CN107178747A - 用于车辆的照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的照明装置可以包括：光源，其用于发出不同方向的偏振光束；滤光器，其用于接收从所述光源发出的偏振光束，反射偏振光束的第一光束并且透射偏振光束的第二光束；反射聚光器，其用于接收来自所述滤光器的偏振光束，并且将接收到的偏振光束聚焦在焦点上；以及发光体，其设置在从所述反射聚光器发射出的偏振光束行进以聚焦所沿的路径上，从而将接收到的偏振光束以具有预定颜色的光发出。

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，其配置成将从多个光源发出的光束聚焦在发光体上以发出光。
背景技术
通常，前照灯在车辆行驶期间在车辆的行驶方向上发出光，以将车辆前方的道路照亮，这样，前照灯在夜间行驶期间为驾驶员提供可视性。由于使用前照灯保证了夜间行驶期间的前方可视性，驾驶员可以检查道路上的障碍物或其他车辆，由此，可以实现安全行驶。
为了提高夜间远程照明性能，高亮度光源是必要的。应用于这种灯上的传统的照明装置包括激发光源、荧光物质和反射表面。在这种情况下，根据光源的数量确定反射表面的数量。就这一点而言，在布局方面存在缺点。结果，设计自由度降低。
此外，对于传统光学系统来说，激发光源的数量根据荧光物质的数量而增加。因此，制造成本增加并且光学系统的尺寸变大。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的照明装置，所述照明装置配置成将从多个光源发出的光束聚焦在荧光物质上，从而减小光学系统的尺寸，增加设计的自由度，并且降低制造成本。
根据本发明的各个方面，一种用于车辆的照明装置可以包括：光源，其用于发出不同方向的偏振光束；滤光器，其用于接收从所述光源发出的偏振光束，反射偏振光束的第一光束并且透射偏振光束的第二光束；反射聚光器，其用于从所述滤光器接收偏振光束，并且将接收到的偏振光束聚焦在焦点上；以及发光体，其设置在从所述反射聚光器发射出的偏振光束行进以聚焦所沿的路径上，从而将接收到的偏振光束以具有预定颜色的光发出。
所述光源可以包括第一光源和第二光源，所述第一光源可以发出纵向偏振光束和横向偏振光束中的至少一个，而所述第二光源可以发出横向偏振光束和纵向偏振光束中的至少一个，所述第二光源发出的偏振光束的方向与从所述第一光源发出的偏振光束的方向不同。
所述第一光源可以配置成发出纵向偏振光束，所述第二光源可以配置成发出横向偏振光束。
所述第一光源和所述第二光源可以设置成彼此之间具有90°的角度差，以使得所述第一光源的偏振光束的偏振方向和所述第二光源的偏振光束的偏振方向相差90°。
所述滤光器可以包括：反射镜，其与所述光源以预定距离间隔开，并且配置成反射由所述第一光源所发出的偏振光束；以及偏振滤光器，其配置成反射由所述第一光源所发出的纵向偏振光束并透射由所述第二光源所发出的横向偏振光束。
接收由所述第一光源所发出的偏振光束的所述反射镜可以设置在接收由所述第二光源所发出的偏振光束的偏振滤光器上方，所述反射镜可以向下反射由所述第一光源所发出的纵向偏振光束，而所述偏振滤光器可以反射由所述反射镜所反射的纵向偏振光束以使其向前直行，并且透射由所述第二光源所发出的横向偏振光束以使其向前直行。
所述反射聚光器可以在前方与所述偏振滤光器以预定距离间隔开，且所述反射聚光器可以反射经由所述偏振滤光器反射和透射的纵向偏振光束和横向偏振光束，使得经反射的光束在从所述反射聚光器向上延伸的竖直线上形成焦点。
所述发光体可以设置为邻近由所述反射聚光器形成的焦点。
照明装置可以进一步包括光学透镜，其将从所述光源发出的偏振光束引导为平行地直行。
从所述发光体发出的光可以入射在反射器或透镜上以照亮车辆的前方或后方。
照明装置可以进一步包括具有内部空间的壳体，其中：所述光源可以设置在支撑体上，所述支撑体设置在所述壳体的内部空间的后侧，所述滤光器和所述反射聚光器可以分别设置在所述光源的前方直线上并且与所述光源间隔开；以及所述发光体可以设置在所述壳体的上端并且设置在所述反射聚光器上方。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示出根据本发明的各个实施方案的用于车辆的照明装置的视图。
图2和图3是示出根据本发明的各个实施方案的照明装置的视图。
应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的示例。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
图1是示出根据本发明的各个实施方案的用于车辆的照明装置的视图，而图2和图3是示出根据本发明的各个实施方案的照明装置的视图。
如图1所示，根据本发明的各个实施方案的用于车辆的照明装置包括：光源100，其用于发出不同方向的偏振光束；滤光器200，其布置为接收从光源100发出的偏振光束，并且配置成反射接收到的偏振光束中的一组同时透射接收到的偏振光束中的另外一组；反射聚光器300，其用于接收来自滤光器200的偏振光束，并且反射接收到的偏振光束以使其聚焦在焦点上；以及发光体400，其设置在光束路径上以将接收到的偏振光束以具有预定颜色的光发出，其中，从反射聚光器300发射出的偏振光束沿着该光束路径行进以被聚焦。
在本发明的各个实施方案中，光源100可以包括激光二极管。在这种情况下，激光二极管可以配置成产生蓝色光束。当激光二极管应用于光源100时，如上所述，可以简单地实现使用多个光源来形成光源100。特别地，在这种情况下，多个光源可以配置成分别发出不同方向的偏振光束。这是因为形成光源100的激光二极管具有特定偏振，而这样，可以通过将激光二极管以不同的围绕激光光束的光轴旋转的角度安装而将激光光束的偏振方向设定为彼此不同。
当光源100包括多个光源时，如上所述，滤光器200可以反射从光源100发出的偏振光束中的一组，并且透射所发出的偏振光束中的另外一组。为此，滤光器200可以包括偏振滤光器240。在这种情况下，偏振滤光器240可以反射从光源100的一部分发出的偏振光束中的一组，并且透射从光源100的另外一部分发出的偏振光束中的另外一组。这样，入射在滤光器200上的偏振光束最终可以通过一个发光体400输出。下面将详细描述滤光器200。
从滤光器200发出的偏振光束入射在反射聚光器300上。反射聚光器300反射所入射偏振光束以使其聚焦在作为焦点的特定点上。也即，当从光源100发出的偏振光束以平行光束入射在反射聚光器300上时，反射聚光器300反射所入射的偏振光束以使其聚焦在特定点上。这样，可以基于形成焦点的位置来确定发光体400的位置。换句话说，由于基于由反射聚光器300所形成的焦点来确定发光体400的位置，所以可以选择性地设计从光源100发出的激光光束的横截面积。
与此同时，发光体400包括荧光物质。在这种情况下，荧光物质与从光源100发出的激光光束相互作用，以将具有预定颜色的光输出。例如，当光源100配置成发出蓝色激光光束并且发光体400包括发出黄色的荧光物质时，蓝色激光光束与黄色荧光物质相互作用，这样，可以发出视觉上可识别为白光的光。
如上所述，根据本发明的各个实施方案，在顺序地移动通过滤光器200和反射聚光器300之后，从包括多个光源的光源100发出的偏振光束经由单个发光体400输出。由此，可以减化照明装置的整体布局。
在各个实施方案中，如图1和图2中所示，光源100包括第一光源120和第二光源140。第一光源120发出纵向偏振光束或横向偏振光束。第二光源140发出横向偏振光束或纵向偏振光束，第二光源140发出的偏振光束的方向与从第一光源120发出的偏振光束的方向不同。也即，第一光源120和第二光源140配置成分别发出不同方向的偏振光束。当第一光源120发出纵向偏振光束时，第二光源140可以发出横向偏振光束。另一方面，当第一光源120发出横向偏振光束时，第二光源140可以发出纵向偏振光束。可以根据从第一光源120和第二光源140发出的偏振光束的方向来改变在滤光器200中反射镜220和偏振滤光器240的布置，下面将对该布置进行描述。
将结合本发明的各个实施方案来进行下面的说明，在这些实施方案中，第一光源120发出纵向偏振光束，而第二光源140发出横向偏振光束。
光源100可以包括两个光源，即，第一光源120和第二光源140。第一光源120和第二光源140的偏振光束的每个可以具有特定偏振。换句话说，第一光源120和第二光源140可以配置成具有相同的规格，同时分别具有不同的安装角度。这样，偏振光束的方向可以彼此不同。
同样地，可以将第一光源120和第二光源140安装为使得它们之间具有90°的角度差。这样，第一光源120和第二光源140的偏振光束的偏振方向可以相差90°。当第一光源120和第二光源140的偏振方向之间相差90°时，如上所述，可以简单地设计第一光源120和第二光源140(其本应具有不同的安装角度)。另外，可以简单地配置滤光器200的偏振滤光器240，使得偏振滤光器240透射一个方向的偏振光束中的一组，同时反射另外一个方向的偏振光束中的另外一组。当然，待被偏振滤光器240反射或透射的从第一光源120和第二光源140发出的偏振光束的方向之间的角度可以设定为各种角度，而不设定为90°。
此外，由于第一光源120和第二光源140配置成分别发出不同方向的偏振光束，如上所述，第一光源120可以发出纵向偏振光束，而第二光源140可以发出横向偏振光束。这样，在这种情况下，尽管第一光源120和第二光源140具有相同的安装位置，第一光源120和第二光源140的偏振光束的方向也可以彼此不同。
与此同时，滤光器200中所包括的反射镜220可以与光源100间隔开预定距离。反射镜220可以反射从第一光源120发出的纵向偏振光束。滤光器200中所包括的偏振滤光器240可以反射从反射镜220反射的纵向偏振光束，并且可以透射从第二光源140发出的横向偏振光束。
这里，反射镜220可以改变从第一光源120发出的偏振光束的光束路径。在各个实施方案中，可以用棱镜来代替反射镜220。
滤光器200的偏振滤光器240将入射激光光束分类成竖直偏振波和水平偏振波，以便反射或透射入射激光光束。偏振滤光器240可以包括染有二向色性材料的聚乙烯醇(PVA)膜(偏振元件)以及结合到偏振元件的两侧的三醋酸纤维素(TAC)膜(作为保护膜)。在这种情况下，偏振滤光器240可以具有三层结构TAC-PVA-TAC。这里，可以在TAC膜表面上进一步进行表面涂层处理，以提供需要的特性，比如散射特性、硬度增强特性和反射特性。
详细地说，在滤光器200中，接收第一光源120的偏振光束的反射镜220可以设置在接收第二光源140的偏振光束的偏振滤光器240上方。反射镜220可以配置成反射从第一光源120发出的偏振光束，以使其向下行进。偏振滤光器240可以配置成反射从反射镜220反射的纵向偏振光束以使其向前直行，同时透射从第二光源140发出的偏振光束使以其向前行进。
如图1所示，第一光源120可以设置在第二光源140上方。滤光器200的反射镜220可以设置为在水平方向上与第一光源120成直线，并且与第一光源120间隔开。偏振滤光器240可以设置为在水平方向上与第二光源140成直线，并且与第二光源140间隔开，同时设置在反射镜220下方。具体地，反射镜220可以安装成以预定角度倾斜，使得从第一光源120发出的偏振光束竖直向下反射。另外，偏振滤光器240可以安装成以预定角度倾斜，使得从第二光源140发出的偏振光束水平向前透射。此外，反射聚光器300可以在前方与偏振滤光器240间隔开。因此，经由反射镜220和偏振滤光器240反射和透射的偏振光束可以入射在反射聚光器300上。
这里，第一光源120发出纵向偏振光束。第二光源140配置成发出横向偏振光束。偏振滤光器240配置成反射纵向偏振光束并且透射横向偏振光束。因此，在从第一光源120发出的纵向偏振光束的光束路径由反射镜220改变为朝向偏振滤光器240之后，纵向偏振光束受到偏振滤光器240反射以入射在反射聚光器300上。然而，从第二光源140发出的横向偏振光束通过偏振滤光器240透射，以直接行进到反射聚光器300。
因此，从第一光源120和第二光源140发出的偏振光束经由包括反射镜220和偏振滤光器240的滤光器200而行进到单个反射聚光器300，然后入射在单个发光体400上。由此，可以减小光学系统的尺寸，且同样地，可以保证所期望的设计自由度。
与此同时，反射聚光器300可以在前方与偏振滤光器240间隔开预定距离。反射聚光器300可以配置成将经由偏振滤光器240反射和透射的纵向偏振光束和横向偏振光束向上反射，使得所反射的光束在从反射聚光器300向上延伸的竖直线上形成焦点。
相应地，光源100可以进一步包括光学透镜160。每个光学透镜160使得从光源100发出的偏振光束平行直行，从而可以将偏振光束的光通量调整为准直的。为此，可以将准直仪应用于每个光学透镜，以便形成准直光束。
由此，由于从光源100发出的偏振光束经由聚光透镜160调整为准直的，所以可以在特定点形成焦点。另外，由于偏振光束可以通过反射聚光器300反射为聚焦在焦点上，所以可以根据给定设计而确定偏振光束的尺寸。
将结合示例描述由反射聚光器300形成的焦点。在本发明的各个实施方案中，发光体400可以设置为邻近由反射聚光器300形成的焦点。如图3所示，当反射聚光器300将从第二光源140发出的偏振光束向上竖直反射时，偏振光束聚焦在一个焦点上。这里，当发光体400设置在由反射聚光器300形成的焦点位置处时，可以减小入射在发光体400上的偏振光束的尺寸。因此，从光源100发出的激光光束可以经由发光体400输出，从而必定在视觉上可识别。此外，可以根据发光体400基于焦点的位置来调整偏振光束的横截面积，其中，在经过反射镜200和偏振滤光器240而受到反射聚光器300反射之后，从光源100发出的偏振光束聚焦在该焦点上。如图3所示，随着发光体400在反射聚光器300和焦点(偏振光束经由反射聚光器300而聚焦在该焦点上)之间靠近反射聚光器300，偏振光束的尺寸可以增大。另外，可以简化整体布局，且同样地，可以根据用于车辆的照明设计来确定偏振光束的尺寸。
与此同时，经由发光体400输出的偏振光束可以经由反射器500或透镜而照亮车辆的前方或后方。这里，反射器500可以包括反射板。当在移动经过滤光器200并且由反射聚光器300反射之后从第一光源120和第二光源140发出的偏振光束经由发光体400输出时，从发光体400输出的偏振光束入射在反射器500上以照亮车辆的前方和后方。可选地，经由发光体400输出的偏振光束可以入射在透镜上以照亮车辆的前方和后方。
也即，为了照亮驾驶员的可视性应该得到确保的点，应用反射器500或透镜。
与此同时，如图1中所示，可以进一步地设置具有内部空间的壳体10。支撑体12可以设置在内部空间的后侧，光源100安装在所述支撑体上。而且，滤光器200和反射聚光器300可以分别设置在光源100的前方直线上并且与光源100间隔开。发光体400可以设置在壳体10的上端，并且设置在反射聚光器300上方。
在支撑体12可能设置在壳体10的内部空间的后侧的情况下，第一光源120和第二光源140可以分别安装在支撑体12的上部和下部。另外，滤光器200设置在光源100的前方直线上并且与光源100间隔开。由此，由光源100发出的偏振光束入射在滤光器200上。当在由滤光器200反射之后从光源100发出的纵向偏振光束和横向偏振光束入射在反射聚光器300上时，偏振光束的光束路径通过反射聚光器300而改变为朝向发光体400，其中，所述发光体设置在壳体10的上端。这样，通过发光体400使偏振光束作为光发出。此外，发出的光经由反射器500而照亮外部，以用于车辆照明。
根据上述说明而显然的是，根据具有上述结构的各种实施方式的用于车辆的照明装置，从多个光源120和140发出的偏振光束入射在单个发光体400上，从而减小光学系统的尺寸并且增加设计自由度。另外，可以减小布局的尺寸，从而降低车辆的制造成本和重量。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或“下”、“内”或“外”等等被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在穷举，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及各种不同选择形式和改变形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式加以限定。

Claims (11)

1.一种用于车辆的照明装置，其包括：
光源，其用于发出不同方向的偏振光束；
滤光器，其用于接收从所述光源发出的偏振光束，反射偏振光束的第一光束并且透射偏振光束的第二光束；
反射聚光器，其用于从所述滤光器接收偏振光束的第一光束和第二光束，并且将接收到的偏振光束聚焦在反射聚光器的焦点上；
发光体，其设置在从所述反射聚光器发射出的偏振光束行进以聚焦所沿的路径上，从而将接收到的偏振光束以具有预定颜色的光发出。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的照明装置，其中：
所述光源包括第一光源和第二光源；
所述第一光源发出纵向偏振光束和横向偏振光束中的至少一种；
所述第二光源发出横向偏振光束和纵向偏振光束中的至少一种，所述第二光源发出的偏振光束的方向与从所述第一光源发出的偏振光束的方向不同。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的照明装置，其中，所述第一光源配置成发出纵向偏振光束，所述第二光源配置成发出横向偏振光束。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的照明装置，其中，所述第一光源和所述第二光源设置成彼此之间具有90°的角度差，以使得所述第一光源的偏振光束的偏振方向和所述第二光源的偏振光束的偏振方向相差90°。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的照明装置，其中，所述滤光器包括：
反射镜，其与所述光源以预定距离间隔开，并且配置成反射由所述第一光源所发出的偏振光束；
偏振滤光器，其与所述反射镜间隔开，并且配置成反射由所述第一光源所发出的纵向偏振光束且透射由所述第二光源所发出的横向偏振光束。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的照明装置，其中：
接收由所述第一光源所发出的偏振光束的所述反射镜设置在接收由所述第二光源所发出的偏振光束的偏振滤光器上方；
所述反射镜将由所述第一光源所发出的纵向偏振光束反射向所述偏振滤光器；
所述偏振滤光器反射由所述反射镜反射的纵向偏振光束以使所述纵向偏振光束向前直行，并且所述偏振滤光器透射由所述第二光源所发出的横向偏振光束以使所述横向偏振光束向前直行。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的照明装置，其中：
所述反射聚光器在前方与所述偏振滤光器以预定距离间隔开；
所述反射聚光器反射经由所述偏振滤光器反射和透射的纵向偏振光束和横向偏振光束，使得经反射的光束在从所述反射聚光器向上延伸的竖直线上形成焦点。
8.根据权利要求1所述的用于车辆的照明装置，其中，所述发光体设置为邻近由所述反射聚光器形成的焦点。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的照明装置，进一步包括光学透镜，所述光学透镜设置在所述光源的前方，以将从所述光源发出的偏振光束引导为彼此平行地直行。
10.根据权利要求1所述的用于车辆的照明装置，其中，从所述发光体发出的光入射在反射器或透镜上，以照亮车辆的前方或后方。
11.根据权利要求1所述的用于车辆的照明装置，进一步包括具有内部空间的壳体，其中：
所述光源设置在支撑体上，所述支撑体设置在所述壳体的内部空间的第一侧；
所述滤光器和所述反射聚光器分别设置在所述光源的前方直线上，并且与所述光源间隔开；
所述发光体设置在所述壳体的第二侧的上端并且设置在所述反射聚光器上方。
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