CN107002968A - 用于车辆的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明装置，所述照明装置具有激光源并且具有配属于该激光源的用于产生预定的光分布的光学单元，其中，在激光源与光学单元之间设有用于减少和/或用于避免光分布中的光斑图案的散射元件。

Description

用于车辆的照明装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的照明装置，所述照明装置具有激光源并且具有配属于该激光源的用于产生预定的光分布的光学单元。
背景技术
由DE 197 46 025 B4已知一种用于车辆的照明装置，在所述照明装置中使用激光源作为光源。为该激光源配属有一个光学单元，由激光源发射的光借助该光学单元这样转向，使得该光沿期望的方向发射出，以产生预定的光分布。当照明装置应该照亮尾灯的镜片，以便在车辆的尾部区域中提供信号功能时，基于光斑效应而产生有斑纹的具有反差明显的粒状结构的照明。在信号功能照明中的该光斑图案对于外部观察者来说被认为是干扰的。
发明内容
因此，本发明的任务是进一步构造具有激光源的用于车辆的照明装置，使得实现预定的具有均匀或者说均匀结构的光分布，其中，尤其是减少或避免光斑图案的出现。
为了解决该任务，本发明结合权利要求1前序部分的特征在于，在激光源与光学单元之间设有用于减少和/或用于避免光分布中的光斑图案的散射元件。
本发明的特别的优点在于，通过引入附加构件、即用于减少或避免光斑图案的散射元件，以简单的方式实现均匀的照明。一方面，能够在信号功能中使得发出光的面均匀化。另一方面，能够在车辆外部使得被照亮的面均匀化。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述散射元件沿发射方向直接布置在激光源之前，从而不增加照明装置的空间需求。
根据本发明的一种进一步扩展构型，所述散射元件构成为散射镜片或者构成为扩散膜。由此有利地，由激光源发射的光被扩散并且优选被不规律地散射，从而减少借助后置的光学单元所产生的光分布的光斑效应。
根据本发明的一种进一步扩展构型，所述散射元件构成为弹性膜片，该弹性膜片借助电压源在该弹性膜片的延伸平面中根据预定的频率进行拉伸/挤压运动(Stauchbewegung)。所述散射元件构成为必须供以电流的有源构件。弹性膜片可以由聚合材料制成。所述拉伸/挤压运动可以以150至350Hz的范围内的频率运行。该频率与所使用的激光源或与要产生的光功能有关。
根据本发明的一种进一步扩展构型，所述弹性膜片与激光源的接通或断开时刻在时间上错开地被施加以拉伸/挤压运动，从而观察者感觉到均匀的照明图案与有斑纹的照明图案之间的变化。由此，附加地能够使观察者的注意力转移到信号功能上。
根据本发明的一种进一步扩展构型，所述散射元件构成为光导元件，从而基于光在光导元件的侧面上的多次全反射而产生这样的散射，使得在光导元件的光输出耦合侧上的光发射中能够实现具有减少的光斑图案的照明。该光导体具有这样的长度，使得发出的光具有均匀的光分布。根据本发明的一种进一步扩展构型，所述光导元件可以具有多个光输入耦合分支，为所述光输入耦合分支分别配属有一个激光源。由此实现的多个激光源的发射强度的叠加导致光斑效应减小。
根据本发明的一种进一步扩展构型，所述散射元件可以构成为衍射光学元件或全息光学元件，所述衍射光学元件或全息光学元件这样设计或计算，使得获得期望的散射或相移，借助该散射或相移减小或消除光斑效应。全息光学元件具有这样的全息图结构，使得射到该全息图结构上的光束被散射。
为了解决该任务，具有权利要求9前序部分特征的本发明的特征在于，为了减少和/为了避免光分布中的光斑图案而设有多个激光源，从而光分布通过多个照明图案的叠加而形成。
按照权利要求9的本发明的特别优点在于，所述多个激光源不仅可以用于减少光斑图案，而且也可以用于提高光强。备选地，也可以使用多个光强较小的激光源，从而减少制造成本。
附图说明
以下借助附图更详细地阐述本发明的实施例。其中：
图1示出根据第一实施方式的照明装置的示意性侧视图；
图2示出根据第二实施方式的照明装置的示意性侧视图；
图3示出根据第三实施方式的照明装置的示意性侧视图；
图4示出根据第四实施方式的照明装置的示意性侧视图；
图5示出根据第五实施方式的照明装置的示意性侧视图；
图6示出根据第六实施方式的照明装置的示意性侧视图；以及
图7示出根据第七实施方式的照明装置的示意性侧视图。
具体实施方式
按照本发明的用于车辆的照明装置可以在车头和车尾区域中用于产生信号功能、例如白天行驶灯、尾灯、制动灯、转弯灯。在车头区域中，照明装置可以用于产生近光分布/远光分布。因此，照明装置用于产生预定的光分布，在该光分布中照亮车辆之外的面或者在该光分布中设有照明装置的发出光的面。所述发出光的面优选是照明装置的镜片，该镜片遮盖或封闭照明装置的未示出的外壳。
根据照明装置的按照图1的第一实施方式，照明装置具有激光源1、沿该激光源1的发射方向A布置在该激光源之前的散射元件2以及沿发射方向A布置在该散射元件2之前的光学单元3，所述散射元件用于减少和/或避免在由照明装置产生的光分布中的光斑图案。光学单元3包括透镜4，由激光源1发射的光5借助该透镜根据预定的光分布被成形(abgebildet)。此外，光学单元3具有沿发射方向A布置在透镜4之前的镜片6，该镜片优选如透镜4那样构成为透明的。如果照明装置是具有信号功能的尾灯，则散射元件2在镜片6上引起均匀且均匀的照明图案。
散射元件2构成为有源构件，该有源构件设有定位在两个连接在电压源上的电极之间的弹性膜片。在接通散射元件2并且给该散射元件施加以预定的频率范围、例如150至350Hz的电压时，在弹性膜片的垂直于发射方向A延伸的延伸平面中进行该弹性膜片的拉伸/挤压运动。由此能够实现光5的散射，这导致均匀的照明图案。
优选地，散射元件2沿发射方向A直接布置在激光源1之前。图1仅仅示出所述照明装置的结构的示意图。
例如，散射元件2可以与激光源1在时间上错开地接通和/或断开。通过时间上不同步地接通和/或断开激光源1和散射元件2而引起，观察者有时候感觉到均匀的照明图案(接通散射元件)、而有时候感觉到不均匀的照明图案(断开散射元件)。由此，当例如散射元件2以在接通激光源1之后的一段时间差接通时，能够进一步提高对信号功能的注意力。
优选地，激光源1构成为发射红光的激光源，从而不需要例如为白色光色的光的转变。为了产生尾灯或制动灯功能，光学单元3的组成部分因此可以构成为透明的。
根据本发明的按照图2的另一实施方式，可以设有扩散膜或散射镜片作为用于减少和/或避免光分布中的光斑图案的散射元件7。在此涉及无源构件，该无缘构件不被供以电流、而是基于其构造而导致光5的散射。该散射元件7引起激光射束5的扩散。尤其是，激光5被不规律地散射，从而在后置的镜片6上出现具有减少的光斑图案或没有光斑图案的均匀的照明面。
各实施例的相同构件或相同构件功能配设有相同的附图标记。
根据本发明的按照图3的另一实施方式，用于减少和/或避免光分布中或者说照明面中的光斑图案的散射元件构成为光导元件8。光导元件8具有面向激光源1的光输入耦合面9和远离激光源1的光输出耦合面10，在所述光输入耦合面与所述光输出耦合面之间延伸有柱状的侧面11。经由光输入耦合面9输入耦合的光5在光导元件8内在侧面11上被多次全反射，直到该光在光输出耦合侧上经由光输出耦合面10朝向镜片6的方向被发射。所述多次全反射能够实现用于例如在镜片6上防止或减少光斑图案的散射。优选地，光导元件8具有比激光源1或激光5的相干长度大的长度l。发出的光5在此具有均匀的光分布。光导元件8可以由透明材料或者扩散率小的材料混合物制成。光导元件8可以构成为刚性的或柔性的、例如构成为玻璃纤维光导元件或硅树脂光导元件。
根据本发明的按照图4的另一实施方式，与按照图3的实施方式不同地在光导元件8与镜片6之间可布置有透镜4。
根据本发明的一种未示出的实施方式，光学单元3也可以具有环带透镜、非球面透镜或自由形状透镜作为透镜4。根据另一备选的实施方式，光学单元3也可以具有反射器取代透镜4。
根据本发明的按照图5的另一实施方式，与按照图3的实施方式不同地可以设有具有多个光输入耦合分支13的光导元件12。在本实施例中，光导元件12具有两个光输入耦合分支13，为所述光输入耦合分支分别配属有一个激光源1。光导元件12因此具有两个光输入耦合面9，由不同的激光源1发射的光借助所述两个光输入耦合面在光导元件12的主区域14内聚集在一起并且然后在共同的光输出耦合面10上朝向镜片6方向输出耦合。在光导元件12的主区域14内实现所述两个激光源1的辐射强度的叠加，这导致光斑效应减少。
根据本发明的一种未进一步示出的实施方式，用于减少和/或避免光斑图案的散射元件也可以由衍射光学元件和/或由全息光学元件构成。全息光学元件的全息图结构这样计算，使得获得激光5的期望的散射或相移，从而减少或避免光斑效应或者说光斑图案。
根据本发明的按照图6的另一实施方式，为了减少和/或避免光分布中的光斑图案而设有多个激光源1、在当前情况下为两个激光源1，所述激光源朝向镜片6方向发射激光5。由此实现通过不同的激光源1产生的激光射束的叠加并且因此实现各个照明图案的叠加。由此能够减少光斑效应。
根据本发明的按照图7的另一实施方式，与按照图6的实施方式不同地可以在激光源1与镜片6之间设有分别配属于所述激光源1的透镜4。由此能够优选在车辆外部产生预定的光分布或照明图案。
显然，上述特征可以各自单独使用或者多个以任意组合的方式使用。所说明的实施例不可理解为最终的列举、而更确切地说具有示例性地说明本发明的特性。
附图标记列表
1 激光源
2 散射元件
3 光学单元
4 透镜
5 光
6 镜片
7 扩散膜
8 光导元件
9 光输入耦合面
10 光输出耦合面
11 侧面
12 光导元件
13 光输入耦合分支
14 主区域
A 发射方向

Claims (10)

1.用于车辆的照明装置，所述照明装置具有激光源并且具有配属于该激光源的用于产生预定的光分布的光学单元，其特征在于，在激光源(1)与光学单元(3)之间设有用于减少和/或用于避免光分布中的光斑图案的散射元件(2、7、8、12)。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(2、7、8、12)沿发射方向(A)直接定位在激光源(1)之前。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(7)构成为散射镜片或扩散膜。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(2)构成为弹性膜片，所述弹性膜片借助电压源与预定的频率相对应地在该散射元件的延伸平面中进行拉伸/挤压运动。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(2)能与激光源(1)在时间上错开地接通和/或断开。
6.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(8)构成为光导元件(8、12)，所述光导元件具有这样大的长度(l)，使得射出的光(5)具有均匀的光分布。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述光导元件(12)具有多个光输入耦合分支(13)，为所述光输入耦合分支分别配属有一个激光源(1)。
8.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件构成为衍射光学元件或全息光学元件。
9.用于车辆的照明装置，所述照明装置具有激光源并且具有配属于该激光源的用于产生预定的光分布的光学单元，其特征在于，为了减少和/为了避免光分布中的光斑图案而设有多个激光源(1)，从而光分布通过多个照明图案的叠加构成。
10.根据权利要求1至9之一所述的照明装置，其特征在于，所述激光源(1)构成为发射红光的激光源。
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