CN111565976B - 用于将光以预定照明图案投射到表面上的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于将光以预定照明图案(26)投射到表面(22)上的照明装置(24)。该照明装置(24)包括光模块(34)，该光模块(34)具有光源(66)和被配置成以任何合适的方式传输光的光管(46)。照明装置(24)还包括壳体(28)，该壳体(28)具有腔体(30)、用于接收从光源(66)发射的光的入口(54)、以及在第二壳体端部处的孔(32)。在所述壳体(28)内，在所述入口(54)和所述孔(32)之间是至少部分地设置在所述腔体(30)中的滤光器(36)，所述滤光器(36)具有至少一个开口(38)，所述至少一个开口(38)限定对应于所述预定照明图案(26)的基本图案构件(40)。光管(46)被配置成选择性地将光从光源(66)传输到腔体(30)，并且光管(46)可以是线性的或非线性的，使得光源(66)和待照明的表面(22)不需要彼此面对。

Description

用于将光以预定照明图案投射到表面上的照明装置
相关申请的交叉引用
本申请要求授予2017年11月9日的美国临时申请62/583，878号和授予2018年11月8日的美国非临时申请16/184，702号的权益，这两篇申请通过引用结合于此，如同完全列出一样。
技术领域
本发明涉及一种照明系统，更具体地说，涉及一种用于将光以预定照明图案投射到表面上的照明装置。
背景技术
用于照明车辆内部表面的照明系统是已知的。用特定图案或设计来照射表面的照射系统也是已知的。具有特定图案或设计的内表面的照明改善了在低照度情况下邻近被照明内表面的内部的可见性，并且被认为在美学上吸引观看者。
工业中已知的一种系统是具有面板的照明系统，并且面板本身包括表面，该表面的一部分是部分透明的。在这些系统中，面板的部分透明部分包括特定图案或设计，并且诸如发光二极管或光纤的多个照明装置被放置在面板后面，使得面板在照明装置和观看者之间。在这种照明装置中，来自光源的光透射通过面板的部分透明部分，其照明部分透明部分的表面，使得观看者看到照明的图案或设计。
虽然这些照明设备和照明系统通常对于它们的预期目的表现良好，但是仍然需要改进的照明设备和照明系统。
发明内容
在一个方面，本发明涉及一种照明装置，其包括光模块和壳体，光模块具有光源和被配置为在第一端和第二端之间以任何合适的方式传输光的光管，壳体具有腔，在第一壳体端处的用于接收光的入口和在第二壳体端处的孔。照明装置还包括设置在壳体内在入口和孔之间的滤光器(screen)，该滤光器包括至少一个开口，该开口限定对应于预定照明图案的基本图案构件。光管在光源和腔体之间选择性地传输光，使得进入腔体的光通过滤光器的基本图案构件的至少一个开口，并以预定的照明图形通过壳体的孔投影到表面上。
在一个实施方式中，光源容纳在保持器中。在一个实施方式中，光源可以是发光二极管(LED)、激光器、UV光或任何半导体光源。在一个实施方式中，可以有多个光源。光模块还可以包括印刷电路板和任何其它合适的电子器件。
在一个实施方式中，壳体包括位于光管的第二端和滤光器之间的聚光透镜，使得进入壳体并穿过聚光透镜的光朝向滤光器校准。在一个实施方式中，所述壳体包括物镜布置，所述物镜布置位于所述滤光器与所述壳体的所述孔之间，使得穿过所述基本图案构件的光被配置成正确的取向。物镜布置可以包括第一透镜和第二透镜，第一透镜设置在入口和第二透镜之间。壳体还可包括至少一个构造成传输光的盘和密封件，该密封件可操作地接合盘和壳体，使得盘和密封件的组合构造成在孔处密封壳体。
在一些实施方式中，光管包括从光管的第一端附近径向延伸的第一套环元件和从光管的第二端附近径向延伸的第二套环元件，使得第一套环元件被配置成接合围绕第一开口的保持器的一部分，并且第二套环元件被配置成接合围绕入口的壳体的一部分。
在一些实施方式中，光管是柔性的，并且被配置为在第一端和第二端之间弯曲。在这样的实施方式中，光源将不必与表面对准以便将光以预定照明图案投射到表面上。
本发明的另一方面涉及一种包括表面和照明设备的照明系统。照明装置可以是本文所述的任何照明装置。在一个实施方式中，照明系统包括多个表面。在另一实施方式中，照明系统包括多个照明装置。在又一实施方式中，照明系统包括多个照明装置和多个表面。
照明装置和/或照明系统可以适用于车辆内部或车辆外部。
本文所公开的照明装置降低了制造车辆的照明装置和照明系统的成本，因为光可以被投射到任何表面上并且该表面不要求是具有特定透明性的特定材料。此外，本发明允许照明装置的零配件市场应用，因为照明装置可以安装在期望的位置以将光投射到表面上。
本文公开的照明设备和照明系统克服了用于将光以预定照明图案投射到表面上的照明设备的相关技术中的缺点。
附图说明
从以下结合附图以示例方式给出的描述中，可以获得包括其它特征和优点的更详细的理解，其中：
图1是多个照明系统的立体图，每个照明系统具有表面和照明装置。
图2是具有将光投射到表面上的照明装置的多个照明系统的立体图。
图3是照明装置的立体图。
图4是照明装置的部分分解立体图，示出了包括光模块、光管和壳体的保持器，该壳体包括聚光透镜、滤光器和物镜布置。
图5是光管、聚光透镜、滤光器和物镜布置的分解立体图。
图6是光管、聚光透镜、滤光器和物镜布置的一部分的分解立体图。
图7是光管、聚光透镜、滤光器和物镜布置的一部分的另一分解立体图。
图8是光管、聚光透镜、滤光器和物镜布置的一部分的截面图。
图9是包括照明装置的照明系统的另一个实施方式的立体图。
具体实施方式
图1示出了多个照明系统20，其在图1和2中用于说明目都被示出，使得每个照明系统20包括照明装置24和表面22。每个照明系统20可以适于与运送一个或多个乘客的车辆一起使用。然而，应当理解，照明系统20可以适用于任何需要照明的系统。照明系统20包括在22处示出的表面，其可以由车辆内部的部件限定，包括但不限于门板、车辆地板(例如在地毯上或在乘客舱或货物区域中的地板垫上)、仪表板、中央控制台和车顶内衬。此外，表面22可由车辆外部的任何合适的部件限定，包括但不限于车身面板、车辆玻璃、牌照板和车轮。应当理解，表面22可以由靠近车辆的任何物体限定，例如车辆所处的地面。还应当理解，照明系统20可以包括多个表面22。
照明系统20包括照明装置24，在本领域中通常称为阴影灯或标志灯，用于将光L以预定照明图案26投射到表面22上，如图2所示，预定照明图案26可以是任何形状、标志、图案等，并且可以是光L的任何构造、取向等。因此，当设计照明装置24本身以及照明装置24相对于表面22的位置时，应该考虑预定的照明图案26。在一个实施方式中，照明系统20可以包括多个表面22。
如图3所示，照明装置24包括具有腔体30和开口到腔体30中的孔32的壳体28，照明装置24还包括可操作地连接到壳体28的光模块34，用于选择性地将光L发射到腔体30中。照明装置24的壳体28还可以包括至少部分地设置在光模块34和孔32之间的腔体30中的滤光器36，如图6和7所示。滤光器36具有至少一个开口38，其限定对应于预定照明图案26的基本图案构件40，用于将从光模块34发射的光L通过开口38对准到基本图案构件40中，并且随后以预定照明图案26将光L通过孔32投影到表面22上，如图2所示。
如图4所示，壳体28可具有第一部分42和第二部分44，第一部分42包括孔32。在另一实施方式中，如图所示，第一和第二部分42、44中的每一个共同形成孔32。第一部分42和第二部分44还可共同形成与孔32相对的入口54，其通向腔体30。如图4所示，第一部分42和第二部分44配合以限定腔体30，并且可以共同具有基本上圆柱形的构造。应当理解，第一部分42和第二部分44可具有任何合适的形状。
如图4所示，发光模块34可以包括光源66，用于经由在第一端48和第二端50之间纵向延伸的光管46选择性地发射光L，其中光管46的第一端48面向光源66，光管46的第二端50面向滤光器36，用于将光L从光源66传输到滤光器36。发光模块34可以具有围绕光源66的保持器52，其中光管46的第一端48延伸到保持器52中并面向光源66。
如图4所示，保持器52可具有基本上立方形的构造。应该理解，保持器52可以具有任何合适的形状。该保持器52可具有第一开口，该光源66面向该第一开口56，用以发出光线L至该保持器52的外部，该光管46可经由该第一开口56延伸进入该保持器52，并面向该光源66，在一个实施方式中，该保持器52可具有与该第一开口56间隔的第二开口，用以允许与该发光模块34电连接，该第二开口可接受电连接器(未示出，但在该技术领域中通常可了解)。电连接器与发光模块34连接以向发光模块34供电。如图4和图5所示，发光模块34还可包括支撑光源66的印刷电路板62，在一个实施方式中，印刷电路板62连接到保持器52。
印刷电路板62可设置在保持器52内，如图4所示，印刷电路板62可选择性地向光源66供电，以选择性地从其发射光L。此外，由印刷电路板62提供的电流量可以根据应用而变化。在一个实施方式中，印刷电路板62可以根据光源的需要提供任何电流值。
在一个实施方式中，上述光源66可以是半导体光源，该光源66可以由印刷电路板62支撑并与该印刷电路板62电连接，光源66可以进一步被定义为发光二极管(LED)。或者，光源66可进一步被限定为激光光源。在一个实施方式中，发光模块34可以包括多个光源66，可以理解的是，光源66可以位于保持器52中的任何位置，在一个实施方式中，光源66至少可以与光管46的第一端48对准，在一个实施方式中，光源66可以连接到光管46的第一端48。
在一个实施方式中，光源66能够发射整个色谱的可见光。在另一个实施方式中，光源66还能够发射诸如紫外光的不可见光，其可以照射例如表面22上的荧光材料。
应当理解，光源66可以是能够发射通常被称为可见白光的单色光源。还应当理解，光源66可以是能够发射光L的可见光谱的特定颜色的多色光源，例如，光源66可以是能够单独发射可见红光、绿光和蓝光的红-绿-蓝的(RGB)LED，或者组合发射由可见红光、绿光和蓝光中的至少两种的组合形成的彩色光。
在一些实施方式中，光源66能够在任何方向上发射光L。例如，光源66可以是60度的半光源，其以圆锥形发射光L，当沿着延伸通过光L的中心的平面测量时，最外侧的光L之间具有60度的角度。还应当理解，光源66可以以任何合适的角度发射光L。
在任何实施方式中，光源66能够以任何强度发射光L。应当理解，光源66可以是任何合适的类型或构造，并且可以包括任何合适数量的光源，而不脱离本教导的范围。
光管46的第一端48可延伸到保持器52中并面向光源66，在一个实施方式中，光管46延伸穿过第一开口56进入保持器52，使得第一端48设置在保持器52内，光模块34可包括第一套环65，其在第一端48处从光管46径向延伸以接合保持器52，换句话说，第一套环65可径向延伸以接合保持器52的围绕第一开口56的部分。如图4所示，第一套环65可进一步限定为一对沿光管46纵向彼此间隔的第一套环65，应理解，第一套环65可以是任意数量的第一套环65，第一套环65与固定器52的接合将光管46与固定器52连接，并相对于光源66定位光管46的第一端48，以便于将光L传输到光管46中。
光管46的第二端50可延伸到壳体28中并面向滤光器36，在一个实施方式中，光管46穿过入口54延伸到壳体28中，使得第二端50设置在壳体28内，光模块34可包括在第二端50处从光管46径向延伸以接合壳体28的第二套环67，换句话说，第二套环67可径向延伸以接合壳体28的围绕入口54的部分。如图8所示，第二套环67可进一步限定为一对沿光管46纵向彼此间隔的第二套环67，应理解，第二套环67可以是任意数量的第二套环67，第二套环67与壳体28的接合将光管46与壳体28连接，并相对于滤光器36定位光管46的第二端50，以便于光L从光管46向滤光器36传输。
光管46在第一端48和第二端50之间可以是至少部分透明的，以便通过其传输光。在一个实施方式中，光管46在第一端48和第二端50之间可以是完全透明的，可以理解的是，光管46可以具有任何期望的透明度。此外，应当理解，光L可以以任何合适的方式传输通过光管46。
在非限制性实施方式中，如图8所示，光管46可包括内表面69和围绕内表面69的护套71，护套71可至少部分地包围和邻接内表面69，内表面69和护套71的邻接限定边界区域73，以允许光L通过光管46的第一端48和第二端50之间的内表面69进行全内反射，应当理解的是，内表面69和护套71可由允许光在光管46的第一端48和第二端50之间传输的任何合适的材料形成。
在另一非限制性实施方式中，光管46可由单层形成。光管46可以是完全透明的或至少部分透明的。在该非限制性实施方式中，光管可以由塑料形成。形成光管的塑料可以是完全透明的，或者光管46在一些部分可以是透明的，而在其它部分包括不透明的区域。在非限制性实施方式中，不透明部分可以通过模制、涂抹、蚀刻、喷涂、纹理化或其它方式形成在透明部分上，从而形成不透明部分。不透明部分的数量以及它们是如何形成的不做限定。可以采用这些形成不透明部分的方法中的每一种，以根据需要实现通过光管46的最佳光传输性能。
光管46能够在第一端48和第二端50之间偏转(deflect)，以独立于光源66定位壳体28的孔32。换句话说，光管46可以通过弯曲来操纵，以将光管46的第一端48和第二端50定位在各种位置，如图9所示，这样做时，光源66可以将光L传递到表面22，而不直接面对表面22。当封装要求不允许光源66直接面对表面22时，这种条件是理想的(即，光源66将不能装配在直接面对表面22的位置)。光源66和表面22不直接面对彼此的其它示例是可能的。此外，光管46可以是任何合适的长度，以便独立于光源66将壳体28的孔32定位在任何期望的位置。
如图4-8所示，照明装置24还可以包括设置在发光模块34和滤光器36之间的聚光透镜68，用于将从发光模块34发出的光L朝向滤光器36准直，在非限制性实施方式中，如图6-8所示，聚光透镜68可以具有圆形结构的中心部分70和围绕中心部分70的周边设置的安装体72。
在一个实施方式中，聚光透镜68可以固定到壳体28上，并且位于滤光器36和光管46的第二端50之间，其中第二端50面对聚光透镜68，用于将光L从光管46通过第二端50传输到聚光透镜68中，用于使光L朝向滤光器36准直。
在一个非限制性实施方式中，如图6-8所示，安装体72设置在光管46的第二端50周围，更具体地说，安装体72具有径向设置在中心部分70周围并向入口54延伸的壁74，光管46的第二端50设置在中心部分70下方的壁74内。这样，从光管46的第二端50发出的光L被保持在壁74、中心部分70和壳体28内的入口54周围，在一个实施方式中，至少中心部分70可以是透明的，使得光L可以穿过中心部分70。如图8所示，中央部分70和安装体72都可以是透明的。在另一实施方式中，安装体72可为不透明的，使得光L不能穿过安装体72。
安装体72和壳体28可以将从光源66发射的光L朝向光L能够从中穿过的中心部分70重新定向。应当理解的是，中央部分70和安装体72可具有任何适当的透明度。反过来说，中央部分70和安装体72可具有任何合适量的不透明度。在一个实施方式中，中心部分70与光管46的第二端50和孔32轴向对准，应当理解的是，中心部分70可以与光管46的第二端50和孔32错位。
在一个实施方式中，如图8所示，中心部分70可具有基本上平面的构造。更具体地，中心部分70可具有入射表面75和出射表面77，每个表面具有基本平行且平坦的构造。
在一个实施方式中，中心部分70可具有凸形构造。更具体地说，入射表面75和出射表面77可以各具有弧形结构，其中入射表面75向外朝向光源66弯曲，出射表面77向外朝向孔32弯曲，应当理解，入射和出射表面可以各具有半径，并且可以以任何合适的关系配置，以准直光L，入射表面75和出射表面77配置成协作地相互作用以准直光L，凸起结构准直光L，使得从光管46的第二端50以随机的横向方向发射的光L可以聚集在聚光透镜68的中心部分70中，并且重定向为朝向孔32引的基本平行的光L，应当理解，聚光透镜68可以是任何合适的结构(例如凹入结构)，可以具有任何合适的半径，并且可以是距光管46的第二端50任何合适的距离，以准直光L。
在一个实施方式中，如图4-8所示，照明装置24还可以包括设置在滤光器36和孔32之间的物镜布置78，用于将光L从基本图案构造40转换成预定照明图案26。物镜布置78可以执行以下功能中的任何一个或任何组合：修复光L中的色差、将来自基本图案构件40的光L反转成预定照明图案26、以及将基本图案构件40聚焦成表面22上具有特定尺寸(即焦距)的预定照明图案26。应该理解的是，物镜布置78可以执行本文中没有具体描述的其它功能。
在一个实施方式中，如图6-8所示，物镜布置78可以包括第一透镜80和第二透镜82，其中，第一透镜80设置在发光模块34与第二透镜82之间。这样，第二透镜82被设置在第一透镜80和孔径32之间，可以理解的是，物镜布置78可以由任意数量的透镜构成。
在一个实施方式中，光管46的第二端50、聚光透镜68、滤光器36、第一透镜80、第二透镜82和孔径32大致线性对准。该大致线性对准通过促进光L的直接路径而增加了照明装置24的效率，该路径从光管46的第二端50处的发射光L到光L通过孔32离开壳体28的腔30的通道应当理解，这些部件可以是未对准的。
在一个实施方式中，如图6-8所示，第二透镜82可以具有透镜壁84，并且第一透镜80可以具有凹部86，其中透镜壁84设置在凹部86中以使第一透镜80和第二透镜82相对于彼此引导。更具体地说，第一透镜80和第二透镜82中的每一个都可具有中心体88、90和径向设置在中心体88、90周围的安装框架92、94，第二透镜82的安装框架94朝向第一透镜80延伸，安装框架94被限定为透镜壁84，第一透镜80的安装框架92朝向第二透镜82延伸，安装框架92和中心体90限定凹槽86。第一透镜80和第二透镜82的每个安装框架92、94的直径可以使得第二透镜82的安装框架94的直径小于第一透镜80的安装框架92的直径，使得透镜壁84设置在凹部86内。如上所述，第一透镜80和第二透镜82可以与光管46的第二端50、聚光透镜68、滤光器36和孔32对准，更具体地说，第一透镜80和第二透镜82中的每一个的中心体88、90可以与光管46的第二端50、聚光透镜68的中心部分70、滤光器36和孔32对准，透镜壁84和凹槽86可以被配置成使得安装框架92、94彼此接合并保持第一透镜80和第二透镜82与光管46的第二端50、聚光透镜68的中心部分70、滤光器36和孔32对准。
本领域的普通技术人员还将理解，相反的情况也是可以的，即第一透镜80可以具有透镜壁84，第二透镜82可以具有凹槽86，类似地，第一透镜80和第二透镜82也可以任何合适的方式相对于彼此引导。
在美国专利申请15/170，268中描述了物镜布置78的示例，该物镜布置包括可以结合到本文所述的装置中的一些特征，该美国专利申请通过引用结合于此。然而，应当理解的是，本文所述的装置不限于本文所述的照明装置或本文所述的示例性实施方式。
在一个实施方式中，至少第一透镜80和第二透镜82中的每一个的中心体88，90是透明的，使得光L可以穿过中心体88，90。如图8所示，第一透镜80和第二透镜82中的每一个的中心体88、90和安装框架92、94都可以是透明的。第一透镜80和第二透镜82中的每一个的安装框架92、94可以是不透明的，使得光L不能穿过安装框架92、94。这样，第一透镜80和第二透镜82中的每一个的安装框架92、94将从光源66发射的光L重定向为朝向第一透镜80和第二透镜82中的每一个的中心体88、90，在该中心体中光L可以从中穿过。本领域普通技术人员将理解，第一透镜80和第二透镜82中的每一个的中心体88、90和安装框架92、94可以具有任何合适量的透明度。反过来说，第一透镜80和第二透镜82中的每一个的中心体88、90和安装框架92、94可以具有任何合适量的不透明度。
在一个实施方式中，如图8所示，第一透镜80可具有彼此间隔开的第一表面96和第二表面98，并且第二透镜82可具有彼此间隔开的第一表面100和第二表面102，其中第一透镜80的第一表面96面向光模块34，第二透镜82的第二表面102面向孔32，并且其中第一透镜80的第二表面98和第二透镜82的第一表面100面向彼此。在一个实施方式中，第一透镜80的第二表面98和第二透镜82的第一表面100如图8所示彼此隔开，应当理解，第一透镜80的第二表面98可以邻接第二透镜82的第一表面100。
在一个实施方式中，如图8所示，中心部分70可具有基本上平面的构型。更具体地，第一表面96、100和第二表面98、102的中心部分70可各自具有基本上平行且平面的构造。或者，第一透镜80和第二透镜82的第一表面96、100和第二表面98、102中的每一个可以是弯曲的，其中每个表面96、98、100、102具有半径。还应当理解，第一透镜80和第二透镜82可以以任何适于执行期望功能的方式配置，包括但不限于修复光L中的色差、将光L从基本图案构件40反转成预定照明图案26、以及将基本图案构件40聚焦成表面22上具有特定尺寸的预定照明图案26。应当理解，在不脱离本文公开的教导的范围的情况下，第一透镜80和第二透镜82的第一表面96、100和第二表面98、102可以具有任何合适的尺寸、形状和构造。
在一个实施方式中，聚光透镜68以及第一透镜80和第二透镜82可以由聚碳酸酯构成。应当理解的是，聚光透镜68以及第一透镜80和第二透镜82可以由聚甲基丙烯酸甲酯("PMMA")、玻璃、硅树脂或任何其它允许光L透射通过的合适材料构成。还应当理解的是，聚光透镜68以及第一透镜80和第二透镜82可以分别由不同的材料构成。在一个实施方式中，聚光透镜68和第一透镜80包括相同的材料。应当理解的是，某些材料，例如硅树脂，具有有助于增加光强度的性质，例如当用于车辆外部时发出的光L。
在一个实施方式中，第一透镜80可具有多个柱销105。聚光透镜68可以固定到壳体28并且可以限定多个凹部104。在一个实施方式中，聚光透镜68的安装体72包括凹部104，凹部104围绕中心部分70径向设置，柱销105和凹部104对齐，使得每个柱销105独立地设置在每个凹部104中。
在一个实施方式中，如图6所示，照明装置24还可以包括引导界面(indexinginterface)106，其相对于壳体28对准滤光器36，以便将预定照明图案26定位在表面22上，引导界面106可以包括多个径向间隔开的空隙108。滤光器36还可包括空隙108。滤光器36可以设置在物镜布置78与聚光透镜68之间，其中多个柱销105中的每一个单独地设置在多个空隙108和多个凹部104内，以相对于壳体28对准并固定滤光器36。
滤光器36的对准是指基本图案构件40相对于壳体28的定位，使得以基本图案构件40离开滤光器36的光L穿过孔32，并以预定照明图案26投射到表面22上，其中预定照明图案26以期望的取向旋转地对准在表面22上。在一个实施方式中，壳体28相对于表面22固定。这样，预定照明图案26在期望方向上的旋转对准由滤光器36相对于壳体28的对准来指示。
在一个实施方式中，滤光器36可具有平行于孔32的基本上薄且平的构造，其中滤光器36夹在聚光透镜68和第一透镜80之间，滤光器36可具有轴心C。在一个实施方式中，滤光器36从轴心C径向延伸，使得滤光器36设置在聚光透镜68的安装体72和第一透镜80的安装框架92之间。
多个空隙108围绕轴向中心C设置并与轴向中心C间隔开。如上所述，多个空隙108被构造成具有设置在其中的柱销105。因为滤光器安装到聚光透镜68，而聚光透镜又安装到壳体28，所以滤光器36到聚光透镜68的连接相对于壳体28安装滤光器36。这样，空隙108围绕中心轴线的取向决定了滤光器36相对于壳体28的取向。
因此，当空隙108围绕中心轴定位时，考虑了基本图案构件40相对于壳体28的期望取向。应当理解的是，空隙108可以设置在其它部件上，例如第一透镜80或聚光透镜68，其中滤光器36具有柱销105以接合空隙108。同样，引导界面106可以是任何合适的构造以相对于壳体28对准和固定滤光器36。
具有基本图案构件40的滤光器36的至少一个开口38可以位于或大约位于轴心C处，可以理解的是，至少一个开口38可以位于滤光器36上的任何位置，具有基本图案构件40的滤光器36的至少一个开口38允许光L透射通过。这样，至少一个开口38成形为使得通过其透射的光L类似于表面22上的预定照明图案26，应当理解，滤光器36可具有设置在至少一个开口38内的透明或半透明面板，例如，面板可被着色为使得通过面板透射的光L呈现面板的着色特性，然后将面板投射到表面22上，应当理解，滤光器36的至少一个开口38可以是允许光L通过其透射的基本图案构件40中的任何合适的构件。
因为具有基本图案构件40的滤光器36的开口38规定表面22上的预定照明图案26，所以在照明装置24的设计期间对开口38相对于壳体28的形状、配置和取向给予重要考虑，同样，当设计照明系统20以产生期望的预定照明图案26时，壳体28相对于表面22的取向(诸如壳体28的旋转位置和光L从壳体28投射到表面22上的角度)给予考虑，此外，当光L从发光模块34通过孔32投射时，聚光透镜68和物镜排列78中的每一个对光L的影响在确定聚光透镜68和物镜排列78的尺寸、形状、配置和材料时也给予考虑。
在一个实施方式中，照明装置24还可以包括设置在孔32和物镜装置78之间的盘110，如图4-8所示，照明装置24还可以包括在孔32周围接合盘110和壳体28中的每一个的密封件112，盘110和密封件112关闭孔32并在孔32处密封壳体28，以防止流体渗入壳体28的腔体30中，当在车辆外部使用时，这种结构是有利的。然而，应当理解，盘110和密封件112可以用于车辆的内部。
总体上参考图3和4所示的配置，为了以预定照明图案26将光L投射到表面22上，发光模块34的光源66在多个方向上发射光L。光L在第一端48处传输到光管46中，并通过光管46传输到第二端50。光在第二端50处从光管46发射，如图8中大体所示，光L可以传输通过聚光透镜68并被准直，使得光L基本上平行。光线L穿过滤光器36的至少一个开口38，并被设置成基本图案构件40，然后光线L可以穿过物镜排列78，其中光线L可以从基本图案构件40设置成预定照明图案26的取向，光线L穿过盘110。然后，光L穿过孔32并以预定照明图案26投射到表面22上，如图2所示。
这样，本发明降低了制造车辆照明系统的成本。具体地，光可以被投射到任何表面上。因此，表面不必是具有特定透明性的特定材料，以允许光从表面的后面投射穿过。此外，本文所公开的教导允许照明装置的零配件市场应用，因为照明装置可以被安装以将光投射到表面上。应当理解，本发明与车辆内的许多不同类型的应用兼容，并且可以模块化地结合到车辆内的许多不同类型的应用中，而不需要对现有的制造设备和/或工具进行显著的改变。
已经以说明性的方式描述了这里公开的教导。应当理解，所使用的术语是描述性的而不是限制性的。尽管上述特征是特定组合，但是本领域普通技术人员将理解，每个特征可以被重新布置或省略。根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的。

Claims (19)

1.一种用于将光以预定照明图案投射到表面上的照明装置，所述照明装置包括：
光模块，所述光模块包括光源和光管，其中，所述光管在第一端和第二端之间纵向延伸并且被配置为在所述第一端和所述第二端之间以任何合适的方式传输光；
保持器，所述保持器包围并容纳所述光源，所述保持器包括第一开口；
壳体，所述壳体具有腔体、在第一壳体端处用于接收从所述光源发射的光的入口、在第二壳体端处的孔以及从所述第一壳体端的入口开口延伸到第二壳体端的所述孔的中心轴线；
滤光器，所述滤光器至少部分地设置在所述入口与所述壳体的所述孔之间的所述腔体中，其中，所述滤光器包括限定对应于所述预定照明图案的基本图案构件的至少一个开口；以及
引导界面，所述引导界面被配置为使具有限定所述基本图案构件的所述开口的所述滤光器相对于所述壳体围绕所述中心轴线旋转地对准，其中
所述引导界面和所述滤光器中的至少一个包括多个径向间隔的空隙，
径向间隔的空隙相对于壳体的中心轴线旋转地对准具有限定所述基本图案构件和表面上的相应预定照明图案的所述开口的所述滤光器，
所述光管的所述第一端面向所述光源，并且所述光管的所述第二端面向所述滤光器，
所述光管的所述第一端通过所述第一开口延伸到所述保持器中，
所述光管选择性地将光从所述光源传输到所述腔体，
所述光管具有适当的长度，以用于独立于所述光源定位所述壳体的所述孔，以及
所述保持器和所述壳体相距一定距离，使得它们彼此不接触。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，从所述光源传输到所述腔体的光穿过所述基本图案构件的所述至少一个开口，并且穿过所述壳体的所述孔以所述预定照明图案投射到所述表面上。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述光管是至少部分透明的，以用于将所述光从所述第一端传输到所述第二端。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光管是柔性的并且被配置成在所述第一端和所述第二端之间偏转，使得所述光源不必直接面向所述表面。
5.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光管包括：
至少第一套环，所述第一套环在所述光管的所述第一端附近从所述光管径向延伸，所述第一套环配置成接合所述保持器的围绕所述第一开口的一部分，以及
至少第二套环元件，所述第二套环元件在所述光管的所述第二端附近从所述光管径向延伸，所述第二套环被配置成接合所述壳体的围绕所述入口的部分。
6.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光源是半导体光源。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中，所述光源是发光二极管(LED)、激光光源或紫外光源。
8.根据权利要求3所述的照明装置，还包括被构造成传输光的盘和接合所述盘与所述壳体的密封件，其中，所述盘和所述密封件组合，被构造成在所述孔处密封所述壳体。
9.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述壳体还包括聚光透镜，所述聚光透镜固定于所述壳体且定位于所述光管的所述第二端与所述滤光器之间，使得进入所述壳体且穿过所述聚光透镜的光朝向所述滤光器校准。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其中，所述壳体还包括物镜布置，所述物镜布置包括第一透镜和第二透镜，所述物镜布置位于所述滤光器和所述壳体的所述孔之间，使得穿过所述基本图案构件的光通过所述物镜被配置成所述预定照明图案的正确取向。
11.根据权利要求1所述的照明装置，其中：
所述壳体还包括物镜布置，所述物镜布置包括第一透镜和第二透镜；
所述第一透镜包括围绕至少部分透明的第一中心体径向设置的第一安装框架；
所述第二透镜包括围绕至少部分透明的第二中心体径向设置的第二安装框架；
所述第二安装框架朝向所述第一透镜延伸，所述第二安装框架限定第二透镜壁；
所述第一安装框架朝所述第二透镜延伸，所述第一安装框架和所述第二中心体限定第一透镜凹部；以及
第一透镜凹陷被配置成接纳第二透镜壁，以使所述第一透镜和所述第二透镜相对于彼此引导；并且
所述物镜布置位于所述滤光器和所述壳体的所述孔之间，使得穿过所述基本图案构件的光通过所述物镜被配置成所述预定照明图案的正确取向。
12.根据权利要求11所述的照明装置，其中：
所述壳体还包括聚光透镜，所述聚光透镜固定于所述壳体且定位于所述光管的所述第二端与所述滤光器之间，使得进入所述壳体且穿过所述聚光透镜的光朝向所述滤光器校准；
所述聚光透镜包括安装体，所述安装体包括围绕所述聚光透镜的中心部分径向设置的壁和围绕所述中心部分径向设置的多个凹部，其中，至少所述聚光透镜的所述中心部分是至少部分透明的；
所述第一透镜包括多个柱销，且所述第一透镜设置于发光模块与第二透镜之间；以及
多个所述柱销中的每一个单独地设置在所述第一透镜的多个凹部以及所述引导界面和滤光器的多个径向间隔的空隙内，以相对于所述壳体对准和固定所述滤光器。
13.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光模块进一步包括支撑所述光源的印刷电路板。
14.一种照明系统，包括：
表面；以及
一个或多个照明装置，所述照明装置包括：
光模块，所述光模块包括光源和光管，其中，所述光管在第一端和第二端之间纵向延伸，并且被配置为在所述第一端和所述第二端之间以任何合适的方式传输光；
保持器，所述保持器包围并容纳所述光源，所述保持器包括第一开口；
壳体，所述壳体具有腔体、在第一壳体端处用于接收从所述光源发射的光的入口、在第二壳体端处的孔以及从所述第一壳体端的入口开口延伸到第二壳体端的所述孔的中心轴线；
滤光器，所述滤光器至少部分地设置在所述入口与所述壳体的所述孔之间的所述腔体中，其中，所述滤光器包括至少一个开口，所述开口限定对应于预定照明图案的基本图案构件的；以及
引导界面，所述引导界面被配置为使具有限定所述基本图案构件的所述开口的所述滤光器相对于所述壳体围绕所述中心轴线旋转地对准，其中
所述引导界面和所述滤光器中的至少一个包括多个径向间隔的空隙，
径向间隔的空隙相对于壳体的中心轴线旋转地对准具有限定所述基本图案构件和表面上的相应预定照明图案的所述开口的所述滤光器，所述光管的所述第一端面向所述光源，并且所述光管的所述第二端面向所述滤光器，
所述光管的所述第一端通过所述第一开口延伸到所述保持器中，
所述光管选择性地将来自所述光源的光传输到所述腔体，
从所述光源传输到所述腔体的光穿过基本图案构件的至少一个开口，并且穿过所述壳体的孔以所述预定照明图案投射到表面上，
所述光管具有适当的长度，以用于独立于所述光源定位所述壳体的所述孔，以及
所述保持器和所述壳体相距一定距离，使得它们彼此不接触。
15.根据权利要求14所述的照明系统，其中所述光管是柔性的并且被配置为在所述第一端和所述第二端之间偏转，使得所述光源不必直接面向所述表面。
16.根据权利要求14所述的照明系统，其中，所述壳体进一步包括：
聚光透镜，所述聚光透镜固定于所述壳体且位于所述光管的所述第二端与所述滤光器之间，使得进入所述壳体且穿过所述聚光透镜的光朝向所述滤光器校准，以及
物镜布置，所述物镜布置包括第一透镜和第二透镜，所述物镜布置位于所述滤光器与所述壳体的所述孔之间，使得穿过所述基本图案构件的所述光通过所述物镜配置成所述预定照明图案的正确定向。
17.根据权利要求14所述的照明系统，其中所述壳体进一步包括配置为传输光的盘和接合所述盘及所述壳体的密封件，其中，所述盘和所述密封件组合，被构造成在所述孔处密封所述壳体。
18.根据权利要求14所述的照明系统，其中，所述表面定位于车辆的外部或所述车辆的内部中的至少一者上。
19.根据权利要求14所述的照明系统，其中，所述照明系统包括多个表面。
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