[发明专利]用于安装在机动车内的照明设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于安装在机动车内的照明设备。该照明设备包括至少一个用于发射光线的半导体光源、用于使所发射光线的至少一部分聚焦的主光学器件、以及用于使聚焦的光线的至少一部分在光发射方向在机动车前方的车道上照射从而产生期望的光分布的次级光学器件。其中，该至少一个半导体光源、该主光学器件以及该次级光学器件在该照明设备的于机动车内安装的方位中竖直相叠地(vertical uebereinander)设置。

背景技术

一种这样的照明设备例如可从EP 2119959A1中得知。在已知的照明设备中主光学器件构成为椭圆反光镜以及次级光学器件构成为抛物线反光镜。由至少一个半导体光源发射的全部光到达椭圆反光镜上且从那反射从而在机动车前的车道上产生期望的光分布。由至少一个半导体光源发射的光直接到达或在反射后到达抛物线反光镜上的椭圆反光镜。已知的照明设备构成地相对较短且因此特别是适合于在机动车中通过用于照明设备的具有较小深度的安装孔来安装。通常已知的照明设备具有较低的效率，因为由于光在不同反光镜上的多次反射而产生损失、特别是所谓的菲涅尔损失。这导致由至少一个个光源发射的在反射后到达反光镜的光仅最初发射光的一部分用于产生期望的光分布。

这意味着，已知照明设备的至少一个半导体光源基本上必须产生更多的光，也就是说必须设置更多的半导体光源或者必须以更高的驱动电流来驱动现有的半导体光源，来用于最后产生期望的光分布。但鉴于半导体光源的布置、供应电能、散热和控制，更多的光源会导致成本提高。此外由于额外的半导体光源会在已知的照明设备内引起空间问题。以提高的驱动电流驱动现有半导体光源会以热量的形式导致突出提高的功耗以及导致半导体光源的巨大负担。虽然以提高的驱动电流驱动半导体光源能够提高由半导体光源发射的光量，但通常以提高能耗、提高损坏或然率、以及缩短半导体光源的寿命为代价。

发明内容

基于所描述的现有技术，本发明的任务在于，设置和改进上述类型的照明设备，使得该照明设备的效率得到改善。特别地，应提高由照明设备以给定的电力消耗产生的光通量，而不会影响照明设备的可靠性和寿命。

为了解决该任务，基于上述类型的照明设备而建议主光学器件至少包括一由具有全反射特性的透明材料制成的光学头(Vorsatzoptik)，该光学头使由至少一个半导体光源发射的光线的至少一部分借助于全反射和折射聚焦到光学头的边界面。

根据本发明提出一种用于机动车的照明设备，特别是以机动车前照灯的形式，该照明设备由于其空间优化的、特别是竖直相叠设置的单个组件而适于以较小的深度安装在机动车车身的安装孔中。此外，根据本发明的照明设备具有特别高的效率，因为不借助于通过常规反射的反光镜，而是借助于至少一个光学头通过特别低损耗的全反射来聚焦由至少一个半导体光源发射的光。特别地，在耦合到至少一个光学头中的光的全反射中不产生或仅产生极低的菲涅尔损失。出于该原因，根据本发明的照明设备以给定的电力消耗产生特别高的光通量，而不会影响照明设备的可靠性和寿命。根据本发明的照明设备由于该高效率特别适用于在至少间或地以电流驱动的机动车中使用。但在传统的装备有内燃机的机动车中，也可以通过根据本发明的特别高效的照明设备达到节省燃油的效果且最终达到减少由内燃机发出的CO₂。

根据本发明有利的改进方案次级光学器件具有至少一个反光镜。可以想象的是，次级光学器件或者具有多个单独构成的、在某些情况下不同地形成的反光镜。可选地，次级光学器件也可以仅包括具有不同区域、部分或反射面的反光镜——这些区域、部分或反射面是反光镜的所有集成式的组成部分。通过不同的反光镜或不同的反射面可分别产生照明设备的期望的、合成的光分布的某些部分。

照明设备合成的光分布可以为完整的整体光分布，例如近光分布、远光分布、市区用光分布、乡村公路光分布、高速公路光分布、雾光分布、恶劣天气光分布、自适应光分布，也可以为任意其他光分布。但也可以想象的是，合成的光分布为整体光分布的一部分，例如为由基本光分布和具有比基本光分布高的光强度值的集中聚光分布组成的近光分布的在水平方向上大范围散射的基本光分布。

次级光学单元的至少一个反光镜或反射面优选具有抛物线形状。该反光镜或反射面优选地基于抛物面形状通过该抛物面形状的单独离散点的变化构成为自由曲面。特别地，次级光学单元的至少一个反光镜或反射面在竖直剖面中构成抛物线且在水平剖面中构成椭圆、变形椭圆、变形抛物线或两者的组合。