[发明专利]具有光束扫描、特别用于机动车辆、含小尺寸聚焦系统的光模块和包括其的机动车辆灯装置

说明书

本发明涉及一种具有光束扫描、特别地用于机动车辆的照明光模块(1)，其包括构造成产生具有慢轴和快轴的光束(4)的光源(3)、具有转换表面的波长转换元件(7)和用光束(4)扫描转换表面的扫描装置(5)，光模块(1)还包括聚焦系统(2)，其布置成将光束(4)聚焦到转换元件(7)上，并将光束(4)的宽度调整到扫描装置(5)的尺寸，聚焦系统(2)包括沿着快轴和慢轴会聚的透镜(8)，所述透镜(8)设置有光束(4)的输入屈光镜和输出屈光镜，输入屈光镜基本上是圆柱形的，以使光束(4)仅沿着快轴会聚，直到在光束(4)到达输出屈光镜之前在透镜(8)中产生光源(3)的图像的反像点(9)。

技术领域

本发明涉及一种具有光束扫描、特别地用于机动车辆、设置有具有小尺寸的聚焦系统的光模块。本发明还涉及一种包括这种光模块的机动车辆灯装置。

背景技术

机动车辆前照灯设置有一个或多个光模块，该光模块布置在由外透镜封闭的壳体中，以在前照灯的输出处获得一个或多个照明和/或信号光束。这同样适用于尾灯。以简化的方式，壳体的光模块特别地包括光源，例如发射光束的一个(或多个)发光二极管；用于投射照明和/或信号光束的光学系统，该光学系统包括一个或多个透镜；以及如果需要的话，用于定向来自光源的光线以形成光学模块的输出光束的光学元件，例如反射器。

在机动车辆工业中，机动车辆制造商和机动车辆零件制造商不断寻求通过技术创新来提高车辆的性能和安全性。因此，提供特定优点的新技术元件被结合到这些车辆中。例如，在用于诸如前照灯或后灯的车辆光装置的光模块的情况下，存在激光二极管，其可以有利地代替发光二极管来产生光束，该光束将用于形成照明和/或信号输出光束。

然而，通常的激光束具有与这种光装置的调节颜色不对应的颜色。因此，光模块包括波长转换元件，其具有转换表面。转换元件接收来自激光源的光束，并且将其一部分(例如构成白光的成分)转到光学投影系统。因此，激光束不直接用于形成照明和/或信号光束，而是首先投射到波长转换元件上，该波长转换元件例如是磷光和/或荧光的类型。

应当注意，在本申请中，“光束”的概念包括人眼可见和不可见的电磁束。

扫描装置是必要的，以使用来自激光源的光束照亮大面积的转换元件。从转换元件的区域的一个边缘到另一边缘进行光束的扫描，优选地该扫描的频率足够高，以至于人眼不能察觉该移动，而看到该装置产生的照明光束的连续照明。扫描幅度限定了光束在空间中的移动，由此限定了转换元件上的照明区域的尺寸。

已知的扫描装置例如是MEMS(代表“微电子机械系统”或机电微系统)类型的元件，其包括一个或多个将激光束反射到区域上的微镜。例如通过至少一个围绕轴线的旋转运动来驱动这些微镜，该旋转运动在第一方向上产生对区域的扫描。第二微镜或第一镜围绕垂直于第一轴线的第二轴线的另一旋转运动使得可以在两个方向上产生扫描。

这些元件的尺寸对它们中的每一个在光模块中的布置形成限制。实际上，假定扫描幅度取决于扫描装置的构型，则转换元件的扫描装置之间的距离限定了由光束扫描的区域的尺寸。另外，寻求在转换元件(称为靶)上获得激光的特定宽度。光束和靶的交叉点称为“光斑”(spot)。因此，光斑扫描转换元件的区域。

另外，出于效率的原因，希望以基本上完整的方式照亮微镜的表面，同时防止光束延伸超出微镜的边缘，这存在烧毁扫描装置的其它组成元件和浪费能量的风险。因此，必须校准光束，以将其宽度调整到微镜的尺寸。表述“光束的宽度”应理解成表示其与微镜平面相交的最大尺寸。

为此，可以使用用于聚焦光束的系统，其例如包括会聚透镜，以改变光束的尺寸，并将其调整到微镜的尺寸。