定義非球面透鏡的方法以及用于包括該透鏡的機(jī)動(dòng)車輛的前照燈的照明模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是機(jī)動(dòng)車照明領(lǐng)域。
[0002] 本發(fā)明尤其涉及投射系統(tǒng)或前照燈，其包括能夠形成近光、遠(yuǎn)光、防霧光等的照明 模塊。
[0003] 本發(fā)明特別涉及一種包括單一光源的照明模塊，尤其是與非球面投射透鏡相關(guān)聯(lián) 的發(fā)光二極管或LED ( "發(fā)光二極管"的英語(yǔ)首字母縮寫），還涉及一種用于定義這樣的透鏡 的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，光分布的形式由反射器和遮光器來(lái)定義，以便于形成近光及其分 界線。
[0005] 用于定義光分布的形式的遮光器的使用降低了前照燈的性能，這是因?yàn)榇蟛糠值?光通量（-50% )被遮擋。
[0006] 此外，遮光器是應(yīng)當(dāng)被機(jī)械地集成在前照燈中的部件，其形式和光學(xué)特性（尤其 是反射方面）非常精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提出了一種照明模塊，其中，投射到車輛前方的光束的形式完全由透鏡的 幾何形狀以及光源與透鏡的相對(duì)位置來(lái)定義，而無(wú)需使用遮光器或其它遮擋元件。
[0008] 為此目的，本發(fā)明的第一目的在于提供一種用于定義具有確定光軸的非球面透鏡 的方法，該透鏡包括入射面，其能夠接收來(lái)自被安置在位于光軸上的透鏡焦點(diǎn)處的光源的 光通量，以及出射面，已經(jīng)穿過(guò)透鏡的光通量射線自其射出，通過(guò)將直線圍繞垂直于透鏡光 軸的垂直軸旋轉(zhuǎn)來(lái)獲得所述入射面，而在將曲母線圍繞光軸旋轉(zhuǎn)之后獲得所述出射面；計(jì) 算所述曲母線以將從所述出射面射出的射線定向在平行于光軸的方向上，其特征在于，其 包括：利用圍繞透鏡的中平面為中心的基本平坦區(qū)域來(lái)構(gòu)成入射面，隨后從透鏡的中平面 開(kāi)始，針對(duì)透鏡的每個(gè)徑向截面調(diào)節(jié)該變化，直至在透鏡邊沿處獲得圓柱形外形。
[0009] 根據(jù)特征，入射面的變化對(duì)應(yīng)于非球面透鏡的方程，其通過(guò)下列在圓柱坐標(biāo)下的 方程被表達(dá)為與光軸的距離的函數(shù)：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于定義具有確定光軸的非球面透鏡（120)的方法，所述透鏡（120)包括能夠 接收從被安置在位于所述光軸（X)上的所述透鏡（120)的焦點(diǎn)（F)處的光源（110)發(fā)出的 光通量的入射面（121)以及已經(jīng)穿過(guò)所述透鏡（120)的所述光通量的射線自其射出的出 射面（122)，通過(guò)將直線圍繞垂直于所述透鏡（120)的所述光軸（X)的垂直軸（z)旋轉(zhuǎn)來(lái) 獲得所述入射面（121)，而在將曲母線（124)圍繞所述光軸（X)旋轉(zhuǎn)之后獲得所述出射面 (122);計(jì)算所述曲母線（124)以將從所述出射面（122)射出的所述射線定向在平行于所述 光軸（X)的方向上，其特征在于，其包括：利用圍繞所述透鏡（120)的中平面（PM)為中心的 基本平坦區(qū)域（126)來(lái)構(gòu)成所述入射面（121)，隨后從所述透鏡（120)的所述中平面（PM) 開(kāi)始，針對(duì)所述透鏡（120)的每個(gè)徑向截面調(diào)節(jié)該變化，直至在所述透鏡（120)邊沿（123) 處獲得圓柱形外形。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述入射面（121)的變化對(duì)應(yīng)于所述 非球面透鏡（120)的方程（z(r))，其通過(guò)下列在圓柱坐標(biāo)下的方程被表達(dá)為與所述光軸 (X)的距離（r)的函數(shù)：
其中：R是所述透鏡的曲率半徑； K是錐度； a ir2+ a 2r4+ a 3r6+…:多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)于校正系數(shù)，其被確定用于調(diào)節(jié)所述基本平坦區(qū)域成 所述圓柱形外形。
3. -種能夠生成光束的照明模塊（100)，所述照明模塊（100)包括光源（110)以及投 射透鏡（120)，所述透鏡（120)利用前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法來(lái)獲得。
4. 一種機(jī)動(dòng)車輛的前照燈，其特征在于，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求所述的至少一個(gè)照 明模塊（100)，并且其特征在于，通過(guò)沿著垂直于所述光軸（X)的方向（z)移動(dòng)所述光源 (110)并且使所述光源（110)圍繞所述光軸（X)旋轉(zhuǎn)以獲得蝴蝶翅狀的光束分布來(lái)獲得近 光，在旋轉(zhuǎn)之后，所述光束分布的輪廓的一部分定義近光的常規(guī)分界線。
【專利摘要】一種用于定義具有確定光軸的非球面透鏡(120)的方法，所述透鏡(120)包括能夠接收從被安置在位于光軸(x)上的透鏡(120)的焦點(diǎn)(F)處的光源(110)發(fā)出的光通量的入射面(121)以及已經(jīng)穿過(guò)透鏡(120)的光通量的射線自其射出的出射面(122)，通過(guò)將直線圍繞垂直于透鏡(120)的光軸(x)的垂直軸(z)旋轉(zhuǎn)來(lái)獲得所述入射面(121)，而在將曲母線(124)圍繞光軸(x)旋轉(zhuǎn)之后獲得所述出射面(122)；計(jì)算所述曲母線(124)以將從所述出射面(122)射出的射線定向在平行于光軸(x)的方向上，其特征在于，其包括：利用圍繞透鏡(120)中平面(PM)為中心的基本平坦區(qū)域(126)來(lái)構(gòu)成入射面(121)，隨后從透鏡(120)的中平面(PM)開(kāi)始，針對(duì)透鏡(120)的每個(gè)徑向截面調(diào)節(jié)該變化，直至在透鏡(120)邊沿(123)處獲得圓柱形外形。
【IPC分類】B60Q1-04, F21V14-00, G02B27-09, F21S8-10, G02B13-18, G02B3-04, G02B27-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104737058
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380034925
【發(fā)明人】W·M·貢薩爾維斯
【申請(qǐng)人】標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年6月14日
【公告號(hào)】EP2867717A1, WO2014001687A1