近光头灯制造技术

本发明专利技术涉及一种近光头灯，其能够被实现为具有低整体长度和高光/能量产出。提供了一种光源组件(10)，其生成光锥(12)，所述光锥在第一横向方向(y)上的散度小于在垂直于所述第一横向方向的第二横向方向(x)上的散度，并且所述光源组件(10)被用于照亮沿着所述第二横向方向(x)彼此相邻布置的三个透镜阵列(4a，4b，4c)，因此所述透镜阵列在输入侧各自被在所述第二横向方向(x)上彼此相邻布置的所述光锥(12)的片段(12a，12b，12c)中的相关联片段照射，并且在输出侧输出具有相对于所述光锥(12)修改的发光强度角分布的近光(102)。修改的发光强度角分布的近光(102)。修改的发光强度角分布的近光(102)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】近光头灯


[0001]本专利技术涉及用于机动车辆的近光头灯或近光。

技术介绍

[0002]用于机动车辆的近光的发光强度的角分布的基本特点是半宽度为大约8...10
°
的水平方向上的近似对称分布和半宽度为大约2...3
°
的不对称竖直分布，其具有向上的清晰的明/暗边界和高对比度以避免迎面驶来的耀眼的车辆。
[0003]明/暗边界形成水平线，其竖直高度为大约
‑
0.6
°
，用于在左侧行进方向上的右侧交通。例如，在行进方向的右侧，将边界向上移位以改善交通标志的照度。右侧还常常会瞄准水平的明/暗边界。边界移位的区域被称为弯头并且在行进方向上位于辐射的中央区域。生成这种复杂的强度分布要求具有相对低透射率的大型头灯系统。
[0004]在常规的近光头灯中，根据明/暗边界成形的孔由光束成形光源(通常是LED或卤素灯)照亮，然后通过投影光学器件映射到无穷远的车道上。为了实现所需的低散度，人们试图实现尽可能小的孔维度，这使得投影光学器件的焦距相应地小。但是，维度的减小受到光源的可用照度和所需的头灯的最小发光强度的限制。
[0005]为了实现小维度，具有高照度的光源(例如，LED)与高效光束成形光学器件结合使用，该光学器件具有自由形式的反射器和透镜，以实现高透射率。但是，所得的系统在光传播方向上具有远远超过10cm的延伸。
[0006]在[1]中公开了一种使用透镜阵列的替代方法：多个单独准直的LED用作光源，先照亮聚光器微透镜阵列，然后照亮孔阵列和投影透镜阵列。通过从常规的单孔光学器件转变为多孔光学器件，可以大大减小投影光学系统的焦距，由此减小头灯的安装长度。但是，孔阵列降低了系统的透射率。此外，孔位于照明光束路径的中间像平面附近，这在吸收孔上造成高能量密度，并因此将显著的热量输入到微光学系统中。
[0007]因而，期望有一种用于近光的概念，其使得有可能实现短安装长度，同时仍然实现有效的能量利用。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是创造一种近光或近光头灯，使得有可能以高光/能量效率实现短安装长度。这个目的是通过独立权利要求的主题解决的。
[0009]本专利技术基于以下构思，即，可以通过提供一种光源布置来获得具有小安装长度和高光/能量效率的近光头灯，该光源布置生成在第一横向方向上比在垂直于第一横向方向的第二横向方向上的散度更小的光锥，并且这个光源布置被用于照亮三个透镜阵列，三个透镜阵列沿着第二横向方向彼此相邻布置并且因此各自在入射侧被在第二横向方向上彼此相邻地布置的光锥的片段中相关联的片段照射，并且在输出侧输出具有相对于光锥改变的发光强度角分布的近光。因此，可以将在光源布置内使用的光学器件配置为单透镜光学器件，即，其中的每个透镜或光学器件被对近光有贡献的整个光照射。因此，还可以以低成
本提供相同的光学器件并且其不仅具有短安装长度。此外，由于在两个横向方向上的不同散度，光源布置已经执行了光束成形任务之一。根据本申请的实施例，在第二横向方向上的散度接管例如近光的水平孔角的定义。然后，在透镜阵列中使用由光源布置进行的不同散度准备，以有效地使用横向方向上的不同散度，具体而言是针对近光的相应区段，并实现期望的辐射。
[0010]例如，根据实施例，两个外部透镜阵列被配置为圆柱透镜阵列，从而它们仅执行第一横向方向上的光束成形的任务，而被这些透镜阵列照亮的近光的区段在每种情况下与照射其的光源布置的光锥的片段的直线延伸对应。特别地，两个外部透镜阵列可以被配置为蜂窝聚光器，在入射侧和出射侧具有圆柱蜂窝透镜。因此，透镜阵列利用光源阵列的预发散减小的优点。相对于透镜孔和/或透镜顶点的布置，对于第一和第三透镜阵列，入射侧蜂窝透镜的布置相对于出射侧蜂窝透镜在第一横向方向上的相互偏移量可以不同，从而通过第一透镜阵列辐射的光锥的片段在通过第一透镜阵列的第一横向方向上的发光强度角分布的变化不同于照射第三透镜阵列的光锥的片段在通过第三透镜阵列的第一横向方向上的发光强度分布的变化。特别地，两个透镜阵列可以在近光的在第二横向方向上最外侧并且沿着第二横向方向处于不同位置的两个部分中产生明/暗边缘(即，两个水平边缘)，对于即将驶来的交通，其中一个水平边缘比另一侧的一个水平边缘的位置低。
[0011]照顾近光在第二横向方向上的中央区段的第二或中央透镜阵列也可以被形成为具有入射侧和出射侧蜂窝透镜的蜂窝聚光器。对于出射侧蜂窝透镜，其在第二横向方向上的蜂窝透镜间距可以大于入射侧蜂窝透镜的间距。尺寸的增加可以与来自光源布置的光锥的光沿着第二横向方向的更高散度对应。从光源布置的角度看，这个蜂窝聚光器可以具有直接埋在入射侧蜂窝透镜后面的孔阵列，以在中央区段形成弯头，其映射然后通过出射侧蜂窝透镜定义刚刚提到的弯头。没有孔的构造也是可能的，根据该构造，通过将一个或多个入射侧蜂窝透镜的透镜边缘(例如，下透镜边缘)通过对应的出射侧蜂窝透镜映射来定义弯头，即，映射到刚刚提到的弯头上以定义弯头。为此目的，入射侧蜂窝透镜的透镜孔的这些映射的边缘被配置为相应地偏离入射侧蜂窝透镜的透镜孔的其它矩形基本形状。
[0012]因此有可能设计刚刚描述的近光，而几乎没有损失。特别地，上面提到的蜂窝聚光器的蜂窝透镜的透镜孔可以连续地联接。上面提到的蜂窝聚光器的出射侧蜂窝透镜的透镜孔在第一横向方向上可以具有等距的间距。即使在第二透镜阵列的蜂窝聚光器中使用孔阵列的情况下，光损耗也相对小。在没有孔的构造的情况下，甚至塑料的透镜阵列的构造(诸如通过注射成型技术)也是可能的。
附图说明
[0013]下面将参考附图更详细地解释本申请的优选实施例。他们示出：
[0014]图1是根据本申请的实施例的近光的组件的空间表示；
[0015]图2是根据实施例的近光的两个外部透镜阵列的构造；
[0016]图3是示出根据实施例的中央透镜阵列的两个侧视截面图的俯视图；
[0017]图4是根据变型的中央透镜阵列的顶视图和两个侧视截面图，其中，与图3相比，存在不具有孔的构造；以及
[0018]图5是近光及其生成的光的简化透视空间图，其光分布与近光对应。
具体实施方式
[0019]以下实施例遵循一种新颖的、集光率保持的方法，该方法借助于不规则蜂窝聚光器[2]生成连续的发光强度分布，该聚光器在很大程度上或者甚至完全省去了孔，以便形成具有短安装长度和可行的增加的透射率的近光。图1示出了近光100或近光头灯100或用于生成近光102(参见图5)的装置100的第一实施例。
[0020]光源优选地是LED或LED群组(1)，根据所需的输出光束的纵横比，其优选地在水平方向上比在竖直方向上具有更大的延伸。LED的典型Lambertian辐射由辅助光学器件成形。在此，在竖直方向上进行准直，而在水平方向上的散度仅类似于所要求的头灯的水平分布而减小。优选地，这些辅助光学器件由用于减小散度的径向对称非球面镜(2)和后续的圆柱透镜准直器(3)组成。如果LED或LED群组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种近光头灯，包括光源布置(10)，用于生成光的光锥(12)，所述光锥在第一横向方向(y)上的散度小于在垂直于所述第一横向方向的第二横向方向(x)上的散度；第一透镜阵列、第二透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b，4c)，沿着所述第二横向方向(x)彼此相邻布置，以便在输入侧被在所述第二横向方向上彼此相邻布置的所述光锥(12)的片段(12a，12b，12c)中的相关联片段照射，并且在输出侧输出具有相对于所述光锥(12)改变的发光强度角分布的近光(102)。2.根据权利要求1所述的近光头灯，用于安装在机动车辆中，从而所述第二横向方向(x)与水平线对应。3.根据权利要求1或2所述的近光头灯，其中所述光源装置(10)包括在所述第一横向方向和第二横向方向(y，x)上发散地辐射的光源(1)以及用于对来自所述光源(1)的发散光进行准直的准直器(3)，准直度在所述第一横向方向(y)上相对于所述第二横向方向(x)增加。4.根据权利要求3所述的近光头灯，其中所述光源装置(10)包括在光源(1)和准直器(3)之间的用于预准直的非球面透镜(2)。5.根据权利要求3或4所述的近光头灯，其中所述准直器(3)包括圆柱透镜准直器或非圆柱准直器或环形准直器。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的近光头灯，其中所述光源装置(10)被配置为使得所述光锥(12)的光包括在所述第二横向方向(x)上比所述第一横向方向(y)上的散度大超过10倍。7.根据前述权利要求中的任一项所述的近光头灯，其中所述第二透镜阵列(4c)布置在所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)之间，并且所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)被配置为圆柱透镜阵列，从而对于所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)中的每个透镜阵列，照射所述相应透镜阵列(4a，4b)的所述光锥(12)的所述片段(12a，12b)在所述输出侧照亮所述近光(102)的与所述相应片段(12a，12b)沿着所述第二横向方向(x)的直线延伸对应的区段(14a，14b)。8.根据前述权利要求中的任一项所述的近光头灯，其中所述第二透镜阵列(4c)布置在所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)之间并且所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)中的每个透镜阵列被配置为具有入射侧圆柱蜂窝透镜和出射侧圆柱蜂窝透镜(5，6)的蜂窝聚光器。9.根据前述权利要求中的任一项所述的近光头灯，其中所述第二透镜阵列(4c)布置在所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)之间并且所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)中的每个透镜阵列被配置为蜂窝聚光器，所述蜂窝聚光器包括沿着所述第一横向方向延伸的输入侧圆柱蜂窝透镜(5)的第一一维阵列和沿着所述第一横向方向延伸的出射侧圆柱蜂窝透镜的第二一维阵列。10.根据权利要求9所述的近光头灯，其中所述入射侧圆柱形蜂窝透镜(5)的布置相对于所述出射侧圆柱形蜂窝透镜(6)在所述第一横向方向(y)上的相互偏移量对于所述第一透镜阵列和第三透镜阵列(4a，4b)而言关于透镜孔和/或透镜顶点有所不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：