照明系统和前照灯的制作方法

文档序号:15609776发布日期:2018-10-09 20:16阅读:165来源:国知局

本发明涉及一种照明系统,其具有至少一个光源和一个接在光源下游的光学单元。此外本发明还涉及一种带有这种照明系统的前照灯。



背景技术:

从现有技术中已知的交通工具具有作为附加装备的自适应远光灯(adb)。为此,能够使用例如以矩阵形式布置的发光二极管(led),其中,这些led是模块的一部分。因此,模块中每个单独的或者成组的led能够分开地驱控并由此进行开关以及调光。结合摄像机系统和图像处理电子装置,例如对反向车辆和前方车辆进行识别并且至少在局部区域遮光。由此能够考虑的是,例如持久地开“远光灯”行驶,而不让其他交通参与者目眩,尤其是当存在特定的条件时。作为条件能够提出的是,车辆离开原地行驶并且/或者具有超过50km/h的速度。除了其他交通参与者,还能够在局部对例如是牌子的障碍物进行遮光。

有必要让这种具有矩阵式的led的模块的光图像尽可能均匀,尤其是当不对例如其他交通参与者遮光时。与此同时,有必要提供强的对比和陡的斜度,以便将例如在被遮光的车辆的区域内的昏暗区域与明亮区域分开,其中,该明亮区域应该尽可能靠近被遮光的车辆。这些要求对于具有相对较少led的、也就是具有相对较差分辨率的模块来说很难达到,例如当具有矩阵式布置的led(发光像素)的模块每列具有少于50个led(发光像素)时。

为了满足所述要求,能够使用多个模块,模块的光图像在远程范围内在光学上叠加。然而这不利地导致更高的构造空间需求,因为需要多个模块。此外不利的是,需要遮光的对象根据与模块的距离对于相应的模块以不同的角度出现。该对象相对于模块的位置、也就是水平的和竖直的位置和距离必须是准确已知的,以便准确地对对象进行遮光。

由wo2015/018729a1公开一种照明装置,其具有一个或者多个光源。在光源下游连接有共同的光导体,以便将射出的光导向成像器。利用该成像器能够生成具有可变光场的、空间立体的光图像。



技术实现要素:

本发明的目的在于,给出在设备技术上简单构造、具有高的光质量并且消除了所述缺点的照明系统和前照灯。

根据本发明提出一种具有光学单元的照明系统,该光学单元具有多个光导体或者光导件或者锥体(taper)。光导体各自设置用于光源或者发射源,尤其是用于矩阵式布置的光源。这些光导体各自具有输入耦合面。在输出侧,这些光导体能够经由光学单元的共同的连接部段连接。该连接部段能够具有朝向远离这些光导体的方向的、用于从这些光导体输出的光的输出面。为光学单元有利地设置保持框架或者透镜架,经由保持框架能够将光学单元固定在照明系统的具有光源的电路板处。

该解决方案具有以下优点,即这些光导体共同地与连接部段相连并因此能够简单地经由保持框架固定并定位在电路板处。因此,能够相对于电路板的光源对光导体的共同定位确定指向。利用保持框架,因此能够将光学单元和电路板固定并且精准地设定相对指向。通过光导体,此外还能将由光源发射的光集中起来,其中然后能够让这些光导体的各个光路径例如尤其是在边缘侧相交。由此能够以在设备技术上简单的方式发出均匀的光图像。如果在一个光导体中或者在多个光导体中没有光穿过,那么以有利的方式,相对于相邻的、从其中输出光的光导体,在光图像中实现明显的明暗边界。因此,基于光导体能够将各个像素以强的对比相互分开,并且同时在像素之间不设置或者仅仅设置很小的暗区域。光路径尤其在共同的连接部段中能够彼此相交。

像素应该是穿过相应的光导体的光,该光例如能够经由一个或多个光源输入耦合到相应的光导体中。

保持框架优选地具有容纳腔,光学单元能够至少以局部插入该容纳腔中。因此,可靠地保护光学单元免于外部的影响。保持框架的容纳腔例如在远离电路板的方向中敞开,以用于插入光学单元。

在本发明的一个优选的设计方式中,在用于至少一个光导体的容纳腔中能够设置引导部。由此,在将光学单元导入容纳腔时能够让至少一个光导体穿过现有的引导几何部并且确定指向。优选地,为光导体的一部分或者为所有光导体设置引导部,从而实现了全部光学单元的简单的导入和定向。保持框架因此不仅能够用于保护光学单元和用于将光学单元定位在电路板处,而且还能够具有用于光学单元的引入辅助件。该引导部或者相应的引导部能够在设备技术上简单地设计为容纳腔的底部侧面的贯通留空部。此外,该引导部或者相应的引导部还能够具有包围相应的光导体的外周面的引导面,其中,在光学单元插入在保持框架内的状态下,该引导面或者相应的引导面因此优选地与相应的外周面间隔开或者基本上间隔开,以便对光学单元不产生负面影响。

有利地,光导体与连接部段一体式地连接,这实现了简单的生产和安装。优选地,具有连接部段和光导体的光学单元至少部分地或者基本上完全地或者完全地由硅构成,然而也能够考虑其他透明的材料,如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)或玻璃,尤其是取决于距离、光学单元的具体形状和led的发射强度/光密度进行考虑。光导体可以从连接部段延伸出来并且各自具有用于引导光的外周面,从而不需要额外的外周,像例如在用于传输数据的光导体中常见的那样。相应的外周面因此例如仅仅是在光学单元的材料与周围环境(空气)之间的边界面。光导体的输入耦合面优选相对于光学单元的光学主轴线横向地延伸。

在本发明的一个优选的设计方案中,在保持框架处能够固定有压制件或者钳制件,经由压制件然后能够简单地将光学单元固定保持在容纳腔中。能够将压制件在设备技术上简单地构造为夹持部件,该夹持部件搭接保持框架并且由此固定光学单元。这种夹持部件一方面能够简单地生产,并且另一方面通过简单地夹在保持框架上的方式能够容易地安装。能够考虑的是,压制件具有大致u形的横截面。压制件因此能够具有基底部段,该基底部段抵靠在光学单元上,并且压制件此外还能具有两个分支,分支由此从基底部段延伸出去。压制件利用这些分支因此能够搭接例如构造成组块形式的保持框架。压制件的基底部段在设备技术上简单地具有留空部,光学单元、尤其是带有输出面的连接部段然后穿过该留空部。压制件的分支例如各自具有至少一个留空部,保持框架的相应的锁止突起部(rastnase)能够嵌入该留空部中,以便固定压制件。可选地或者附加地还能提出,压制件在其分支上分别具有锁止突起部,锁止突起部然后能够嵌入到保持框架的相应的留空部中。

优选地,保持框架为相应的分支具有至少两个锁止突起部,在此总共能够设置至少四个锁止突起部。相应的分支因此能够相应地各自具有至少两个留空部,从而实现压制件的可靠固定。该锁止突起部或者相应的锁止突起部能够具有斜坡,从而能够利用压制件的分支简单地经过该斜坡引导压制件。

有利地,光学单元被尤其是一体构造的保持法兰包围。光学单元经由该保持法兰能够因此简单地支承在保持框架处。因此能够考虑的是,保持框架的容纳腔为此构造成台阶,其中,在较小的第一台阶处布置光导体,并且然后在较宽的第二台阶处支承法兰部段。压制件然后能够接合在保持法兰的法兰面上,该法兰面朝向与输出面相同的方向,从而给光学单元施加保持力。因此,光导体和连接部段不会直接地承受保持力的负荷,因为保持力施加在保持法兰上。此外,由此以有利的方式不会出现对压制件的负面的光学影响,因为压制件仅仅遮盖法兰部段,并且此外光学单元不被压制件遮盖。

在光学单元的法兰面处能够构造至少一个抵靠凸出部,抵靠凸出部优选地朝向远离保持框架的方向并且因此具有一定的弹簧作用,从而尤其是对越界进行反作用。然后在抵靠凸出部处能够安置压制件,尤其是压制件的基底部段,从而将光学单元朝向保持框架压紧。因此,经由对光学单元上的点式负荷在至少一个抵靠凸出部上引入保持力。优选地设置有多个或者大量这种抵靠凸出部,抵靠凸出部例如围绕法兰面分布。至少一个抵靠凸出部或者这些抵靠凸出部例如构造成截锥体形,其中,抵靠凸出部能够在远离光学单元的方向上逐渐变细。还能够考虑的是,构造至少一个抵靠凸出部的或者这些抵靠凸出部的其他几何形体和/或其他布置方式。该抵靠凸出部或者这些抵靠凸出部能够构造成点式作用的弹簧。利用压制件能够让光学单元与保持框架力配合并且形状配合地连接。

优选地,保持框架此外还具有一个定心突起部,定心突起部嵌入到压制件的相应的定心留空部中,以便防止压制件在安装时错误地定向或者转动。定心突起部例如简单地在保持框架的端侧在远离电路板的方向中延伸并且能够设计成与容纳腔相邻。定心留空部例如设计在基底部段处和/或在分支之一处。因此,定心留空部能够例如设置在从基底部段到分支的过渡区域中。保持框架的定心突起部和压制件的定心留空部因此能够是所谓的“防错装置(pokayoke)”,从而是技术预防件或用于防止故障的装置。

在本发明的另一设计方案中,设置有用于光学单元的间距保持件。间距保持件能够布置在保持框架的连接侧面处,连接侧面朝向远离光学单元的输出面的方向,即设计成与输出面反向,并且保持框架经由连接侧面能够与电路板连接。利用间距保持件,能够以有利的方式形成光学单元和电路板之间的限定的间距,从而使照明系统具有高效的并且质量保持恒定的光图像。间距保持件优选地构造用于,使得至少一个光导体或者光导体的至少一部分相对于配属的光源的相对置的光发射面准确地定位。此外,间距保持件能够构造用于,保护和遮挡保持框架和/或光学单元免于非输入耦合的光的影响,其中,间距保持件因此能够满足遮光的功能。因此将不积极有助于光分布的、作为散射光的光造成的不希望的效果的危险最小化。

优选地,间距保持件为至少一个光导体或者为光导体的至少一部分、尤其为光导体的输入部段具有贯通的支承开口。由此就能够例如横向于光学单元的光学主轴线或者横向于光源的主发射方向支承并且定位相应的光导体。优选地,支承开口匹配于相应的光导体或者光导体的相应的输入部段。因此,各个光导体的输入部段的外周面和各个支承开口能够具有尤其是大致相同的横截面。因此,这些面相互适配,以实现光导体横向于光源的发射方向的准确定位。进一步优选地能够提出,在相应的支承开口和相应的光导体之间存在间隙。优选地,光导体与其配属的支承开口径向地间隔开。

有利地,在至少一个光导体或者光导体的至少一部分中设置有带有输入耦合面的输入部段,如前面已经阐述的那样。该输入部段或者这些输入部段例如构造成圆柱体形或者大致圆柱体形。在该输入部段或者相应的输入部段处因此能够连接光导体部段,光导体部段在输入部段和连接部段之间优选是拓宽的,也就是能够表现为光导体中的一个台阶,其中,光导体部段因此能够在发射方向上拓宽。以这种方式能够让光导体“支承”在间距保持件上,并且精确地设置并且保持光源与光导体之间的间距。经由输入部段,实现了间距保持件中有利的支承、参照和定位(尤其是在全部三个空间方向中),其中,在光导体部段中由此实现了光的自由成形和转向。除了柱体形的或者圆柱体形的构造方案以外,也能够设想其他的几何形状,例如具有椭圆的、矩形的、多边形的、多角形的或者自由形状的横截面的输入部段和/或支承开口。

在本发明的另一设计方案中,间距保持件具有尤其带有至少一个支承开口的基底部段。从间距保持件出发就能够延伸出朝向远离光学单元的方向的卡圈,间距保持件经由卡圈支承在电路板处。间距保持件因此经由卡圈具有到电路板的限定的距离。能与基底部段对置地设置电路板的光源。

至少一个光导体或者光导体的至少一部分能够在输入部段和光导体部段之间的过渡部分处具有带有朝向间距保持件的台阶面的台阶。该台阶面在此能够构造成环形或者基本上环形并且包围相应的光导体,其中能够设想的是,台阶面的外周线也构造成椭圆的、矩形的、梯形的或者自由形状的。经由该台阶面或者这些台阶面就能够让该光导体或者相应的光导体支承在间距保持件处。利用该台阶面或者利用每个相应的光导体处限定的几何过渡面,因此能够以有利的方式仅仅允许置入到确定的深度,因为在该光导体的或者这些光导体的在相应的支承开口中达到特定的置入深度以后,台阶面就能够尤其是以表面或者平坦地抵靠在基板上。进一步的置入和在输入耦合面和光源的光发射面之间的、与置入相关的距离缩小因此是不可能的,由此实现了最小间距。因此,例如当光导体由硅构成时,也能够基于光导体的热膨胀,通过将台阶面抵靠到间距保持件处来防止光导体和光源之间的距离缩小。因此,如果光导体例如抵靠到间距保持件上并且实现进一步的热膨胀时,那么能够设想的是,光导体经受小的锻压,然后锻压由光导体的材料、尤其是硅材料以及几何形状承受。这导致热学上特定的几何形状变化转移到从光学角度看不关键的区域内。换句话说,即使在热膨胀很大时也能够避免光导体的输入耦合面直接接触到光源的光发射面上,由此避免了其他非限定的、发生变化的输入耦合效果,从而避免了在温度范围上发生波动的光分布。

台阶面优选地完全或者基本上完全地包围所属的光导体,并且此外优选地完全或者基本上完全地,尤其是从特定的温度开始或者在预期的温度范围内抵靠在间距保持件上,从而确保了输入耦合面的保持不变的朝向。如果在预期的温度范围内实现抵靠,就能够进一步提出,在预期的温度范围内在预紧的情况下实现台阶面的抵靠。这有以下优点,即光导体总是抵靠着并且总是与光源具有限定的间距。如果台阶面相反地例如仅仅抵靠在一个点上,那么输入耦合面就可能在光学单元发生热膨胀时例如相对于该点进行转动,从而可能改变输入耦合面的朝向。因此,输入耦合面相对于所属的光源的光发射面的夹角位置就能够保持恒定,尤其是保持平行,这非常有利地影响了光学单元的效率。结合横向于光源的主发射方向的和/或横向于光学主轴线的准确定位,光学单元因此能够具有极高的效率。因此能够确定的是,光学单元的输入耦合面能够机械地在全部预期的温度范围上理想地相对于光发射面保持不变地定位。

在本发明的另一设计方案中,间距保持件具有弹簧,间距保持件经由弹簧能够支承在保持框架处并且能够在电路板的方向中被施加弹簧力。由此即使在温度波动并且因此造成照明系统的组件发生几何形变的情况下,确保了间距保持件在电路板处的可靠的抵靠。该弹簧在设备技术上简单地构造为在间距保持件处的弹簧片(federzunge)。优选地设计两个、三个、四个或者更多个弹簧或者弹簧片,以提供充足的弹簧力。优选地,这些弹簧在间距保持件处分布开,以给间距保持件均匀地施加弹簧力。换句话说,在间距保持件处构造的弹簧片用于,在全部预期的温度范围上实现在电路板表面上的均匀并且防振动的抵靠。

此外,间距保持件还能够具有用于光导体的、精确制造的穿口布置,其中,相应的穿口因此具有限定的直径、以及横向于光学主轴线的或者在xy平面内的限定的位置。此外,间距保持件能够具有精确限定的高度。换句话说,因此能够在光学主轴线的方向或者说z方向中实现至少一个限定的最小间距。为了尤其在低温下确保理想的最小间距,能够将(硅)光学单元构造成具有相应的余量尺寸。对于取决于温度的收缩,因此能够预留“材料长度”。

因此,利用间距保持件在整体上实现了光导体相对于光源的光发射面的在x、y和z方向中的精确定位。

在本发明的另一设计方案中,间距保持件的材料匹配于电路板的材料,尤其是通过让这些材料具有类似的或者相同的或者基本上相同的物理属性的方式。由此,这些组件能够在运行时在其物理属性方面作用相同,并且不会不利地相互起反作用。例如能够设想的是,间距保持件的热膨胀系数匹配于电路板的热膨胀系数,或者这些热膨胀系数是相同的或者基本相同。因此,在构造在电路板上的光源发生热变化时,光学单元的各个光导体尤其是横向于光学主轴线或者在xy平面内被跟随。换句话说,间距保持件能够具有与电路板材料类似的或者相同的热膨胀。优选地,间距保持件至少部分地或者基本上完全地或者完全地由钢构成,尤其是由不锈钢构成,其中,钢是一种通常具有与电路板材料类似的热膨胀的材料。此外,该材料是不透光的,从而让间距保持件同样也能够简单地实现发射屏障的功能。

优选地,间距保持件低成本地构造为深冲部件。此外还能够设想的是,将保持框架构造为注塑件,尤其是构造成人工材料注塑件。间距保持件因此能够构成为内置件,从而能够实现使安装简化的内嵌成型法(inlay-molding-verfahren)。可选地能够设想的是,间距保持件整体式地或者一体式地与保持框架构造或者组合。在此优选地为间距保持件和保持框架设置一种材料,以使得针对出现的照射强度有足够的抵抗作用。可选地,使用的材料的重要区域经由抗放射的涂层或者金属化保护。

间距保持件尤其构造用于,使得光导体的输入耦合面在重要的或者预期的温度范围内、尤其在-40摄氏度到+125摄氏度之间与光源间隔开。

优选地,光学单元和保持框架能够组合地制造,例如通过二次成型法。因此,例如能够首先将光学单元构造为注塑件(预先浇注件),并且在随后的方法步骤中就能够以能够形成保持框架的第二熔液二次浇注。

正如上面所阐述的那样,尤其是光学单元和保持框架、和/或保持框架和间距保持件能够用多组件注塑法制成。也能够设想的是,将光学单元和保持框架、和/或保持框架和间距保持件构造成独立组件。

优选地,电路板具有多个发光二极管(led)形式的光源。led能够以至少一个单独带外壳的led的形式存在,或者以至少一个具有一个或者多个发光二极管的led芯片的形式存在。多个led芯片能够安装在一个共同的基座(submount)上并且形成一个led,或者led芯片单独或共同地例如固定在一个电路板(例如fr4、金属芯电路板等等)上(cob=chiponborad,板上芯片)。至少一个led能够配有至少一个单独的和/或共同的、用于引导光束的光学单元,例如具有至少一个菲涅耳(fresnel)透镜或者准直仪。作为无机led的代替或者补充,例如以alingan或ingan或alingap为基础,一般而言也能够使用有机led(oled,例如聚合物oled)。led芯片能够是直接发光的,或者具有设置在前方的发光材料。作为替选,发光的组件能够是激光二极管或者激光二极管装置。也能够设想的是,提供一种oled发光层或者多个oled发光层或者一个oled发光区域。发光组件的发光波长能够在紫外的、可见的、或者红外的光谱范围内。发光组件能够额外地配有自身的转换器。优选地,led芯片发出的白光在汽车工业的标准化的ece(,欧洲经济委员会)白光区域中,例如通过蓝色的发光器和黄/绿色的转换器实现。led能够布置在电路板的朝向光学单元的板面上。电路板的led优选地以矩阵形式布置,其中,能够为各个光导体配置各自的led。但是也能设想的是,多个led配属于一个光导体。电路板例如是一种金属芯电路板(金属芯印刷电路板(mcpb)),或者是具有可导热的芯的电路板(所谓的“内嵌件”),像例如具有铜芯或者由其他材料制成的芯的、所谓的fr4电路板,或者是完全由其他材料制成的电路板,像例如氮化铝(aln)。额外地还能够在电路板上设置电子组件和电子部件。

在本发明的另一设计方案中能够提出,在特定的温度的情况下,尤其是在室温下,光导体的台阶面抵靠在间距保持件处,并且光导体额外地被施加压紧力。如果温度下降,那么光导体继续抵靠在间距保持件处。换句话说,尤其是当照明系统用在交通工具中时,在预期的低的负温度的情况下,结合尤其由硅构成的光学单元的热膨胀系数,能够提出将光学单元构建成具有限定的余量尺寸。这特别表示,在特定的温度的情况下,尤其是在室温下,台阶面利用压力抵靠在间距保持件处。因此确保的是,光学单元在因为冷而收缩时不会导致在光导体的输入耦合面与光源的光发射面之间的间距增大。可选地能够提出,在特定的温度下,尤其是在室温下,光导体的台阶面抵靠在间距保持件处,并且光导体被施加小的或者不被施加压紧力。压紧力的大小尤其设计用于,在温度较低时,此时通常led变得更亮,led和光导体之间的间距增大,从而又让光学单元变得更加低效。由此使得这些效应相互抵消,并且最终的光通量基本上保持恒定。

优选地,光导体的相应的台阶面以表面和/或以平面支承在间距保持件的表面上。由此能够至少尽可能地确保在光导体的输入耦合面与光源的光发射面之间的平行。优选地,间距保持件的表面至少在相应的台阶面的区域内平行于相应的台阶面。尤其是间距保持件的表面至少能够在各个台阶面的区域内,并且相应的台阶面能够是平坦的和/或相互适配的,其中,例如也能够考虑将间距保持件的表面和光导体的表面构造成弯曲的。因此,相互抵靠的面例如能够是平坦的或者相互适配的,通过使这些面例如具有相同的曲度的方式。在本发明的另一设计方案中能够设想的是,相应的光导体能够具有多个台阶面,从而让压紧力或弹簧力依据温度发生变化。间距保持件的表面至少在相应的台阶面的区域内就能够相应地构造。因此,也能够设想在相应的光导体中存在多级台阶。

在本发明的一个优选的设计方案中,在保持框架处或者在电路板处构造有至少一个参考几何体。该参考几何体优选地穿过间距保持件的尤其是贯通的参考留空部。此外,根据参考几何体是构造在保持框架处还是电路板处,参考几何体还能够置入到电路板的或保持框架的参考留空部中。因此,在参考几何体的基础上大幅度地减少了公差链。通过参考几何体,能够让保持框架连同置入其中的光学单元和间距保持件相对于电路板及其各个光源被定位并且被参照。因此,经由参考几何体尤其能够实现横向于光学主轴线的和/或横向于光源的主发射方向的、尤其是在xy平面内的定位。因此简单地经由间距保持件参照光学单元。优选地,参考几何体经由插接安装被置入到电路板中或保持框架内。

在本发明的另一设计方案中,参考几何体优选地能够构造为尤其是圆柱体形的参考凸出部。也可以是其他几何形状,例如三棱的、四棱的、六棱的、多棱的、椭圆的或者自由形状的。

参考凸出部能够从保持框架出发,尤其与光学单元的光学主轴线和/或光源的主发射方向平行地延伸出去。可选地,参考凸出部也能够从电路板出发延伸出去。这种参考凸出部能够简单地制造。间距保持件的参考留空部例如在设备技术上简单地构造为钻孔,该钻孔能够设置成具有很小的公差。为了容纳参考凸出部,电路板或者保持框架优选地同样也具有在设备技术上简单的并且能够构造成具有很小公差的钻孔。因此,参考几何体能够穿过间距保持件的和电路板的或保持框架的公差小的钻孔,由此大幅度地减少了公差链。优选地设置有两个平行的参考凸出部,参考凸出部分别穿过间距保持件的相应的参考留空部,并且分别置入电路板的或保持框架的相应的参考留空部中。进一步优选地,光导体在间距保持件的参考留空部之间被引导穿过间距保持件。

换句话说,不仅电路板而且间距保持件都能够对相同的参照物、也就是保持框架进行参照,以代替例如相对于间距保持件来参照保持框架并且相对于电路板来参照间距保持件。因此,基于参考几何体的使用,由各个组件形成的公差链被最小化。

优选地,在本发明的另一设计方案中,保持框架在其朝向电路板的连接侧面上、尤其是在拐角侧具有多个抵靠凸出部。根据大小和布置可能性,作为四个(或者更多个)抵靠凸出部的方案的代替,也能够仅仅采用两个或者三个抵靠凸出部。利用抵靠凸出部,保持框架能够抵靠在电路板上,并且还经由抵靠凸出部以固定件、例如螺栓固定在电路板处。

优选地,利用保持框架能够在设备技术上简单地固定并且精确地相互定向照明系统的组件,尤其是光学单元、间距保持件和电路板。

根据本发明提出一种前照灯或者前照灯模块,其具有根据前述方面中的一个或多个所述的照明系统。光学单元因此例如能够是初级光学单元。附加地还能够设置至少一个次级光学单元,其接在初级光学单元下游。

优选地,前照灯设置在交通工具中。在交通工具中可能出现大的温度波动,通过根据本发明的前照灯,温度波动对发射出的光图像的效率和质量没有或者几乎没有影响。前照灯中的照明系统例如能够用于远光灯或者附加远光灯,尤其是用于自适应远光灯(adb)。

此外还能够提出,前照灯构造为矩阵式前照灯。因此,前照灯能够满足自适应远光灯的全部功能。例如,因此能够将每个单独的或者成组的光源以一个或多个led的形式在能够构造为模块的照明系统中分开地驱控,并且由此被开关以及调暗。结合摄像机系统和图像处理电子装置和/或其他的传感器装置,能够对反向车辆和前方车辆进行识别并且分区域地遮光。在像素数量相应够高时,此外还能够设想的是,经由摄像机系统分开地照亮并因此让驾驶员注意到被识别的对象,像行人、动物或障碍物。

该交通工具能够是飞机或者水用交通工具或者是陆用交通工具。陆用交通工具能够是机动车或者有轨车辆或者自行车。特别优选地,交通工具前照灯用在货车或者客车或者摩托车中。交通工具此外还能够构造为自动的或者部分自动的车辆。

其他应用领域例如能够是用于特效光照明、娱乐照明、建筑照明、一般照明、医疗和诊疗照明、园艺等等的前照灯。

附图说明

下面要借助实施例进一步阐述本发明。图中示出:

图1用分解图示出了依据实施例的、根据本发明的照明系统;

图2用透视剖面图示出了附带照明系统的光学单元的保持框架;

图3用立体透视图示出了附带光学单元和压制件的保持框架;

图4用立体透视的分解图示出了保持框架、间距保持件和电路板;

图5a至图5d用不同的视图示出了照明系统的尤其在间距保持件的区域内的部件,其中在图5c中为了能够更好的显示而没有示出间距保持件;

图6用立体透视图示出了标有空间轴的照明系统的组件;

图7用侧视图示出了具有依据另一实施方式的光源的光学单元;

图8用曲线图示出了光源的光到光学单元的光导体中的输入耦合的效率与光源到光学单元的距离的关系。

具体实施方式

根据图1,简化地用虚线示出了前照灯1,该前照灯具有照明系统2。该照明系统具有电路板4,该电路板具有多个以矩阵形式布置的、发光二极管(led)6形式的光源。此外,照明系统2还具有光学单元8,光学单元经由保持框架10固定在电路板4上。在保持框架10处经由夹具形式的压制件12固定光学单元8。经由螺栓14形式的固定元件,保持框架10固定在电路板4处。此外在电路板和保持框架10之间布置有间距保持件15,以精确地定位光学单元8。此外,次级光学单元(未示出)是前照灯1的或照明系统2的组成部分。

根据图2,保持框架10具有用于光学单元8的、朝向远离电路板4的方向的容纳腔16。容纳腔16具有底部侧面18,其中构造有多个引导部形式的贯通留空部20。光学单元8的光导体22能穿过这些引导部。光学单元8的光导体22从光学单元8的共同的连接部段24出发大致平行于光学单元的光学主轴线延伸。连接部段24在其朝向远离光导体22和保持框架10的方向的侧面上具有输出面26。为各个光导体22分别配置led6,见图1,这些led因此能将光经由光导体22输入耦合到光学单元中。经由光导体22因此能靠近由led6发出的光。通过光路径经过连接部段24在边缘侧重叠的方式,由此能避免各个led6的光路径之间的暗区域。

容纳腔16构造成台阶,并且容纳腔具有从底部侧面18延伸出去的第一台阶28和连接在第一台阶28上的、拓宽的第二台阶30。第一台阶28用于容纳光导体22,并且第二台阶30用于容纳在光学单元8处构造的保持法兰32,保持法兰包围光学单元8并且与光学单元一体地形成。在第二台阶30中构造有多个弹簧34,弹簧嵌入到保持法兰32的相应凹槽36中。由此能够避免光学单元8的朝向错误的置入。在光学单元8已置入保持框架10中的状态下,保持法兰32就容纳在第二台阶30中,并且光导体22穿过贯通留空部20。

根据图3,示出了压制件12,经由压制件将光学单元8固定在组块形式的保持框架10处。在横截面上看大致为u形的压制件12构造为夹持部件并且具有基底部段37,第一分支38和第二分支40从该基底部段延伸出去,这两个分支大致相互平行间隔开地布置。在基底部段37处的中心位置构造有留空部42,光学单元8的连接部段24穿过该留空部。分支38和40因此从侧面搭接组块形式的保持框架10并且分别利用各两个构造在保持框架10处的锁止突起部44、46锁止。

在保持框架10处还设置有一个定心突起部48。该定心突起部与保持框架的一个侧面对齐地构造,该侧面被分支40搭接。定心突起部48因此大致与光学主轴线平行地延伸并且从其他保持框架10出发朝向远离电路板4的方向凸出,见图2。定心突起部48在此与压制件12的定心留空部50配合起作用,从而让压制件12只能布置在保持框架10处的一个可能的位置中,从而避免错误安装。

此外,根据图3在保持法兰32处构造有多个抵靠凸出部52。抵靠凸出部在周侧分布在光学单元8的连接部段24周围。至少当压制件12不安置到保持框架10上时,抵靠凸出部从容纳腔16凸出,也见图2。如果压制件12然后安置到保持框架10上,则压制件利用其基底部段37抵靠到抵靠凸出部52上,并且因此经由这些抵靠凸出部给保持法兰32施加保持力。光学单元8然后经由保持法兰32牢固地夹在压制件12和第二台阶30之间,也见图2。经由抵靠凸出部52,能够以有利的方式将保持力有限定地导入保持法兰52中。

根据图4,除了保持框架10和电路板4以外还示出了置于两者之间的间距保持件15。大致为板形的间距保持件15在其朝向电路板4的侧面上具有以分部段的方式环绕地构造的卡圈54。经由卡圈,间距保持件15在装入状态下时抵靠到电路板4的朝向保持框架10的板面56上。因为漆层此外有比较大的层厚度波动,所以取决于公差(z朝向),只有板面56的未设置漆的区域才用作间距保持件15的和保持框架10的接触面。间距保持件15然后布置在led6上方并且因此布置在led和保持框架10之间。led6此外还布置在卡圈54内部。

对于相应的光导体22,见图2,间距保持件15具有支承开口58,在下面对支承开口进行更详尽的阐述。此外,间距保持件15在侧面具有两个尤其是贯通钻孔形式的参考留空部60和62。这些钻孔分别在已安装状态下被以保持框架10的参考凸出部64和66的形式存在的参考几何体穿过。参考凸出部根据图2在贯通留空部20的侧边与光学主轴线平行间隔开地延伸。根据图4,然后为参考凸出部64和66还在电路板4中设置了两个参考留空部68、70,参考凸出部64和66就在已安装状态下置入该参考留空部中。经由参考凸出部64和66,从而将间距保持件15和电路板4相对于保持框架10相互独立地参照并且定位,尤其是在旁侧方向上或者在x方向和y方向上。

根据图5a,在透视的剖面图中示出了保持框架10的连接侧面72,连接侧面朝向电路板4,例如见图1。此外,间距保持件15和光学单元8是可见的。能够看出,光导体22各自利用在末端侧的输入部段74置入到间距保持件15的相应的支承开口58中,也见图4,并且穿过间距保持件。间距保持件15根据图5a具有弹簧片76,其中,在根据图5a所示的剖面图中示出了四个弹簧片76中的两个。为了简单起见,这些弹簧片在图4(剖面图)中未示出。弹簧片76分别朝向保持框架10延伸,并且支承在保持框架处。在已安装状态下,弹簧片就在电路板4的方向中给间距保持件15施加弹簧力,见图4,由此在不同温度时并在例如保持框架10的不同膨胀的情况下确保了间距保持件15抵靠到电路板4上。

根据图5b,透视地并且以局部示出了电路板4、间距保持件15和光导体22。能够看出,光导体22的末端侧的输入部段74具有圆柱形的横截面。在输入部段朝向led6的侧面上,输入部段74就分别具有输入耦合面。经由一个台阶,在相应的输入部段74上连接光导体部段78。根据图5b,相应的光导体22就基于该台阶具有环形的台阶面80,其中,在图5d中用透视图示出了间距保持件15的局部、电路板4和光导体22。根据图5b,经由该台阶面80,相应的光导体22能够支承在间距保持件15处,从而限制了输入部段74的置入深度。因此,能够实现在led6和光导体22的输入耦合面之间的最小间距。输入耦合面在图5d中用附图标记82示出。

根据图5c,示出了在z方向、也就是在与图1所示的光学单元8的光学主轴线平行的方向上的、在led6的光发射面84和光导体22的输入耦合面82之间的间距。

根据图6,用立体透视图示出了电路板4和光导体22。此外还示出了z方向86、x方向88和y方向90。正如前面已经阐述的那样,z方向是光学单元8的光学主轴线的方向和/或led6的主发射方向。在前照灯1已装入车辆的状态下,见图1,z方向就能够可选或者附加地平行于车辆纵轴线延伸。x方向88就能够水平地并且y方向90就能够竖直地延伸。根据图6,在平行于电路板4延伸的平面内设置有x方向88和y方向90。

根据图7,高度简化地示出了光学单元92的另一实施方式。在此,连接部段94利用凹形的输出面96弧形地构造,该输出面能够在接在下游的次级透镜的聚焦面之内或者之前,从而减少成像错误。连接部段94的朝向光导体98的面相反地构造成凸出的,从而使光导体98的多个输出面不在一个共同的平面内。根据图7仅仅示出了光学单元92的一半。此外,根据图7示出了位于一个共同的平面内的led6。根据图7的凸出的面就其形状而言也能够构造成其他形状,以便适应例如光导体的长度和/或光导体的方向作用。保持框架因此优选被相应地适配。

根据图8,能够看出从led6(见图1)发射的光到光导体22(见图2)中输入耦合的效率与led6到光导体22的距离的关系,尤其是与光发射面84(见图5c)到光导体22的输入耦合面82的距离的关系。输入耦合的效率在此在纵坐标上用百分比示出,并且距离用毫米(mm)在横坐标上示出。能够看出,效率越高,距离越小。因此,例如在间距为400μm时,led6发出的光的一半都不输入耦合到光导体22中。在间距为700μm时,光的三分之二不输入耦合。由此能够看出优选保持不变的距离的重要性。此外,该距离应该尽可能小,以输入耦合尽可能多的光。

在此公开了一种具有光学单元的照明系统,该光学单元具有多个连接的光导体。位于光导体和初级光学单元之间的间距保持件确保的是,在整个预期的温度范围上,在光源的光发射面和初级光学单元的光输入面之间具有几乎恒定的小间距。该光学单元经由保持框架固定在具有光源的电路板处。

附图标记列表

1前照灯

2照明系统

4电路板

6led

8、92光学单元

10保持框架

12压制件

14螺栓

15间距保持件

16容纳腔

18底部侧面

20贯通留空部

22、98光导体

24、94连接部段

26、96输出面

28、30台阶

32保持法兰

34弹簧

36凹槽

37基底部段

38分支

40分支

42留空部

44、46锁止突起部

48定心突起部

50定心留空部

52抵靠凸出部

54卡圈

56板面

58支承开口

60、62、68、70参考留空部

64、66参考凸出部

72连接侧面

74输入部段

76弹簧片

78光导体部段

80台阶面

82输入耦合面

84光发射面

86z方向

88x方向

90y方向。

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