本发明涉及一种用于机动车辆的前灯的灯模块，包括至少一个光源和用于产生具有部分倾斜截止部的光束的光学元件；特别地，该光学元件可以用于根据车辆需遵守的法规类型产生具有向左侧或向右侧倾斜截止部的光束。
背景技术：
根据车辆登记的国家，车辆照明系统需准守不同类型的法规。特别是，在交通工具在道路右侧行驶(靠右侧行驶的交通)的国家中，将近光束或编码光束的照明的截止部向右升高至15°，以便照亮交通标志和人行道或路边。相反，在交通工具在道路左侧行驶(靠左侧行驶的交通)的国家中，如在英国，编码光束的截止部向左升高。
在具有简单结构的模块的情况下，如果不涉及过多的成本，则可以通过添加另一个特定模块来解决靠右侧行驶的交通和靠左侧行驶的交通之间的兼容性。在更复杂的模块的情况下，双模块的成本可能变得太高。
存在可以适应靠左侧行驶的交通和靠右侧行驶的交通的不同车辆照明系统。特别地，专利申请us2008/0002420a1描述了可以根据国家的法规配置的系统。用于产生所需配置的前灯可以包括具有相反倾角的两个不同模块。然后选择性地照亮这两个模块，以产生对应于国家法规的配置。前灯也可以仅包括一个模块，然后这个模块是可移动的。将其转向至所需的倾角就足够了。该可移动机构由控制器驱动。
这两个配置更改的实施例在批量或成本方面都不是最优。第一示例需要两个模块，一次只能使用一个模块。第二示例需要控制器。
因此，需要具有与靠右侧行驶的交通和靠左侧行驶的交通兼容并且可以克服上述缺点的光学模块。
技术实现要素：
本发明提出了一种用于机动车辆的灯模块，其包括用于产生具有部分倾斜截止部的光束的光学元件，所述光学元件包括具有光学轴线的至少一个光学部分，以及至少一个光源，所述至少一个光源被配置为与所述光学部分协作，其特征在于：所述光学模块包括至少两个不同的位置，以具有用于产生光束的包括光学截止部的至少部分的光源，所述光源占据所述两个位置中的一个，所述位置被限定在光学部分的光学轴线的两侧，以便在第一位置处产生具有向右侧光学截止部的光束，并且在第二位置处产生具有向左侧光学截止部的光束。
这样，同一光学模块可以用于靠左侧行驶的交通和靠右侧行驶的交通。因此，前灯制造商现在仅必须用单个制造工具(例如，模具)设计单个光学元件，使得可以制造能够与不同类型的交通兼容的单个光学模块。光束有利地包括至少一个水平截止部，随后有偏斜截止部分，偏斜截止部分特别地倾斜15°或45°的角度。并且，根据本发明的灯模块可以是照明和/或信号模块。
优选地，光学元件包括至少一个输入表面和设置有焦点的至少一个输出表面，所述输入表面大致地位于包括所述焦点的平面中。
有利地，第一位置在所述光学部分的光学轴线的左侧，并且第二位置在光学元件的输入表面处在所述光学部分的光学轴线的右侧。
有利地，光源的两个位置被限定在外表面的焦点的附近。
优选地，在两个位置之间的距离大致地等于ftan(1.3°)，f是对应的基本部分的厚度。
有利地，光源在第一位置处相对于水平轴线的定向在10°和45°之间，优选地在15°和30°之间，特别地等于15°，并且光源在第二位置处相对于水平轴线的定向在10°和-45°之间，优选地在-15°和-30°之间，尤其地等于-15°。
优选地，光源包括发光半导体芯片，例如发光二极管。
有利地，光源是包括至少一个光电发射元件的发光二极管，其中光电发射元件的边缘的定向依赖于倾斜截止部的角度。
优选地，光学部分是透镜。
有利地，光学部分的材料是pvc，玻璃，聚碳酸脂或pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)或甚至硅酮。
有利地，光学部分的外表面大致地是椭球的一部分。
优选地，椭球的一部分通过使回转椭球相对于平面相似地变形而获得，以便在第一位置处产生具有向右侧倾斜截止部的光束，并且在第二位置处生成向左侧倾斜截止部的光束。
有利地，光学模块还包括基板，该基板具有用于接收光源的至少一个表面。
本发明的另一主题是一种用于机动车辆的前照灯，其包括至少一个根据本发明的光学模块。
有利地，根据本发明的前照灯包括:
用于固定至车辆的壳体，
闭合所述壳体的外透镜，
所述光学模块(1)被容纳在由所述壳体和所述闭合外透镜限定的空间内，所述前照灯被布置成使得从所述输出表面射出的光线直接到达所述闭合外透镜。
优选地，模块在模块的整体输出表面的输出部处发射的光线形成道路照明、信号或车辆内部照明光束的一部分或全部。
根据本发明的不同实施例，所述实施例将能够一起或分开地使用：
光学元件的主体被分成五个实心基本部分，每个实心基本部分的特征在于输入表面和输出表面，
所述五个输出表面是连续的，以形成连续的光学元件的整个输出表面，所述五个输入表面彼此分离，并且基本上与两个凸耳对准，
三个中间基本部分各自具有从输入表面出来并且朝向限定相同部分的输出表面的两个边缘延伸的两个壁，这些壁例如可以被镀铝，它们用于防止由放置在一个部分的输入表面处的光源产生的光束通过邻近的部分的输出表面，
因为每个端部仅具有单个邻近的基本部分，所以两个端部基本部分仅具有单个壁，用于防止放置在两个端部基本部分中的一个的输入表面处的光源照射邻近的基本部分的输出表面，
两个邻近的基本部分的壁借助于弯曲壁部段连结
光束可以分解成每个由与对应的led相关联的模块的基本部分得到的多个组成部分，
位于模块左侧并与对应的端部led相关联的端部基本部分可用于产生在射程内聚焦的向左侧照明，该照明更集中和强烈，
与对应的led相关联的左侧中间基本部分可以用于产生水平地延伸到左侧的照明，该照明是较不强烈的并相对于车辆横向地扩展，
与对应的led相关联的中央中间基本部分可以用于产生如同水平延伸至左侧那样水平延伸至右侧的照明，该照明是较不强烈的并相对于车辆横向地扩展
与对应的led相关联的右侧中间基本部分可以用于产生水平地延伸到右侧的照明，该照明是较不强烈的并相对于车辆横向地扩展，
端部基本部分专用于产生包括与靠右侧行驶的交通和靠左侧行驶的交通兼容的倾斜截止部的照明。
附图说明
根据以下仅以指示性方式给出的并且其目的不是限制本发明的描述将更好地理解本发明，所述描述伴随有附图，其中：
图1是根据本发明的灯模块的分解图，
图2是根据本发明的光学元件的平面图，
图3a是类似于图2的视图，示出来自根据本发明的灯模块的第一二极管的光束的轨迹的示例，
图3b是由图3a的第一二极管生成的光束的等照度线示意图，
图4a是类似于图2的视图，示出来自根据本发明的灯模块的第二二极管的光束的轨迹的示例，
图4b是由图4a的第二二极管生成的光束的等照度线示意图，
图5a是类似于图2的视图，示出来自根据本发明的灯模块的第三二极管的光束的轨迹的示例，
图5b是由图5a的第三二极管生成的光束的等照度线示意图，
图6a是类似于图2的视图，示出来自根据本发明的灯模块的第四二极管的光束的轨迹的示例，
图6b是由图6a的第四二极管生成的光束的等照度线示意图，
图7示出光源在两个可能位置之间的转动和平移，
图8是光学元件的一部分的后视图，
图9a是光学元件的局部透视图，示出来自根据本发明的灯模块的第五二极管所占据的第一位置的光束的轨迹的示例，
图9b是由所有光学模块的生成光束的等照度线示意图，其中第五二极管在根据图8的位置处，
图10是光学元件的部分的后视图，
图11a是光学元件的局部透视图，示出来自根据本发明的灯模块的第五二极管所占据的第二位置的光束的轨迹的示例，
图11b是由所有光学模块的生成光束的等照度线示意图，其中第五二极管在根据图10的位置处，
图12是光模块的透视图，示出来自用于根据本发明的灯模块的两个不同的位置的第五二极管的光束的轨迹的示例。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的光模块1包括连接到基板3的散热器2、印刷电路板类型的设置有电连接器5的电子电路板4、在以下的说明书中称为led的五个发光二极管6、由根据本发明的透明材料制成的光学元件7以及能够夹持光学元件7的保护和固定壳体8。壳体8例如通过第一系列螺钉9固定至基板3。电子电路板4例如通过第二系列螺钉10锚定在基板3中。基板3还包括用于定位二极管6的五个位置6a。这样的模块1用于例如在车辆前灯内部固定。
参考图2，由根据本发明的透明材料制成的光学元件7是实心的，并且例如由pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)制造，并且用作光学透镜。该光学元件示意性地包括两个侧向凸耳11、12和位于凸耳11、12之间的中心主体13。主体13以两个端部臂14、15为边缘，每个端部臂14、15连接到凸耳11、12，每个臂14、15沿与其连接的凸耳11、12的方向成直角的方向延伸。两个凸耳11、12被严格对齐，使得光学元件7可以通过其凸耳11、12抵靠平坦表面。该光学元件7的主体13分成五个实心基本部分16、17、18、19、20，其特征在于输入表面21、22、23、24、25以及输出表面26、27、28、29、30。因此，该光学元件7具有形成两个端臂14、15的两个端部基本部分16、17和位于端部16、17之间的三个中间基本部分18、19、20。五个输出表面26、27、28、29、30是连续的，以形成光学元件7的连续的整个输出表面。五个输入表面21、22、23、24、25彼此分离，并且与两个凸耳11、12基本上对齐。每个部分16、17、18、19、20是细长的，输入表面21、22、23、24、25以及输出表面26、27、28、29、30构成沿其纵向轴线的每个部分16、17、18、19、20的两个端部。三个中间基本部分18、19、20各自具有从输入表面23、24、25出现并且朝着限定相同部分18、19、20的输出表面28、29、30的两个边缘延伸的两个壁31、32、33、34、35、36。这些可以例如镀铝的壁31、32、33、34、35、36用于防止由放置在部分18、19、20的输入表面23、24、25处的光源产生的光束穿过邻近部分的输出表面。由于每个端部16、17仅具有单个邻近的基本部分，所以两个端部基本部分16、17仅具有单个壁37、38，单个壁37、38用于防止放置在其中一个的输入表面21、22处的光源照射邻近的基本部分的输出表面。两个邻近的基本部分16、17、18、19、20的壁31、32、33、34、35、36、37、38通过弯曲壁部段连接。因此，光学元件7具有与五个基本部分16、17、18、19、20交替布置的一系列四个中空部39、40、41、42，每个中空部因而被基本部分的壁和邻近的基本部分的壁限定。两个端部基本部分16、17的两个输入表面21、22从三个中间基本部分18、19、20的输入表面23、24、25处倒退。对于五个基本部分16、17、18、19、20中的每个，分离输入表面和输出表面的平均距离是基本上恒定的。输入表面21、22、23、24、25是平面的，并且输出表面26、27、28、29、30是圆形的。
优选地，部分16、17、18、29、30的每个输出表面26、27、28、29、30允许基本上位于对应的输入表面21、22、23、24、25处的焦点。每个输出表面的形状基本上是椭球部分的形状。
每个输出表面的焦点位于相同部分的输入表面处表示在输入表面附近存在水平或倾斜的点或部段，使得来自这一点或线的多个点的大部分光线从平行于同一个平面的输出表面重新发出。
参照图1，散热片2和基板3构成优选由金属制成的一体式光学元件。基板3可以被比作厚度较小的板，所述板具有设置有空隙44的植入面43，空隙44的轮廓与电子电路板4的轮廓相似，空隙44用于容纳板4。该面43具有中心突出部45，中心突出部45部分地以空隙44为边缘并且有助于部分地扩大限定空隙44的边缘。
参考图1，在空隙44外部的区域中，五个led6固定到设置有空隙44的基板3的面43上。
更具体地，参考图1，五个led6沿着限定空隙44的边缘布置，三个led6放置在突出部45上，另外两个led6被放置在基板3的面43处，面43位于比突出部45的高度低的高度处。以这种方式，两个端部led6包围三个升高的中间led6。每个led6包括基本上为正方形形状并且具有较小的厚度的光电发射元件。
五个led6相对于向前方向(即模块的发射方向)的转动不同。换句话说，从前面看，这些led具有不同的定向。例如，在到位于led前面并且与光模块的发射光学轴线成直角的投影平面上的投影中，这些led在投影平面内具有不同的定向。因此，可以以这样的方式布置两个led，使得它们的光电发射元件的边缘从前方观察具有不同的定向。从前面看，这些边缘可以在它们之间形成45°的角度。该角度使得可以减小光束的厚度，当led是竖直的时光束较厚，当其为水平的时较薄。两个led的光电发射元件的边缘之间的45°角度也增强了光束的均匀性，而不以任何方式修改其仍然是水平的光分布。这五个led6被布置成沿相同的方向发射光束。
如图1所示，根据本发明的光学元件7被固定到基板3上，使得固定到基板3的五个led6中的每个被定位在光学元件7的输入表面21、22、23、24、25处，如图2所示，使得每个led6可以向与其相关联的输入表面21、22、23、24、25发送光束，光束穿过输入表面21、22、23、24、25然后通过相同部分的输出表面26、27、28、29、30。因此，来自每个输入表面21、22、23、24、25的光束可以直接到达对应的输出表面26、27、28、29、30，或者预先在壁31、32、33、34、35、36、37、38上反射，然后到达输出表面。壁31、32、33、34、35、36、37、38防止放置在基本部分16、17、18、19、20处的led6发射的光束到达邻近的基本部分的输出表面26、27、28、29、30。在没有杂散干扰的情况下，基本部分16、17、18、19、20单独地和自主地起作用以获得合成光束。
图3a至6b通过将合成光束分解为多个组成部分以示出了根据本发明的光模块1的使用的示例，所述组成部分中的每个来自与对应的led6相关联的模块1的基本部分17、18、19、20。源自端部基本部分16的光束在图9a、9b和11a、11b中示出。
以这种方式参考图3a和3b，可以使用位于模块1的左侧并与对应的端部led6相关联的端部基本部分17来产生在射程内聚焦的向左侧照明。这种照明是更集中和更强烈的。
参考图4a和4b，与对应的led6相关联的左侧中间基本部分20可用于产生水平向左延伸的照明。这种照明是较不强烈的并且相对于车辆横向地散布。
参考图5a和5b，与对应的led6相关联的中央中间基本部分19可以用于产生如同水平地延伸至左侧那样水平延伸至右侧的照明。这种照明是较不强烈的并且相对于车辆横向地散布。
参考图6a和6b，与对应的led6相关联的右侧中间基本部分18可以用于产生向右水平延伸的照明。这种照明是较不强烈的并且相对于车辆横向地散布。
由部分17、18、19和20产生的照明水平地延伸。它们专用于照亮司机前面的道路。后者可以特别地用于产生车辆的近光束所需的一部分照明。图3b至6b中所示的不同照明分布示出了这些组成部分包括水平截止部，也就是说，在超过指示光束的等照度线示意图上的水平面的线的范围外没有照明。
近光束通常还包括具有倾斜截止部的组成部分，以便照亮位于道路侧面的标志，以及人行道或路边。该倾斜截止部与图3b至图6b所示的其它组成部分的水平截止部形成一角度。这个倾斜截止部形成的角度对于专为靠右侧行驶的交通而设计的车辆优选为+15度(光束的右侧的倾斜部分向上升高)，该角度对于专为靠左侧行驶的交通而设计的车辆优选为15度(光束的左侧的倾斜部分向上升高)。
端部基本部分16专用于产生包括与靠右侧行驶的交通和靠左侧行驶的交通兼容的倾斜截止部的照明。
基本部分16的输入表面21包括两个不同的位置，以具有用于产生包括倾斜截止部的照明的led。所述位置被分别限定在基本部分16的光学轴线的两侧。所述位置是光源的相对于确定光线传播方向的光学轴线的位置。在第一位置处，led产生具有向右侧倾斜截止部的照明，而在第二位置处，led产生具有向左侧倾斜截止部的照明。这是在射程内聚焦的强烈照明。
图7示出了led6从第一位置切换到第二位置的位置的变化。基本部分16的光学轴线与线50和51成直角，以便与led6成直角。led6的光电发射元件首先绕其轴线61进行转动(轴线的与led的中心一致的线由61表示)，以便根据交通将光束的分布正确定向在道路上。然后，它向右进行平移，以使光束向左传播。在第一位置处，led61的中心位于光学轴线50左侧，位于从光学轴线的左侧为ftan(1.3°)的距离处，其中f是基本部分16的厚度。
led的光电发射元件相对于水平轴线51倾斜。优选地，光电发射元件与水平面形成15度的角度。优选地，从第一位置切换到第二位置的转动的幅度为150°，以使由光电发射元件的边缘与水平面51形成的角度为15°。最后，为了到达第二位置处，led被平移以使其中心位于基本部分16的光学轴线的右侧。
这两个位置使得可以获得具有基本对称的倾斜截止部的光束。
这两个位置位于外表面26的焦点附近。第一位置基本上偏移至焦点的左侧，而第二位置基本上偏移至焦点的右侧。两个位置彼此靠近确保了光学模块是紧凑的。
基本部分16的输出表面26的形状使得可以对于led的每个位置分别获得具有向右侧和向左侧倾斜截止部的两个光束。输出表面26的形状基本上是椭球形状。光线绘图软件使得可以确定必须对回转椭球进行修改，以便产生具有对应于每个位置的倾斜截止部的光束。回转椭球相对于平面相似地变形，以便在第一位置处产生具有向右侧倾斜截止部的光束，在第二位置处产生具有向左侧倾斜截止部的光束。表面的变形相对于与平面成直角的方向进行，其通过以下方式获得：
围绕光学部分16的光学轴线在竖直平面的逆时针方向上转动20°，
该平面相对于光学部分的焦点向右侧平移。
图8是具有位于第一位置处的led6的基本部分16的后视图。led6位于光学轴线(图中未示出)的左侧的输入表面21上。它相对于水平轴线51倾斜15度的角度。
图9a示出当第五二极管6位于输入表面21上的第一位置处时来自第五二极管6的光线的轨迹。二极管位于光学轴线50的左侧，光束传播到其右侧。光束的一部分被反射在壁37上。照明的分布在图9b中示出。光束包括向右侧倾斜截止部。截止部的角度相对于水平面为15°。
图10是具有位于第二位置处的led6的部分16的后视图。led6位于光学轴线(图中未示出)的右侧的输入表面21上。它相对于水平轴线51倾斜15度的角度。
图11a示出当第五二极管位于输入表面21上的第二位置处时来自第五二极管6的光束的轨迹。二极管位于光学轴线50的右侧，光束传播到其左侧。光束的一部分也被反射在壁37上。照明的分布在图11b中示出。光束包括向左侧倾斜截止部，其中截止部的角度相对于水平面为15°。
参考图12，光学元件7被示出具有同时地对于二极管的两个位置的在右端部处在部分16中的光束的传播。由虚线示出的光束源自二极管的第一位置。光束向右传播，以便产生具有向右侧倾斜截止部的照明。相反，当led定位在第二位置处时，由虚线所示的光束来自位于光学轴线右侧的led。光束传播到左侧，以便产生具有向左侧倾斜截止部的照明。
以这种方式，将使用相同的模具来制造根据本发明的光学元件7。只有led的位置才会根据机动车辆所在的交通类型而变化。现在，如前所述，五个led6固定在基板3的面43上。因此，足以产生具有适合于该类型的交通的led位置的两种类型的基板。
如图3a、4a、5a、6a、9a和11a清楚地示出的，由光模块1的每个led6产生的光束仅穿过与led6相关联的基本部分16、17、18、19、20，而不能传播到邻近的基本部分16、17、18、19、20的输出表面26、27、28、29、30。由此可以看出，由于模块1的不同基本部分16、17、18、19、20之间的光干涉而没有所有的杂散光束，所以根据本发明的光模块1能够产生清晰的和精确的合成光束。
尽管led在说明书中都具有相同的附图标记，这种情况下，为数字6，led可以在同一个光模块1内自然地具有不同的结构、几何形状和光特性，根据具体的照明需要选择led6。
优选地，光源是发光半导体芯片，例如发光二极管。这样的二极管提供良好的光束质量，同时保持体积较小。因此，它非常适合于根据本发明的光模块，其尺寸必须被限制为能够例如结合至机动车辆中。
但是，本发明中使用的光源的种类不限于发光二极管的类型。光源还可以是白炽灯，放电灯，激光源或任何类型的光源，使得可以产生具有与上述性质类似的性质的光束。
尽管已经在包括多个光学部分的装置的情况下描述了根据本发明的照明装置，所述装置使得可以产生所述近光束所需的所有组成部分，但是该照明装置还可以仅包括端部基本部分16。该基本部分16当被隔离时因此形成单独的光学模块。
该前灯制造商现在仅须用单个制造工具(例如，模具)设计单个光学元件，使得可以制造能够与不同类型的交通兼容的单个光学模块。假设位置是光源相对于确定具有倾斜截止部的光束类型的端部基本部分16的位置，前照灯制造商可以设计两个型号的基板3，光源在基板3上定位，一个被设计用于靠左侧行驶的交通，第二个被设计用于靠右侧行驶的交通。
根据本发明的光学模块具有紧凑的几何形状，因此具有很小的体积。
优选地，模块在模块的输出表面的输出部处发射的光线形成道路照明、信号或车辆内部照明光束的一部分或全部。以这种方式，就无需安装另一个光学偏转元件或盖子。换句话说，在输出表面之后，灯装置可以没有透镜、反光镜或盖子。
尽管已经在具有倾斜截止部的光束的情况下描述了根据本发明的灯装置，但是该装置还可以适用于具有倾斜截止部的其它类型的光束，需要相同的光学元件和不同的光源位置以产生与不同类型的规则兼容的相应的光束。并且，根据本发明的灯模块可以是照明和/或信号模块。