CN116648579A - 具有旋转透镜的双功能照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的照明装置(2)，包括：能够发射光线的至少一个光源(6)；具有反射表面(8)的至少一个收集器(20)，所述至少一个收集器被配置成收集由所述至少一个光源(6)发射的光线、并将所述光线反射成随后的光束；光学系统(10)，所述光学系统包括透镜功能，并且被配置成通过成像位于至少一个相应光源(6)的后部的至少一个反射表面(8)的一部分来投射光束；其中，所述透镜功能是第一功能，所述光学系统(10)包括第二光学功能，所述光学系统能够绕旋转轴线(14)在所述第一功能被激活的第一位置与所述第二功能被激活的第二位置之间旋转。

Description

具有旋转透镜的双功能照明装置
技术领域
本发明涉及照明和光信号领域，特别是用于机动车辆的照明和光信号照明和光信号领域。
背景技术
通常已知通过使用具有折叠器的一个或多个发光模块来产生截止照明束。这种发光模块通常包括具有带有椭圆形廓形的回转反射表面、在由水平面界定的半空间中呈帽的形式的收集器。发光二极管类型的基本点光源位于反射表面的第一焦点处，并沿所述表面的方向照射到半空间中。因此，光线以会聚方式朝向反射表面的第二焦点反射。在第二焦点处具有截止边缘的通常平坦的另一反射表面确保没有精确穿过第二焦点的光线的向上反射，然后这些光线被厚的透镜朝向照明束的底部折射。这种反射表面通常被称为“折叠器”，因为它朝向投射透镜的顶部“折叠”那些原本会形成照明束的上部部分的光线。这种发光模块的缺点是需要以高精度定位折叠器和截止边缘。此外，投射透镜必须是厚透镜，因为其焦距小，因此增加了其重量并使其生产复杂化，特别是对于缩(水)痕是这样。此外，收集器具有一定高度，因此具有一定高度方向的体积。
已公布的专利文献WO 2020/025171 A1公开了一种照明模块，特别是用于机动车辆的照明模块，所述照明模块包括具有反射表面的收集器，所述收集器收集并反射光束中的由光源发射的光线，类似于折叠式照明模块。所述照明模块还包括投射光学系统，例如透镜，其被具体配置成通过形成收集器的反射表面的图像来投射所讨论的光束。为此，投射光学系统具有位于反射表面上的焦点，例如位于反射表面的后边缘处的焦点，以便正确地成像所述边缘并在投射光束中形成清晰的截止部。这种类型的照明模块具有特别是在高度方面的紧凑的优点，并且生产简单。这些优点可以结合起来，以形成不同的光束，这些光束被叠加在一起。
将最大数量的照明功能组合在单个照明装置中通常是有利的，特别是出于风格的原因。在这方面，仍有待改进。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的至少一个缺点。更具体地，本发明的目的是提出一种结合了最大数目个发光功能的照明装置。
本发明的主题是一种用于机动车辆的照明装置，包括：能够发射光线的一个或多个光源；一个或多个收集器，每个收集器具有反射表面,所述反射表面被配置成收集由光源发射的被称为反射光线的光线，并将所述光线沿光轴反射成反射光束；光学系统，所述光学系统包括投射透镜，所述投射透镜提供第一光学功能，所述第一光学功能通过将位于所述光束的总传播方向上的反射表面或每个反射表面的一部分成像到相应的光源或每个相应的光源的后部来提供将至少大部分反射光束投射成投射光束；区别在于，所述光学系统包括与所述投射透镜不同且提供第二光学功能的额外的部件，所述第二光学功能提供被反射成漫射光束的至少大部分光束的漫射，所述光学系统能够围绕旋转轴线在所述第一功能被激活的第一位置与所述第二功能被激活的第二位置之间旋转。
下面描述本发明的有利的但非限制性的实施例，这些实施例中的一个或多个实施例能够彼此组合。
收集器可以是凹面反射器。
至少一部分反射光线相对于光轴的倾斜角为10°或更小。这使得达到所谓的高斯条件，从而允许折光正常(stigmatism)。
根据本发明的有利实施例，所述额外的部件由一个或多个漫射屏形成，当所述光学系统处于所述第二位置中时，所述漫射屏或每个漫射屏使得至少大部分反射光束穿过其，所述至少大部分反射光束在穿过所述屏之后被漫射以形成所述漫射光束。
根据本发明的有利实施例，投射透镜在所述反射表面的后边缘具有位于相应收集器的反射表面上或每个相应收集器的反射表面上的聚焦区域。这简单地使得能够对位于光源的后部的反射表面的部分的部件进行成像。有利地，聚焦区域位于所述反射表面的后边缘处。通常，该聚焦区域可以是焦斑(也称为焦点)，或者可以是聚焦线(也称为焦点线)。根据本发明的有利实施例，所述光学系统包括如下光学部件，所述光学部件包括投射透镜和所述额外的部分，所述照明装置包括用于使所述光学部件绕所述旋转轴线旋转的机构。有利地，所述光学部件是透明部件。
根据有利的实施例，所述光学部件包括与所述投射透镜相对应的(第一)输入面和与所述第一输入面相关联的第一输出面、以及与所述额外的部分相对应的第二输入面和与所述第二输入面相关联的第二输出面，所述第一输入面和第二输入面和/或所述第一输出面和第二输出面围绕所述旋转轴线成角度地偏差一个介于60°与120°之间的角度。
有利地，所述第二输出面具有垂直于旋转轴线的平均高度，所述平均高度大于所述第一输出面的垂直于旋转轴线的平均高度。
有利地，第一输出面具有垂直于旋转轴线的小于10mm的平均高度。
根据本发明的有利实施例，在所述光学系统的所述第一位置中，所述第一输入面面向所述收集器定位，并且在所述第二位置中，所述第二输入面面向所述收集器定位。
根据本发明的有利实施例，所述光学系统的旋转轴线横向于所述光轴，并且当所述照明装置处于操作位置时是水平的。
有利地，光学部件沿旋转轴线延伸。
有利地，光学系统在第一功能与第二功能之间的旋转具有介于60°与160°之间的角度幅值。
根据本发明的有利实施例，所述光学系统的所述第一位置中的投射光束是照明束，并且所述光学系统的所述第二位置中的漫射光束是发信号束或照明信号。在这种情况下，照明信号是具有美学照明功能的光束，其可以在任何情况下识别车辆的型号和/或品牌。
根据本发明的有利实施例，所述照明装置包括多个光源和多个收集器，所述收集器具有多个反射表面，以便形成被叠加在一起的多个反射光束，并且其中，所述光学系统能够在第一位置与第二位置之间旋转，在所述第一位置中所述投射透镜接收至少大部分所述反射光束，在所述第二位置中所述额外的部分接收至少大部分所述反射光束。
有利地，所述至少一个光源、所述至少一个收集器和所述至少一个反射表面中的每一者都是多个，以选择性地形成叠加在一起的多个光束。举例来说，多个收集器、反射表面和光源并排地定位。有利地，光学系统的第一功能包括焦点线，所述焦点线通过反射表面，更有利地通过所述反射表面的后边缘，或在所述反射表面与相应光源之间通过。
根据本发明的有利实施例，在所述光学系统的第二位置中，所述光学系统的所述第二功能由一个或多个辅助光源发射的光线形成光束。
本发明的技术手段是有利的，因为它们使得可以在照明装置中结合至少一个额外的照明功能，而不真正增加体积需求。所述装置中存在的用于照明功能的光源可以被用于额外的功能。
附图说明
图1是根据本发明的照明装置的立体图，所述装置包括光学系统；
图2是当光学系统处于第一位置时图1的照明装置的纵向截面的示意图；
图3是当光学系统处于第二位置时图1的照明装置的纵向截面的示意图。
具体实施方式
图1至图3图示出本发明的实施例。
更具体地，图1是根据本发明的照明装置的立体图。
在这种情况下，照明装置2选择性地是照明和发信号装置，这将在下文中描述。照明装置2包括壳体4，壳体本身可以由壳体的一系列部件或部分构成。如可以看出的，壳体4包括具有光源6.1、6.2、6.3和反射表面8.1、8.2和8.3的多个光学腔。与光源相关联的反射表面8.1、8.2和8.3中的每个形成可以产生光束的单元。
照明装置还包括光学系统10，所述光学系统可以接收所讨论的光束并使它们成形。光学系统10包括具有双重功能的光学部件12，即投射的第一光学功能和光漫射的第二光学功能。为此，光学部件12被装配成以围绕旋转轴线14旋转的方式移动，从而选择性地激活第一功能和第二功能中的一个或另一个。照明装置2包括用于使所述光学部件12围绕旋转轴线14旋转的机构16。该机构可以包括联接到角度返回机构的电马达，所述角度返回机构本身联接到光学部件。
在图1中图示的光学部件12的位置中，光漫射的第二功能被激活，这意味着由相关联的光源和反射表面产生的光束将被漫射，以确保发信号功能。
图2和图3分别示意性地和以纵向截面图示出具有第一功能和第二功能的图1的照明装置。更具体地，这些图图示出单个光源、和与所述光源相关联的单个反射表面，应理解它们适用于每个相关联的光源和反射表面。
图2图示出当光学装置处于第一位置时的照明装置2，其中投射光束的第一光学功能被激活。
可以看出，光学部件12包括对应于第一功能的第一部分12.1、和对应于第二功能的第二部分12.2。光学部件12的第一部分12.1在面向由光源6发射并被反射表面8反射的光线定位时激活，而第二部分12.2在与所讨论的光线间隔定位时不激活。在这种情况下，这两个部分各自具有大致细长的横向截面，这两个横向截面形成具有接近大约90°的角度的弯曲，并且有利地在70°与100°之间。原则上，考虑到这些横向截面的不同的光学功能，这些横向截面具有不同的几何形状。
确保第一功能的光学部件12的第一部分12.1形成具有输入面12.1.1和输入面12.1.2的投射透镜。该透镜尤其可以是平凸型或双凸型。确保第二功能的光学部件12的第二部分12.2还包括输入面12.2.1和输出面12.2.2。
以其它方式描述，根据本发明并且如在图示的示例中，第一部分12.1由投射透镜形成，而在这种情况下，第二部分12.2由不同于投射透镜的额外的部件形成。
这里，通常根据本发明，光源6有利地是半导体类型的，例如特别是发光二极管。根据所描写的示例，光源6在由所述源的主平面界定的半空间中、在垂直于所述平面和光轴18的主方向上发射光线。根据本发明，发射的主方向将能够相对于光轴18在65°与115°之间。
收集器20形成壳或帽形式的支撑件，在其内表面上应用反射面8。反射表面8有利地具有椭圆形或抛物面廓形。有利地，它是围绕平行于光轴的轴线的回转表面。或者，它可以是自由表面或扫掠表面或非对称表面。它还可以包括多个扇区。壳或帽形式的收集器20有利地由具有良好耐热性的材料制成，并且例如由玻璃或合成聚合物(例如聚碳酸酯PC或聚醚酰亚胺PEI)制成。“抛物面型”的表述通常适用于具有包括单个焦点的表面的反射器，即光线的一个会聚区域，使得由放置在该会聚区域中的光源发射的光线在所述表面上反射后被投射到很远的距离。“投射到很远的距离”意味着这些光线不会朝向至少10倍于反射器尺寸的区域会聚。换句话说，反射光不会朝向会聚区域会聚，或者，如果它们会聚，则该会聚区域位于大于或等于反射器尺寸10倍的距离处。因此，抛物面型的表面可以具有或不具有抛物面部分。具有这种表面的反射器通常被单独用于产生光束。可选地，它可以用作与椭圆反射器相关联的投射表面。在这种情况下，抛物面反射器的光源是由椭圆反射器反射的光线的会聚区域。
光源6被定位在反射表面8的焦点处，使得其光线被收集并沿光轴反射，所述光线(被称为反射光线)形成反射光束。这些反射光线的至少一部分在相对于所述轴线垂直的平面上具有25°或更小、优选10°或更小的倾斜角a，以便处于所谓的高斯条件下，使得可以获得折光正常，即所投射的图像的清晰度。光线有利地被反射表面8的后部部分反射。
形成投射透镜的光学部件12的第一部分12.1具有沿光轴18位于光源6处或也位于所述光源后部的焦点12.1.3。在这种情况下，焦点12.1.3位于反射表面8的后边缘处，在这种情况下，后边缘也是反射表面的下边缘。应注意，该焦点也可以位于反射表面8的后部或前部，优选地在其附近，特别是小于10mm，优选地小于5mm。
如果反射表面8是椭圆型，则它具有位于透镜12.1前面并与光轴18间隔开的第二焦点。应注意，该焦点也可以位于透镜的后部和/或光轴上，优选地在透镜附近，以便减小透镜的输入面处的(光)束的宽度。
在这种情况下，所描述的第一部分12.1被配置成将至少大部分反射光束投射到提供照明功能的投射光束中。
图3图示出当光学装置处于第二位置时的照明装置2，其中光束的散射的第二光学功能是激活的。
与图2相比，可以观察到光学部件已经围绕其旋转轴线14旋转了大约90°，在这种情况下是逆时针旋转，例如使得第一部分12.1不激活并且第二部分12.2激活。在这种情况下，第二部分12.2的输入面12.2.1与光轴18相交，并且位于面对反射表面8和光源6的位置，以便收集由它们产生的光束(也被称为反射光束)。输入面12.2.1和输出面12.2.2中的至少一个可以具有粗糙或有颗粒的表面，例如确保光的散射功能。例如，第二部分12.2被配置成将大部分反射光束投射成漫射光束，在这种情况下，漫射光束提供发信号照明功能。
在这种情况下，光学部件12的第二部分12.2的输入面12.12.1与反射表面8的距离可能不同于第一部分12.1的输入面12.1.1(当其处于激活位置时是这样)。这不会造成问题，因为光学系统的第二功能的目的不是像第一功能那样对由光源6照亮的反射表面8成像。在这种情况下，第二功能包括使光漫射，以确保发信号功能。应注意，(当所述功能被激活时，在垂直于光轴的方向上)第二部分12.2的输入面12.2.1比第一部分12.1的输入面12.1.1更高，因此允许它收集由反射表面8反射的另外的光线。
应注意，也可以提供一个或多个用于第二功能的辅助光源，即，对于第一功能不起作用的辅助光源。
上文描述的第二功能例如可以是当机动车辆在运动时不需要的发信号功能。特别地，它可以是位置光或灯类型的功能，或者也可以是照明信号，当车辆长时间停放或停止时，照明信号被激活。
参考图1，光学系统10可以被并排定位的多个相关联的光源、反射表面、和收集器所共用。那么在这种情况下，第一功能可以不具有点型焦点，而是具有穿过所讨论的反射表面的后部部分的焦点线。所讨论的焦点线不必是直的，在这种情况下可以稍微弯曲。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的照明装置(2)，包括：
能够发射光线的一个或多个光源(6)；
具有反射表面(8)的一个或多个收集器(20)，所述反射表面或每个反射表面被配置成收集由所述一个或多个光源(6)发射的被称为反射光线的光线，并将所述光线沿光轴(18)反射成反射光束；
光学系统(10)，所述光学系统包括投射透镜(12.1)，所述投射透镜提供第一光学功能，所述第一光学功能通过将位于所述光束的总传播方向上的反射表面(8)或每个反射表面(8)的一部分成像到相应的光源(6)或每个相应的光源(6)的后部来提供将至少大部分反射光束投射成投射光束；
其特征在于，所述光学系统(10)包括与所述投射透镜不同且提供第二光学功能的额外的部件(12.2)，所述第二光学功能提供被反射成漫射光束的至少大部分光束的漫射，所述光学系统能够围绕旋转轴线(14)在所述第一功能被激活的第一位置与所述第二功能被激活的第二位置之间旋转。
2.根据权利要求1所述的照明装置(2)，其中，所述额外的部件(12.2)由一个或多个漫射屏形成，当所述光学系统(10)处于所述第二位置中时，所述漫射屏或每个漫射屏使得至少大部分反射光束穿过其，所述至少大部分反射光束在穿过所述屏之后被漫射以形成所述漫射光束。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的照明装置(2)，其中，所述投射透镜(12.1)在所述反射表面的后边缘处具有位于所述相应的收集器或每个相应的收集器的反射表面上的聚焦区域(12.1.3)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置(2)，其中，所述光学系统(10)包括光学部件(12)，所述光学部件包括所述投射透镜和所述额外的部件，所述照明装置(2)包括用于使所述光学部件(12)绕所述旋转轴线(14)旋转的机构(16)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置(2)，其中，所述光学部件(12)包括与所述投射透镜(12.1)相对应的第一输入面(12.1.1)和与所述第一输入面(12.1.1)相关联的第一输出面(12.1.2)、以及与所述额外的部件(12.2)相对应的第二输入面(12.2.1)和与所述第二输入面(12.2.1)相关联的第二输出面(12.2.2)，并且其中所述第一输入面(12.1.1)和第二输入面(12.2.1)和/或所述第一输出面(12.1.2)和第二输出面(12.2.2)围绕所述旋转轴线(14)成角度地偏差一介于60°与120°之间的角度。
6.根据前一项权利要求所述的照明装置(2)，其中，在所述光学系统(10)的所述第一位置中，所述第一输入面(12.1.1)面向所述收集器(20)定位，并且在所述光学系统(10)的所述第二位置中，所述第二输入面(12.2.1)面向所述收集器(20)定位。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置(2)，其中，所述光学系统(10)的旋转轴线(14)横向于所述光轴(18)，并且当所述照明装置(2)处于操作位置时是水平的。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置(2)，其中，所述光学系统(10)的所述第一位置中的投射光束是照明束，并且所述光学系统(10)的所述第二位置中的漫射光束是发信号束或照明信号。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置(2)，其中，所述照明装置包括多个光源(6)和多个收集器(20)，所述收集器具有多个反射表面(8)，以便形成被叠加在一起的多个反射光束，并且其中，所述光学系统(10)能够在第一位置与第二位置之间旋转，在所述第一位置中所述投射透镜(12.1)接收至少大部分所述反射光束，在所述第二位置中所述额外的部件(12.2)接收至少大部分所述反射光束。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的照明装置(2)，其中，在所述光学系统(10)的第二位置中，所述光学系统的所述第二功能由一个或多个辅助光源发射的光线形成光束。
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