低轮廓高效率车辆led模块和前照灯的制作方法_2

文档序号:9862014阅读:来源:国知局
的水平是可行的。
[0039]同样如图1-1C和2-2C所示,车辆照明模块10和20可以包括沿透镜11、21的出射面18、28的多个光学元件19、29。光学元件19、29配置成根据照明模块10、20的应用而使准直光图案13、23成形为特定形状。例如,当光学元件19、29设置在车辆前照灯应用中时,光学元件19、29可以配置成形成适合于用作近光前照灯的光图案,即,相对接近车辆照明模块10、20引导的宽图案。作为另一个示例,光学元件19、29可以配置成形成适合用作远光前照灯的光图案13、23,即,比近光前照灯更远离车辆引导的窄图案。更进一步地,光学元件19、29可以配置在车辆照明模块10、20内以使光图案13、23成形为雾灯、近光灯、远光灯、静态弯曲灯和/或日间行车灯。
[0040]车辆照明模块10、20可以在光传输效率和准直度之间潜在的权衡方面被优化。例如,具有有矩形光阑(例如,矩形形状出射面19)的单个近场透镜元件12、22的透镜11、21的设计通常显示较低的传输效率(例如,50%或更少)。这特别是比如近场透镜元件12这样的非圆形透镜元件的情况。另一方面,单个近场透镜元件可以在某些方面使来自LED光源14的具有朗伯特征的入射光准直为下降到大约3度,这取决于LED源14的尺寸和其他考虑因素(例如,透镜11、21的折射率)。
[0041]虽然很大程度的准直是有益的一一特别对于远光前照灯应用一一但设计具有多个透镜元件12、22的透镜11、21以增加光传输效率可以是有利的。优选地,三个或更多的近场透镜元件12、22集成在透镜11、21内以实现近似65%或更好的光传输效率,同时准直水平下降到5度或更少。然而,特定应用不需要车辆前照灯应用所需的准直度。例如,雾灯和日间行车灯应用分别仅需要从6度到8度和小于10度的准直。因此,当近场透镜元件12、22在这些较少方向应用(即雾灯和日间行车灯)中采用时,更多的近场透镜元件12、22可以配置在照明模块10、20内以进一步地提高光传输效率。
[0042]车辆照明模块10、20内的多个近场透镜元件12、22的使用特别为低轮廓配置提供很大程度的设计柔性。具有有非圆形形状出射面的透镜的照明模块通常遭受传输效率的明显损失。这里,在没有比如车辆前照灯应用这样的应用所需的准直度的明显牺牲的情况下,集成在透镜11、21(通常具有不同的焦距)内的多个透镜元件12、22明显地提高照明模块10,20的光传输效率。因此,模块10、20的低轮廓设计(即,高度与宽度的低高宽比)是可行的。
[0043]更进一步地,具有集成的近场透镜元件12、22的透镜11、21的单件设计的使用导致模块10、20具有较短的深度轮廓(在从出射面18、28到输入面16、26的方向上)。LED光源14、24仅需要安装在透镜11、21的凹进部分中,不通过任何附加部件与输入面16、26分离。在模块10、20的优选配置中,从出射面18、28到LED光源14、24的深度轮廓为大约50mm或更少;宽度为大约80到90mm并且高度为大约40到45mm。甚至更优选地,模块10、20的深度轮廓为大约25mm或更少:宽度为大约80到90mm并且高度为大约20到25mm。然而,应该理解的是,具有根据上述示例性配置变化的尺寸的模块10、20的其他低轮廓配置是可行的。
[0044]参考图3-3C,描绘根据本发明的另一方面的具有一对相邻的照明模块52、54的车辆前照灯总成40。模块52、54可以配置成用于近光和远光前照灯应用。每个模块52、54包括透镜41和LED光源44,LED光源44引导来自光源44的入射光通过透镜41。如图所示,透镜41的出射面48在形状上为大体上矩形的,然而输入面46在形状上为大体上圆形的。此外,每个透镜41包括多个近场透镜元件42。这些近场透镜元件42配置成从透镜41的出射面48传输包含来自LED光源44的至少60%入射光的准直光图案43。应该理解的是,由车辆前照灯总成40采用的近光和远光照明模块52和54以与图1-1C中描绘的车辆照明模块10相似的方式操作并且可以以与图1-1C中描绘的车辆照明模块10相似的方式配置(例如,透镜41可以具有三个近场透镜元件42)。
[0045]同样,如图4-4C所示,分别描绘根据本发明的另一个方面的具有一对相邻的照明模块72、74的车辆前照灯总成60。模块72、74也可以配置成用于近光和远光前照灯应用。这里,每个模块72、74包括透镜61和LED光源64,LED光源64引导来自光源64的入射光通过透镜61。透镜61的出射面68在形状上为大体上圆形的,类似于在形状上也为大体上圆形的输入面66。此外,每个透镜61包括多个近场透镜元件62 (类似于透镜元件42—一参照图3-3C)。这些近场透镜元件62配置成从透镜61的出射面68传输包含来自LED光源64的至少60%入射光的准直光图案63。此外,由车辆前照灯总成60采用的近光和远光照明模块72和74可以以与图2-2C中描绘的车辆照明模块20相似的方式配置和操作(例如,透镜61可以具有三个近场透镜元件62)。
[0046]如图3、3A和4、4A进一步地描绘,前照灯总成40、60包括分别用于容纳照明模块52、54和72,74的壳体50、70。壳体50、70可以配置成由宽度,50w、70w ;高度,50h、70h ;和深度,50d、70d限定的大体上矩形立方体形状。壳体50、70可以由如汽车领域中已知的各种材料制成;然而,由壳体50、70的宽度(50w、70w)和高度(50h、70h)限定的表面应该是半透明的以允许准直光图案43、63根据其预期功能(例如,准直近光前照灯图案、远光前照灯图案,等)离开壳体。
[0047]图3-3C和4-4C还描绘具有包括沿透镜41、61的出射面48、68的多个光学元件49,69的照明模块52、54和72、74的车辆前照灯总成40和60。光学元件49、69配置成使准直光图案43、63成形为特定形状一一例如,近光或远光前照灯图案。更进一步地,光学元件49、69可以配置在车辆照明模块52、54和72、74内以使光图案43、63成形为雾灯、近光灯、远光灯、静态弯曲灯和/或日间行车灯,这取决于所需的应用。优选地,这些壳体50、70是按尺寸的,并且配置模块52、54和72、74,使得壳体的高度与宽度的高宽比为大约1:8。甚至更优选地,壳体50、70的高度与宽度比为大约1:4。此外,壳体50、70可以具有下面的尺寸:高度50h、70h大约20到55mm ;宽度50w、70w大约150到200mm ;和深度50d、70d大约20 到 55mm。
[0048]上述实施例是示例性的。根据本发明的其他配置是可行的。例如,模块10、20中采用的透镜11、21可以具有有连续变化焦距的近场透镜元件组合12、22。这样的配置类似于多个近场透镜元件。作为另一个示例,透镜11、21的出射面18、28可以由不同的形状表征,条件是它们可以容纳多个近场透镜元件12、22。还应该理解的是,根据所需的前照灯功能,前照灯总成40、60可以具有不同数量和形状的照明模块52、54、72、74。例如,前照灯总成40、60可以具有多个低轮廓照明模块52、54、72和/或74以用于给定的照明或信号功能(例如,具有两个照明模块52的近光功能)。因此,前照灯总成40、60可以包含两组照明模块,每组照明模块指定用于近光和远光功能。
[0049]在另一个实施例中,图5-?描绘具有透镜91的车辆前照灯模块90。透镜91包括多个近场透镜元件92、输入面96 (参照图5A)和出射面98(参照图5)。如这些附图中所示,车辆前照灯模块90的透镜91的出射面98在形状上为大体上六边形的,并且输入面96在形状上为大体上圆形的。还应该理解的是,出射面98的其他形状和配置是可行的,包括在本公开的上述其他实施例中举例说明的形状。
[0050]再次参考图5-?中描绘的车辆前照灯模块90,透镜91的外壁可以限定以示例性的方式描绘的具有大体上六边形形状的罩板91a。罩板91a可以成形以适应输入面96和出射面98的形状。此外,透镜91可以由光学半透明材料制成,比如聚碳酸酯、玻璃,或具有高光学质量且能够以紧密度容限制造的其他半透明材料。近场透镜元件92、输入面96和出射面98集成在透镜91内。有利地,罩板91a也可以集成到透镜91中并且可以包含光学半透明材料,比如聚碳酸酯、玻璃或其他半透明材料。因此,透镜91和罩板91a通常可以由整块材料制成。因为车辆前照灯模块90具有高于50%的高光传输效率,罩板91a还可以包含具有低或中等半透明性的材料和一一在某些方面一一大体上不透明的材料。同样,罩板91a可以制造为脱离透
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