一种用于投影光束的光学模块，包括： －光源（１０）； －具有主延伸轴（ｚ）的透明材料的主固体（１），该主固体具有基底表面（２）以及在主延伸轴（ｚ）的相对侧上的中央表面（４）和中央表面周围延伸的环形表面（５），该基底表面是平整的并与主延伸轴垂直，且光源（１０）包括在其中，该中央和环形表面（４，５）分别适于接收光源（１０）发射的光通量的中央部分（Ⅱ）和外围部分（Ⅰ），以及 －反射表面（６），具有环形形状且布置在主固体（１）的周围； 其特征在于 －中央表面（４）设计成使得光通量的中央部分（Ⅱ）成形为关于主轴（ｚ）的发光强度（Ⅱ”）的预定分布； －环形表面（５）设计成产生具有基本环形形状的光源（１０）的虚像（１０’），并以这种方式传输光束的外围部分（Ⅰ’），使得在环形表面（５）上折射之后光束的外围部分（Ⅰ’）对着的角度θ↓［１］’等于或小于在环形表面（５）上折射之前光束的外围部分（Ⅰ’）对着的角度θ↓［１］，以及 －反射表面（６）以这种方式设计，以反射环形表面（５）发射的光通量的外围部分（Ⅰ’），并将其成形为关于主轴（ｚ）的光强（Ⅰ”；Ⅰ””）的预定分布。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及投影光束的模块。
技术介绍
例如，这类模块已经从日本专利申请JP 61-147585中获知，该申请描述了一种模块，它准直光束，并包括安装在支架上的LED以及具有其中放置LED的凹槽的全内反射透镜。透镜和LED都布置在圆柱形机架中。该日本专利申请的装置的主要优点在于这样的事实它们具有很高的发光效率，即，正是因为使用了全内反射，所述装置重新发射的光通量和光源发射的光通量之间的比率一般大于85％。另一个重要优点在于这一事实不必使用金属涂层来覆盖装置以使入射到侧面的射线被反射。一般地，可以在共享的支撑表面上布置若干这种类型的模块，该支撑表面上放置了多个光源以制备发光装置。准直方向与支撑表面垂直，且强度分布相对于准直方向呈放射状对称。备选地，在准直仪的输出面上实施的棱镜成形可以引入棱镜元件(专利申请WO 00/24062)，以使准直光束偏移到与原始准直方向不同的方向。很多实际的情况中，光学装置不仅必须能准直从光源发射的光束而且根据发光强度的所需分布对其进行整形。举例来说，对于机动车灯的各种指示功能，系统输出的光束必须符合某些发散需求，这些发散需求是强加到目标上的规范设置。例如，对于停止功能，光束在水平平面(与路平行)中的发散很严格，因为需要发散半角大于20°，而垂直方向的半发散角明显较小(10°)。使用(如专利申请JP 61-147585和WO 00/24062中描述的)放射状对称模块，一般获得在水平和垂直方向中具有基本相等发散的分布；因此，遵循水平方向的光度规范包括提供比所需值更大的垂直发散，导致光通量的浪费，以及损耗和/或光源数目的增加，因此，成本增加。国际专利申请WO 00/24062提出了通过引入棱镜元件解决该问题的可能方案，该棱镜元件相对于构成系统的各种准直仪来讲不同，使得这些准直仪的组合可以产生预定的光分布。这种解决方案的限制主要在于，对于某一观察方向，将照亮仅包括准直该观察方向的光的准直仪的装置部分。一般地，为产生预定的光分布，准直仪可以与透镜整形或微透镜(能拓宽准直仪形成的光束并可能改变它的方向)相结合。专利US 5841596和US 5884995中的申请人提出了制造在两个主要方向具有不同发散的装置的优选解决方案。这些专利涉及卡塞格伦(Cassegrain)型显微望远镜装置。众所周知，卡塞格伦望远镜由主反射器形成，该主反射器引导源于外部的光并将它收集到第二反射器；第二反射器进一步聚焦光束，在所需的平面上最终产生图像。由于其特殊的几何结构，卡塞格伦望远镜具有对应于第二反射器的暗区域，其中不能获得光。这两个专利利用了逆原理，即，光束由例如放置在望远镜的成像平面中的LED型近点状光源产生，且该光在它被第二反射器反射之后从主反射器提取。该装置一般由塑料或透明树脂制成。该望远镜系统的主要优点在于这一事实它使得光学装置的厚度极为有限；另一个优点在于，各个模块可以具有大的宽高比，这意味着使用有限个模块可以覆盖装置的广阔范围。主要缺点在于，必须使用反射金属层选择性地覆盖头灯的某些部分，这减小了效率并导致制造成本的显著增加。而且，纯美学的缺点在于，不是从装置的整个输出表面提取光，而是仅从主反射器区域中的外圆环提取光，结果是较暗的中心区域很明显。欧洲专利申请No.04425775.6的申请人提出了一种解决方法，能改善上述装置的问题。该专利申请涉及用于光束投影的光学元件，该元件相对于透明体的主轴是旋转非对称的。使用这种光学元件，可以制造一种模块，操作该模块以控制近点状光源(例如SMD类型的或芯片形式的LED)发射的光。这样可以构建一个发光装置，具体而言是机动车辆灯，其中每个独立的指示功能由多个所述模块并置和/或互连而组建。模块的表面以与专利申请JP 61-147585和WO 00/24062提供的相同方式通过折射或通过全内反射工作。欧洲专利申请No.04425775.6的模块产生的强度分布是旋转非对称的，使得获得特定指示功能所需的光源/模块的数量最小化。该装置的主要优点在于，装置表面亮度均匀性的改善，最大化的总效率允许每个光单元的装置和成本的减少，尺寸减少，且因为不需要金属涂层获得有限的制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光学装置，它利用上述解决方案的优点，还改善了它们的某些方面，具体而言-进一步减小了光学系统的厚度，-使得各个装置的效率最大化。根据本专利技术，通过用于投影光束的光学模块获得所述目的，该光学模块具有权利要求1中定义的特征。使用这种光学模决，可以控制芯片形式的半导体光源发射的光。主透明体包含陷入它内部的光源，优选地是半导体光源。该主固体具有两个不同的表面，它们都通过折射工作。本专利技术的一个实施例中，这些表面的第一个表面可以产生旋转非对称的强度分布。第二表面面对第二光学单元，该第二光学单元包括至少一个反射表面并可以形成具有所需发散的光束。本专利技术的优选实施例在从属权利要求中定义。附图说明现在将参考附图，描述本专利技术的一些优选而非限制性的实施例，附图中图1是根据本专利技术用于投影光束的光学模块的示意性三维视图；图2a、b是分别沿着图2c的IIA-IIA和IIB-IIB线穿过图1光学模块的示意性纵向部分。图2c是图1的光学模块的平面图；图3示出了图1模块内的光束分布； 图4示出了图1模块的变形，具有分段的中央表面，其视图与图2a类似。图5示出了射线经过图1光学模块的表面时射线的偏移以及由此导致的虚源的产生；图6a、b示出了图1模块的变形，具有通过全内反射工作的表面，其视图类似于图2a、2b；图7示出了当射线经过图6a、6b的光学模块的表面时射线的偏移以及由此导致的两个虚源的产生。图8示出了图6a、b模块内的光束的分布；图9示出了图1模块的另一个变形，具有分段的反射表面，其视图类似于图2a；图10示出了图6a、b模块的另一个变形，具有分段的反射表面；图11示出了图1-2、4、6、9、10、16、17或18的实施例中光学模块可以产生的发光强度的典型分布；图12示出了图1-2、4、6、9、10、16、17或18的实施例中光学模块产生的发光强度的可能分布；图13示出了图1-2、4、6、9、10、16、17或18的实施例中光学模块产生的发光强度的另一种可能分布；图14示出了图6a、b模块的另一种变形，通过对称旋转获得，其视图类似于图2a；图15示出了图14解决方案中的光学模块产生的发光强度的典型分布；图16示出了图1模块的另一种变形，中央固体的体积被分割成两个分离的部分，其视图类似于图2a；图17示出了图16模块的一种变形，具有通过全内反射工作的表面，其视图类似于图2a；图18示出了图1模块的另一种变形，其中侧面反射体作为与基底相连的固体形成，并具有反射涂层，其视图类似于图2a；图19示出了根据本专利技术模块的中央固体的共注模的方法；图20示出了多个本专利技术的模块形成的装置；图21示出了图20装置的一部分，其中模块通过全内反射工作；以及图22示出了图20的装置的一部分，其中模块通过金属涂层工作。具体实施例方式参考图1和2a、b、c，用于投影光束的模块M包括适于布置在支撑表面P(例如印刷电路)上的光源10，以及适于将光源10发射的光会聚到与支撑表面P基本垂直的方向中的光学系统。该光学系统包括透明材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：P·雷佩托，D·博利亚，S·伯纳德，D·卡佩洛，
申请(专利权)人：CRF阿西安尼顾问公司，
类型：发明
国别省市：
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