CN108633299B - 具有光学的结构元件的调整的照明装置 - Google Patents

Abstract

在尤其用于机动车的照明装置（A）中，借助于光学的装置（E）使得从面光源（K）所发射的光线成像到光分布中。所述光学的装置（E）关于纵轴线（x）轴向彼此相继地包括至少一个第一和第二光学的结构元件（L1、L2）。为了轴向调节其位置，设置所述光学的结构元件（L1、L2）的调整装置（C），具有围绕纵轴线（x）能够转动的第一调节环（G1），该调节环与附件块（J1）经过传动机构连接部相连接，该传动机构连接部把第一调节环（G1）相对于附件块（J1）的转动转换到轴向的位移中。第一光学的结构元件（L1）的支架部（H1）借助于弹性部（I1）向着第一调节环（G1）轴向地保持并且相对于该附件块（J1）轴向能够调节，而所述第二光学的结构元件（L2）被保持在相对于所述附件块（J1）轴向经固设、例如与该附件块一体式的支架部（H2）中。

Description

具有光学的结构元件的调整的照明装置

技术领域

本发明涉及一种尤其用于机动车的照明装置，具有至少一个面光源和光学的装置，借助于该装置使得从所述至少一个面光源所发射的光线以至少一个光分布为形式能够成像，其中，所述光学的装置关于纵轴线轴向彼此相继地包括至少一个第一和第二光学的结构元件，其位置轴向能够调节，例如两个在轴向方向上能够调节的透镜。

背景技术

在本公开的框架中，光学的结构元件表示具有聚集光线或者发散光线的性质的光学的组件、并且更具体地形状反射器（例如，凹镜或凹面镜）或者光学的透镜，其中，也能够包括来自这些组件的组合。将纵轴线理解为一种轴线，沿着该轴线布置有光学的结构元件，其中，在大多情况中，光传播的主方向和该光学的轴线与这个纵轴线叠合。

将激光光源装入在机动车中、尤其用于机动车的探照灯中，此时获得了重要性，因为激光二极管实现更加灵活和更加高效的解决方案，从而光束的亮度以及光效率也能够显著提高。

在已知的解决方案中，激光束却不直接从照明装置或探照灯中发射，以便避免人类和其它生物的眼睛由于高功率的极端集束的光射束造成的危险。所述激光射束其实指向被中间连接的转换元件，该转换元件包含用于发光转换的材料，简称为“发光体”，并且把例如在蓝色范围中的波长的激光光线转化到可见的光线中、优选白色的光线中；这个可见的光线然后向外转向。在本发明的框架中，非常一般地将“发光体”理解为一种物质或者物质混合物，其将一种波长的光线转化到其它波长或者波长混合的光线中，尤其转化到“白色的”光线中，这也能够归入术语“波长转换”。对于转换元件，也能够使用光陶瓷，该光陶瓷是透明的陶瓷，例如YAG-Ce（掺杂铈的钇铝石榴石）。以这种方式，通过在扁平的转换元件上的激光射束，产生发光图，并且这个发光图通过光学的装置、例如具有反射器和/或优选透镜的成像光学装置，作为光分布投射到道路的行驶道上。

所述光源在这样的系统中由此不表现为点光源，而是表现为平面的光图，其造型能够被自由选择。相应于此，光学的装置设定用于：把从扁平的光源所发射的光线以至少一个光分布为形式进行成像。在这里，期望在转换元件上所产生的发光图到道路/行驶道上的尽可能锐利的成像，由此能够达到这样所投射的发光图的最佳的效果。然而由于光学的结构元件、从属的托座（支架部）以及还有发光体的位置的偏差和公差，通常出现的是，光分布不会足够锐利地被展示。

发明内容

因此本发明的目标是，实现成像光学装置的组件的准确的和同时不复杂的校准。尤其，在具有两个透镜（或者一般具有两个光学的结构元件）的成像光学装置中，实现透镜的不仅关于发光体而且互相间的准确的调整。

此任务由开文提到类型的照明装置借助于所述光学的结构元件的调整装置来解决，具有围绕纵轴线能够转动的第一调节环，该调节环与附件块经过传动机构连接部相连接，该传动机构连接部把第一调节环相对于附件块的转动转换到轴向的位移中；在这里，第一光学的结构元件的支架部借助于弹性部向着第一调节环轴向地保持并且相对于该附件块轴向能够调节，并且第二光学的结构元件被保持在相对于所述附件块轴向经固设的支架部中。优选，所有的光学的结构元件或者至少之一能够构造为光学的透镜。

通过这个解决方案，在第一调节环和附件块之间的传动机构连接部把第一调节环的转动运动转化到第一光学的结构元件（第一透镜）相对于第二光学的结构元件（第二透镜）的沿着所述纵轴线的位置改变中。这以简单的和然而有效的方式实现了本发明的所提到的目标。成像光学装置相对于发光体的在光技术上极其重要的却相对于偏差敏感的定向能够由此简单和快速地调整或修正。本发明实现了光图的快速的、简单的和准确的聚焦，并且允许光学的组件装配在之后能够被调校的转换模块中。本发明能够使用在激光模块（近光、远光等）全部的应用中，并且也适用于这样的模块：在该模块中使用多个激光源。

在第一调节环处的调整的简单的和适当的构造方案能够例如在于，所述第一调节环具有螺纹、优选内螺纹，该螺纹与附件块的配合螺纹配合作用，并且所述第一调节环还具有优选构造为环形的端面的止挡面，所述第一光学的结构元件的支架部向着该止挡面轴向地支承。

也为了共同达到两个光学的结构元件的位置的调整，有利的是，此外所述调整装置具有围绕纵轴线能够转动的第二调节环，该调节环与承载件经过传动机构连接部相连接，该传动机构连接部把第二调节环的相对于承载件的转动转化到沿着轴向方向的位移。在这里能够附加地把第二光学的结构元件的支架部借助于弹性部向着第二调节环保持并且相对于承载件轴向能够调节。这允许典型地关于发光体的相对的位置的附加的调整可行方案。这贡献于上文所提到的尤其关于光图的快速、简单和准确的聚焦以及光学的组件在之后能够调校的转换模块中的装配的优点。

对于在第二调节环处的调整，简单的和适当的构造方案也能够在于，例如所述第二调节环具有螺纹、优选内螺纹，该螺纹与承载件的配合螺纹配合作用，并且所述第二调节环还具有优选构造为环形的端面的止挡面，所述第二光学的结构元件的支架部向着该止挡面轴向地支承。

在本发明的一个有利的改型方案中，能够如此塑造所述承载件，即，该承载件套筒状地包围第一调节环并且具有至少一个窗部，通过该窗部使得调节环从外部起能够被接近。这得到了简单的结构形式，其中，附加地所述第一调节环通过套筒状的承载件防护。

在关于在第二光学的结构元件的支架部与附件块之间的关联的本发明的一个有利的构造方案中，这两个组件（即支架部和附件块）能够一体式地构造。作为备选方案也可行的是，所述第二光学的结构元件的支架部与附件块通过转动耦合部相连接，该转动耦合部抑制在这个支架部和附件块之间的沿着纵轴线的至少一个相对运动。

另外为了经改善地防护光学的组件免受外部的作用能够有利的是，所述第二光学的结构元件的支架部和/或附件块套筒状地包围在所述两个光学的结构元件之间的光传播的空间。

本发明尤其适用于例如在激光探照灯中的具有激光光源的照明装置。这样的基于激光的照明装置能够附加地包括：

-至少一个用于产生激光激励光的激光光源，和

-至少一个射线偏转设备，该射线偏转设备设定用于：把由所述至少一个激光光源产生的激光激励光指向到所述至少一个面光源；

其中，所述至少一个面光源构造为转换元件，该转换元件在具有激光激励光的辐射中，向着优选在可见的波长范围中的光线的方向发射，该光线通过照明装置的所述的光学的装置成像。

所说明的根据本发明的解决方案尤其适用于具有这里所描述的类型的一个或多个照明装置的机动车探照灯。尤其在高分辨率的光分布中，聚焦性质的调整对于投射到行驶道上的光线是必要的；然而基于不能够避免的装配偏差和公差，聚焦的高精度的限定仅之后可行并且由此要求之后的调整可能性。

附图说明

本发明包括另外的具体情况和优势在内在下文中借助本发明的示例的和非限制的实施方式更加详细地阐释，该实施方式被展示在附图中。这些附图在示意的形式中示出：

图1是在激光探照灯中的光路的总览；

图2是实施例的聚焦装置的立体视图；

图3是在纵剖图中的图2的聚焦装置；

图4是沿着图3中的剖平面4-4的聚焦装置的横截面；并且

图5是沿着图3中的剖平面5-5的聚焦装置的横截面。

具体实施方式

在下文中所示的实施例涉及用于机动车的激光探照灯。在此光学的结构元件被实现为透镜，然而能够在本发明的其它的实施方式中把单个的或者所有的光学的结构元件同样构造为反射器，例如构造为凹镜或凸镜。

在图1中示出了在从属于探照灯的照明装置中的光路的总览。激光光源D发射例如在蓝色或者紫外线的谱范围中的激光射束B1。激光射束B1借助于能够摆转的镜M作为激励光指向到发光体K上。镜M用作射线偏转设备并且优选围绕两个轴线能够摆转。发光体K基于入射的激光光线按照已知的类型通过发光转换将可见的光线B2、优选白色的光线发出。通过镜M的快速的运动，由激光束B1所产生的光点在扁平的转换元件上“游移”并且由此产生发光图；这个发光图通过光学的装置E投射到行驶道上，该装置在图1中仅象征地展示并且例如能够是具有两个或者更多个透镜的成像光学装置。由此借助于镜M在发光体K上绘出了所期望的光图，该光图通过光学的装置E成像到行驶道上并且在那里产生光分布N。“绘出”尤其指的是扫描的过程，在其中，激光束B1经过镜M如此快速地、例如逐行或者正弦状（作为李萨如图）偏转，从而对于人类眼睛产生了统一发光的面的印象，该印象能够作为光图经过成像光学装置投射到道路上。在图1中反射地展示了在发光体处的光路，其中，利用经转换的光线B2工作，该光线在发光体的与激光光线B1相同的侧部上传播，然而所述光路也能够是透射的，也即所使用的光线B2和从属的光学装置E关于所述发光体位于相对于入射的激光射束B1的侧部上。

在图2和3中示出了具有在发光体处透射的光路的照明装置A，其光学的装置配备有根据本发明的调整装置C。由于这个调整装置C，光学的装置的透镜L1、L2能够彼此地并且关于转换元件（发光体）K调整，并且由此在转换元件上的发光图的极其锐利的到最后所期望的在道路上的光分布N中的成像被实现。

第一透镜L1被保持在支架部（透镜支架）H1中。支架部H1靠置在调节环G1的止挡面F1，例如内部的端面处，并且从另一个侧部起通过弹性部I1压接，该弹性部向着附件块J1支撑，该附件块承载第一透镜L1的整个结构组件（调节环G1、支架部H1和弹性部I1）。所述弹性部I1能够例如通过两个橡胶弹簧实现，该橡胶弹簧彼此关于纵轴线x对置。通过弹性部I1的张紧力，支架部向着端面F1保持并且从而无间隙地位于相对于附件块J1的经限定的位置中。

调节环G1经过螺纹连接部与附件块J1相连接，在这里例如经过调节环G1的内螺纹与附件块J1的外螺纹相连接。附件块J1由此承载透镜L1和该透镜的从属的调整设备。借助于所述传动机构连接部能够把调节环G1围绕纵轴线x的相对于附件块J1的转动转化到调节环和由此支承在其里面的透镜支架部和透镜L1的轴向的位移中。由于支架部H1的成型（图5），也即沿着纵向方向观察具有例如笔直的面，得到了防止扭转，由此所述透镜L1不会一同转动而是唯独在所述纵向方向x上运动，所述面反作用于所述支架部的转动。

附件块J1在所示的实施例中与第二透镜L2的支架部H2刚性连接，优选与该支架部一体；在一个变体方案中，一种连接部足够，该连接部限定了附件块相对于支架部H2的在轴向方向上经固设的位置，然而允许围绕纵轴线的转动。

由此，调节环G1的调整运动通过扭转该调节环促成了两个透镜L1、L2彼此的间距的改变，从而获得了两个透镜的相对位置的准确的调整。

为了第二透镜L2在其支架部（透镜支架）H2中的调节以及第一透镜L1的结构组件的调节，设置第二调节环G2。支架部H2具有例如径向突出的环形条，该环形条与调节环G2的止挡面F2例如内部的端面配合作用；向着这个止挡面F2使得它通过弹性部I2向着端面按压。所述弹性部I2支撑在承载件J2的端面处。承载件J2构造为套筒形的适配器，该适配器承载包括第一透镜L1的保持在其处的结构组件在内的第二透镜L1的整个结构组件（调节环G2、支架部H2和弹性部I2）。同样，所述弹性部I2能够例如通过两个橡胶弹簧实现，该橡胶弹簧彼此关于纵轴线x对置。

通过弹性部I2的张紧力，所述支架部H2向着端面F2保持并且从而无间隙地位于相对于适配器J2的经限定的位置中，该适配器安装在照明装置A的壳Q处并且在那里包围这样的区域：在该区域中存在发光体K。

调节环G2经过螺纹连接部与适配器J2相连接，在这里例如经过调节环G2的内螺纹与适配器J2的外螺纹相连接。借助于所述传动机构连接部能够把调节环G2围绕纵轴线x的相对于适配器J2的转动转化到调节环和由此支承在其处的支架部H2全部和透镜L2的轴向的位移中。同样在这里，支架部H2（参见图4）被塑造用于防止扭转，也即沿着纵向方向观察具有例如笔直的面；由此第二透镜L2和第一透镜L1的结构组件不会一同转动，而是唯独在所述纵向方向x上运动。

由此，调节环G2的调整运动通过扭转该调节环促成了光学的装置E与发光体K的间距的改变。结合调节环G1的调整运动，由此所述两个透镜与发光体K的位置的准确的调整是可行的。在适配器J2中，为此设置了至少一个窗部O（图2），通过该窗部能够接近所述调节环G1。

所示的实施方式被设计用于所述两个调节环G1、G2的手动的调整。在光学的装置E调整到聚焦之后，调节环G1、G2能够例如通过固定螺栓（未示出）固定在调整位置中，该固定螺栓装入在为此设置的径向的螺纹孔P1、P2中。取代手动的操纵，也能够设置的是，一个或两个调节环通过受控制的调节设备来调整。

本发明实现了在完成装配的激光模块中的光分布的快速的、简单的和准确的调整（聚焦）。由此能够不仅更加简单地实施用于调整照明装置和从属的检查装置的器件。一个另外的优点这样得到，即，本发明赋予光学的结构元件较大的调整区域，例如在多个毫米例如±1. 5 mm的数量级中。通过支架部借助于弹簧或者类似的弹性的组件进行的预紧，给定了稳定的和经限定的位置直到持久的固定。

Claims (18)

1.一种照明装置（A），包括至少一个面光源（K）和光学的装置（E），借助于该装置使得从所述至少一个面光源（K）所发射的光线（B2）以至少一个光分布（N）为形式能够成像，其中，所述光学的装置（E）关于纵轴线（x）轴向彼此相继地包括至少一个第一和第二光学的结构元件（L1、L2），其位置轴向能够调节，

其特征在于

所述光学的结构元件（L1、L2）的调整装置（C）具有围绕纵轴线（x）能够转动的第一调节环（G1），该第一调节环与附件块（J1）经过传动机构连接部相连接，该传动机构连接部把第一调节环（G1）相对于所述附件块（J1）的转动转换到轴向的位移中，

其中，第一光学的结构元件（L1）的支架部（H1）借助于弹性部（I1）向着第一调节环（G1）轴向地保持并且相对于该附件块（J1）轴向能够调节，并且

其中，所述第二光学的结构元件（L2）被保持在相对于所述附件块（J1）轴向经固设的支架部（H2）中。

2.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，此外，

所述调整装置具有围绕纵轴线（x）能够转动的第二调节环（G2），该第二调节环与承载件（J2）经过传动机构连接部相连接，该传动机构连接部把第二调节环（G2）的相对于承载件（J2）的转动转化到沿着轴向方向的位移中，并且

所述第二光学的结构元件（L2）的支架部（H2）借助于弹性部（I2）向着所述第二调节环（G2）保持并且相对于所述承载件（J2）轴向能够调节。

3.按照权利要求2所述的照明装置（A），其特征在于，所述第二调节环（G2）具有螺纹，该螺纹与承载件（J2）的配合螺纹配合作用，并且所述第二调节环（G2）还具有止挡面（F2），所述第二光学的结构元件（L2）的支架部（H2）向着该止挡面轴向地支承。

4.按照权利要求2或3所述的照明装置（A），其特征在于，该承载件（J2）套筒状地包围所述第一调节环（G1）并且具有至少一个窗部（O），通过该窗部使得所述调节环（G1）从外部起能够被接近。

5.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，所述第一调节环（G1）具有螺纹，该螺纹与附件块（J1）的配合螺纹配合作用，并且所述第一调节环（G1）此外具有止挡面（F1），所述第一光学的结构元件（L1）的支架部（H1）向着该止挡面轴向地支承。

6.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，所述第二光学的结构元件（L2）的支架部（H2）与所述附件块（J1）是一体的。

7.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，所述第二光学的结构元件（L2）的支架部（H2）与所述附件块（J1）通过转动耦合部相连接，该转动耦合部抑制在这个支架部（H2）和附件块（J1）之间的沿着纵轴线（x）的至少一个相对运动。

8.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，所述第二光学的结构元件（L2）的支架部（H2）和/或所述附件块（J1）套筒状地包围在所述两个光学的结构元件（L1、L2）之间的光传播的空间。

9.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，所述光学的结构元件（L1、L2）中的至少一个构造为光学的透镜。

10.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，该照明装置附加地包括：

-至少一个用于产生激光激励光（B1）的激光光源（D），和

-至少一个射线偏转设备（M），该射线偏转设备设定用于：把由所述至少一个激光光源（D）产生的激光激励光（B1）指向到所述至少一个面光源（K）上；

其中，所述至少一个面光源（K）构造为转换元件，该转换元件在具有激光激励光（B1）的辐射中，向着光线（B2）的方向发射。

11.按照权利要求1所述的照明装置（A），其特征在于，所述照明装置用于机动车。

12.按照权利要求3所述的照明装置（A），其特征在于，所述螺纹是内螺纹。

13.按照权利要求3所述的照明装置（A），其特征在于，所述止挡面构造为环形的端面。

14.按照权利要求5所述的照明装置（A），其特征在于，所述螺纹是内螺纹。

15.按照权利要求5所述的照明装置（A），其特征在于，所述止挡面构造为环形的端面。

16.按照权利要求9所述的照明装置（A），其特征在于，所有的光学的结构元件构造为光学的透镜。

17.按照权利要求10所述的照明装置（A），其特征在于，该光线在可见的波长范围中。

18.一种机动车探照灯，具有一个或多个按照前述权利要求中任一项所述的照明装置（A）。

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