CN103292236A - 具有光束改变组件的汽车头灯 - Google Patents

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CN103292236A CN2013100552515A CN201310055251A CN103292236A CN 103292236 A CN103292236 A CN 103292236A CN 2013100552515 A CN2013100552515 A CN 2013100552515A CN 201310055251 A CN201310055251 A CN 201310055251A CN 103292236 A CN103292236 A CN 103292236A
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H.恩
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Abstract

本发明涉及具有光束改变组件的汽车头灯。具体地，提供了一种汽车头灯（12），其具有：包括发射可见光的固态光源（32）的光引擎（20）；以及被配置成接收和反射由所述固态光源（32）发射的光的反射器（26）。所述汽车头灯（12）进一步包括具有移位构件（40）的调节单元（22），该移位构件（40）被耦连到所述固态光源（32）并适于使所述固态光源（32）相对于所述反射器（26）在第一位置与第二位置之间移位，其中在第一位置，所述头灯（12）投射近光图案，其中在第二位置，头灯（12）投射远光图案。

Description

具有光束改变组件的汽车头灯
相关申请的交叉引用
不适用。
技术领域
本公开涉及照明系统，更具体地，涉及一种具有光束改变组件的双功能汽车头灯。
背景技术
照明系统是众所周知的，并且用在各种应用包括汽车应用中。通常，汽车头灯例如包括光源和光学元件（例如透镜和反射器），以便聚集由光源发射的光并使该光成形并且将最后得到的光束图案（或称波束图）以光清晰图案投射到车辆前方。可能优选的是，单一汽车头灯系统能够投射一个以上的光束图案（即，双功能头灯）。例如，头灯可以近光模式发光，光在近光模式中总体上在水平线下方发射。头灯还可以远光模式发光，光在远光模式中总体上在水平线上方以及下方发射。
一些双功能头灯系统包括用于近光、远光模式的多个光源。例如，一些灯丝头灯系统包括多个灯丝：一个灯丝用于近光功能，另一个灯丝用于远光功能。类似地，一些发光二极管（LED）头灯系统包括多串LED模块或芯片，一串LED用于近光功能，另一串LED用于远光功能。一些头灯系统进一步包括用于调节头灯的光源和/或其他元件（例如，反射器）的机构，以便产生近光和远光功能。另外，一些双功能头灯系统采用单遮光器或光屏蔽物，以便选择性地阻挡来自单一光源的一部分光，从而提供近光图案以及提供远光图案，屏蔽的光通过屏蔽物的收缩而被添加到光束。这类头灯的实例可参见美国专利No. 5,567,032（Heizmann）、美国专利No. 5,911,502（Zillgitt等人）、美国专利No. 5,971,574（Taniuchi等人）、美国专利No. 6,043,614（Tessnow等人）、美国专利No. 6,522,493（Yen）、美国专利No. 6,953,274（Rice）、美国专利No. 7,156,544（Ishida）、美国专利No. 7,290,907（Kovach）、美国专利No. 7,837,367（Huang等人）、美国专利公布No. 2002/0039289（Kinouchi）、美国专利公布No. 2005/0088853（Yatsuda等人）、美国专利公布No. 2008/0055918（Mascadri）和欧洲专利No. EP0982189（Taniuchi等人）。
这些已知类型的双功能头灯系统的一个限制在于成本，其与具有提供在双功能头灯中的多个光源有关。在当前LED头灯系统的情况下，例如，所需的大量LED增大了产生的热量，因而必需一个或更多风扇等来确保LED的操作温度被保持在可接受的范围内。因而，需要众多部件，这导致了非常昂贵和复杂的头灯，其需要严格的制造公差来适当地对准多个分立的光源。
附图说明
应参照以下详细描述，该详细描述应结合以下附图进行理解，其中相同的附图标记指代相同的部件。
图1示出了根据本公开的照明系统的一个实施例的方框图；
图2示出了根据本公开的图1照明系统的光模块的透视图；
图3示出了根据本公开的图1照明系统的光模块的一个实施例的一部分的前视图；
图4A示出了处于近光模式的图3光模块的侧剖视图；
图4B示出了处于近光模式的图3光模块的透视图；
图5A示出了处于远光模式的图3光模块的侧剖视图；
图5B示出了处于远光模式的图3光模块的透视图；
图6示出了根据本公开的图1照明系统的光模块的另一实施例的一部分的前视图；
图7A示出了处于近光模式的图6光模块的俯剖视图；
图7B示出了处于近光模式的图6光模块的透视图；
图8A示出了处于远光模式的图6光模块的俯剖视图；
图8B示出了处于远光模式的图6光模块的透视图；
图9A示出了处于近光模式的图1照明系统的光模块的另一实施例的一部分的前视图；
图9B示出了处于近光模式的图9A光模块的侧剖视图；
图10A示出了处于远光模式的图9A光模块的一部分的前视图；以及
图10B示出了处于远光模式的图9A光模块的侧剖视图。
以下是在说明书中使用的附图标记列表：
10        照明系统
12        光模块
14        电源
15        镇流器
16        控制器
18        壳体
20        光引擎
22        调节单元
24        外透镜
26        反射器
27        反射器的开口端
28        反射器的第一部分
29        反射器的第一部分的内表面
30        反射器的第二部分
31        反射器的第二部分的内表面
32        固态光源
33        固态光源的发射表面
34        固态光源的携载器
36        致动器
38        支撑构件
40        移位构件
42        光源旋转的轴线
θ1-θ4         固态光源的光轴与反射器的光轴之间的角度
B1-B9      光束
H         水平面
L1-L2      光引擎的运动长度
P         分界面
V         竖直面
X         固态光源的光轴
Z         反射器的光轴。
为了彻底理解本公开，应结合上述附图参照以下详细描述，包括所附权利要求。尽管本公开结合示例性实施例进行了描述，但本公开不应限于本文给出的具体形式。应理解，由于各种场合可以暗示或提示适当的措施，因而各种省略和等同替代是可预期的。而且，应理解，在此使用的措辞和术语用于描述的目的，不应被认为是限制性的。
具体实施方式
作为综述，根据本公开的一个方面可表征为包括双功能头灯的车辆照明系统。该头灯包括单一光引擎，其包括发射可见光的固态光源（即一个或多个LED形成的单一串）以及被配置成接收并反射由固态光源发射的光的反射器。该头灯进一步包括调节单元，该调节单元具有耦连到固态光源的移位构件。该调节单元适于使固态光源相对于反射器在第一位置与第二位置之间移位，在第一位置，来自固态光源的光指向反射器的第一部分，在第二位置，来自固态光源的光指向反射器的第二部分。当固态光源在第一位置时，头灯以第一照明模式（例如近光模式）起作用，光在该模式中总体上低于或者对准以及低于水平面发射。当固态光源在第二位置时，头灯以第二照明模式（例如远光模式）起作用，光在该模式中总体上高于以及低于水平面发射。当光被指向为低于或者对准以及低于水平面时，其大致沿指向低于或者对准及低于水平线的方向发射，水平线是车辆远前方的虚平面。
根据本公开的头灯包括单一光引擎，其包括固态光源（例如一个或多个LED形成的单一串）。单一串LED适于在提供近光发光图案的第一位置与从头灯提供远光发光图案的第二位置之间运动。因而，与多串的LED相反，根据本公开的头灯被配置成从单串LED提供近光模式和远光模式，由此减少成本。在多个LED形成的一个串中，LED一起照射。
现在转向图1，其总体上示出了根据本公开的照明系统10的一个实施例。照明系统10包括光模块12、电源14和控制器16。在此描述的所示实施例中，光模块12包括汽车头灯或前灯。因而，光模块12在下文中被称为“头灯12”。头灯12包括壳体18、单一光引擎20、耦连到光引擎18的调节单元22以及反射器26（示于图2中）。壳体18被配置成接纳光引擎20和/或调节单元22的至少一部分。壳体18还可包括本文将更详细描述的一个或多个外透镜24。
头灯12接收来自电源14的电输入，例如以便使光引擎20和/或调节单元22通电。电源14包括DC和/或AC电源，并可包括一个或多个逆变器、变流器和/或功率调节器。任选地，一个或多个镇流电路15接收来自电源14的电输入，并将电输入转换成用于驱动头灯12的稳定输出。一个或多个镇流电路15可被定位成远离头灯12或者可与头灯12的壳体18形成整体或者直接耦连到头灯12的壳体18。控制器16发送一个或多个信号，从而控制照明系统10的操作。例如，控制器16向电源14发送信号，以便选择性地使光引擎20通电。控制器16还向调节单元22发送信号，以便如本文将更详细描述的那样选择性地控制光引擎20的位置。控制器16接收在用户控制下产生和/或从例如但不限于环境光传感器等（未示出）的一个或多个传感器和/或从例如但不限于车辆电子控制系统（ECU）的其他计算机系统产生的输入信号。
现在转向图2，其总体上示出了头灯12的反射器26的透视图（为清楚起见未示出壳体18、调节单元22和外透镜24）。反射器26被配置成接纳光引擎20和调节单元22的至少一部分。如本文将更详细描述的，反射器26被配置成反射由光引擎20发射的光。如图所示，反射器26具有大致抛物线形状。应注意，反射器26根据所需的光分布可包括各种形状和/或尺寸。
参照图3，其总体上示出了根据本公开的头灯的一个实施例的一部分的前视图。如图所示，头灯12包括反射器26，其中反射器26包括第一部分28和第二部分30，其中第一部分28和第二部分30由分界面P彼此分离，其中分界面P将反射器26分成第一部分28和第二部分30。第一部分28和第二部分30被配置成反射由光引擎20发射的光，使得头灯12基于从第一部分28和第二部分30中的一个反射的光来投射近光图案，并基于从第一部分28和第二部分30中另一个反射的光来投射远光图案。这将在本文中被更详细地描述。
当地法律法规管理车辆的标准（例如联邦机动车安全标准(FMVSS) 规范）可包括有关设置头灯的近光和远光投射部分的具体法规。因而，根据区域具体法律和法规，头灯12的安装方位可不同，以便符合这类法律和法规。例如，在图3-5B的例示实施例中，头灯12可被安装在车辆的底盘中，从而分界面P沿着车辆的长度基本上平行于车辆的水平面H（如图4B和5B所示，分界面P和水平面H共享同一平面）。第一部分28位于平面P上方，第二部分30位于平面P下方。在图6-8B的例示实施例中，头灯12可以不同的方位安装，这将在本文中更详细地描述。
图4A和4B示出了处于近光模式的头灯12的视图，图5A-5B示出了处于远光模式的头灯12的视图。如图4A所示，头灯12包括壳体18、光引擎20、耦连到光引擎18的调节单元22以及被配置成反射由光引擎20发射的光的反射器26。壳体18被配置成接纳光引擎20、调节单元22和反射器26的至少一部分。如图所示，光引擎20和调节单元22的至少一部分位于反射器26内。
在所示实施例中，光引擎20包括固态光源32，其中固态光源32可包括发光二极管（LED）。尽管光引擎20被例示成具有单一固态光源32（例如单一LED），但光引擎20根据应用可包括多个固态光源。例如，光引擎20可包括由多个LED形成的单一串。光引擎20进一步包括携载器34，固态光源32可被定位在携载器34上。
单一光引擎20适于提供所需的分布图案（即近光和远光）。特别地，光引擎20能在至少大致如图4A-4B例示用于提供近光投射的第一位置与大致如图5A-5B例示用于提供远光投射的第二位置之间运动。尽管光引擎20被显示为位于两个位置，应认识到，光引擎20还可被配置成位于其他方位，包括但不限于在第一位置与第二位置之间的任一位置。
在所示实施例中，光引擎20被耦连到调节单元22。如图所示，调节单元包括将光引擎20保持在反射器26内的支撑构件38。调节单元22适于在接收到如在此所述的控制器16的信号时使光引擎20运动。调节单元22可包括用于使光引擎20在第一位置与第二位置之间运动的任一设备。例如，调节单元22可包括致动器36，例如通过相关的齿轮、杠杆、凸轮、连杆、枢转臂等耦连到光引擎20的螺线管和/或电动机，用于使光引擎20移位。例如，在例示的实施例中，调节单元22包括耦连到光引擎20的移位构件40，其中移位构件40适于使固态光源32相对于反射器26在第一位置与第二位置之间移位。
参照图4A和4B，示出了处于近光模式的头灯12的一个实施例。特别地，控制器16可发送被配置成使光引擎20通电并依次使固态光源32通电、并从固态光源32的发射表面33发射可见光（例如，示意性地例示成光束B1）的一个或多个信号。例如，控制器16可向电源14发送信号，这依次可向光引擎20提供必需的电输入。控制器16还可向调节单元22发送一个或多个信号，以便将光引擎20和固态光源32布置在第一位置。如在此使用，用语“第一位置”意在指的是从固态光源32发射的可见光指向反射器26的第一部分28。
响应从控制器16接收到一个或多个信号，调节单元22的移位构件40适于使固态光源32绕轴线42在第一位置与第二位置之间旋转。轴线42沿着水平面H基本上垂直于反射器26的光轴Z。当固态光源32在第一位置时，固态光源32的光轴X被定向成相对于反射器26的光轴Z成0到90度之间的角度θ1。在一个实施例中，固态光源32的光轴X被定向成相对于反射器26的光轴Z成近似30到70度之间的角度θ1。
当固态光源32被定向在第一位置时，反射器26的第一部分28被配置成接收从固态光源32发射的可见光（例如B1）。第一部分28的内表面29被配置成使来自固态光源32的可见光朝向反射器26的开口端27而不是朝向第二部分30改变方向，从而可见光B1从头灯12总体上低于或者对准以及低于水平面H投射。如在此使用，用语“低于水平面H”指的是从头灯12发射的可见光从头灯12大致向下并且朝向地面发射，用语“对准并低于水平面H”指的是从头灯12发射的可见光大致平行于地面和/或从头灯12向下并且朝向地面发射，参照头灯12被安装在车辆中的情况。
参照图5A和5B，头灯12被例示成处于远光模式。特别地，响应从控制器16接收到一个或多个信号，调节单元22的移位构件40适于使固态光源32绕轴线42从第一位置旋转到第二位置。如在此使用，用语“第二位置”意在指的是从固态光源32发射的可见光指向反射器26的第二部分30。当固态光源32在第二位置时，固态光源32的光轴X被定向成相对于反射器26的光轴Z成0到90度之间的角度θ2。在一个实施例中，固态光源32的光轴X可被定向成相对于反射器26的光轴Z成近似30到70度之间的角度θ2。当固态光源32被定向在第二位置时，反射器26的第二部分30被配置成接收从固态光源32发射的可见光（例如示意性地例示成光束B2和B3）。
如图所示，第二部分30的内表面31被配置成使来自固态光源32的可见光朝向反射器26的开口端27而不是朝向第一部分28改变方向，从而可见光（例如B2和B3）从头灯12大致高于以及低于水平面H投射。如在此使用，用语“高于以及低于水平面H”指的是从头灯12发射的可见光从头灯12大致向下并且朝向地面（光束B3）以及从头灯12大致向上并远离地面（例如光束B2）发射，参照头灯12被安装在车辆中的情况。
任选地，头灯12还包括耦连到壳体18的至少一部分的外透镜24。外透镜24可被提供为用于增大头灯12的空气动力学。例如，外透镜24可允许头灯12与车辆的相邻部分空气动力学地融合，以便减少气动阻力。外透镜24还可被配置成保护头灯12的部件，包括但不限于光引擎20、调节单元22和反射器26。外透镜24可进一步被配置成以一个或多个分布图案发射由反射器26反射的可见光。例如，外透镜24可被配置成进一步有助于分布以近光模式和/或远光模式从头灯12发射的可见光。
参照图6，总体上示出了根据本公开的头灯的另一实施例的一部分的前视图。图6-8B的头灯12类似于图3-5B的头灯12，因而相似的附图标记表示相同的部分。如前所述，根据特定区域法律和法规管理车辆标准，头灯12的安装方位可不同，以便符合这类法律和法规。如图6-8B所示，头灯12可被安装在车辆的底盘中，从而分界面P基本垂直于沿着反射器26的光轴Z的水平面H，其中第一部分28位于分界面P的一侧上，第二部分30位于分界面P的相对侧上。
图7A和7B示出了处于近光模式的头灯12的视图，图8A-8B示出了处于远光模式的头灯12的视图。在例示的实施例中，单一光引擎20适于提供所需的分布图案，例如近光和远光。特别地，光引擎20能在至少大致如图7A-7B例示用于提供近光投射的第一位置与大致如8A-8B例示用于提供远光投射的第二位置之间运动。
参照图7A和7B，示出了处于近光模式的头灯12的一个实施例。如前所述，响应从控制器16接收到一个或多个信号，调节单元22的移位构件40适于使固态光源32绕轴线42在第一位置与第二位置之间旋转。轴线42沿着分界面P基本上垂直于反射器26的光轴Z和水平面H。当固态光源32在第一位置时，固态光源32的光轴X被定向成相对于反射器26的光轴Z成0到90度之间的角度θ3。在一个实施例中，固态光源32的光轴X可被定向成相对于反射器26的光轴Z成近似30到70度之间的角度θ3。当固态光源32被定向在第一位置时，反射器26的第一部分28被配置成接收从固态光源32发射的可见光（例如B4）。如图所示，第一部分28的内表面29被配置成使来自固态光源32的可见光朝向反射器26的开口端27而不是朝向第二部分30改变方向，从而可见光B4从头灯12总体上低于或者对准以及低于水平面H投射。
参照图8A和8B，头灯12被例示成处于远光模式。特别地，响应从控制器16接收到一个或多个信号，调节单元22的移位构件40适于使固态光源32绕轴线42从第一位置旋转到第二位置。当固态光源32在第二位置时，固态光源32的光轴X被定向成相对于反射器26的光轴Z成0到90度之间的角度θ4。在一个实施例中，固态光源32的光轴X可被定向成相对于反射器26的光轴Z成近似30到70度之间的角度θ4。当固态光源32被定向在第二位置时，反射器26的第二部分30被配置成接收从固态光源32发射的可见光（例如示意性地例示成光束B5和B6）。如图所示，第二部分30的内表面31被配置成使来自固态光源32的可见光的至少一部分朝向反射器26的开口端27而不是朝向第一部分28改变方向，从而可见光（例如B5和B6）从头灯12大致高于以及低于水平面H投射。
图9A-9B和10A-10B示出了光源以大致线性方式移位的头灯的另一实施例的视图。图9A-10B的头灯12类似于图3-5B的头灯12，因而相似的附图标记表示相似的部分。如图所示，头灯12包括壳体18、光引擎20、耦连到光引擎18的调节单元22以及被配置成反射由光引擎20发射的光的反射器26。壳体18被配置成接纳光引擎20、调节单元22和反射器26的至少一部分。如图所示，光引擎20和调节单元22的至少一部分位于反射器26内。
在所示的实施例中，光引擎20能在相对于反射器26至少大致如图9A-9B例示用于提供近光投射的第一位置与相对于反射器26大致如10A-10B例示用于提供远光投射的第二位置之间运动。类似于前述实施例，反射器26包括第一部分28和第二部分30，其中第一部分28和第二部分30被配置成反射由光引擎20发射的光，从而头灯12基于从第一部分28反射的光投射近光图案，以及基于从第二部分30反射的光投射远光图案。然而，不同于前述实施例，图9A-10B的反射器26为单一单体结构。
参照图9A和9B，头灯12被例示成处于近光模式，其中光引擎20被显示为相对于反射器26在第一位置。类似于在此描述的先前实施例，光引擎20包括固态光源32，其中固态光源32可包括发光二极管（LED）。当光引擎20在第一位置时，固态光源32的光轴X基本上平行于水平面H和反射器26的光轴Z。当被定向在第一位置时，从固态光源32发射的可见光（例如B7）被施加到反射器26的第一部分28上。反射器26的第一部分28被配置成使可见光朝向反射器26的开口端27而不是朝向第二部分30改变方向，从而可见光B7从头灯12总体上低于或者对准以及低于水平面H投射。
参照图10A和10B，头灯12被例示成处于远光模式，其中光引擎20被显示为相对于反射器26在第二位置。类似于在此描述的先前实施例，光引擎20被耦连到调节单元22。调节单元包括将光引擎20保持在反射器26内的支撑构件38。调节单元22适于在接收到来自控制器16的信号时将光引擎20从第一位置运动到第二位置。调节单元22可包括用于使光引擎20在第一位置与第二位置之间运动的任一设备。例如，调节单元22可包括致动器36，例如通过相关的齿轮、杠杆、凸轮、连杆、枢转臂等耦连到光引擎20的螺线管和/或电动机，用于使光引擎20移位。例如，在例示的实施例中，调节单元22包括耦连到光引擎20的移位构件40，其中移位构件40适于使固态光源32相对于反射器26在第一位置与第二位置之间移位。
响应从控制器16接收到一个或多个信号，调节单元22的移位构件40适于使固态光源32沿着竖直面V从第一位置（以幻影显示）运动到第二位置。竖直面V基本上垂直于水平面H。移位构件40适于使固态光源32沿着竖直面V在竖直方向和水平方向上移位。如图10A所示，例如，移位构件40适于使固态光源32相对于第一位置在竖直方向上移位长度L1以及在水平方向上移位长度L2。在一个实施例中，长度L1近似在1.1至2毫米之间，长度L2近似在0.1至5毫米之间。
当固态光源32在第二位置时，固态光源32的光轴X保持基本上平行于水平面H和反射器26的光轴Z，并且从固态光源32发射的可见光（例如示意性地例示成光束B8和B9）被施加到反射器26的第二部分30上。反射器26的第二部分30被配置成使可见光朝向反射器26的开口端27而不是朝向第一部分28改变方向，从而可见光（例如B8和B9）从头灯12大致高于以及低于水平面H投射。
关于在此描述的头灯，反射器26的第一部分28和第二部分30被配置成接收来自固态光源32的可见光并使可见光改变方向，以便分别产生近光模式和远光模式。由第一部分28和第二部分30产生的近光图案和远光图案符合当前美国交通部（DOT）对车辆头灯的近光输出和远光输出的联邦机动车安全标准（FMVSS）108规范。
反射器26的第一部分28被成型和/或尺寸被形成为，当固态光源32在第一位置时，第一部分28将来自固态光源32的可见光反射到反射器26外且低于或者对准及低于水平面H并不朝向第二部分30。第二部分30被型和/或尺寸被形成为，当固态光源32在第二位置时，第二部分30将可见光反射到反射器26外且高于以及低于水平面H并不朝向第一部分28。因而，根据本公开的头灯并不需要罩（也被称为“Graves罩”），以有助于产生近光图案。更具体地，一些当前的头灯在近光模式时需要罩来阻挡任一杂散光，其将冲击反射器的远光部分并被投射（即反射）在水平面上方。因而，根据本公开的头灯需要更少的部件，这可减少制造成本。
第一部分28和第二部分30的形状可包括但不限于已知的抛物线、椭圆形以及球-椭圆构造，其包括那些具有多面内表面以及截锥反射杯。用语“截锥反射杯”指的是反射杯的一部分，例如，可通过沿着与纵向轴线相交（例如，与第一端和第二端相交）的平面分割反射杯而实现。截锥反射器因而可被配置成反射杯的一半，但也可小于或大于反射杯的一半。例如，截锥反射杯可具有半抛物线或者半椭圆形状。
如本领域普通技术人员大致理解，第一部分28和第二部分30可包括参量和/或非参量表面限定类型，包括但不限于被配置成以所需图案（即近光图案和远光图案）反射从固态光源32接收的光的非均匀非比例基础样条（NURBS）曲线和/或表面。包括但不限于计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工程（CAE）软件的商业可用软件，可用于设计第一部分28和第二部分30的NURBS曲线和/或表面。例如，根据本公开的反射器可利用由Brndenburg GmbH（Paderborn, Germany）提供的LucidShape（海拉之光）计算机辅助照明软件进行设计。
反射器26可被选择成具有高反射率。例如，反射器26可具有等于或高于85%的反射率。根据一个实施例，反射器26可包括金属（例如但不限于，铝、铜、银、金等）、金属合金、塑料（例如但不限于，掺杂塑料）以及复合物。应认识到，光引擎20、调节单元22和反射器26的布置、形状和/或轮廓将取决于头灯12的具体应用，并可包括（但不限于）如头灯12的总尺寸约束、头灯12的所需美学外观以及头灯12的所需发光度这类因子。
因而，根据本公开的一个实施例，提供了一种汽车头灯12。汽车头灯12包括：光引擎20，其包括发射可见光的固态光源32；以及被配置成接收并反射由固态光源32发射的光的反射器26。汽车头灯12进一步包括具有移位构件40的调节单元22，移位构件40被耦连到固态光源32并适于使固态光源32相对于反射器26在第一位置与第二位置之间移位，在第一位置，来自固态光源32的光指向反射器26的第一部分28，在第二位置，来自固态光源32的光指向反射器26的第二部分30。当固态光源32在第一位置时，头灯12基于反射器26的第一部分28反射的光投射近光图案。当固态光源32在第二位置时，头灯12基于反射器26的第二部分30反射的光投射远光图案。
本文所用术语“耦连”指的是任意连接、联接、链接等，由一个系统元件携载的信号能够通过它们施加到“所耦连”的元件。这类“所耦连”装置或者信号及装置并不是必须直接连接到彼此，并且可以由可处理或修改这类信号的中间部件或设备分开。
尽管本文已描述了本公开的原理，但是本领域技术人员应理解，给出这些描述仅是出于示例的目的，并非要作为对本发明范围的限制。参照本文公开的具体实施例描述的特征和方面易于与本文描述的各个其他实施例组合和/或应用。在此可预见到这类所描述的特征和方面与这类其他实施例的组合和/或应用。除了在此图示和描述的示例性实施例外，在本发明的范围内可预见到其他实施例。本领域普通技术人员进行的修改和替换应被视为在本发明的范围内，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1. 一种汽车头灯（12），包括：
光引擎（20），所述光引擎包括发射可见光的固态光源（32）；
反射器（26），其被配置成接收和反射由所述固态光源（32）发射的光；以及
具有移位构件（40）的调节单元（22），所述移位构件（40）被耦连到所述固态光源（32）并适于使所述固态光源（32）相对于所述反射器（26）在第一位置与第二位置之间移位，其中在第一位置，来自所述固态光源（32）的所述光指向所述反射器（26）的第一部分（28），其中在第二位置，来自所述固态光源（32）的所述光指向所述反射器（26）的第二部分（30）；
其中，当所述固态光源（32）在所述第一位置时，所述头灯（12）基于由所述反射器（26）的所述第一部分（28）反射的光投射近光图案，而当所述固态光源（32）在所述第二位置时，所述头灯（12）基于由所述反射器（26）的所述第二部分（30）反射的光投射远光图案。
2. 根据权利要求1所述的汽车头灯，其中所述固态光源（32）包括至少一个发光二极管（LED）光源。
3. 根据权利要求1所述的汽车头灯，其中所述调节单元（22）被配置成接收来自控制器（16）的输入，籍此使得，所述移位构件（40）适于响应来自所述控制器（16）的输入使所述固态光源（32）绕轴线（42）在所述第一位置与所述第二位置之间旋转。
4. 根据权利要求3所述的汽车头灯，其中所述轴线（42）基本上垂直于一沿着将所述反射器（26）分成所述第一部分（28）和所述第二部分（30）的分界面（P）的光轴（Z）。
5. 根据权利要求4所述的汽车头灯，其中当所述固态光源（32）在所述第一位置时，所述固态光源（32）的光轴（X）被定向成相对于所述反射器（26）的所述光轴（Z）成0到90度之间的角度θ1。
6. 根据权利要求4所述的汽车头灯，其中当所述固态光源（32）在所述第二位置时，所述固态光源（32）的光轴（X）被定向成相对于所述反射器（26）的所述光轴（Z）成0到90度之间的角度θ2。
7. 根据权利要求1所述的汽车头灯，其中所述调节单元（22）被配置成接收来自控制器（16）的输入，籍此使得，所述移位构件（40）适于响应来自所述控制器（16）的输入使所述固态光源（32）在所述第一位置与所述第二位置之间平移。
8. 根据权利要求1所述的汽车头灯，其中所述调节单元（22）包括螺线管致动器。
9. 一种照明系统（10），包括根据权利要求1所述的头灯（12），而且进一步包括：
用于向所述光引擎（20）和所述调节单元（22）供应电输入的电源（14）；以及
控制器（16），其耦连到所述调节单元（22），并适于选择性地使所述调节单元（22）通电，以便使所述固态光源（32）在所述第一位置与所述第二位置之间移位。
10. 根据权利要求1所述的汽车头灯，其中所述近光图案包括总体上低于或者对准及低于水平面（H）发射的可见光，并且其中所述远光图案包括大致高于及低于所述水平面（H）发射的可见光。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105953146A (zh) * 2016-07-20 2016-09-21 成都翔羽科技有限公司 一种基于激光能光纤传输的安全光源
CN112032670A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 和鸿电气股份有限公司 一种用于叉车照明的高精度警示投光灯

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8937332B2 (en) 2011-02-04 2015-01-20 Osram Sylvania Inc. Wavelength converter for an LED and LED containing same
EP2694862B1 (en) 2011-04-07 2021-07-14 Magna International Inc. Hybrid optics led headlamp
DE112014003799B4 (de) 2013-08-19 2023-03-23 Magna International Inc. Doppelstrahl-Scheinwerfer
TWI513938B (zh) * 2014-10-01 2015-12-21 錼創科技股份有限公司 光學模組
EP3021040B1 (de) * 2014-11-14 2017-05-17 Hella KGaA Hueck & Co. Lichtbaugruppe mit einer justierbaren trägerplatte für leuchtmittel und verfahren zur justage der trägerplatte
CZ2015531A3 (cs) 2015-07-30 2016-10-19 Varroc Lighting Systems Sro Světelné zařízení, zejména světlomet pro motorová vozidla
JP6804213B2 (ja) * 2016-04-15 2020-12-23 株式会社小糸製作所 車両用灯具、および当該車両用灯具を備えた車両
FR3064048A1 (fr) * 2017-03-20 2018-09-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Bloc optique de vehicule a faisceau de lumiere configurable par deplacements de la source de photons
JP7296384B2 (ja) * 2017-12-14 2023-06-22 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 自動ビームモード選択を備える車両ヘッドライトの照明器具
CN214332559U (zh) * 2018-05-08 2021-10-01 亮锐控股有限公司 用于汽车车辆的前照灯
WO2021104286A1 (zh) * 2019-11-27 2021-06-03 华域视觉科技(上海)有限公司 车辆照明装置、车辆不可见光投射装置及目标物检测装置
US11480314B2 (en) * 2020-02-12 2022-10-25 Mark J. Perlin Light collimation assembly and light emitting devices

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1669659A (en) * 1926-09-16 1928-05-15 Hall C M Lamp Co Lamp-focusing device
DE1809029A1 (de) * 1968-11-15 1970-06-04 Guntram Kronau Elektromagnetische Abblendvorrichtung fuer Halogen-Scheinwerferlampen
DE4341234C2 (de) 1993-12-03 2002-09-12 Bosch Gmbh Robert Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge
JPH1092208A (ja) 1996-09-20 1998-04-10 Stanley Electric Co Ltd 車両用前照灯
DE19710632A1 (de) 1997-03-14 1998-09-17 Bosch Gmbh Robert Scheinwerfer für Abblendlicht und Fernlicht für Fahrzeuge
FR2772883B1 (fr) * 1997-12-19 2000-03-10 Valeo Vision Projecteur de vehicule automobile a miroir unique et source deplacable pour engendrer deux faisceaux d'eclairage differents
US6043614A (en) 1998-03-06 2000-03-28 Osram Sylvania Inc. Alternating current hid lamp with magnetic deflection
JP2000071864A (ja) 1998-08-28 2000-03-07 Stanley Electric Co Ltd 配光切換装置付前照灯
DE19860647A1 (de) * 1998-12-29 2000-07-06 Bosch Gmbh Robert Scheinwerfer für Fahrzeuge zur Aussendung unterschiedlicher Lichtbündel
JP2001110211A (ja) * 1999-10-12 2001-04-20 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
FR2810934B1 (fr) * 2000-07-03 2002-09-13 Valeo Vision Projecteur elliptique a modification de faisceau par mouvement d'elements optiques
JP2002109915A (ja) 2000-09-27 2002-04-12 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
US6552493B2 (en) 2001-08-20 2003-04-22 Kuo-Pin Yen High-low beam switching device for a headlight
US6866407B2 (en) * 2002-12-17 2005-03-15 Cpikorea Ltd. Vehicle headlight
US6953274B2 (en) 2003-05-30 2005-10-11 Guide Corporation AFS for LED headlamp
JP4044024B2 (ja) 2003-09-29 2008-02-06 株式会社小糸製作所 車両用前照灯
JP4402425B2 (ja) 2003-10-24 2010-01-20 スタンレー電気株式会社 車両前照灯
US7290907B2 (en) 2006-02-24 2007-11-06 Honda Motor Co., Ltd Vehicle headlamp with daytime running light
US20080055918A1 (en) 2006-08-31 2008-03-06 Anthony Peter Mascadri Vehicular lamp assembly having multiple moveable reflectors
JP2008192313A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
JP4881255B2 (ja) * 2007-08-13 2012-02-22 株式会社小糸製作所 車両用前照灯
US7837367B2 (en) 2008-12-05 2010-11-23 Hsian-Yi Huang Automobile headlight high-low switching device
JP5588237B2 (ja) * 2010-06-24 2014-09-10 株式会社小糸製作所 車輌用前照灯

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105953146A (zh) * 2016-07-20 2016-09-21 成都翔羽科技有限公司 一种基于激光能光纤传输的安全光源
CN112032670A (zh) * 2020-08-25 2020-12-04 和鸿电气股份有限公司 一种用于叉车照明的高精度警示投光灯

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Publication number Publication date
EP2631534A2 (en) 2013-08-28
JP2013171833A (ja) 2013-09-02
US20130215635A1 (en) 2013-08-22
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EP2631534A3 (en) 2014-06-18

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