包括多个光源的矩阵阵列和双焦点光学系统的发光模块技术方案

本发明专利技术涉及一种机动车辆的发光模块(10)，包括：‑多个光源(14)的阵列(12)；‑双焦点成像装置(30)，该双焦点成像装置(30)设计用于投射每个光源(14)的图像；其特征在于，发光模块(10)包括至少一个主光学元件(40)，该至少一个主光学元件(40)在其出射部处不会在竖直方向V上改变入射光线的角度，并且允许形成多个第二光源(62)，多个第二光源(62)中的每个的横向尺寸大于多个光源(14)中的每个的横向尺寸，并且多个第二光源(62)所发射的多个第二光束(18)中的每个的孔径角度(β)小于由所述多个光源(14)发射的多个光束(16)中的每个的孔径角度(α)。

Matrix array including multiple light sources and light-emitting module of bifocal optical system

【技术实现步骤摘要】
包括多个光源的矩阵阵列和双焦点光学系统的发光模块
本专利技术涉及一种用于机动车辆的发光模块，该发光模块能够投射包含水平邻接区段并且在竖直平面中具有大于1°的角度分辨率的光束。
技术介绍
机动车辆配备有前照灯，该前照灯用于特别是在夜间或在低光照水平的情况下，产生照亮车辆前方道路的光束。这种发光模块是已知的。这种发光模块能够产生照明光束，例如远光束，照明光束被竖直地和水平地分成多个发光区段，多个发光区段中的至少某些发光区段可以选择性地关闭。这例如允许道路被最佳地照亮，同时避免使道路用户受到眩光。这种发光模块产生分段光束，分段光束被称为像素光束。例如，可以将整个光束分成发光区段的矩阵阵列。通常，光束的竖直分辨率，即由前照灯发射的光束的竖直平面中的光区段的数量，是非常低的。因此，关闭一个发光区段会使一段道路陷入黑暗中，这段道路通常远大于防止道路用户受到眩光所需的一段道路。有利的是，能够增加光束的竖直分辨率以便能够照亮直到位于车辆前方的道路用户的道路，同时关闭易于使道路用户受到眩光的发光区段。这些前照灯优选地设计成照亮大的横向视野，但是已知的照明系统具有车辆驾驶员有时发现不令人满意的能见度。特别地，对于在水平平面中的任何角度，难以或甚至不可能确保车辆的路径的水平平面中的较大的照明视场并且同时确保竖直方向上的高分辨率。另外，重要的是减小投射透镜的尺寸，同时使用市售的发光二极管阵列，投射透镜应优选地具有小于80mm的直径，每个发光二极管阵列具有0.75mm×0.75mm的最小尺寸。此外，出于视觉舒适的原因，并且出于监管原因，优选地，水平平面中的两个相邻区段邻接，使得整个光束均匀地照亮道路。然而，特别是当多个光源彼此相距太远时，已知的解决方案不允许同时获得较高的竖直分辨率和包含相邻发光区段的较大的水平场。在文献US2014/0307459A1中描述的已知的机动车辆的前照灯的照明系统包括主光学模块，该主光学模块包括多个光源，例如发光二极管，每个光源与相应的光导相关联。第二投射光学元件，例如透镜，与主光学模块相关联。该第二投射光学元件可以具有多个焦距。然而，这种照明系统具有某些缺点。首先，这种包括多个独立光导的主光学模块制造复杂且昂贵，每个光导与一个光源相关联。因此，选择焦距以与主光学器件的出射表面一致。因此，该系统要求主光学器件相对于投射元件的光学轴线成一定角度定位，这使得光学系统的对准和组装变得复杂并因此昂贵。这种系统的主要缺点是，如果使用标准的市售的多个光源和具有大直径(通常大于100mm)的投射透镜，则不可能实现大于0.6°的竖直分辨率。文献DE102008013603中描述的另一种照明系统涉及一种光学模块并允许投射均匀的光束，该光学模块包括光发射器的矩阵阵列。该系统包括每个成漏斗形状的光学元件的矩阵阵列。矩阵阵列的每个光学元件面向发射器定位，并且其反射内表面确保基本平行的光束朝向投射仪投射。这种锥形反射元件的矩阵阵列制造起来很昂贵。此外，与文献US2014/0307459A1中描述的投射模块一样，文献DE102008013603中描述的系统不允许获得与较大的水平投射角度相关联的较高的竖直分辨率。在文献US2015131305A中描述的另一个实施例中，多个光源的条带适用于整体形成的光学结构，该光学结构包括连接到校正光学部分的单个光导。确保光投射到远光场中的双焦点第二光学器件具有与光导的出射表面重合的竖直焦平面，这当然导致竖直方向上的较差的分辨率。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于机动车辆的发光模块，该发光模块限定了运动方向L、竖直方向V和与竖直方向V正交的水平方向H，方向L和V限定竖直平面并且方向L和H限定水平平面，该发光模块包括：-多个光源的至少一个阵列，所述多个光源的所述至少一个阵列包括m个横向行和n个竖直列，横向行在垂直于竖直列的方向上排列，数量n大于数量m；-至少一个双焦点成像装置，所述双焦点成像装置设计用于投射光束并具有水平的第一聚焦表面和平行于所述第一表面的竖直的第二聚焦表面；其特征在于：发光模块包括至少一个主光学元件，所述至少一个主光学元件在其出射部处不会在竖直方向V上改变入射光线的角度，所述主光学元件被布置成将由所述多个光源发射的光传递到虚拟投射表面，所述虚拟投射表面限定在所述阵列和成像装置之间，并且与第一聚焦表面重合，使得在由所述多个光源发射的多个光束的水平平面中的多个投影在所述虚拟投射表面上形成在水平方向上拉伸的多个第二光源，并且使得竖直的第二聚焦表面与所述多个光源的阵列的表面重合。在水平平面中，第二光源的尺寸大于光源的尺寸，由第二光源发出的第二光束的孔径角度小于由光源发出的光束的孔径角度。因此，根据本专利技术的教导制造的发光模块允许在与竖直方向平行的任一平面中形成具有较大的水平照明场和较高的角度分辨率的光束。这种主光学元件非常易于制造并且坚固且易于组装在发光模块中，因此制造成本低廉。根据本专利技术的第一实施例，主光学元件是多个柱面透镜的阵列。每个柱面透镜的纵向轴线平行于多个竖直列光源中的一列。这种柱面透镜阵列例如通过塑料注塑方法制造，制造方法简单且成本低廉。在一个优选实施例中，多个柱面透镜被设计成在虚拟投射表面上形成多个第二光源，第二光源的水平分量以放大因子M放大成光源的水平分量的M倍。有利地，放大因子M至少等于2。优选地，多个柱面透镜设计成使得所述多个第二光源彼此邻接。这避免了在竖直方向上获得多个黑暗条带的多个投影。作为变型，多个柱面透镜被设计成使得所述多个第二光源在水平方向上部分重叠。这允许获得均匀的照明场。在另一变型中，多个第二光源在水平方向上的重叠部小于其水平分量的宽度的20％。在本专利技术的第二实施例中，主光学元件包括光导阵列，所述光导阵列放置在所述多个光源的所述阵列和成像装置之间。光导的使用允许由第二光源发出的光更均匀。有利地，光导阵列由光导构成，该阵列具有在所述阵列的一侧的第一表面和与第一表面相反的第二表面，第二表面也被限定为出射表面，并在平行于水平方向的任一平面中具有比第一表面的宽度大的宽度。这使得可以在平行于水平方向的任一平面中减小指向投射光学元件的光束的发射角度。作为变型，光导在平行于水平方向的横截面中具有梯形形状并在限定于平行于所述阵列的竖直平面中的任何横截面中具有矩形形状。制造具有梯形横截面的光导是容易且廉价的，并且可以获得非常高的光学质量的表面。在一个变型中，光导在任何水平平面中具有包括弯曲侧边缘的形状，弯曲侧边缘即它们的侧面是弯曲的。使用其侧壁弯曲且优选为凹形的引导件允许改善由第二光源发射的光束的光学质量。诸如由多项式限定的弯曲表面可以增加发光模块可被优化的方式的数量。有利地，所述第一表面紧邻所述竖直列的光源的光出射表面。紧邻具有的优点是，保证由多个光源发出的光到虚拟投射平面的传输非常有效。有利地，该虚拟投射平面与光导的出射表面共面。在优选的变型中，第二表面的宽度在平行于水平平面的任何横截面中具有等于或大于第一表面的宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动车辆的发光模块(10)，包括：/n-多个光源(14)的至少一个阵列(12)，所述至少一个阵列包括m个横向行(12A)和n个竖直列(12B)，数量n大于数量m；/n-至少一个双焦点成像装置(30)，所述至少一个双焦点成像装置(30)被设计用于投射光束，所述至少一个双焦点成像装置(30)具有第一水平聚焦表面(30a)和平行于所述第一表面的第二竖直聚焦表面(30b)；/n其特征在于：/n发光模块(10)包括至少一个主光学元件(40)，所述至少一个主光学元件在其出射部处不会在竖直方向V上改变入射光线的角度，所述主光学元件被布置成将由所述多个光源(14)发射的光传输到虚拟投射表面(60)，所述虚拟投射表面(60)被限定在所述阵列(12)和成像装置(30)之间并且与第一聚焦表面(30a)重合，使得在包含由所述多个光源(14)发射的多个光束(16)的水平轴线(H)的平面中的多个投影在所述虚拟投射表面(60)上形成多个第二光源(62)，/n并且，第二竖直聚焦表面(30b)与所述多个光源(14)的阵列的表面重合，并且在水平平面(34)中，第二光源(62)的横向尺寸大于所述光源(14)的横向尺寸，由第二光源(62)发出的第二光束(18)的孔径角度(β)小于由所述光源(14)发射的光束(16)的孔径角度(α)。/n...

【技术特征摘要】
20180731 FR 18571861.一种机动车辆的发光模块(10)，包括：
-多个光源(14)的至少一个阵列(12)，所述至少一个阵列包括m个横向行(12A)和n个竖直列(12B)，数量n大于数量m；
-至少一个双焦点成像装置(30)，所述至少一个双焦点成像装置(30)被设计用于投射光束，所述至少一个双焦点成像装置(30)具有第一水平聚焦表面(30a)和平行于所述第一表面的第二竖直聚焦表面(30b)；
其特征在于：
发光模块(10)包括至少一个主光学元件(40)，所述至少一个主光学元件在其出射部处不会在竖直方向V上改变入射光线的角度，所述主光学元件被布置成将由所述多个光源(14)发射的光传输到虚拟投射表面(60)，所述虚拟投射表面(60)被限定在所述阵列(12)和成像装置(30)之间并且与第一聚焦表面(30a)重合，使得在包含由所述多个光源(14)发射的多个光束(16)的水平轴线(H)的平面中的多个投影在所述虚拟投射表面(60)上形成多个第二光源(62)，
并且，第二竖直聚焦表面(30b)与所述多个光源(14)的阵列的表面重合，并且在水平平面(34)中，第二光源(62)的横向尺寸大于所述光源(14)的横向尺寸，由第二光源(62)发出的第二光束(18)的孔径角度(β)小于由所述光源(14)发射的光束(16)的孔径角度(α)。


2.根据权利要求1所述的发光模块(10)，其特征在于，
所述主光学元件(40)是多个柱面透镜(42)的阵列，并且每个柱面透镜(42)的纵轴(C1)平行于所述多个光源(14)的所述n个竖直列(12B)中的一列。


3.根据权利要求2所述的发光模块(10)，其特征在于，
所述多个柱面透镜(42)被设计成在所述虚拟投射表面(60)上形成所述多个第二光源(62)，第二光源(62)的水平分量(62a)被以放大因子M放大成所述光源(14)的水平分量(14a)的M倍。


4.根据权利要求3所述的发光模块(10)，其特征在于，
所述放大因子M至少等于2。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的发光模块(10)，其特征在于，
所述多个柱面透镜(42)被设计成使得所述多个第二光源(62)...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽·佩拉林，瓦妮莎·桑切斯，塞巴斯蒂安·罗尔斯，杰罗姆·德·科尔，马内尔·康瑟，
申请(专利权)人：法雷奥照明公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR