用于安装在机动车内的照明设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于安装在机动车内的照明设备(1)，该照明设备包括至少一个用于发射光线的半导体光源(5)、用于使发射光线的至少一部分聚焦的主光学器件、以及用于使聚焦的光线的至少一部分在光发射方向在机动车前方的车道上成像从而产生期望的光分布的次级光学器件(12)。其中该至少一个半导体光源(5)、该主光学器件以及该次级光学器件(12)在照明设备(1)的于机动车内安装的方位中竖直相叠地设置。为了能实现特别高效的照明设备(1)，建议主光学器件包括至少一个由具有全反射特性的透明材料制成的光学头(8)，该光学头使由至少一个半导体光源(5)发射的光线的至少一部分借助于全反射和折射聚焦到光学头(8)的边界面(10)。

【技术实现步骤摘要】
用于安装在机动车内的照明设备
本专利技术涉及一种用于安装在机动车内的照明设备。该照明设备包括至少一个用于发射光线的半导体光源、用于使所发射光线的至少一部分聚焦的主光学器件、以及用于使聚焦的光线的至少一部分在光发射方向在机动车前方的车道上照射从而产生期望的光分布的次级光学器件。其中，该至少一个半导体光源、该主光学器件以及该次级光学器件在该照明设备安装于机动车内时定位成竖直地一个在另一个之上地(verticaluebereinander)设置。
技术介绍
一种这样的照明设备例如可从EP2119959A1中得知。在已知的照明设备中主光学器件构成为椭圆反光镜以及次级光学器件构成为抛物线反光镜。由至少一个半导体光源发射的全部光到达椭圆反光镜上且从那反射从而在机动车前的车道上产生期望的光分布。由至少一个半导体光源发射的光直接到达或在反射后到达抛物线反光镜上的椭圆反光镜。已知的照明设备构成地相对较短且因此特别是适合于在机动车中通过用于照明设备的具有较小深度的安装孔来安装。通常已知的照明设备具有较低的效率，因为由于光在不同反光镜上的多次反射而产生损失、特别是所谓的菲涅尔损失。这导致由至少一个个光源发射的在反射后到达反光镜的光仅最初发射光的一部分用于产生期望的光分布。这意味着，已知照明设备的至少一个半导体光源基本上必须产生更多的光，也就是说必须设置更多的半导体光源或者必须以更高的驱动电流来驱动现有的半导体光源，来用于最后产生期望的光分布。但鉴于半导体光源的布置、供应电能、散热和控制，更多的光源会导致成本提高。此外由于额外的半导体光源会在已知的照明设备内引起空间问题。以提高的驱动电流驱动现有半导体光源会以热量的形式导致突出提高的功耗以及导致半导体光源的巨大负担。虽然以提高的驱动电流驱动半导体光源能够提高由半导体光源发射的光量，但通常以提高能耗、提高损坏或然率、以及缩短半导体光源的寿命为代价。
技术实现思路
基于所描述的现有技术，本专利技术的任务在于，设置和改进上述类型的照明设备，使得该照明设备的效率得到改善。特别地，应提高由照明设备以给定的电力消耗产生的光通量，而不会影响照明设备的可靠性和寿命。为了解决该任务，基于上述类型的照明设备而建议主光学器件至少包括一由具有全反射特性的透明材料制成的光学头(Vorsatzoptik)，该光学头使由至少一个半导体光源发射的光线的至少一部分借助于全反射和折射聚焦到光学头的边界面。根据本专利技术提出一种用于机动车的照明设备，特别是以机动车前照灯的形式，该照明设备由于其空间优化的、特别是竖直地一个在另一个之上设置的单个组件而适于以较小的深度安装在机动车车身的安装孔中。此外，根据本专利技术的照明设备具有特别高的效率，因为不借助于通过常规反射的反光镜，而是借助于至少一个光学头通过特别低损耗的全反射来聚焦由至少一个半导体光源发射的光。特别地，在耦合到至少一个光学头中的光的全反射中不产生或仅产生极低的菲涅尔损失。出于该原因，根据本专利技术的照明设备以给定的电力消耗产生特别高的光通量，而不会影响照明设备的可靠性和寿命。根据本专利技术的照明设备由于该高效率特别适用于在至少间或地以电流驱动的机动车中使用。但在传统的装备有内燃机的机动车中，也可以通过根据本专利技术的特别高效的照明设备达到节省燃油的效果且最终达到减少由内燃机发出的CO2。根据本专利技术有利的改进方案次级光学器件具有至少一个反光镜。可以想象的是，次级光学器件或者具有多个单独构成的、在某些情况下不同地形成的反光镜。可选地，次级光学器件也可以仅包括具有不同区域、部分或反射面的反光镜——这些区域、部分或反射面是反光镜的所有集成式的组成部分。通过不同的反光镜或不同的反射面可分别产生照明设备的期望的、合成的光分布的某些部分。照明设备合成的光分布可以为完整的整体光分布，例如近光分布、远光分布、市区用光分布、乡村公路光分布、高速公路光分布、雾光分布、恶劣天气光分布、自适应光分布，也可以为任意其他光分布。但也可以想象的是，合成的光分布为整体光分布的一部分，例如为由基本光分布和具有比基本光分布高的光强度值的集中聚光分布组成的近光分布的在水平方向上大范围散射的基本光分布。次级光学单元的至少一个反光镜或反射面优选具有抛物线形状。该反光镜或反射面优选地基于抛物面形状通过该抛物面形状的单独离散点的变化构成为自由曲面。特别地，次级光学单元的至少一个反光镜或反射面在竖直剖面中构成抛物线且在水平剖面中构成椭圆、变形椭圆、变形抛物线或两者的组合。根据本专利技术优选的实施方式，提出在光线的光路中设置用于遮住由主光学器件聚焦的光线的至少一部分的光阑结构，其中次级光学器件使光阑结构的边缘在车道上反映为变暗的光分布(abgeblendeteLichtverteilung)的明暗界限。根据该实施方式，用于产生变暗的光分布的照明设备(例如近光灯、市区用灯、乡村公路灯或雾光灯)适合于基本上水平的明暗界限。这样的水平明暗界限可恰好完整地构成为对称明暗界限或构成为在自身交通侧有所增加的不对称明暗界限。在迎面交通侧上的明暗界限的较低部分和在自身交通侧上的明暗界限的较高部分之间的过渡区可以是阶梯式的或倾斜的。有利地，光阑结构具有可围绕水平的、垂直于光学头的光学轴线的旋转轴线旋转的、具有分布在圆周表面上作为边缘的不同轮廓的辊元件或具有带前边缘和/或上边缘的平面光阑元件。平面光阑元件的边缘的轨迹可通过适当的措施，例如由DE102005012303中已知的措施来改变。具有辊元件的光阑结构例如由DE19739089中已知。平面光阑元件可设置为例如垂直、平行或倾斜于至少一个光学头的光学轴线。在设置为垂直于光学头的光学轴线的光阑元件中，光阑元件的上边缘通过用于产生期望光分布的明暗界限的次级光学器件而在机动车前方的车道上得到反映。在设置为平行于光学头的光学轴线的光阑元件中，光阑元件的前边缘优选通过次级光学单元在车道上得到反映。在根据本专利技术的照明设备中，平面光阑元件优选设置为倾斜于光学头的光学轴线。特别优选地，将平面光阑元件关于至少一个光学头的光学轴线的角度设置为40-50度，优选为45度。在这种情况下，平面光阑元件的上边缘或前边缘通过用于产生生成光分布的明暗界限的次级光学器件在车道上成像。此外，建议照明设备具有光学元件且光阑结构在面向至少一个光学头的表面上至少局部地具有反射涂层，其中反射涂层使由光阑结构遮住的光线部分的至少一部分反射到光学元件上。该光学元件引导光线的被遮住部分有利地到达次级光学器件，然后从那里作为合成的、期望的光分布的部分反射到车道上。可选地，从光阑结构反射的聚焦光线的部分也可以用于产生具有不同于期望光分布的光分布的其他的光功能，例如位置指示灯或日间行车灯。为了实现该附加的光功能，可单独电控制的光源对于每个单独的光功能来说是必需的，但该光源也可一起接通。进一步建议光学元件具有一至少部分的反射表面，该表面将到达光学器件的光线的至少一部分反射到次级光学器件。优选地，光学元件的部分反射表面将到达光学元件的光线的第一部分反射到次级光学器件，且将到达光学元件的光线的第二部分通过该光学元件传输。该通过光学元件传输的光因此不通过次级光学器件，而是通过光学元件来离开照明设备。该光可作为合成的、期望本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.23 DE 102011004569.41.一种用于安装在机动车内的照明设备(1)，该照明设备包括至少一个用于发射光线的半导体光源(5)、用于使发射光线的至少一部分聚焦的主光学器件、以及用于使聚焦的光线的至少一部分在光发射方向上在机动车前方的车道上照射从而产生期望的光分布的次级光学器件(12)，其中该至少一个用于发射光线的半导体光源(5)、该主光学器件以及该次级光学器件(12)在照明设备(1)安装于机动车内时定位成竖直地一个在另一个之上地设置，其特征在于，主光学器件包括至少一个由具有全反射特性的透明材料制成的光学头(8)，该光学头使由至少一个半导体光源(5)发射的光线的至少一部分借助于全反射和折射聚焦到光学头(8)的边界面(10)。2.根据权利要求1的照明设备(1)，其特征在于，所述次级光学器件(12)具有至少一个反光镜。3.根据权利要求1或2的照明设备(1)，其特征在于，在光线的光路中设置用于遮住由主光学器件(8)聚焦的光线的至少一部分(21)的光阑结构(16)，其中次级光学器件(12)使光阑结构(16)的边缘(17)在车道上反映为变暗的光分布(23,27)的明暗界限(24)。4.根据权利要求3的照明设备(1)，其特征在于，所述光阑结构(16)具有辊元件，该辊元件能围绕水平的、垂直于光输出方向的旋转轴线旋转，该辊元件具有构成不同轮廓的边缘(17)；或该光阑结构具有包括前边缘和/或上边缘(17)的平面光阑元件。5.根据权利要求3的照明设备(1)，其特征在于，所述照明设备(1)具有光学元件(18)且光阑结构在面向至少一个光学头的表面(22)上至少局部地具有反射涂层，其中反射涂层使由光阑结构(16)遮住的光线部分(21)的至少一部分反射到光学元件(18)上。6.根据权利要求5的照明设备(1)，其特征在于，所述光学元件(18)将光线的被遮住部分(21)引导到次级光学器件(12)上。7.根据权利要求6的照明设备(1)，其特征在于，所述光学元件(18)具有至少部分反射的表面，该表面将到达光学元件(18)的光线的至少一部分(21)反射到次级光学器件(12)。8.根据权利要求7的照明设备(1)，其特征在于，所述光学元件(18)的部分反射表面将到达光学元件(18)的光线的一部分(21)反射到次级光学器件(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·肖勒，
申请(专利权)人：汽车照明罗伊特林根有限公司，
类型：发明
国别省市：