CN214249440U - 用于车辆的前照明*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆的前照明***,其包括光源(10)和集成透镜(20)。集成透镜(20)包括光入射表面(21、21')、光出射表面(23、23')以及夹在它们之间的光导部分(22)。光源(10)被配置为将第一光束和第二光束发射到光入射表面(21、21')上。光导部分(22)被配置为从光入射表面(21、21')接收第一光束和第二光束,并且将它们朝向光出射表面(23、23')引导,其中第一光束和第二光束都从集成透镜(20)被重定向出去。光导部分(22)至少包括第一凹口(221)和与第一凹口(221)相对的第二凹口(222),其中,在被引导时,第一光束相继通过第一凹口(221)和第二凹口(222)经历至少部分反射,并且第二光束通过第二凹口(222)经历折射。
Description
技术领域
本发明涉及机动车前照明领域,并且尤其涉及一种用于车辆的前照明***。
背景技术
用于头灯的双功能多椭球***(PES)解决方案如今已广泛用于机动车照明中。通常,在双功能PES解决方案中,分别由两个单独的模块(即,近光模块和远光模块)提供近光束功能和远光束功能。例如,近光模块可以由近光光源和近光光学器件构成,近光光学器件包括诸如反射器和光重定向透镜。以类似的方式,远光模块可以由远光光源和包括诸如另一反射器和另一光重定向透镜的远光光学器件构成。此外,在这种情况下,近光束和远光束都可以例如通过单个投射透镜朝向车辆前方的道路投射,该投射透镜与近光模块和远光模块相比位于光学下游位置。可替代地,近光束和远光束也可以被分开地投射在车辆的前方,即分别由近光投射透镜和远光投射透镜投射。可以看出,常规的双功能PES解决方案的复杂结构构造往往会使前照明***包括太多用于不同目的的光学部件,诸如分别提供远光束功能和近光束功能的两个单独模块。尽管也提出了仅将一个光重定向透镜用于近光束功能和远光束功能两者的方法,但是仍需要单个光重定向透镜的两个或多于两个的表面(凸表面或平坦表面)或部分,以便分别接收和重定向近光束和远光束,从而满足近光束和远光束两者的要求。同样,这使得单个光重定向透镜具有复杂的结构,使其制造复杂且昂贵。
EP3124854A1涉及一种用于机动车辆的照明***,该照明***包括至少一个用于发射表现出截止轮廓的光束的主光学装置,该主光学发射装置包括至少一个光源和一个单件式主光学构件,该单件式主光学构件包括适于接收由光源发射的光束的输入表面、被配置为在所接收的光束中形成截止轮廓的光线拦截表面和用于光束的输出表面。
EP3093557A1涉及一种用于机动车辆头灯的照明模块,该照明模块旨在产生具有至少部分倾斜的截止的近光。照明模块还包括附加的照明功能,使得可能生成远光类型的束,其中,分别具有近光和远光两个功能的光源布置在模块的光学部分的焦点附近,使得照明模块保持紧凑。
发明内容
本发明提供了一种用于车辆的前照明***,以便消除或至少减轻上文提到的缺点中的一个或多个。
根据本发明的实施例,提出了一种用于车辆中的前照明***。前照明***包括光源和集成透镜,其中该集成透镜包括光入射表面、光出射表面和夹在光入射表面和光出射表面之间的光导部分。此外,光源被配置为将第一光束和第二光束发射到集成透镜的光入射表面上。在入射到光入射表面上之后,第一光束和第二光束被集成透镜的光导部分朝向光出射表面引导。在光出射表面处,第一光束和第二光束都从集成透镜重定向出去。进一步地,光导部分还包括至少第一凹口和与第一凹口相对的第二凹口,其中,在被引导时,第一光束相继通过第一凹口和第二凹口经历至少部分反射,并且第二光束通过第二凹口经历折射。
根据本发明的优选实施例,在以上提出的前照明***中,第一光束在被集成透镜的光导部分引导时,相继通过第一凹口和第二凹口经历全反射。
此外,根据本发明的可选实施例,在上述前照明***中,从光源发出的第一光束表现出截止轮廓,例如在竖直平面中的清晰截止线,该截止线在第一光束沿着集成透镜的光导部分被引导时由第一凹口形成。
进一步可选地,在本发明的另一个可选实施例中,前照明***的光源具体包括第一子光源和第二子光源。特别地,第一子光源被配置为发射第一光束作为近光束,并且第二子光源被配置为发射第二光束作为远光束。
可以看出,在本发明提出的用于车辆的前照明***中,近光束和远光束都从光源发射出,例如分开地由两个子光源发射出。然后,近光束和远光束都被允许入射到集成透镜中,即入射到单个透镜元件中,它们在集成透镜中被引导,直到被从集成透镜重定向出来并且例如朝向车辆前方的道路投射。在这种情况下,可以确保近光束功能和远光束功能由单个光学模块提供,即包括光源和唯一集成透镜的单个光学模块,这有助于提供更简单且更紧凑的用于车辆的前照明***。
此外,根据本发明的上述提出的前照明***,近光束和远光束在沿着集成透镜的光导部分被引导时经历不同的光学处理。为此目的,集成透镜的光导部分设置有至少两个彼此相对的凹口,第一凹口和第二凹口。在这种情况下,在第一光束(例如近光束)被引导穿过集成透镜的光导部分时,其相继被第一凹口和第二凹口至少部分反射(优选地,全反射),即,首先被第一凹口反射,然后被第二凹口反射。更优选地,在第一近光束的这种引导过程中,第一凹口被进一步配置为帮助在第一近光束内形成截止轮廓。对于第二光束(例如远光束),其在沿着集成透镜的光导部分被引导时,仅被第二凹口折射。以此方式,不仅为上述提出的前照明***提供了更加简化和紧凑的结构,而且在第一近光束内生成了截止轮廓(诸如,竖直平面中的清晰截止线),有助于最终获得适用于车辆的简单且成本有效的双功能PES解决方案。
根据实际的实施方式,在本发明实施例提出的前照明***中,集成透镜的光导部分至少包括第一表面和与第一表面相对的第二表面,其中,第一表面和第二表面都在光入射表面和光出射表面之间延伸。例如,如果集成透镜被成形为六面体,则光入射表面和光出射表面可以分别是六面体的左侧和右侧,而第一和第二表面可以分别是六面体的上侧和下侧。显然,六面体的示例在此仅提供以说明而不是限制本发明,并且任何其他合适的形状(诸如圆柱体)都可以用于集成透镜。进一步可选地,在以上实施例的示例实例中,第一凹口设置在第一表面上,并且第二凹口设置在第二表面上,反之亦然。更优选地,在上文提到的实施例中,第一凹口包括第一刻面,并且第二凹口包括与第一刻面平行的第二刻面。仍以上述六面体形状的集成透镜为例,如当提供第一近光束的第一子光源被安装在车辆中时所看到的,其可以位于与提供第二远光束的第二子光源相比更低的位置,使得第一近光束在光入射表面处比第二远光束入射到更低的位置。在这种情况下,第一近光束在被光入射表面重定向之后,可以首先入射到第一凹口的第一刻面上,然后入射到第二凹口的第二刻面上。如上文所提到的,第二刻面平行于第一刻面。因此,在第一近光束内由第一刻面形成的截止轮廓仅由第二凹口的第二刻面投射,从而产生最终近光图案中的清晰投射的截止轮廓。
根据其他实际实施方式,本发明实施例提出的前照明***还包括投射透镜,其被配置为接收来自集成透镜的第一光束和第二光束,然后将它们重定向为朝向车辆前方的道路。可选地,在本发明的上文提到的实施例中,集成透镜的光出射表面优选地位于投射透镜的焦点处。以此方式,从集成透镜发出的第一和第二光束被投射透镜投射到远场中,即,朝向车辆前方的道路。
此外,在上述提出的前照明***中,投射透镜还包括第一子投射透镜和第二子投射透镜。具体而言,第一子投射透镜用于接收第一光束并将其重定向为朝向车辆前方的道路。以类似的方式,第二子投射透镜用于接收第二光束并将其重定向为朝向车辆前方的道路。这意味着第一光束和第二光束分开地由投射透镜的不同部分投射,从而有助于在如朝向车辆前方的道路投射的最终的第一束图案和第二束图案的设计中提供更大的自由度,例如在强度分布和/或图案形状的设计中。进一步优选地,在上述实施例中,第一凹口可以位于第一子投射透镜的焦点处,而第二凹口可以位于第二子投射透镜的焦点处,使得两个光束(即第一和第二光束)由它们自己的子投射透镜适当地投射。
根据另一种实际的实施方式,在本发明实施例提出的上述前照明***中,集成透镜的光出射表面包括光投射表面。特别地,光投射表面被配置为从光导部分接收第一光束和第二光束,并然后将它们重定向为朝向车辆前方的道路。例如,光投射表面可以由光折射表面或菲涅耳表面形成,其目的是将第一光束和第二光束两者都从集成透镜投射出去,并然后投射到远场中,例如,朝向车辆前方的道路。在这种情况下,不需要诸如上文提到的投射透镜的分开的投射元件来重定向第一光束和第二光束,从而得到具有简化的结构和较少数量的构成元件的前照明***。
进一步可选地,根据上述实施例的示例实例,集成透镜的光投射表面包括第一子表面和第二子表面。具体而言,第一子表面被配置为接收和重定向第一光束,而第二子表面将接收和重定向第二光束。换句话说,集成透镜的光投射表面由两个分开的子表面构成,这两个子表面分别用于接收和重定向来自集成透镜的光导部分的两个光束。同样,类似于上文提到的投射透镜的两个子投射透镜,为集成透镜的光投射表面提供分别用于两个入射光束的两个分开的子表面是有益的,从而在两个光束本身的设计中提供更大的自由度,诸如强度分布和/或图案形状。更优选地,在上述实施例的示例实例中,集成透镜的第一凹口位于第一子表面的焦点,并且集成透镜的第二凹口位于第二子表面的焦点,从而有助于提供具有朝向车辆前方道路的适当投射的第一光束和第二光束。
根据不同的实际实施方式,在本发明实施例提出的上述前照明***中,集成透镜的光入射表面包括光折射表面,更优选地是光准直表面。具体地,集成透镜的光准直表面可以用于接收来自光源的第一光束和第二光束,并然后将它们都作为准直光束重定向到光导部分中。就一般的光折射表面(不是优选的光准直表面)而言,可以向第一光束和第二光束提供适当的折射程度,以使它们以期望的适当入射角度入射到集成透镜的引导部分中。作为特定示例,集成透镜的光折射表面可以成形为凸表面或平坦表面,诸如球体、非球面或自由形式的表面。
根据本发明的其他实际实施方式,以上提出的前照明***还包括阵列中的一个或多个另外的光源以及阵列中的一个或多个另外的集成透镜。优选地,每个另外的光源也包括第一子光源和第二子光源,其中第一和第二子光源被配置为分别发射另外的第一光束和另外的第二光束。此外,每个另外的集成透镜被配置为接收来自一个或多个另外的光源中的相应一个另外的光源的另外的第一光束和另外的第二光束。也就是说,在上述实施例提出的前照明***中,存在多个光源并且对应地还存在多个集成透镜,两者均以阵列分布设置。这意味着在这种情况下,前照明***由多个单独的子***构成,其中每个子***包括单个光源和单个集成透镜,就像我们在每个上述实施例中提到的***一样。以此方式,不仅可以获得更强的光输出,而且可以实现例如在车辆前方的最终光束图案的设计中的灵活性,该最终光束图案具体包括上文提到的第一光束和第二光束。
本领域技术人员将认识到,可以以认为有用的任何方式来组合本发明的以上公开的实施例、实施方式和/或方面中的两个或更多个。基于本发明的公开内容,本领域技术人员可以对车辆的前照明***进行不同的修改和变化。
附图说明
下面将参考示出实施例并形成本发明一部分的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面。在附图中:
图1以截面图示意性地示出了根据本发明的实施例的用于车辆的前照明***,其中,该前照明***包括集成透镜,该集成透镜被提供有作为其光入射表面的光折射表面和作为其光出射表面的光投射表面;
图2示意性地示出了由图1的前照明***朝向车辆前方的道路投射的光强度的模拟分布,其中近光束分布、远光束分布和包括先前两者的组合的束分布分别在曲线图(a)、(b)和(c)中示出;
图3以截面图示意性地示出了根据本发明实施例的用于车辆的前照明***,其中,该前照明***包括集成透镜,该集成透镜被提供有作为其光入射表面的光准直表面,并且还被提供有两个凹口;
图4以截面图示意性地示出了根据本发明实施例的用于车辆的前照明***,其中,该前照明***中还包括单个附加的投射透镜;
图5以截面图示意性地示出了根据本发明的实施例的用于车辆的前照明***,其中,该前照明***中包括两个子投射透镜;和
图6以截面图示意性地示出了根据本发明实施例的用于车辆的前照明***,其中,该前照明***包括集成透镜,该集成透镜被提供有作为其光出射表面的两个光投射子表面。
具体实施方式
尽管本发明容许许多不同形式的实施例,但是在附图中示出并且将在此详细描述仅一个或多个具体实施例,应理解,本说明书仅应被认为是本发明的基本原理的示例,而并不旨在将本发明仅限制于本文示出和描述的具体实施例。
应当注意,不同图中的各个组件未按比例绘制。此外,图中所示的各个元件之间的相对位置仅用于说明本发明的基本原理,而不应被认为是对本发明范围的限制。
参考图1,提出了一种用于车辆中的前照明***。如图1所示,前照明***包括光源10和集成透镜20,其中由光源10发射的光入射到集成透镜20中,被引导穿过集成透镜20,然后从中重定向出去,例如重定向为朝向车辆前方的道路。具体而言,光源10可以包括两个子光源,例如,分别在图中的下部位置和上部位置示出的第一子光源11和第二子光源12。根据本发明的示例实施例,第一子光源11被配置为提供前照明***的近光束。以类似的方式,第二子光源12可以被配置为提供前照明***的远光束。如图1所示,位于前照明***内下部位置的第一子光源11将发射光(诸如近光束)至集成透镜20的下部,而来自第二子光源12的光(诸如远光束)将入射到集成透镜20的上部。这样,保证了两个光束(即,近光束和远光束)在前照明***内彼此分开。这有助于例如在近光束和远光束两者的单独束成形中提供灵活性。
继续参考图1,前照明***的单个集成透镜20由三部分组成,即第一部分是其光入射表面21,第二部分是其光出射表面23,第三部分是其光导部分22,光导部分22夹在光入射表面21与光出射表面23之间。从光传播的角度来看,来自光源10的光(例如分别由第一和第二子光源11、12发射的近光束和远光束)首先入射到集成透镜20的光入射表面21上,被集成透镜20重定向,并然后沿着集成透镜20的光导部分22被引导,诸如借助于光导部分22的外表面处的反射和/或折射被引导。最终,近光束和远光束两者都到达光出射表面23,在光出射表面23处,它们从集成透镜20朝向例如车辆前方的道路被折射出去。如图1所示,在集成透镜20中,光入射表面21可以被配置为光折射表面,该光折射表面将接收来自光源10的近光束和远光束两者的光,并且分别将其作为折射光束重定向到光导部分22中。例如,如图1中清楚可见,从第一子光源11发出的近光束被光入射表面21的下部折射,并然后也入射到光导部分22的下部。类似地,从第二子光源12发出的远光束被光入射表面21的上部折射,并然后也入射到光导部分22的上部。显然,两个光束,即近光束和远光束,在集成透镜22内在某种程度上分开,从而在沿集成透镜22传播和被引导时,大大避免了两者之间的相互影响。
另外,根据本发明的实施例,集成透镜20还包括作为其光出射表面23的光投射表面。具体地,光投射表面可以被配置为从集成透镜20的光导部分22接收诸如近光束和远光束的光,然后将它们朝向车辆前方的道路投射出去。例如,与远光束相比,近光束可以被光投射表面投射在车辆前方的更低的竖直位置处,使得可能通过相同的前照明***提供近光和远光功能两者。根据实际的实施方式,如果选择光投射表面作为光出射表面23,则特定形式可以包括例如光折射表面、菲涅耳表面等。
此外,如图1所示,集成透镜20的光导部分22包括至少两个凹口,即第一凹口221和第二凹口222。示例性地,根据上文提到的实施例的实例,可以将集成透镜20设计成六面体的形状,其中,光入射表面21和光出射表面23分别是六面体的左侧和右侧。在这种情况下,第一凹口221和第二凹口222可以分别形成于例如六面体的上侧和下侧上。可替代地,根据另一示例,第一凹口221可以设置在六面体的前侧,而第二凹口222可以设置在六面体的后侧。这样,确保了第一凹口221与第二凹口222相比位于相对的位置。进一步参考图1,来自第一子光源11的近光束首先被发射到光入射表面21的下部上,并且在此被折射为较低的折射光束,从而例如向右传播直到入射到第一凹口221上。如图1中示意性示出的,第一凹口221和第二凹口222中的每一个都由两个刻面组成,该两个刻面被刻入光导部分22中并且在其间围成一定角度。在这种情况下,近光束首先入射到第一凹口221的第一刻面2210上(诸如该图中的左侧刻面),在此被反射至例如向上的方向,并然后入射到第二凹口222的第二刻面2220上(诸如右侧刻面,其特别地平行于第一凹口221的第一左侧刻面2210),并在此被反射至例如向右方向。之后,近光束在光导部分22的其余部分内继续其向右传播或引导,直到入射到光出射表面23的上部,其在此被从集成透镜20投射出去,例如朝向右下方向。在此应注意的是,第一凹口221和第二凹口222对近光束的反射可以是全反射或部分反射。例如,第一凹口221的第一刻面2210可以是透明的或涂覆的,并且第二凹口222的第二刻面2220也可以是透明的或涂覆的。然而,考虑到最大化的使用或减少的光损失,根据本发明,优选全反射。
转向远光束,如上所述,也如图1所示,它被发射到光入射表面21的上部,并在此被折射为上部折射光束,该上部折射光束例如向右传播,直到入射到第二凹口222的左侧刻面上。在包括例如左侧刻面和右侧刻面的第二凹口222处,远光束首先入射到左侧刻面上并在此被折射。之后,入射的远光束到达第二凹口222的右侧刻面2220,并被进一步朝向右下方向折射,从而入射到光出射表面23的下部,并在此被从集成透镜20折射出去,例如朝向右上方向。
继续参考图1,由于第一凹口221的特殊设计,诸如其在光导部分22内的凹入深度或其左侧刻面2210的倾斜角度,来自第一子光源11的近光束可能不全部被第一凹口22 反射,特别是被图中的第一凹口22的左侧刻面2210。例如,近光束使其最上面的光线之一(在图1中由虚线椭圆表示)入射在第一凹口221或其左侧刻面2210的最上面的位置处,从而导致在近光束的更高位置(即,在图1中的虚线椭圆所示的光束上方)的其余的最上面的光线将丢失在***内的其他位置,因此对最终的近光束没有贡献。这意味着集成透镜20的第一凹口221(例如其最上面的峰点)有助于形成近光束的上边缘轮廓。在几次后续投射之后,诸如通过第二凹口222和光出射表面23,近光束的该上边缘轮廓在其上边缘处构成最终的截止轮廓。换句话说,根据本发明提出的前照明***,不仅可以例如通过单个***的不同部分来提供近光束和远光束,而且可以在近光束内自动形成清晰的截止轮廓,诸如通过在集成透镜20的光导部分22上的第一凹口221的适当配置。
由图1的前照明***投射的光强度的模拟分布在图2中示出,其中在第一曲线图(a)中仅针对近光束示出了光强度的分布,在第二曲线图(b)中仅对于远光束示出了光强度的分布,而在第三曲线图(c)中针对近光束和远光束两者示出了光强度的组合分布。可以看出,近光束和远光束都可以通过图1的相同前照明***获得,该***包括例如光源10和集成透镜20,其中,与近光束相比,远光束投射在较高的竖直位置,这使得其非常适合实际应用。同样,如图2的模拟结果所示,尤其是在第一曲线图(a)中,最终的近光束形成了清晰的截止线,其不需要在前照明***中添加任何额外的组件或元件,而是需要在集成透镜的光导部分上的第一凹口的合适配置。这样,保证了上述提出的前照明***的简化结构,这也有助于降低光学器件的复杂性并减少制造成本。
参考图3,以截面图示出了根据本发明的另一实施例的前照明***。图3所示的前照明***基本上与图1所示的前照明***具有相似的结构,因此,相同或相似的附图标记用于表示相同或相似的元件或组件。也就是说,图3的前照明***也包括光源10和集成透镜20,其中,类似于图1,光源10包括第一和第二子光源11、12,并且集成透镜20包括光入射表面21'、光导部分22和光出射表面23。图3和图1之间的区别在于光入射表面21',该光入射表面21'在图3中被特别配置为光准直表面。在这种情况下,来自光源10的光入射到集成透镜20的光准直表面上。例如,来自第一子光源11的近光束和来自第二子光源12的远光束分别入射在现在为光准直的光入射表面21'的下部和上部。之后,来自第一子光源11的近光束被折射为下部准直光束,其例如水平地朝向设置在集成透镜20的光导部分22(诸如在其下表面)上的第一凹口221传播,同时,来自第二子光源12的远光束被折射为上部准直光束,其也例如水平地朝向也设置在集成透镜20的光导部分22(例如在其上表面)上的第二凹口222传播。在两个凹口21、22处,如上所述地,近光束相继被第一刻面2210和第二刻面2220反射,从而到达集成透镜20的光出射表面23(诸如其上部)。至于远光束,其例如相继被第二凹口222的左侧刻面和右侧刻面2220折射(特别地,由于法向入射而仅穿过第二凹口222的左侧面,并然后被第二凹口222的右侧刻面2220折射),从而到达集成透镜20的光出射表面23(诸如其下部)。最后,如图1所示的实施例,在光出射表面23处,近光束和远光束两者都从集成透镜20投射出去,例如朝向车辆前方的道路。
在此应当注意,尽管图1中的光折射的光入射表面21和图3中的光准直的光入射表面21'两者都被示出为由具有不同倾斜角度并端对端地定界的多个倾斜刻面组成,但是本发明不仅限于此。就可以使用任何其他合适形状的光入射表面21、21',只要入射的近光束和远光束适当地折射到集成透镜20的光导部分22中即可。
图4以截面图示出了根据本发明的实施例的另一前照明***。图4所示的前照明***的基础结构与图1所示的相似,并因此使用相同的附图标记表示相同的组件。即,图4的前照明***内也存在光源10(包括第一子光源11和第二子光源12)和集成透镜20(包括光入射表面21、光导部分22和光出射表面23),其中在光导部分22上也形成有第一凹口221和第二凹口222。与图1所示的实施例不同,图4的前照明***现在包括额外的组件,即,与光源10和集成透镜20相比位于光学下游位置的投射透镜30。在这种情况下,进一步可选地,集成透镜20的光出射表面23被配置为平坦表面,而不是像例如图1中的弯曲的光投射表面。更优选地,平坦的光出射表面23进一步位于投射透镜30的焦点F处,从而使得入射的近光束和远光束被投射到远场中,例如朝向车辆前方的道路。如图4所示,入射在光出射表面23的上部的近光束被折射到投射透镜30的上部,并在此被投射为朝向车辆前方的右下方向。以类似的方式,入射在光出射表面23的下部的远光束被折射到投射透镜30的下部,并在此被投射为朝向车辆前方的右上方向。这样,近光束和远光束分别通过投射透镜30被投射为朝向车辆前方的较低竖直位置和较高竖直位置,从而使上述提出的前照明***适用于机动车照明。
根据上述实施例的示例实例,在前照明***中,附加引入的投射透镜30包括另外两个部分,即,如图5所示的第一子投射透镜301和第二子投射透镜302,其中图5以截面图示出了根据本发明的另一实施例的前照明***。除了投射透镜30由两部分(即堆叠的第一子投射透镜301和第二子投射透镜302,特别地,在该图中上下堆叠)组成的仅有区别之外,图5中所示的前照明***与图4的前照明***相比具有相似的配置。在这种情况下,上部的第一子投射透镜301被配置为接收并重定向来自集成透镜20的入射的近光束,而下部的第二子投射透镜302被配置为接收并重定向来自集成透镜20的入射的远光束。优选地,第一凹口221和第二凹口222分别在物空间中位于两个子投射透镜301、302的焦点F1、F2处,从而通过相应的第一和第二子投射透镜301、302为近光束和远光束提供最佳的投射效果。在此应当注意,尽管两个子投射透镜301、302在图5中示出为位于整个前照明***的光轴(在图中用水平虚线表示)的两侧,但这绝不应视为对本发明的任何限制。实际上,根据不同的实际实施方式,诸如投射透镜30与集成透镜20的光出射表面23之间的距离,第一子投射透镜301可以仅占据整个投射透镜30的上三分之一部分,而第二子投射透镜302占据其余的下部分,这意味着两个子投射透镜301、302之间的分隔线位于整个前照明***的光轴上方,而不是位于该光轴处。显然,也适用相反的布置,即,第一子投射透镜301占据整个投射透镜30的上三分之二部分,而第二子投射透镜302占据其余的三分之一部分,这意味着两个子投射透镜301、302之间的分隔线位于整个***的光轴下方。得益于本发明的教导,本领域技术人员将容易想到,所有这些替代方案都应被涵盖在本发明的范围内。
转到图6,以截面图示出了根据本发明的另一实施例的前照明***,其中,相同或相似的附图标记用于表示与图1中相同或相似的元件或组件。换句话说,图6所示的前照明***也包括光源10(由第一子光源11和第二子光源12组成)和集成透镜20(包括光入射表面21、光导部分22和光出射表面23'),其中,在光导部分22上也形成有第一凹口221和第二凹口222。与图1中的实施例不同,图6的前照明***现在包括具有特殊配置的集成透镜20的光出射表面23'。具体而言,光出射表面23'被配置为包括两个子表面,即,如图6所示的第一子表面231和第二子表面232。在这种情况下,第一子表面231和第二子表面232被以如下方式设计,该方式使得两个入射光束(即,近光束和远光束)的投射能够适当地朝着车辆前方的道路。例如,光出射表面23'的两个子表面231、232在前照明***中上下堆叠,使得近光束入射到上部第一子表面231上,而远光束入射到下部第二子表面232上。以这种方式,近光束被第一子表面231投射或重定向为例如朝向右下方向,而远光束被第二子表面232投射或重定向为例如朝向右上方向,从而共同贡献于包括上部远光束图案和下部近光束图案的组合光束图案。同样,类似于图5中的上述实施例,光出射表面23'的两个子表面231、232之间的分隔线不仅限于如图6所示的在整个***的光轴(由图中的水平虚线表示)上方。相反,根据不同的实际实施方式,光出射表面23'的两个子表面231、232也可以由位于整个前照明***的光轴(由图中的水平虚线表示)处或甚至光轴下方的分隔线分开,并且本发明将涵盖其范围内的所有这些替代方案。此外,根据本发明的另一优选实施例,在上述提出的前照明***中,第一凹口221和第二凹口222特别地位于两个子表面231、232的焦点F1'、F2'处,从而保证了近光束和远光束在远场中的适当投射,以便于在机动车照明中使用。
应当指出,尽管以上所有描述仅针对仅包括一个光源和一个集成透镜的前灯***,但这决不应被视为对本发明的任何限制。实际上,受益于本发明的教导,本领域技术人员将容易理解,这种光源和这种集成透镜的一个或多个复制件,尤其是以阵列分布的一个或多个复制件,可以包括在所提出的前照明***内。这意味着本发明所提出的前照明***可以包括一个或多个光源以及对应地包括一个或多个集成透镜。在这种情况下,每个光源与相应的集成透镜配对,这意味着每个光源发射的光入射到对应的集成透镜中,并然后从此被折射为朝向车辆前方的道路。通过引入多于一个光源和多于一个集成透镜的阵列分布,不仅可以通过上述提出的前照明***获得增强的光输出,还可能灵活设计投射的近光束和/或远光束图案,诸如图案形状和/或强度分布。
另外,应该指出的是,尽管在图中仅示出了两个凹口并且两个凹口例如在集成透镜的光导部分的上表面和下表面上相对地形成,但是本发明绝不仅限于该特殊实施例。得益于本发明的教导,本领域技术人员将容易想到也可以形成多于两个的凹口。例如,在以上提出的前照明***中,集成透镜的光导部分可以进一步设置有第三凹口和与第三凹口相对的第四凹口。具体地,第三凹口也可以形成在光导部分的下表面上,但是在平行于下表面的延伸平面并且垂直于整个***的光轴的方向(即,垂直于图中截面图的方向)上相对于第一凹口偏移小的距离。这意味着第一和第三凹口在光导部分的下表面上形成一条线。类似的配置也适用于第二和第四凹口。这样,便于使用具有较大尺寸的光源,特别是在平行于上表面或下表面的延伸平面并垂直于整个***的光轴的方向(即,垂直于图中截面图的方向)上具有较大尺寸的光源。例如,通过上述另外引入的第三和第四凹口,可以使用杆状光源,其主轴线垂直于图中的截面图,诸如杆状第一子光源和杆状第二子光源,从而获得更大并且也更强的光输出来为车辆提供前照明。因此,基于类似的考虑,根据不同的实际应用,也可以使用一对或多对另外的凹口,诸如第五和第六凹口。
重要的是要注意,附图中所示的光线仅代表整个前照明***内的光线的一部分,而不是全部。实际上,所有附图中所示的光线仅用作代表示例,来用于说明本发明的基本原理的目的,并且显然不应被理解为整个前照明***内所有光线的穷尽性示例。
还应当注意,上述实施例说明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离本发明的范围和精神。尽管已经结合一些实施例描述了本发明,但是本发明并不旨在限于本文所阐述的特定形式。相反,本发明的范围仅由所附权利要求来限定。另外,尽管特征可能看起来是结合特定实施例描述的,但是本领域技术人员将认识到,可以根据本发明组合所描述的实施例的各种特征。
此外,尽管各个特征可以被包括在不同的权利要求中,但是这些特征可以可能地被有利地组合,并且包括在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行和/或不利的。在权利要求中,置于括号之间的任何附图标记都不应解释为对权利要求的限制。动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中陈述的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。同样,对第一、第二等的提及仅应被认为是标记,并且不暗示或描述由这些术语作为前缀的特征的任何顺序、次序、关系或特性。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。
附图标记列表
10 光源
11 第一子光源
12 第二子光源
20 集成透镜
21、21' 光入射表面
22 光导部分
221 第一凹口
2210 第一刻面或左侧刻面
222 第二凹口
2220 第二刻面或右侧刻面
23、23' 光出射表面
30 投射透镜
F 投射透镜的焦点
301 第一子投射透镜
F1 第一子投射透镜的焦点
302 第二子投射透镜
F2 第二子投射透镜的焦点
231 第一子表面
232 第二子表面
F1' 第一子表面的焦点
F2' 第二子表面的焦点。
Claims (15)
1.一种用于车辆的前照明***,包括:
光源(10),以及
集成透镜(20),包括光入射表面(21、21')、光出射表面(23、23')以及夹在所述光入射表面(21、21')和所述光出射表面(23、23')之间的光导部分(22),其中,
所述光源(10)被配置为将第一光束和第二光束发射到所述光入射表面(21、21')上,
所述光导部分(22)被配置为接收来自所述光入射表面(21、21')的所述第一光束和所述第二光束,并将它们朝向所述光出射表面(23、23')引导,其中所述第一光束和所述第二光束两者都从所述集成透镜(20)重定向出去,并且
所述光导部分(22)至少包括第一凹口(221)和与所述第一凹口(221)相对的第二凹口(222),其中,在被引导时,所述第一光束相继通过所述第一凹口(221)和所述第二凹口(222)经历至少部分反射,并且所述第二光束通过所述第二凹口(222)经历折射。
2.根据权利要求1所述的前照明***,其中,
在被引导时,所述第一光束相继通过所述第一凹口(221)和所述第二凹口(222)经历全反射。
3.根据权利要求1所述的前照明***,其中,
所述第一光束表现出由所述第一凹口(221)形成的截止轮廓。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的前照明***,其中,
所述光源(10)包括第一子光源(11)和第二子光源(12),所述第一子光源(11)被配置为将所述第一光束作为近光束发射,所述第二子光源(12)被配置为将所述第二光束作为远光束发射。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的前照明***,还包括:
投射透镜(30),被配置为从所述集成透镜(20)接收所述第一光束和所述第二光束,并将它们重定向为朝向所述车辆前方的道路。
6.根据权利要求5所述的前照明***,其中,
所述光出射表面(23)位于所述投射透镜(30)的焦点(F)处。
7.根据权利要求5所述的前照明***,其中,
所述投射透镜(30)包括被配置为接收和重定向所述第一光束的第一子投射透镜(301)以及被配置为接收和重定向所述第二光束的第二子投射透镜(302)。
8.根据权利要求7所述的前照明***,其中,
所述第一凹口(221)位于所述第一子投射透镜(301)的焦点(F1)处,并且
所述第二凹口(222)位于所述第二子投射透镜(302)的焦点(F2)处。
9.根据权利要求1-3中的任一项所述的前照明***,其中,
所述光出射表面(23、23')包括光投射表面,所述光投射表面被配置为从所述光导部分(22)接收所述第一光束和所述第二光束,并且将它们重定向为朝向所述车辆前方的道路。
10.根据权利要求9所述的前照明***,其中,
所述光投射表面包括被配置为接收和重定向所述第一光束的第一子表面(231)以及被配置为接收和重定向所述第二光束的第二子表面(232)。
11.根据权利要求10所述的前照明***,其中,
所述第一凹口(221)位于所述第一子表面(231)的焦点(F1')处,并且
所述第二凹口(222)位于所述第二子表面(232)的焦点(F2')处。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的前照明***,其中,
所述光入射表面(21、21')包括光折射表面。
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的前照明***,还包括:
阵列中的一个或多个另外的光源,以及
阵列中的一个或多个另外的集成透镜,
其中,
每个另外的光源包括被配置为发射另外的第一光束的第一子光源和被配置为发射另外的第二光束的第二子光源,以及
每个另外的集成透镜被配置为从所述一个或多个另外的光源中的相应一个另外的光源接收所述另外的第一光束和所述另外的第二光束。
14.根据权利要求1-3中的任一项所述的前照明***,其中,
所述光导部分(22)至少包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,其中,
所述第一表面和所述第二表面两者都在所述光入射表面(21、21')和所述光出射表面(23、23')之间延伸,并且
所述第一凹口(221)被设置在所述第一表面上,并且所述第二凹口(222)被设置在所述第二表面上。
15.根据权利要求14所述的前照明***,其中,
所述第一凹口(221)包括第一刻面(2210),并且
所述第二凹口(222)包括平行于所述第一刻面(2210)的第二刻面(2220),其中,
所述第一光束相继入射到所述第一刻面(2210)和所述第二刻面(2220)上。
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