本發(fā)明涉及低光束前照燈，特別涉及用于機(jī)動(dòng)車的低光束前照燈以及具有這種低光束前照燈的機(jī)動(dòng)車的實(shí)施方案。此外，本發(fā)明還涉及低光束前照燈的制造方法。
背景技術(shù)：
1、用于機(jī)動(dòng)車的低光束前照燈的光強(qiáng)分布的基本特征為：該分布在水平方向上是大致對(duì)稱的，具有大約±30°的全發(fā)散性和大約8…10°的半寬；并且在大約-12°…0°的范圍內(nèi)是非對(duì)稱豎直分布的，大約具有2…3°的半寬和光暗邊界(或截止線)，其朝上一側(cè)是銳化的并具有高對(duì)比度以避免使對(duì)向車輛眩目，而其朝下一側(cè)的亮度平緩減弱。
2、圖10示出了在右側(cè)行車的情況下行駛方向的右方的光/暗邊界。它在右側(cè)形成了大致在地平線上的水平線，并在左側(cè)則略低。在“肘肩(elbow-shoulder)區(qū)”，這兩條水平線由上升線連接。光分布的最大值位于豎直軸的右側(cè)，低于地平線。
3、生成這種復(fù)雜的光強(qiáng)分布需要具有相對(duì)較低傳播的大型前照燈系統(tǒng)。光/暗邊界是通過對(duì)由光束塑形的光源(通常是led或鹵素?zé)?所照明的適當(dāng)形狀的光闌進(jìn)行成像所生成的。這種光闌可減少系統(tǒng)的傳播。
4、與這種使用透鏡陣列的設(shè)計(jì)方法對(duì)應(yīng)的多通道微型光學(xué)實(shí)現(xiàn)被披露在[1]中：若干單獨(dú)準(zhǔn)直led被用作光源，其照明聚光微透鏡陣列(輸入陣列)、然后是光闌陣列和投影透鏡陣列(輸出陣列)。通過從傳統(tǒng)的單孔徑器件轉(zhuǎn)換為多孔徑器件，可顯著縮短投影器件的焦距，并因此顯著縮短前照燈的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。然而，系統(tǒng)的傳播仍然受到光闌陣列的限制。吸收光闌還保證了微型器件中有明顯的熱量輸入。
5、可替換的變體[2]基于使用不規(guī)則的微光學(xué)蜂巢聚光器的光束成形[3，4]：在此，彼此靠近布置的三個(gè)蜂巢聚光器件由豎直方向準(zhǔn)直的光源進(jìn)行照明。三個(gè)微透鏡陣列各自負(fù)責(zé)照明遠(yuǎn)場(chǎng)的左蜂巢聚光鏡(地平線以下的光/暗邊界)、中心蜂巢聚光鏡(肘肩區(qū))和右(地平線上的光/暗邊界)蜂巢聚光鏡。優(yōu)選地，左、右陣列以圓柱透鏡實(shí)現(xiàn)，并且中心陣列以球形的、邊緣為矩形的微透鏡(具有埋入式光闌)實(shí)現(xiàn)，以生成肘肩分布。這種系統(tǒng)布局的缺點(diǎn)如下：
6、●根據(jù)實(shí)施方案[2]的中心區(qū)域仍存在殘留光闌，
7、●在無光闌的實(shí)施方案中，在聚光區(qū)下方的光分布內(nèi)出現(xiàn)的肘-肩區(qū)的光/暗邊界的豎直模糊圖像，[2]
8、·在相鄰的蜂巢聚光器之間的相接處產(chǎn)生的干擾光偽影，和
9、·僅僅通過準(zhǔn)直光源的水平遠(yuǎn)場(chǎng)分布對(duì)左右兩側(cè)的外圍區(qū)域的水平光強(qiáng)分布的可控性有限。
10、在上述基礎(chǔ)上，有必要提供一種可行方案以避免上述缺點(diǎn)，并在無需使用光闌的情況下，使得能夠以良好的質(zhì)量對(duì)光/暗邊界進(jìn)行銳化成像。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種可行方案以在避免需要使用光闌的同時(shí)，以良好的質(zhì)量對(duì)低光束前照燈中的光/暗邊界進(jìn)行銳化成像。
2、該目的由專利的獨(dú)立權(quán)利要求所述的主題解決。
3、根據(jù)實(shí)施例，低光束前照燈包括光束成形(或光束塑形)器件(或光學(xué)系統(tǒng))，用于在入射光的基礎(chǔ)上生成包括光/暗邊緣(或邊界)的光/暗分布，該光/暗邊緣(或邊界)相對(duì)于第一橫向方向和第二橫向方向至少部分地傾斜延伸，其中光束成形器件包括用于接收入射光的聚光透鏡陣列和具有大批投影透鏡的投影透鏡陣列，該投影透鏡陣列用于輸出由聚光透鏡陣列接收的光。聚光透鏡陣列包括多個(gè)聚光透鏡，這些聚光透鏡被布置成具有若干列和若干行的矩陣布置，其中至少第一列的聚光透鏡適配于傾斜延伸的光/暗邊緣。與分配給第一列的第二聚光透鏡的第二投影透鏡相比，分配給該矩陣的第一列的第一聚光透鏡的第一投影透鏡相對(duì)于所分配的聚光透鏡沿第二橫向方向的偏心不同。這種偏心布置能夠?qū)⒏缮婀鈧斡岸ㄎ辉诘诙M向方向的不同位置，從而使得即使沒有光闌，也可以獲得沒有過多干涉?zhèn)斡暗匿J化圖像。
4、實(shí)施例包括光束成形器件，用于在入射光的基礎(chǔ)上生成包括光/暗邊緣的光/暗分布，該光/暗邊緣相對(duì)于第一橫向方向和與其垂直的第二橫向方向至少部分地傾斜延伸，其中光束成形器件包括用于接收入射光的聚光透鏡陣列和具有大批投影透鏡的投影透鏡陣列，該投影透鏡陣列用于輸出由聚光透鏡陣列接收的光。聚光透鏡陣列包括多個(gè)聚光透鏡，這些聚光透鏡被布置成具有若干列和若干行的矩陣布置，其中至少第一列的聚光透鏡適配于傾斜延伸的光/暗邊緣。與分配給第一列的第二聚光透鏡的第二投影透鏡相比，分配給該矩陣的第一列的第一聚光透鏡的第一投影透鏡相對(duì)于所分配的聚光透鏡沿第二橫向方向的偏心不同。
5、根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，作為單獨(dú)的偏心布置的替代或補(bǔ)充，在低光束前照燈中，第一列的聚光透鏡各自包括第一邊界邊緣和相對(duì)的第二邊界邊緣，該第一邊界邊緣和相對(duì)的第二邊界邊緣包括至少一個(gè)彎曲部并至少部分地傾斜延伸且沿第二橫向方向，并且其以這樣的方式適配于傾斜延伸的光/暗邊緣。在至少一個(gè)聚光透鏡中，第一邊界邊緣的彎曲部被布置成使得相對(duì)第二邊界邊緣的相應(yīng)的彎曲部沿第二橫向方向偏移。這還使得能夠在不需要光闌布置的情況下進(jìn)行光/暗邊緣的銳化成像，同時(shí)避免了干擾光偽影。
6、本發(fā)明的進(jìn)一步有利實(shí)施方案是從屬權(quán)利要求所述的主題。
1.低光束前照燈，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低光束前照燈，其中所述第一列的所述聚光透鏡(48)包括至少部分地沿所述第一橫向方向和所述第二橫向方向(x)傾斜延伸的邊界邊緣，所述邊界邊緣適配于傾斜延伸的所述光/暗邊緣(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低光束前照燈，其中所述第一列的所述聚光透鏡(48)包括第一邊界邊緣和相對(duì)的第二邊界邊緣，每個(gè)邊界邊緣至少部分地沿所述第一橫向方向和所述第二橫向方向(y，x)傾斜延伸并適配于傾斜延伸的所述光/暗邊緣(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低光束前照燈，其中所述第一邊界邊緣的傾斜部分(48so)被布置成使得相對(duì)于所述第二邊界邊緣的傾斜部分(48su)沿所述第二橫向方向(x)位移。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述第一列的聚光透鏡(48)各自包括第一邊界邊緣和相對(duì)的第二邊界邊緣，所述第一邊界邊緣和相對(duì)的所述第二邊界邊緣沿所述第一橫向方向和所述第二橫向方向(y，x)延伸并包括至少一個(gè)彎曲部且至少部分地傾斜延伸，并以這種方式適配于傾斜延伸的所述光/暗邊緣(26)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡是第一聚光透鏡，并且所述第一聚光透鏡(482,1)的所述第二邊界邊緣規(guī)定了鄰近的第二聚光透鏡(482,2)的第一邊界邊緣的走向或所述第一列的第一邊界邊緣的走向；
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的低光束前照燈，其中所述第一邊界邊緣的所述彎曲部到所述第二邊界邊緣的所述彎曲部沿所述第二橫向方向(x)的距離是容差范圍內(nèi)的最大值，其中所述第一邊界邊緣和/或所述第二邊界邊緣的所述彎曲部沿所述第二橫向方向(x)的位置取決于所述矩陣中所述第一列的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中以距離量值將所述第一邊界邊緣的所述彎曲部布置成使得相對(duì)于所述第二邊界邊緣的所述相應(yīng)的彎曲部沿所述第二橫向方向(x)偏移，所述距離量值在所述第一列內(nèi)是恒定的，并且對(duì)于所述聚光透鏡陣列(44)中適配于傾斜延伸的所述光/暗邊緣(26)的聚光透鏡(48)的不同列是不同的或是獨(dú)特的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述第一邊界邊緣的所述彎曲部沿位移方向被布置成使得相對(duì)于所述第二邊界邊緣的所述相應(yīng)的彎曲部沿所述第二橫向方向(x)偏移，所述位移方向在所述第一列內(nèi)并對(duì)于所述第一列中的鄰近的聚光透鏡(48)交替。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中分配給所述聚光透鏡(48)的投影透鏡(52)的頂點(diǎn)(48v)相對(duì)于所述投影透鏡(52)的頂點(diǎn)(52v)沿所述第二橫向方向(x)是單獨(dú)偏心的。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中與所述第二投影透鏡相比，所述第一投影透鏡沿所述第二橫向方向(x)的不同的偏心布置適配于所述邊界邊緣沿所述第二橫向方向(x)的位移，并至少部分地補(bǔ)償由所述邊界邊緣的位移導(dǎo)致的所述光/暗分布中的所述光/暗邊緣(26)的位移。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述第一列的所述第一聚光透鏡(482，1)被布置成與所述第一列的所述第二聚光透鏡(482,2)直接相鄰，并且所述第二聚光透鏡(482,2)被布置在所述第一列的所述第一聚光透鏡(482，1)和第三聚光透鏡(482，3)之間；
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中投影透鏡頂點(diǎn)(52v)相對(duì)于分別分配給所述投影透鏡(52)的聚光透鏡(48)的聚光透鏡頂點(diǎn)(48v)的位移沿所述第一橫向方向(y)是與行有關(guān)但與列無關(guān)的并且沿第二橫向方向(x)是與行無關(guān)但與列有關(guān)的。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)的多個(gè)列的聚光透鏡(48)適配于傾斜延伸的所述光/暗邊緣(26)；其中所述多個(gè)列形成所述聚光透鏡陣列(44)的中心布置區(qū)域。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)包括第一聚光透鏡陣列區(qū)域、第二聚光透鏡陣列區(qū)域和第三聚光透鏡陣列區(qū)域，其中所述第二聚光透鏡陣列區(qū)域被布置在所述第一聚光透鏡陣列區(qū)域和所述第三聚光透鏡陣列區(qū)域之間并包括所述第一列，其中在從一方面的所述第二聚光透鏡陣列區(qū)域到另一方面的所述第一聚光透鏡陣列區(qū)域或所述第三聚光透鏡陣列區(qū)域的過渡區(qū)域中，只有部分所述聚光透鏡(48)對(duì)傾斜延伸的所述光/暗邊緣(26)進(jìn)行成像。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)的所述聚光透鏡(48)的至少一個(gè)子集形成為畸變透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的低光束前照燈，其中所述投影透鏡陣列(46)的所述投影透鏡(52)的至少一個(gè)子集形成為畸變透鏡。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)的聚光透鏡(48)被布置成使得相對(duì)于彼此沿垂直于所述第一橫向方向和所述第二橫向方向(y，x)的光傳播方向(z)偏移，并且它們的位置相對(duì)于高度輪廓匹配。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡(48)包括適配于所述偏移的位置的焦距，所述偏移的位置關(guān)于彼此在逐個(gè)通道的基礎(chǔ)上布置，以對(duì)單獨(dú)的散焦進(jìn)行至少部分補(bǔ)償。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述投影透鏡陣列(46)的投影透鏡(52)被布置成使得相對(duì)于彼此沿垂直于所述第一橫向方向和所述第二橫向方向(y，x)的光傳播方向(z)偏移，并且其中它們的位置相對(duì)于高度輪廓匹配。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，包括光源布置(28)，所述光源布置(28)用于生成由光組成的光錐(32)，以為所述光束成形器件提供所述入射光。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的低光束前照燈，其中所述光錐包括相對(duì)于所述第一橫向方向和所述第二橫向方向的至少為2的長(zhǎng)寬比。
23.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的低光束前照燈，其中所述光沿所述第一橫向方向(y)發(fā)散得比沿所述第二橫向方向(y)更少。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)被布置成使得將所述光源布置(28)銳化成像到所述投影透鏡陣列(46)中，以提供柯勒照明。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述光源布置(28)包括發(fā)散地照射至所述第一橫向方向和所述第二橫向方向(y，x)的光源和用于準(zhǔn)直來自所述光源的發(fā)散光的準(zhǔn)直器，所述準(zhǔn)直器在所述第一橫向方向(y)上的準(zhǔn)直程度高于在所述第二橫向方向(x)上的準(zhǔn)直程度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的低光束前照燈，其中所述光源布置(28)包括在所述光源(34)和所述準(zhǔn)直器(362)之間的用于預(yù)準(zhǔn)直的非球面透鏡(361)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的低光束前照燈，其中所述準(zhǔn)直器(362)包括圓柱透鏡準(zhǔn)直器或非圓柱準(zhǔn)直器或環(huán)形準(zhǔn)直器。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述光源布置(28)被配置為使得所述光錐(32)的所述光包括發(fā)散性，所述發(fā)散性在所述第二橫向方向(x)上比在所述第一橫向方向(y)上大十倍以上。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)和所述投影透鏡陣列(46)形成為單集成串連陣列。
30.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)包括聚光透鏡(48)，所述聚光透鏡(48)被布置成列寬相同的列和行高分別不同的行，以填充區(qū)域。
31.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述聚光透鏡陣列(44)包括聚光透鏡(48)，所述聚光透鏡(48)被布置在列寬相同的列和行高分別在逐列的基礎(chǔ)上變化的行中，以填充區(qū)域。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中至少所述第一列包括沿所述第一橫向方向(y)偏心的聚光透鏡(48)。
33.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述投影透鏡陣列(46)包括沿所述第一橫向方向(y)偏心的至少一個(gè)投影透鏡。
34.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈，其中所述投影透鏡(52)沿所述第二橫向方向(x)被布置的間距比所述聚光透鏡陣列(44)的聚光透鏡(48)的間距更大；并且沿所述第一橫向方向(y)被布置的間距是相同的。
35.低光束前照燈，包括：
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的低光束前照燈，其中，與分配給所述第一列的第二聚光透鏡的第二投影透鏡相比，分配給所述矩陣的所述第一列的第一聚光透鏡的第一投影透鏡相對(duì)于所分配的聚光透鏡沿所述第二橫向方向(x)的偏心不同。
37.低光束前照燈，包括：
38.具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的低光束前照燈的機(jī)動(dòng)車。
39.光束成形器件(42)，所述光束成形器件(42)用于在入射光的基礎(chǔ)上生成光/暗分布，所述光/暗分布包括相對(duì)于第一橫向方向(y)和與其垂直的第二橫向方向(x)至少部分地傾斜延伸的光/暗邊緣(26)，其中所述光束成形器件(42)包括：
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的光束成形器件，被配置為低光束前照燈。
41.制造低光束前照燈的方法(900)，包括：