一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

用于车辆的前照明系统的制作方法

2022-05-13 12:03:39 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及机动车前照明领域,并且尤其涉及用于车辆的前照明系统。


背景技术:

2.如今,用于前照灯的双功能多椭球体系统(pes)解决方案已经在机动车照明中广泛使用。一般来说,在这种解决方案中利用不透明遮板来实得能够在远光(high beam)(也称为远光(upper beam))和近光(low beam)(也称为近光(lower beam))之间切换。在这种方法中,由于不透明遮板本身的厚度,在最终投影的光束图案中、尤其是在远光和近光之间存在黑暗区域。
3.为了避免如上所指示的黑暗区域,已经提出在机动车照明系统中使用透明遮板代替不透明遮板,参见例如wo2018192963a1和cn205619152u。然而,由于光学元件(诸如透明遮板本身)的尺寸限制,从光源(诸如近光光源和远光光源)输入的光束应当足够窄,使得避免了例如在透明遮板的一些边缘处不期望地折射出透明遮板,目的在于减少光的损失并提高光束图案的质量。为此,在用于车辆的常规前照明系统中、特别是装备有透明遮板的前照明系统中,单个近光光源以及还有单个远光光源——特别是两者都具有小的横向尺寸——被使用。尽管这有助于避免由近光图案和远光图案之间的不透明遮板引起的黑暗阴影,但是由于小尺寸的限制以及进一步光源本身的低光强度,确实存在问题。这些问题对于远光图案来说是极其值得注意的,因为通常要求其提供足够强的光强度来给予驾驶员明亮和清晰的视野。


技术实现要素:

4.本发明提供了一种用于车辆的前照明系统,以便消除或至少减轻上述缺点中的一个或多个。
5.根据本发明的实施例,提出了一种用于车辆的前照明系统。前照明系统包括第一光源、第二光源、第一初级光学器件、第二初级光学器件、透明遮板和次级光学器件。优选地,第一光源包括近光光源,并且第二光源包括远光光源,并且反之亦然。以此方式,两个独立的光源分别用于提供远光图案和近光图案。
6.具体地,第一初级光学器件被设计成接收来自第一光源的光,并将其投影到透明遮板和次级光学器件上。作为示例,第一初级光学器件可以被选择为第一反射器和/或包括反射光入耦合表面。替代地,也可以使用第一准直器,和/或折射光入耦合表面可以被包括在第一初级光学器件中。在第一初级光学器件被设计为是第一准直器的情况下,不仅可以实现将来自第一光源的光投影到透明遮板和次级光学器件上,而且可以获得相同光的光束成形。此外,除了准直之外,第一初级光学器件的折射光入耦合表面还可以被配置用于近场聚焦。
7.以类似的方式,还提供了第二初级光学器件,该第二初级光学器件被设计成接收来自第二光源的光并将其投影到透明遮板上。同样,第二初级光学器件可以被选择作为第
二反射器或第二准直器。具体地,第二反射器被配置成将由第二光源发射的光朝向透明遮板反射。至于第二准直器,其被布置用于准直由第二光源朝向透明遮板发射的光。换句话说,第二反射器和准直器在本文中用于在从第二光源发射的光进入透明遮板之前对其执行初步处理。此外,第二准直器还有助于对从第二光源发射的光束进行整形。在特定实施例中,第二准直器也可以诸如在其面向第二光源的入口侧上与透明遮板集成。类似于第一初级光学器件,第二初级光学器件也可以包括光入耦合表面,尤其是反射或折射光入耦合表面。在这种情况下,不仅可以获得来自第二光源的光的投影,而且将实现相同光的准直或近场聚焦。
8.此外,透明遮板被设计成经由第一初级光学器件接收来自第一光源的光,并防止其近光部分进入次级光学器件。在这种情况下,从第一光源出来的光的近光部分不通过次级光学器件形成任何图像,并且只有其远光部分进入次级光学器件。例如,如果选择第一光源作为近光光源,则这有助于形成具有清晰明暗截止线的近光图案。以这样的方式,也可以避免由任何传统的不透明遮板引起的两个光束图案之间、诸如远光图案和近光图案之间的黑暗区域。此外,关于从第二光源发射的第二光束部分,透明遮板被设计成经由第二初级光学器件接收它,并然后将其投影到次级光学器件上。与次级光学器件相组合,第二光束图案——诸如远光图案(如果第二光源被选择为是远光光源的话)——可以被投影到道路上。
9.具体地,在可选实施例中,次级光学器件被设计成接收来自第一初级光学器件和透明遮板两者的光,并将其投影到车辆前方的道路上。作为上述实施例的可选实例,投影透镜可以用作次级光学器件。
10.此外,在上述提出的前照明系统的实施例中,透明遮板还包括暴露于空气的狭缝,该暴露于空气的狭缝被雕刻在透明遮板内并且被进一步配置成将由透明遮板从第二光源接收的光朝向透明遮板的中间轴重定向。根据上述实施例的示例实例,透明遮板可以被成形为具有暴露于空气的狭缝所在的圆柱部分,并且中间轴将是圆柱部分的对称轴。通过为暴露于空气的狭缝提供这样的配置,使得由透明遮板从第二光源接收的光朝向透明遮板的中间轴重定向,允许从第二光源入射到透明遮板上的光束的一部分朝向透明遮板的中间部分(与朝向透明遮板的外侧相比)更加集中。这至少有助于将(诸如来自第二光源的)较大的输入光束减小成较小的输入光束,从而有助于减少光损失,例如由于在透明遮板的外侧处的向外折射减少。
11.在本发明的可选实施例中,透明遮板包括不同的光学表面,诸如光出耦合表面,在该光出耦合表面处光从透明遮板朝向次级光学器件出耦合。光出耦合表面例如被设计成是平坦的或具有自由的形状,因而允许输出光的出耦合角度和/或分布的变化。优选地,在根据本发明的上述实施例的示例实例中,暴露于空气的狭缝还被设计成将由透明遮板从第二光源接收的光重定向到透明遮板的光出耦合表面上的集中光斑中。在这种情况下,从第二光源出来并且入射到透明遮板中的光不仅被更多地朝向透明遮板的中间分区(middle section)重定向,而且在透明遮板的光出耦合表面上被集中成光斑、特别是的变窄的光斑。进一步优选地,如由暴露于空气的狭缝重定向到透明遮板的光出耦合表面上的集中光斑也包括这样的分布,使得光强度在光斑的中心处最大并且朝向其外边缘逐渐减小。以这种方式,如果远光光源被用作第二光源,则可以输出具有期望光强度分布的光斑,诸如对于投影到道路上的最终光束图案的远光部。
12.示意性地,根据本发明的可选实施例,在上述提出的用于车辆的前照明系统中,透明遮板的暴露于空气的狭缝垂直于来自第二光源的光在透明遮板内的传播方向延伸。透明遮板内暴露于空气的狭缝的垂直延伸允许从第二光源输入的光朝向透明遮板的中间分区有效且可选地对称重定向,从而导致由这种重定向造成的光损失最小。根据本发明的示例实施例,透明遮板被成形为具有暴露于空气的狭缝所在的圆柱部分,并且来自第二光源的光的传播方向大致沿着圆柱部分的对称轴向下。在这种情况下,在透明遮板内,暴露于空气的狭缝的延伸方向将正交于圆柱部分的对称轴。
13.在上述提出的用于车辆的前照明系统中,不仅使用透明遮板,而且在其中雕刻暴露于空气的狭缝,用于至少重定向从第二光源输入的光,使得一方面遮板不导致光透射的阴影,并且另一方面,从第二光源输入的部分光在尺寸上集中,并且可选地提供有期望的光强度分布。在这种情况下,允许使用更大尺寸的第二光源,或者可能使用例如以阵列配置的多个第二光源,因此如果远光光源被用作第二光源,则使得能够潜在地获取期望的远光图案,该期望的远光图案具有所需光强度和来自前照明系统的光输出总量。
14.根据本发明的可选实施例,在上述提出的用于车辆的前照明系统中,第二光源包括例如以(2m 1)行和(2n 3)列的阵列布置的多个子光源,其中m和n两者都是等于或大于0的整数。在上述实施例中,进一步可选地,暴露于空气的狭缝包括一个或多个子狭缝,每个子狭缝平行于子光源的相应行而延伸。如可以看出的那样,在所提出的前照明系统中,一行或多行中的多个个体被用于第二光源,并因此,提供了一个或多个子狭缝,其中每个子狭缝与子光源的相应一行相关联。例如,如果透明遮板设置在第二光源的子光源阵列上方——其中来自第二光源的光自下而上穿过透明遮板——则每个子狭缝将在子光源的相应行上方水平延伸。
15.此外,在上述实施例的示例实例中,每个子狭缝还包括两个侧部,其中每个部都位于透明遮板的中间部的任一侧上,该中间部不受暴露于空气的狭缝的影响、即不受一个或多个子狭缝的影响。换句话说,在如由本发明提出的前照明系统中,透明遮板包括中间部(下文中也称为中间分区),例如围绕其中间轴的圆柱部,并且每个子狭缝由两个独立的侧部组成,每个侧部都位于透明遮板的中间部的任一侧。这意味着每个子狭缝没有切穿透明遮板,至少在透明遮板的中间部处没有穿孔。这有助于将透明遮板保持在单件式构造中,并且也使得透明遮板的制造或加工更容易。
16.根据上述实施例的示例实例,在前照明系统的透明遮板中,每个子狭缝还包括彼此相对的第一表面和第二表面。具体而言,与第二表面相比,每个子狭缝的第一表面更靠近透明遮板的光入射表面定位,其中来自第二光源的光入射在该光入射表面上。作为示例,如果透明遮板定位于第二光源上方,并且来自第二光源的光在透明遮板内自下而上传播,则每个子狭缝的第一和第二表面将分别是下表面和上表面。此外,第一表面和第二表面两者都包括位于每个子狭缝的两个侧部处的至少各部分,这些部分被成形为使得入射在其上的光被重定向为朝向透明遮板的中间部、尤其是关于中间定位的子狭缝斜倾。应该指示的是,在上面的表达中,术语“中间定位的子狭缝”是指在其任一侧具有相等数量的子狭缝。换句话说,如果提供奇数行的子狭缝,则中间定位的子狭缝应该是夹在中间的子狭缝,因此,例如,如果总行数计为3,则意味着第二个,如果总行数计为5,则意味着第三个,依此类推。此外,根据本发明的可选实施例,透明遮板的每个子狭缝还包括内侧表面,该内侧表面垂直于
从第二光源接收的光在透明遮板内的传播方向。再次,例如,如果透明遮板定位于第二光源上方,并且来自第二光源的光在透明遮板内自下而上传播,则子狭缝在透明遮板内水平延伸,并且其内侧表面可以是在中间切穿子狭缝的水平面。进一步优选地,在本发明的上述实施例中,每个子狭缝的第一表面和第二表面被配置为相对于相应子狭缝的内侧表面彼此镜像对称,使其更容易在透明遮板内雕刻子狭缝,并且提供对从第二光源出来的光的重定向的精确控制。
17.根据本发明的可选实施例,在上述提出的用于车辆的前照明系统中,多个子光源尤其以1行和(2n 3)列的阵列布置,其中n是等于或大于0的整数,这意味着第二光源中仅包括一行子光源。在这种情况下,暴露于空气的狭缝相应地包括一个单个的子狭缝。在上述实施例的示例实例中,对于透明遮板的单个子狭缝,第一表面包括两个侧截面,这两个侧截面分别位于透明遮板的中间部的任一侧上。可选地,单个子狭缝的第一表面的每个侧截面是弯曲的,特别是朝向第二光源凸出。替代地,单个子狭缝的第一表面的每个侧截面包括倾斜表面,其中与透明遮板的中间部邻接的倾斜表面的一部分与其剩余部分相比离第二光源间隔最远。进一步替代地,单个子狭缝的第一表面的每个侧截面包括具有一个或多个阶梯的阶梯状表面。根据一个示例实例,每个阶梯包括朝向第二光源凸出的弯曲表面。根据另一个示例实例,每个阶梯包括两个刻面:第一刻面和第二刻面。第一刻面被配置成垂直于单个子狭缝的内侧表面。第二刻面是倾斜的,并且其一部分最靠近透明遮板的中间部,其中与第二刻面的剩余部分相比,第二刻面的这种最靠近的部分与第二光源间隔最远。以类似的方式,单个子狭缝的第二表面也包括两个侧截面,其中每个侧截面位于透明遮板的中间部的任一侧上。特别地,对于单个子狭缝,第二表面相对于其内侧表面与第一表面镜像对称。因此,基于第一表面的上述详细结构,本领域技术人员可以容易地获得第二表面的具体构造,因此为了简单起见,本文不再重复。
18.根据上述前照明系统的又一实施例,透明遮板还被设计成通过全内反射将经由第二初级光学器件从第二光源接收的光投影到次级光学器件上。透明遮板中的全内反射有助于折叠光路,以便在整个系统内保持第一光源和第二光源(诸如近光光源和远光光源)彼此远离。例如,在组装的系统中,远光光源和近光光源可以位于大于20 mm的距离处。以此方式,可以改善散热,并且还可以降低最终光束图案的颜色不均匀性。作为进一步优选的实例,全内反射可以在透明遮板内发生一次或多次,这促进了进一步减小前照明系统的尺寸。以此方式,可以缩短前照明系统的水平和/或垂直尺寸,并且整个系统变得更加紧凑。
19.在上述前照明系统的示例性实施例中,第一光源放置在第一初级光学器件的第一焦平面中,并且第二光源放置在第二初级光学器件的第一焦平面中。此外,透明遮板放置在第一初级光学器件的第二焦平面、第二初级光学器件的第二焦平面、和次级光学器件的焦平面中的一个或多个中,尤其是同时放置在所有这三个焦平面中。优选地,透明遮板放置在这些焦平面的焦点中。显然,已经受益于本发明的教导的本领域技术人员可以构想出前照明系统中各种部件——诸如第一初级光学器件、第二初级光学器件、次级光学器件、透明遮板和两个光源——的另外的定位。本发明不应该局限于在相应的焦平面或焦点中的那些设置。
20.根据本发明的可选实施例,在上述提出的用于车辆的前照明系统中,透明遮板由聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)制成。然而,应当注意,基于本发明的教导,本领
域技术人员将容易获得用于透明遮板和雕刻在其中的暴露于空气的狭缝的其他合适的材料以及还有合适的制造或加工工艺。本发明不应局限于这点中。根据示例性实施方式,上述前照明系统中的透明遮板可以通过注塑成型制造为单件式塑料部件,并且暴露于空气的狭缝可以例如通过激光手段雕刻在其中。显然,这仅仅是作为示例公开的,并且本发明不仅仅局限于此。
21.本领域技术人员将领会,本发明的上述公开的实施例、实施方式和/或方面中的两个或更多个可以以任何被视为有用的方式来组合。基于本公开的公开内容,本领域技术人员可以对用于车辆的前照明系统实行不同的修改和变型。
附图说明
22.现在将参照所附附图更详细地描述本发明的这些和其他方面,所附附图示出了实施例并形成了本发明的一部分。具体地,在附图中:图1示意性地示出了根据本发明实施例的用于车辆的前照明系统,其中前照明系统包括反射器和准直器;图2示意性地示出了根据本发明实施例的用于车辆的前照明系统的一部分的放大视图,该部分在图1中由虚线框指示;图3(a)和图3(b)示意性地示出了在用于车辆的前照明系统前面定位的垂直屏幕上的光强度分布的模拟结果,该前照明系统在透明遮板内分别设置有和不设置暴露于空气的狭缝;图4示意性地示出了根据本发明另一实施例的用于车辆的前照明系统的一部分的放大视图,该部分在图1中由虚线框指示;图5示意性地示出了根据本发明另外的实施例的用于车辆的前照明系统的一部分的放大视图,该部分在图1中由虚线框指示;图6示意性地示出了根据本发明另一实施例的用于车辆的前照明系统,其中前照明系统包括近光光源、近光反射器、远光光源和远光准直器,并且远光准直器与透明遮板集成;以及图7示意性地示出了根据本发明另外的实施例的用于车辆的前照明系统,其中前照明系统包括近光光源、近光准直器、远光光源和远光反射器。
具体实施方式
23.虽然本发明容许以许多不同形式的实施例,但是在附图中示出了并且将在本文详细描述的仅仅是一个或多个具体实施例,应理解的是,本描述被认为是本发明的基本原理的范例,并且不旨在将本发明仅仅限制于本文示出和描述的具体实施例。
24.应当注意,不同图中的各种部件不是按比例绘制的。此外,各图中所示的各个元件之间的相对位置仅用于说明本发明的基本原理,并且不应被认为限制本发明的范围。
25.参考图1,根据本发明的实施例,提出了一种用于车辆的前照明系统10。具体地,前照明系统10主要包括第一光源bs1、第二光源bs2、第一初级光学器件11、第二初级光学器件12、次级光学器件13和透明遮板14。优选地,在上述提出的前照明系统10中,第一光源bs1被配置成提供近光图案,即充当近光光源,并且在同时,第二光源bs2被配置成提供远光图案,
即充当远光光源。替代地,对于透明遮板14的另一种配置,它也可以反过来(the other way around)。也就是说,近光图案由第二光源bs2提供,并且第一光源bs1用作远光光源。在如由图1所示的具体实施例中,第一初级光学器件11被选择作为反射器,第二初级光学器件12是准直器,并且次级光学器件13被选择作为投影透镜。此外,第一光源bs1位于反射器11的焦平面中、尤其是焦点中,并且透明遮板14位于同一反射器11的另一焦平面中、尤其是另一焦点中。显然,出于解释本发明的基本原理的目的,第一光源bs1和透明遮板14相对于反射器11的焦点的这种特殊布置仅作为具体示例公开。已经受益于本发明的教导的本领域技术人员将发现容易获得一些其他的替代方案。以类似的方式,第二光源bs2也可以位于第二初级光学器件12的焦平面中、尤其是焦点中,并且透明遮板14位于第二初级光学器件12的另一焦平面中、尤其是另一焦点中。附加地,透明遮板14本身也可以位于次级光学器件13的焦平面中、尤其是焦点中。同样,在对应的焦平面或焦点中的这种特殊定位不应被解释为是限制性的。
26.在如由图1所示的具体实施例中,第一初级光学器件11——即反射器11(也指示为第一初级反射器)——被配置为接收来自第一光源bs1的光,并且然后将其一部分投影到透明遮板14上以及将其一部分投影到次级光学器件13上。关于由第一初级反射器投影到透明遮板14上的那部分光,它的近光部分将被阻止进入投影透镜。特别地,如图1中所示,来自第一初级光学器件11的光的近光部分被折射远离次级光学器件13,并且最终可能在系统内的其他地方被吸收。在这种情况下,来自第一初级光学器件11的光的近光部分将不通过次级光学器件13形成任何图像。特别地,在第一光源bs1被配置为近光光源的情况下,只有由近光光源发射的光的远光部分可以穿过投影透镜,从而形成具有清晰明暗截止线的近光图案。
27.此外,在下文中提供与另一光束部分、即由第二光源bs2发射的光束部分相关的讨论。继续参考图1,透明遮板14被进一步配置为经由第二初级光学器件12接收来自第二光源bs2的光,并将其投影到次级光学器件13上。特别地,第二光线可以从透明遮板14水平投影到次级光学器件13上。在这种情况下,来自第二光源bs2的光(经由第二初级光学器件12接收)到次级光学器件13上的投影借助于透明遮板14内的全内反射而获得。可选地,正如图1中所示的情况那样,图1中光传播方向的90
°
转向仅可以在透明遮板14内发生一次。在全内反射之后,第二光束图案——如果第二光源bs2被配置为远光光源,则诸如远光图案——将被次级光学器件13投影到车辆前方的道路上。同样,在可选的实例中,投影透镜可以用作次级光学器件13,但是本发明不限于此。
28.在将透明遮板14结合到用于车辆的前照明系统1中的情况下,传统的不透明遮板被取代,并且在最终投影的光束图案中、尤其是在远光图案和近光图案之间将不观察到黑暗区域。这与由配备有不透明遮板的现有前照灯获得的光束图案明显有区别。换句话说,在由本发明提出的用于车辆的前照明系统1中,在投影的近光图案中形成清晰的明暗截止线,而没有任何阴影。
29.此外,同样如图1中所示,在上述提出的前照明系统1中的透明遮板14还包括光出耦合表面141,光在该光出耦合表面141处朝向次级光学器件13出耦合。光出耦合表面141优选被设计成平坦的或具有自由的形状,这有助于改变出耦合的光的角度和/或分布。
30.继续参考图1,在上述提出的用于车辆的前照明系统1中,透明遮板14还包括暴露
于空气的狭缝15,该暴露于空气的狭缝15由例如分别处于左侧和右侧的两个弯曲部组成。如图1中所示,暴露于空气的狭缝15被雕刻在透明遮板14内,并且被进一步配置成将由透明遮板14从第二光源bs2接收的光(尤其是,经由第二初级光学器件12)朝向透明遮板14的中间轴x重定向。例如,在图1的实施例中,透明遮板14包括具有对称中间轴x的下圆柱部分,其中暴露于空气的狭缝15雕刻在下圆柱部分内。具体而言,如图1中所示,暴露于空气的狭缝15由位于透明遮板14的中间轴x的相应侧的两个侧部组成。在这种情况下,从第二光源bs2出来并进入透明遮板14(尤其是其左右两边的侧部)的那部分光将入射到暴露于空气的狭缝15上,并由此朝向透明遮板14的中间轴x折射。参见例如图1中示意性示出的箭头光线。这有助于将来自第二光源bs2的入射光束朝向透明遮板14的中间轴x集中,从而有助于减小第二光束的尺寸,并且还避免了以其他方式——例如通过透明遮板14的外边缘处的向外折射——造成的光的损失。
31.进一步参考图1,在上述提出的前照明系统10中,第二光源bs2和它的第二初级光学器件12两者都设置在透明遮板14的正下方,特别是在其下圆柱部分的下方。在这种情况下,经由第二初级光学器件12从第二光源bs2出来的第二光部分入射到透明遮板14的下圆柱部分的下表面上,折射到透明遮板14的下圆柱部分的下表面中,并且然后穿过其自下而上传播(即,在图中垂直传播)。此外,如图1中所示,在透明遮板14中,暴露于空气的狭缝15具有水平延伸方向y,该水平延伸方向y垂直于形成来自第二光源bs2的光的传播方向的透明遮板14的中间轴x。这有助于朝向透明遮板14的中间轴x有效地重定向光。应当理解,从第二光源bs2出来的光在穿过透明遮板14时也可能有经历一些反射和/或折射的可能性,但是本文的传播方向指的是来自第二光源bs2的光穿过整个透明遮板14行进的大致方向。因此,在如由图1所示的实施例中,来自第二光源bs2的光的传播方向在透明遮板14的下部中是垂直的,但是在透明遮板14的上部中变成水平的。已经受益于本发明的教导,根据透明遮板的不同结构形式,本领域技术人员应当容易理解术语“来自第二光源的光在透明遮板内的传播方向”的含义。
32.参考图2,示出了根据本发明的实施例的用于车辆的前照明系统的一部分的放大视图,该部分由图1中由虚线框指示,并且显然至少包括第二光源、第二初级光学器件、和包含暴露于空气的狭缝的透明遮板的一部分。如图2中所示,根据本发明的实施例,第二光源包括尤其以阵列形式布置的多个子光源,例如以1行和5列布置的五个子光源bs20。因此,第二初级光学器件也可以包括五个子光学器件220,其中每个子光学器件220被配置成接收来自相应子光源bs20的光并将其朝向透明遮板24重定向。应当注意的是,如图2中所示的五个子光源以及相应的五个子光学器件的总数仅作为帮助理解本发明的技术本质的示例,而不是限制本发明的保护范围。事实上,在实际的实施方式中,已经受益于本发明的教导的本领域技术人员应当容易想到子光源和子光学器件的其他合适的数量和/或布置,诸如(2m 1)行和(2n 3)列的阵列中的多个子光源,其中m和n两者都是等于或大于0的整数,和/或一个或多个子光学器件,每个子光学器件对应于单个子光源、一行子光源、一列子光源、或子光源阵列。
33.继续参考图2,在第二光源中包括多个子光源bs20的情况下,透明遮板24的暴露于空气的狭缝仅由单个子狭缝25组成,其沿着平行于坐落于正下方的子光源bs20的行的方向y延伸,并且因此垂直于透明遮板24的中间轴x。具体而言,如图2中所示,唯一的子狭缝25包
括两个独立的侧部251、252,它们位于透明遮板24的中间部240(在各图中由虚线阴影区域指示)的任一侧,其中透明遮板24的中间部240指的是透明遮板24的例如以其中间轴x为中心的圆柱部。特别地,子狭缝25也被成形为具有彼此相对的第一表面25l和第二表面25u(即,各图中的下表面和上表面),其中与第二上表面25u相比,第一下表面25l更靠近透明遮板24的光入射表面(即,下表面)定位。优选地,子狭缝25的第一表面25l和第二表面25u相对于子狭缝25的内侧表面彼此镜像对称,在由图2所示的实施例中,该内侧表面例如是在中间切穿子狭缝25的水平面。进一步可选地,参考图2,子狭缝25的第一下表面25l包括分别位于子狭缝25的两个侧部251、252处的两个侧截面,即左侧截面是左侧部251的下表面,并且右侧截面是右侧部252的下表面。这同样适用于子狭缝25的第二上表面25u,即,包括作为左侧部251的上表面的左侧截面和作为右侧部252的上表面的右侧截面。
34.根据例如由图2所示的可选实施例,子狭缝25的左侧部251和右侧部252两者都具有朝向子光源bs20阵列(即朝向第二光源)凸出的相应下表面,同时具有远离子光源bs20阵列(即远离第二光源)凸出的相应上表面,特别是具有与相应下表面相同的曲率。这有助于在子狭缝25处——具体地,在其两个侧部251、252的上表面和下表面处——折射从子光源bs20接收的光线(诸如经由第二初级光学器件),从而将它们改变为朝向透明遮板24的中间部240更加斜倾。从图3(a)和图3(b)中的模拟结果可以清楚地看到朝向透明遮板24的中间部240斜倾的效果,其中示出了在前照明系统前面定位的垂直屏幕上的模拟光强度分布,该前照明系统在透明遮板内分别设置有和不设置暴露于空气的狭缝。如所示,在透明遮板中没有设置暴露于空气的狭缝的情况下,模拟的光强度分布呈现多极大值图案,例如参见图3(a)中的三极大值图案。相比之下,如果将暴露于空气的狭缝引入到透明遮板中(如图2的子狭缝25一样),则模拟的光强度分布将在中心光斑(center spot)中仅具有一个最大值,参见例如图3(b)中的单个最大值图案。显然,这是由于暴露于空气的狭缝引起光朝向透明遮板的中间部斜倾。进一步优选地,根据本发明的实施例,透明遮板的光出耦合表面上的单个集中光斑也示出了光强度的分布,使得光强度在中心处最大,但是朝向外边缘逐渐减小。如果第二光源被配置为远光光源,则这有益于例如向如投影到车辆前方道路上的远光图案提供期望的光强度的分布。
35.除了单个最大值特性之外,如从图3(a)和图3(b)之间的比较也明显的是,当暴露于空气的狭缝设置在透明遮板内时,透明遮板的光出耦合表面上的整个图案的尺寸也减小了。这意味着当大的输入光束穿过透明遮板的暴露于空气的狭缝时可以变窄,因此与没有暴露于空气的狭缝相比,有利于使用更大尺寸的远光光源,或者使得对于第二远光光源使用子光源阵列而不是它的单个子光源成为可能。以这种方式,最终投影到车辆前方道路上的远光图案可以设置有更高的、集中的光强度,从而使其更有利于在实际车辆应用中使用。
36.参照图4和图5,根据本发明的不同实施例示出了所提出的前照明系统的透明遮板中的暴露于空气的狭缝的替代构造。如类似于图2,在图4和图5两者中,仅提供了图1的前照明系统中由虚线框指示的部分的放大视图。因此,在图4和图5中使用相同或相似的附图标记来指示相同或相似的部件,诸如用于第二光源的一行子光源bs20,具有子光学器件420、520的第二初级光学器件的相应行,透明遮板44、54及其中间部440、540,以及暴露于空气的狭缝的子狭缝45、55。类似于关于图2的那些讨论,在图4和图5两者中,从子光源bs20出来的光也被第二初级子光学器件420、520向上投影,然后入射到透明遮板44、54中,并且穿过其
自下而上传播。此外,随着暴露于空气的狭缝(特别是子狭缝45、55)的引入,传播通过透明遮板44、54的光将至少在子狭缝45、55的下表面和上表面处遇到折射,这再次类似于图2。
37.然而,与图2的差异在于,图4-图5中的子狭缝45、55现在设置有不同的构造。具体而言,图4中的子狭缝45的下表面45l被成形为包括两个倾斜侧截面,即左倾斜截面和右倾斜截面,它们中的每一个从透明遮板44的外边缘(左边缘或右边缘)朝向中间部440逐渐上升。至于图4中的子狭缝45的上表面45u,也包括左倾斜截面和右倾斜截面,但是它们中的每一个都从透明遮板44的外边缘(左边缘或右边缘)朝向中间部440逐渐下降,优选地具有与下表面45l的相应左倾斜截面或右倾斜截面相同的斜度。由于朝向透明遮板44的中间部440的类似折射,如果远光光源被用作子光源bs20,则图4中的子狭缝45也有助于从透明遮板44向出耦合的较小尺寸和单个最大值远光图案。
38.转到图5的放大视图,子狭缝55的下表面55l被成形为包括两个阶梯状侧截面,即左侧截面和右侧截面,每个侧截面包含一个或多个阶梯5500。参考图5的进一步放大的视图(由虚线椭圆指示),子狭缝55的每个阶梯5500包括两个刻面5501、5502。例如,相对于子狭缝55的下表面55l,第一刻面5501被配置为是垂直的,即,垂直于子狭缝55的水平内侧表面,而第二刻面5502是倾斜的,尤其是在从透明遮板54的外边缘(左边缘或右边缘)朝向中间部540的方向上逐渐上升。类似地,子狭缝55的上表面55u也包括第一刻面5501和第二刻面5502,其中第一刻面5501也是垂直的,但是第二刻面5502是倾斜的,特别是在从透明遮板54的外边缘(左边缘或右边缘)朝向中间部540的方向上逐渐下降,这类似于图4中所示的倾斜截面。类似于与图4相关的那些讨论,子狭缝55的每个阶梯5500有助于将入射在其上的光重定向为朝向透明遮板54的中间部540更加斜倾,从而如果远光光源被用作子光源bs20,则共同有助于在透明遮板54的光出耦合表面上形成较小尺寸和单个最大值远光图案。本文应该注意的是,尽管在图5的上述实施例中没有示出,但是子狭缝55的每个阶梯5500可以替代地设计成包括单个弯曲表面,而不是第一和第二刻面。在这种情况下,单个弯曲表面可以以与图2的子狭缝25类似的方式成形,即对于子狭缝55的下表面55l朝向第二子光源bs20凸出,而对于子狭缝55的上表面55u在相反方向(即,远离第二子光源bs20)上凸出。同样,这有益于将入射到子狭缝55上的光集中成朝向透明遮板54的中间部540更加斜倾。
39.图6示意性地示出了根据本发明另一实施例的用于车辆的前照明系统60。图6中的前照明系统60基本上保持与图1中的前照明系统相同。因此,类似的附图标记用于指示类似的部件,诸如第一初级光学器件61(尤其是第一初级反射器)、次级光学器件63、和暴露于空气的狭缝65。图6和图1之间的差异在于两个方面。在第一方面中,第一光源bs1现在在图6中被指定为是近光光源lbs,并且对应地,第二光源bs2是远光光源hbs。在第二方面中,图6中的远光初级光学器件(诸如远光准直器)形成透明遮板的准直部分。也就是说,透明遮板和第二初级准直器现在彼此集成,从而形成单件式部件600。这里在图6中的整体部件600的准直部分被专门布置用于准直从远光光源hbs朝向其遮板部分发射的光。类似于图1中的第二准直器,可以以这种方式获得远光光线的光束成形。但是与图1的差异在于,在图6中,从远光光源hbs发射的光的光束成形发生在单件式部件600内部,这可能有益于远光光线的质量改善。
40.图7示意性地示出了根据本发明的另外的实施例的用于车辆的另一替代的前照明系统70。这里在图7中的前照明系统70几乎与图1中的前照明系统相同。因此,类似的附图标
记用于指示类似的部件,诸如透明遮板74、次级光学器件73、和暴露于空气的狭缝75。图7和图1之间的差异在于两个方面。在第一方面中,第一光源bs1现在在图7中被指定为是近光光源lbs,并且对应地,第二光源bs2是远光光源hbs。在第二方面中,图7的第一初级光学器件被设计成是第一准直器71,不是第一反射器;并且第二初级光学器件被改变为第二反射器72,不是第二准直器。在这种情况下,第一准直器71不仅有助于实现将来自近光光源lbs的光投影到透明遮板74和次级光学器件73上,而且有助于实现相同光的光束成形。此外,第二反射器72将有助于折叠从远光光源hbs出来的光的传播路径。以下指示是重要的:在图1和图7中仅示出了两个具体实施例,其中来自第一光源的光被反射但是来自第二光源的光被折射(参见图1),以及来自第一光源的光被折射但是来自第二光源的光被反射(参见图7)。这不应被解释为限制本发明。事实上,已经受益于本发明的教导,本领域技术人员应当容易理解其他类似的实施例,诸如来自第一和第二光源两者的光都被反射,或者来自第一和第二光源两者的光都被折射,并且所有这些替代方案都应当被涵盖在本发明的保护范围内。
41.应该注意的是,尽管在各图中,来自第二光源的光的全内反射被示为仅发生一次,但是这不应该被解释为限制本发明。事实上,已经受益于本发明的教导的本领域技术人员将容易想到透明遮板的其他合适的构造,使得来自第二光源的光的全内反射在透明遮板内发生不止一次。借助于多次全内反射,第二光源(诸如远光光源)可以与第一光源(诸如近光光源)安装在同一侧。也就是说,两个光源之间的垂直距离可以大大减小,并且大间距主要通过它们之间的水平距离来实现。以此方式,前照明系统的垂直空间将显著缩短,并因此整个系统至少在垂直方向上变得非常紧凑。此外,在多次全内反射的情况下,前照明系统内的光路可以被折叠,使得基于实际的实施方式,第一光源(诸如近光光源)将在空间上保持远离第二光源(诸如远光光源)。这有助于提供设计灵活性、出色的散热可行性、和更少的颜色不均匀性。
42.同样重要的是要注意,各图中所示的光线仅代表整个光学系统内的光线的一部分,而不是全部。事实上,所有图中示出的光线仅用作代表性示例,用于说明本发明的基本原理,并且显然不应该被解读为整个系统内所有光线的穷尽示例。
43.关于适用于透明遮板的材料以及制造或加工工艺,可以使用不同的选项。例如,在实施例中,透明遮板可以通过注塑成型作为单件式部件来制备,诸如通过聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)或其他塑料材料来制备。显然,基于具体情形,也可以使用除塑料之外的材料和除注塑成型之外的工艺,并且本发明不应该在这方面受限制。
44.还应该注意到,尽管在本发明的所有图中透明遮板都以截面视图示出并且看起来具有平坦的轮廓,但是透明遮板——尤其是其中引入了使暴露于空气的狭缝的透明遮板——的真实3d形状可能相当复杂。在一些实施例中,透明遮板可以被设计成具有平坦的轮廓。替代地,在其他实施例中,透明遮板可以被设计为可能具有自由形状的轮廓的弯曲体。在附图和说明书两者中,关于遮板的不同轮廓的具体图示不应该被解释为是限制性的,而应被视为示例性公开。
45.还应该注意,上述实施例说明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例,而不脱离本发明的范围和精神。尽管已经结合一些实施例描述了本发明,但是本发明不旨在被局限于如本文阐述的具体形式。相反,本发明的范围仅受所附权利要求的限制。附加地,尽管特征可能看起来是结合特定实施例描述的,但是本领域技术人员
将认识到,所描述的实施例的各种特征可以根据本发明进行组合。
46.此外,尽管各个特征可以被包括在不同的权利要求中,但是这些特征可以被可能有利地组合,并且包括在不同的权利要求中不表明特征的组合是不可行的和/或不利的。在权利要求中,置于括号之间的任何附图标记都不应当被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中所陈述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。此外,对第一、第二等的引用仅仅应被认为是标签,并且不表明或描述以这些术语为前缀的特征的任何排序、顺序、关系或属性。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不可以被有利地使用。
47.附图标记的列表10 前照明系统bs1 第一光源bs2 第二光源11 第一初级光学器件12 第二初级光学器件13 次级光学器件14 透明遮板141 透明遮板的光出耦合表面15 暴露于空气的狭缝x 透明遮板的中间轴y 子狭缝的延伸方向bs20 第二光源的子光源220 第二初级光学器件的子光学器件24 透明遮板240 透明遮板的中间部或中间分区25 暴露于空气的狭缝的子狭缝251 252 子狭缝的侧部25l 子狭缝的第一表面25u 子狭缝的第二表面420 第二初级光学器件的子光学器件44 透明遮板440 透明遮板的中间部或中间分区45 暴露于空气的狭缝的子狭缝45l 子狭缝的第一表面45u 子狭缝的第二表面520 第二初级光学器件的子光学器件54 透明遮板540 透明遮板的中间部或中间分区55 暴露于空气的狭缝的子狭缝
55l 子狭缝的第一表面55u 子狭缝的第二表面5500 子狭缝的阶梯5501 阶梯的第一刻面5502 阶梯的第二刻面60 前照明系统lbs 近光光源hbs 远光光源61 近光反射器600 单件式或整体部件63 次级光学器件65 暴露于空气的狭缝70 前照明系统71近光准直器72 远光反射器73 次级光学器件74 透明遮板75 暴露于空气的狭缝。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献