CN107023790A - 配有弯曲波长转换元件的照明装置和包括该装置的前照灯 - Google Patents

配有弯曲波长转换元件的照明装置和包括该装置的前照灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于机动车辆的照明装置(1)，包括能够发射光线(6)以形成光束(17)的至少一个光源(2)和被配置为沿光轴(16)投射光束(17)的光学投射***(4)，其特征在于：所述照明装置附加地包括波长转换元件(5)和扫描装置(3)，所述波长转换元件被配置为接收由光源(2)发射的光线(6)并再发射光辐射，沿光学投影***(4)的方向形成所述光束(17)，并且所述扫描装置被配置为在转换元件(5)上扫描由光源(2)发射的光线(6)，所述转换元件(5)朝向扫描装置(3)凸出地弯曲。

Description

配有弯曲波长转换元件的照明装置和包括该装置的前照灯
技术领域
本发明涉及一种尤其是用于机动车辆的装备有弯曲波长转换元件的照明装置以及一种装备有该照明装置的照明和/或信号指示***。
背景技术
机动车辆的前照灯装备有布置在由外透镜封闭的壳体内的一个或多个光学模块，以从前照灯获得一束或多束光束作为输出。以简化的方式，壳体的光学模块尤其是包括发射光线的光源(例如，一个(或多个)发光二极管)和包括一个或多个透镜的光学***，以及如果必要的话包括光学元件(例如反射器)，以定向来自光源的光线，以便从光学模块形成光束作为输出。
此外，对于这些装置可以使用其它技术。因而，存在激光二极管，其可以有利地替代发光二极管。然而，典型的激光的颜色并不对应于此种前照灯的法规颜色。于是，该模块包括波长转换元件，所述波长转换元件从激光源接收光束并且以白光将其再发射向光学投射***，并且因而形成前照灯的光束的一部分。
为了用光束照亮转换元件的更宽区域，需要用于扫描光束的装置。该扫描以足以使人眼不会感知到移动并且以连续的照明看到射出模块的光束的足够高的频率被执行。
已知的扫描装置例如为微机电***(MEMS)类型的元件，包括将激光束反射到该区域上的一个或多个微反射镜。这些微反射镜例如能够围绕轴线进行至少一种旋转移动，所述旋转移动使该区域沿第一方向被扫描。第二微反射镜或者第一微反射镜围绕与第一轴线垂直的第二轴线的另一种旋转移动使得其能够沿两个方向扫描。这导致扫描该区域的激光束。
从转换元件的受照区域的一个边缘向另一个边缘执行光束的扫描。然而，该扫描不能以恒定速度在该区域的整个幅度上进行。具体地，该扫描必须在该区域的每一个边缘处停止以便沿另一个方向朝向另一个边缘出发。结果，由转换元件再发射的光不均匀，受照区域的边缘的照明比中心的照明更强烈。然而，反而期望具有在中心处比在边缘处更亮的光束，以便符合生效的法规。
发明内容
因此，本发明旨在获得改善该情形并避免前述缺点的照明装置，尤其是以便获得更大均匀性的照明。
为此目的，本发明涉及一种尤其是用于机动车辆的照明装置，包括能够发射光线以形成光束的至少一个光源和被配置为沿光轴发送光束的光学投射***。
所述照明装置的显著之处在于其附加地包括波长转换元件和扫描装置，所述波长转换元件被配置为接收由光源发射的光线并再发射光辐射，沿光学投影***的方向形成所述光束，并且所述扫描装置被配置为在转换元件上扫描由光源发射的光线，所述转换元件朝向扫描装置凸出地弯曲。
这样，转换元件的曲率突出了光束的源与转换元件的各个部分之间的距离差。换句话说，转换元件的表面的最凸出部分比表面的其它部分更接近该源。该距离差导致由转换元件接收并且由转换元件发送的强度的差异。借助于该转换元件，能够补偿在由转换元件发送的光束的中心处相对于边缘处的发光强度的缺失。以这种方式，获得了更均匀的光束，或者甚至发光强度在中心处相对于边缘处被增大的光束。
根据本发明的可以结合或单独地使用的各个实施例：
-所述扫描装置被配置为使由光源发射的光线沿第一方向扫描；
-所述转换元件为大致圆柱形；
-圆柱形形状由准曲线和母线限定；
-扫描装置被配置为使光线在转换元件上沿基本上正交于母线的方向扫描；
-所述转换元件呈大致抛物面、球面或环形形状；
-所述转换元件呈大致圆锥形形状；
-所述转换元件被配置为使得再发射的光辐射的波长与接收的光线的波长不同，以便获得期望的颜色；
-期望的颜色例如为白光；
-所述扫描装置被配置为使光线沿第二方向扫描；
-所述扫描装置装备有可移动微反射镜，所述可移动微反射镜被配置为反射由光源发射的光线，以便沿第一方向和/或第二方向扫描转换元件；
-同样的微反射镜使光线沿两个方向扫描转换元件的表面；
-所述扫描装置装备有两个微反射镜，所述两个微反射镜被配置为使光线分别沿第一方向和第二方向扫描；
-所述扫描装置大致布置在投射***的光轴上；
-一个或多个微反射镜能够进行由致动器产生的周期移动；
-所述转换元件布置在光学投射***的光轴上；
-所述光学投射***被配置用于弯曲的转换元件；
-投射***的场曲率大致对应于转换元件的曲率；
-所述转换元件包括基板和光致发光材料层；
-所述基板是透明的；
-光致发光材料例如包含磷或钇铝柘榴石；
-所述光源包括至少一个激光二极管。
本发明还涉及一种用于机动车辆的照明和/或信号指示***，包括所述照明装置。所述***优选地包括用于给光源供应电力的装置，所述装置被配置为使得在光源被供应电力时光源发射其发光强度是恒定的光线。
附图说明
通过仅仅以示意的方式给出的并且并非意在是限制性的下面的说明、结合示意性地图示出根据本发明的照明装置的一个实施例的剖面中的截面图的图1，将更好地理解本发明。
图1示意性地图示出根据本发明的照明装置的一个实施例的剖面中的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的照明装置1，尤其是用于机动车辆的照明和/或信号指示***，包括能够发射光线以形成光束6的至少一个光源2。在该实例中，光源2例如为一个或多个激光二极管。光源2也可以包括组合多个激光束为单一的束的光学器件，例如使用利用各个激光源的各个偏振装置的光纤或光学器件。***优选地包括用于给光源2供应电力的装置，所述装置被配置为使得在光源被供应电力时光源2发射其发光强度为恒定的光线6。
装置1包括波长转换元件5，所述波长转换元件被配置为从光源2接收光线并且再发射其波长与接收的光线的波长不同的其它光线。转换元件5例如能够获得用于前照灯的光的期望颜色，例如从蓝色光线获得白光。在该实例中，转换元件5包括透明基板11和例如基于磷或钇铝柘榴石(通过缩写YAG被已知)的光致发光材料层12。因而，转换元件5将由光源发射的光线6转换为具有与该光线的颜色不同的颜色的光束17。取决于实际情况，转换元件5可以转换仅一部分或大部分由光源2发射的光线以形成光束17。
装置1装备有光学投射***4，光学投射***被用于将源自转换元件的光束17准直并且将其沿着光轴16朝向装置1的外部作为光束发送。为此目的，光学投射***4大致布置在转换元件5的光轴上。
装置1附加地装备有扫描装置3，所述扫描装置在关于光学投射***4的相反侧上布置在转换元件5的轴线上。扫描装置3从光源2接收光线6并且使其向前至转换元件5。因而，转换元件5定位在扫描装置3和光学投射***4之间，光束17由转换元件5再发射。扫描装置被配置为在转换元件5上扫描光束6。该扫描以足以使人眼不会感知该扫描并且足以使转换元件发射对眼睛来说呈现基本上连续的光束足够高的速度被执行。如图1中的箭头10所示，光线6扫描两个端位置8和9之间的转换元件5。两个位置8和9优选地被选择为照亮转换元件5的端部14、15，并且因而基本上覆盖转换元件5的所有表面。
在第一变化实施例中，扫描装置3例如装备有可移动微反射镜，微反射镜通过将光线6朝向转换元件5反射而允许转换元件5被扫描。该扫描在沿转换元件5的表面的第一方向(例如是竖直的)上被执行。微反射镜能够进行由致动器(未示出)产生的周期移动，所述致动器例如使用微反射镜的共振效应，该共振效应例如由电极导致以使其振荡。由箭头7表示的微反射镜的移动围绕与第一方向正交的旋转轴线被执行，使得光线6沿所述第一方向扫描转换元件5的表面。
在第二变形实施例中，扫描装置3还被配置为用光线6沿第二方向扫描转换元件5。第二方向优选地基本上垂直于第一方向，以便产生易于在转换元件5上行进的光线6的移动。
换句话说，同样的微反射镜用光线6沿两个方向扫描转换元件5的表面。微反射镜因此经历了另一种移动，例如围绕与前述垂直的第二旋转轴线的旋转移动。因而，微反射镜允许转换元件5水平地和竖直地被扫描。
图中未示出的第三变形实施例包括使用第二微反射镜以使光线沿第二方向扫描。在这种情况下，扫描装置装备有两个微反射镜，两个微反射镜一个在另一个之后地定位在光束的光学路径上，每一个微反射镜的功能为使光线每个沿两个方向中的一个扫描转换元件。
在说明中，作为扫描装置提及的微反射镜例如为微机电***(MEMS)类型的。然而，本发明决不限于该扫描装置并且可以使用其它类型的扫描装置，例如一系列布置在旋转元件上的反射镜，该元件的旋转使转换元件被光束扫描。
根据本发明，转换元件5朝向扫描装置3凸出地弯曲。因而，转换元件5的中间部分13更接近扫描装置3，并且端部14、15距离更远。因而，中间部分13比端部14、15发送更高的光线6的发光强度。因而，由转换元件5再发射的光束17在中部比在边缘处更强烈。
附加地，光学投射***4被配置用于弯曲的转换元件5，以便获得更均匀的光束。投射***的场曲率大致例如对应于转换元件的曲率。为此目的，其可以包括多个透镜。
在第一实施例中，转换元件5为大致圆柱形，圆柱形形状由准曲线和母线限定。扫描装置优选地被配置为使光线6沿基本上正交于母线的方向在转换元件5上扫描。因而，转换元件5的远端部14、15基本上对应于光线6的两个扫描端位置8、9。因此，优选地使用具有单一的尺寸的扫描装置3。
在第二实施例中，转换元件5呈大致抛物面或球面形状。在该实例中，扫描装置3优选地使光线6在二维中扫描。具体地，在二维中，光线6沿两个方向扫描，并且因此具有光束6的两对位置，例如8和9，每个扫描方向一对。这种用于转换元件5的形状允许转换元件5具有用于两对位置的远端部14、15。

Claims (15)

1.一种尤其是用于机动车辆的照明装置(1)，包括能够发射光线(6)以形成光束(17)的至少一个光源(2)和被配置为沿光轴(16)投射光束(17)的光学投射***(4)，其特征在于：所述照明装置附加地包括波长转换元件(5)和扫描装置(3)，所述波长转换元件被配置为接收由光源(2)发射的光线(6)并再发射光辐射，沿光学投影***(4)的方向形成所述光束(17)，并且所述扫描装置被配置为在转换元件(5)上扫描由光源(2)发射的光线(6)，所述转换元件(5)朝向扫描装置(3)凸出地弯曲。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：所述扫描装置(3)被配置为使由光源发射的光线(6)沿至少第一方向扫描。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于：所述转换元件(5)为大致圆柱形。
4.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于：所述转换元件(5)呈大致抛物面、球面或环形形状。
5.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于：所述转换元件(5)呈大致圆锥形形状。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述扫描装置(3)被配置为使光线(6)沿第二方向扫描。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述扫描装置(3)装备有可移动微反射镜，所述可移动微反射镜被配置为反射由光源发射的光线(6)，以便沿第一方向和/或第二方向扫描转换元件(5)。
8.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：所述扫描装置(3)装备有两个微反射镜，所述两个微反射镜被配置为使光线(6)分别沿第一方向和第二方向扫描。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述扫描装置(3)大致布置在投射***(4)的光轴上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述转换元件(5)大致布置在投射***(4)的光轴(16)上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述光学投射***(4)被配置用于弯曲的转换元件(5)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述转换元件(5)包括基板(11)和光致发光材料层(12)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于：所述光源(2)包括至少一个激光二极管。
14.一种用于机动车辆的照明和/或信号指示***，包括根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)。
15.根据权利要求14所述的***，包括用于给光源供应电力的装置，所述装置被配置为使得在光源被供应电力时光源发射其发光强度是恒定的光线。
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