用于具有可替换复合光源的机动车的前照灯的制作方法
【专利摘要】提出一种用于机动车的前照灯（10），其具有壳体（14）、半导体光源（46）、冷却体（48）、收集且校准半导体光源的光的光学系统（50）、与壳体（14）机械连接的保持框架（20）以及位于构成复合光源的第一部分（16）和至少包括保持器（20）的第二部分（18）之间的接口；该保持框架将具有冷却体（48）的半导体光源（46）和光学系统（50）保持在壳体（14）中；该第一部分至少包括半导体光源（46）和冷却体（48）；其中第一部分（16）在接口上与第二部分（18）可无损拆卸地连接。第一部分（16）除了半导体光源（46）和冷却体（47）之外还具有至少一个收集且校准半导体光源的光的光学系统（50）。
【专利说明】用于具有可替换复合光源的机动车的前照灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机动车的前照灯，其具有壳体、至少一个产生用于前照灯的主要功能的光的半导体光源、热耦合地接触半导体光源的冷却体、收集且校准半导体光源的光的光学系统、与壳体机械连接的保持框架以及位于构成复合光源的第一部分和至少包括保持器的第二部分之间的接口，该保持框架将具有冷却体的半导体光源和光学系统保持在壳体中；该第一部分至少包括半导体光源和冷却体；其中第一部分在接口上与第二部分可无损拆卸地连接。
【背景技术】
[0002]这样的前照灯可从US 7 712 948 B2中得知。
[0003]原则上，在用于机动车的照明装置中灯和前照灯是不同的。灯用于以信号向其他交通参与者传递机动车的存在和/或行为和/或其驾驶员的意图。灯的例子可以是刹车灯、闪光灯和轮廓灯，而这不应理解为穷举。
[0004]与此相反，前照灯用于这样主动照亮机动车的车道，使驾驶员及时辨认车道中的障碍。为此产生的光分布必须是符合标准的，从而例如避免其他交通参与者的炫目。由前照灯产生的光分布的例子为近光灯分布和远光灯分布。在此同样适用的是，这并不理解为穷举。
[0005]用于产生光分布(信号灯光分布或前照灯光分布)的组件的任务或能力也称为光功能。就主要当作前照灯来用的照明装置而言，它的前照灯光功能也称为主要功能。因此如果它例如也实现信号灯光功能，则它能够与由同一个照明装置提供的其他光功能区分开来。
[0006]在量产的道路机动车中，直到2008年才将半导体光源用于前照灯-主要功能，而其早已能够用于信号灯光功能。延迟的原因之一是，主要功能与信号灯光功能相比具有较高的光通量需求。
[0007]由于由在机动车领域中使用的半导体光源产生的光通量局部还较小，因此通常对于前照灯-主要功能来说将多个半导体光源组合成复合光源，从而整体上得到期望的高光通量。由于发光半导体寿命长的原则，迄今不太重视具有半导体光源的前照灯的维修可能性。这同样是由于，开始研发高功率-半导体光源时仅提供少量与该光源的寿命和故障概率相关的数据。开始时发现，半导体光源的寿命对于机动车的寿命来说绰绰有余。
[0008]与开始将半导体光源用于前照灯-主要功能时相反，此时具有更多的关于用于前照灯-主要功能的半导体光源的耐用性和故障概率的经验。这已经在不同的机动车制造商中唤起了可替换半导体光源的期望。尤其是在中等或更低价格段的机动车中，以此方式避免在二手车中的高维修费用，即使仅有非常少的车辆以非常高的概率涉及这些故障。如果没有可替换的半导体光源，则必须在故障情况下替换整个前照灯，这在较低的机动车市值中可能需要过高的投入。
[0009]但在进行这种替换时会出现困难。相对于传统的卤素灯,半导体光源(例如LED)除了常见的电子和机械接口(其用于光源的供电和定位)以外，还具有导热接口，在半导体光源工作时在半导体材料中积累的热量必需通过该接口散发。通常，LED在此通过导热胶或导热膏牢固地热耦合到冷却体。相比于LED的机械和电接口，在此很难提供一个可拆卸的连接。
[0010]此外，在替换光源时存在以下危险，即光学系统错位且在最坏的情况下产生迎面交通的炫目。
[0011]此外，用于前照灯主要功能的光模块通常需要水平和垂直的基本设置。受限于此，光模块的悬挂是费力的且通常阻止了出于维修目的光模块的拆卸和替换。
[0012]因此，如今使用的光模块构成固定单元，其中照明工具在前照灯安装之后(所述安装是在制造时进行的)不再能够无损地替换。
[0013]尽管存在该障碍，为了能在前照灯中替换LED-光源，上述US 7 712 948 B2提供了一种光源模块，其具有至少一个发光元件(特别是LED)、光导体、准直元件或透镜元件。此夕卜，提供有用于该系统的保持器，特别是以机动车前照灯的形式。此外该前照灯具有光学系统。光源模块布置为，在光学系统的参考平面上定位，其中该光源模块同样布置为，能够以简单的方式替换，特别是不再需要钎焊或焊接的连接件。
[0014]已知的光源模块表现为设置成一行的光输出面。该行结构的纵向边缘看作是光学元件且应当通过其他的、称为次级的光学元件作为前照灯的光分布的明暗界限而成像。为此根据US 7 712 948 B2，纵向边缘必须关于其他光学元件精确和稳定地定位。为了实现该精确的定位，在该模块的光学面(optical face)和前照灯的光学系统之间提供第一、第二和第三参考点。该参考点应当例如由硬质橡胶、塑料或金属制成。应当通过改变参考点的厚度来实现位置校正。具有冷却体的LED相对于其他光模块的位置改变，称为可选的可调性。
【发明内容】
[0015]本发明与现有技术通过权利要求1中的特征来区分，根据这些特征，构成复合光源的第一部分除了半导体光源和冷却体之外还具有至少一个收集且校准半导体光源的光的光学系统。
[0016]通过这些特征，在US 7 712 948中位于半导体光源的光输出面之间的接口在第一可替换的第一部分和留在前照灯中的第二部分之间移动。
[0017]该移动的接口接着不再位于半导体光源的光输出面和光学系统之间。
[0018]位于半导体光源的光输出面和入口之间的、在光程中位于后面的光学系统中出现的位置不准确性对生成的光分布的质量有很大影响。这特别适用于投影系统，其中使用具有较短焦距和严格公差的主光学器件，从而产生半导体光源的光输出面的中间像，该中间像接着由在其余光程中位于后面的投影透镜作为光分布投射到机动车的前方。
[0019]由于接口根据本发明进行移动，可获得的优点是，在替换复合光源时在所述位于半导体光源的光输出面和光学系统之间的所谓敏感接口中不会出现位置不准确性。该接口更确切的说是作为整体预安装的复合光源的一部分。在移动接口中可能出现的位置不准确性较少地影响最终由前照灯生成的光分布的质量。
[0020]通过本发明最终提供一种配有用于主要功能的半导体光源的前照灯，其中光源在维修情况下能够以简单的方式替换。特别地，前照灯在光源替换时不会错位:前照灯中光模块的位置以及光模块自身的光学器件在替换光源时都不会改变。
[0021]在一个构造中，前照灯具有壳体，其具有服务孔，该服务孔在出厂时是敞开的，或该壳体布置为在维修情况下在预定的服务孔区域中切开。前照灯壳体具有用于固定防尘盖的形状，服务孔通过该防尘盖在前照灯中在替换复合光源之后可再次关闭。
[0022]同样优选地，第一部分和第二部分共同构成光模块，其为投影模块。进一步优选地，光模块具有为在光分布的明暗界限上增强亮度梯度而布置的遮光板。一个其他构造的特征在于，遮光板为镜面遮光板，其布置为使半导体光源的在落在其镜面上的光指向投影模块的次级光学器件。
[0023]同样优选地，复合光源的光学系统具有光模块的所有光学组件。进一步优选地，光模块为投影光模块且复合光源的光学系统具有遮光板以及至少一个次级光学器件。一个其他构造的特征在于，次级光学器件为投影透镜或抛物镜。
[0024]同样优选地，复合光源的单个部分可拆卸地彼此连接。进一步优选地，复合光源具有电子组件，电接口的参数存储在其中，该参数能够通过控制设备读取。同样优选地，复合光源配有温度传感器，特别是具有NTC或PTC电阻，光源的温度能够通过它们来确定。
[0025]一个其他构造的特征在于，复合光源可通过可拆卸的固定元件，例如通过螺丝、插销、插销锁或卡锁与光模块机械地连接，从而复合光源能够无损地从光模块上分开并且更换。
[0026]同样优选地，插销、插销锁或卡锁具有至少一个弹簧，其将插销或其它卡锁压入配对物，插销元件力锁合地和/或形状锁合地保持在该配对物中。进一步优选地，弹簧和插销元件一体形成。同样优选地，插销元件为复合光源的一部分。进一步优选地，插销元件为第二部分的一部分。一个其他构造的特征在于多个弹簧元件，它们布置为使第一部分和第二部分彼此无间隙地压紧。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]由从属权利要求、说明书和附图中得出其他特征和优点。
[0028]应理解，以上提到的以及下面还将阐述的特征不仅能以各自说明的组合来应用，而且还能以其它组合或者单独地应用，而不会离开本发明的范围。
[0029]在附图中示出了本发明的实施例，且在后续说明中进一步地描述。其中分别以示意形式示出了:
[0030]图1根据本发明的具有光模块的前照灯的实施例；
[0031]图2图1中的光模块，具有从光模块的第二部分拆卸的、但还未完全取下的第一部分；
[0032]图3构成图2的光模块的第一部分的复合光源在从光模块的第二部分上完全取下的状态时的构造；
[0033]图4图3中的分解为其元件的复合光源；
[0034]图5具有光模块的前照灯的前视图；
[0035]图6图5的对象的侧视图；
[0036]图7作为投影模块的光模块的优选构造的剖视图；[0037]图8a，图8b，图8c复合光源与去往光模块第二部分的接口一起的截面图；以及
[0038]图9a，图％，图9c，图9d在复合光源和保持框架上的参考几何形状和弹簧。
【具体实施方式】
[0039]图1详细示出根据本发明在壳体14中具有光模块12的前照灯10的实施例。光模块12具有可替换的第一部分16和在替换第一部分16时关于前照灯10固定保持在壳体14中的第二部分18。
[0040]第一部分16为复合光源，其至少具有半导体光源、冷却体以及至少一个收集且校准半导体光源的光的光学系统。
[0041]第二部分18至少具有与壳体14机械连接的保持框架，其将具有冷却体的半导体光源和光学系统保持在壳体14中。该保持框架通过至少三个保持点与前照灯10的壳体14连接。在示出的实施例中，通过节点22、24、26实现与保持框架侧的轴承的连接，从而使光模块12在前照灯10中围绕水平轴28和垂直轴30旋转。
[0042]壳体14具有透明防尘盖32，其遮盖壳体14的光输出孔。壳体14额外具有服务孔34或服务孔区域。服务孔34的尺寸和位置在此布置为允许光模块12的第一部分的导入和取出。通过优选设置在与透明防尘盖相对而置的壳体后壁中的服务孔34，以下也称为复合光源16的复合的光源能够作为光模块12的第一部分16而替换，而光模块12的第二部分18通过保持框架20留在前照灯10中。
[0043]用于光源替换的服务孔34能够在出厂时是敞开的或直到在维修情况下才在前照灯壳体14中切开。在后一种情况下，壳体14在已经敞开的服务孔34的位置上具有服务孔区域。但在每种情况下，前照灯壳体14都具有用于固定防尘盖38的形状，服务孔34通过该防尘盖在前照灯10中在替换复合光源之后可再次关闭。可考虑特殊的固定元件作为几何形状36，例如螺丝圆顶和/或钩和/或止动环，例如能够通过这些或在其上固定有作为防尘盖38的密封罩。在这种情况下，密封罩在维修之后额外地安装到前照灯壳体14上。
[0044]图2示出图1中的光模块12，其具有从光模块12的第二部分18上拆卸的、但还未完全取下的第一部分16 (即复合光源16)。
[0045]借助定位和参考几何形状以及保持框架20和复合光源16上彼此互补的插销元件，第一部分16能够可拆卸地且精确地固定在光模块12的第二部分18上。将参考几何形状理解为例如机械挡块、引导器和刚性锁紧元件。作为插销元件例如可考虑弹簧加载的可移动的锁紧元件。
[0046]在所示的优选构造中，光模块的第二部分16具有至少两个第一轴承结构，且光模块的第一部分具有至少两个第二轴承结构。每个第一轴承结构和第二轴承结构构成一对。第一和第二轴承结构为彼此啮合的一对轴承结构。这使第二部分能够在连接(拆卸)时置入(退出)第一部分。第一轴承结构沿直线设置，该直线构成旋转轴29。这使置入的部分能够围绕旋转轴29旋转。旋转轴29优选平行于旋转轴28。在一个优选的构造中，第一轴承结构通过第二部分的垂直于光模块光学轴的肋状轮廓的一部分构成。光模块的第二部分在一侧具有敞开的凹槽。U-形是一侧敞开的凹槽的例子。当第二部分置入(退出)第一部分时，该孔允许肋状轮廓的一部分置入(退出)凹槽。支撑结构优选设置为使置入的第二部分在空间中定向时(如在位于平面车道上的机动车中符合规定地使用前照灯时出现的)，通过重力维持在置入状态且尤其不掉出。这简化了安装，因为不再需要手动保持。第二部分在第一步骤中置入且在第二步骤中通过旋转运动而锁紧。能够通过一只手来实施两个步骤。
[0047]在一个优选的构造中，第一部分额外地具有平行于光模块的光学轴延伸的肋状轮廓，且第二部分具有与之互补的一侧敞开的凹槽，其在置入状态以尽可能小的间隙围绕第一肋状轮廓。这对凹槽和肋状轮廓一方面允许围绕轴29的旋转运动，且另一方面在旋转轴的方向上固定第二部分朝第一部分的位置。平行于光学轴延伸的肋状轮廓和垂直于光学轴的肋状轮廓优选彼此合并，因此出现T-轮廓，其除了其支承和引导功能之外，还具有增强光模块的机械强度的结构的功能。在另一个构造中，分别只具有一个旋转支承结构。同样优选地，仅具有平行于光学轴的引导。
[0048]通过该构造提供了一种具有权利要求1特征的前照灯，其具有支承结构，其允许第一部分置入第二部分中，且允许置入的部分在锁紧位置围绕旋转轴29旋转。
[0049]定位或参考几何形状和彼此互补的锁紧元件整体设置在保持框架20和复合光源16上，且支承结构这样设置，即锁定的位置中这样共同作用，使第二部分精确、固定且无间隙地保持在第一部分中。
[0050]为了使构成光模块12的第一部分16的复合光源16从光模块12中拆卸，首先通过按压弹簧加载的锁紧元件42来拆卸复合光源16。图2示出锁紧元件在两个位置中的移动末端44,从而示出移动末端44的移动可能性。
[0051]接着，复合光源16从保持框架20的参考几何形状中转出，且接着从第二部分18上取下且通过服务孔从前照灯壳体中取出。
[0052]以此方式，简单地得到待简单替换的复合光源16，如同在损坏情况下替换卤素或氣气灯一样。同时，光模块12的第二部分18位置固定地保持在前照灯中。
[0053]图3示出构成图2的光模块的第一部分的复合光源16在从光模块的第二部分上完全取下的时的构造。
[0054]图4示出图3中的分解为其元件的复合光源。
[0055]复合光源具有至少一个半导体光源和冷却体，且此外还具有至少一个收集且校准半导体光源46的光的光学系统50。
[0056]在图示的构造中，n=10的半导体光源46以LED (发光二极管)的形式或激光二极管的形式设置在用于控制和给LED供电的电路板52或导电轨上。接插件54用于在机动车的整车电源上产生可分离的、用于与电路板或导电轨电连接的接插连接。数字η能够不为10且优选位于3和100之间。
[0057]电路板52在复合光源16的装配状态中固定地且以良好的热接触、特别是以导热接触与冷却体48连接。在一个构造中，该连接凭借导热粘合剂或导热膏的帮助来实现。冷却体48优选由导热良好的金属，例如铝或铜制造。同样优选地，冷却体48具有扩大了表面的结构。这样的结构例如是冷却肋或冷却销。在优选的构造中，对于所有η个半导体光源46来说使用一体连接的冷却体48。接着由各个半导体光源46产生的热量均匀散发到共同的冷却体容积中。由此有效地防止局部过热。
[0058]此外，构成光模块12的第一部分的复合光源16具有收集且校准半导体光源的光的光学系统50。在图示的构造中，该收集且校准半导体光源的光的光学系统50由一体形成的透明固体组成，在该透明固体中对于具有η个半导体光源的复合光源16来说形成有η个附加光学器件，它们以预定的方式引导光。附加光学器件在一个构造中为具有短焦距的近场透镜，其焦距位于在光程中位于后面的投影透镜的珀兹伐面中。
[0059]在一个投影系统中，附加光学器件56使半导体光源46的光例如这样形成,使在光模块12内出现一光分布，其的形式为待由光模块12在前照灯10的前部中产生的光分布的逆像。该逆像由在光程中位于后面的投影透镜投影到前照灯10的前部。在这种情况下，附加光学器件56具有短焦距，这使附加光学器件56关于半导体光源46的精确定位成为必要。
[0060]在所示的构造中，光学系统50的透明固体通过螺丝固定到冷却体48在，其中电路板52紧压在透明固体和冷却体48之间。
[0061 ] 由于良好的热连接(其例如通过导热粘合剂达成)的必要性，位于半导体光源46和冷却体48之间的接口很难拆卸且因此并不适于作为用于半导体光源替换的接口。
[0062]在半导体光源46和其附加光学器件56之间的接口上，由于较小的焦距以及由此引起的严格位置公差，即使在位置不准确性较小的时也会严重影响最终产生的光分布的质量。
[0063]在此介绍的发明的较大优势在于，位于光模块12的第一部分16和光模块12的第二部分18之间的接口正好并不位于半导体光源46和冷却体48之间，且同样不位于半导体光源46和收集且校准半导体光源的光的光学系统50之间。由于在本发明中该两个重要的接口是复合光源16的一部分，因此属于这两个重要接口的连接在半导体光源替换时不必分离。
[0064]在图3和4中示出的一个构造中，复合光源16具有锁紧元件。该锁紧元件42具有固定端60 (其通过螺丝62固定到冷却体48上)以及移动端44 (其在冷却体48的引导器64中可弹性移动地引导)。引导器64具有向着电路板52敞开的凹槽66,其布置为引导锁紧元件42的移动末端44的移动且通过挡块67进行限制。弹簧68设置在冷却体48和锁定元件42之间，其中这样来实现该结构，使弹簧68面对挡块67按压锁定元件42的移动末端44。
[0065]优选地，复合光源16的单独部件自身彼此可拆卸地连接，从而在服务情况下能够替换复合光源16的单独部件(在复合光源16的取出状态下)。
[0066]在其他构造中，复合光源16额外具有电子组件，电接口的参数存储在其中，该参数能够通过控制设备读取。这样的参数例如为根据半导体光源16的生产批次要遵守的半导体光源46的工作电流和工作电压的值。在最简单的情况下，电子组件为电阻。分别通过这样的编码电阻来存储参数值。
[0067]作为编码电阻的备选，其他构造提供可编程的电子存储元件，其能够通过数据总线读取。以此方式能够保证，在替换复合光源16时，新的复合光源16 (它们可能需要改变的工作电压和/或工作电流)的半导体光源46能够以正确的调整值运行。
[0068]复合光源的额外组件的另一个例子是NTC (负温度系数)或PTC (正温度系数)，即取决于温度的电阻，通过该电阻能够确定光源的温度。
[0069]同样优选地，复合光源16具有完整的电子器件，用于控制半导体光源从而在机动车的整车电源上操作半导体光源。该电子器件以可控的工作电流和/或可控的工作电压来供应半导体光源(特别是46)。该电子器件自身优选由控制装置控制，该控制装置不是复合光源的组件且其通过机动车总线和接插连接器与复合光源的电子器件通信，且在一个构造中通过该控制装置以电能来供应复合光源的电子器件。该控制装置能够设置在机动车的前照灯之内或之外。
[0070]因此图1至4特别地示出了用于机动车的前照灯10，其具有壳体14、至少一个产生用于前照灯10主要功能的光的半导体光源46、与半导体光源46热耦合接触的冷却体48、收集且校准半导体光源46的光的光学系统50、与壳体14机械连接的保持框架20 (该保持框架使具有冷却体48的半导体光源46和光学系统50保持在壳体14中)以及在构成复合光源16的第一部分(其至少具有半导体光源46和冷却体48)和第二部分18 (其至少具有保持框架20)之间的接口。其中第一部分16在接口上与第二部分18可无损拆卸地连接，且构成复合光源16的第一部分16除了半导体光源46和冷却体48之外还具有至少一个收集且校准半导体光源46的光的光学系统50。
[0071]图5示出具有光模块12的前照灯10的前视图，即从一个方向看的视图，该方向不平行于光模块12的主要发射方向。图5特别地不出第一轴28和第二轴30,光模块12能够分别围绕它们旋转。第一轴28可旋转地支承在第一轴承或节点22以及第二轴承或节点24上。第二轴30可旋转地支承在第二轴承或节点24以及第三轴承或节点26上。第二轴承24优选为球窝关节，第一轴28和第二轴30在该球窝关节中交叉。
[0072]在组装状态下，第一轴优选水平地且因此大致平行地指向车道表面。围绕第一轴的可旋转性允许基本地调节照明宽度，以及允许调节水平明暗界限的垂直位置和/或允许自动调整光模块12的照明宽度。
[0073]第二轴30设置为与水平线成这样的角度，围绕第二轴30的可旋转性允许基本地调节光模块12在水平方向的主要发射方向和/或转向灯光功能，其中光模块12在转向行驶时这样自动偏转，使其光束在左转向时向左且在右转向时向右偏转。在内置的前照灯10中，第二轴30在此实质上不必精确地垂直指向。
[0074]光模块12的保持框架20(其分别垂直或水平偏转)属于光模块12的第二部分18,其在更换复合光源16时关于前照灯10固定地维持在壳体14中。由此得出的优点是，复合光源16的替换不与光模块12的基本调整的改变联系起来，且不需要分离用于照明宽度调整或转向灯光功能的运动学。
[0075]图6示出图5的(切开的)前照灯10的侧视图，且用于结合图5特别地用于说明第一轴28和第二轴30的支承。围绕第二 (垂直)轴30的旋转通过以下方式来实现，即在图6中遮盖的第一轴承22通过为此布置的致动器而围绕第二轴30旋转。围绕第一(水平)轴28的旋转通过以下方式来实现，即第三轴承22通过为此布置的另一致动器而围绕第一轴28旋转。因此第一轴承22和第三轴承26在壳体14中可移动，而第二轴承24构成关于壳体14固定的保持点。因此图5和6特别地说明了，在一个优选构造中如何使光模块12的保持点在壳体14中实施，从而使光模块12在前照灯10中围绕第一、优选水平的轴28以及第二、优选垂直的轴30旋转。
[0076]图7沿着图5中的剖面线VI1-VII的光模块12作为投影模块的优选构造。投影模块本身是已知的。图8a，图Sb，图Sc的投影模块特别地具有半导体光源46、作为光学系统50的主要光学器件、镜面遮光板70和次级光学器件72。半导体光源46在此钎焊在电路板52上。该电路板52与主要光学器件(其在此实现为由用于每个半导体光源46的每个近场透镜组成的阵列)、冷却体48和锁定件共同形成复合光源16。
[0077]由复合光源的半导体光源发出的光(从中示出了单独光束a、b、C、d、e)由主要光学器件的近场透镜形成为弯曲面上的光分布，其大致相当于投影透镜的珀兹伐面74，其在此构成次级光学器件72。遮光板面大致接触投影透镜的珀兹伐面。珀兹伐面在此为在投影透镜的对象空间中的弯曲面，其由投影透镜在投影透镜的图像空间中的平面上形成。在图7中，对象空间位于左方且因此在光程中位于投影透镜前方，而图像空间位于右方且因此在光程中位于投影透镜后方。
[0078]镜平面70将主要光学器件的光程分成反射部分(光束e、d)以及不反射地在遮光板上传播经过的部分(光束a、b、C)。这两个部分通过镜边缘在遮光板平面中这样限制，从而产生具有清晰的明暗界限的光分布。该光分布通过投影透镜投影到路上。在此通过镜面遮光板70将光首先被遮住的部分(光束e、d)反射到次级光学器件72上，从而该部分折射到生成的光分布的明亮区域且因此不会丢失。
[0079]光模块12的光学系统在此由复合光源16组成，该复合光源具有主要光学器件，其在中间图像面中产生光分布。次级光学器件(其珀兹伐面74大致位于中间图像面中)将中间图像的光分布投影到路上。次级光学器件72在此由投影透镜组成。但其能够在其他构造中也能够具有至少一个抛物面反射器。
[0080]遮光板70用于产生近光灯分布，其具有明暗界限(HDG)。该遮光板关于次级光学器件的珀兹伐面这样设置，遮光板将半导体光源的由主要光学器件收集且校准的光遮住或反射，其中光的遮住或反射部分并不穿过次级光学器件或在其他的光程中穿过次级光学器件，如没有遮光板的情况一样。HDG上的照明强度梯度能够以此方式提升且改善了前照灯的范围。
[0081]如上所述，复合光源16的特征在于，除了冷却体48、电路板52和半导体光源46之夕卜，还具有收集且校准半导体光源46的光的光学系统50。该光学系统在一个构造中限制在投影系统的主要光学器件上。
[0082]但在一个可选的构造中，光学系统50不仅具有主要光学器件，还具有光模块12的所有光学组件。在投影光模块中，其除了主要光学阵列之外还具有至少一个遮光板或镜70以及至少一个次级光学器件72，其中其实现为投影透镜或抛物面反射镜。同样重要的是，光模块12的维持在壳体中的第二部分18具有带悬挂和基本调整的保持框架20。
[0083]一个优选构造的特征在于，还提供有用于保持框架上的次级光学器件和遮光板的机械可调性，通过该机械可调性能够在光学轴的方向上调节次级光学器件或遮光板。
[0084]图8a，图8b，图8c示出了，在替换复合光源时复合光源与去往光模块第二部分的接口在不同阶段的截面图。在此图8a，图Sb，图Sc示出一个构造，其中锁紧元件42为复合光源16的一部分。但锁紧元件能够是保持框架20的一部分。图8a，图Sb，图Sc在此特别地示出不同位置的锁紧元件42。
[0085]在图8a中，锁紧元件42的锁钩76从后啮合第二部分18的互补锁钩78。锁紧元件42通过弹簧68保持在这个锁定位置。复合光源位于一个状态，其中其啮合到光模块12的第二部分18中。弹簧68在此预压紧。复合光源16与光模块的第二部分18锁紧。在锁紧状态中，弹簧加载的锁紧元件42将复合光源16向下按压在光模块的第二部分18的参考挡块上，且在垂直方向上无间隙地夹紧连接件。由于为了拆卸连接件必须更强烈地夹紧弹簧68，锁定的状态表示能量稳定的位置，其仅能够通过能源供应从外拆卸。
[0086]图Sb示出弹簧加载的锁紧元件，其处在为了拆卸复合光源而向下按压的位置，其中复合光源16能够从光模块的保持框架20中旋转出来且取下。在图Sb中，弹簧68最大限度地按压。接着光模块的第一部分16的锁钩76不再保持在光模块的第二部分18的锁钩后方。复合光源16解锁。此时光模块的第一部分16能够从锁定位置中旋转出来。围绕旋转节点80进行旋转移动，其由第一部分16和第二部分18的相互啮合的凸起构成。
[0087]图8c示出了，复合光源16位于从光模块的第二部分18上完全取下的状态。在这种状态下，复合光源16从壳体14取下是可能的。弹簧68最大限度地松弛。
[0088]在所述构造中，弹簧68以及锁定元件42实现为单独的组件。在另一个构造中，它们能够实施为一体组合的组件，例如作为异形弹簧，特别是作为异形钢丝弹簧。
[0089]图8a，图8b，图8c示出另一个构造，其中锁定元件为复合光源的一部分。在一个可选的构造中，弹簧加载的锁定元件为保持框架的一部分。
[0090]此外，锁定几何形状也能够刚性地成型在光模块的复合光源和第二部分上，从而复合光源必须作为整体实施锁定移动，且弹簧元件以及复合光源作为整体在保持器上的锁定几何形状中按压。类似的解决方案例如在灯泡的卡口连接中使用，其中必须移动且旋转整个灯泡，从而彼此连接或彼此分离相关组件。
[0091]独立于所述具体构造，另一个构造的特征在于，复合光源凭借可拆卸的固定元件，例如螺丝、插销、插销锁或卡锁机械可拆卸地与光模块的第二部分连接，使该复合光源能够无损地从光模块上分开并且更换。
[0092]插销、插销锁或卡锁优选配有至少一个弹簧，其将插销或其他的卡口几何形状按压进配对物中，插销形状锁合地保持在配对物中。为了拆卸该连接件，必须按压/加载弹簧，从而使插销能够从配对物中提升且连接件能够分离。因此该锁定状态为能量稳定位置。
[0093]图9a，图％，图9c，图9d用于说明复合光源(即光模块的第一部分)以及保持框架上的参考几何形状，作为光模块的第二部分的重要组件。凭借参考几何形状的帮助，复合光源静态地确定地定位于光模块中。在此将这样的几何形状理解为固体的外表形状，其允许形状锁合或力锁合。在上下文中，参考几何形状为彼此啮合的几何形状，如定心销、定心孔、定心槽或定心肋，复合光源凭借它们通过间隙配合、过渡配合或轻微的压配合来定位。但也可以在保持框架上使用简单的接触面，面对该接触面以弹簧力来按压复合光源。
[0094]用于锁定或间隙补偿的弹簧元件优选实施为金属弹簧。但其也可以是弹性体弹簧，特别是可设想弹性体-压力元件或由塑料模制的弹簧元件。如果为弹簧，则在本申请中始终是指弹性元件，如果没有特别指特殊的弹簧，则指金属弹簧或异形弹簧或类似物。
[0095]为了无间隙地按压光模块的第一部分和第二部分，优选使用至少两个弹簧，例如第一弹簧82 (或多个在同一方向作用的第一弹簧82的结构中)来在Y-Z-平面中朝三个轴承按压复合光源16且因此固定后续的自由度:围绕Y旋转，围绕Z旋转以及在X-方向上平移。另一个弹簧84能够在Z-方向上朝X-Y-平面中的另外两个挡块按压复合光源16，从而防止围绕X轴的旋转和在Y-和Z-方向的平移。
[0096]根据支承面的选择，有意义的是，仅通过间隙配合将6个自由度中的一个限制到很小的值。在此首先提供围绕X轴的旋转和在Y-方向上的平移，因为在此对于定位精确性的要求通常较小。那么，沿着Y轴的移动能够例如通过严格的间隙配合限制到很小的值。参照图9b。
[0097]如果弹簧力应当同时朝多个挡块按压光源16，则必要的是，支承点之间的弹簧力作用到光源上。如果出于结构原因没有定位弹簧，因为相关的地点例如已经被其他组件占领，则各个弹簧力也可以分到两个或多个弹簧上。在这种情况下，弹簧力的合力只须位于预设的支承点内，如从图9d看到的一样，其示出两个第一弹簧。
[0098]合适的是，用于锁定的弹簧68在图8a，图Sb，图Sc中同时当作用于间隙补偿的其他弹簧84来用。在这种情况下，其他弹簧84必须在锁定状态下具有预应力，凭借该预应力能够将复合光源16朝一个或多个挡块按压。这是图9a，图％，图9c，图9d的情况，因为其他弹簧84在那面对由第二部分18 (形式为锁定边缘78)构成的上部挡块来按压锁定元件42的锁定边缘，其中其他弹簧84同时在第二部分18的下部保持几何形状中按压第一部分
16。下部保持几何形状在此为旋转节点80的保持框架侧部分，从而复合光源在从第二部分18的保持框架20中取出时围绕该部分旋转出来。
[0099]生成的弹簧力优选为复合光源16的重力的数倍，从而在出现加速力时也能保证无间隙的固定，如其大致在路况较差的车道上行驶时出现的一样。
[0100]图9a，图％，图9c，图9d整体示出用于定位和无间隙夹紧复合光源的例子:锁定件的弹簧(即其他弹簧84)在Z方向朝两个挡块按压复合光源16:由此在Z方向上无间隙产生，并且消除了围绕X轴的旋转间隙。由第一弹簧82的弹簧力构成的其他弹簧力大致在X方向上朝三个挡块按压复合光源16。由此在X方向上无间隙产生，以及消除了围绕Y轴和Z轴的旋转间隙。在此通过间隙配合来消除最后的自由度，其在Y方向仅允许很小的间隙。可选地，能够使用于Z轴的止动面镜像对称地朝Z轴倾斜，从而在Y方向上产生同样大小的、逆向的力组分。以此方式消除Y方向的间隙。
[0101]一个优选的构造相应地设置为，凭借多个弹簧的帮助无间隙地按压复合光源和光模块的第二部分。
[0102]同样优选地，具有保持框架的第二部分具有参考几何形状，其用于使光模块定位在前照灯中，用于次级光学器件，用于复合光源以及可选地用于吸收和/或反射的遮光板。因此能够将单个光学组件之间的公差限制到很小的值。
【权利要求】
1.一种用于机动车的前照灯(10)，其具有壳体(14)、至少一个产生用于前照灯的主要功能的光的半导体光源(46)、热耦合地接触半导体光源的冷却体(48)、收集且校准半导体光源的光的光学系统(50)、与壳体(14)机械连接的保持框架(20)以及位于构成复合光源的第一部分(16)和至少包括保持框架(20)的第二部分(18)之间的接口，该保持框架将具有冷却体的半导体光源和光学系统保持在壳体(14)中，该第一部分至少包括半导体光源和冷却体，其中第一部分(16)在接口上与第二部分(20)可无损拆卸地连接，其特征在于，构成复合光源的第一部分(16)除了半导体光源和冷却体之外还具有至少一个收集且校准半导体光源的光的光学系统(50)。
2.根据权利要求1所述的前照灯(10)，其特征在于，该前照灯具有带服务孔(34)的壳体，该服务孔在出厂时是敞开的，或该壳体布置为在维修情况下在预定的服务孔区域中切开，其中前照灯壳体具有用于固定防尘盖(38)的形状，服务孔通过该防尘盖在前照灯中在替换复合光源(16)之后可再次关闭。
3.根据前述任一项权利要求所述的前照灯(10)，其特征在于，第一部分(16)和第二部分(18)共同构成光模块(12)，其为投影模块。
4.根据权利要求3所述的前照灯(10)，其特征在于，光模块(12)具有为在光分布的明暗界限上增强亮度梯度而布置的遮光板(70 )。
5.根据权利要求4所述的前照灯(10)，其特征在于，遮光板(70)为镜面遮光板，其布置为使半导体光源的落在其镜面上的光指向投影模块的次级光学器件(72)。
6.根据权利要求2至6中任一项所述的前照灯(10)，其特征在于，复合光源的光学系统具有光模块(12)的所有光 学组件。
7.根据权利要求6所述的前照灯(10)，其特征在于，光模块(12)为投影模块且复合光源的光学系统具有遮光板以及至少一个次级光学器件。
8.根据权利要求7所述的前照灯(10)，其特征在于，次级光学器件为投影透镜或抛物面反射镜。
9.根据前述任一项权利要求所述的前照灯(10)，其特征在于，复合光源的单独部分可拆卸地彼此连接。
10.根据前述任一项权利要求所述的前照灯(10)，其特征在于，复合光源具有电子组件，电接口的参数存储在其中，该参数能够通过控制设备读取。
11.根据前述任一项权利要求所述的前照灯(10)，其特征在于，复合光源配有温度传感器，特别是具有NTC或PTC电阻，能够通过它们来确定光源的温度。
12.根据前述任一项权利要求所述的前照灯(10)，其特征在于，复合光源可通过可拆卸的固定元件，例如通过螺丝、插销、插销锁或卡锁与光模块机械地连接，从而复合光源能够无损地从光模块上分开并且更换。
13.根据权利要求12所述的前照灯(10)，其特征在于，插销、插销锁或卡锁具有至少一个弹簧，其将插销或卡锁压入配对物，插销元件力锁合地和/或形状锁合地保持在该配对物中。
14.根据权利要求12或13所述的前照灯(10)，其特征在于，弹簧和锁定元件一体形成。
15.根据权利要求13所述的前照灯(10)，其特征在于，锁定元件为复合光源的一部分。
16.根据权利要求13或14所述的前照灯(10)，其特征在于，锁定元件为第二部分的一部分。
17.根据前述任一项权利要求所述的前照灯(10)，其特征在于多个弹簧元件，它们布置为使第一和第二部分无间隙地彼此紧压。
【文档编号】B60Q1/00GK103764444SQ201280039978
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月17日 优先权日:2011年8月17日
【发明者】M·布伦德勒, M·哈姆, K·法德勒 申请人:汽车照明罗伊特林根有限公司