用于机动车辆的远距离照明系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于机动车辆的照明系统的技术领域。更具体地，本发明涉及形成用 于机动车辆的远距离前照灯的照明系统。前照灯的主要功能是照亮道路并且前照灯包括各 种光学系统和光源。
【背景技术】
[0002] 已知在两种模式中操作前照灯。第一种模式通常被称为"近光"模式，提供稍微向 下偏转的光，以照亮车辆前方大约五十米的道路，并且不会使在相邻车道上的相反方向上 行进的任何驾驶员目眩。在这个操作模式下，当在夜间或在困难天气条件（雾、雪、雨）下 行进时，驾驶员能够更好地辨别附近环境。第二种模式通常被称为"远光"模式，在车辆前 方提供高强度光，并且可以显著地增加驾驶员的视野，尤其是在夜间或在困难天气条件下。 另一方面，在这种情况下，光束的方向易于使在相邻车道上的相反反向上行进或在相同车 道向前方行进的驾驶员目眩，这就是在这种情况出现时必须尽快转换为近光的原因。
[0003] 还已知的是，提供一种前照灯的附加操作模式，该附加操作模式作为自适应行驶 照明（Adaptive Driving Beam(ADB))模式或"选择性照明（selective beam)"模式，其对 应于遮挡包括在相反方向上的来车或在前方行进的车辆的一个或更多个区域的"远光"模 式。因此，这在防止使其他驾驶员炫目的同时保留了大视野。ADB操作模式的更多细节参见 文件 EP-2 415 638 A2。
[0004] 上述操作模式是有用的，但是在一些情况下，其不能在沿车辆运动的轴线的足够 长的距离上将道路照亮。实际上，当车辆例如在适当的回路上高速行进时，需要给驾驶员留 出充足的反应时间，以使得当障碍物突然出现在道路上时他们能够作出反应，即期望对障 碍物的视觉检测。
[0005] 已知使用用于发出例如文件EP-2 597 360 Al中所述的所谓的"帆形（sail)"类 型的光束的装置，该所谓的"帆形"类型的光束即由两个截止面界定的光束，该两个截止面 通常具有在车辆的中心纵向竖直面中的第一截止线和在水平面中的第二截止线，最大发光 强度发生在两个截止面的相交的附近处。然而，这个最大值的位置在截止面的高度处产生 了较大的亮度反差，这对于驾驶员可能是一个问题。文件EP-2 690 352 Al提出通过借助 于由扫描发光辐射形成的发光图像的投影来形成"帆形"类型的光束，从而解决上述问题。 控制被扫描的辐射的发光强度，来控制截止边缘的高度处的强度。然而，该扫描被控制相对 复杂的微反射镜装置所实施。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是能够在不产生高对比度以及使用易于控制的简单装置的情况下 至少局部地通过具有高发光强度的"帆形"类型光束照亮道路。
[0007] 为了这个目的，本发明提供一种用于机动车辆的照明系统，包括：
[0008] -透镜，该透镜由与所述透镜的焦平面重合的自由面界定，以及
[0009] -光源，该光源相对于光线的传播方向定位在所述透镜的焦平面的上游侧，
[0010] 其特征在于，所述透镜包括投影部，该投影部具有圆柱体的扇形部的大致形状，并 且由所述透镜的焦平面、与所述焦平面相对的被称为自由基部的平面基部以及在所述透镜 的焦平面与所述自由基部之间延伸的两个相邻面界定，
[0011] 并且所述光源包括基本上大致成盘形的发光表面（该发光表面被称为发光盘）面 向所述投影部的自由基部，以允许由所述发光盘发出的光传输进所述投影部中。
[0012] 因此，由所述光源产生的很大部分的光束从投影部的自由基部传播进投影部中， 然后传播进透镜中直至所述透镜的出口表面。
[0013] 设置所述投影部的表面，使得能够形成离开所述透镜的光束的截止面。
[0014] 此外，发光盘与透镜之间的光能损失非常小。因此，可以使用具有非常高亮度的光 源在远距离上照亮道路。
[0015] 离开所述透镜的光束的界限是所述投影部的相交部或交点的投影和所述透镜的 焦平面。因此，所述光束是由截止面界定的"帆形"类型的光束。
[0016] 此外，由于所述光源位于离所述透镜的焦平面为非零距离（因为该距离大于或等 于所述投影部的高度）的位置处，所以限制了离开所述透镜的光束的对比度。最后，尤其因 为该照明系统的部件是固定的，所以该照明系统相对简单。
[0017] 所述相邻面优选地通过连接边缘而彼此连接，所述连接边缘与所述透镜的光轴大 致重合。
[0018] 所述透镜的焦点与所述连接边缘的一端大致重合。
[0019] 因此，容易相对于透镜定位投影部。
[0020] 所述发光盘在所述投影部的自由基部上的投影优选位于离所述连接边缘为非零 偏移距离的位置处。
[0021] 因此，离开透镜的光束的高发光强度区域位于离由所述投影部的表面产生的光束 的截止面非零距离处。这等量地限制了在截止边缘的高度处的成问题的亮度反差。这还限 制了根据本发明的照明系统产生的至少两个光束的叠加中的对比度，例如在车辆在每一个 光束的截止面的高度处装备有近侧前照灯和远侧前照灯的条件下。
[0022] 所述发光盘的中心在所述投影部的自由基部上的投影优选位于所述自由基部的 二等分线上。
[0023] 因此，离开所述透镜的光束相对于将截止面二等分的平面对称。
[0024] 所述投影部的自由基部与所述发光盘优选间隔开非零的保护距离，所述非零的保 护距离优选等于0. 2mm。
[0025] 所述保护距离限制所述光源与所述投影部之间的有问题的热传递。
[0026] 所述投影部的高度优选是所述偏移距离和制成所述投影部的材料的折射率的函 数。
[0027] 因此，所述高度被确定，以使得所述光束穿过所述投影部与所述焦平面相交的表 面的所有点。
[0028] 形成所述投影部的所述圆柱体扇形部的角度大小位于40°与60°之间，优选等 于 45°。
[0029] 因此，离开所述透镜的光束具有帆形的大致形状，其截止面以接近90°的角度相 交。
[0030] 所述投影部优选地至少部分地由选自聚甲基丙烯酸甲酯（PMM)、聚碳酸酯（PC) 和娃树脂的材料制造。
[0031] 这些材料在可见光谱中的波长上是透光的并且在这些波长上具有非常低的吸收 系数。此外，如果形成所述投影部的圆柱体扇形部的角度大小为大约45°，则根据折射的斯 涅耳-笛卡尔定律，这些材料的折射率的值（其为大约1.5)阻止全部光束穿过这些面。然 后这些面完全反射所述光束并且确保最大光能保留在所述投影部和所述透镜中。
[0032] 所述投影部与所述透镜的剩余部分优选为成一体部件。
[0033] 因此，在所述投影部与所述透镜之间不存在可能产生不需要的光束的部分反射和 /或偏差的有害界面。
[0034] 所述光源优选包括经由波长转换装置发射光的激光光源，所述波长转换装置包括 磷光材料层。
[0035] 所述光源能够传输具有高光能的单色光束。磷光材料层是波长转化器，将单色光 束转换为白色光。
[0036] 本发明还提供特征在于用于装配根据本发明的照明系统的用于照明系统的透镜。
【附图说明】
[0037] 在阅读仅通过示例方式给出的下面的说明以及参照附图的基础上，本发明将被更 好地理解，其中：
[0038] 图1是根据本发明的照明系统的透视图；
[0039] 图2是图1的照明系统的局部的更大比例的透视图；
[0040] 图3是图1的照明系统的透镜的投影部的透视图；以及
[0041] 图4是图示离开图1的照明系统的光束的发光强度的分布的图形。
【具体实施方式】
[0042] 参见图1和2,用于机动车辆的照明系统10包括由与透镜的焦平面14 一致的自由 面13和具有大致半球形的出口表面16界定的透镜12。透镜还由光轴18和位于光轴与焦 平面相交处的焦点20限定。透镜的出口表面是位于焦距20与无穷远之间的消像散的屈光 面。透镜包括投影部22,优选与透镜的剩余部分成一体部件，该投影部的形状和功能将在下 文中描述。透镜和投影部由例如具有大约1. 5的折射率N的对可见光谱透明的材料构成。
[0043] 标准光源24面向投影部22放置。其包括发出单色光束的激光二极管（未示出）。 在一个实施例中，二极管传输大约I. 6W的光能，