JP6964777B2 - 自動車両用投光装置のための投影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車両用投光装置のための投影装置であって、
投影装置は、当該投影装置に割り当てられた少なくとも1つの光源の光を自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布、即ち減光ライト(ロービーム)光分布の形で結像するよう構成されており、
投影装置は、
・好ましくはアレイに配置されたマイクロ入射光学系の全数を有する入射光学系、
・好ましくはアレイに配置されたマイクロ出射光学系の全数を有する出射光学系
を含み、
各マイクロ入射光学系には丁度1つのマイクロ出射光学系が割り当てられており、
マイクロ入射光学系から出射する実質的にすべての光がそれに割り当てられたマイクロ出射光学系にのみ入射するよう、マイクロ入射光学系は構成されており及び/又はマイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系は互いに対し配置されており、
マイクロ入射光学系によって予成形された光はマイクロ出射光学系によって自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布として結像され、
各マイクロ入射光学系はそれ自身を通過した光を少なくとも1つのマイクロ出射光学系焦点に合焦し、該マイクロ出射光学系焦点はマイクロ入射光学系とそれに割り当てられたマイクロ出射光学系との間に位置し、マイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系の間には少なくとも1つの絞り装置が配置されており、
少なくともマイクロ入射光学系とこれに割り当てられたマイクロ出射光学系とこれらの間に位置する少なくとも1つの絞り装置とによって夫々1つの減光ライトマイクロ光学系が構成され、
少なくとも1つの絞り装置は、夫々のマイクロ出射光学系によって放射される光分布が減光ライト光分布の一部分を構成するように、夫々のマイクロ出射光学系によって結像される光分布を制限(画成:Begrenzung)するよう構成されており、このために、絞り装置は、減光ライト光分布の明暗境界の推移(境界線)を結像(形成)する少なくとも1つの光学的作用絞りエッジ(光学的に作用する絞りエッジ)を有する、投影装置に関する。
本発明は、更に、少なくとも1つの本発明の投影装置と、該投影装置に光を供給するための少なくとも1つの光源とを含む、自動車両用投光装置のためのマイクロ投影ライトモジュールに関する。
本発明は、更に、少なくとも1つの本発明のマイクロ投影ライトモジュールを含む車両用投光装置、とりわけ自動車両用投光装置に関する。
従来技術から、例えば冒頭に記載したタイプの投影装置を記載する文献AT514967B1が既知になっている。該文献には、複数のマイクロ入射光学系と複数のマイクロ出射光学系を有し、該マイクロ入射光学系と該マイクロ出射光学系の間に絞り装置が配置されている投影装置が記載されている。光分布の内部における光強度(明るさ:Lichtintensitaet)の法定の最大値を超過しないためには、局所的強度を相応に小さく設計する必要がある。マイクロ投影モジュールでは、このために、例えば投影レンズに遮光(シャドー形成)要素(Abschattungselemente)が設けられ、そのため、これらの点における輝度(明るさ:Beleuchtungsstaerke)が小さくされていた。光分布の個別領域の暗化(減光:Abdunkeln)のための従来の措置は、遮光要素を用いた投影レンズ又は照明装置の操作を含んでいる。
AT514967B1
上記文献の欠点は、この遮光要素は遮光されるべき領域を強く暗化してしまい、そのような遮光要素によっては、暗化されなかった領域への完全に一様な(滑らかな)明るさの移行(変化)を実現することができなかったことである。光像中の遮光された領域は、従来は、肉眼によって光分布の強度の局所的最小値として明確に認識可能であったが、そのため、光分布の全体的印象に対し不利な影響を及ぼしていた。
本発明の課題は従来技術の上記の欠点を克服することである。
この課題は冒頭に記載したタイプの投影装置によって解決される。即ち、本発明の一視点により、自動車両用投光装置のための投影装置であって、
投影装置は、当該投影装置に割り当てられた少なくとも1つの光源の光を自動車両の前方の領域に減光ライト(ロービーム)光分布を含む少なくとも1つの光分布の形で結像するよう構成されており、
投影装置は、
・マイクロ入射光学系の全数を有する入射光学系、
・マイクロ出射光学系の全数を有する出射光学系
を含み、
各マイクロ入射光学系には丁度1つのマイクロ出射光学系が割り当てられており、
マイクロ入射光学系から出射する実質的にすべての光がそれに割り当てられたマイクロ出射光学系にのみ入射するよう、マイクロ入射光学系は構成されており及び/又はマイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系は互いに対し配置されており、
マイクロ入射光学系によって予成形された光はマイクロ出射光学系によって自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布として結像され、
各マイクロ入射光学系はそれ自身を通過した光を少なくとも1つのマイクロ出射光学系焦点に合焦し、該マイクロ出射光学系焦点はマイクロ入射光学系とそれに割り当てられたマイクロ出射光学系との間に位置し、マイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系の間には少なくとも1つの絞り装置が配置されており、
少なくともマイクロ入射光学系とこれに割り当てられたマイクロ出射光学系とこれらの間に位置する少なくとも1つの絞り装置とによって夫々1つの減光ライトマイクロ光学系が構成され、
少なくとも1つの絞り装置は、夫々のマイクロ出射光学系によって放射される光分布が減光ライト光分布の一部分を構成するように、夫々のマイクロ出射光学系によって結像される光分布を制限(画成:Begrenzung)するよう構成されており、このために、絞り装置は、減光ライト光分布の明暗境界の推移(境界線)を結像(形成)する少なくとも1つの光学的作用絞りエッジ(光学的に作用する絞りエッジ)を有する、投影装置が提供される。該投影装置においては、本発明の一視点に応じ、減光ライトマイクロ光学系の全数は少なくとも2つのグループの減光ライトマイクロ光学系、即ち、
・少なくとも第1バリエーションの絞り装置を備えた第1グループの減光ライトマイクロ光学系、及び、
・少なくとも第2バリエーションの絞り装置を備えた第2グループの減光ライトマイクロ光学系
を含み、
第2バリエーションの絞り装置が、
*絞りエッジの推移の一部分に沿って突出する遮光要素(Abschattungselemente)及び/又は
*絞り装置の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジから離隔して配置された遮光要素
を有することによって、第2バリエーションの絞り装置の形状は少なくともその点に関し第1バリエーションの絞り装置の形状と相違しており、
第2バリエーションの絞り装置の個別遮光要素は減光ライト光分布のセグメント10における光分布の明るさの制限のために設けられていること、
個別遮光要素は、これらが夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されており、該領域は最大10°の水平角及び最大3°の垂直角を有する。
絞り装置の少なくとも2つのバリエーションを設けることによって、絞り装置ないし場合によってはその内部に設けられる遮光要素の個数及び/又は形状を相応に選択することにより、減光ライト(ロービーム)光分布に対し、光分布中の暗化領域に関する法定の条件を正確に充足することができると同時に、光分布内における(明るさの)一様な(滑らかな)移行(変化)を形成することができるよう、有利な影響を及ぼすことが可能になる。
光学的作用絞りエッジ(光学的に有効な絞りエッジ)とは、光分布を制限(画成)するために光分布の結像に関与(作用)する絞りエッジとして理解されるものである。
「・・・出射する実質的にすべての光」という文言は、1つのマイクロ入射光学系から出射する全光流の少なくとも大部分を当該マイクロ入射光学系に割り当てられたマイクロ出射光学系のみに入射させることを志向している(目指している)ことを意味する。とりわけ、眩惑を引き起こし得る迷光等のような不利な光学的効果(作用)を引き起こす方法で隣接するマイクロ出射光学系に光流(光ビーム)を入射させないことを志向することができる。
更に、「マイクロ入射光学系は構成されており及び/又はマイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系は互いに対し配置されており」という文言は、全光流が割り当てられたマイクロ出射光学系に正確に指向される機能のみを有するか又はその本来的機能に加えて当該機能をも有する例えば絞り(以下参照)のような付加的措置(手段)を備えることができるというようにも、理解されることができる。
従来の投影システムの場合のようなただ1つの光学系の代わりに(相互に)割り当てられる複数の、多数のマイクロ光学系を使用することによって、マイクロ光学系自体の焦点距離もサイズも「従来の」光学系の場合よりも顕著により小さくなる。同様に、従来の光学系と比べて中心厚みも減少されることができる。このため、投影装置の構造深さ(奥行き)は従来の光学系と比べて顕著に減少されることができる。
マイクロ光学系システムの数を増やすことによって、一方では、光流は増大又はスケール変更されることができ、この場合、マイクロ光学系システムの数の上限は、なかんずく、その都度利用可能な製造方法によって制限される。減光ライト機能を生成するためには、例えば200〜400のマイクロ光学系システムで十分ないしは好都合であり得る。なお、上限と下限をこれらの数値に限定することは意図しておらず、これらは単なる数値の例に過ぎない。光流を増大するためには、同種の(同質の)マイクロ光学系の数を増大することが好都合である。反対に、複数の異なる光分布を生成又は重ね合わせるために、異なる光学的挙動(性質)を有する複数(種類)のマイクロ光学系を1つの投影システムに導入する(組み込む)よう、多数のマイクロ光学系を使用することもできる。従って、多数のマイクロ光学系は、従来の光学系にはなかった多様な形状の可能性も可能にする。
そのようなライトモジュールは、更に、スケール変更可能である。即ち、同一構造の又は類似的に構成された複数の光モジュールは1つのより大きな全体システムに、例えば車両投光装置(自動車前照灯等)に統合されることができる。
1つの投影レンズを備えた従来の投影システムでは、該レンズは60mm〜90mmの典型的な直径を有する。本発明のモジュールでは、個別マイクロ光学系システムは(垂直方向V及び水平方向Hが)凡そ2mm×2mmの典型的サイズと(Zが)凡そ6mm〜10mmの深さ(奥行)を有し(例えば図2参照)、そのため、Z方向において、本発明のモジュールは、従来のモジュールと比べて、顕著により小さい深さ(奥行)を有する。
本発明のライトモジュールないし投影装置は、小さな構造深さを有することができ、かつ、原理的に、自由に構成(形状形成)可能である。即ち、例えば、第1部分光分布を生成するための第1ライトモジュールを第2部分光分布のための第2ライトモジュールから分離されるよう構成すること、これらを相対的に自由に、即ち垂直及び/又は水平及び/又は深さ(奥行)に関し互いに対しずらして配置することができ、そのため、設計仕様(設定)もより容易に実現することができる。
本発明のライトモジュールないし投影装置の更なる一利点は、投影装置に関する(1つ又は複数の)光源の正確な位置決めは考慮されない(行われない)ことである。正確な位置決めは、マイクロレンズアレイに対する照明ユニットの距離は正確である必要はないという限りで、重要性がより小さい。マイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系が、これらはほぼ1つのシステムを形成するため、一旦既に互いに対し適切に調整された後は、実際の(1つ又は複数の)光源の正確でない位置決めは重要性がより小さくなる。実際の光源とは、例えば、複合放物面型集光器(Compound Parabolic Concentrator:CPC)又はTIR(全内反射型:Total Inner Reflection)レンズのようなコリメータによってその光が平行に揃えられる(平行光線化される)例えば発光ダイオードのようなほぼ点状の光源である。
投影装置ないしライトモジュールは、減光ライト(ロービーム)光分布とは異なるタイプの光分布を生成するために使用される付加的なマイクロ光学系システムを含むこともできる。ここで、「所定のタイプ」の光分布とは、関連基準(規格)に応じて生成される光分布、例えばEU諸国におけるUN/ECE規則の、とりわけ規則123及び48の基準(規格)又は他の国又は地域の関連基準(規格)に応じた光分布として理解されるものである。
概念「走行路(ないし道路)」は、以下においては、説明の単純化のためにのみ使用されている。というのは、光像が実際に走行路上に存在するか又は更には路面を超えてその上方に延在するかは、場所的状態に依存することは明らかであるからである。例えば、放射される光分布を試験するために、光像は関連基準に応じた垂直面に投影される。ここでいう関連基準とは、例えば、国際連合欧州経済委員会(UN/ECE)規則第123号及び第48号の「自動車用配光可変型前照灯システム(AFS)の認可に関する統一規定」及び「灯火器及び指示装置の取付装置に係る協定規則に係る車両の認可に関する統一規定」、連邦規則集CFRのタイトル49:運輸、チャプタV、パート571−連邦自動車基準、サブパートBに§571.108として規定されているアメリカ合衆国において適用される連邦自動車安全基準FMVSS第108号「ランプ類、反射器、及び関連装置」、及び、自動車照明技術に関連する中華人民共和国の国家基準GB/T30036/2013「自動車用配向可変型前照灯システム」である。
第1グループが遮光要素を有することも全般的に可能である。本発明の独立請求項は、第1グループが遮光要素を備えてはならないとは記載しておらず、他方、第2グループが、例えば他のタイプの遮光要素が設けられることによって、第1バリエーションとは異なる少なくとも(1つの)第2バリエーションの絞り装置を有すると記載しているのである。尤も、第1グループは同様に遮光要素を備えないことも勿論可能である。
とりわけ、そのような照明装置には、異なる複数の光分布を生成するための2つ以上のグループが設けられ、各グループが、例えば以下の光分布の1つから選択される異なる光分布を形成することは好都合に可能である:
)ターンライト(Abbiegelicht)用光分布;
)市街地ライト(Stadtlicht)用光分布;
)地方道(ないし一般道)ライト(Landstrassenlicht)用光分布;
)アウトバーンライト用光分布;
)アウトバーンライトの補助ライト用光分布;
)コーナリングライト(Kurvenlicht)用光分布;
)減光ライト(ロービーム)・近フィールド(Vorfeld)用光分布;
)遠方フィールド(Fernfeld)における非対称減光ライト(ロービーム)用光分布;
)コーナリングモードの場合の遠方フィールドにおける非対称減光ライト(ロービーム)用光分布;
)遠方ライト(ハイビーム)用光分布;
)アンチグレア遠方ライト(ハイビーム)用光分布。
そのような光分布の例はとりわけ文献AT 514967 B1に見出すことができる。
有利には、第2バリエーションの絞り装置を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞りエッジの推移の一部分に沿って突出する遮光要素を丁度1つ有することができる。遮光要素は、この場合、光分布の点“50L”を遮光するために、垂直方向に延伸すると有利である。絞りエッジから突出しない更なる遮光要素も設けることは勿論可能である。50L点の相応の遮光は、例えば、第2バリエーションによる遮光要素を備えた減光ライトマイクロ光学系の適切な個数及び寸法(サイズ)を選択することによって生成されることができる。「絞りエッジから突出」という表現は、この場合、絞りエッジが減光ライト光分布それ自体のための絞りエッジとしていずれにせよ依然として認識可能であるとして理解されるものである。従って、水平であるか又は斜めに傾けられた直線状の絞りエッジ部分(複数)から構成される絞りエッジの(縦)伸び(Laengserstreckung)は突出する遮光要素によって中断される(連続性が途切れる)。換言すれば、絞りエッジは完全に非透光性の遮光要素の領域においては最早認識可能ではない。というのは、この絞りエッジは、突出する遮光要素が存在するためこの領域では最早エッジとして視認できないからである。絞りエッジは、遮光要素の前後で再び(光学的に視認可能になり)(連続的に)延伸する。
有利には、第2バリエーションの絞り装置を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞り装置の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジから離隔して配置された遮光要素を丁度1つ有することができる。この遮光要素は、減光ライト光分布のセグメント10の内部において遮光を引き起こすよう配置されることができる。セグメント10の内部における相応に均一かつ一様な暗化(ないし遮光:Abdunkelung)は、例えば、この遮光要素を備えた減光マイクロ光学系の適切な個数及び寸法(サイズ)を選択することによって生成されることができる。
好都合には、少なくとも1つの絞り装置は透光性支持体に結合されており、該支持体はその表面が予め設定可能な光分布の形成のために少なくとも部分的に非透光性の材料によって被覆されることができる。少なくとも部分的に非透光性の層(被膜)は例えばリソグラフィ法によって配されることができる。更に、場合によっては、支持体の他方の側部に、更なる絞り装置を、例えば迷光(散乱光)を阻止するために、設けることも可能であろう。
暗化(遮光)された領域と暗化(遮光)されていない領域との間の移行(変化)を格別に効率的(効果的)かつ正確に(予め)設定する(与える)ために、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも個別遮光要素は部分的に透光性に構成されることができる。更に、個別遮光要素の透光性(光透過率)は変更可能である。
代替的に又は追加的に、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも個別遮光要素は完全に非透光性に構成されることができる。完全遮光の形状は、遮光要素の個数及び形状の適切な選択によって変更されることができる。
更に、第2バリエーションの絞り装置の個別遮光要素は光分布の明るさ(Leuchtstaerke)の制限のために50L測定点(50L-Messpunkt)に設けられることができる。50L測定点は、例えば、左方(L)への角度3.43°かつ下方(D)への角度0.86°のところにある。基準FMVSSでは、特別な記号(名称)のない測定点が0.86D3.5Lのところにある。
有利には、個別遮光要素は、夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されることができ、該領域は最大5°の水平角及び最大5°の垂直角を含むことができる。遮光領域は(1°又は2°から)5°までの水平角及び垂直角を含むことが可能であり、例えば円形に構成可能であろう。
更に、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも1つの遮光要素の大きさ(サイズ)は、第2バリエーションの更なる絞り装置の少なくとも1つの遮光要素の大きさ(サイズ)と異なることが可能である。「大きさ(Groesse)」という表現は、この場合、各遮光要素が延在する面積(ないし面)として理解されるものである。ここで、形状はスケール変更(拡大縮小)可能である。その代わりに、複数の遮光要素の形状が互いに異なること、即ち互いに異なる幾何学的図形(画像)を表すことも可能である。
更に、第2バリエーションの絞り装置の個別遮光要素は減光ライト光分布のセグメント10における光分布の明るさ(Leuchtstaerke)の制限のために設けられることができる。「セグメント10」という表現は、4.5°Lと2°Rの間の高さ−4°(−4D)上のラインとして理解されるものである。
有利には、個別遮光要素は、夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されることができ、該領域は最大10°の水平角及び最大3°の垂直角を有することができる。従って、幅は例えば最大10°、高さは例えば1°〜3°であることが可能である。この遮光要素は、従って、浮遊するバーとして構成されることができ、個別遮光要素の寸法は一様(ないし均一)な移行(変化)を生成するために変化することができる。これとの関連において、この遮光要素の製造はリソグラフィプロセスによるものが格別に有利である。
とりわけ、少なくとも1つの絞り装置の支持体はガラスから形成されることができる。更に、入射光学系も出射光学系も、当該入射光学系と当該出射光学系の間に配置された絞り装置の少なくとも1つの支持体に固定的に結合されることができる。かくして、例えば熱膨張に起因する、不所望の影響は最小化されることができ、出射光学系に対する入射光学系のないし入射光学系に対する出射光学系の持続的かつ正確な位置決めが保証(確保)されることができる。更に、有利には、入射光学系及び出射光学系と少なくとも1つの支持体との固定的結合は夫々透明な接着(剤)結合(透明な接着剤による結合)として構成されることができる。
更に、減光ライトマイクロ光学系の全数は、第3バリエーションの絞り装置を備えた第3グループの減光ライトマイクロ光学系を含み、第3バリエーションの絞り装置においては、絞りエッジにまで形成された絞り装置の遮光領域の内部に明暗境界の上側に位置する光分布を結像するための少なくとも部分的に透光性の少なくとも1つのウインドウが形成される。かくして、明暗境界の上側に位置するこの領域は、例えば交通標識がより良好に認識可能になるよう、照明される。このライト(光)機能はしばしば「サインライト」と称されるが、この領域における照明の強度は透光性ウインドウの形状によって及び第3バリエーションの減光ライトマイクロ光学系の個数によって決定されることができる。また、第3バリエーションの減光ライトマイクロ光学系と第1又は第2バリエーションの減光ライトマイクロ光学系との組み合わせも可能である。
本発明のすべての実施形態は近フィールド(ないし前方フィールド:Vorfeld)用光分布の生成との関係において使用することも全般的に可能である。
異なる減光ライトマイクロ光学系は(例えば少なくとも2つの)異なるように構成された絞り装置ないし(例えば少なくとも2つの)異なる大きさの遮光装置を有することが全く全般的に可能であり、遮光要素(複数)によって遮光される測光(photometrisch)領域は少なくとも部分的に重なることができる。このことは、第1、第2及び/又は第3バリエーションないしグループの遮光要素に該当し得る。とりわけ、より小さい遮光要素の遮光された測光領域は、その次に大きい遮光要素の遮光された測光領域に完全に吸収される(含まれる)ことができ、ないしは、遮光要素は、この効果が生じるよう構成されることができる。
本発明は、更に、少なくとも1つの本発明の投影装置と、該投影装置に光を供給するための少なくとも1つの光源とを含む、自動車両用投光装置(自動車前照灯等)のためのマイクロ投影ライトモジュールに関する。各減光ライトマイクロ光学系には1つのLED光源が割り当てられていると有利である。
更に、本発明は、少なくとも1つの本発明のマイクロ投影ライトモジュールを含む車両用投光装置、とりわけ自動車両用投光装置(自動車前照灯等)に関する。
更に、本発明は、少なくとも1つの本発明の車両用投光装置を含む車両、とりわけ自動車両(自動車等)に関する。
ここに、本発明の好ましい形態を示す。
(形態1)上記本発明の一視点参照。
(形態2)形態1の投影装置において、
マイクロ入射光学系の全数はアレイに配置されていること、及び、
マイクロ出射光学系の全数はアレイに配置されていることが好ましい。
(形態3)形態1又は2の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞りエッジの推移の一部分に沿って突出する遮光要素を丁度1つ有することが好ましい。
(形態4)形態1〜3の何れかの投影装置において、第2バリエーションの絞り装置を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞り装置の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジから離隔して配置された遮光要素を丁度1つ有することが好ましい。
(形態5)形態1〜4の何れかの投影装置において、少なくとも1つの絞り装置は透光性支持体に結合されており、該支持体はその表面が予め設定可能な光分布の形成のために少なくとも部分的に非透光性の材料によって被覆されていることが好ましい。
(形態6)形態1〜5の何れかの投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも個別遮光要素は部分的に透光性であることが好ましい。
(形態7)形態1〜5の何れかの投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも個別遮光要素は完全に非透光性であることが好ましい。
(形態8)形態1〜7の何れかの投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の個別遮光要素は光分布の明るさの制限のために50L測定点に設けられていることが好ましい。
(形態9)形態8の投影装置において、個別遮光要素は、夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されており、該領域は最大5°の水平角及び最大5°の垂直角を有することが好ましい。
(形態10)形態1〜9の何れかの投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも1つの遮光要素の大きさは、第2バリエーションの更なる絞り装置の少なくとも1つの遮光要素の大きさと異なることが好ましい
形態11)形態1〜10の何れかの投影装置において、
少なくとも1つの絞り装置の支持体はガラスから形成されており、
入射光学系も出射光学系も、当該入射光学系と当該出射光学系の間に配置された絞り装置の少なくとも1つの支持体に固定的に結合されており、
入射光学系及び出射光学系と少なくとも1つの支持体との固定的結合は夫々透明な接着結合として構成されることが好ましい。
(形態12)形態1〜11の何れかの投影装置において、
減光ライトマイクロ光学系の全数は、第3バリエーションの絞り装置を備えた第3グループの減光ライトマイクロ光学系を含み、
第3バリエーションの絞り装置においては、絞りエッジにまで形成された絞り装置の遮光領域の内部に明暗境界の上側に位置する光分布を結像するための少なくとも部分的に透光性の少なくとも1つのウインドウが形成されていることが好ましい。
(形態13)少なくとも1つの形態1〜12の何れかの投影装置と、該投影装置に光を供給するための少なくとも1つの光源とを含む、自動車両用投光装置のためのマイクロ投影ライトモジュール。
(形態14)少なくとも1つの形態1〜12の何れかの投影装置及び/又は少なくとも1つの形態13のマイクロ投影ライトモジュールを含む自動車両用投光装置。
本発明は、以下において、図面に示されている例示的かつ非限定的な実施形態ないし実施例を用いて詳細に説明される。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解のためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図していない。
従来技術による減光ライト光分布の例示的結像画像。 例示的投影装置の模式図。 マイクロ入射光学系及びマイクロ出射光学系が結合可能な透明支持体上に絞り装置を配設するための方法の一例の概略的説明図((図3a)〜(図3d))。 従来技術による互いに隣り合うよう配された複数の絞り装置の一構造例(図4a);図4aの装置によって生成される光分布の一例(図4b)。 第1及び第2バリエーションによる互いに隣り合うよう配された絞り装置の本発明の一構造例の模式図(図5a);図5aの絞り装置を含む投影装置の一例によって生成される光分布の一例(図5b)。 第1及び第2バリエーションによる互いに隣り合うよう配された絞り装置の本発明の更なる一構造例の模式図(図6a);図6aの絞り装置を含む投影装置の一例によって生成される光分布の一例(図6b)。
以下の図面(に示された実施形態ないし実施例)の説明において―別段の定めがない限り―同じ参照符号は同じ特徴に関する。
図1は従来技術による減光ライト(ロービーム)光分布の一部分の一結像例を示す。光分布の内部の明るさは、同じ照度(照明強度:Beleuchtungsstaerke)の領域を表す等値線によって表されている。本図においては、照度は、明暗境界の下側すれすれのところで最大値を取り、外側に向かって減少する。明暗境界の推移は、従って、同図において明確に認識できる。明暗境界の近くの左側の領域には(図示)下方への膨出(ないし凹み:Ausbeulung)が認められ、その内部では等値線は格別に密接に並置している。この領域の内部には、相応に暗化されている測定点50Lがあるが、光像中における暗化(Abdunkelung)は不均一であり(一様ではなく)、従って、明確に認識可能に形成されているが、その様子は、測定点50Lの領域における照度の大きな勾配によって認識できる。
図2はマイクロ投影ライトモジュール6の一例における例示的な投影装置1の模式図であり、投影装置1は―以下に説明されるように―本発明に応じて構成された複数の絞り装置を備えて構成されることができる。そのようにして構成された本発明の投影装置1は自動車両用投光装置(自動車前照灯等)における使用に適合化されており、投影装置1は、当該投影装置1に割り当てられた少なくとも1つの光源2(但し、各マイクロ入射光学系3aに1つの個別に制御可能な光源、とりわけ好ましくはLEDが割り当てられると有利である)の光を自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布の形で、具体的には減光ライト(ロービーム)用光分布及び/又は近フィールド用光分布の形で結像するよう構成されている。光源2によって放射された光は例えばコリメータ7を介して入射光学系3へ導かれることができる。投影装置1は、有利にはアレイ(状)に配置されたマイクロ入射光学系3aの全数(すべてのマイクロ入射光学系3a)を有する入射光学系3と、有利にはアレイ(状)に配置されたマイクロ出射光学系4aの全数(すべてのマイクロ出射光学系4a)を有する出射光学系4とを含み、各マイクロ入射光学系3aには丁度1つのマイクロ出射光学系4aが割り当てられている。
マイクロ入射光学系3aから出射する実質的にすべての光がそれに割り当てられたマイクロ出射光学系4aにのみ入射するよう、マイクロ入射光学系(複数)3aは構成されており及び/又はマイクロ入射光学系(複数)3aとマイクロ出射光学系(複数)4aは互いに対し配置されており、マイクロ入射光学系3aによって予成形された光はマイクロ出射光学系4aによって自動車両の前方の領域へ少なくとも1つの光分布として結像される。各マイクロ入射光学系3aは、当該マイクロ入射光学系3aがそれ自身を通過する光を少なくとも1つのマイクロ入射光学系焦点に合焦するよう構成されており、マイクロ入射光学系焦点はマイクロ入射光学系3aとそれに割り当てられたマイクロ出射光学系4aとの間に位置しており、マイクロ入射光学系3aとマイクロ出射光学系4aの間には、少なくとも1つの絞り装置8a(図3参照)が配されており、夫々少なくともマイクロ入射光学系3aとそれに割り当てられたマイクロ出射光学系4aとこれらの間に位置する少なくとも1つの絞り装置8aとによって1つの減光ライトマイクロ光学系が構成される。
少なくとも1つの絞り装置8aは、マイクロ出射光学系4aによって放射される光分布が減光ライト光分布の一部分を構成するように、夫々のマイクロ出射光学系4aによって結像される光分布を制限(画成)するよう構成されており、絞り装置8aは、そのために、減光ライト光分布の明暗境界の推移を結像する少なくとも1つの光学的に作用する絞りエッジ(光学的作用絞りエッジ)K(図4a、図5a及び図6a参照)を有する。
減光ライトマイクロ光学系の全数は少なくとも2つのグループの減光ライトマイクロ光学系、具体的には、
・少なくとも第1バリエーションの絞り装置8a’(図4a参照)を備えた第1グループの減光ライトマイクロ光学系、及び、
・少なくとも第2バリエーションの絞り装置8a’’(図6a参照)を備えた第2グループの減光ライトマイクロ光学系
を含み、
第2バリエーションの絞り装置8a’’が、
*絞りエッジの推移の一部分に沿って突出する遮光要素A50L(図5a参照;なお、浮遊型遮光要素による少なくとも部分的なセグメントの遮光A50Lも可能である)及び/又は
*絞り装置8a’’の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジKから離隔して配置された遮光要素ASegm10(図6a参照)
を有することによって、第2バリエーションの絞り装置8a’’の形状は少なくともその点に関し第1バリエーションの絞り装置8a’の形状と相違している。
図3(a)〜図3(d)は自動車両用投光装置のための本発明の投影装置1の製造方法の一例の各ステップを模式的に示し、投影装置1は、当該投影装置1に割り当てられた少なくとも1つの光源2の光を自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布の形で結像するよう構成されている。図3(a)は、図3(b)において第1絞り装置8aが例えばスクリーン印刷又は金属蒸着によって配される第1フラット面5aを有する支持体5の一例を示し、支持体5は少なくとも部分的にガラスからなる。図3(c)は該方法の次のステップb)、即ち有利にはアレイ(状)に配置される複数のマイクロ入射光学系3aを有する入射光学系3の、支持体5の第1フラット面5aにおける固定(結合)を示す。入射光学系3は、第1絞り装置8aを少なくとも部分的にカバーし、かつ、光が入射光学系3を介し第1絞り装置8aを通過して少なくとも部分的に支持体5内に侵入できるよう配置され、支持体5の第1フラット面5aにおける入射光学系3の固定(結合)は透光性接着物質によって行われる。図3(d)は、入射光学系3が支持体5に既に固定的に結合されている状態を示す。次に、ステップc)に応じ、第1フラット面5aの反対側に位置する支持体5のフラット面(対向面)5bに―例えば散乱光(迷光:Streulicht)を回避するための―第2絞り装置が配される。最後に、出射光学系4を支持体5の対向面に配することができる。
図4aは従来技術による並置された絞り装置(複数)8a’の構成例を示し、図4bはそれによって生成される光分布を示す。点50Lは暗化されていないことが同図から分かる。
図5aは、並置された絞り装置(複数)8a’及び8a’’の本発明に応じた一構成例の模式図であり、絞り装置8a’’は測定点50Lの周囲の領域の暗化のために配されている遮光要素A50Lを有し、個別絞り装置8a’’の遮光要素(複数)A50Lは可及的に均一な(一様な)明るさ移行(変化)の形成のために(互いに)異なるように構成されることができる。図5bは、図5aの絞り装置を含む投影装置1によって生成された光分布の一例を示す。図1の光分布と比べると、図5aの光分布は測定点50Lにおける暗化を同様に達成しているが、その周囲への移行(変化)は明確により均一に(一様に)なっていることが、はっきりと分かる。
図6aは、並置された絞り装置(複数)8a’及び8a’’の本発明に応じた更なる一構成例の模式図である。絞り装置には、今や、絞りエッジKから離隔されておりかつ絞り装置8a’’の透光性領域によって完全に包囲されている個別遮光要素ASegm10が設けられている。これらの遮光要素ASegm10は第2バリエーションの絞り装置8a’’に単独で又は遮光要素A50Lと組み合わせて設けられることができる。なお、図6aの実施形態では、遮光要素を有しない(不図示の)絞りも設けられている。即ち、セグメント10及び50Lについての遮光(遮断)を伴わない絞りも存在する。遮光要素の個数及び大きさもその幾何学的形状も生成されるべき光分布所望の形状(ないし形態)に依存して選択可能であることが全般的に重要である。
図6bは、図6aの絞り装置を含む投影装置によって生成される光分布の一例を示す。該光分布において、測定点50Lの遮光に加えて、光分布のセグメント10の領域における付加的な暗化も達成(実現)されており、この場合も、一様な明るさ移行(変化)が達成されている。
原理的には、リダクション手段(光を減じる手段:Reduktionsmoeglichkeiten)を任意的にアレイ上に配することも可能である。法定点(Gesetzespunkte)を可変に構成することも可能であろう。例えば、AFS機能の悪天候ライト(クラスW)の場合、(例えばセグメント10についての)法定の上限は、クラスCの場合よりもより小さい。50Lについては、その反対のことが妥当し得る。悪天候ライトの場合、これはクラスCの場合よりも著しくより大きいことが可能である。ここで、コリメータの下流側に、敢えて、セグメント10ラインのみを配するとすれば、当該コリメータは、悪天候の場合、追加されるよう切換可能であり、そのために、それに属するシステム(光学系)におけるセグメント10ラインを有しないコリメータは除去されるよう切換可能である。かくして、全光流は維持されるが、セグメント10ラインは全体光分布において減少される。丁度反対の方法で、50L測定点について処置することができる。
本教示を考慮することにより、当業者であれば、発明活動無しで(創作能力を発揮することなく)本発明の不図示の他の実施形態(複数)に到達(想到)することができる。本発明は、従って、図示の実施形態ないし実施例に限定されない。更に、本発明ないし実施形態(複数)の各視点(特徴)は個別の選択及び相互の組み合わせが可能である。重要であるのは、本書の内容を知った当業者によって多様に展開可能であるが、それ自体は不変に維持される本発明の基礎をなす技術的思想である。
ここに、本発明の可能な態様を付記する。
[付記1]自動車両用投光装置のための投影装置。
投影装置は、当該投影装置に割り当てられた少なくとも1つの光源の光を自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布、即ち減光ライト光分布の形で結像するよう構成されている。
投影装置は、
・好ましくはアレイに配置されたマイクロ入射光学系の全数を有する入射光学系、
・好ましくはアレイに配置されたマイクロ出射光学系の全数を有する出射光学系
を含む。
各マイクロ入射光学系には丁度1つのマイクロ出射光学系が割り当てられている。
マイクロ入射光学系から出射する実質的にすべての光がそれに割り当てられたマイクロ出射光学系にのみ入射するよう、マイクロ入射光学系は構成されており及び/又はマイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系は互いに対し配置されている。
マイクロ入射光学系によって予成形された光はマイクロ出射光学系によって自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布として結像される。
各マイクロ入射光学系はそれ自身を通過した光を少なくとも1つのマイクロ出射光学系焦点に合焦し、該マイクロ出射光学系焦点はマイクロ入射光学系とそれに割り当てられたマイクロ出射光学系との間に位置し、マイクロ入射光学系とマイクロ出射光学系の間には少なくとも1つの絞り装置が配置されている。
少なくともマイクロ入射光学系とこれに割り当てられたマイクロ出射光学系とこれらの間に位置する少なくとも1つの絞り装置とによって夫々1つの減光ライトマイクロ光学系が構成される。
少なくとも1つの絞り装置は、夫々のマイクロ出射光学系によって放射される光分布が減光ライト光分布の一部分を構成するように、夫々のマイクロ出射光学系によって結像される光分布を制限するよう構成されており、このために、絞り装置は、減光ライト光分布の明暗境界の推移を結像する少なくとも1つの光学的作用絞りエッジを有する。
減光ライトマイクロ光学系の全数は少なくとも2つのグループの減光ライトマイクロ光学系、即ち、
・少なくとも第1バリエーションの絞り装置を備えた第1グループの減光ライトマイクロ光学系、及び、
・少なくとも第2バリエーションの絞り装置を備えた第2グループの減光ライトマイクロ光学系
を含む。
第2バリエーションの絞り装置が、
*絞りエッジの推移の一部分に沿って突出する遮光要素及び/又は
*絞り装置の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジから離隔して配置された遮光要素
を有することによって、第2バリエーションの絞り装置の形状は少なくともその点に関し第1バリエーションの絞り装置の形状と相違している。
[付記2]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞りエッジの推移の一部分に沿って突出する遮光要素を丁度1つ有する。
[付記3]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞り装置の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジから離隔して配置された遮光要素を丁度1つ有する。
[付記4]上記の投影装置において、少なくとも1つの絞り装置は透光性支持体に結合されており、該支持体はその表面が予め設定可能な光分布の形成のために少なくとも部分的に非透光性の材料によって被覆されている。
[付記5]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも個別遮光要素は部分的に透光性である。
[付記6]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも個別遮光要素は完全に非透光性である。
[付記7]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の個別遮光要素は光分布の明るさの制限のために50L測定点に設けられている。
[付記8]上記の投影装置において、個別遮光要素は、夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されており、該領域は最大5°の水平角及び最大5°の垂直角を有する。
[付記9]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の少なくとも1つの遮光要素の大きさは、第2バリエーションの更なる絞り装置の少なくとも1つの遮光要素の大きさと異なる。
[付記10]上記の投影装置において、第2バリエーションの絞り装置の個別遮光要素は減光ライト光分布のセグメント10における光分布の明るさの制限のために設けられている。
[付記11]上記の投影装置において、個別遮光要素は、これらが夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されており、該領域は最大10°の水平角及び最大3°の垂直角を有する。
[付記12]上記の投影装置において、少なくとも1つの絞り装置の支持体はガラスから形成されている。
好ましくは、入射光学系も出射光学系も、当該入射光学系と当該出射光学系の間に配置された絞り装置の少なくとも1つの支持体に固定的に結合されている。
好ましくは、入射光学系及び出射光学系と少なくとも1つの支持体との固定的結合は夫々透明な接着結合として構成される。
[付記13]上記の投影装置において、減光ライトマイクロ光学系の全数は、第3バリエーションの絞り装置を備えた第3グループの減光ライトマイクロ光学系を含む。
第3バリエーションの絞り装置においては、絞りエッジにまで形成された絞り装置の遮光領域の内部に明暗境界の上側に位置する光分布を結像するための少なくとも部分的に透光性の少なくとも1つのウインドウが形成されている。
[付記14]少なくとも1つの本発明の投影装置と、該投影装置に光を供給するための少なくとも1つの光源とを含む、自動車両用投光装置のためのマイクロ投影ライトモジュール。
[付記15]少なくとも1つの本発明の投影装置及び/又は少なくとも1つの本発明のマイクロ投影ライトモジュールを含む車両用投光装置、とりわけ自動車両用投光装置。
1 投影装置
2 光源
3 入射光学系
3a マイクロ入射光学系
4 出射光学系
4a マイクロ出射光学系
5 支持体
5a 第1フラット面
7 コリメータ
8a 絞り装置
8a’ 第1バリエーションの絞り装置
8a’’ 第2バリエーションの絞り装置

K 絞りエッジ
A50L 突出型遮光要素
ASegm10 浮遊型遮光要素
50L 測定点

Claims (14)

  1. 自動車両用投光装置のための投影装置であって、
    投影装置(1)は、当該投影装置(1)に割り当てられた少なくとも1つの光源(2)の光を自動車両の前方の領域に減光ライト光分布を含む少なくとも1つの光分布の形で結像するよう構成されており、
    投影装置(1)は、
    ・マイクロ入射光学系(3a)の全数を有する入射光学系(3)、
    ・マイクロ出射光学系(4a)の全数を有する出射光学系(4)
    を含み、
    各マイクロ入射光学系(3a)には丁度1つのマイクロ出射光学系(4a)が割り当てられており、
    マイクロ入射光学系(3a)から出射する実質的にすべての光がそれに割り当てられたマイクロ出射光学系(4a)にのみ入射するよう、マイクロ入射光学系(3a)は構成されており及び/又はマイクロ入射光学系(3a)とマイクロ出射光学系(4a)は互いに対し配置されており、
    マイクロ入射光学系(3a)によって予成形された光はマイクロ出射光学系(4a)によって自動車両の前方の領域に少なくとも1つの光分布として結像され、
    各マイクロ入射光学系(3a)はそれ自身を通過した光を少なくとも1つのマイクロ出射光学系焦点に合焦し、該マイクロ出射光学系焦点はマイクロ入射光学系(3a)とそれに割り当てられたマイクロ出射光学系(4a)との間に位置し、マイクロ入射光学系(3a)とマイクロ出射光学系(4a)の間には少なくとも1つの絞り装置(8a’、8a’’)が配置されており、
    少なくともマイクロ入射光学系(3a)とこれに割り当てられたマイクロ出射光学系(4a)とこれらの間に位置する少なくとも1つの絞り装置(8a’、8a’’)とによって夫々1つの減光ライトマイクロ光学系が構成され、
    少なくとも1つの絞り装置(8a’、8a’’)は、夫々のマイクロ出射光学系(4a)によって放射される光分布が減光ライト光分布の一部分を構成するように、夫々のマイクロ出射光学系(4a)によって結像される光分布を制限するよう構成されており、このために、絞り装置(8a’、8a’’)は、減光ライト光分布の明暗境界の推移を結像する少なくとも1つの光学的作用絞りエッジ(K)を有し、
    減光ライトマイクロ光学系の全数は少なくとも2つのグループの減光ライトマイクロ光学系、即ち、
    ・少なくとも第1バリエーションの絞り装置(8a’)を備えた第1グループの減光ライトマイクロ光学系、及び、
    ・少なくとも第2バリエーションの絞り装置(8a’’)を備えた第2グループの減光ライトマイクロ光学系
    を含み、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)が、
    *絞りエッジ(K)の推移の一部分に沿って突出する遮光要素(A50L)及び/又は
    *絞り装置(8a’’)の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジ(K)から離隔して配置された遮光要素(ASegm10)
    を有することによって、第2バリエーションの絞り装置(8a’’)の形状は少なくともその点に関し第1バリエーションの絞り装置(8a’)の形状と相違していること
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)の個別遮光要素(A50L、ASegm10)は減光ライト光分布のセグメント10における光分布の明るさの制限のために設けられていること、
    個別遮光要素(A50L、ASegm10)は、これらが夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されており、該領域は最大10°の水平角及び最大3°の垂直角を有すること
    を特徴とする投影装置。
  2. 請求項1に記載の投影装置において、
    マイクロ入射光学系(3a)の全数はアレイに配置されていること、及び、
    マイクロ出射光学系(4a)の全数はアレイに配置されていること
    を特徴とする投影装置。
  3. 請求項1又は2に記載の投影装置において、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞りエッジ(K)の推移の一部分に沿って突出する遮光要素(A50L)を丁度1つ有すること
    を特徴とする投影装置。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載の投影装置において、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)を有する各減光ライトマイクロ光学系は、絞り装置(8a’’)の透光性領域によって完全に包囲されており、絞りエッジ(K)から離隔して配置された遮光要素(ASegm10)を丁度1つ有すること
    を特徴とする投影装置。
  5. 請求項1〜4の何れかに記載の投影装置において、
    少なくとも1つの絞り装置(8a’、8a’’)は透光性支持体(5)に結合されており、該支持体(5)はその表面が予め設定可能な光分布の形成のために少なくとも部分的に非透光性の材料によって被覆されていること
    を特徴とする投影装置。
  6. 請求項1〜5の何れかに記載の投影装置において、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)の少なくとも個別遮光要素(A50L、ASegm10)は部分的に透光性であること
    を特徴とする投影装置。
  7. 請求項1〜5の何れかに記載の投影装置において、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)の少なくとも個別遮光要素(A50L、ASegm10)は完全に非透光性であること
    を特徴とする投影装置。
  8. 請求項1〜7の何れかに記載の投影装置において、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)の個別遮光要素(A50L)は光分布の明るさの制限のために50L測定点に設けられていること
    を特徴とする投影装置。
  9. 請求項8に記載の投影装置において、
    個別遮光要素(A50L)は、夫々の減光ライトマイクロ光学系によって放射される光分布の領域を遮光するよう配置されており、該領域は最大5°の水平角及び最大5°の垂直角を有すること
    を特徴とする投影装置。
  10. 請求項1〜9の何れかに記載の投影装置において、
    第2バリエーションの絞り装置(8a’’)の少なくとも1つの遮光要素(A50L、ASegm10)の大きさは、第2バリエーションの更なる絞り装置(8a’’)の少なくとも1つの遮光要素(A50L、ASegm10)の大きさと異なること
    を特徴とする投影装置。
  11. 請求項1〜10の何れかに記載の投影装置において、
    少なくとも1つの絞り装置(8a’、8a’’)の支持体(5)はガラスから形成されており、
    入射光学系(3)も出射光学系(4)も、当該入射光学系(3)と当該出射光学系(4)の間に配置された絞り装置(8a’、8a’’)の少なくとも1つの支持体(5)に固定的に結合されており、
    入射光学系(3)及び出射光学系(4)と少なくとも1つの支持体(5)との固定的結合は夫々透明な接着結合として構成されること
    を特徴とする投影装置。
  12. 請求項1〜11の何れかに記載の投影装置において、
    減光ライトマイクロ光学系の全数は、第3バリエーションの絞り装置を備えた第3グループの減光ライトマイクロ光学系を含み、
    第3バリエーションの絞り装置においては、絞りエッジ(K)にまで形成された絞り装置の遮光領域の内部に明暗境界の上側に位置する光分布を結像するための少なくとも部分的に透光性の少なくとも1つのウインドウが形成されていること
    を特徴とする投影装置。
  13. 少なくとも1つの請求項1〜12の何れかに記載の投影装置(1)と、該投影装置(1)に光を供給するための少なくとも1つの光源(2)とを含む、自動車両用投光装置のためのマイクロ投影ライトモジュール。
  14. 少なくとも1つの請求項1〜12の何れかに記載の投影装置(1)及び/又は少なくとも1つの請求項13に記載のマイクロ投影ライトモジュールを含む自動車両用投光装置。
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