车辆照明装置及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆照明系统，具体地，涉及一种车辆照明装置。本实用新型还涉及一种车辆。

背景技术：

近年来，矩阵式大灯照明技术逐渐发展起来，提高了驾驶安全性，为智能驾驶奠定了基础。另外，像素化的信号灯也得到了一定发展，信号灯的多像素化，使得信号灯的功能和形式变得更多样，更具科技感和未来感。

矩阵式大灯是指车灯光形被划分为多个光形区域，能够根据车辆所处环境变换光形，以避免其他道路使用者的炫目，同时改善本车驾驶员的视觉体验，提高驾驶安全性，比如，在前方无其他道路使用者时，矩阵式大灯照亮全部光形区域，当前方出现对向来车时，矩阵式大灯动态关闭对向来车对应的区域的光形，实现局部暗掉，其余区域点亮的光形，以防止灯光刺激对向来车驾驶人的眼睛，从而提高驾驶安全性。

现有的矩阵式大灯或者像素化信号灯，大多采用矩阵式的发光单元，通过多行多列的发光单元对应相应的照明区域或相应的像素。而现有的发光单元的面积还比较大，相邻的发光单元之间也存在较大的间隙，这就需要与每个发光单元相对应的设立多个初级光学元件，将每个发光单元所发出的光引导到一个较为紧凑的区域，实现矩阵式大灯或者像素化信号灯的功能。

这种技术方案主要存在如下不足：(1)设置了大量的发光单元和初级光学元件，导致成本较高，体积和重量均比较大；(2)大量发光单元的设置，使得照明装置的热量较高，且发光区域集中，散热较为困难，而大量采用的高分子材料的初级光学元件，较易受到热的影响；(3)设置大量的发光单元，相适应性的，散热器也很大，还需要设置散热风扇，使得这种照明装置的占用空间较大。

还有一种采用少数几个发光单元发光，通过可旋转反射器将每个发光单元所发出的光线向一定的区域反射，并配合对各个发光单元的亮灭的控制来实现多个照明区域的照明或者区域显示功能的技术。相比于传统的矩阵式大灯或者像素化信号灯，其发光单元数量有所减少，但仍存在如下不足：(1)设置发光单元、旋转反射器和相应支架，使得照明装置整体的空间占用比较大；(2)旋转反射器的结构较复杂，尤其是与光的反射区域相对应的反射面，设计和加工难度大。存在照明装置的结构不够简单的缺陷，不利于市场的大范围扩展、推广。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种车辆照明装置，能够以较小的发光单元、简单的结构实现矩阵式大灯或者像素化信号灯的功能。

此外，本实用新型还要解决的技术问题是提供一种车辆。

为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供了一种车辆照明装置，包括光源、旋转执行器和控制器；所述光源包括多个独立的发光单元，且安装在所述旋转执行器的旋转轴上；所述控制器适于根据所述旋转执行器的转速分别控制各个所述发光单元在指定时刻的亮灭，以形成不同的光形。

优选地，本实用新型的车辆照明装置还包括安装板，所述安装板固定在所述旋转执行器的旋转轴上，所述光源安装在所述安装板上。通过该优选技术方案，能更好地保证所述光源的平稳旋转，丰富所述光源的设置方式，还能提高所述光源的安装强度，保证车辆照明装置的稳定性。

优选地，所述光源上的各个所述发光单元沿所述旋转轴向一侧的旋转圆周线性排列。在该优选技术方案中，所述发光单元的位置关系相对简单，对各个发光单元的亮灭控制较为方便。

优选地，所述光源的各个所述发光单元沿所述旋转轴向旋转圆周在两个以上对称的半径上线性排列，且每个所述发光单元位于不同的旋转半径上。通过该优选技术方案，能够克服所述发光单元所占面积和相邻发光单元之间的间隙的限制，增加所述发光单元在旋转半径上的设置密度，有效提高车辆照明装置的照射精度或者显示的分辨率。

优选地，所述发光单元为led。在该优选技术方案中，led发光效率高，且能够以极高地频率亮灭，高亮度发光时能够作为照明光源使用用，低亮度发光时能够作为信号灯光源使用。

优选地，本实用新型的车辆照明装置还包括透镜，所述发光单元所发出的光线在所述透镜投射下形成特定的光形。在该优选技术方案中，通过所述透镜能够将本实用新型的车辆照明装置所发出的光投射到路面，在路面上形成多种不同的光形。

优选地，所述旋转轴平行于所述透镜的光轴。通过该优选技术方案，所述发光单元发出光的光线经所述透镜投射后所产生的光形变形较小，能够较好地再现所述发光单元产生的光形。

优选地，所述旋转轴与所述透镜的光轴在一条直线上。通过该优选技术方案，所述发光单元发出的光线能够更好地投射到所述透镜的正前方。

优选地，所述安装板为圆形，所述安装板的圆心安装在所述旋转执行器的旋转轴上，所述光源上的各个所述发光单元沿所述安装板的径向排列。通过该优选技术方案，所述安装板转动时的阻力小，旋转稳定；能够根据需要将多个所述发光单元设置成多种不同的形状，所述发光单元的位置调整也比较方便。

本实用新型第二方面提供了一种车辆，该车辆包括本实用新型第一方面所提供的车辆照明装置。

通过上述技术方案，本实用新型的车辆照明装置，使用了相比于矩阵式大灯或者像素化信号灯少得多的多个所述发光单元，实现了矩阵式大灯或者像素化信号灯的功能，结构简单，成本低廉，控制方便，体积较小且散热效果好。本实用新型的优选技术方案，提高了车辆照明装置的分辨率和稳定性，提升了投射或显示效果。本实用新型的车辆使用了本实用新型的车辆照明装置，也具有上述优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的零件爆炸示意图；

图3是本实用新型实施例的侧视图；

图4是本实用新型实施例的旋转状态示意图；

图5是本实用新型另一种实施方式示意图；

图6是本实用新型两组发光单元直径方向排列示意图；

图7是本实用新型三组发光单元半径方向对称排列示意图；

图8是本实用新型多组发光单元半径方向对称排列示意图。

附图标记说明

1光源11发光单元

2安装板3旋转执行器

4透镜5支架

具体实施方式

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

如图1-图3所示，本实用新型的车辆照明装置的一种基本实施方式包括光源1、旋转执行器3和控制器。光源1上设置有多个依次排列的能够独立发光的发光单元11。发光单元11选用能够快速发光和快速熄灭的发光元件，优选具有足够的发光强度并且体积较小的发光元件。在本实用新型中可以选用led、激光二极管等。光源1安装在旋转执行器3的旋转轴上，能够在旋转执行器3的驱动下高速旋转。多个发光单元11从光源1的旋转中心向外周排列，在本实施方式中，对发光单元11的具体排列方式并不进行限制，但最外侧的发光单元11距旋转中心的直线距离决定了发光范围。发光单元11之间的间隙可以相等，也可以不相等，本领域技术人员可以根据光学性能自行进行调整。为保持光源1在高速旋转状态下的平衡，光源1的发光单元11布置区域的对侧需要保留相应的空白区域。旋转执行器3选用能够高速旋转并能够反馈旋转状态的旋转驱动器件，如带有转速反馈电极的直流电机。也可以使用伺服电机等转速可精确控制的旋转驱动器件。控制器(附图中未画出)能够接收到旋转执行器3的转速信号，并根据旋转执行器3的转速分别控制各个发光单元11在指定时刻的点亮或熄灭，使得各个发光单元在一定时间内在旋转的相同位置的亮灭状态相同，在视觉暂留原理的作用下，形成了固定的光形。变换各个发光单元11在指定时刻的亮灭状态，即可变换所形成的光形；控制单位时间段内各个发光单元11的亮灭状态按一定的规律缓慢变化，还可以形成动画光形。在在旋转执行器3的转速达到25转/秒，即1500转/分时，即可形成较为稳定的光形。旋转执行器3的转速越高，光形的稳定性越佳，在本实施方式中，推荐使用3000转/分的转速。如图4所示，旋转执行器3可以以顺时针方向旋转，也可以以逆时针方向旋转，其旋转方向仅与控制器的控制程序有关，并不会影响本实用新型功能的实现。单位长度上发光单元11个数的增加可以提高本实用新型的车辆照明装置的照射精度或显示分辨率。使用能发出高亮度白光的发光单元11，本实用新型的车辆照明装置可以用来替代矩阵式大灯，使用较低亮度彩色发光单元11，本实用新型的车辆照明装置可以用来替代像素化信号灯。控制器使用在当前广泛使用的51系列单片机，在本实施方式中使用mcs-51单片机，其控制和编程方法已为相关领域的技术人员所熟知，且本实用新型并未在此方面做出改进，故而在此不再赘述。

如图1-图3所示，本实用新型的车辆照明装置还可以带有支架5，旋转执行器3安装在支架5上，并通过支架5固定在灯体上。相关部件之间的连接采用焊接、铆接、螺钉连接或胶接等常规连接方式，以实现本说明书叙述的功能为限。电源1的供电采用现有的可在旋转状态下供电器件，优选采用导电滑环来向电源1供电。供电结构附图中未标出。控制器可以集成在电源1的线路板上，也可以集成在旋转执行器3内，或者以独立的线路板的形式外接在装置有外部。

在上述基本实施方式的基础上，如图1-图3所示，本实用新型的车辆照明装置的一个实施方式还包括安装板2，安装板2的中心固定在旋转执行器3的旋转轴上，光源1安装在安装板2上，使得光源1上的发光单元11沿安装板1的中心向一侧的边缘排列。旋转执行器3旋转时，带动安装板2旋转，进而带动光源1绕旋转执行器3的旋转轴。安装板2可以使用带有一定机械强度的绝缘材料制成，优选采用高导热绝缘塑料，一方面可以较好地固定在旋转执行器3的旋转轴上，另一方面能更好地对光源1形成支撑，防止光源1在高速旋转过程中的振动或者变形，保证所形成的光形的稳定。

在本实用新型的车辆照明装置的一些实施例中，如图1-图4所示，光源1上的各个发光单元11沿旋转执行器3的旋转轴向一侧的旋转圆周线性排列。此时，各个发光单元11沿光源1的旋转圆的一个半径排列，旋转执行器3每旋转一周，每个发光单元11的旋转轨迹均形成一个圆，且在旋转过程中的每一个时刻每个发光单元11均在光源1的旋转圆的同一个半径上。因此，发光单元11的位置关系相对简单，形成光形时控制器对各个发光单元11的亮灭控制较为简单方便。

在本实用新型的车辆照明装置的一些实施例中，光源1的各个发光单元11沿旋转执行器3的旋转轴向旋转圆周在两个以上对称的半径上线性排列，且每个所述发光单元位于不同的旋转半径上。可以是如图6所示，光源1的各个发光单元11沿以旋转执行器3的旋转轴为中点的线段线性排列，也就是发光单元11排列在光源1绕旋转执行器3的旋转轴旋转产生的旋转圆的两个对称的半径排列。也可以是如图7所示，光源1的各个发光单元11沿从旋转执行器3的旋转轴出发的依次成120°的三条等长线段排列，也就是发光单元11排列在光源1绕旋转执行器3的旋转轴旋转产生的旋转圆的成中心对称的三条半径排列。因为发光单元11占有一定的面积，而且相邻的发光单元11之间存在一定的间隙，限制了在一条半径方向上能够设置的发光单元11的数量，进而限制了车辆照明装置的照明光形的精度或者显示的分辨率。通过在多条半径上设置发光单元11，并使得每个发光单元11位于不同的旋转半径上，通过对不同半径上的发光单元11的区别控制，就相当于在同一条半径上提高了发光单元11的设置密度，能够有效地提高车辆照明装置的照射精度或者显示的分辨率。将发光单元11设置在相对称的半径上能够保证光源1在旋转状态下的平衡，控制器的编程也较为方便。

当然，也可以采用不同半径上相对应的发光单元11位于同一个旋转半径上的设计。在此状态下，旋转执行器3只需旋转二分之一(发光单元11位于两条半径上)或者三分之一(发光单元11位于三条半径上)圈就能够使得发光单元11覆盖整个旋转圆，旋转执行器3旋转一周可使得发光单元11在同一个圆周上扫描三次，车辆照明装置的亮度得到大幅提高，而精度或者分辨率不变。

作为本实用新型的车辆照明装置的一种实施方式，发光单元11采用led。随着发光面积小，发光功率高的led元件的出现，led以其发光效率高，发热量低的特点在车灯领域得到了广泛的应用。而且led的发光响应时间极快，亮灭切换频率极高，都较为适合在本实用新型的车辆照明装置中使用。选用彩色的led，本实用新型的车辆照明装置可以用作能够显示彩色图像的像素化信号灯。

在本实用新型的车辆照明装置的一些实施例中，如图1-图3所示，本实用新型的车辆照明装置还设置有透镜4，透镜4用于将光源1所发出的光线投射出去，形成特定的光形。光源1设置在透镜4的焦点位置附近。透镜4可以采用玻璃、塑料、橡胶等材质的透镜；可以采用如图1-图3中所示的单面凸透镜，也可以采用双凸透镜，或者采用由几个透镜组合而成的透镜组。基于透镜的成像原理，在使用透镜时，在路面上投射的光形与光源1所发出的光形相反，控制器控制发光单元11亮灭的程序需要重新编制。

此时，光源1还可以设置成如图5所示的弧形，多个发光单元11由旋转执行器3的旋转轴向外沿弧形面排列。这样更能适应透镜的成像原理，避免对应于透镜外侧的发光单元11的像差较大，造成光源1所形成的光形在边缘部位产生畸变。

在本实用新型的车辆照明装置的一些实施例中，旋转执行器3的旋转轴平行于透镜4的光轴。优选为旋转执行器3的旋转轴与透镜4的光轴在同一条直线上。旋转执行器3的旋转轴与透镜4的光轴在同一条直线上时，光源1发出的光线投射在透镜4的正前方，且光形的变形较小。旋转执行器3的旋转轴与透镜4的光轴平行但有所偏差是为了调整光形位置以及各部分光形之间的衔接。二者之间的偏差不会太大，一般为毫米级的偏差。

作为本实用新型的车辆照明装置的一种实施方式，如图8所示，安装板2可以设计为圆形，安装板2的圆心固定在旋转执行器3的旋转轴上，光源1从安装板2的圆心向圆周方向布置。图8所示的为光源1布置在对称的6个半径上。光源1布置方式还可以采用倾斜布置、渐开线布置等多种由圆心到圆周的布置方式，各个发光单元11在圆周上的相对位置也可以多种多样，以丰富本实用新型的车辆照明装置的照明和/或信号功能。

通过上述技术方案，本实用新型的车辆照明装置，使用了相比于矩阵式大灯和像素化信号灯少得多的发光单元11，采用旋转发光的方式，在较大的面积上实现了与矩阵式大灯和/或像素化信号灯相对应的功能。由于使用的发光单元数量较少，而且省却了复杂的初级光学单元和散热器件，有效地减少了车辆照明装置的空间占用和装置的重量。采用了简单的光源1在旋转执行器3的驱动下旋转，并通过控制器控制各个发光单元11在旋转的不同时刻的亮灭状态的方式，利用视觉暂留原理形成不同的光形，结构相对简单，实现较为方便。在工作过程中每个发光单元11都处于旋转状态，发光单元11发光所产生的热量能够较好地传递到空气中，因而本实用新型的车辆照明装置散热性能极佳，无需使用附加的散热装置。基于上述原因，本实用新型的车辆照明装置的实现成本较也比较低。

在本实用新型的优选技术方案中，各个发光单元11沿所述旋转轴向旋转圆周在两个以上对称的半径上线性排列，并且每个发光单元11位于不同的旋转半径上的技术方案，能够有效地提高装置的发光精度，能够形成更加细致的照射光形或者显示分辨率。圆形安装板2的使用丰富了光源1的发光单元11的设置方式，增强了光源1的旋转稳定性，并能能够减少旋转阻力。

本实用新型的车辆由于使用了本实用新型的车辆照明装置，也具有上述优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”或“一种实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式的具体特征包含于本实用新型的至少一个实施例或者实施方式中。对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征可以在任何一个或多个实施例或实施方式中以合适的方式相结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的核技术人员可以将本说明书中的不同实施例或实施方式以及不同实施例或实施方式的特征结合和组合。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。