用于车辆的发光模块、车辆前照灯和车辆的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的发光模块、车辆前照灯和车辆。


背景技术：

2.已知用于车辆前照灯的发光模块可通过不同的技术方案来实现，例如基于曲面的纯反射器系统，基于反射器、遮光器和透镜的组合系统。上述两种系统都需要相对很大的结构空间：前者在横向于发光模块的光轴方向的方向上需要大的结构空间，而后者在沿着发光模块的光轴的方向上需要大的结构空间。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的在于提供一种用于车辆的发光模块，其能够在实现期望的光分布的情况下具有紧凑的尺寸。
4.根据本发明，该目的由此来实现，即，提出的用于车辆的发光模块包括：
5.初级光学单元，其具有
[0006]-光入射区段，该光入射区段具有用于第一光功能的第一光入射区域和用于第二光功能的第二光入射区域，
[0007]-光出射区段，该光出射区段具有光出射面，
[0008]-光拦截表面，该光拦截表面布置在光入射区段和光出射区段之间，并且构造成形成截止轮廓；
[0009]
次级光学单元，其布置在初级光学单元下游；
[0010]
第一光源，其分配给光入射区段的第一光入射区域；
[0011]
第二光源，其分配给光入射区段的第二光入射区域，
[0012]
其中，发光模块构造成将通过第一光入射区域和第二光入射区域接收的光源的光线朝光拦截表面的背离光入射区段的边缘处聚焦，以形成初级图像，光出射面对初级图像在虚聚焦部位处形成虚像，次级光学单元的聚焦部位落在虚聚焦部位处。
[0013]
在所提出的发光模块中，光源发出的光经由它的初级光学单元在拦截表面的边缘处聚焦，并且通过初级光学单元的光出射区段形成虚像，再借助于次级光学单元的投射，这特别有助于减少整个发光模块在主光传播方向上的尺寸。
[0014]
根据本发明的实施方式，初级光学单元呈块状，光入射区段的第一光入射区域和第二光入射区域相叠地设置在初级光学单元的一端侧。这种设计例如可适用于发光模块用来实现近光功能和远光功能的情况。为此，例如第一光入射区域整体处在第二光入射区域上方，并且第一光入射区域用于近光功能，而第二光入射区域用于远光功能。
[0015]
根据本发明的实施方式，初级光学单元单件式地来构造。这可实现简单的安装。
[0016]
根据本发明的实施方式，光拦截表面是平坦的，或者具有台阶或凹陷，以满足相应的光分布的要求。在一示例中，光拦截表面的截止轮廓可具有两个平坦截止部，它们可上下错开，由此形成连接两个平坦截止部的台阶，台阶轮廓例如可左倾或右倾15
°
的角度。替代
地，还可在两个平坦截止部之间形成凹陷。
[0017]
根据本发明的实施方式，第一光入射区域具有至少一个第一光入射单元，第二光入射区域具有至少一个第二光入射单元。特别地，在相应的光入射区域具有多个光入射单元的情况下，相应的光入射区域的光入射单元并排布置。各光入射单元可彼此相邻地并排布置，或者它们之间也可具有间距。光入射单元的数量和排布可根据期望的光分布来设置。
[0018]
根据本发明的实施方式，第一光入射区域的第一光入射单元呈准直器的形式，其出光面构造成将光源的光线集聚地引导到边缘处。这有利于光的更好的引导。
[0019]
根据本发明的实施方式，第一光入射单元的相应的出光面将光源的光线集聚地引导到边缘处，其中，光线可集聚在边缘的一个或多个部位处。特别在需要宽的出光角度的情况下，可使光线集聚在边缘的多个部位处，即，在边缘处存在多个集聚点。
[0020]
根据本发明的实施方式，相应的第一光入射单元的出光面是不连续的，相邻的出光面通过中间面连接。这例如可有助于降低第一光入射单元整体的纵向尺寸。
[0021]
根据本发明的实施方式，初级光学单元和次级光学单元为透镜，优选地它们中的至少一者为消色差透镜。相比于反射器和透镜的组合，通过本发明的都为透镜的方案能实现更小的孔径。在透镜具有消色差的功能的情况下，能校正色差。
[0022]
根据本发明的实施方式，初级光学单元和次级光学单元单件式地来构造，由此有利于装配。
[0023]
根据本发明的实施方式，光源为半导体型光源，例如发光二极管。这种光源可在市场上很容易获得。
[0024]
根据本发明的另一方面，提出了一种车辆前照灯，其具有上文所述的发光模块。
[0025]
根据本发明的另一方面，提出了一种车辆，其具有上文所述的发光模块或车辆前照灯。
附图说明
[0026]
下面借助附图进一步阐述本发明。其中，
[0027]
图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于车辆的发光模块；
[0028]
图2示出了图1的发光模块的俯视图；
[0029]
图3示出了图1的发光模块的侧视图；以及
[0030]
图4示出了图1的发光模块的光拦截表面的一实施方式的轮廓；以及
[0031]
图5示出了图1的发光模块的光拦截表面的另一实施方式的轮廓。
具体实施方式
[0032]
在下文中示例性地说明了本发明的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本发明的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。
[0033]
为了更好地说明，参考根据本技术的发光模块在车辆中的安装位置引入了车辆坐标系，其中，x方向表示车辆的纵向方向，即本技术的发光模块的长度方向，其对应于发光模块的主光出射方向，y方向表示车辆的横向方向，即本技术的发光模块的宽度方向，z方向表
示车辆的高度方向，即本技术的发光模块的高度方向。
[0034]
图1示意性地示出了根据本发明的用于车辆的发光模块1，其包括光源、初级光学单元2和次级光学单元7。初级光学单元2具有：光入射区段3，其具有用于第一光功能的第一光入射区域3a和用于第二光功能的第二光入射区域3b；光出射区段5，其具有光出射面6；光拦截表面10，其布置在光入射区段3和光出射区段5之间，并且构造成形成截止轮廓。次级光学单元7布置在初级光学单元2下游。光源包括分配给光入射区段3的第一光入射区域3a的第一光源l1、和分配给光入射区段3的第二光入射区域3b的第二光源l2。该发光模块1构造成将通过第一光入射区域3a和第二光入射区域3b接收的光源的光线朝光拦截表面10的背离光入射区段3的边缘30处聚焦，以形成初级图像，光出射面6对初级图像在虚聚焦部位30’处形成虚像，次级光学单元7的聚焦部位落在虚聚焦部位30’处。
[0035]
因此，根据本发明的发光模块1可看作投射系统，次级光学单元7将初级光学单元2接收的光源的光线形成期望的光像，并将该光像投射到该发光模块或车辆前面的区域中。由于初级光学单元2对接收的光源的光线首先形成虚像，然后该虚像通过次级光学单元7向外投射，对于两光源单元都为透镜的情况下，尤其在虚像沿与主光出射方向相反的方向远离光拦截表面10的边缘时，这特别有利于实现发光模块1整体的紧凑的结构，因为初级光学单元2可设计成具有小的长度，次级光学单元7本身也可沿主光出射方向具有小的尺寸。沿主光出射方向具有小的尺寸的两光学单元对于它们的注塑成型也是有利的。此外，初级光学单元2和次级光学单元7两者的配合也能够实现对光源的光线更好的集聚，以实现更小孔径的发光模块。
[0036]
如在图1中看出的那样，初级光学单元2为块状，即，它沿x、y和z方向上具有预定的尺寸。
[0037]
初级光学单元2可由任何适合于光线在制成的初级光学单元中从光入射面引导到光出射面的材料制成，并且光线可在由该材料制成的初级光学单元的侧壁处全反射。示例性的材料可为聚碳酸酯pc、聚甲基丙烯酸甲酯pmma、硅酮、硅胶或玻璃等等。
[0038]
示出的初级光学单元2单件式地来构造，例如通过上述材料注塑成型。光入射区段3的第一光入射区域3a和第二光入射区域3b可相叠地设置在初级光学单元2的一端侧。
[0039]
在初级光学单元2中可形成有空缺4，以形成光拦截表面10。在示出的示例中，光拦截表面10是平坦的。如还可在图4和图5中看出的那样，光拦截表面10的截止轮廓可具有沿z方向彼此错开的两个平坦部10a、10b，在它们之间设有台阶10b(参见图4)或凹陷10d(参见图5)。换句话说，截止轮廓的走向可对应于相应的法规对于用于车辆的近光光束的截止线的规定来设置。为此，如在图3的侧视图中看出的那样，空缺4可具有平的底部，在该底部的一侧布置有光入射区段，而相对的另一侧的边缘形成上述边缘30。
[0040]
第一光入射区域3a和第二光入射区域3b可分别具有至少一个第一入射单元。在示出的示例中，第一光入射区域3a具有6个第一光入射单元11-16，而第二光入射区域3b具有三个第二光入射单元21-23。其他数量的光入射单元也是可行的。每个光入射单元具有光入射面。为了清晰起见，在附图中仅仅为第一光入射区域3a的一个光入射单元11的光入射面11a和第二光入射区域3b的一个光入射单元21的光入射面21a设有附图标记。
[0041]
光入射面11a、21a用于接收来自光源的光线，光线穿过光入射面耦入到光入射区域3a、3b中。光入射面11a、21a具有空腔的形式，该空腔具有居中的凸出部和围绕凸出部的
凹进部，凸出部和凹进部都围绕分配给光入射面的光源的光轴旋转对称，其中，光源定位在凸出部的焦点处。优选地，凹进部为具有中心的球面区段，该中心与凸出部的焦点重合。耦入光入射单元中的光的一部分被光入射单元的反射壁11b、21b反射后继续传播，即，在第一光入射单元中被朝向出光面11c反射，该出光面构造成将光源的光线集聚地引导到边缘30处，而在第二光入射单元中被朝向拦截表面10的边缘30处反射。因此，边缘30形成第一光入射单元和第二光入射单元的共用的光线聚焦部位。
[0042]
优选地，第一光入射区域3a的第一光入射单元呈准直器的形式，即，其将光源的光准直成平行地从光入射面引导到出光面。
[0043]
在第一光入射区域和第二光入射区域具有多个光入射单元的情况下，相应的光入射区域的光入射单元并排布置。在这种情况下，可为每个光入射单元分配一个光源，例如发光二极管。所有的发光二极管可有利地布置在相同的平面中。
[0044]
根据需要，第一光入射区域将接收的光源的光集聚地引导到边缘30处。为此，第一光入射区域的相应的光入射单元可具有同一集聚部位，或具有各自的集聚部位，或部分联合地具有同一集聚部位。简而言之，第一光入射单元、具体而言其出光面可使光源的光线在边缘30处的集聚部位有一个或多个。这同样适用于第二光入射区域，即，第二光入射区域的相应的光入射单元可具有同一集聚部位，或具有各自的集聚部位，或部分联合地具有同一集聚部位。简而言之，第二光入射单元可使光源的光线在边缘30处的集聚部位有一个或多个。
[0045]
在图2中示出了在x-y平面中的光路图，其中，离开第一光入射单元11的出光面11c的光线聚集在f1处，而离开第一光入射单元13、14的出光面13c、14c的光线联合地聚集在f2处，光出射区段5对光线在f1、f2处形成的像在虚聚焦部位30’的f1’、f2’处形成虚像，次级光学单元7将相应的光源发出的光由初级光学单元2在虚聚焦部位30’形成的像向外朝远方投射。
[0046]
在图3中示出了在x-z平面中的光路图，其中，离开第一光入射单元14的出光面14c的光线聚集在边缘30的f2处，而第二光入射单元22将耦入的光线朝向f2处聚集地引导，光出射区段5对光线在f2处形成的像在虚聚焦部位30’的f2’处形成虚像，次级光学单元7将相应的光源由初级光学单元2在虚聚焦部位30’形成的像向外朝远方投射。
[0047]
因此，根据本发明的发光模块1可看作包括用于形成具有截止轮廓的光束的初级光学单元2和用于将光束朝外投射向远方的次级光学单元7。
[0048]
如在图2的光路图中看出的那样，通过次级光学单元7投射的来自各第一光入射单元的光束可彼此不平行，这有利于实现在y方向上的宽的照明宽度。
[0049]
相应的第一光入射单元的出光面可是不连续的，即离散的，相邻的出光面通过中间面11d连接。
[0050]
次级光学单元7具有光输入表面8和光输出表面9。在光输出表面9的轮廓给定的情况下，光输入表面8可设计成凸面、凹面或自由曲面。
[0051]
例如，第一光入射区域3a可用于近光功能，第二光入射区域3b可用于远光功能。
[0052]
初级光学单元2和次级光学单元7为透镜，优选地它们中的至少一者为消色差透镜，以矫正色差。
[0053]
初级光学单元2和次级光学单元7可单件式地来构造，例如注塑成型，这有利于装
配。为此，发光模块可具有在附图中未示出的用于保持初级光学单元2和次级光学单元7的保持架。
[0054]
光源可为半导体型光源，例如发光二极管，诸如白色发光二极管。
[0055]
要说明的是，虽然在附图中示出了各光入射区域的光入射单元相邻地布置，但它们还可彼此隔开。
[0056]
本发明不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本发明，但是受益于本公开，本领域技术人员可以设计出不脱离在此公开的本发明的保护范围的其他实施方式。因此，本发明的保护范围应仅由所附权利要求限定。