CN108351084A - 机动车探照灯的照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置（1），其包括：第一光源装置（2），在第一光源装置（2）下游布置的光成形装置（3）,第一反射器（4，4’）和第二反射器（5，5’），所述第一反射器具有第一焦点（f1），所述第二反射器具有第二焦点（f2），附加的第二光源装置（6），所述第二光源装置布置在第二反射器（5，5’）之外，其中对此在第二反射器（5，5’）上设有留空部，和在第二反射器（5，5’）的出射开口中定位的终端玻璃片（8），其中由第一光源装置（2）发射的光经由光成形装置（3）对准到第一反射器（4，4’）上，其中第一反射器（4，4’）将光线转向到第二反射器（5，5’）上，并且由第二反射器（5，5’）反射的光线沿期望的出射方向通过终端玻璃片（8）以限定的光分布的形式射出，其中第二光源装置（6）将附加的光输出以期望的出射方向射出。

Description

机动车探照灯的照明装置
技术领域
本发明涉及一种机动车探照灯的照明装置。
背景技术
用于实现限定的光分布的反射的和/或折射的元件和光源的大量布置和配置已经从现有技术中已知。
此外，DE 10 2005 054 660 A1示出一种设备，其中能够改进和控制出自发光元件的光线束的利用率，其中对此设置初级反射器的反射面的特殊形状的如下配置，在所述配置中，车辆发光设备包括初级和和次级的反射器。
此外，专利文献US 7,207,705 B2公开一种车辆探照灯，所述车辆探照灯具有第一和第二反射器和附加的第三反射器，所述第三反射器布置在光源下方，以便实现限定的光分布和改进出自发光元件的光线束的利用率。
然而，完全普遍地，存在对更多功能性的期望，以便构成在车辆之前的限定的或可调整的光分布。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种照明设备，所述照明设备具有在符合法定的光分布之内的重叠区域的可变的设计可能性。
所述目的借助在开始提到的照明设备通过如下方式来实现，即根据本发明照明设备包括：
- 第一光源装置，所述第一光源装置包括至少一个激光器装置和至少一个具有光转换元件的发光面，
- 在第一光源装置下游布置的光成形装置，
- 具有第一焦点的第一反射器和具有第二焦点的第二反射器，其中两个反射器形成光学***，
- 附加的第二光源装置，所述第二光源装置关于第二反射器的反射面布置在第二反射器之外，其中对此在第二反射器上设有留空部，以便由第二光源装置放射的光基本上沿与由第二反射器反射的光线相同的方向射出，和
- 在第二反射器的出射开口中定位的终端玻璃片，所述终端玻璃片用于第一和第二光源装置的共同投影，
其中由第一光源装置发射的光经由光成形装置对准到沿放射方向与第一光源装置相对置的第一反射器上，其中第一反射器将光线在第一焦点中聚束地转向到第二反射器上，所述第二反射器构造为并且相对于第一反射器布置成，使得第一反射器的第一焦点与第二反射器的第二焦点基本上重合，并且由第二反射器反射的光束沿期望的出射方向、尤其行驶方向通过终端玻璃片以限定的光分布的形式射出，其中第二光源装置将具有与第一光源装置不同的放射特性的附加的光输出通过第二反射器中的留空部和终端玻璃片沿期望的出射方向射出。
符合法定的光分布在此由中央区域和边缘区域组成，所述中央区域基本上通过第一光源装置形成，所述边缘区域基本上通过第二光源装置形成。通过第二光源装置的布置或可变的接通，能够构成符合法定的光分布的边缘区域。
在使用激光器装置或激光光源时的优点是伴随的高的亮度，以便引起具有大的照明强度的光斑，其中附加的光源负责期望的高的光通量，所述附加的光源能够为了所产生的光分布而任意地接通。
有利地，至少一个第二光源装置布置在第二反射器的如下区域中，在所述区域中基本上没有第一光源装置的光由第一反射器转向，以便在设备的近似不变的结构大小下，将未使用的反射面或光放射面用于可能的光功能。
通过第二光源装置的上述选择的位置，确保第二光源装置的放射的光在没有在第一或第二反射器上的转向或反射过程的情况下通过终端玻璃片射出。
可以规定，第二光源装置包括至少一个光源。
此外有益的是，第二光源装置的至少一个光源构造为LED光源。
这种包括一个或多个发光二极管（LED）的LED光源越来越多地在现代的车辆探照灯中使用，并且负责在同时小的照明强度提高下的高的光通量收益。在这种情况下，能够使用标准LED以及高电流LED。
有利的是，第一反射器构造为具有第一焦点和第一虚拟焦点的双曲线反射器。
有利地规定，光成形装置构造为，使得第一光源装置的光作为光线会聚到第一反射器的第一虚拟焦点上。
在一个实施方式中规定，第一反射器构造为具有第一焦点的抛物线反射器。
在此有利的是，光成形装置构造为准直仪，其中准直仪将第一光源装置的光线作为平行的光线射到第一反射器上。
在另一实施方式中，第二反射器构造为具有第二焦点的抛物线反射器。
此外能够规定，第二反射器构造为具有第二焦点和第二虚拟焦点的双曲线反射器，其中第二虚拟焦点不必位于与全部其他分别存在的焦点的共同的轴线上，或者换言之，全部存在的焦点不必位于共同的轴线上。
有利的是，第二光源装置的至少一个光源布置在第二反射器的第二虚拟焦点中。
可以规定，第二光源装置包括TIR光学体。
适当的是，终端玻璃片平面地或平坦地构造。
同样能够有利的是，第一反射器构造为TIR光学装置的全反射面。
有利地，第二反射器构造为TIR光学装置的全反射面。
此外适宜的是，在第一反射器和第二反射器之间为实现或优化亮/暗线而设有遮光板。
本发明的一个符合实践的改进方案规定，第一反射器具有有源的和/或无源的安全***，例如关于激光辐射的安全***。
在一个适当的设计方案中可以规定，由第一和第二反射器形成的光学***一件式地构造。
此外可以规定，由第一和第二反射器形成的光学***、第二光源装置的TIR光学体和光成形装置一件式地构造。
有利地，终端玻璃片具有一个或多个光学区域，所述光学区域构造为光成形的投影光学装置，以便将射入的光线水平地和/或竖直地平行地定向。
当然清楚的是，并非全部射入的光线平行地定向到所述光学区域之一上，而是基本上从相应的光学区域的焦点射到该光学区域上的光线。
在一个适宜的实施方式中，终端玻璃片完全由一个或多个光学区域构造，并且能够与光学***一件式地构造。
可以规定，这种照明设备能够用于产生光功能“远光灯”，其中照明设备在所述光功能“远光灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的远光分布。
在一个有利的变型形式中，这种照明设备能够用于产生光功能“近光灯”，其中照明设备在所述光功能“近光灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的近光分布。
同样可以规定，这种照明设备能够用于产生光功能“雾灯”，其中照明设备在所述光功能“雾灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的雾灯分布。
此外能够有益的是，这种照明设备能够用于产生光功能“日间行车灯”，其中照明设备在所述光功能“日间行车灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的日间行车灯分布。
附图说明
下面，本发明根据附图详细阐述。在所述附图中：
图1示出一个示例性的实施方式的横截面图，
图2示出本发明的另一示例的横截面图，
图3示出另一示例性的实施方式的横截面图，
图4示出另一可能的示例的横截面图，
图5示出另一示例性的实施方式的侧视图，并且
图6示出图5中的具有遮光板的示例性的实施方式的横截面。
具体实施方式
在图1中示出照明设备1的一个根据本发明的实施方式，所述照明设备具有第一光源装置2，所述第一光源装置配设有激光器装置2a和光转换元件2b。
因为激光器装置通常放射相干的单色光或者狭小的波长范围中的光，但是在机动车探照灯中通常对于放射的光而言白色的混合光是优选地或法定指定的，所以沿激光器装置2a的放射方向布置有所谓的光转换元件2b，用于将基本上单色的光转换成白色的或多色的光，其中将“白光”理解成如下光谱组成的光，所述光谱组成对人类引起色彩印象“白色”。所述光转换元件2b例如以一个或多个光致发光转换器或光致发光元件的形式构造，其中激光器装置2a的射入的激光束射到通常具有光致发光颜料的光转换元件2b上，并且将所述光致发光颜料激发至光致发光，并且在此，光以与放射的激光器装置2a的光不同的波长或波长范围输出。光转换元件2b的光输出在此基本上具有朗伯辐射体的特性。
在光转换元件2b中，在反射的和透射的转换元件之间进行区分。
术语“反射”和“透射”在此涉及转换的白光的蓝色分量。在透射的构造中，蓝光分量在通过转换器体积或转换元件透射之后的主传播方向基本上与输出激光束的传播方向相同地定向。在反射的构造中，激光束在可属于转换元件的边界面上反射或转向，使得蓝光分量具有与激光束不同的传播方向，所述激光束通常实施为蓝色的激光束。
本发明原则上适合于透射的和反射的转换元件，其中在示例性的附图中，描绘透射的光转换元件2b。
沿第一光源装置2的放射方向，在第一光源装置2的下游布置有光成形装置3，以便将光转换元件的放射的光会聚到与第一光源装置2沿放射方向相对置的第一反射器4、4’的虚拟焦点f3上，所述第一反射器在图1中示出的示例中构造为双曲线反射器4或TIR光学装置的全反射面，其中双曲线反射器的优点是提高的射线聚束和结构空间缩小的可能性。由第一反射器4、4’反射的光在第一反射器4、4’的第一焦点f1中聚束地转向到第二反射器5、5’上，所述第二反射器构造为并且相对于第一反射器4、4’布置成，使得第一反射器4、4’的第一焦点f1与第二反射器5、5’的第二焦点f2基本上重合，其中第二反射器5、5’在图1中描绘的实施例中构造为抛物线反射器5’或构造为TIR光学装置的全反射面。由第一反射器4、4’反射的光线由第二反射器5、5’作为基本上平行的光线通过在第二反射器5’的抛物线的实施方案中能够平面地或平坦地构造的终端玻璃片8并且以限定的光分布的形式沿期望的出射方向射出，其中在图1中描绘示例性的光路。因为本发明不局限于确定类型的机动车探照灯，并且尤其能够应用于机动车雾灯探照灯、机动车行驶方向显示探照灯、日间行驶灯探照灯、信号设备、机动车后探照灯和/或用于远光灯和/或近光灯的机动车前探照灯，以及应用于它们中的确定的发光单元，所以期望的出射方向与应用本发明的机动车探照灯的相应的应用领域有关，其中可能的机动车探照灯的列举不是详尽的。
为了实现或优化用于遮光的光分布的亮/暗线，在第一和第二反射器4、4’、5、5’之间设有遮光板7，如在图1和6中示意性地示出的那样并且围绕焦点定位。
从第一反射器4、4’和第二反射器5、5’的相互布置中在靠近遮光板7或第一和第二焦点f1、f2的区域中得出第二反射器5、5’的基本上未光学使用的部段，在所述部段上没有第一光源装置2的光线由第一反射器4、4’转向。在该区域中，第二光源装置6的出射开口布置在第二反射器5、5’的为此设置的留空部中，所述第二光源装置构造为具有至少一个LED光源6a的TIR光学体6b，其中所述第二光源装置6将具有与第一光源装置2不同的放射特性的附加的光输出沿期望的出射方向射出。
在此，由第二光源装置6放射的光能够在不转向的情况下基本上沿与由第二反射器5、5’反射的光线相同的方向射出。
除了用于第二光源装置6的LED光源之外，也能够使用其他光源，所述其他光源具有与光源装置2不同的放射特性。对此能够使用经典的卤素灯或HID气体放电灯，所述卤素灯或HID气体放电灯具有在下游连接的射束成形元件（例如呈经典的自由形状反射器的形式），以产生补充的光分布。然而，使用高电流LED光源在光出射面小的情况下提供高的光通量的优点。
在射束在第一反射器4、4’上的反射区域中，如例如在图6中可见的那样，作为无源的安全***9能够引入干扰，诸如表面结构化部、台阶或孔，它们在故障情况下防止或减少激光器装置2a的激光束射出。相同的区域也能够用于安放有源的安全***。因为在第一反射器4、4’——尤其实施为双曲线反射器4或实施为TIR光学装置的全反射面——中，强行实施光线在第一反射器4的第一虚拟焦点f3处聚束，并且光线在第一反射器4上的反射区域不直接定位在光学总***的光出射区域中，所以能够将安全***9的所需要的干扰结构保持得小。
激光器安全方案的其他可能性或扩展方案例如是所谓的“辐射陷阱”，所述辐射陷阱作为吸收激光的层在外部贴靠在第一反射器4、4’的反射面上，并且在光转换元件2b的故障或损坏的情况下透射白色的混合光并且吸收激光。
激光器安全方案的另一示例是布置在安全重要的位置中的光传感器，所述光传感器分别将由激光器装置2a发射的光的光强和由光转换元件2b发射的光的光强在所述位置中与相应的辐射类型的存储的、在无故障运行中测量的参考强度进行比较，其中超过之前设定的、允许的偏差的情况下，自动地关断激光器装置2a。
在另一示例性的实施方式中，如在图2中示出的那样，第一反射器4、4’可以构造为抛物线反射器4’或构造为TIR光学装置的全反射面，其中第二反射器5、5’构造为抛物线反射器5’或TIR光学装置的全反射面。原理布置基本上是与在图1中示出的和在上文中描述的示例是相同的。
在图3中示出反射器的结构类型的另一组合，其中第一反射器4、4’构造为双曲线反射器4或TIR光学装置的全反射面，并且第二反射器5、5’构造为具有第二虚拟焦点f4的双曲线反射器5或TIR光学装置的全反射面。借助于第二虚拟焦点f4的示例性的光路同样在图3中示出，其中原理布置基本上等于之前的示例，并且其中一般全部存在的焦点f1、f2、f3、f4不必位于共同的轴线上。在此，终端玻璃片8在第二反射器5的双曲线的实施方案中构造为透镜或投影透镜，以便产生限定的光分布。在此，终端玻璃片8能够具有一个或多个不同的区域，所述区域构造为投影光学装置，以便将射入的光线水平地和/或竖直地平行地定向。
可以完全普遍地说，终端玻璃片8具有如下目的，将射入的光线或光线束成形为，使得射出平行的光线或光线束，以便由此产生符合法定的光分布。这也能够涉及第二光源装置6，因为第二光源装置6的TIR光学体将光线仅以有限程度水平地定向，其中终端玻璃片8在第二光源装置6的光线入射的区域中同样构造为，将光线水平地定向或成形。对此不需要的是，第二光源装置6的光源6a布置在终端玻璃片8的聚焦平面或焦点中或布置在终端玻璃片8的相应的光学区域中，而是基本上TIR光学体6b的发射面如此，其中在此焦点或聚焦平面是指终端玻璃片8的如下区域，第二光源装置6的光线基本上射入所述区域中。
另一可能的示例在图4中示出。在所述示例中，第一反射器4、4’构造为抛物线反射器4’或TIR光学装置的全反射面，并且第二反射器5、5’构造为双曲线反射器5’或TIR光学装置的全反射面。借助于第二虚拟焦点f4的示例性的光路同样在图4中示出，其中原理布置基本上等于上面的示例。
如下配置同样是可能的，在所述配置中，两个反射器4、4’、5、5’中的分别仅一个构造为TIR光学装置的全反射面，并且另一个不是如此。
在一个示例性的实施方式中，本发明能够用于产生光功能“远光灯”，其中照明设备1在所述光功能“远光灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备1安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的远光分布，其中对此第二光源装置6能够用作为可接通的远光灯。
在另一实施方案中，这种照明设备1能够用于产生光功能“近光灯”，其中照明设备1在所述光功能“近光灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备1安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的近光分布。
在另一示例中，这种照明设备1能够用于产生光功能“雾灯”，其中照明设备1在所述光功能“雾灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备1安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的雾灯分布或恶劣天气灯分布。
在另一实施方案中，这种照明设备1能够用于产生光功能“日间行车灯”，其中照明设备1在所述光功能“日间行车灯”的情况下产生以下光分布，所述光分布在照明设备1安装到车辆中的状态下在车辆之前产生对应于法定的要求的日间行车灯分布。
在上文中提及的列举的光功能或光分布不是排他性的，其中照明设备也能够产生所述光功能的组合和/或仅产生部分光分布，即例如仅远光灯、近光灯、雾灯或日间行车灯分布的一部分。
附图标记列表：
1 照明设备
2 第一光源装置
2a 激光器装置
2b 光转换元件
3 光成形装置
4 第一反射器（双曲线式）
4’ 第一反射器（抛物线式）
5 第二反射器（双曲线式）
5’ 第二反射器（抛物线式）
6 第二光源装置
6a LED光源
6b TIR光学体
7 遮光板
8 终端玻璃片
9 安全***
f1 第一焦点
f2 第二焦点
f3 第一虚拟焦点
f4 第二虚拟焦点。

Claims (26)

1.一种机动车探照灯的照明装置（1），所述照明装置（1）包括：
- 第一光源装置（2），所述第一光源装置包括至少一个激光器装置（2a）和至少一个具有光转换元件的发光面（2b），
- 在所述第一光源装置（2）下游布置的光成形装置（3）,
- 第一反射器（4，4’）和第二反射器（5，5’），所述第一反射器具有第一焦点（f1），所述第二反射器具有第二焦点（f2），其中两个反射器（4，4’，5，5’）形成光学***，
- 附加的第二光源装置（6），所述第二光源装置关于所述第二反射器（5，5’）的反射面布置在所述第二反射器（5，5’）之外，其中对此在所述第二反射器（5，5’）上设有留空部，以便将由所述第二光源装置（6）放射的光基本上沿与由所述第二反射器（5，5’）反射的光线相同的方向射出，和
- 在所述第二反射器（5，5’）的出射开口中定位的终端玻璃片（8），用于所述第一和第二光源装置（2，6）的共同投影，
其中由所述第一光源装置（2）发射的光经由所述光成形装置（3）对准到沿放射方向与所述第一光源装置（2）相对置的第一反射器（4，4’）上，其中所述第一反射器（4，4’）将光线在所述第一焦点（f1）中聚束地转向到所述第二反射器（5，5’）上，所述第二反射器构造为并且相对于所述第一反射器（4，4’）布置成，使得所述第一反射器（4，4’）的第一焦点（f1）与所述第二反射器（5，5’）的第二焦点（f2）基本上重合，并且由所述第二反射器（5，5’）反射的光线沿期望的出射方向、优选行驶方向通过所述终端玻璃片（8）以限定的光分布的形式射出，其中所述第二光源装置（6）将具有与所述第一光源装置（2）不同的放射特性的附加的光输出通过所述第二反射器（5，5’）中的留空部和所述终端玻璃片（8）以期望的出射方向射出。
2.根据权利要求1所述的照明装置（1），
其特征在于，
至少一个第二光源装置（6）布置在所述第二反射器（5，5’）的以下区域中，在所述区域中基本上没有所述第一光源装置（2）的光由所述第一反射器（4，4’）转向。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二光源装置（6）包括至少一个光源（6a）。
4.根据权利要求3所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二光源装置（6）的至少一个光源（6a）构造为LED光源。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第一反射器（4，4’）构造为具有第一焦点（f1）和第一虚拟焦点（f3）的双曲线反射器（4）。
6.根据权利要求5所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述光成形装置（3）构造为，使得所述第一光源装置（2）的光作为光线会聚到所述第一反射器（4）的第一虚拟焦点（f3）上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第一反射器（4，4’）构造为具有第一焦点（f1）的抛物线反射器（4’）。
8.根据权利要求7所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述光成形装置（3）构造为准直仪（3），其中所述准直仪（3）将所述第一光源装置（2）的光线作为平行的光线射到所述第一反射器（4’）上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二反射器（5，5’）构造为具有第二焦点（f2）的抛物线反射器（5’）。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二反射器（5，5’）构造为具有第二焦点（f2）和第二虚拟焦点（f4）的双曲线反射器（5）。
11.根据权利要求10所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二光源装置（6）的至少一个光源（6a）布置在所述第二反射器（5）的第二虚拟焦点（f4）中。
12.根据权利要求9所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二光源装置（6）包括TIR光学体（6b）。
13.根据权利要求9或11所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述终端玻璃片（8）平坦地或平面地构造。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第一反射器（4，4’）构造为TIR光学装置的全反射面。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第二反射器（5，5’）构造为TIR光学装置的全反射面。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
在所述第一反射器（4，4’）和所述第二反射器（5，5’）之间为了实现或优化亮/暗线而设有遮光板（7）。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的照明装置（1），
其特征在于，
所述第一反射器（4，4’）具有有源的和/或无源的安全***（9）。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
由所述第一和第二反射器（4，4’，5，5’）形成的光学***一件式地构造。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
由所述第一和第二反射器（4，4’，5，5’）形成的光学元件、所述第二光源装置（6）的TIR光学体（6b）和所述光成形装置（3）一件式地构造。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
所述终端玻璃片（8）具有一个或多个光学区域，所述光学区域构造为光成形的投影光学装置，以便将射入的光线水平地和/或竖直地平行地定向。
21.根据权利要求20所述的照明设备（1），
其特征在于，
所述终端玻璃片（8）完全由一个或多个光学区域构造。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
这种照明设备（1）能够用于产生光功能“远光灯”。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
这种照明设备（1）能够用于产生光功能“近光灯”。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
这种照明设备（1）能够用于产生光功能“雾灯”。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的照明设备（1），
其特征在于，
这种照明设备（1）能够用于产生光功能“日间行车灯”。
26.一种机动车探照灯，所述机动车探照灯具有根据权利要求1至25中任一项所述的照明装置（1）。
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