技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种车辆大灯，包括反射器和至少一个
光源，所述反射器带有反射表面，所述至少一个光源近似布置在所述反射器的焦点中，其中，所述反射器优选基本上沿所述反射器的光学轴线方向反射由所述光源发射的光，所述光学轴线基本上
水平地定向并且与
正交于所述光学轴线的水平轴线和竖直轴线形成笛卡尔
坐标系，其中，所述反射器包括反射器面，所述反射器面通过扩散面和
基础面的
叠加来确定，其中，所述基础面通过带有相应于所述反射器的焦点的焦点的自由成形面（Freiformfläche）来形成，并且在所述笛卡尔坐标系中通过所述水平轴线和所述光学轴线撑开水平平面，所述水平平面与所述基础面相交并且由此形成相交曲线，并且
[0002] 在所述相交曲线上界定控制点（Stützstellen），并且光束向量从所述焦点伸延至所述控制点，并且
[0003] 在所述相交曲线的控制点中界定切线和垂线（Lote），其中，所述垂线在所述相交曲线的平面中并且正交于所述切线地进行界定，并且
[0004] 入射
角通过所述控制点中在垂线与光束向量之间的角度来确定，并且[0005] 反射角（Ausfallswinkel）通过所述控制点中在垂线与反射的光束向量之间的角度来确定，其中，
[0006] 在所述控制点中如下地反射光束向量，使得所述入射角的数值相应于所述反射角数值并且从所述控制点出发界定反射的光束向量，并且
[0007] 所反射的光束向量与线撑开如下平面，所述平面通过所述控制点并且平行于所述竖直轴线伸延并且在此与所述基础面相交并且在该处界定控制线（StützLinien），[0008] 其中，所述扩散面仅在所述控制线中与所述基础面相符合（zusammenfällt）。
背景技术
[0009] 在当前的大灯系统的开发中，以下期望越来越处于关注中心，即能够将尽可能高分辨的、均匀的光像投影到行车道上。概念“行车道”此处用于简化的呈现，因为光像事实上处于所述行车道上还是还超过所述行车道延伸出去显然取决于局部的（örtlichen）事实情况。原则上，所述光像在所应用的意义中相应于到如下竖直面的投影，所述竖直面相应于基于机动车照明技术的相关标准。
[0010] 已知的车辆大
灯具有反射器，所述反射器将来自一个或多个光源的光一方面发射出期望的光像、例如作为
近光灯、前场灯（Vorfeldlicht）、
雾灯、
远光灯或
转向灯，但另一方面在所述光像之内具有不均匀的射束
密度分布，其感觉为干扰性的或令人不快的，并且例如感觉为在所述行车道上的有条纹的（streifige）序列的较暗和较亮区域。
[0011] 反射器经常由多个子反射器形成，尤其以便使得所述反射器中的多个焦点考虑用于多个光源，所述子反射器分别作为反射器部段相邻排列。为了使所述反射器部段相互连接，必须在各个反射器部段之间引入阶梯形的连接面，所述连接面的定向不同于待连接的反射器部段，从而出现干扰反射，所述干扰反射导致遭受不均匀性的光分布。实用新型内容
[0012] 本实用新型的任务在于，以包括至少一个光源和反射器的车辆大灯产生光像、例如用于近光灯、前场灯、雾灯、远光灯或转向灯的光像或光分布，其中，减少了干扰性的不均匀性在所述光分布中的形成。
[0013] 该任务以文章开头所提及类型的车辆大灯通过如下方式解决，即使得所述扩散面在至少一个水平剖切平面中具有曲线形状，所述曲线形状基本上相应于正弦函数或基本上相应于正弦函数的数值。
[0014] 通过所述扩散面的这种设计尤其与所述控制线的取向相组合，能够实现所述车辆大灯的特别均匀的光分布。
[0015] 该任务的解决经由带有反射表面的反射器面来实现，其中，所述反射器面能够通过将基本上具有二维弯曲的自由成形面轮廓的基础面与具有周期性或非周期性的、基本上
波形的表面的扩散面相叠加而构成。所述反射表面在此能够通过形成所述反射器自身的合成材料结构的适合的金属涂层或也通过经由带有反射性质的成形的板材来形成所述反射器来实现。
[0016] 经由所述正弦函数的幅度能够控制散射的程度。所述正弦函数在此具有恒定的幅度和恒定的周期长度（Periodenlänge）。
[0017] 自由成形面反射器能够包括多个反射器区域，所述反射器区域不仅具有抛物线的基本形状而且具有双曲线的基本形状。
[0018] 所述基础面基本上促使在车辆中相应布置的情况下在通过至少一个光源进行照明时产生期望的光像、例如近光灯、前场灯、雾灯、远光灯或转向灯，所述光源布置在所述反射器的焦点中。所述扩散面促使入射的光到其在所述光像中的均匀化的、也就是说在所述光像中均匀的光分布的散射。
[0019] 通过所述反射器面的根据本实用新型的实施方案实现，所述光分布特别均匀，从而能够避免或减少所述光像中干扰性且不期望的局部的
亮度最大或最小。尤其在应用多个光源的情况下，该优点得到放大，因为不直接处于所述反射器焦点中而是邻近所述焦点的光源例如不再在毗邻边缘并且以不利的方式进行反射的面上发光。各个LED结构部件的发光面的或发光弧的或发光螺线的空间上的膨胀本身已经造成干扰性的不均匀性。
[0020] 一个有利的实施方式包括所述反射器面中的等距的划分单元。所述等距的划分单元在此能够是以下几何结构间距，所述几何结构间距不仅相应于两个相邻控制点之间的直接的
连接线的间距而且如下间距，即所述间距相应于两个相邻控制点之间沿水平轴线方向的笛卡尔坐标的相对间距或相对分量的间距。由此实现特别均匀的光像、也就是说所述行车道在所述车辆前的非常均匀的照亮。原则上也能够考虑所述划分单元的其它分布、例如从所述焦点出发以增加或减少的长度朝向缘边，以便在缘边区域中例如设置有光扩散角度的附加拓宽。所述光扩散角度是这样的角度，即光以该角度散射到空间中。
[0021] 所述反射器面中的划分单元的一个改进开发方案基于：相邻的控制点在所述相交曲线上具有相同的弧长间距，从中产生所述车辆大灯的特别均匀的光分布。
[0022] 当至少一个水平剖切平面的扩散面具有基本上为连续函数的曲线形状时，尤其当所述扩散面基本上为连续函数时，则在所述光像中构造出特别少的不期望的亮度
波动。基本上连续此处表示，所述函数不应在数学意义中是连续的，而是包括不具有突然跳变的函数，以便实现均匀的光分布。由此也包括从数学角度看来非连续的函数、如例如半圆形曲线变化。
[0023] 在一个特别有利的实施方式中，所述扩散面在至少一个竖直剖切平面中具有曲线形状，所述曲线形状基本上具有平滑的、优选抛物线状的变化，也就是说没有波度。
[0024] 当至少一个光源包括LED、尤其大功率（Power）LED（高
电流（Hochstrom）发光
二极管）或
半导体激光时，所述车辆大灯具有特别有利的结构。
[0025] 能够有利地利用本实用新型，方式为，所述光源优选包括多个LED或多芯片LED，所述多芯片LED又包括多个相邻布置的集成的LED，所述集成的LED优选成排地布置，所述集成的LED例如沿所述水平轴线方向定向。
[0026] 尤其对于车辆的近光灯、前场灯、雾灯、远光灯或转向灯大灯能够得到根据本实用新型有利的光分布。
附图说明
[0027] 下面根据不起限制作用的示例更详细地描述本实用新型及其优点，所述示例在附图中阐明。附图：
[0028] 图1示出根据
现有技术的车辆大灯的透视前视图，带有穿过反射器的两个剖切平面A-A和B-B的
位置，
[0029] 图2示出根据现有技术的反射器在剖切平面A-A和B-B中的相交曲线，[0030] 图3示出根据现有技术的车辆大灯的透视前视图，带有穿过所述反射器的焦点的剖切平面C-C的位置，
[0031] 图4示出根据现有技术的反射器在穿过所述反射器的焦点的剖切平面C-C中的相交曲线，
[0032] 图5示出根据本实用新型的车辆大灯的透视前视图，带有穿过反射器的两个剖切平面D-D和E-E的位置，
[0033] 图6示出根据本实用新型的反射器在剖切平面D-D和E-E中的相交曲线，[0034] 图7示出根据本实用新型的车辆大灯的一个变型的透视前视图，带有穿过反射器的两个剖切平面F-F和G-G的位置，
[0035] 图8示出根据本实用新型的反射器的一个变型在剖切平面F-F和G-G中的相交曲线，
[0036] 图9a示出根据本实用新型的车辆大灯的透视前视图，带有用于获得反射器面的第一设计步骤，
[0037] 图9b示出根据本实用新型的车辆大灯的透视前视图，带有用于获得反射器面的另外设计步骤，
[0038] 图10示出所述反射器的放大图以用于阐明设计步骤，
[0039] 图11示出根据本实用新型的车辆大灯的透视前视图，带有最后的设计步骤。
[0040] 附图标记列表
[0041] 1、1'、1''、11 车辆大灯
[0042] 2、2'、2''、12 反射器
[0043] 3、3'、3''、13 光源
[0044] 4、4'、4''、14 焦点
[0045] 5、5'、5'' 反射器面
[0046] 6、6'、6'' 扩散面
[0047] 7、7'、7'' 基础面
[0048] 8、8'、8'' 相交曲线
[0049] A1-A5 子面
[0050] par1-par5 抛物线
[0051] P1-P5、Q1-Q5 控制点
[0052] SP1-SP5、SQ1-SQ5 控制线
[0053] LP1-LP5、LQ1-LQ5 垂线
[0054] TP1-TP5、TQ1-TQ5 切线
[0055] VP1-VP5、VQ1-VQ5 光束向量
[0056] VP1'-VP5'、VQ1'-VQ5' 反射的光束向量。
具体实施方式
[0057] 参考图1至图11更详细地阐释本实用新型的
实施例。尤其示出对于根据本实用新型的大灯而言重要的部分，其中，清楚的是，大灯还包含许多其它部分，这些部分实现有意义地使用在机动车、如尤其轿车或摩托车中。
[0058] 下面所应用的、针对“水平平面”或“水平轴线”的概念分别基于所述反射器例如在车辆大灯中的装入位置并且仅用于更好地理解本说明。“水平平面”或“水平轴线”是否实际上处于水平显然取决于相应的装入情况。因此概念反射器的“水平平面”或“水平轴线”不应局限性地理解，并且在它们的字面概念的意义中不形成针对本实用新型的特征。换言之，根据本实用新型的车辆大灯的反射器也能够倾斜或竖直装配，并且“水平平面”或“水平轴线”在例如车辆大灯中的已装入的状态中不必水平地定向。
[0059] 在图1中示出根据现有技术的、带有光源13的车辆大灯11的反射器12，所述反射器由反射器部段构成，以便产生例如用于远光灯或近光灯的、沿光学轴线Z方向的光分布。所述反射器12以其焦点14处于所述光学轴线Z中，并且在水平轴线H和竖直轴线V中弯曲，其中，不仅抛物线的而且双曲线的曲线变化或其它、自由成形的曲线变化是可行的。为了更好地阐明所述反射器部段的形状，画入两个水平布置的剖切平面A-A和B-B。所述反射器12在所述剖切平面A-A和B-B中的相交曲线在图2中图示并且示出各个部段之间的阶梯形的过渡。所述部段的设计在下面来描述。图3示出根据图1的反射器12，带有穿过所述反射器12的焦点14的剖切平面C-C。
[0060] 在图4中示出所述反射器12穿过所述剖切平面的相交曲线。附加地，示出属于所述反射器部段A1-A5的设计线，所述设计线是各个反射器部段的抛物线状的曲线变化。这用于，通过不同的自由面（Freiflächen）反射器（参见设计线par1-par5）能够产生不同的光分布，其中，所述不同的自由面反射器的焦距f1-f5从共同的焦点F出发。所述不同的自由面反射器通过子面A1-A5来分段并且然后组合成装配在一起的（zusammengesetzten）反射器。部段面之间的过渡通过连接面直接地相互连接，由此在所得到的反射器面中构造出阶梯。
[0061] 在该示例中，所述车辆大灯11包括三个光源13，所述三个光源成排地沿所述水平轴线H方向布置，其中，所有抛物线par1-par5的焦点14（焦点（Fokus））处于中间的LED光源的位置中。
[0062] 能够设置成，一个或多个光源布置在一个焦点中或在多个焦点中。多个光源在此能够作为各个结构部件或在至少一个共同的
电子结构部件中来集成（多芯片LED），其中，所述至少一个电子结构部件具有多个、至少两个、三个、四个或五个发射光的面（LED），所述面优选成排地布置。
[0063] 根据期望的光分布能够设置成，所述发射光的面的虚拟
重心布置在所述反射器的焦点中，其中，所述虚拟重心在测定各个发射光的面的几何结构重心之后通过它们的平均来求得。
[0064] 对于近光灯光分布，通常使所述LED结构部件（光在该LED结构部件处射出）的边缘穿过所述焦点来放置。对于远光灯光分布，通常使光发射的虚拟重心穿过所述焦点来放置，该虚拟重心不必与所述LED结构部件的面中点相符合。
[0065] 在远光灯分布中，各个边缘的伸延不太有着特别意义，而是更确切地说总光像的均匀性有着特别意义，其中，典型地，各个发射光的面的光像至少部分叠加。
[0066] 图5示出针对根据本实用新型的、尤其用于近光灯、前场灯、雾灯、远光灯或转向灯的车辆大灯1'的实施例，包括带有反射表面的反射器2'和至少一个光源3'，所述至少一个光源近似布置在所述反射器2'的焦点4'中。
[0067] 所述反射器2'优选基本上沿所述反射器2'的光学轴线Z方向反射从所述光源3'发射的光，所述光学轴线基本上水平地定向、形成所述车辆大灯1'的射出方向并且与正交于所述光学轴线Z的水平轴线H和竖直轴线V形成笛卡尔坐标系。
[0068] 在该示例中，所述车辆大灯1'能够包括多个例如呈LED的形式的光源3'，所述光源成排地沿所述水平轴线H方向布置。能够如下地设计所述反射器，使得LED排的中间光源布置在所述反射器2'的焦点中，这对于远光灯而言是特别有利的。在该示例中，所述反射器面5'包括叠加在所述反射器面5'的基础面7'上的扩散面6'的第一变型，所述扩散面在该示例中在至少一个水平的剖切平面中具有相交曲线8'的曲线形状，所述曲线形状基本上相应于正弦函数，所述正弦函数根据定义是连续的，并且所述扩散面在至少一个竖直的剖切平面中具有优选基本上是优选较高阶（Ordnung）的双曲线或抛物线的曲线形状。
[0069] 为了更好地理解，图6呈现出根据图5的反射器在图5中画入的剖切平面D-D和E-E中的相交曲线，以及在所述焦点中的光源3'的位置。
[0070] 图7示出能够具有远光灯或近光灯光分布的车辆大灯1''的另一个实施例，包括带有反射表面的反射器2''和在所述反射器2''的焦点4''中的至少一个光源3''。
[0071] 所述反射器2''基本上沿所述反射器2''的光学轴线Z方向反射由光源3''发射的光，所述光学轴线基本上水平地定向并且与正交于所述光学轴线Z的水平轴线H和竖直轴线V形成笛卡尔坐标系。在该示例中，所述车辆大灯包括多个例如呈LED的形式的光源3''，所述光源成排地沿所述水平轴线H方向布置。
[0072] 能够如下地设计所述反射器2''，使得所述LED排的中间光源3''布置在所述反射器2''的焦点4''中。在该示例中，所述反射器面5''包括叠加在所述基础面7''上的扩散面6''的第一变型，所述扩散面在至少一个水平的剖切平面中具有所述相交曲线8''的曲线形状，所述曲线形状基本上相应于正弦函数并且所述扩散面在至少一个竖直的剖切平面中具有基本上是优选较高阶的双曲线或抛物线的曲线形状。
[0073] 为了更好地理解，图8呈现出根据图7的反射器在剖切平面F-F和G-G中的相交曲线8''，以及在所述焦点中的光源3''的位置。
[0074] 图9a、图9b、图10和图11示出用于初步设计根据本实用新型的车辆大灯1的实施例的设计步骤。
[0075] 在该实施例中，从在笛卡尔坐标系中作为用于带有焦点4的反射器2的基础面7的、基本上平滑的、优选至少部分抛物线形的自由成形面出发。在所述笛卡尔坐标系中，水平平面通过水平轴线H和光学轴线Z撑开，所述水平平面与所述基础面7相交并由此形成相交曲线8。
[0076] 在所述相交曲线8上界定控制点P1-P5、Q1-Q5并且光束向量VP1-VP5、VQ1-VQ5从所述焦点4伸延至所述控制点P1-P5、Q1-Q5。在所述相交曲线8的控制点P1-P5、Q1-Q5中界定切线TP1-TP5、TQ1-TQ5或垂线LP1-LP5、LQ1-LQ5，所述切线或垂线分别处于所述相交曲线8的平面中，并且所述垂线LP1-LP5、LQ1-LQ5以正交于所述切线TP1-TP5、TQ1-TQ5的方式取向。
[0077] 入射角AP3、AP5通过所述控制点P3、P5中所述垂线LP3、LP5与光束向量VP3、VP5之间的角度来确定。
[0078] 反射角BP3、BP5通过所述控制点P3、P5中所述垂线LP3、LP5与反射的光束向量VP3'、VP5'之间的角度来确定。
[0079] 所述光束向量VP1-VP5、VQ1-VQ5在所述控制点P1-P5、Q1-Q5中关于所述垂线LP1-LP5、LQ1-LQ5根据反射定律反射到所述相交曲线8的切线TP1-TP5、TQ1-TQ5上，从而所述入射角AP3、AP5的数值相应于所述反射角BP3、BP5的数值，并且从所述控制点P1-P5、Q1-Q5出发，界定反射的光束向量VP1'-VP5'、VQ1'-VQ5'。
[0080] 所反射的光束向量VP1'-VP5'、VQ1'-VQ5'能够与所述垂线LP1-LP5、LQ1-LQ5的线来撑开如下平面，所述平面通过所述控制点P1-P5、Q1-Q5并且平行于所述竖直轴线V与所述基础面7相交并且在该处界定控制线SP1-SP5、SQ1-SQ5。
[0081] 图10示出根据前述说明的反射器2的放大图，其中，所述光束向量VP1-VP5、VQ1-VQ5从所述焦点4伸延至所述控制点P1-P5、Q1-Q5，并且在所述相交曲线8的控制点P1-P5、Q1-Q5中界定切线TP1-TP5、TQ1-TQ5和垂线LP1-LP5、LQ1-LQ5。此外与在图9a和图9b中那样一样适用。
[0082] 下面的、用于通过将所述扩散面6与所述基础面7叠加来形成用于车辆大灯1的反射器2的反射器面5的设计步骤在图11中示出，其中，所述扩散面6仅在所述控制线SP1-SP5、SQ1-SQ5中与所述基础面7相符合。
[0083] 所述实施例示出沿着所述水平轴线H的等距的划分单元，其中，所述划分单元的其它分布也是可行的。备选地，能够在所述相交曲线8上在相邻控制点P（i）和P（i+1）之间选择基本上相同的底长，由此得到特别均匀的光分布。
