CN110319421A - 机动车辆光学系统 - Google Patents

机动车辆光学系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110319421A
CN110319421A CN201910257454.XA CN201910257454A CN110319421A CN 110319421 A CN110319421 A CN 110319421A CN 201910257454 A CN201910257454 A CN 201910257454A CN 110319421 A CN110319421 A CN 110319421A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
main
optical module
optical system
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910257454.XA
Other languages
English (en)
Inventor
提耶律·佛罗伦斯
卡欧塔·艾卓阿奇
尼古拉斯·波艾鲁克斯
尼丽娜·拉索迪尔
薛晶晶
安耐德·罗伯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Farreo Lighting Co
Original Assignee
Farreo Lighting Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Farreo Lighting Co filed Critical Farreo Lighting Co
Publication of CN110319421A publication Critical patent/CN110319421A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/70Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose
    • B60Q3/76Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose for spotlighting, e.g. reading lamps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/70Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose
    • B60Q3/74Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose for overall compartment lighting; for overall compartment lighting in combination with specific lighting, e.g. room lamps with reading lamps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/20Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors for lighting specific fittings of passenger or driving compartments; mounted on specific fittings of passenger or driving compartments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/60Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by optical aspects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/008Combination of two or more successive refractors along an optical axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/048Refractors for light sources of lens shape the lens being a simple lens adapted to cooperate with a point-like source for emitting mainly in one direction and having an axis coincident with the main light transmission direction, e.g. convergent or divergent lenses, plano-concave or plano-convex lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/12Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明的主题是一种光学系统(200),该光学系统包括两个光学模块(1、1’),每个光学模块包括至少一个光源(2、2’);一个主光学元件(3、3’),所述一个主光学元件(3、3’)被配置成基于由所述一个或更多个光源发射的光线形成基本光束(7、7’);以及一个二级光学元件(6、6’),所述一个二级光学元件(6、6’)用于投射基本光束(7、7’)。光学模块的主光学元件(3、3’)形成同一个部件(30)。

Description

机动车辆光学系统
发明领域
本发明涉及一种光学系统,例如涉及一种机动车辆的内部照明系统,该光学系统能够投射像素化光束,并形成用于投射像素化图像的组件。
背景技术
像素化图像尤其可以借助于包括多个光学模块的光学系统来形成,所述多个光学模块分别用于纵向向前发射基本光束,以便在光学系统的前方形成最终光束,该最终光束形成像素化图像并且由多个这种基本光束的叠加或接合组成。每个模块通常包括至少一个主光源矩阵阵列、多个光导和投射光学器件。
在每个光学模块内,必须确保各个光学部件相对于彼此的位置,并且特别是光源和光导相对于投射光学器件的位置,以便从模块投射清晰的像素化图像。还需要的是,至于从每个模块输出的光束必须是连续的或叠加的以形成清晰的像素化图像,以确保光学模块相对于彼此的位置,并且因此确保第一光学模块的各种光学部件相对于相邻的第二光学模块的各种光学部件的位置。应当理解,用于产生像素化图像的光学系统的组装时间可能较长,以确保每个光学部件被正确地定位。
在另一种已知的布置中,诸如上述的光学模块可以与形成至少一个出射反射器以便实现间接成像的反射装置相关联,例如与至少一个平面、凹面或凸面镜或数字微镜装置相关联。这种反射器能够在至少一个光束出射之前接收所述至少一个光束并对其进行反射,然后所述至少一个光束由与光导相关联的光源矩阵阵列发射并整形,然后通过另外的投射透镜在第一方向上聚集。反射器用于使光束相对于第一方向偏转到第二方向,该第二方向朝向相应光学系统的光滑出射表面取向。
应当理解,在旨在生成像素化图像并为此包括多个光学模块的光学系统中,组件的体积和多样性的问题变得更大。结果,可能难以将用于产生像素化图像的光学系统集成到机动车辆中,并且特别是集成到这些车辆的乘客室中,以便用于内部照明应用。
本发明可应用于这种情况,并且旨在提高由光学系统投射的像素化图像的质量,特别是由在机动车辆乘客室中采用的光学系统投射的像素化图像的质量,以产生内部照明光束。为此,本发明提出了一种光学系统,其允许经由小体积的简化且灵活的布置发射具有良好分辨率的像素化光束,当光学系统由内部照明系统组成时,该布置特别与乘客室中的有限空间兼容。
发明内容
本发明的主题是一种用于照明机动车辆的乘客室的区域的光学系统,该光学系统包括两个光学模块,每个光学模块包括至少一个光源;一个主光学元件,所述一个主光学元件被配置成基于由所述一个或更多个光源发射的光线形成基本光束;以及一个二级光学元件,所述二级光学元件用于投射基本光束。
根据本发明的一个特征,光学模块的主光学元件形成同一个部件。根据本发明,可以理解,主光学元件由相同的材料制成,以便形成在两个光学模块上延伸的单件。
因此,主光学元件中的一个主光学元件相对于另一个主光学元件的精确定位被简化。此外,应当注意,分别包括这些主光学元件中的一个主光学元件的光学模块存在于同一个光学系统中,使得由光学模块中的一个光学模块投射的基本光束必须相对于由光学模块中的另一个光学模块投射的基本光束的投射相连贯。因此,主光学元件的精确定位允许利用彼此完美地互补的投射基本光束产生高分辨率的像素化图像。
根据本发明的一个特征,光学模块被布置成以直接成像模式操作,其中光源和主构件直接堆叠在一起。
根据本发明的特征,每个光学模块可以设置成包括多个光源和主构件,所述多个光源是可选择性地激活的,该主构件分别被布置成面向光源中的一个光源,以便收集和引导由相应的光源发射的光线,主光学元件被放置在主构件的出射部处。此外,在这种情况下,主构件和主光学元件可以形成用于两个光学模块的同一个部件。
根据本发明的一个特征,光学模块可以被配置成使得两个投射的基本光束在乘客室的所述区域中至少部分地叠加。
根据本发明的第一实施例,光学模块被配置成使得至少部分地叠加的两个投射的基本光束具有互补的形状,当所有光源被激活时,第一基本光束的形状是另一基本光束的负像(negative)。
根据本发明的第二实施例,光学模块被配置成使得至少部分地叠加的两个投射的基本光束具有互补的形状,其中当所有光源被激活时,由第一基本光束照射的区域与另一基本光束的暗区域叠加,此外,由第一基本光束照射的至少一个区域延伸以便部分地覆盖由另一基本光束照射的至少一个区域,所述至少一个区域与该基本光束的暗区域相邻,所述由第一基本光束照射的所述至少一个区域覆盖该基本光束的暗区域。
根据能够单独或组合地实施的光学系统的一系列特征,可以规定:
-光学模块分别具有光轴并且被布置成使得它们的光轴彼此不平行并且朝向彼此会聚,
-光学模块的光轴相对于彼此倾斜的角度的数值在0.5°和3°之间,
-光学模块的光轴相对于车辆的竖直轴线倾斜5°和15°之间的角度值,
-每个光学模块具有在平行于该光学模块的光轴的纵向方向上在15mm和25mm之间的长度。
根据本发明的另一特征,可以规定,两个光学模块的二级光学元件形成一个且仅一个部件。
根据光学系统的另一特征,可以规定,第一光学模块的主构件被布置以形成第一矩阵阵列,并且第二光学模块的主构件被布置以形成第二矩阵阵列,第一矩阵阵列和第二矩阵阵列具有互补的形状。
根据能够单独或组合地实施的本发明的光学系统的各种特征,可以规定:
-光源是发光二极管,其能够安装在印刷电路板的表面上,
-主光学元件和二级光学元件被配置成在基本光束中形成主构件的每个出射部的梯形图像,
-多个第一构件具有正方形横截面,
-多个第一构件具有圆形横截面,
-主构件的形状在一个光学模块与下一个光学模块之间是不同的。
附图说明
通过阅读下面参照附图以说明性和非限制性示例的方式给出的本发明实施例的详细描述,本发明的其它特征和优点将变得更加清楚,在附图中,已经示出了根据本发明的能够发射像素化光束的光学系统,并且在附图中:
图1示出了根据本发明的光学系统集成到机动车辆的乘客室中的一种可能的模式;
图2是本发明的光学系统的立体图,其中该光学系统的组成光学模块处于第一布置中;
图3是从本发明的光学系统的后面看到的立体图,其中该光学系统的组成光学模块处于第二布置中,该视图允许由这些模块中的每一个模块投射以便叠加的基本光束被看到;
图4是从侧面看到以便使两个光学模块的组成光学元件相对于彼此的倾斜更加明显的本发明的光学系统的示意图;以及
图5是两个基本光束的形状互补的示意图,所述两个基本光束被投射作为光学系统的组成光学模块的输出,并且根据本发明的一个特征,至少部分地叠加以提供像素化图像。
具体实施方式
尽管附图详细地示出了本发明的实施方式,当然,在适当的情况下,它们可以用于更好地限定本发明。同样,将记得在所有附图中相同的元件已经用相同的附图标记来标记。还应当理解,附图中所示的本发明的实施例是通过非限制性示例给出的。因此,根据本发明的光学系统可以被不同地配置,特别是通过改变初级基本光源、主光学元件(特别是主构件)和二级光学元件的布置和尺寸。
在本说明书的其余部分中,特别参考图2至图4中的轴线系统L、V、T,将非限制性地采用以下取向:
-纵向L,由本发明的光学系统的纵向延伸轴线限定,其允许限定其组成元件的从后向前的布置,并且特别是多个光源、主光学元件和二级光学元件的从后向前的布置;
-竖直V,参照垂直于车辆正行驶于其上的地面的竖直轴线;以及
-横向T,参照在基本上平行于车辆正行驶于其上的地面的方向上与上述纵向轴线和竖直轴线垂直的轴线。
图1示出了光学系统200在机动车辆乘客室中的安装,以形成内部照明系统100,该内部照明系统100被配置成在阅读灯型应用中照亮乘客室,并且为此目的而被放置在例如车辆的中央前顶灯50中。在该配置中,内部照明系统100被配置成投射至少部分叠加的基本光束,例如将在下面更详细地描述的,以便形成至少一个照明区域51,该照明区域将可能在一个区域上,例如车辆的光滑表面的区域上延伸,或者在可能包含例如车辆的仪表板和前座基部的体积上延伸。
应当理解,光学系统200可以以不同的方式安装在车辆中,并且特别安装在乘客室中的其它位置,例如在中央后顶灯中、横向地在门的上方(例如与辅助把手齐平)或者甚至在中央前控制台和/或后控制台中。
如将要描述的,根据本发明的光学系统200包括光源,该光源的选择性激活允许产生基本光束,该基本光束能够在其周期、其强度和/或其颜色方面随时间变化,以便在乘客室的至少一个区域中形成至少一个清晰的静态和/或动态像素化图像,例如背景图像、标志或甚至象形图。
图2示出了光学系统200,该光学系统在这里能够形成内部照明系统100,其中两个光学模块1、1’并排布置,在这里是在横向方向上并排布置。根据本发明,每个光学模块1、1’沿着纵向轴线从后到前包括多个光源2、2’、主光学元件3、3’和二级光学元件6、6’,这些元件被配置成允许基本光束7、7’(图3中所示)被投射到乘客室的区域中。
主光学元件3、3’包括后部和前部,在该后部中存在分别面向光源2、2’布置的主构件4、4’,该前部形成透镜5、5’。
光源2、2’通常是安装在印刷电路板(这里未示出)的表面上的发光二极管(LED),并且可以单独地控制。由于其应用于机动车辆乘客室,所以专用于安装内部照明系统的空间是有限的。因此,采用小尺寸的光源是必要的,例如可以是表面安装装置(SMD)LED或实际上是板上芯片(COB)LED。
布置在光源2、2’的前方以便位于由这些光源发射的光线的路径上的主光学元件3、3’能够修改这些发射光线的分布。为此且如所示出的,在主光学元件的后部中存在的主构件4、4’可以分别采用光导的形式,由此形成的光导一起形成像素化光学系统。
光导在整体上纵向地延伸,并且在相反的纵向端部处具有由光源2、2’发射的光线通过其进入的面和这些光线通过其离开的面。光导可以具有正方形、矩形和/或圆形形状的横截面,应当理解,在给定的光学模块1、1’内,光导的形状可以相同或不同。每个光导与一个发光二极管联接,使得由一个发光二极管发射的大多数光线经由该光导的入射面透射到专用于这些光线的光导中,并且被引导到相应的出射面,形成为较窄的笔形光束的光线通过该出射面形成正方形或矩形或甚至圆形像素出射。
形成主光学元件3、3’的前部的透镜5、5’包括平面入射屈光界面10、10’和基本上为半球形轮廓的出射面。因此,主光学元件3、3’的每个透镜5、5’可以采用会聚平凸透镜的形式。分别由一个光导形成的主构件4、4’被布置成从平面入射屈光界面10、10’突出,使得每个光导的出射面位于平面入射屈光界面的平面中。
主构件4、4’可以与形成透镜5、5’的主光学元件3、3’分开制造。然而,在本发明的一个优选实施例中,主构件4、4’与至少一个光学模块1、1’的主光学元件3、3’形成一个且仅一个部件。在所示的示例中,每个模块1、1’包括作为一个部件的主光学元件3、3’和主构件4、4’,并且两个主光学元件3、3’和集成的主构件4、4’可以形成两个光学模块1、1’共用的一个且仅一个部件。
因此,尽管使得光学模块1、1’的主光学元件3、3’管理的光导的具体布置以及可以通过特定于光束的光源的激活而产生的光束彼此不同,但是光学模块1、1’的主光学元件3、3’可以形成一个且仅一个部件30。在该单个部件中,主光学元件3、3’分别形成第一光学区域31和第二光学区域32,该第一光学区域31和第二光学区域32通过光学中立连接区域33彼此分开,该连接区域33不被或几乎不被光源2、2’发射的光线穿过。
更具体地,在图2中更明显地可见这个基本上平面的连接区域33,该连接区域33将两个光学区域31、32分开,每个光学区域采取如上定义的球面透镜的形式。
光学系统200的配置,并且更具体地形成透镜5、5’的主光学元件3、3’和投射用二级光学元件6、6’的位置使得在平面入射屈光界面10、10’的平面中发现的光导的出射面基本上放置在投射用二级光学元件6、6’的物方焦平面中。
这里,投射用二级光学元件6、6’形成附加的透镜,该透镜优选地是双凸的,并且能够使适应性基本光束7、7’沿着光轴8、8’(图3中所示)在出射侧集中,该光轴8、8’是根据该二级光学元件和相应光学模块的所述一系列光学部件的布置和取向而设定的,以便纵向向前投射光源2、2’的图像。
有利的是,主光学元件3、3’和二级光学元件6、6’被配置成在基本光束7、7’中形成构成主构件4、4’的光导的每个出射部的梯形图像。
在图2所示的示例中,并且与关于主光学元件所描述的类似,两个光学模块1、1’的二级光学元件6、6’形成一个且仅一个部件60,应当理解,二级光学元件6、6’的附加透镜可以具有彼此不同的光学构造和/或倾斜度。
由于在应用于内部照明系统的情况下对上述体积的限制,包括两个光学模块1、1’的光学系统的纵向尺寸必须为基本上约20mm。为了允许光学系统的所有部件集成到该空间中,光学模块1、1’被布置成以直接成像模式操作,其中沿着纵向轴线直接堆叠光源2、2’、主构件4、4’、主光学元件3、3’和二级光学元件6、6’。
在光学系统200的一个优选实施方式中,每个光学模块1、1’在平行于光轴8、8’的纵向方向上具有在15mm和25mm之间的范围。
图3示出了根据本发明的光学系统200,该光学系统形成内部照明系统100并且该内部照明系统的组成光学模块具有特定的布置。更特别地,两个光学模块1、1’在这里在竖直方向上彼此叠加。这种布置决不改变光学模块1、1’的部件的数量和性质,如上所述,每个光学模块从后向前包括多个光源2、2’;形成透镜5、5’并与主构件4、4’相关联的主光学元件3、3’,该主构件分别面向光源中的一个光源;以及形成用于将基本光束7、7’投射到乘客室的区域中的附加透镜的二级光学元件6、6’。
在图3中,与上面参照图2所述的类似,光学模块的主光学元件3、3’由相同的一个部件形成,二级光学元件6、6’也由相同的一个部件形成,并且图3示出了光学模块可以以任何取向放置的事实,例如下面将描述的,其中每个光学模块的主光学元件和二级光学元件被配置成使得它们参与投射的基本光束至少部分地叠加。
此外,图3允许从不同于图2的视角看到光学系统,这允许更好地看到模块彼此不同的方式之一,即在从形成主光学元件的一部分的透镜的入射面突出的主构件的布局中来看。
每个光学模块包括分别面向一个光源并布置成三行的主构件或光导。
在第一光学模块1中,8个主构件被布置成三行,其中第一行中有三个主构件,第二行中有两个主构件,第三行中也有三个主构件。布置在同一行中的光导通过横向间隔(即,在该行中的所述一系列光导的方向上的间隔)彼此间隔开,该横向间隔基本上等于与主光学元件的平面入射屈光界面齐平的光导的横向尺寸。此外,光导从一行到下一行横向偏移,以便具有交错的布局,其中在两行中的一行横向偏移。
在第二光学模块1’中,七个主构件被布置成三行,其中第一行中有两个主构件,第二行中有三个主构件,第三行中也有两个主构件。如关于第一光学模块所描述的,布置在同一行中的光导通过横向间隔(即,在该行中的所述一系列光导的方向上的间隔)彼此间隔开,该横向间隔基本上等于与主光学元件的平面入射屈光界面齐平的光导的横向尺寸。此外,光导从一行到下一行横向偏移,以便具有交错的布局,其中在两行中的一行横向偏移。
图3的取向还允许示意性地示出所投射的基本光束,应当理解,下面将参照图3的光学模块的布置来描述的内容也适用于其它布置,并且特别是图2中所示的布置。
图3示出了对于每个光学模块1、1’,由光源2、2’发射的光线的路径,该光线连续地通过主构件4、4’,相关联的主光学元件3、3’的前部,然后通过相关联的二级光学元件6、6’。
根据本发明,光学模块1、1’被配置成使得作为来自二级光学元件6、6’的输出而投射的两个基本光束7、7’至少部分地叠加,以便在乘客室的区域中产生如图5所示的像素化图像9。为了获得所投射的基本光束7、7’的叠加,光学模块1、1’被布置成使得它们的光轴8、8’彼此不平行并且朝向彼此会聚。为此,二级光学元件6、6’的附加透镜和/或形成主光学元件3、3’的前部的透镜5、5’和/或主光学元件整体可以具有彼此不同的光学构造和/或倾斜度,以便确保至少一个基本光束7、7’的偏离并且实现所述两个基本光束7、7’朝向彼此的会聚。
在所示实施例中,由第一光学模块1的第一光源2发射的光线经由连续反射而传播通过面向第一光源布置的第一主构件4,并且经由第一透镜5的出射屈光界面沿第一方向7a从第一主光学元件3朝向第一二级光学元件6出射。形成附加透镜的该第一二级光学元件6通过其形状和其在乘客室中的布置确保光线在相对于第一方向7a倾斜的第二方向7b上的偏离。由与第一光学模块1相关联的第一光源2发射的所有光线因此形成了被投射到乘客室中的第一基本光束7。
类似地,由第二光学模块1’的第二光源2’发射的光线经由连续反射而传播通过面向第二光源布置的第二主构件4’,并且经由第二透镜5’的出射屈光界面沿第三方向7’a从第二主光学元件3’朝向第二二级光学元件6’出射。形成附加透镜的该第二二级光学元件6’通过其形状和其在乘客室中的布置确保光线在相对于第三方向7’a倾斜的第四方向7’b上的偏离。由与第二光学模块1相关联的第二光源2’发射的所有光线因此形成了被投射到乘客室中的第二基本光束7’。
可以任意地将光学系统的纵向轴线定义为与第一光学模块1的光轴一致。第一光学模块1的部件相对于彼此放置,使得由第一光源发射的光线允许沿着该第一光轴投射到乘客室的设定区域中。第二光学模块的主光学元件或二级光学元件分别相对于第一光学模块的主光学元件/二级光学元件具有倾斜,以便使得由第二光学模块的第二光源发射并且因此从相对于第一光学模块的第一光源的给定位置横向(图2)或竖直(图3)偏移的位置发射的光线,可以被投射到乘客室的相同设定区域中。
换句话说,并且如图4中示意性示出的(这次给出了侧视图),第二主光学元件3’和/或第二二级光学元件6’主要位于相对于第一主光学元件3和/或第一二级光学元件6所在的延伸平面P3、P6倾斜的延伸平面P3’、P6’中。在图4中,通过非限制性示例,主光学元件3、3’的延伸平面相对于彼此倾斜第一角度α,并且二级光学元件6、6’的延伸平面相对于彼此倾斜第二角度β,应当理解,这里所示出的倾斜被突出强调,以便使其更容易地在图中看到。
应当理解,在该示例性实施例中,第二光学模块1’的相对于光轴8’偏离的第二基本光束7’朝向光轴8会聚,并且与光学模块1的基本光束7叠加,以便产生像素化的最终图像9。在本发明的一个优选实施例中,光学模块1、1’的光轴8、8’相对于彼此倾斜的角度的数值在0.5°和3°之间。此外,光学模块1、1’的光轴8、8’可以相对于车辆的竖直轴线(即,基本上垂直于由所述车辆的车顶和/或底板限定的主平面的轴线)倾斜5°和15°之间的角度值。
如上所述,根据本发明的一个特征,每个光学模块的主光学元件形成同一个部件。此外,对于每个光学模块的二级光学元件也是如此。应当理解,在主光学元件的一部分中的这种布置使得可以便于光学系统中的这些主光学元件相对于其它部件的定位。安装操作被简化并且成本较低,但是应当注意,该操作首先允许主光学元件的主延伸平面相对于另一主光学元件的延伸平面被正确地定位。因此,并且特别地当两个光学模块的二级光学元件也是单个部件时,可以保证投射的基本光束将正确地叠加。
图5示意性地示出了由二级光学元件6、6’投射的作为光学模块1、1’的输出的两个基本光束7、7’的图像的形状的互补,并且两个基本光束7、7’的图像至少部分地叠加以在车辆的乘客室的区域中产生最终的像素化图像9。
为此,与形成主构件4、4’的光导相关联的光源2、2’分别布置在第一矩阵阵列和第二矩阵阵列中,该第一矩阵阵列和第二矩阵阵列是彼此不同的但具有互补的形状。换句话说,与第一光学模块相关联的第一光导被布置在X行和Y列的矩阵阵列中,这里是三行和五列,在该矩阵阵列中,第一光导和相关联的第一光源具有第一位置X、Y,并且与第二光学模块相关联的第二光导被布置在相同的X行和Y列的矩阵阵列中,这里是三行和五列,在该矩阵阵列中,第二光导和相关联的第二光源具有不同于相应的第一位置的第二位置。因此,可以将X行和Y列的矩阵阵列定义为棋盘,第一光学模块的第一光导的布置对应于白色正方形的占据空间,并且第二光学模块的第二光导的布置对应于互补的黑色正方形的占据空间。应当理解,对于布置在第一矩阵阵列中并且其位置由给定行和给定列限定的第一光导,在第二矩阵阵列中存在对应的空位置。
作为上述内容的结果,当所有光源2、2’被激活时,由第一光学模块1的光源2的第一矩阵阵列的布置产生的第一基本光束7的形状是由第二光学模块1’的光源2’的第二矩阵阵列的布置产生的第二基本光束7’的形状的负像。
在所示的示例中,并且例如可以特别地在图5中看到,当所有第一光源2都被接通时,从第一光学模块1输出的第一基本光束7具有棋盘结构,该棋盘结构包括与主构件4的光导的出射面对应的受照区域和与位于出射面之间的区域对应的暗区域。类似地,当所有第二光源2’都被接通时,从第二光学模块1’输出的第二基本光束7’具有棋盘结构,该棋盘结构是由第一基本光束7发射的棋盘结构的互补负像。
结果,在光学系统200的输出侧,这里在乘客室的偏离以叠加的两个基本光束被投射到其中的区域中,由第一光学模块1发射的第一基本光束7的受照区域与由第二光学模块1’发射的第二基本光束7’的暗区域叠加。为了防止在互补基本光束7、7’的叠加之后存在寄生暗区域,或者实际上为了防止在互补受照区域之间的对比度的任何差异,可以增加第一基本光束7的至少一个受照区域的发射面积,使得其部分地覆盖第二基本光束7’的至少一个受照区域,与暗区域相邻的所述至少一个区域形成第一基本光束7的所述受照区域的负像。通过扩大受照区域的发射区域,通过叠加基本光束7、7’获得并投射到乘客室中的最终图像9是完整的、均匀的和清晰的图像。
根据本发明的内部照明系统100的光学系统具有灵活的优点。因此,为了增加乘客室中的照明功能,可以控制基本光束7、7’的配置,以便使像素化的最终图像9多样化,特别是取决于车辆用户的需要。为此,可以规定将第一光学模块1的方形横截面的第一矩阵阵列的主构件4与第二光学模块1’的圆形横截面的第二矩阵阵列的主构件4’组合,或者实际上在给定矩阵阵列内提供不同横截面的主构件。
作为变型,可以规定对光源2、2’的控制,特别是通过选择性地驱动光源2、2’来控制光源2、2’。具体地,对光源2、2’的单独控制,特别是发光二极管的接通或断开,允许基本光束7、7’的像素的形状、光强度或颜色发生变化,并因此允许最终像素化图像9的形状、光强度或颜色发生变化。这种驱动不需要修改根据本发明的光学系统,并且允许内部照明功能的多样化,这使得例如能够将标志、象形图或高清晰度背景的图像投射到乘客室中。
上面的描述清楚地解释了本发明如何允许实现由此设定的目的,并且特别地,本发明如何允许提供一种低体积的简化光学系统,该系统允许在该光学系统中并排放置的两个光学模块的简化生产和实现,使得每个光学模块形成像素化的基本光束,以便获得投射的像素化图像。根据本发明的光学系统使得可以确保该系统的某些光学元件相对于彼此被正确地定位,并因此提高作为系统输出而投射的像素化图像的清晰度。
本发明不限于在本文本中通过非限制性示例具体给出的实施例,并且其范围特别地覆盖任何等同装置和这些装置的任何技术上可行的组合。因此,本发明的特征、变型和各种实施例可以以各种组合彼此关联,只要它们彼此不是不兼容或排他的。尤其可以设想本发明的变型,该变型仅包括所述特征的选择,根据本发明,只要光学系统包括两个光学模块,所述两个光学模块被配置成使得分别在它们的光学模块中具有相同作用的两个光学元件被一体地形成。

Claims (10)

1.一种用于照明机动车辆的乘客室的区域的光学系统(200),包括两个光学模块(1、1’),每个光学模块包括:至少一个光源(2、2’);一个主光学元件(3、3’),所述一个主光学元件(3、3’)被配置成基于由所述一个或更多个光源发射的光线形成基本光束(7、7’);以及一个二级光学元件(6、6’),所述二级光学元件(6、6’)用于投射基本光束(7、7’),其特征在于,所述光学模块的主光学元件(3、3’)形成同一个部件(30)。
2.根据权利要求1所述的光学系统(200),其特征在于,每个光学模块(1、1’)包括多个光源(2、2’)和多个构件(4、4’),所述多个光源(2、2’)是能够选择性地激活的,所述构件分别被布置成面向光源中的一个光源,以便收集和引导由相应的光源发射的光线,主光学元件(3、3’)被放置在主构件(4、4’)的出射部处。
3.根据权利要求2所述的光学系统(200),其特征在于,主构件(4、4’)和主光学元件(3、3’)形成用于所述两个光学模块(1、1’)的同一个部件(30)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的光学系统(200),其特征在于,光学模块(1、1’)被配置成使得两个投射的基本光束(7、7’)在乘客室的所述区域中至少部分地叠加。
5.根据权利要求1至5中的任一项所述的光学系统(200),其特征在于,光学模块(1、1’)被配置成使得叠加的投射的基本光束(7、7’)具有互补的形状,当所有光源(2、2’)被激活时,第一基本光束的形状是另一基本光束的负像。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的光学系统(200),其特征在于,光学模块(1、1’)分别具有光轴(8、8’)并且被布置成使得光学模块(1、1’)的光轴(8、8’)彼此不平行。
7.根据权利要求6所述的光学系统(200),其特征在于,光学模块(1、1’)的光轴(8、8’)相对于彼此倾斜的角度的数值在0.5°和3°之间。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的光学系统(200),其特征在于,两个模块的二级光学元件(6、6’)形成一个且仅一个部件。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的光学系统(200),其特征在于,第一光学模块(1)的主构件(4)被布置成形成第一矩阵阵列,并且第二光学模块(1’)的主构件(4’)被布置成形成第二矩阵阵列,第一矩阵阵列和第二矩阵阵列具有互补的形状。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的光学系统,其特征在于,光学系统包括车辆的内部照明系统,所述内部照明系统被配置成将基本光束投射到车辆的乘客室的至少一个区域中。
CN201910257454.XA 2018-03-30 2019-04-01 机动车辆光学系统 Pending CN110319421A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1852823 2018-03-30
FR1852823A FR3079474B1 (fr) 2018-03-30 2018-03-30 Systeme optique pour vehicule automobile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110319421A true CN110319421A (zh) 2019-10-11

Family

ID=62751082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910257454.XA Pending CN110319421A (zh) 2018-03-30 2019-04-01 机动车辆光学系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10766414B2 (zh)
CN (1) CN110319421A (zh)
DE (1) DE102019108295A1 (zh)
FR (1) FR3079474B1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110121615A (zh) * 2017-02-14 2019-08-13 亿光电子工业股份有限公司 导光元件、导光装置和照明模组
CN114026361B (zh) * 2019-04-25 2023-05-05 亮锐有限责任公司 在照明装置中保持准直器元件
KR20230030270A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 에스엘 주식회사 램프 모듈 및 이를 포함하는 차량용 램프

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011148346A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Stanley Electric Co Ltd 照明装置
US20160161077A1 (en) * 2013-08-02 2016-06-09 Valeo Vision Projector and lighting system, in particular for a motor vehicle
DE102015115579A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-16 Hella Kgaa Hueck & Co. Leuchteinrichtung für den Innenraum eines Fahrzeugs
US20170240105A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-24 Valeo Vision Lighting device for motor vehicles
CN107101154A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 法雷奥照明公司 设有光源矩阵的光束投射装置、照明和前照灯模块

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6796690B2 (en) * 2002-03-14 2004-09-28 The Boeing Company LED light source
JP2004284511A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Koito Mfg Co Ltd 車輌用室内灯
DE102007053186A1 (de) * 2007-11-06 2009-05-20 Sidler Automotive Gmbh & Co. Kg Leseleuchte eines Fahrzeugs zur Ausleuchtung einer vorbestimmten Lesefläche
FR3048060B1 (fr) 2016-02-22 2019-04-05 Valeo Vision Dispositif de projection de faisceau lumineux muni de sous-matrices de sources de lumiere, module d'eclairage et projecteur muni d'un tel dispositif
FR3079473B1 (fr) * 2018-03-30 2020-10-02 Valeo Vision Systeme d'eclairage interieur pour vehicule automobile

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011148346A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Stanley Electric Co Ltd 照明装置
US20160161077A1 (en) * 2013-08-02 2016-06-09 Valeo Vision Projector and lighting system, in particular for a motor vehicle
DE102015115579A1 (de) * 2015-09-16 2017-03-16 Hella Kgaa Hueck & Co. Leuchteinrichtung für den Innenraum eines Fahrzeugs
CN107101154A (zh) * 2016-02-22 2017-08-29 法雷奥照明公司 设有光源矩阵的光束投射装置、照明和前照灯模块
US20170240105A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-24 Valeo Vision Lighting device for motor vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019108295A1 (de) 2019-10-02
FR3079474B1 (fr) 2020-10-02
US10766414B2 (en) 2020-09-08
FR3079474A1 (fr) 2019-10-04
US20190299853A1 (en) 2019-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10434932B2 (en) Motor vehicle
JP5614925B2 (ja) 可変の放射特性を有する光源
CN110319421A (zh) 机动车辆光学系统
WO2018043663A1 (ja) 車両用灯具
US11506358B2 (en) Optical element, optical module, and vehicle
CN109642713B (zh) 照明装置、尤其是用于机动车的照明装置
KR101047083B1 (ko) 차량용 전조등의 등기구 유닛 및 차량용 전조등
CN108302476B (zh) 用于机动车辆的包括光导的照明装置
CN108139059A (zh) 前照灯、尤其是机动车的前照灯
KR102662832B1 (ko) 자동차용 조명 장치
US7413327B2 (en) Vehicle lighting fixture
US10696219B2 (en) Interior lighting system for a motor vehicle
CN108302478A (zh) 具有较小结构深度的机动车前照灯
CN105637287A (zh) 用于机动车辆前灯的显微投影光模块
CN104100903B (zh) 用于机动车照明装置的光模块
CN107270212A (zh) 用于机动车辆的后照明和/或信号指示装置以及设置有该装置的后照明和/或信号指示灯
CN106574762A (zh) 车辆用灯具
CN110520669A (zh) 用于车辆的头灯系统
CN107642756A (zh) 光学元件和照明设备
CN110094684A (zh) 包括配备有两个形成层的主光学元件的光模块
CN108302464A (zh) 用于机动车辆的光学模块
JP2004362840A (ja) 車両用灯具
CN103576322A (zh) 具有半导体光源、偏转镜和透光区的投影器
CN110274204A (zh) 机动车光模块
CN105508958A (zh) 汽车灯

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination