[发明专利]定义非球面透镜的方法以及用于包括该透镜的机动车辆的前照灯的照明模块

说明书

技术领域

本发明的技术领域是机动车照明领域。

本发明尤其涉及投射系统或前照灯，其包括能够形成近光、远光、防雾光等的照明模块。

本发明特别涉及一种包括单一光源的照明模块，尤其是与非球面投射透镜相关联的发光二极管或LED(“发光二极管”的英语首字母缩写)，还涉及一种用于定义这样的透镜的方法。

背景技术

在现有技术中，光分布的形式由反射器和遮光器来定义，以便于形成近光及其分界线。

用于定义光分布的形式的遮光器的使用降低了前照灯的性能，这是因为大部分的光通量(-50％)被遮挡。

此外，遮光器是应当被机械地集成在前照灯中的部件，其形式和光学特性(尤其是反射方面)非常精确。

发明内容

本发明提出了一种照明模块，其中，投射到车辆前方的光束的形式完全由透镜的几何形状以及光源与透镜的相对位置来定义，而无需使用遮光器或其它遮挡元件。

为此目的，本发明的第一目的在于提供一种用于定义具有确定光轴的非球面透镜的方法，该透镜包括入射面，其能够接收来自被安置在位于光轴上的透镜焦点处的光源的光通量，以及出射面，已经穿过透镜的光通量射线自其射出，通过将直线围绕垂直于透镜光轴的垂直轴旋转来获得所述入射面，而在将曲母线围绕光轴旋转之后获得所述出射面；计算所述曲母线以将从所述出射面射出的射线定向在平行于光轴的方向上，其特征在于，其包括：利用围绕透镜的中平面为中心的基本平坦区域来构成入射面，随后从透镜的中平面开始，针对透镜的每个径向截面调节该变化，直至在透镜边沿处获得圆柱形外形。

根据特征，入射面的变化对应于非球面透镜的方程，其通过下列在圆柱坐标下的方程被表达为与光轴的距离的函数：

z(r)=r2R(1+1-(1+κ)r2R2)+α1r2+α2r4+α3r6+...]]>

其中：R是透镜的曲率半径；

K是锥度；

α₁r²+α₂r⁴+α₃r⁶+…：多项式对应于校正系数，其被确定用于调节该基本平坦区域成圆柱形外形。

本发明的第三目的在于提供一种能够生成光束的照明模块，所述照明模块包括光源和投射透镜，所述透镜利用上述方法来获得。

本发明的第三目的在于提供一种机动车辆的前照灯，其特征在于，其包括至少一个上述照明模块，并且其特征在于，通过沿着垂直于光轴的方向移动光源并且使光源围绕光轴旋转以获得蝴蝶翅状的光束分布来获得近光，在旋转之后，该光束分布的轮廓的一部分定义了近光的常规分界线。

同样地，有利的是，该透镜是用于形成近光的光束的完整形态的唯一作用者，而无需使用遮光器或另一遮挡单元。

提高了前照灯的性能：提高了能量效率(未使用遮光器)，并且更好地掌握了对光束形式的控制(光分布和光束均匀性)。