[发明专利]固态自适应前灯

说明书

提供了一种用于结合到交通工具前灯组件中的自适应灯模块，其中灯模块可以作为单个单元结合，或者作为多个单元中的一个结合。使用LED阵列，准直光学器件，照明和投射微透镜阵列(MLA)的灯模块被配置为允许通过选择性地激活/去激活LED阵列的子集来定制照明强度分布。

技术领域

本发明大体涉及交通工具前灯，且更具体地，涉及一种自适应前灯系统，其允许由交通工具前灯提供的照明被定制以适合当前的驾驶情况。

背景技术

多年来，已经使用各种技术来使由交通工具前灯提供的照明模式适应当前的驾驶情况，特别是在以高速在具有很弱的环境光线的区域中行驶时，在确保充分照明的同时防止交通工具的前灯使得迎面驶来的交通工具的驾驶员眼花和暂时致盲。

控制灯组件的照明模式的一种方法是通过使用截止杆，当放置在组件的输出光束中时，截止杆遮挡一部分光束。美国专利申请序列号2017/0203683公开了这样一种灯组件，其中截止杆的位置由电磁致动器控制。

美国专利申请序列号2017/0276311公开了一种替代方法，其中使用镜子来改变灯组件的照明模式。如所公开的，由多个可倾斜镜子元件组成的收集镜位于收集由LED光源发出的光的光学构件和光投射元件之间。通过控制构成收集镜的元件的位置，可以形成预定的光分布模式。

虽然可以使用各种技术来控制来自交通工具前灯组件的光分布模式，但是这些技术提供有限的适应性，通常仅提供两种操作状态：远光灯束和近光灯束。因此，需要一种交通工具前灯组件，其能够提供多种分布模式以及改进的性能，其中基于照明均匀性，制造容易性，成本和输出效率而评估性能。本发明提供这种灯组件。

发明内容

本发明提供了一种自适应灯模块，其可以单独地或作为多个灯模块中的一个接合至交通工具的前灯组件内。灯模块包括(i)LED光源，更具体地是包括多个LED的LED阵列(即，1维或2维阵列)；(ii)照明微透镜阵列(MLA)，其中第一焦距对应于照明MLA；(iii)投射MLA，其中第二焦距对应于投射MLA，并且其中第一焦距大于第二焦距；(iv)至少一个准直光学器件，其插入在光源和照明MLA之间，其中准直光学器件配置成在光进入照明MLA之前对由LED光源产生的光进行准直；和(v)设置在投射MLA和照明MLA之间的孔径层，其中孔径层被配置为在由自适应灯模块产生的照明视场(FoV)中提供截止。

在一个方面，多个LED可以被划分为至少第一和第二LED子集，其中照明和投射MLA将由第一LED子集产生的光引导到第一方向，并且将由第二LED子集产生的光引导到第二方向，并且其中耦接到LED光源的光控制系统被配置为选择性地且独立地激活第一和第二LED子集。

在另一方面，构成LED阵列的多个LED可以被分成多个LED组，并且至少一个准直光学器件可以包括与多个LED组对应的多个准直光学器件。至少一个LED组的光轴可以相对于相应的准直光学器件的光轴移位或倾斜。

在另一方面，对应于照明MLA的第一焦距可以对应于构成照明MLA的多个照明光学元件中的每一个的y轴，并且对应于投射MLA的第二焦距可以对应于构成照明MLA的多个投射光学元件中的每一个的y轴，其中y轴对应于水平面。第三焦距可以对应于构成照明MLA的多个照明光学元件中的每一个的z轴，并且第四焦距可以对应于构成投射MLA的多个投射光学元件中的每一个的z轴，其中z轴与y轴垂直。优选地，第一焦距大于第三焦距。在至少一个实施例中，照明和投射光学元件的横截面具有非正六边形形状，其中非正六边形形状由第一宽度和第二宽度限定，并且其中第一宽度与第二宽度的比率优选地在1.5:1和3:1之间。在至少一个实施例中，照明和投射光学元件的横截面具有矩形形状，其中矩形形状由第一宽度和第二宽度限定，并且其中第一宽度与第二宽度的比率优选为在1.5:1和3:1之间。

在另一方面，孔径层与照明MLA的外透镜表面之间的距离小于第一焦距。可以例如使用沉积工艺将孔径层施加到照明MLA的平面侧上。或者，可以例如使用沉积工艺将孔径层施加到投射MLA的平面侧上。