[发明专利]用于机动车的前大灯投影模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的前大灯投影模块，用来产生预设的光分布。该投影模块包含：

-光源，其用来发出光线；

-主光学单元，其使发出的光的至少一部分束集；

-次级光学单元，其使束集起来的光线的至少一部分投影在投影模块的光出射方向上，例如投影在机动车前方的车道上。

背景技术

新式的投影前大灯如今主要用半导体光源、尤其是发光二极管（LED）来当光源。发光二极管至少目前还不会像在高压-气体放电灯中出现的一样产生很高的发光密度值，为此，发光二极管在扩展的动态区域内是可控的，并且可在运行温度明更低的情况下产生光线。与传统的电源（例如气体放电灯和白炽灯）相比，运行温度低是很重要的优点。因此在LED-投影前大灯中可采取光技术方面的措施，使光线在光源的附近束集。在现代前大灯构造中，由于温度较低总是可使用塑料，来代替金属、玻璃或陶瓷。因此，一方面可实现新颖且明显更复杂的光学附件。另一方面，尽管很复杂，且尽管离散的LED-光源的数量明显更多，但重量以及所需的空间比常规的解决方案更小。

例如从DE 10 2009 053 581 B3已知这种现代前大灯模块的实施例。在该处公开的前大灯模块中，光源具有多个矩阵状并排且相叠设置的半导体光源，例如发光二极管（LED-阵列）。相应地，主光学单元具有多个矩阵状并排且相叠设置的光导体（光导体-阵列），其中每个光导体都配备了LED－阵列的至少一个发光二极管。每个光导体都具有面向发光二极管的光进入面、指向光出射方向的光出射面以及设置在光输入面和光出射面之间的全反射侧面。为了使从主光学单元中输出的光束均匀化，并且为了在机动车前方实现尽量均匀的光分布，建议在光出射方向上在主光学单元之后设置光学上有效的输出光学单元。从主光学单元中脱耦并穿透输出光学单元的光线通过次级光学单元（例如以投影透镜的形式）投影在机动车前方。

发光二极管是明显分散的光源，并借助由它发出的光束遮盖很大的立体角。为了能有效地利用它的光线，必须在光出射方向（即机动车前方的车道的方向）上将光通量束集起来。在横截面过大之前，这一点进行得越早，则为此所需的表面或主光学单元可构造得越小，但是它们必须越靠近发光二极管。在发光二极管中由于运行温度相对较低，这一点是可行的，因为它们在正常运行时通常不高于或不允许高于最大100℃至150℃，以便能确保发光二极管的正常功能。

在从DE 10 2009 053 581 B3已知的前大灯模块中，就已经在发光二极管表面的后面通过最小的气隙并通过光导体-耦合面上的光折射实现了第一束集措施，该耦合面分别从属于发光二极管。其它走向的特征在于在特别成型的光导体-侧面上的多次全反射。因此，在主光学单元的光出射面上产生局部的光分布，该光分布满足光技术方面的严格要求，并由次级光学单元投影到车道上。在此，通常源自次级光学单元的圆环形光输入面，例如图1的DE 10 2009 053 581 B3描述的一样。

在此，对由主光学单元成型并由次级光学单元成像的光分布提出了尤其重要的要求：主光学单元角开度必须与次级光学单元-角孔径相匹配，因此该有针对性成型的主光学单元-光线部分能全部由次级光学单元捕捉到。否则，光线部分不能碰到次级光学单元，因此不能为车道上的光分布做出贡献。该光学系统的转换效率以及期望的光分布可能会因此受影响。出于此原因，在由DE 10 2009 053 581 B3已知的前大灯模块中，主光学单元的光出射面优选设计成凸出拱起的。

在主光学单元的构造方面的其它要求与从驾驶员的视线上看产生的光分布的在车道上投影的单个局部区域的角度范围有关。因此，成像的像素应该例如只具有几度（例如1°）的角宽。成像的像素的竖直角度范围只稍大一点。因此，通过有针对性地操控前大灯模块的一个或多个发光二极管，产生的光分布可尤其精细地改变，例如用来实现局部远光功能或标志光功能。在局部远光功能中通过有针对性地熄灭单个的发光二极管，可遮住产生的光分布的已探测到了其它交通参与者的区域。在标志光功能中通过有针对性地激活单个的发光二极管，在机动车前方有针对性地照射探测到的目标，以使机动车的驾驶员注意该目标。