CN100375221C - 灯和汽车大灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可发出可见光和红外光的灯。根据本发明，该灯的灯泡(4)包括：至少第一区域(6)，其可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光；以及至少第二区域(9)，其可完全地或部分地至少透过可见光。

Description

灯和汽车大灯

技术领域

本发明涉及一种可发出可见光和红外光的灯，以及使用了这种灯的汽车大灯。

背景技术

从德国专利DE10027018A1中已经知道了这种称为光源的灯，其可用在汽车大灯中。车辆大灯包括反射器、透镜和灯罩(screen)，并通过投影原理来工作。灯所发出的光被反射器所反射。灯罩和透镜设置在反射光束的辐射路径上。在“近光”工作位置中，从大灯中发出的可见波长范围内的光束是可照亮近距范围的近光。灯罩至少在局部位置处可至少部分地透过红外波长范围内的光。红外波长范围内的穿过灯罩的光为远光，其可照亮远距范围。该远距范围由传感器装置记录，并通过显示装置呈现给车辆驾驶员。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单的灯，其能够用处于可见波长范围内的光来照亮近距范围，同时用红外光来照亮远距范围。

该目的通过本发明的灯来实现。根据本发明的第一方面，提供了一种可发出可见光和红外光的灯，其可同时发出远光范围内的红外光和近光范围的可见光，其中灯泡包括：至少第一区域，其可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光，但对可见光中的红光来说是可部分透过的；以及至少第二区域，其可至少部分地透过可见光中的蓝光和绿光。

灯泡的这两个区域主要用于为照明装置提供所需的光分布。灯的基本上全部的光发射通过灯泡的这些区域来实现。灯泡中的不周于该用途或起次要作用的其它区域例如为捏缩区域。除了可见光之外，该灯还可实现红外光的规定发射，同时灯泡只有一些整体部件用于从灯泡中发出的光的过滤。结果，灯便能执行两种照明功能，即例如用于远距的红外光和用于近距的可见光。当将该灯或包含有该灯的照明装置出于这一目的而与可在功能上至少使用红外光的夜视设备相结合地使用或作为这种设备的一个部件时，便实现了对使用者视场的改善和增强，同时在很大程度上避免了使被照亮区域中的人感到眼花。虽然增加了功能，即至少一部分灯泡区域的过滤功能，然而并不需要对灯泡作出显著的结构变更。至少使用了红外光作为其部分功能的用于机动车的夜视设备简称为红外夜视设备，其包括至少一个光源，来自该光源的至少红外光可进入到所需的区域中，尤其是车辆前方的区域以及被可见光照亮的近光区域之外的区域。夜视设备还包括红外探测器或传感器装置，其可检测被红外光照亮的车辆前方的区域。这样便可通过显示装置如显示屏来提高对车辆前方区域的监控，显示装置可设置在与车辆驾驶员的眼睛平齐的高度处。

第一区域优选包括滤光涂层。这种薄膜滤光器可在涂覆工艺中制造出来。

滤光涂层通过简单的方式形成了围绕在灯泡下侧周围的半圆形壳体，并仅允许红外光进入到下方反射器部分中以产生红外远光。

滤光涂层通过简单的方式包围了灯泡，使得灯仅产生红外远光。

滤光涂层通过简单的方式包围了双灯丝卤素灯的两条白炽灯丝中的一条，使得在近光位置中可由第一白炽灯丝来产生由处于可见波长范围内的光所形成的近光，同时可由第二白炽灯丝来产生由处于红外波长范围内的光所形成的远光。

滤光涂层优选设置在屏蔽罩上。灯泡的第一区域包括屏蔽罩，其可至少部分地透过红外光，并且至少部分地不能透过可见光。如果在双灯丝卤素白炽灯中使用了这种屏蔽罩，并且该屏蔽罩延伸到第一灯丝之下，那么第一灯丝在第一近光状态下被激活，并且发出近光形式的处于可见波长范围内的光，同时可由该相同的第一灯丝来产生红外远光。在第二远光状态中，第二白炽灯丝被激活，并且发出处于可见波长范围内的光作为远光。

优选在灯泡上设置可保持白色范围内的中和色底色的部件。除了被过滤过的红外光之外，还已经过滤掉了处于可见波长范围内的不合需要的红光。可对能够发出处于蓝光和/或绿光波长范围内的可见光的灯泡区域进行有目的的尺寸调节和设置，以便将不合需要的红光与蓝光和绿光一起混合成白光。该白光的距离范围可被设定为近距范围，并且可实现照明装置的中和色底色。

在本发明的一个实施例中，优选在至少可透过可见光的区域中设置部件，该部件可将至少部分红外光反射到可至少部分地透过红外光且完全或部分地不能透过可见光的区域中。被反射的红外光尤其包括与红外夜视设备相关的红外光波长范围。

这样便可实现经由第一区域而发出的红外光的增强。

此外，优选将光源构造成卤素灯或气体放电灯，这是因为所述类型的灯尤其在操作可靠性、所占据的空间以及光效能方面符合汽车工业的要求。

灯泡优选具有：至少第一区域，其可至少部分地透过紫外光和红外光，并可至少部分地不能透过可见光；以及至少第二区域，其可完全地或部分地至少透过可见光。如果夜视设备即传感器装置或显示装置失效，那么优选不仅将红外光、而且同时将紫外光提供到远距区域中。这样便可察觉到交通信号或者例如设于人体上的紫外光反射材料。

优选在灯罩或光闸(shutter)上设置可透过紫外光和红外光但阻挡可见光的滤光器。

本发明的第二方面还提供了一种包括有根据本发明第一方面所述的灯的汽车大灯。

附图说明

下面将参考附图来详细地介绍本发明的实施例，在图中：

图1以示意性侧视图的形式显示了在车辆大灯中使用的具有同时的近光和红外远光功能的单灯丝卤素灯，

图2以正视图的形式显示了***到车辆大灯中的单灯丝卤素灯，

图3以侧视图的形式显示了具有同时的停车光和红外远光功能的单灯丝卤素灯，

图4以示意性侧视图的形式显示了在车辆大灯中使用的包括有用于近光功能的第一灯丝和用于具有同时的停车光和红外远光功能的第二灯丝的双灯丝卤素灯，

图5以示意性侧视图的形式显示了***在车辆大灯中的包括用于具有同时的停车光和红外远光功能的第一灯丝和用于远光功能的第二灯丝的双灯丝卤素灯，

图6以示意性侧视图的形式显示了***到大灯中的具有同时的近光和红外远光功能的放电灯，

图7是红外光滤光器的图，

图8是红外光和紫外光滤光器的图，和

图9以示意性侧视图的形式显示了带有灯罩的大灯。

具体实施方式

图1显示了汽车大灯1，其具有反射器2以及可发出可见光和红外光的单灯丝卤素灯3。光发射指的是光的产生和辐射。在灯泡4的内部设有螺旋形式的导电白炽灯丝5。灯3设置在反射器2之前，反射器2以限定的方式反射电灯3所发出的可见光和红外光。灯泡4的第一区域6构造成可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光。该功能由多层薄膜滤光器7来实现，该滤光器7在传统的薄膜涂覆工艺中设置在石英玻璃灯泡4的外表面8上。薄膜滤光器7是设置在灯泡4上的半圆形壳体形式的滤光涂层7，并包括15层单独的层，在这些层中高折射率的Ta₂O₅材料的层与低折射率的SiO₂材料交错地设置。第二区域9可完全地或部分地透过整个波长范围内的光，即可透过可见光和红外光，第二区域9在这种情况下为石英玻璃的灯泡4的未涂覆区域。可通过灯泡4的所述两个区域6和9来实现源于灯泡4的基本上全部的光发射，尤其是在大灯1的反射器2方向上的光发射。

灯泡4具有前部区域10，其被防眼花端盖11所覆盖。该端盖优选构造成红外滤光器，其允许红外光通过但阻挡住可见波长范围内的光。灯泡4还包括捏缩区域12，其基本上被灯座13所覆盖。

当大灯1处于安装位置中时，灯泡4的外表面8上的区域6和9之间的边界16基本上呈水平地延伸，该边界16处于与灯丝5的轴线17相同的平面内。从第二区域9中发出的光基本上直接入射到反射器的上方反射器部分18上，该部分18以已知的方式针对近光功能进行了优化。朝向薄膜滤光器7的反射器部分19以限定的方式反射红外光，即尤其是发出远光或远距范围的光，红外光照亮了车辆前方的未被可见近光照亮的交通空间区域，该区域延伸过约±10°的水平角度范围。

均能产生近光和远光的两个大灯1形成了机动车的一部分照明装置，该装置还包括有传感器装置。由传感器装置所检测的远距范围可显示在显示装置上，因此在夜间也能够看见远距范围内的物体。具有近光功能的两个车辆大灯可经由灯泡的这些单独区域而将可见光辐射到交通空间的近光区域中，将红外光辐射到交通空间的远光区域中，所述红外光用于支持夜视功能。

在灯泡4的上方区域9中设有滤光器20，其可将红外光至少部分地反射到下方区域6中。这样便增强了用于远距的红外光。

图2显示了带有灯3的车辆大灯1。被上方反射器部分18所反射的光产生了近光。被下方反射器部分19所反射的光产生了远光。

图3显示了另一单灯丝卤素灯31，其也设有用于车辆的两种不同的照明功能，即用于支持夜视功能的远光区域中的红外光，以及用作停车光的可见光。出于这一目的，灯泡32包括处于第一区域33中的红外滤光器34，该滤光器34可至少部分地不能透过可见光而基本上透过红外光，还包括处于区域35中的蓝绿滤光器36，该滤光器36尤其可透过蓝光和绿光。可见范围内的红光会以不合需要的方式通过红外滤光器34，但所述光另外还与蓝光和绿光一起混合成白光。所述白光以一定的强度辐射出，使得可实现停车光。

图4示意性地显示了具有双灯丝卤素灯42和反射器43的用于近光的车辆大灯41。灯42具有灯泡44和灯座45。在灯泡44内设有两条白炽灯丝46和47，以及处于最前方的所述第一白炽灯丝46之下的钼屏蔽罩48。钼屏蔽罩48不能透过可见光。灯泡44的第一中央区域49可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光。为了实现这一点，在灯泡44上设有滤光涂层50，其以管状方式包围住灯泡44。令人遗憾的是，该区域也会透过处于可见波长范围内的红光。灯泡44的第二前端区域51没有任何涂层，并且可透过红外光和可见光。第三后端区域52设计成可透过绿光和蓝光。为此，在灯泡44上设有滤光涂层53，其以管状方式包围住灯泡44。该滤光涂层53由滤光涂层50来限定范围，并与灯座45相邻。前端区域51围绕着前方的第一白炽灯丝46，而中央区域49和后端区域52围绕着后方的第二白炽灯丝47。

在近光工作状态中，两条白炽灯丝46和47电导通即接通，并发出可见光和处于红外波长范围内的光。在该近光功能条件下，前方的第一白炽灯丝46发出可见光到上方反射器部分54上，并因此产生了近光。钼屏蔽罩48可防止可见光到达下方反射器部分55上而照亮远距区域。后方的第二白炽灯丝47可产生可见光和红外光。滤光涂层50使得只有红外光才能经由两个反射器部分54和55而进入到近距范围和远距范围中。然而，与此同时，低强度的不合需要的可见红光也会通过滤光涂层50。蓝绿滤光器允许低强度的蓝光和绿光通过。低强度的蓝光、绿光和红光混合成白光。这种白光可用作停车光，其强度很低，因此不可能使驶近的驾驶员感到眼花。如果前方的第一白炽灯丝46失效，那么就不会再产生可见范围内的近光。车辆大灯41仍可提供停车光，因此形成了示宽灯41。驶近的驾驶员仍可辨认出该机动车为宽型四轮机动车。

图5显示了具有另一种双灯丝卤素灯62的车辆大灯61。在双灯丝卤素灯62的灯泡63内设有两条白炽灯丝64和65，以及处于前方的第一白炽灯丝64之下的屏蔽罩66。屏蔽罩66可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光，它基本上由石英玻璃形成，并带有若干层滤光涂层67，在这些层中高折射率的Ta₂O₅材料层与低折射率的SiO₂材料层交错地设置。在近光工作条件下，只有前方的第一白炽灯丝64接通并发出光。可见光和红外光穿过上方灯泡区域68而辐射到设计用于近光的反射器70的上方反射器部分69中。可见光和红外光辐射到下方灯泡区域71中，其中可见光在很大程度上被滤光涂层67过滤掉，使得基本上仅有红外光进入到下方反射器部分72中，此处便产生了红外远光。在远光工作条件下，只有后方的白炽灯丝65被接通，并经由两个反射器部分69和72而以远光的形式发出红外光和可见光到远距范围中。

图6显示了具有反射器80和高压气体放电灯81的汽车大灯79。该灯包括灯座82、以真空密闭的方式封住的石英玻璃的内部灯管83，以及石英玻璃的外部灯泡84。灯管83包括相互面对的第一颈部85和第二颈部86，供电导体87和88穿过这些颈部而引到一对电极89和90上。第一颈部85固定在灯座82中。支撑件91用于引导第二供电导体88，并支撑其中固定了第二颈部86的外罩92。供电导体87和88穿过灯座82，并且与延伸到外部的导电触针93相连。灯管83包括氙、汞和金属卤化物的可电离填充物。灯泡84具有带涂层95的区域94，该涂层95可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光。涂层95至少部分地包围了灯泡84，涂层95的两个条状部分96沿着灯泡84的下半部分98的灯泡轴线97延伸。该涂层95可防止处于可见波长范围内的光入射在下方反射器部分99上并因此产生处于可见波长范围内的远光。涂层95是具有15层单独的层的薄膜滤光器95，在这些层中高折射率的Ta₂O₅材料层与低折射率的SiO₂材料层交错地设置。然而令人遗憾的是，该涂层95也会轻微地透过处于可见波长范围内的红光。红外光可穿过该涂层95，并被下方反射器部分99反射。在该红外光中产生了远光，其可照亮远距范围。该远距范围可由夜视设备显示出来。可见波长范围内的光从第二区域101中发出，用于产生近光并用可见光来照亮近距范围。

图7是显示了第二涂层95的透过率(％)与波长(纳米)的图。可见光覆盖了380到780纳米的范围。相邻的红外光处于780到5000纳米的范围内。所述第二涂层的透过率在可见波长范围内较低，而在红外范围内较高。可执行与上述涂层相同功能的该第二涂层95总共包括12层，即从灯泡表面96开始为38.82纳米厚的Fe₂O₃的第一层，然后是99.9纳米厚的SiO₂的第二层，然后是47.06纳米厚的Fe₂O₃的第三层，102.39纳米厚的SiO₂的第四层，228.8纳米厚的Fe₂O₃的第五层，97.78纳米厚的SiO₂的第六层，58.95纳米厚的Fe₂O₃的第七层，100.39纳米厚的SiO₂的第八层，52.29纳米厚的Fe₂O₃的第九层，97.97纳米厚的SiO₂的第十层，223.1纳米厚的Fe₂O₃的第十一层，以及194.75纳米厚的SiO₂的第十二层。这些层在化学气相沉积(CVD)工艺中设置在灯泡84的表面100上。为此，将灯泡84与原始材料一起置于反应器中，这些原始材料是可被蒸发的或处于气态下。原始材料的颗粒可被电离并沉积在灯泡表面上，在该表面上相互反应，从而形成Ta₂O₅、SiO₂或Fe₂O₃的层。另一可选择的涂层方法是物理气相沉积(PVD)。

图8是显示了第三涂层95的透过率(％)与波长(纳米)的图。滤光器95可透过紫外光和红外光，但阻挡住可见光。紫外光即紫外线辐射，其处于380纳米之下的波长范围内。该滤光器从灯泡表面开始包括118.62纳米厚的SiO₂的第一层，84.02纳米厚的ZrO₂的第二层，124.00纳米厚的SiO₂的第三层，80.69纳米厚的ZrO₂的第四层，121.91纳米厚的SiO₂的第五层，90.78纳米厚的ZrO₂的第六层，129.54纳米厚的SiO₂的第七层，93.00纳米厚的ZrO₂的第八层，126.78纳米厚的SiO₂的第九层，87.43纳米厚的ZrO₂的第十层，106.93纳米厚的SiO₂的第十一层，73.13纳米厚的ZrO₂的第十二层，119.15纳米厚的SiO₂的第十三层，72.77纳米厚的ZrO₂的第十四层，87.44纳米厚的SiO₂的第十五层，59.97纳米厚的ZrO₂的第十六层，82.66纳米厚的SiO₂的第十七层，72.02纳米厚的ZrO₂的第十八层，127.92纳米厚的SiO₂的第十九层，67.66纳米厚的ZrO₂的第二十层，83.18纳米厚的SiO₂的第二十一层，54.61纳米厚的ZrO₂的第二十二层，78.57纳米厚的SiO₂的第二十三层，53.80纳米厚的ZrO₂的第二十四层，78.42纳米厚的SiO₂的第二十五层，53.96纳米厚的ZrO₂的第二十六层，75.19纳米厚的SiO₂的第二十七层，56.58纳米厚的ZrO₂的第二十八层，81.74纳米厚的SiO₂的第二十九层，58.64纳米厚的ZrO₂的第三十层，122.46纳米厚的SiO₂的第三十一层，9.29纳米厚的ZrO₂的第三十二层，以及511.25纳米厚的SiO₂的第三十三层。

图9显示了具有放电灯111、反射器112、灯罩113和透镜114的汽车大灯110。灯罩113可至少部分地透过红外光和紫外光，并且至少部分地不能透过可见光。为此，石英玻璃的灯罩具有带有滤光涂层116的区域115。因此，可经由下方反射器部分118来产生红外和紫外远光117，同时可以产生可见光的近光119。

Claims (7)

1.一种可发出可见光和红外光的灯(31，42)，其特征在于，灯泡(32，44)包括：至少第一区域(33，49)，其可至少部分地透过红外光和至少部分地不能透过可见光，但对可见光中的红光来说是可部分透过的；以及至少第二区域(35，52)，其可至少部分地透过可见光，并且该第二区域(35，52)包括可透过蓝光和绿光的蓝绿滤光器(36，53)。

2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述第一区域(33，49)具有滤光涂层(34，50)。

3.根据权利要求2所述的灯，其特征在于，所述滤光涂层(34，50)以管状方式至少部分地包围了所述灯泡(32，44)。

4.根据权利要求3所述的灯，其特征在于，所述滤光涂层(50)包围了两条白炽灯丝中的一条白炽灯丝(47)。

5.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，在所述灯泡(32，44)上设有可保持白色区域内的中和色底色的部件(36，53)。

6.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯(31，42)构造成卤素灯或气体放电灯。

7.一种具有根据权利要求1所述的灯的汽车大灯。

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