CN116221648A - 用于摩托车前照灯的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及摩托车前照灯的照明设备，其中照明设备构造成形成分段式光图样，其包括：多个光源，光源中的至少一些构造成彼此独立地被启用；分段式光引导单元，其包括：多个光引导元件和光均匀化主体；和投射透镜，其构造成接收从光均匀化主体的聚光光出射表面发射的光并投射分段式光图样，光引导元件中的至少一些是光引导元件的第一组的部分，光引导元件的第一组具有光入射表面的限定的几何形状，该光入射表面由通过四个侧边缘(即左边缘、右边缘、下边缘和上边缘)连接的四个拐角限定，这四个侧边缘中的三个是直的，且第四边缘由于具有倒圆突出部而不同于三个直的边缘，该倒圆突出部增大光入射表面，第四边缘是相应的光引导元件的左边缘或右边缘。

Description

用于摩托车前照灯的照明设备
技术领域
本发明涉及一种用于摩托车前照灯的照明设备，其中照明设备构造成形成分段式光图样。
背景技术
从现有技术已知允许照射分段式光图样的照明设备。例如，文献AT 513341 A1公开了用于射出分段式光图样的照明设备。该照明设备被设计成用于在汽车中使用。与摩托车相反，用于汽车的车辆前照灯通常较少由尺寸要求限制并且不需要针对汽车的侧向倾斜有任何调整。通常，汽车的侧向倾斜较小。
发明内容
由于有限的空间，用于摩托车的前照灯在对光图样分段时经常具有较少数量的区段(特别是列)。因此，每个区段覆盖较宽的立体角。对于给定的区段具有较宽的立体角导致光图样中关于光强度的可见差异方面的问题。详细来说，在其中区段彼此邻近的区域中可看到较暗的竖直间隙。
本发明的目标是提供用于摩托车前照灯的照明设备，该照明设备提供具有提高的均匀性的光分布。
该目标通过上面提到类型的照明设备来实现，其中照明设备包括：多个光源，其中这些光源中的至少一些构造成彼此独立地被启用；分段式光引导单元，其包括多个光引导元件和光均匀化(homogenization)主体，其中每个光引导元件具有包括光入射表面的远侧端部，该光入射表面构造成从多个光源中的至少一个接收光，并且其中每个光引导元件完全地朝向均匀化主体延伸，所述延伸至少部分地遵循沿着照明设备的主光束方向，其中光引导元件以至少四列但不超过十二列和至少三行布置，以便能够实现光图样的分段，其中每个光引导元件的横截面从其入射表面开始朝向光均匀化主体沿着其延伸连续地增大，所述横截面在正交于主光束方向定向的平面中被测量，其中分段式光引导单元通过将多个光引导元件与光均匀化主体一起模制、特别是注射模制来形成为单件式构件，其中光均匀化主体沿着主光束方向延伸以便允许从光引导元件接收的光的至少部分均匀化，并且其中光均匀化主体包括聚光光出射表面以用于照射由光引导元件接收的光；和投射透镜，其构造成接收从光均匀化主体的聚光光出射表面发射的光并且投射分段式光图样，其中光引导元件中的至少一些是光引导元件的第一组的部分，光引导元件的所述第一组具有光入射表面的限定的几何形状，所述光入射表面由通过四个侧边缘(即，左边缘、右边缘、下边缘和上边缘)连接的四个拐角限定，其中这四个侧边缘中的三个是直的，并且其中第四边缘由于具有倒圆突出部而不同于三个直的边缘，所述倒圆突出部增大光入射表面，其中所述第四边缘是相应的光引导元件的左边缘或右边缘。
所述拐角不一定要锐利，而是也可在一定程度上被倒圆。然而，关于上面提到的三个直拐角，连接这些拐角的直线应保持不变。突出部也可布置在拐角中。本发明的含义中的光引导元件是这样的元件：其构造成沿着由光引导元件的形状限定的特定路径引导光。光引导元件具有用于接收光的表面并且在光引导元件内通过沿着其延伸的反射(特别是沿着侧壁的全反射)来引导光。光引导元件可引导光朝向均匀化主体。投射透镜可在前面空间(例如街道)中投射光图样。所有的位置解释都是指从按照与主光束方向一致观察的视角的照明设备的安装状态。
光引导元件和/或光均匀化主体可由硅树脂和/或光学塑料制成。双光子聚合可用于生产硅树脂部分。还存在可能性以使用一组透镜，称为“透镜***”，例如消色差透镜(Achromat)。
摩托车典型地是两轮单轨机动车辆，但一般来说，是设计成在转弯时沿着其纵向轴线倾斜/内倾(bank)的两轮或三轮机动车辆。45°的可能的内倾角度是常见的。
优选地，倒圆突出部沿着第四边缘的长度的30%和80%之间延伸。该长度基于边缘的拐角之间的最短距离来测量。这样的突出部允许邻近区段的光的最优重叠以避免这些区段之间的可见的竖直线，这是因为由于全内反射的不同角度，它们的侧向外表面形成单独区段的较大的视野。
优选地，突出部使光入射表面的尺寸增大5%和30%之间。这样的突出部允许邻近区段的光的最优重叠以避免这些区段之间的可见的竖直线。
优选地，突出部的范围沿着相应的光引导元件的延伸朝向光均匀化主体以弯曲形状连续地减小。这允许平滑过渡到均匀化主体中并积极地影响均匀化。优选地，突出部甚至在到达光均匀化主体之前终止。
优选地，分段式光引导单元的每个光引导元件被分配到可由照明设备照射的光图样的特定区段，其中，邻近的光引导元件被分配到邻近的区段。
优选地，分段式光引导单元的光引导元件的每行(包括被分配到这些行的光源)可彼此独立地被启用和停用，其中照明设备构造成基于测量的摩托车的内倾角度被控制，其中基于测量的摩托车的内倾角度，行相对于(with regard to)另一个被倾转并且行的启用和停用被执行，特别地以便增加照射到低光束分布的区域中的另外的光。这允许照明设备的最大分辨率，同时优化照明设备在转弯时的表现，从而在保持最优道路照明的同时避免眩目。由于摩托车的倾斜，在直立位置中专用于高光束光分布的光区段中的一些由于倾斜到较低位置中将照射到低光束区段中—这取决于倾斜的方向和范围。因此，通过选择性启用区段，特别是选择性启用照明设备的行，低光束模块可由高光束模块支持。
优选地，照明设备构造成能够实现照射高光束光分布。当摩托车在直立位置中并且典型地向前直行时，可照射该高光束光分布。当摩托车向前直行时，可射出高光束光分布。当摩托车例如倾斜进入弯道(curves)时，一个/两个/三个圆扇段(如披萨的切片)中的仅一侧可根据内倾角度被启用。这是其中“倒圆突出部”特别有用的地方。与分段式高光束光分布的锐利边界相比，这里单个光引导元件的光区段将沿着径向方向从中心到***平滑地重叠。当转弯时，生成均匀的低光束分布并且截止(cut-off)线在不同的内倾角度下与地平线对齐。
优选地，光引导元件中的至少一些是光引导元件的第二组的部分，光引导元件的所述第二组具有光入射表面的限定的几何形状，所述光入射表面由通过四个侧边缘(即，左边缘、右边缘、下边缘和上边缘)连接的四个拐角限定，其中所有四个侧边缘都是直的。这允许锐利的可见光区段与平滑的(smoothened)可见光区段混合。优选地，第二组的每个光引导元件的光入射表面具有基本上方形的形状。
优选地，第一组的光引导元件的数量总计为分段式光引导单元的光引导元件的总数量的至少33%。
优选地，投射透镜具有光轴和佩兹伐区域，其中分段式光引导单元和投射透镜彼此布置成使得分段式光引导单元的聚光光出射表面定位在投射透镜的佩兹伐区域中。单个投射透镜还可由具有不同的几何形状和不同透明材料的若干透镜元件的透镜***代替。优选地，使用消色差双合透镜以减少色差。
优选地，分段式光引导单元和投射透镜与照明设备的主光束方向同轴地布置。
此外，本发明还涉及包括根据本发明的照明设备的摩托车前照灯，其中车辆前照灯还包括低光束光模块以用于照射低光束光分布。
优选地，光学主体被开发成单个聚光投射透镜，所述聚光投射透镜构造成投射从照明设备和低光束光模块发射的光。
附图说明
为了进一步展示本发明，在以下内容中讨论了如附图中示出的说明性的和非限制性的实施例，附图示出：
图1是根据本发明的摩托车前照灯的透视图，
图2是图1的分段式光引导单元的透视图，
图3是图2的光引导单元的后侧的视图，
图4是根据图1至图3的光引导单元的左部分上的光引导元件的详细视图，
图5是第一组和第二组的光引导元件的比较，
图6a是具有第二组的光引导元件的光引导单元的左部分，
图6b是其中根据本发明的照明设备由于转弯而倾转的情形，
图7是行进通过根据发明的分段式光引导单元的示例性光线，和
图8a至8d是由示例性照明设备在不同内倾角度下基于光图样的单独行区段的启用而在测量屏上生成的不同的光分布。
具体实施方式
在以下的图中，相同的参考标记指相同的特征，除非另外明确描述。
图1示出根据本发明的摩托车前照灯2的透视图。摩托车前照灯2包括照明设备1。当然，前照灯2可典型地包括未在图中示出的另外的元件，如壳体、封闭壳体的清晰视屏、调节设备、螺钉等。照明设备1构造成形成分段式光图样并包括：多个光源3，其中这些光源3中的至少一些构造成彼此独立地被启用；和分段式光引导单元4，其包括多个光引导元件4a(还参见图2至图4)和光均匀化主体4b。每个光引导元件4a具有包括光入射表面4a’(例如参见图2)的远侧端部，该光入射表面4a’构造成从多个光源3中的至少一个接收光L(参见图7)。本发明还涉及包括根据本发明的照明设备1的摩托车前照灯2，其中车辆前照灯2还包括低光束光模块6以用于照射低光束光分布。优选地，光学主体5可被开发成单个聚光投射透镜，所述聚光投射透镜构造成投射从照明设备1和低光束光模块6发射的光。
更仔细地看图2，可见的是每个光引导元件4a完全地朝向均匀化主体4b延伸，所述延伸至少部分地遵循沿着照明设备1的主光束方向x，其中光引导元件4a以至少四列C但不超过十二列C和至少三行R1至R7布置，以便能够实现光图样的分段。每个光引导元件4a的横截面从其入射表面4a’开始朝向光均匀化主体4b沿着其延伸连续地增大，所述横截面在正交于主光束方向x定向的平面中被测量。分段式光引导单元4通过将多个光引导元件4a与光均匀化主体4b一起模制、特别是注射模制来形成为单件式构件。光均匀化主体4b沿着主光束方向x延伸以便允许从光引导元件4a接收的光的至少部分均匀化，并且其中光均匀化主体4b包括聚光光出射表面4b’以用于照射由光引导元件4a接收的光L1、L2、L3、L4。布置在左外侧的列C和右外侧的列C的光引导元件4a各自包含两个光入射表面4a’。这允许将两个光源与光分布的较宽区段对齐，使得即使相应区段具有较宽的立体角，仍可实现高光强度。
图1示出照明设备1还包括低光束光学器件6A(例如准直仪)、具有截止边缘6C并且几乎水平对齐的低光束框6B、和投射透镜5，投射透镜5构造成接收从光均匀化主体4b的聚光光出射表面4b’发射的光并且投射分段式光图样。更仔细地看图3至图5，可看到光引导元件4a中的至少一些是光引导元件4a的第一组G1的部分，光引导元件4a的所述第一组G1具有光入射表面4a’的限定的几何形状。图5示出所述光入射表面由通过四个侧边缘(即，左边缘G1ad、右边缘G1bc、下边缘G1ab和上边缘G1dc)连接的四个拐角G1a、G1b、G1c、G1d限定，其中这四个侧边缘中的三个是直的，并且其中第四边缘由于具有倒圆突出部P而不同于三个直的边缘，所述倒圆突出部P增大光入射表面4a’，其中所述第四边缘是相应的光引导元件4a1的左边缘或右边缘。
优选地，倒圆突出部P沿着第四边缘的长度GL的30%和80%之间延伸。优选地，突出部P可使光入射表面4a’的尺寸增大5%和30%之间。此外，突出部P的范围可沿着相应的光引导元件4a的延伸朝向光均匀化主体4b连续地减小(例如参见图4)。优选地，突出部P在到达光均匀化主体4b之前终止。
分段式光引导单元4的每个光引导元件4a被分配到可由照明设备1照射的光图样的特定区段，其中，邻近的光引导元件4a被分配到邻近的区段，参见例如图7中示出的区段S3-1和S-4-1。更仔细地看图7，可看到由光源3照射的光L进入光引导元件4a，朝向均匀化主体4b行进并在主体4b的聚光光出射表面4b’处离开主体4b。光线L1和L2在区段S4-1内(在由未在图7中示出的投射透镜5投射之后)结束，并且来自不同的光引导元件4a的光线L3和L4进入区段S3-1。这些区段不重叠。结果，如果没有突出部P允许另外的光线LP进入这些区域，则这些区段之间将出现暗的区域。因此，突出部P允许在邻近区段之间的竖直区域中增加另外的光线LP，其提高投射的光图样的均匀性。
优选地，分段式光引导单元4的光引导元件4a的每行R1至R7(包括分配到这些行R1至R7的光源3)可彼此独立地被启用和停用，其中照明设备1构造成基于测量的摩托车的内倾角度被控制，其中基于测量的摩托车的内倾角度，行相对于另一个被倾转并且行R1至R7的启用和停用被执行，特别地以便增加照射到低光束分布的区域中的另外的光。优选地，照明设备1构造成能够实现照射高光束光分布。
图6b示出其中根据本发明的照明设备1由于转弯而倾转的情形。在图6b中示出的示例中，包括所述照明设备1的摩托车向右侧倾转达角度a1(对应于摩托车的某个内倾角度)。当与基于角度a=0°的竖直线V(a=0°)比较时，该角度a1的竖直线V(a1)倾转。结果，由低光束光模块6照射的低光束分布将对应地被倾转。因此，由低光束光模块6照射的光分布的右半部分将不再以低光束光分布的截止线到达道路地平线，相反，所述截止线在道路地平线以下终止。因此，在转弯期间道路的照明将被减少，从而导致摩托车手或交通参与者的潜在危险情况。为了消除该风险，照明设备1可用于照明在转弯时不能由低光束光模块6照明的区域。值得注意的是，上行R1可分成两半，右半部分和左半部分，其中取决于摩托车的倾斜(即，内倾角度)，右半部分或左半部分将被启用以补偿低光束模块6的倾转。由于投射透镜5的光学成像效应，第一行R1的左半部分将被投射到道路上的光分布的右半部分。这同样适用于行R2、R3和R4。因此，第一行R1的右半部分和行R5、R6和R7将被投射在由照明设备1照射的光分布的左半部分上。上行R1可构造成当摩托车在直立位置中时遵循截止线并针对所述截止线(在图8a至图8d中称为HDG-a1至HDG-a4；H0指在直立位置a=0°中的地平线)向上照射光。随后的行R2和行R5的分布被向上提升，随后是下面的行R3和R6等。结果，取决于摩托车的(右或左)倾斜的范围，第一行R1的仅左/右半部分或者另外的行R2、R3、R4或另外的行R5、R6、R7将被启用。图8a至图8d示出不同的角度a1至a4和对应的光分布，该对应的光分布可由照明设备1照射以便即使在摩托车转弯的情况下也能支持低光束光模块6和使低光束分布完整。在图8a中，第一行R1的左半部分被启用，并且在图8b中，除了第一行R1的左半部分之外，第二行R2也被启用。图8c示出另外启用第三行R3并且图8d示出另外启用第四行R4。图8a至图8d还清晰地示出对应于当不使用突出部P时出现的列C的在光分布的内区段和外区段之间的轻微不均匀性。这些不均匀性可通过如本发明中描述的突出部P的实现方式来完全地补偿。
如可从图3和图5看到的，光引导元件4a中的至少一些可为光引导元件4a的第二组G2的部分，光引导元件的所述第二组G2具有光入射表面4a’的限定的几何形状，所述光入射表面由通过四个侧边缘(即，左边缘G2ad、右边缘G2bc、下边缘G2ab和上边缘G2dc)连接的四个拐角G2a、G2b、G2c、G2d限定，其中所有四个侧边缘都是直的。第二组G2的每个光引导元件4a的光入射表面4a’具有基本上方形的形状。第一组G1的光引导元件4a的数量可总计为分段式光引导单元4的光引导元件4a的总数量的至少33%。
优选地，投射透镜5具有光轴和佩兹伐区域，其中分段式光引导单元4和投射透镜彼此布置成使得分段式光引导单元4的聚光光出射表面4b’定位在投射透镜5的佩兹伐区域中。优选地，分段式光引导单元4和投射透镜5与照明设备1的主光束方向x同轴地布置。
当然，本发明不限于本说明书中给出的示例，特别地本发明不限于示例性计算和等式中使用的精确值，其仅仅示出可由本领域技术人员实施的本发明的一个实施例。参考标记仅出于提供信息的目的并且不限定保护的范围。

Claims (15)

1.用于摩托车前照灯(2)的照明设备(1)，其中，所述照明设备(1)构造成形成分段式光图样，其中所述照明设备(1)包括：
- 多个光源(3)，其中这些光源(3)中的至少一些构造成彼此独立地被启用，
- 分段式光引导单元(4)，其包括
* 多个光引导元件(4a)，和
* 光均匀化主体(4b)，
其中，每个光引导元件(4a)具有包括光入射表面(4a’)的远侧端部，所述光入射表面(4a’)构造成从所述多个光源(3)中的至少一个接收光(L)，并且其中每个光引导元件(4a)完全地朝向所述均匀化主体(4b)延伸，所述延伸至少部分地遵循沿着所述照明设备(1)的主光束方向(x)，其中所述光引导元件(4a)以至少四列(C)但不超过十二列(C)和至少三行(R1至R7)布置，以便能够实现所述光图样的分段，其中每个光引导元件(4a)的横截面从其入射表面(4a’)开始朝向所述光均匀化主体(4b)沿着其延伸连续地增大，所述横截面在正交于所述主光束方向(x)定向的平面中被测量，其中所述分段式光引导单元(4)通过将所述多个光引导元件(4a)与所述光均匀化主体(4b)一起模制、特别是注射模制来形成为单件式构件，其中所述光均匀化主体(4b)沿着所述主光束方向(x)延伸以便允许从所述光引导元件(4a)接收的光的至少部分均匀化，并且其中所述光均匀化主体(4b)包括聚光光出射表面(4b’)以用于照射由所述光引导元件(4a)接收的光(L1、L2、L3、L4)，和
- 投射透镜(5)，其构造成接收从所述光均匀化主体(4b)的所述聚光光出射表面(4b’)发射的光并且投射所述分段式光图样，其特征在于
所述光引导元件(4a)中的至少一些是光引导元件(4a)的第一组(G1)的部分，光引导元件(4a)的所述第一组(G1)具有所述光入射表面(4a’)的限定的几何形状，所述光入射表面由通过四个侧边缘，即左边缘(G1ad)、右边缘(G1bc)、下边缘(G1ab)和上边缘(G1dc)连接的四个拐角(G1a、G1b、G1c、G1d)限定，其中这四个侧边缘中的三个是直的，并且其中第四边缘由于具有倒圆突出部(P)而不同于三个直的边缘，所述倒圆突出部(P)增大所述光入射表面(4a’)，其中所述第四边缘是相应的光引导元件(4a1)的左边缘或右边缘。
2.根据权利要求1所述的照明设备(1)，其中，所述倒圆突出部(P)沿着所述第四边缘的长度(GL)的30%和80%之间延伸。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述突出部(P)使所述光入射表面(4a’)的尺寸增大5%和30%之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述突出部(P)的范围沿着相应的所述光引导元件(4a)的所述延伸朝向所述光均匀化主体(4b)连续地减小。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述突出部(P)在到达所述光均匀化主体(4b)之前终止。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述分段式光引导单元(4)的每个所述光引导元件(4a)被分配到可由所述照明设备(1)照射的所述光图样的特定区段，其中，邻近的光引导元件(4a)被分配到邻近的区段(S3-1，S-4-1)。
7.根据权利要求6所述的照明设备(1)，其中，所述分段式光引导单元(4)的所述光引导元件(4a)的每行(R1至R7)包括被分配到这些行(R1至R7)的所述光源(3)，构造成彼此独立地被启用和停用，其中所述照明设备(1)构造成基于对应于测量的摩托车的内倾角度的外部信号被控制，其中所述行沿着线布置，优选地沿着基本上直线布置，基于所述测量的摩托车的内倾角度，所述直线相对于另一个被倾转并且所述行(R1至R7)的启用和停用被执行，特别地以便增加照射到低光束分布的区域中的另外的光。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述照明设备(1)构造成能够实现高光束光分布的照射。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述光引导元件(4a)中的至少一些是光引导元件(4a)的第二组(G2)的部分，光引导元件的所述第二组(G2)具有所述光入射表面(4a’)的限定的几何形状，所述光入射表面由通过四个侧边缘，即左边缘(G2ad)、右边缘(G2bc)、下边缘(G2ab)和上边缘(G2dc)连接的四个拐角(G2a、G2b、G2c、G2d)限定，其中所有四个侧边缘都是直的。
10.根据权利要求9所述的照明设备(1)，其中，所述第二组(G2)的每个光引导元件(4a)的所述光入射表面(4a’)具有基本上方形的形状。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述第一组(G1)的光引导元件(4a)的数量总计为所述分段式光引导单元(4)的光引导元件(4a)的总数量的至少33%。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)，其中，所述投射透镜(5)具有光轴和佩兹伐区域，其中所述分段式光引导单元(4)和所述投射透镜彼此布置成使得所述分段式光引导单元(4)的所述聚光光出射表面(4b’)定位在所述投射透镜(5)的所述佩兹伐区域中。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备，其中，所述分段式光引导单元(4)和所述投射透镜(5)与所述照明设备(1)的所述主光束方向(x)同轴地布置。
14.包括根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备(1)的摩托车前照灯(2)，其中，所述车辆前照灯(2)还包括低光束光模块(6)以用于照射低光束光分布。
15.根据权利要求14所述的摩托车前照灯(2)，其中，光学主体(5)被开发成单个聚光投射透镜，所述聚光投射透镜构造成投射从所述照明设备(1)和所述低光束光模块(6)发射的光。
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