面700共同形成照明***800。
从光学体2的光出射面11射出的光射入光引导光学器件700中，在其中传播并且经由光引导光学器件出射面701出射，以形成所期望的光分布。
光引导光学器件700优选再次是透明且引导光的实心体，并且优选地，射到其侧面上的、在光引导体700中传播的光被全反射。
尤其有利的是，光学体2和光引导体700彼此一件式地并且由相同的材料形成，即形成一个体部。在这种情况下，照明设备2的光出射面11不是真正的边界面，而仅是照明设备2的假想的闭合面。
光引导体700具有光学轴线X1，所述光学轴线通常不与照明设备1的光学体2的光学轴线X重合。相应地，点HV仅通过光引导体700的协作被照亮；照明设备1单独照亮另一点，或者根据定向完全不将光照射到装入所述照明设备的机动车前方的测量屏幕上。
如已经提到的那样，光引导体700具有光学轴线X1、竖直轴线Z1和水平轴线Y1(开始提到的规定再次适用于这些相互正交的轴线)。光引导光学器件出射面701优选具有光学结构，尤其柱面透镜702，所述柱面透镜在宽度上，即水平地扩张从光引导光学器件出射面701出射的光。为此，所述柱面透镜702的高度优选平行于竖直轴线Z1延伸，如在图19中所表明的那样。
如示出光引导光学器件出射面701和光学体2在竖直平面中的投影的图17和18此时所示出的那样，照明设备2的竖直轴线Z和光引导光学器件出射面701的竖直轴线Z1——与光学轴线X和X1彼此间的定向无关——平行地伸展(参见图17)，或者在竖直平面中彼此旋转(图18)。
通过柱面透镜结构，能够在特定的方向上控制出射光束的扩展。
返回到图14，其示出重新借助于如上所述的照明***800产生的这种叠加的光分布。在此，再次类似于在图11至13中的视图，点HV分别被照亮，此时区别在于，光分布LV-FRA、LV-TRA或相应的照明区域水平地通过照明***800的柱面透镜加宽。
在本发明中，一般能够实现光功能或相应的光分布的例如如下组合：
1.光源，尤其LED，所述光源具有不同的颜色：
-第一光源30产生行驶方向指示器，并且
-第二光源40产生日间行车光并且可选地产生位置光
或者
-第一光源30产生尾灯，并且
-第二光源40产生倒车光。
2.光源，尤其LED，所述光源具有相同的颜色：
-第一光源30产生位置光，并且
-第二光源40产生日间行车光，
或者
-第一光源30产生尾灯，并且
-第二光源40产生刹车灯。
3.光源，尤其LED，所述光源具有相同的颜色：
-这两个光源30、40分别产生远光点，由此使照明强度加倍。
如果根据本发明的照明设备或照明***的多个光出射面并排设置，那么行驶方向指示器也能够在行车灯模式中运行。

Claims (32)

1.一种用于机动车前照灯和/或用于机动车尾灯和/或用于机动车行驶证信号灯的照明设备(1)，所述照明设备用于产生：
至少两个光分布，或者用于产生至少两个不同的光功能，
其中所述照明设备(1)包括光学体(2)以及两个光源(30、40)，即第一光源(30)和第二光源(40)，其中所述光源(30,40)中的每个光源能够与一个或多个另外的光源无关地***控，
其中所述光学体(2)由光学上透明的材料形成，
并且其中所述光学体(2)具有光耦合输入区域(10)和光出射面(11)，
并且其中所述光源(30、40)的经由所述光耦合输入区域(10)馈入到所述光学体(2)中的光至少部分地经由所述光出射面(11)射出，
其中所述光耦合输入区域(10)由中央的光耦合输入面(100)和侧面的侧耦合输入面(200)形成，
其中所述中央的光耦合输入面(100)与所述光源(30、40)相对置，
并且所述侧耦合输入面(200)连接到所述中央的光耦合输入面(100)上，使得在所述光学体(2)中形成凹部，所述光源(30、40)设置在所述凹部中或与所述凹部相对地设置，并且所述光源(30、40)将其光照射到所述凹部中，
其中这两个光源(30、40)位于直线(G)上，所述直线在竖直方向(R)上伸展，所述竖直方向平行于竖直轴线(Z)伸展，
并且其中，在竖直方向上观察，所述第一光源(30)位于所述第二光源(40)上方，
并且其中所述光耦合输入区域(10)具有两个焦点(F1，F2)，其中所述光源中的一个光源(30)设置在所述焦点中的一个焦点(F1)中，而另一光源(40)设置在另一焦点(F2)中，
其特征在于，
所述光耦合输入区域(10)的侧耦合输入面(200)设计为，使得
-在沿着竖直方向(R)至少部分地或完全地位于第一水平平面(E1)上方的区域中，所述侧耦合输入面(200)具有弯曲地构成的第一侧限界面部段(201)，所述第一光源(30)设置在所述第一水平平面中，并且
-在沿着竖直方向(R)至少部分地或完全地位于第二水平平面(E2)下方的区域中，所述侧耦合输入面(200)具有弯曲地构成的第二侧限界面部段(202)，所述第二光源(40)设置在所述第二水平平面中，
-其中所述水平平面(E1,E2)是平行于与所述竖直轴线(Z)正交的并且包含光学轴线(X)的平面(X,Y)伸展的平面，并且其中
-这两个侧限界面部段(201、202)经由侧限界面连接部段(203、204)彼此连接，
-并且所述中央的光耦合输入面(100)如下构成：
°从每个侧限界面连接部段(203、204)开始，各一个中央耦合输入面(103、104)朝向另一侧限界面连接部段(204、203)延伸，其中所述中央耦合输入面(103、104)朝向彼此延伸并且通入共同的中央棱边(110)中；
°两个连接耦合输入面(101、102)在所述中央耦合输入面(103、104)的上方和下方延伸，所述连接耦合输入面将所述中央耦合输入面(103、104)与所述侧限界面部段(201、202)连接，
°并且其中所述中央耦合输入面(103、104)在水平剖平面中是凹状弯曲的，使得产生凹状的中央耦合输入面轮廓(103"、104")，所述水平剖平面是平行于与所述竖直轴线(Z)正交的并且包含所述光学轴线(X)的平面(X、Y)伸展的剖平面。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述侧限界面连接部段(203、204)在第一竖直剖平面中具有直线的连接部段轮廓(203'、204')，所述第一竖直剖平面是平行于与所述光学轴线(X)正交的并且包含所述竖直轴线(Z)的平面(Y、Z)伸展的剖平面。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述侧限界面连接部段(203、204)在水平剖平面中具有凸状的连接部段轮廓(203”、204”)，该水平剖平面是平行于与所述竖直轴线(Z)正交的并且包含所述光学轴线(X)的平面(X、Y)伸展的剖平面。
4.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述侧限界面部段(201、202)在第一竖直剖平面中具有凹状弯曲的侧限界面部段轮廓(201'、202')，所述第一竖直剖平面是平行于与所述光学轴线(X)正交的并且包含所述竖直轴线(Z)的平面(Y、Z)伸展的剖平面。
5.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述侧限界面部段(201、202)凸状地弯曲。
6.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述中央耦合输入面(103、104)在竖直方向(R)上直地构成，使得在第二竖直剖平面中产生直的中央耦合输入面轮廓(103'、104')，所述第二竖直剖平面是平行于由所述光学轴线(X)和所述竖直轴线(Z)形成的平面(X、Z)伸展的剖平面。
7.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述连接耦合输入面(101、102)中的每个连接耦合输入面分别通过连接棱边(120、130)分成两个子连接耦合输入面(101a、101b、102a、102b)。
8.根据权利要求7所述的照明设备，其特征在于，在竖直方向上观察，所述连接棱边(120、130)与所述中央棱边(110)在相同的方向上伸展。
9.根据权利要求7所述的照明设备，其特征在于，所述连接棱边(120、130)在第二竖直剖平面(X、Z)中凹状弯曲地构成。
10.根据权利要求7所述的照明设备，其特征在于，所述子连接耦合输入面(101a、101b、102a、102b)中的每一个子连接耦合输入面凹状弯曲地构成。
11.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述光耦合输入区域(10)和/或所述光学体(2)关于由所述光学轴线(X)和水平轴线(Y)形成的平面(X，Y)对称，和/或关于由所述光学轴线(X)和所述竖直轴线(Z)形成的竖直剖平面(X、Z)对称。
12.根据权利要求7所述的照明设备，其特征在于，所述中央棱边(110)在连接点(P1、P2)中连接到连接棱边(120、130)上，其中焦点直线(FG1、FG2)穿过连接点(P1、P2)并且平行于所述光学轴线(X)伸展。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其特征在于，第一焦点(F1)距其连接点(P1)的距离(a1)与第二焦点(F2)距其连接点(P2)的距离(a2)相同。
14.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述光耦合输入区域(10)经由外罩面(500)与所述光出射面(11)连接。
15.根据权利要求14所述的照明设备，其特征在于，所述外罩面(500)在连接到所述侧限界面连接部段(203、204)上的区域(503、504)中在竖直方向(R)上直地构成。
16.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述光源(30、40)分别包括至少一个发光二极管。
17.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，每个光源(30、40)具有主照射方向。
18.根据权利要求17所述的照明设备，其特征在于，所述光源(30，40)的所述主照射方向平行于所述光学体(2)的光学轴线(X)伸展。
19.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述照明设备构成为机动车前照灯或机动车尾灯或用于机动车的信号灯。
20.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备用于产生恰好两个光分布。
21.根据权利要求6所述的照明设备，其特征在于，所述直的中央耦合输入面轮廓平行于共同的中央棱边(110)伸展。
22.根据权利要求12所述的照明设备，其特征在于，焦点(F1，F2)分别位于焦点直线(FG1、FG2)上。
23.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述光源(30、40)分别由发光二极管构成。
24.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备用于产生恰好两个不同的光功能。
25.一种照明***(800)，包括根据权利要求1至18和权利要求20至24中任一项所述的照明设备以及光引导体(700)，来自所述照明设备(1)的光学体(2)的光能够耦合输入到所述光引导体中，并且所述光能够经由光引导光学器件出射面(701)从所述光引导体(700)射出以形成一个、两个或更多个光分布。
26.根据权利要求25所述的照明***，其特征在于，所述光引导光学器件出射面(701)具有柱面透镜(702)。
27.根据权利要求25或26所述的照明***，其特征在于，所述光引导体(700)的光学轴线(X1)和所述照明设备(1)的光学体(2)的光学轴线(X)不重合。
28.根据权利要求25或26所述的照明***，其特征在于，在竖直平面中的投影中观察，所述光学体(2)的竖直轴线(Z)和所述光引导体(700)的竖直轴线(Z1)彼此平行或不平行地伸展。
29.根据权利要求25或26所述的照明***，其中，所述照明***构成为机动车前照灯或机动车尾灯或用于机动车的信号灯。
30.根据权利要求26所述的照明***，其特征在于，所述柱面透镜沿着所述光引导体(700)的竖直轴线(Z1)伸展。
31.根据权利要求27所述的照明***，其特征在于，所述光引导体(700)的光学轴线(X1)和所述照明设备(1)的光学体(2)的光学轴线(X)相对彼此旋转一定角度。
32.一种设备，包括至少一个根据权利要求1至18和权利要求20至24中任一项所述的照明设备(1)和/或包括至少一个根据权利要求25至28和权利要求30至31中任一项所述的照明***(800)，其中所述设备是机动车前照灯或机动车尾灯或用于机动车的信号灯。
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