光模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光模塊，具有光源、主光學單元和反射器。在此，主光學單元具有透鏡元件，該透鏡元件構成為通過圍繞旋轉軸線旋轉假想的旋轉基面形成的假想的旋轉體的扇形區(qū)段，其中旋轉基面在此這樣構成，即，透鏡元件具有面向旋轉軸線且在旋轉軸線周圍拱起的光入射面，并且具有關于旋轉軸線位于徑向外部的光出射面，其中反射器具有至少一個反射器區(qū)，它構成為假想的、旋轉對稱的、所屬的圓錐的表面的部段，其中該圓錐的對稱軸線平行于透鏡元件的旋轉軸線延伸。
【專利說明】光模塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述的機動車照明裝置的光模塊。
【背景技術】
[0002]在本申請中，光模塊是指照明裝置本身的發(fā)光單元，它發(fā)出期望的照射光分布。
[0003]從現(xiàn)有技術中已知各種不同的、用于機動車的照明裝置。在此，尤其劃分為前大燈和指示燈。前大燈主要用照亮機動車前部地帶中的行車道，但也通過讓其它交通參與者看到該機動車來提高交通安全性。相應地，前大燈通常設置在機動車的正面區(qū)域中。相反，指示燈主要用來通過讓其它交通參與者看到該機動車來提高交通安全性。指示燈作為正面指示燈應用在機動車的正面區(qū)域中(例如停車燈、閃光燈)，或作為尾部指示燈應用在機動車的尾部區(qū)域(例如剎車燈、尾燈)。還已知側面的指示燈，例如作為側面標志燈。
[0004]借助照明裝置產(chǎn)生的照射光分布應根據(jù)應用領域來確定，通常具有法律上規(guī)定特征的強度分布曲線。借助前大燈尤其應該發(fā)出遮蔽的、具有獨特的明暗界限的光分布(近光燈、霧燈)，或者發(fā)出具有斑狀照亮區(qū)域的遠光燈-光分布。在指示燈的區(qū)域中還希望產(chǎn)生這樣的照射光分布，即它通過彎曲延伸的、帶狀的橫截面來照明。同樣對于指示燈來說，還希望產(chǎn)生地毯式或扇子狀的光分布。它們例如具有側面的擴展，其明顯越過了光幕或光扇(LichtfScher)的厚度。
[0005]為了也產(chǎn)生具有這種非常規(guī)的空間走向的照射光分布，大多需要相對繁雜地設置多個透鏡、光導體、棱柱和/或多個反射器。由于部件眾多且結構復雜，這種解決方案通常很昂貴且需要許多構造空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，提供一種光模塊，借助它能夠以簡單且成本低廉的方式也能達到非常規(guī)的照射光分布，并且只需少量的構造空間。
[0007]此目的通過按權利要求1所述的光模塊得以實現(xiàn)，它具有至少一個用來發(fā)出光線的光源和從屬于該光源、用來使發(fā)出的光線聚集成主光分布的主光學單元。此外，光模塊還具有反射器，該反射器這樣構成和設置，使得主光學單元的主光分布可偏轉或形成到光模塊的照射光分布中。
[0008]在此，主光學單元具有透鏡元件，它構成為通過圍繞旋轉軸線旋轉假想的旋轉基面形成的、假想的旋轉體的扇形區(qū)段。旋轉基面在此這樣構成，使得透鏡元件具有面向旋轉軸線且在旋轉軸線周圍拱起的光入射面和關于旋轉軸線位于徑向外部的光出射面。反射器具有至少一個反射器區(qū)，它構成為假想的、圍繞著旋轉軸線旋轉對稱的、所屬的圓錐的表面的部段。該圓錐的對稱軸線平行于透鏡元件的旋轉軸線延伸。就此而言，假想的圓錐構成為筆直的圓錐，它的高度沿著其對稱軸線延伸。
[0009]因為透鏡元件構成為旋轉體的扇形區(qū)段并且圍繞旋轉軸線拱起，所以可掃掠到相對較大的立體角范圍。該透鏡元件尤其能夠圍繞著光源的整個用來發(fā)光的部段拱起。在此，透鏡元件的光學特性由旋轉基面的構造決定。如果打算借助常規(guī)的透鏡來擴大由常規(guī)透鏡關于光源探測到的立體角范圍，則必須借助透鏡的側面擴展來擴大透鏡的厚度，以保留光學特性。這一點使透鏡的制造更加昂貴，并且使透鏡更重。相反，按本發(fā)明的光模塊的透鏡元件可設計得相對較薄，并因此設計得輕。此外，由于壁厚更薄，從而降低了光線的抑制，并因此實現(xiàn)了具有更高光學效率的光模塊。
[0010]旋轉體在本申請中是指這樣的旋轉體，即它通過產(chǎn)生的平面曲線(在此是旋轉基面)圍繞旋轉軸線的旋轉形成。透鏡元件由旋轉對稱的旋轉體構成，作為含有旋轉軸線的截面(扇形區(qū)段)。該扇形區(qū)段由兩個沿著旋轉軸線相交的扇形面限定，它們圍成一個扇形角。該扇形角優(yōu)選在90和270°之間，尤其是180°。但是，該概念“扇形區(qū)段”還包含完整的扇形區(qū)段，即透鏡元件還可構成為圍繞著旋轉軸線的完整旋轉體。
[0011]借助透鏡元件，能夠由光源的光線中產(chǎn)生基本上垂直于旋轉軸線的光幕或光扇，它的厚度通過旋轉基面沿著旋轉軸線的擴展來確定。就此而言，透鏡元件由面向旋轉對稱軸線的光入射面以及關于旋轉對稱軸線位于徑向外面的光出射面限定，使得由假想的點光源(其在光入射面的區(qū)域中設置在旋轉軸線上)射出的光分布變形為輸出光束，該輸出光束位于由旋轉對稱地圍繞旋轉軸線延伸的錐面限定的空間范圍內(nèi)。通過旋轉基面的適當構造，可使輸出光束位于兩個平行的平面內(nèi)，這兩個平面垂直于旋轉軸線延伸。
[0012]擴展的主光分布能夠借助空間上受限制的反射器通過有針對性地設置反射器區(qū)偏轉到期望的照射光分布中。就此而言，反射器區(qū)能夠有針對性地修剪，從而可節(jié)省構造空間。那么照射光分布的特征在于，光線基本上平行地通過由不同反射器區(qū)布局照亮的橫截面射出來。
[0013]反射器優(yōu)選借助其反射器區(qū)只遮蓋這樣的空間區(qū)域，主光分布在光模塊運行時射出到該空間區(qū)域中。
[0014]為了達到具有期望特性的透鏡元件，旋轉基面能夠由面向旋轉軸線的內(nèi)邊界線這樣限定，即在旋轉時形成面向旋轉軸線的光入射面。在背向旋轉軸線的方向上，旋轉基面由關于旋轉軸線尤其凸出延伸的外邊界線這樣限定，使得透鏡元件具有關于旋轉軸線位于徑向外面的光出射面。因此，光出射面在含有旋轉軸線的剖面中具有凸起的走向。該光入射面圍繞著旋轉軸線拱起。
[0015]透鏡元件優(yōu)選由有光學效果的透鏡材料構成，例如指光學密度比空氣更大(更大的折射率)的透明材料。尤其可考慮玻璃和塑料，例如亞克力玻璃或聚碳酸酯。尤其后者能夠成本低廉地且以較高的精度在注塑工藝中加工而成。
[0016]光源能夠構成為具有拉伸的螺旋形燈絲的白熾燈。這種光源尤其這樣設置，使得螺旋形燈絲的拉伸方向與旋轉軸線平行，或者該螺旋形燈絲在旋轉軸線上延伸。還可考慮應用半導體光源，尤其是具有基本上平坦的光出射面的LED。然后該LED能夠這樣設置，使得光出射面沿著旋轉軸線延伸或該旋轉軸線延伸經(jīng)過光出射面。LED通常在半空間中按朗伯(Lambert)定律射出光線。在這種情況下，透鏡元件只在LED的射出區(qū)域中延伸就足夠了。就此而言，能夠選擇包含一半旋轉體的扇形區(qū)段。
[0017]在包含旋轉軸線的剖面中，透鏡元件優(yōu)選在背向旋轉軸線的方向上由關于旋轉軸線凸出延伸的外邊界線限定。就此而言，光出射面在穿過旋轉軸線的剖面中是凸出的。光入射面能夠同樣關于旋轉軸線凸出地彎曲，即旋轉基面在這種情況下在其面向旋轉軸線的側面上由凹下的內(nèi)邊界線限定。在這種情況下，旋轉基面構成為凹下-凸起的透鏡面的形式。但是光入射面也能夠是筆直的，即旋轉基面構成為平-凸的橫截面。還可考慮旋轉基面，它構成為雙面凸起的會聚透鏡橫截面。
[0018]旋轉基面優(yōu)選關于基體對稱軸線鏡面對稱地構成，其中，旋轉基面垂直于基體對稱軸線延伸并且在光學中心與該基體對稱軸線相交。該旋轉基面總是作為透鏡元件的橫截面在每個含有旋轉軸線的剖面中產(chǎn)生。就此而言，透鏡元件也相對基體對稱面鏡面對稱地構成，其中該基體對稱面垂直于旋轉軸線延伸。通過基體對稱軸線圍繞著旋轉軸線的旋轉，定義出該基體對稱面?；w對稱軸線或基體對稱面與旋轉軸線的交點定義出該布局的光學中心。
[0019]旋轉基面能夠局部構成為透鏡式或透鏡狀，但也至少局部具有線性延伸的限定線。還可考慮的是，旋轉基面局部具有相互毗鄰的線狀或凸出彎曲的限定線。旋轉基面能夠局部由圓弧限定，它通過半徑和圓心來表征。該圓心尤其位于透鏡元件的旋轉軸線上或位于旋轉軸線和透鏡元件之間。還可考慮的是，該圓心關于旋轉軸線位于與旋轉基面相對而置的側面上。
[0020]光源優(yōu)選設置在光學中心內(nèi)，該光學中心通過旋轉軸線與基體對稱面或基體對稱軸線相交產(chǎn)生。光模塊使假想的點光源源自光學中心的、發(fā)散的光線束集到平行的錐面狀的面之一構成的空間區(qū)域中。如果該光源構成為LED，則光學中心優(yōu)選位于光出射面上。如果該光源是指具有拉伸的螺旋形燈絲的白熾燈，則該螺旋形燈絲優(yōu)選沿著旋轉軸線并且延伸經(jīng)過光學中心。
[0021]如同已闡述的一樣，透鏡元件的旋轉基面優(yōu)選關于所述的基體對稱軸線鏡面對稱地構成。那么對于透鏡元件來說典型的是，旋轉基面這樣構成，使得通過圍繞其基體對稱軸線旋轉對稱的旋轉基面產(chǎn)生的假想的基本透鏡同樣具有規(guī)定的折射的光學特性(只要該基本透鏡由有光學效果的透鏡材料制成)。該假想的基本透鏡尤其具有束集光線的特性，其中基本透鏡配備有焦距，使得所屬的焦點位于旋轉軸線上并且尤其位于光學中心內(nèi)。就此而言，該假想的基本透鏡，尤其具有基本會聚透鏡的特性，它的焦點位于光學中心內(nèi)。
[0022]但還可考慮的是，想象中的基本透鏡配備有焦距，使得所屬的焦點位于基本透鏡和旋轉軸線之間。同樣，該焦點能夠關于旋轉軸線位于與基本透鏡相對而置的側面上。
[0023]根據(jù)所選的基本透鏡的焦距，通過旋轉產(chǎn)生的透鏡元件從假想的、設置在光學中心的旋轉軸線上的點光源或其它射出發(fā)散光束的光源的光線中產(chǎn)生不同種類的主光分布。如果例如焦點位于光學中心內(nèi)，則設置在光學中心內(nèi)的點光源的光線變成主光分布，該主光分布由相互平行且垂直于旋轉軸線延伸的光束構成。該扇狀主光分布的厚度通過透鏡元件沿著旋轉軸線的伸展來決定。相反，如果所述焦點位于基本透鏡和光學中心之間，則透鏡元件將由假想的點光源在光學中心內(nèi)射出的光線束集在圍繞著旋轉軸線延伸的聚焦中心線或該聚焦中心線(Brennkreislinie)的部段中。如果焦點關于光學中心位于與基體線相對而置的側面上，則透鏡元件使設置在光學中心中的點光源的光線偏轉到縮小了發(fā)散角度的輸出光束中。
[0024]另一構造方案是，旋轉基面這樣構成，即旋轉基面圍繞著基體對稱軸線的假想旋轉體具有基本透鏡束集光線的特性，該基本透鏡這樣構成，即借助該假想的基本透鏡源自光學中心的、發(fā)散的光束能夠在同中心地圍繞著假想的基本透鏡的基體對稱軸線延伸的聚焦中心內(nèi)束集起來。就此而言，想象中的基本透鏡可能將點光源的發(fā)散的光線束集在聚焦中心上。那么由相應的旋轉基面構成的透鏡元件的特征是，光線在兩個隔開的、分別通過源自旋轉軸線的錐面限定的空間范圍中束集起來，該光線由假想的光源在旋轉軸線上在光入射面的范圍內(nèi)發(fā)出。因此，該透鏡元件能夠用于產(chǎn)生雙層扇形區(qū)段形式的光分布。扇形區(qū)段的兩層在此沿著旋轉軸線前后依次設置。
[0025]此外，如果所述基本透鏡還定義了所屬的基體對稱軸線上的焦點，則通過所屬旋轉基面的旋轉獲得的透鏡元件，假想的點光源的光線在旋轉軸線上偏轉到具有三個沿著旋轉軸線依次設置的扇狀光束的光分布中。就此而言，借助該構造方案能夠沿著旋轉軸線產(chǎn)生三個依次設置的、具有不同厚度的光幕或光扇(三層的光扇)。
[0026]旋轉基面優(yōu)選這樣構成，即源自旋轉軸線、尤其源自光學中心的發(fā)散的光束(其出現(xiàn)在光入射面上)偏轉到由光束構成的輸出光束中，該光束在包含旋轉軸線的剖面中平行地延伸。就此而言，這種透鏡元件用來產(chǎn)生具有恒定厚度和密度的光扇和光幕。但還可考慮的是，發(fā)散的、源自旋轉軸線的光束偏轉到由光束構成的輸出光束中，該光束在包含旋轉軸線的剖面中會聚起來。
[0027]最后還可考慮的是，輸出光束的光束同樣發(fā)散，但這些光束的發(fā)散角度在這種包含旋轉軸線的剖面中比源自旋轉軸線的光束的發(fā)散角度更小。
[0028]光模塊的一種尤其優(yōu)選的構造形式通過以下方式得出，S卩，反射器具有至少一個反射器區(qū)，其中，如上所述從屬于該反射器區(qū)的圓錐的對稱軸線在透鏡元件的旋轉軸線上延伸。因此在這種構造方案中，透鏡元件以及所述的反射器區(qū)都至少局部圍繞著同一個旋轉軸線是旋轉對稱的。
[0029]但與上述構造方案不同的是，假想的從屬于反射器區(qū)的圓錐的對稱軸線也能相對于對稱軸線傾斜地定向。
[0030]反射器區(qū)尤其構成為帶狀的部段，它沿著假想的圓弧或圓弧部段圍繞著旋轉軸線延伸。
[0031]該帶狀的反射器優(yōu)選具有沿著旋轉軸線測量的寬度，它的大小正好相當于由帶狀反射器探測到的源自透鏡元件的主光分布。
[0032]借助上述構造方案獲得了聚焦的反射器。但還可考慮反射器的非聚焦構造。為此，至少一個反射器區(qū)能夠具有散射的棱面或散射結構，它例如通過與圓錐表面局部不同取向的反射面構成。
[0033]反射器優(yōu)選具有多個不同的反射器區(qū)。因此，第一反射器區(qū)能夠構成為第一旋轉對稱的圓錐的表面的部段，并且第二反射器區(qū)構成為第二旋轉對稱的圓錐的表面的部段。在此，第一圓錐與第二圓錐是不同的。這一點可使源自透鏡元件的扇狀的光分布借助反射器區(qū)劃分為兩個不同的發(fā)光區(qū)域(例如兩個發(fā)光環(huán))。
[0034]假想的、從屬于反射器區(qū)的圓錐的所有對稱軸線優(yōu)選重合。對稱軸線尤其都在旋轉軸線上延伸，其中，不同的圓錐沿著旋轉軸線相互偏置，即圓錐的頂點沿著旋轉軸線位于不同的位置上。
[0035]如果觀察第一和第二反射器區(qū)，則第二反射器區(qū)尤其這樣設置(即第二假想的圓錐的部段這樣選擇)，使得在垂直于旋轉軸線的投影中觀察第二反射器區(qū)直接鄰接或重疊在第一反射器區(qū)上。但是，第二反射器區(qū)在此相對于第一反射器區(qū)在徑向方向上關于旋轉軸線偏置。
[0036]不同的圓錐尤其具有相同的張角。如果這些圓錐沿著旋轉軸線偏置，則反射器區(qū)相互平行地延伸，但朝旋轉軸線具有不同的徑向間距。
[0037]但是，不同的圓錐還能夠具有不同的張角。因此，相應的反射器區(qū)通常不再是平行的。這使光線能在不同射出方向上偏轉。
[0038]還有利的構造方案是，不同的反射器區(qū)分別配備有假想的、旋轉對稱的圓錐(其具有相互不同的對稱軸線)。這些不同的對稱軸線優(yōu)選相互平行和/或朝旋轉軸線延伸，但相互平行地偏置。最后還可考慮這樣的構造方案，即假想的圓錐的對稱軸線相互傾斜。
[0039]反射器可尤其具有多個構造得與描述一樣的反射器區(qū)，其中不同的反射器區(qū)沿著反射器準線設置。這些反射器準線能夠彎曲地、尤其圓形地延伸。為了沿著反射器準線設置反射器區(qū)，能夠在每個反射器區(qū)上定義出區(qū)域場點，例如作為各尤其構成為多邊形的反射器區(qū)的重心或定義的角部。不同反射器區(qū)的區(qū)域場點則位于反射器準線上。
[0040]多個反射器區(qū)中的每個又都構成為假想的旋轉對稱的圓錐的表面的部段。根據(jù)反射器準線的構造，從屬于反射器區(qū)的圓錐彼此不同，例如沿著反射器準線相互偏置。不同的圓錐尤其具有協(xié)調(diào)一致的張角。不同圓錐的對稱軸線優(yōu)選相互平行地延伸。所述的反射器準線可例如構成為圓形，它在引導交點中與旋轉軸線相交。該引導交點尤其位于布局的所述光學中心內(nèi)，即與基體對稱面或基體對稱軸線和旋轉軸線的交點重合。
[0041]此外還可考慮這樣的構造方案，S卩，多個不同的假想的圓錐具有彼此不同的張角。所屬的對稱軸線能夠相互傾斜地延伸。
[0042]在所有構造方案中，各自的反射器區(qū)尤其這樣構成，使得源自透鏡元件的主光分布的光線在沿著旋轉軸線的方向上偏轉。這一點定義了光模塊的主射出方向。如果旋轉軸線這樣構成，即主光分布的光束基本上垂直于旋轉軸線進行延伸，則從屬于反射器區(qū)的圓錐優(yōu)選具有45°的張角。
[0043]為了在上述構造方案中制造光模塊的反射器，不同的反射器區(qū)能夠設置在連續(xù)的反射器主體上。該反射器主體可例如在注塑工藝中優(yōu)選由塑料制成，其中單個的反射器區(qū)在反射器主體的表面上形成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]本發(fā)明的其它細節(jié)和有利的構造方案從以下說明書中得出，借助該說明書詳細地描述和闡述了本發(fā)明的在附圖中示出的實施例。
[0045]其中:
[0046]圖1在橫截面中示出了具有透鏡元件的光模塊的細節(jié)圖；
[0047]圖2在透視的側視圖中示出了圖1的光模塊的細節(jié)圖；
[0048]圖3和4在示意性的視圖中闡述了按圖1和2的光模塊的主光分布；
[0049]圖5在示意性的視圖中闡述了透鏡元件的實施例；
[0050]圖6在示意性的視圖中闡述了透鏡元件的另一實施例；
[0051]圖7在示意性的視圖中闡述了透鏡元件的再一個實施例；
[0052]圖8在示意性的視圖中闡述了透鏡元件的再一個實施例；
[0053]圖9示出了按本發(fā)明的光模塊的另一實施例；[0054]圖10不出了光模塊的再一個實施例；
[0055]圖11示出了按本發(fā)明的光模塊的另一實施例。
【具體實施方式】
[0056]在以下說明書中，相同的構件和特征分別用相同的附圖標記表示。
[0057]圖1和2示出了按本發(fā)明的光模塊10的一個部段，其例如可應用在機動車-照明
裝置中。
[0058]為了進行以下闡述，參照在右手邊定向的笛卡爾坐標系統(tǒng)，并且例如在圖1和2中除了光模塊10以外還示出了該坐標。
[0059]光模塊10首先具有用來發(fā)出光線的光源12，并且具有構成為用于光源12的附加光學單元的主光學單元14，借助該主光學單元可將從光源12中發(fā)出的光線聚集成主光分布16。
[0060]主光學單元14包含透鏡元件18。但是，該主光學單元14還可具有其它光學的功能元件。透鏡元件18具有光入射面20，光源12的光線能夠通過該光入射面20耦合到透鏡元件18中。此外,透鏡元件18還具有光出射面22,光線能夠通過該光出射面從透鏡元件18中輸出并且作為主光分布16發(fā)出。
[0061]如圖2可看到，透鏡元件構成為圍繞著旋轉軸線24的圓環(huán)狀的旋轉體的扇形區(qū)段。該旋轉軸線24關于所選的坐標系統(tǒng)沿著X-軸線延伸。
[0062]該旋轉體通過以下方式產(chǎn)生，即，旋轉基面26圍繞著旋轉軸線(X-軸線)。圖1以剖面圖示出了坐標系統(tǒng)的X-Z平面中的旋轉基面26。當然，每個剖面都沿著含有旋轉軸線24的平面通過透鏡元件18提供了旋轉基面26的相當于圖1的圖面。透鏡元件18構成為假想的旋轉體的通過半空間(關于所選的坐標系統(tǒng)沿著正的Z-軸線)延伸的扇形區(qū)段。
[0063]旋轉基面26由面向旋轉軸線24的內(nèi)邊界線28限定，它基本上筆直地、平行于X-軸線(旋轉軸線24)延伸。在背向旋轉軸線24的方向上，旋轉基面26由關于旋轉軸線24凸出延伸的外邊界線30限定。因為透鏡元件18構成為該旋轉基面26的旋轉體，所以光入射面20以(半)筒狀面的形式圍繞著旋轉軸線24拱起。光入射面20因此在y-z平面中呈圓形地彎曲，但在所有包含旋轉軸線24的剖面中無彎曲地構成。光出射面22在剖面圖中平行于y-z平面具有圓形的走向，在通過旋轉軸線24的剖面圖中具有透鏡狀的凸出的走向。就此而言，旋轉基面26具有平-凸的會聚透鏡橫截面。
[0064]在圖1所示的剖面圖中，旋轉基面26朝基體對稱軸線32鏡面對稱地構成。該基體對稱軸線32垂直于旋轉軸線24延伸，并且在光學中心34中相交。在所選的坐標系統(tǒng)中，基體對稱軸線32平行于Z-軸線進行延伸。因此，構成為旋轉基面26的旋轉體的透鏡元件18朝基體對稱面是鏡面對稱的，該基體對稱面與y-z平面平行地延伸并且同樣在光學中心34中與旋轉軸線24相交。
[0065]光源12這樣設置，即，光源12用來射出光線的部段位于光學中心34的區(qū)域中。
[0066]旋轉基面26這樣構成,使得發(fā)散的光束(其源自光學中心34)由透鏡兀件18這樣偏轉，即主光分布16的所屬的輸出光束由基本上平行延伸的光束構成。就此而言，透鏡元件18使源自旋轉軸線24的、發(fā)散的光束偏轉主光分布16中，該光束在包含旋轉軸線24的剖面中分別由平行的光束構成(對照圖2)。[0067]圖3和4描繪了主光分布16，它能夠借助透鏡元件18從設置在光學中心34中的光源12的發(fā)散式放射出的光線中獲得。在此，圖3示出了與旋轉軸線24垂直的視圖。圖4示出了與旋轉軸線24垂直的側視圖?？煽吹?，主光分布16限定在以下空間區(qū)域中，即該空間區(qū)域基本上定義在兩個垂直于旋轉軸線24延伸的平面之間。就此而言，透鏡元件18這樣構成，即從設置在光學中心34中的點光源中能夠產(chǎn)生基本上平緩的光扇或光幕，它的厚度沿著旋轉軸線24通過透鏡元件18的沿著旋轉軸線24的尺寸來決定。
[0068]借助圖5至7，描述了三個用于旋轉基面26的可考慮的構造方案，并且闡述了透鏡元件18的由此引起的特性。
[0069]在這三種所示的情況下，旋轉基面26具有兩面凸起的會聚透鏡橫截面，并且由凸出延伸的內(nèi)邊界線28以及凸出延伸的外邊界線30限定。旋轉基面26再次關于基體對稱軸線32鏡面對稱地構成。為了討論光學特性，可研究假想的基本透鏡，它通過旋轉基面26圍繞著基體對稱軸線32的旋轉而產(chǎn)生。
[0070]在圖5至7的情況下，分別從屬于旋轉基面26的基本透鏡分別配備有焦點36。
[0071]為了實現(xiàn)以下研究，假設在用34表示的光學中心中設置點光源，它放射出發(fā)散的光束。那么，該布局的光學特性主要取決于光學中心34和焦點36相互之間的相對位置。
[0072]在圖5中旋轉基面26這樣構成并且關于光學中心34這樣設置，即光學中心34和焦點36重合。因此，來自光學中心34的、分散的光束偏轉到由與軸線32平行延伸的光束構成的光束中。由該旋轉基面26產(chǎn)生的透鏡元件18因此設計得用來以圖1至4闡述的方式產(chǎn)生主光分布16。
[0073]在圖6的情況下,焦點36位于光學中心34和旋轉基面26之間。因此,從光學中心34射出的、發(fā)散的光分布成像在會聚的輸出光束中，它的射線在輸出焦點37中相交。由旋轉基面26構成的透鏡元件18因此將設置在光學中心34中的光源12的光線轉換成主光分布16，它從光出射面22開始在聚焦線中收攏，它通過輸出焦點37圍繞著旋轉軸線24的旋轉進行定義。主光分布16的光束在該聚焦線后面的其它光線走向中發(fā)散。就此而言，主光分布16在兩個旋轉對稱的錐面之間在旋轉軸線24的周圍劃界，其中所屬的假想的錐體在反向方向上沿著旋轉軸線24敞開并且相交。
[0074]最后在圖7的情況下，焦點36就光學中心34而言位于與旋轉基面26相對而置的側面上。即，該光學中心34位于焦點36和旋轉基面26之間。在這種情況下，源自光學中心34的、發(fā)散的光束從由旋轉基面26構成的基本透鏡轉換成同樣發(fā)散的輸出光束(發(fā)散角度Φ*>0)。如果透鏡元件18以上述方式由該旋轉基面26構成，則該透鏡元件18可用來產(chǎn)生主光分布16，該主光分布在兩個錐面之間劃界，它們旋轉對稱地圍繞著旋轉軸線24延伸并且從光學中心34開始四處擴散。
[0075]因此，在圖5的情況下，沿著旋轉軸線24構成厚度恒定的光扇，相反在圖6和7的情況下構成下述光扇，即沿著旋轉軸線24測得的光扇厚度以與旋轉軸線24的徑向間距進行變化。
[0076]圖8示出了旋轉基面26的構造方式的另一實施例。在此，內(nèi)邊界線和外邊界線30分別局部交替彎曲。旋轉基面26基本上具有凹下-凸起的會聚透鏡橫截面，并且朝基體對稱軸32鏡面對稱地構成。旋轉基面26的形狀是這樣的，即旋轉基面26的圍繞著X-軸線(旋轉軸線)的假想的旋轉體將源自光學中心34、發(fā)散的光束在X-軸線周圍的中央的聚焦中心36上束集起來，并且在兩個沿著X-軸線位于該聚焦中心36之前和之后的聚焦中心38(即在X-軸線的圍圍定義了總共三個沿著X-軸線依次擺放的聚焦中心)上束集起來。旋轉基面26尤其還這樣成型，即，旋轉基面26圍繞著基體對稱軸線32 (所謂的“基本透鏡”)的假想的旋轉體將源自光學中心34、發(fā)散的光束既束集在聚焦中心38上，也束集在焦點36上。
[0077]如果從圖8闡述的旋轉基面26中以上述方式獲得透鏡元件18，則主光分布16具有三個分別通過錐面限定、沿著旋轉軸線24依次出現(xiàn)的光束。就此而言，得到了三層的光扇。
[0078]圖9示出了光模塊50，它具有例如圖1至4所述類型的透鏡元件18。在該光學中心34內(nèi)設置有未詳細示出的光源。此外，光模塊50還具有反射器，它設計得使主光分布16偏轉到光模塊50的照射光分布50中。
[0079]反射器包含反射器區(qū)54，它構成為假想的筆直的圍繞著旋轉軸線24的圓錐的表面的部段。因此，該旋轉軸線24既對于以透鏡元件18為基礎的旋轉體來說是對稱軸線，對于以反射器區(qū)54為基礎的圓錐來說也是對稱軸線。但是，主光學單元14的構造和尺寸基本上與反射器區(qū)54無關。該所屬的假想的圓錐基本上也圍繞對稱軸旋轉對稱地構造，該對稱軸線與旋轉軸線24不同。
[0080]以反射器區(qū)54為基礎的圓錐在所示實施例中關于旋轉軸線24具有45°的圓錐張角。因此，為該光模塊定義了一個主射出方向56，它的定向基本上與旋轉軸線24平行并且基本上與扇狀的主光分布16垂直。
[0081 ] 反射器區(qū)54能夠構成為帶狀的部段，它沿著圓形部段圍繞著旋轉軸線24延伸。該帶狀部段的寬度在此是這樣的，即光幕筆直地穿過其整個厚度。在包含旋轉軸線24的剖面中分別產(chǎn)生了圖9所示的圖面。因此，借助光模塊50能夠獲得由照射光分布52照亮的表面，它具有條狀、半圓狀或環(huán)狀的造型。
[0082]圖10示出了光模塊60，它與光模塊50的區(qū)別在于，該反射器具有第一反射器區(qū)62和與第一反射器區(qū)62不同的第二反射器區(qū)64。兩個反射器區(qū)62和64再次構成為第一和第二假想的筆直的圓錐的表面的部段。這兩個圓錐關于旋轉軸線24具有相同的張角，該張角在此實施例中是45°。這兩個假想的圓錐設置得沿著旋轉軸線24相互偏置。在此，假想的圓錐的以反射器區(qū)62和64為基礎的部段這樣進行選擇，即在垂直于旋轉軸線24的投影中觀察第二反射器區(qū)64直接連接到第一反射器區(qū)62上。在第一反射器區(qū)62對面，第二反射器區(qū)64朝外徑向地關于旋轉軸線24偏置。因此,借助光模塊60能夠產(chǎn)生照射光分布52，它具有兩個在空間上相互隔開、在主射出方向56上照亮的區(qū)域。
[0083]圖11示出了另一光模塊70，它具有多個反射器區(qū)72。每個反射器區(qū)72又構成為假想的、旋轉對稱的圓錐的表面的部段。但與上述實施例不同的是，不同圓錐的對稱軸線在光模塊70中不重合。在每個反射器區(qū)72上定義出區(qū)域場點(Zoneaufpunkt) 74，它在該實施例中確定為選為反射器區(qū)72的表面塊的幾何重心。該反射器區(qū)72這樣設置，即區(qū)域場點74位于反射器準線76上。該反射器準線76基本上圓形地延伸且垂直于旋轉軸線24。該反射器準線76還這樣構成，即它在光學中心34中與旋轉軸線24相交。以所述方式和方法的各反射器區(qū)72為基礎的、旋轉對稱的圓錐具有對稱軸線，它們平行于旋轉軸線24延伸，但是根據(jù)所屬區(qū)域場點74的位置在垂直于旋轉軸線24的方向上相互偏置。[0084]反射器區(qū)72還可整體上構成為假想的旋轉對稱的圓錐的表面的部段，該圓錐圍繞著旋轉軸線24(X-軸線)具有尤其45°的張角，其中假想的圓錐分別沿著X-軸線相互偏置。
[0085]借助于以圖11所述方式由多個反射器區(qū)72組接而成的反射器，能夠根據(jù)獲得多個可考慮的照射光分布。
[0086]圖11中的反射器區(qū)72、圖10中的反射器區(qū)62和64或者圖9中的反射器區(qū)54能夠分別具有散射的棱面，以便以受控的方式散射一部分光線。
[0087]按本發(fā)明的光模塊可這樣構成，使得在沿著旋轉軸線24看時(在逆著射出方向的方向上)不會或只會略微地通過光模塊的構件(例如反射器區(qū)54、62、64、72或透鏡元件18)來遮蓋可見的表面。
[0088]因此，多個按本發(fā)明的光模塊能夠一起安裝在照明裝置中，而不會相互出現(xiàn)陰影。為此，各個光模塊能夠沿著共同的旋轉軸線偏置。具有平行偏置的旋轉軸線的布局也是可考慮的。此外，各自的反射器區(qū)54、62、64、72這樣構成，使得光程從一個反射器區(qū)開始不會被其余的反射器區(qū)遮蓋。尤其在這種布局中位于放射方向前方的光模塊具有反射器區(qū)，它們朝旋轉軸線具有比在射出方向上位于后面的反射器區(qū)域更大的徑向間距。為了實現(xiàn)其它構造方案，單個的光模塊能夠設置得用來射出不同顏色的光線。
[0089]按本發(fā)明的光模塊能夠在照明裝置中設置在具有裝飾面或設計面的構件之前。因為沿著旋轉軸線的視線只會略微地由光模塊的構件遮蓋或者會無遮蓋地保留下來，因此在該照明裝置中可從外面看到裝飾面或設計面。
[0090]還可考慮的是，將按本發(fā)明的光模塊在照明裝置中設置在常規(guī)的、遮蓋了更大立體角度范圍的反射器之前。
[0091]反射器區(qū)54、62、64、72能夠分別構成為覆蓋框架的組成部分，該覆蓋框架決定光模塊的視覺效果。
【權利要求】
1.一種光模塊(10、50、60、70)，其用于機動車的照明裝置，具有至少一個用來發(fā)出光線的光源(12)和從屬于該至少一個光源(12)的、用來使從光源(12)發(fā)出的光線聚集成主光分布(16)的主光學單元(14)以及反射器(54、62、64、72)，該反射器這樣構成和設置，使得所述主光分布(16)可偏轉到光模塊(10、50、60、70)的照射光分布(52)中，其特征在于，所述主光學單元(14)具有透鏡元件(18),該透鏡元件構成為通過圍繞旋轉軸線(24)旋轉假想的旋轉基面(26)形成的、假想的旋轉體的扇形區(qū)段，其中，該旋轉基面(26)這樣構成，使得所述透鏡元件(18)具有面向旋轉軸線(24)并且在旋轉軸線(24)周圍拱起的光入射面(20)，并且具有關于旋轉軸線(24)位于徑向外部的光出射面(22)，并且反射器具有至少一個反射器區(qū)(54、62、64、72)，該反射器區(qū)構成為假想的、旋轉對稱的、所屬的圓錐的表面的部段，其中，該圓錐的對稱軸線平行于透鏡元件(18)的旋轉軸線(24)延伸。
2.根據(jù)權利要求1所述的光模塊(10、50、60、70)，其特征在于，所述透鏡元件(18)在包含旋轉軸線(24)的剖面中在背離旋轉軸線(24)的方向上由關于旋轉軸線凸出延伸的外邊界線(30)限定。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光模塊(10、50、60、70)，其特征在于，所述旋轉基面(26)關于基體對稱軸線(32)鏡面對稱地構成，其中，所述基體對稱軸線(32)垂直于旋轉軸線(24)并且與旋轉軸線在光學中心(34)相交。
4.根據(jù)權利要求3所述的光模塊(10)，其特征在于，所述光源(12)設置在光學中心(34)內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的光模塊(10、50、60、70)，其特征在于，所述旋轉基面(26)這樣構成，即，旋轉基面圍繞基體對稱軸線(32)假想的旋轉體具有基本透鏡束集光線的特性，其中，假想的基本透鏡配備有焦距，使得所屬的焦點(36)位于所述旋轉軸線(24)上。
6.根據(jù)權利要求3至5中任一項所述的光模塊,其特征在于,旋轉基面(26)這樣構成，即，所述旋轉基面(26)圍繞著基體對稱軸線(32)假想的旋轉體這樣具有假想的基本透鏡束集光線的特性，使得借助該假想的基本透鏡將源自旋轉軸線(24)和基體對稱軸線(32)的交點(34)的、發(fā)散的光束能夠束集在同中心地圍繞著基體對稱軸線(32)設置的聚焦中心(38)上。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的光模塊(10)，其特征在于，源自旋轉軸線(26)的、發(fā)散地照射在光入射面(20)的光束能夠偏轉至源自主光分布(16)的光束構成的輸出光束中，所述光束在包含旋轉軸線(24)的剖面中平行地延伸。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的光模塊(50)，其特征在于，至少一個反射器區(qū)(54)的假想的、所屬的圓錐的對稱軸線在透鏡元件(50)的旋轉軸線(24)上延伸。
9.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的光模塊出0、70)，其特征在于，所述反射器包含至少一個第一反射器區(qū)(62)和第二反射器區(qū)(64)，它們構成為第一和第二旋轉對稱的、假想的、所屬的圓錐的表面的部段，其中，所述第一圓錐與第二圓錐是不同的。
10.根據(jù)權利要求9所述的光模塊(10)，其特征在于，所述反射器具有多個所述的反射器區(qū)(72)，其中，所述反射器區(qū)(72)沿著尤其彎曲地或呈圓形延伸的反射器準線(76)進行設置。
【文檔編號】F21V5/04GK103574466SQ201310346474
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2012年8月9日
【發(fā)明者】休伯特·茲維克, 赫爾曼·凱勒曼 申請人:汽車照明羅伊特林根有限公司