車輛照明裝置制造方法
【專利摘要】車輛照明裝置（11）具有至少一個半導體光源（12）和至少一個下游連接的光學元件（13），其中，該至少一個光學元件（13）是位置能調(diào)節(jié)的。本發(fā)明特別是能應用于自適應車輛前照燈。
【專利說明】車輛照明裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有至少一個半導體光源和至少一個串聯(lián)的光學元件的車輛照明裝置。本發(fā)明特別是可以應用于自適應車輛前照燈。
【背景技術】
[0002]在轎車前照燈中的當前投影模塊中采用自動照明距離調(diào)節(jié)(“前照燈調(diào)平Headlight Levelling”)。典型地將該投影模塊安置在固定安裝的前照燈殼體中。為了自動照明距離調(diào)節(jié)，使整個投影模塊在前照燈殼體內(nèi)部傾斜，從而按照車輛裝載情況調(diào)節(jié)明暗界限。對于具有最小光通量為2000流明(Im)的LED前照燈(其使用發(fā)光二極管，LED作為光源)和HID (“高強度放電High Intensity Discharge”或高壓放電)前照燈而言,法定地規(guī)定了自動照明距離調(diào)節(jié)。然而，特別是在LED前照燈中，必須在前照燈中將實心冷卻系統(tǒng)置于前面，以便于為LED散熱。這種冷卻系統(tǒng)以機械形式與LED穩(wěn)定連接，因此在前照燈中使整個光模塊傾斜也許是非常昂貴或無法實現(xiàn)的。
[0003]為了實現(xiàn)用于主要照明功能的動態(tài)隨動轉(zhuǎn)向燈(也稱為AFS，“自適應前照燈系統(tǒng)Adaptive Frontlighting System”)，目前，同樣地通過發(fā)動機，即圍繞垂直的軸,機械轉(zhuǎn)動HID模塊。在AFS應用中(根據(jù)ECER123)，例如允許在“高速公路照明”或“惡劣天氣照明”的運行模式中將明暗界限從-0.57° h提升到最大-0.23° h，或提升到它們之間的數(shù)值。為了實現(xiàn)這一點，要在投影模塊中使用可移動的遮光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，至少部分地克服【背景技術】中的缺點，并且特別是提供一種具有至少一個半導體光源的車輛照明裝置的光發(fā)射樣式、特別是明暗界限的經(jīng)過改進的可偏轉(zhuǎn)性。
[0005]這一目的根據(jù)獨立權利要求中的特征來實現(xiàn)。優(yōu)選的實施方式特別是由從屬權利要求中得出。
[0006]這一目的通過具有至少一個半導體光源和至少一個(在至少一個半導體光源的)下游連接的光學元件的車輛照明裝置來實現(xiàn)，其中該至少一個光學元件是位置能調(diào)節(jié)的。因此，可以改變光發(fā)射樣式，而不須隨之調(diào)整一個或多個半導體光源和在可能的情況下與之連接的冷卻裝置。這可以在配備了一個或多個半導體光源的車輛照明裝置中簡化或者甚至實現(xiàn)光發(fā)射樣式的動態(tài)調(diào)整。
[0007]優(yōu)選地，至少一個半導體光源包括至少一個發(fā)光二極管。具有多個發(fā)光二極管時，這些發(fā)光二極管可以發(fā)出相同顏色或不同顏色的光。顏色可以是單色(例如紅色、綠色、藍色等)或多色(例如白色)。由至少一個發(fā)光二極管發(fā)出的光也可以是紅外線光(IR-LED)或紫外線光(UV-LED)。多個發(fā)光二極管可以產(chǎn)生混合光；例如白色混合光。至少一個發(fā)光二極管可以包括至少一種波長轉(zhuǎn)換的發(fā)光材料(轉(zhuǎn)換LED)?？商鎿Q地或作為補充，可以將發(fā)光材料布置在遠離發(fā)光二極管的位置(“遠程突光粉Remote Phosphor”)。至少一個發(fā)光二極管可以以至少一個具有單獨殼體的發(fā)光二極管的形式或以至少一個LED芯片的形式存在?？梢詫⒍鄠€LED芯片安裝在共同的基板(“次黏著基臺Submount”)上?？梢詾橹辽僖粋€發(fā)光二極管配備至少一個自身的和/或共同的透鏡組來引導光束，例如至少一個菲涅耳透鏡、準直儀等等。要代替無機發(fā)光二極管或作為對無機發(fā)光二極管的補充，例如，基于InGaN或AlInGaP,通常也可以使用有機LED(0LED，例如聚合物0LED)?？商鎿Q地，至少一個半導體光源例如可以具有至少一個激光器，特別是二極管激光器。特別是至少一個安裝得較遠的發(fā)光材料可以與布置該激光器的下游(LARP,“激光激活遠程突光粉Laser Activated RemotePhosphor，，)。
[0008]還有一種改進方案為，至少一個布置在該至少一個半導體光源下游的的光學元件是成像光學元件。
[0009]一種設計方案為，該至少一個光學元件至少具有一個透鏡，即一個或多個透鏡(“透鏡組合”)。在具有多個透鏡時，一個或多個透鏡是位置可調(diào)節(jié)的。
[0010]還有一種設計方案為，至少一個光學元件具有至少一個反射器。改進方案為，在至少一個半導體光源和至少一個透鏡之間加入至少一個反射器，例如拋物面反射器。于是，由至少一個半導體光源和/或與之間隔開的波長轉(zhuǎn)換的、特別是具有發(fā)光材料的轉(zhuǎn)換元件射出的光的至少一部分經(jīng)過至少一個反射器的反射后投射在透鏡上。根據(jù)不同的設計方案，由至少一個半導體光源或至少一個轉(zhuǎn)換元件射出的光的一部分可以直接照射在透鏡上。
[0011]至少一個半導體光源或由其照射的轉(zhuǎn)換元件特別是可以位于至少一個反射器的焦點內(nèi)或附近。
[0012]車輛照明裝置尤其可以是投影裝置。
[0013]一種改進方案為，車輛照明裝置是前照燈。車輛照明裝置例如也可以是尾燈或信號燈。一般地，車輛照明裝置不限于陸地車輛，如客車、載重汽車、摩托車、拖拉機等，而是例如也可以包括飛機或船只等。
[0014]還有一種改進方案為，車輛照明裝置具有殼體，至少一個半導體光源、反射器(如果有)和至少一個光學元件至少位于該殼體中。這種殼體至少具有一個例如由玻璃或塑料制成的透光區(qū)域(“前照燈玻璃”)，并且典型地堅固地或不可移動地與所屬車輛連接。此外，該殼體可以保護安置在里面的元件不受污染和侵蝕。
[0015]一種設計方案為，至少一個光學元件是垂直于其光學軸線直線移動的(linearverschieblich)。因此,可以以特別簡單的方式向上或向下移動光分布樣式,特別是所屬的明暗界線。特別是在透鏡作為光學元件時，這可以例如在由移動導致的反射角度變化的基礎上實現(xiàn)。這種設計方案特別是可以實現(xiàn)對，也是自動的照明距離調(diào)節(jié)的簡單轉(zhuǎn)換。
[0016]還有一種設計方案為，至少一個光學元件能垂直于其光學軸線傾斜。原則上可以圍繞每個這種軸線傾斜，例如圍繞用于向上或向下移動光發(fā)射樣式的水平軸線或圍繞用于向左或向右移動的垂直軸線。
[0017]還有一種設計方案為，至少一個光學元件能圍繞其光學軸線旋轉(zhuǎn)。于是，可以有目的地改變光發(fā)射樣式。一般地，光學元件不需要完全旋轉(zhuǎn)對稱。例如可以將其設計為橢圓形或自由形狀。
[0018]還有另一種設計方案為，至少一個光學元件是沿著其光學軸線直線移動的。因此，特別是可以改變或修正光發(fā)射樣式的清晰度。
[0019]一種改進方案為，至少一個光學元件能借助于至少一個調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)位置。至少一個調(diào)節(jié)裝置的類型原則上不受限制，并且例如可以包括一個或多個電動機。
[0020]還有一種改進方案為，至少一個光學元件能借助于至少一個微執(zhí)行元件來調(diào)節(jié)位置。微執(zhí)行元件特別是指執(zhí)行元件或另一個調(diào)節(jié)行程總計不超過2_或調(diào)節(jié)行程為+/-1_(即在每個方向上1_)的調(diào)節(jié)單元。這個調(diào)節(jié)行程，特別是對于機動車前照燈來說，通常足以調(diào)節(jié)照明距離并且還可以防止形成明顯的像差。
[0021]一種設計方案為，至少一個光學元件能借助于至少一個體積變形執(zhí)行元件、特別是壓電執(zhí)行元件來調(diào)節(jié)位置。體積變形執(zhí)行元件，如壓電的、磁致伸縮的或電致伸縮的執(zhí)行元件，既緊湊又堅固，并且可以非常精確地以小間距或者甚至無級地調(diào)節(jié)其調(diào)節(jié)行程。特別地，可以將至少一個體積變形執(zhí)行元件安置在殼體中，從而可以放棄穿過殼體的、例如用于穿引軸或推桿的套管(Durchfuehrung)。體積變形執(zhí)行元件一般可以指借助于材料體積變形在從外部施加的(電、磁等)信號的基礎上進行調(diào)節(jié)的執(zhí)行元件。
[0022]一種改進方案為，至少一個光學元件與至少一個導向裝置(例如鉸鏈或?qū)к?連接并且可以借助于至少一個調(diào)節(jié)單元在導向裝置上調(diào)節(jié)光學元件的位置(例如可以圍繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)或者可以沿著導軌移動)。
[0023]還有一種改進方案為，至少一個光學元件可以通過至少一個調(diào)節(jié)單元、特別是通過至少三個調(diào)節(jié)單元來自由定位。這可以實現(xiàn)至少一個光學元件的特別多種多樣的、特別是在所有三個維度上的位置變化。特別地，至少一個光學元件可以自由地(不需其它導向裝置)掛在或鉸接在多個調(diào)節(jié)單元上。
[0024]還有一種設計方案為，至少一個光學元件是位置能調(diào)節(jié)的，以用于移動明暗邊界。
[0025]另外一種設計方案為，車輛照明裝置具有或產(chǎn)生光發(fā)射樣式的多個能分開或獨立照亮的子區(qū)域，屬于該子區(qū)域的光束通過相應的光學元件對準，并且為了對準所屬的子區(qū)域至少一個光學元件是位置能調(diào)節(jié)的。屬于子區(qū)域的光束例如可以照亮不同的立體角度。車輛照明裝置例如可以是具有各種光模塊的矩陣光應用，該光模塊在遠場中產(chǎn)生空間有限的子區(qū)域或光分布，該子區(qū)域或光分布必須無縫地彼此接合。通過這種設計方案尤其可以使共同的光發(fā)射樣式的各種彼此鄰接的子區(qū)域彼此對準，特別是無縫地彼此接合。
[0026]特別是對于車輛照明裝置產(chǎn)生光發(fā)射樣式的多個可以分開或獨立照亮的子區(qū)域或者為此而具有相應發(fā)光模塊的情況，有利的是，光學元件可以移動和/或傾斜或偏轉(zhuǎn)，以使得所屬的光發(fā)射樣式可以在不大于0.1°的角度范圍內(nèi)移動。這特別是可以通過體積變形執(zhí)行元件以簡單的方式實現(xiàn)。
[0027]另外一種設計方案為，至少一個半導體光源、至少一個光學元件和至少一個用于調(diào)節(jié)至少一個光學元件而設置的調(diào)節(jié)裝置安置在共同的殼體中。
[0028]除此之外，一種設計方案為，用于冷卻至少一個半導體光源的冷卻體位置固定地相對于殼體布置。該冷卻體特別是可以布置在殼體外部。該冷卻體特別是可以位置固定地固定在殼體上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]結(jié)合對實施例的以下示意性描述使前文所述的本發(fā)明的特性、特征和優(yōu)點以及實現(xiàn)它們的方式與方法更加清晰明確易懂，借助附圖對所述的實施例做詳細說明。另外，為了圖示清晰，采用相同的參考標號表示相同或起相同作用的元件。
[0030]圖1作為剖面圖以側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的具有位置未經(jīng)調(diào)節(jié)的透鏡的第一車輛照明裝置；
[0031]圖2作為剖面圖以側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的具有位置經(jīng)過調(diào)節(jié)的透鏡的第一車輛照明裝置；
[0032]圖3作為剖面圖以側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的具有位置未經(jīng)調(diào)節(jié)的透鏡的第二車輛照明裝置。
【具體實施方式】[0033]圖1作為剖面圖以側(cè)視圖示出采用直接成像的折射的前照燈11形式的車輛照明裝置的組件，即采用至少一個發(fā)光二極管12的半導體光源和光學地布置在該發(fā)光二極管12的下游的采用由透明玻璃或塑料制成的平凸透鏡13形式的光學透射元件。至少一個發(fā)光二極管12特別是可以位于透鏡13的焦點或焦斑中。在圖中示出的基本位置上，透鏡13的光學軸線O相當于發(fā)光二極管12的主照射方向，該發(fā)光二極管特別是與光學軸線O對稱地發(fā)光。光學軸線O特別是也可以相當于前照燈11的對稱軸線或縱軸線z。由發(fā)光二極管12發(fā)出的光L被投射到透鏡13上并由這個透鏡轉(zhuǎn)向。為了提供前照燈11的近光燈特性，純示例性地使用遮光板14，該遮光板此時阻擋射入下半部分空間中的光L并且從而在透鏡13后面的遠場中遮住上部區(qū)域。在此，遮光板14在透鏡13后面的光發(fā)射樣式中產(chǎn)生水平延伸的清晰的明暗界線。
[0034]透鏡13通過可以縱向移動的推桿15與采用壓電執(zhí)行元件16形式的調(diào)節(jié)裝置連接。通過操作壓電執(zhí)行元件16，透鏡13在此可以垂直于光學軸線O垂直地沿y軸移動(如箭頭Pl所示)，確切地說無級移動+/?1毫米。圖2示出透鏡13向上的位移d。通過這個位移d改變遠場中的投影角度。因此，例如可以再次移動水平延伸的明暗界線的垂直位置。透鏡13的垂直位移或偏移的大小取決于目標角度的變化和投影系統(tǒng)的成像比例尺。例如如果要實現(xiàn)角度為0.1°的明暗界線變化，也就是在焦距為IOOmm或50mm時，則需要透鏡13約為0.2mm或0.1mm的位移d。
[0035]上述部件12至16安置在前照燈11的殼體17中，該殼體堅固地與車輛F的其余部分連接。冷卻體18位于殼體17外部上，該冷卻體與至少一個發(fā)光二極管12導熱連接并且能夠排出由該發(fā)光二極管產(chǎn)生的廢熱。前照燈11具有這樣的優(yōu)點，即不需隨之移動發(fā)光二極管12和冷卻體18并且還可以使前照燈緊湊、結(jié)實并且價廉。
[0036]圖3示出前照燈21，該前照燈與前照燈11相反，在其上半部分空間內(nèi)額外具有橢圓形半殼反射器22。至少一個發(fā)光二極管12垂直于(對準水平方向的)光學軸線O向上指向半殼反射器22。所以，大部分由至少一個發(fā)光二極管12發(fā)出的光L先被半殼反射器22反射，然后投射在透鏡13上。只有較小部分的光L直接由發(fā)光二極管12照射在透鏡13上。發(fā)光二極管12布置在板狀載體23上,該載體23覆蓋半殼反射器22的敞開下表面,從而也充當形成清晰明暗界線的遮光板。
[0037]發(fā)光二極管12可以位于半殼反射器22的焦點中或位于半殼反射器焦點附近，和/或可以位于透鏡13的焦點中或位于透鏡焦點附近。透鏡與半殼反射器22沿z軸線的間距原則上是任意的。透鏡13例如可以位于半殼反射器22的光線射出平面中(間距=0)或者遠離光線射出平面。
[0038]作為對透鏡13的替代或補充，半殼反射器22的位置可以調(diào)節(jié)，例如可以圍繞光學軸線O旋轉(zhuǎn)，確切地說通過與相應調(diào)節(jié)裝置24的鉸接。
[0039]盡管已經(jīng)通過圖中示出的實施例對本發(fā)明的細節(jié)做了詳細地圖示說明和描述，但本發(fā)明不限于此，專業(yè)人員可以從中推導出其它變體方案，而不離開本發(fā)明的保護范圍。
[0040]所以，也可以沿著光學軸線O或z軸線移動透鏡13，在可能的情況下通過同一個壓電執(zhí)行元件16或通過另一個調(diào)節(jié)裝置，來調(diào)節(jié)圖像清晰度。
[0041]作為對在垂直的y軸方向上的位移的替代或補充，可以在可能的情況下通過同一個壓電執(zhí)行元件16或通過另一個調(diào)節(jié)裝置，垂直于光學軸線O在水平X軸方向上移動透鏡13。
[0042]可替換地或作為補充，透鏡13可以，在可能的情況下通過同一個壓電執(zhí)行元件16或通過另一個調(diào)節(jié)裝置，傾斜，特別是垂直于其光學軸線O。
[0043]可替換地或作為補充，透鏡13可以，在可能的情況下通過同一個壓電執(zhí)行元件16或通過另一個調(diào)節(jié)裝置，圍繞其光學軸線O旋轉(zhuǎn)。
[0044]關于透鏡13的實施方式相類似地適用于反射器。
[0045]一般地，只要沒有明確指出，例如通過“正好一個”等的表達方式，“一個”等是指單數(shù)或復數(shù)，特別是指“至少一個”或者“一個或多個”。
[0046]只要沒有明確指出，數(shù)字說明也可以既包括給出的數(shù)字又包括通常的公差范圍。
[0047]參考標號表
[0048]11前照燈
[0049]12發(fā)光二極管
[0050]13 透鏡
[0051]14遮光板
[0052]15 推桿
[0053]16壓電執(zhí)行元件
[0054]17 殼體
[0055]18冷卻體
[0056]21前照燈
[0057]22半殼反射器
[0058]23 載體
[0059]24調(diào)節(jié)裝置
[0060]d 位移
[0061]F 車輛
[0062]L 光
[0063]O 光學軸線
[0064]Pl 箭頭
[0065]y y 軸
[0066]z縱軸線。
【權利要求】
1.一種車輛照明裝置(11 ;21)，具有至少一個半導體光源(12)和至少一個下游連接的光學元件(13 ;22，13)，其中所述至少一個光學元件(13 ;22)是位置能調(diào)節(jié)的。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛照明裝置(11;21)，其中所述至少一個光學元件(13 ；22 )具有至少一個透鏡(13 )。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中所述至少一個光學元件(13 ;22)具有至少一個反射器(22)。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中所述至少一個光學元件(13 ;22)是垂直于至少一個所述光學元件的光學軸線(O)直線移動的。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中所述至少一個光學元件(13 ；22)能垂直于所述至少一個光學元件的所述光學軸線(O)傾斜。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中所述至少一個光學元件(13 ；22)能圍繞所述至少一個光學元件的所述光學軸線(O)旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中所述至少一個光學元件(13 ;22)是沿著所述至少一個光學元件的所述光學軸線(O)直線移動的。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中，所述至少一個光學元件(13 ；22)能借助于至少一個體積變形執(zhí)行元件、特別是壓電執(zhí)行元件(16 ；24)來調(diào)節(jié)位置。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中，所述至少一個光學元件(13 ；22)是位置能調(diào)節(jié)的，以用于移動明暗界限。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置，其中， -所述車輛照明裝置具有光發(fā)射樣式的多個能分開照亮的子區(qū)域， -屬于所述子區(qū)域的光束通過相應的光學元件引導，并且 -為了對準所屬的子區(qū)域至少一個光學元件是位置能調(diào)節(jié)的。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的車輛照明裝置(11;21)，其中，所述至少一個半導體光源(12)、所述至少一個光學元件(13 ;22)和至少一個用于調(diào)節(jié)所述至少一個光學元件(13 ；22)的位置而設置的調(diào)節(jié)裝置(16 ；24)安置在共同的殼體(17)中。
12.根據(jù)權利要求10所述的車輛照明裝置(11;21)，其中，用于冷卻所述至少一個半導體光源(12)的冷卻體(18)位置固定地相對于所述殼體(17)布置。
【文檔編號】F21S8/10GK103883957SQ201310670961
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2012年12月21日
【發(fā)明者】丹尼爾·魏森貝格爾, 羅蘭·菲德林 申請人:歐司朗有限公司