用于机动车的双功能头灯.pdf

本发明公开了一种用于机动车的双功能头灯，其实现第一功能和第二功能，所述第一功能是具有明暗截止线的光束，尤其是近光光束，所述第二功能是第二类型光束，尤其是远光光束，所述头灯包括：具有在光轴上的内焦点和外焦点的椭圆反射器(1)；设置在内焦点附近的光源(S)；设置在反射器前方且其焦点与反射器的外焦点重合或紧邻的光学器件；以及可缩回的遮光物(M)，该可缩回的遮光物能占据用于具有明暗截止线的光束的起作用位置和用于第二类型光束的缩回位置，处于起作用位置的遮光物产生在所述光学器件的焦点附近的明暗截止边缘。遮光物(M)具有一反射表面，该反射表面在缩回位置时设置在反射器的下部，向前转动，并有助于形成第二类型光束。

1.  一种用于机动车的双功能头灯，所述头灯实现第一功能和第二功能，所述第一功能是具有明暗截止线的光束，尤其是近光光束，所述第二功能是第二类型光束，尤其是远光光束，所述头灯包括：
-一椭圆反射器，所述椭圆反射器具有在光轴上的内焦点和外焦点，
-一设置在内焦点附近的光源，
-一设置在反射器前方的光学器件，其焦点与反射器的外焦点重合或紧邻，
-以及一可缩回的遮光物，所述可缩回的遮光物能占据用于所述具有明暗截止线的光束的起作用位置和用于所述第二类型光束的缩回位置，处于起作用位置的遮光物产生位于所述光学器件的焦点附近的明暗截止边缘，
其特征在于，所述遮光物具有一反射表面，在缩回位置时设置在所述反射器下部的所述反射表面向前转动，并有助于形成所述第二类型光束。

2.  如权利要求1所述的头灯，其中所述遮光物是由抛物线式的复杂表面的一部分构成的。

3.  如权利要求1所述的头灯，在其下部包括至少一个固定的复杂表面，所述至少一个固定的复杂表面仅当遮光物在缩回位置时有助于通过穿过所述光学器件的光线形成第二类型光束。

4.  如权利要求1所述的头灯，其中所述头灯在其上部包括至少一个复杂表面，所述至少一个复杂表面布置成反射将光线反射到光学器件轮廓上方，并且有助于形成明暗截止光束和第二类型光束。

5.  如权利要求1所述的头灯，其中所述遮光物通过绕垂直于光轴的横向水平轴线转动而缩回。

6.  如权利要求1所述的头灯，其中所述头灯的所述光学器件由会聚透镜形成。

7.  如权利要求6所述的头灯，其中所述透镜安装在具有径向凸起的凸片的框架中，所述凸起的凸片允许固定在一外壳上，同时留出一自由空间，所述自由空间用于光线在所述透镜与所述外壳的轮廓之间经过。

8.  如权利要求6所述的头灯，其中所述透镜被两个竖向直线侧面限定。

9.  如权利要求1所述的头灯，其中所述遮光物通过一步进马达控制。

10.  如权利要求9所述的头灯，其中所述步进马达的控制具有“高速公路”功能，所述“高速公路”功能允许所述近光光束的明暗截止线与普通近光光束相比升高十分之几度，尤其在十分之二度与十分之六度之间。

11.  如权利要求7所述的头灯，包括一驻车灯，所述驻车灯安装在所述透镜的轮廓与所述外壳的轮廓之间的自由空间中的下部。

12.  如权利要求1所述的头灯，其中所述遮光物能定位在至少一个中间位置中，所述至少一个中间位置位于所述起作用位置与所述缩回位置之间，从而与遮光物在所述起作用位置时形成的光束明暗截止线相比，允许形成具有较高明暗截止线的光束。

用于机动车的双功能头灯
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的双功能头灯，该头灯实现的第一功能为具有明暗截止线(cut-off)的光束，第二功能为第二类型的光束，尤其是远光光束。
背景技术
本发明所涉及的类型的头灯包括：
-一椭圆反射器，该椭圆反射器在光轴上具有内焦点和外焦点，
-一设置在内焦点附近的光源，
-一设置在反射器前方的光学器件，其焦点与反射器的外焦点重合或紧邻，
-以及一可缩回的遮光物，该可缩回的遮光物能占据用于明暗截止光束的起作用位置和用于第二类型光束的缩回位置，在起作用位置的遮光物产生在所述光学器件的焦点附近的明暗截止边缘。
发明内容
本发明的目的主要是提供一种双功能头灯，所述双功能尤其是近光/远光光束，所述双功能头灯借助卤素型光源产生适当的亮度和光通量，并且尤其用于远光光束。还希望该双功能模块通过其原理和样式在保留较简单的构造的同时从现有模块脱颖而出。
根据本发明，上面限定的类型的头灯的遮光物具有一反射表面，该反射表面在缩回位置时设置在反射器的下部，向前转动，并有助于形成第二类型光束。优选地，该遮光物由抛物线式复杂表面的一部分构成。
优选地，所述头灯在其下部包括至少一个固定的复杂表面，该复杂表面仅在遮光物位于缩回位置时操作，以有助于形成按照穿过设置在反射器前方的光学器件的光束的第二类型光束。
所述头灯的优点在于，在其上部的至少一个复杂表面布置成将光束反射到透镜轮廓上方，并有助于形成具有明暗截止线的光束和第二类型光束。
遮光物能通过绕一垂直于光轴的横向水平轴线转动而缩回。
头灯的光学器件可由会聚透镜焦点形成。该透镜可安装在一具有径向凸起的凸片的框架中，该凸起的凸片允许固定在一外壳上，同时留出一自由空间，用于使光束在透镜的轮廓和外壳的轮廓之间经过。所述透镜可由两个竖向直线侧面限定。
遮光物的控制具有通过步进马达操作的优点。该步进马达控制可具有所谓的“高速公路(motorway)”的功能，因此近光光束的明暗截止线与普通近光光束相比升高十分之几度，尤其在十分之二度与十分之六度之间。
所述头灯可包括一驻车灯，该驻车灯在透镜的轮廓和外壳的轮廓之间的自由空间中的下部。
在制造变型中，头灯遮光物可根据在起作用位置和缩回位置之间的至少一个中间位置定位，与所述遮光物在所述起作用位置时产生的光束的明暗截止线相比，这使得可以产生具有比遮光物在所述起作用位置时产生的光束明暗截止线高的明暗截止线的光束。优选地，遮光物从一个位置到另一个位置的移动通过步进马达实现。
附图说明
除了以上提出的布置以外，本发明具有一定数量的其它布置，下文将参照附图说明一示例，以清楚地讨论所述其它布置。在附图中：
图1是根据本发明在近光构造下的头灯的示意性侧面透视图，其中遮光物处于起作用位置；
图2是根据本发明在远光光束构造下的头灯的示意性前面透视图，其中遮光物处于缩回位置；
图3是经过头灯光轴的示意性竖向截面，其中遮光物处于用于近光光束的起作用位置；
图4是头灯的类似于图3的竖向截面，其中遮光物处于用于远光光束的缩回位置；以及
图5a到图5e示出根据本发明实施例的头灯光束的调制。
具体实施方式
观察图1和图2，能看到一机动车头灯P，该头灯被设计成具有双功能，一个功能是具有明暗截止线的光束，即近光光束，另一个功能是第二类型光束，即远光光束。
头灯P包括椭圆反射器1，或者更精确地，由一系列连续或者不连续的表面形成的反射器，这些表面中每一个的竖向母线都接近于椭圆，并且在说明书和权利要求书中简称为“椭圆反射器”。当头灯P安装到车辆上时，反射器的光轴A-A近似水平，平行于车辆的纵向。椭圆反射器1包括：主要部件1a，该部件1a在经过光轴A-A的水平面上方；和部件1b，该部件1b在所述水平面下方，并且不像部件1a向前延伸那么远。术语“向前”和“向后”按照光线的传播方向来理解，所述光线被向前反射。
反射器1在光轴A-A上具有内焦点Fi和外焦点Fe。在内焦点Fi处或其附近设有用一点示意性地表示的光源S。光源S可以是氙灯。在反射器1前方设置有由一会聚透镜L形成的光学器件。透镜L的焦点与反射器1的外焦点Fe重合或紧邻。
可缩回的遮光物M占据如图1和3中所示用于具有明暗截止线的近光光束的起作用位置或如图2和4中所示用于远光光束的缩回位置。
遮光物M绕轴线2转动安装(图3)，该轴线2垂直于光轴A-A，位于所述光轴下方，并位于焦点Fi前方。当遮光物M处于起作用位置时，其上边缘Mh位于透镜L的焦点和外焦点Fe附近，并形成光束明暗截止的边缘，该边缘在水平面内近似垂直于光轴A-A。
在本发明中，可缩回的遮光物是由一抛物线反射式复杂表面的一部分形成的，该遮光物在缩回位置(图2和4)时定位在反射器1的下部。
在说明书和权利要求书中使用的表述“复杂表面”或“抛物线式复杂表面”指的是通常由多个小面形成的反射表面，所述多个小面的母线尤其是竖向线接近抛物线。当抛物线式复杂表面占据有助于形成光束的位置时，尤其当遮光物M位于缩回位置时，每个小面的焦点与反射器1的下部焦点(lower focal point)Fi重合或靠近。
头灯在下部还具有至少一个且优选为多个相对于反射器1固定的复杂反射表面3a、3b、3c，当遮光物M位于缩回位置(图4)时，所述复杂反射表面3a、3b、3c有助于形成远光光束。下部的复杂表面3a、3b、3c的焦点位于焦点Fi附近或与该焦点重合。
诸如r5(图4)的被下部的复杂表面3a、3b、3c反射并且平行于光轴A-A的光线在环形空间4内经过透镜L的下方或侧部，该环形空间4在透镜的轮廓和保持头灯的外壳(未示出)之间环绕透镜。透镜L由框架5(图1)保持，三个径向凸起的凸片6使所述框架5配合到外壳上，同时保持空间4是空的。
由反射器1和复杂表面3a、3b、3c形成的反射阵列在下部有一凹口，遮光物M在缩回位置时藏在该凹口中。在这种缩回位置，遮光物M的反射表面向前转动以有助于形成远光光束。遮光物M的复杂表面补充复杂表面3a、3b、3c。
如图2所示，头灯P在上部可具有至少一个复杂反射表面7，该反射表面7的前部边缘与透镜的上部径向间隔开。复杂表面7的焦点与反射器1的下部焦点Fi重合或靠近。无论遮光物M位于起作用位置或缩回位置，表面7都允许有助于形成近光和远光光束的光线被反射到透镜L上方。
透镜L的前视图示出由上弧、下弧和各侧面竖向直线边缘形成的轮廓。
在环形空间4中透镜L上方形成在反射器4内的开口中可安装有驻车灯V。
遮光物M的控制的优点在于，通过步进马达(未示出)操作，并且具有“高速公路”功能，与普通近光光束的明暗截止线相比，该功能使近光光束的明暗截止线升高十分之几度，尤其在十分之二度到十分之六度之间。这种明暗截止线的移动通过马达的一系列步骤而实现，以当遮光物M位于起作用位置时降低上部截止边缘Mh，这导致光束的明暗截止线升高。
图5a到5e示出了通过具有步进马达的实施例获得的本发明的头灯光束10的调制。图5a示出了当遮光物M处于起作用位置时获得的用于在右侧行驶的普通近光光束。该普通近光光束具有明暗截止线11和倾斜部分12，该明暗截止线11具有近似水平部分13，该近似水平部分13能避免使穿过装有本发明头灯的车辆的道路的或该车辆前方的驾驶员目炫，所述倾斜部分12能使右侧路边被照亮。图5e示出了当遮光物M位于缩回位置时获得的远光光束。应注意，在没有步进马达而只有起作用位置和缩回位置两个遮光物位置的实施例中，获得近光和远光光束的两种形式，例如图5a和5e所示。在设有步进马达的实施例中，遮光物在起作用位置和缩回位置之间将具有一个或多个中间位置。通过例示的方法，图5b到5d示出了在三个中间位置获得的光束的形式。这样，在该示例中，遮光物M从起作用位置到第一中间位移动四度的角度，光束因而从近光式光束(图5a)变化为带有明暗截止线的“高速公路”式光束(图5b)，其中明暗截止线11不仅相对于倾斜明暗截止线12升高，而且也相对于位于该倾斜明暗截止线12左侧的近似水平的明暗截止部分升高。可以通过使遮光物M从其起作用位置移动8度定位遮光物M，以将光束10变为图5c所示的形式，该形式也是“高速公路”式光束，但其明暗截止线11比图5b中高。为了进一步升高明暗截止线11，遮光物M可被带到第三中间位，其中遮光物从其起作用位置移动10度；这产生了图5d所示的光束。当然，光束的变化也可通过以下方式实现，即，从缩回位置向起作用位置移动，选择遮光物M的位置从而获得正确的光束。中间位置的个数根据实施例而改变。同样，起作用位置与中间位之间的角度变化以示例的方式给出。同样，示例示出用于右侧行驶的明暗截止线，但实施例可转换为用于左侧行驶。对于左侧行驶而言，示出的截止线将相对于用于右侧行驶的截止线翻转，从而获得沿图5a到5e所示的竖向轴线的对称性。
遮光物M在用于近光光束的起作用位置和远光光束位之间的转动幅度可以是80°的数量级。
头灯的操作如下所述。
当光源S开启时，借助位于图1或3所示的起作用位置的遮光物M获得第一功能，即近光光束。来自光源S并落在椭圆反射器1上部上的光线i1(图3)沿着光线r1被反射，该光线r1穿过外焦点Fe或该焦点附近。光线r1向下传播，在穿过透镜L后，平行于光轴A-A或具有向下的倾斜度。
来自光源S并落在反射器1上部上的光线i2被向下反射为r2。射出透镜L后该光线将保持向下倾斜。
来自光源S并指向下的光线i3被椭圆反射器的下部1b反射为指向上的光线r3，该光线刚好擦过遮光物的上边缘。该光线r3如果穿过透镜的焦点则在穿过透镜L后平行于光轴A-A射出，或者如果该光线r3在透镜焦点后方与光轴A-A相交则折射到向下的方向上。
被反射器的下部1b反射并在透镜焦点前方与光轴A-A相交的光线被遮光物M拦截，以便使它们不会产生附加(parasitic)光线，该附加光线沿向上的方向射出透镜L并将在光束要求的明暗截止线上方通过。
通过使遮光物M借助绕轴线2转动大约80°而向前降低来获得第二远光光束功能。遮光物M一旦降低，就位于椭圆反射器1和复杂表面3a、3b、3c下部的凹口内。
遮光物M的凹陷反射表面补充头灯P的下部复杂反射表面3a、3b、3c。
光线i2、i3沿着光线r2、r3被椭圆部件1a、1b反射，光线r2、r3穿过透镜L。
诸如i4的指向下的光线落在遮光物M的凹陷反射表面上并沿着光线r4被反射，该光线r4也穿过透镜。
诸如i5的来自光源的光线落在下部复杂表面3a、3b、3c的其中之一上，并沿着光线r5被反射，该光线r5基本平行于光轴A-A并在透镜L下方经过而不被折射。
与通过简单椭圆反射器获得的光通量相比，通过可缩回的遮光物在远光光束位置获得的光通量增大。
当光源S为卤素灯时，本发明提供一种具有良好远光光束通量的双卤素灯模块(bihalogen module)，该双卤素灯模块通过其原理和样式从目前的模块中脱颖而出。对于远光光束而言，与标准的双卤素灯相比，根据本发明的头灯使通量增大大约25％。
由遮光物M形成的可移动镜面的定位几乎没有有害的影响，因为其最重要的功能是补偿远光光束的通量，主要比传统的双卤素灯模块提供较多的便利。
根据本发明的头灯具有很大的柔性，以根据复杂表面的限定分配远光光束的光通量，同时通过移动遮光物，在传统模块中隐藏的光被释放，并增加到近光光束的通量中。