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CN110296371A - 用于机动车前照灯的照明设备 - Google Patents

用于机动车前照灯的照明设备 Download PDF

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CN110296371A
CN110296371A CN201910221607.5A CN201910221607A CN110296371A CN 110296371 A CN110296371 A CN 110296371A CN 201910221607 A CN201910221607 A CN 201910221607A CN 110296371 A CN110296371 A CN 110296371A
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M.瑞恩普雷施
J.普斯汀格
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Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Abstract

一种照明设备，其尤其用于机动车前照灯，照明设备有：用于发出光射束的至少一个第一发光装置，布置在第一发光装置的光路中的至少一个转向装置，其有相互独立地能操控和能移动的多个转向元件，用于使第一发光装置的光射束的至少一部分转向并用于产生辐射光集束，分配给转向装置的至少一个第一投影光学装置，其被设立用于，使由转向装置产生的辐射光集束至少作为照明设备的总光分布的第一部分光分布成像到照明设备之前，照明设备还有第二发光装置和分配给第二发光装置的至少一个第二投影光学装置，其被设立用于，将由第二发光装置能发射的光射束作为第二部分光分布成像到照明设备之前，第二部分光分布对照明设备的总光分布作贡献。

Description

用于机动车前照灯的照明设备
技术领域
本发明涉及一种照明设备，所述照明设备尤其是用于机动车前照灯，所述照明设备包括：
用于发出光射束的至少一个第一发光装置（Leuchtmittel），
布置在所述第一发光装置的光路（Strahlengang）中的至少一个转向装置，所述至少一个转向装置具有相互独立地能够操控的和能够移动的多个转向元件，其中所述转向元件用于使所述第一发光装置的光射束的至少一部分转向并且用于产生辐射光集束（Abstrahllichtbündel），
分配给所述转向装置的至少一个第一投影光学装置，所述至少一个第一投影光学装置被设立用于，使由所述转向装置产生的辐射光集束至少作为所述照明设备的总光分布的第一部分光分布成像（abbilden）到所述照明设备之前。
此外，本发明涉及一种机动车前照灯，所述机动车前照灯包括至少一个根据本发明的照明设备。
背景技术
在当前的前照灯系统的发展中，如下期望越来越重要：将尽可能高分辨率的光图像投影到车行道上，可以将所述光图像快速地改变并且匹配于相应的交通条件、道路条件和光条件。
概念“车行道”在此用于简化地表示，因为光图像实际上位于车行道上还是超过此外地延伸、例如延伸到车行道边缘上是显而易见地取决于本地条件（örtlicheGegebenheit）。
原则上，根据到垂直面上的投影符合有关标准地描述光图像，其中所述有关标准涉及机动车照明技术，其中，可变地能够操控的反射器面由多个微镜构成并且将由第一发光装置发射的光射束反射到前照灯的辐射方向上。
在此，能够实现具有不同的光分布的任意的光功能，例如近光光分布、转向光光分布、市区光的光分布、高速公路光的光分布、转弯光的光分布、远光光分布或不炫目的远光的成像。此外，也可以进行符号投影，例如危险符号、导航箭头、制造商图标等。
对于微镜装置，优选地使用所谓的“数字光处理（Digital Light Processing）”投影技术、简称DLP，其中，由此产生图像，其方式为：将数字图像调制到光射束上。在此，通过能够移动的微镜的矩形布置、也称作像素（Pixel）来将光射束分解成部分区域并且接着逐个像素地要么反射或转向到投影路径中要么从投影路径中反射或转向出来。
优选地，光电子构件构成用于该技术的基础，其中所述光电子构件包含以微镜的矩阵形式的矩形布置以及其操控技术，例如“数字微镜装置（Digital MicromirrorDevice）”、简称DMD。
DMD微系统是空间光调制器（Flächenlichtmodulator）（Spatial LightModulator，SLM），所述空间光调制器由矩阵形地布置的微镜执行器（Mikrospiegelaktor）、也即能够翻转的或能够转动的映照面（spiegelnde Fläche）组成，例如，其具有约7μm的棱边长。镜面如此设计，使得其通过静电场的作用可移动。
每个微镜在角度方面能够单独地调整并且通常具有两个稳定的最终状态，在所述两个最终状态之间，例如在一秒内能够切换直至5000次。
微镜的数目相应于所投影的图像的分辨率，其中，像素可以通过一个或多个微镜来表示。同时，可获得具有在百万像素范围内的高的分辨率的DMD芯片。
在当前使用的机动车前照灯的情况下，可以如此动态地控制所产生的光分布，例如用于不炫目的远光的光分布，使得探测迎面驶来的车辆并且使得例如通过由LED光源组成的矩阵产生的光分布在迎面驶来的车辆的方向上变暗。
通常在高分辨的光系统的领域中，尤其在DMD技术领域中存在以下问题：基于通过可以用于DMD的照明的光源的限制，不可预期全功能的光功能。尤其不能够实现具有高的最大值（大于100lx）和+/-20°的宽度（Breite）（根据ECE测绘屏（ECE-Messschirm）测量）的全功能的远光。通过DMD或DLP模块能够产生的远光分布相对窄，其具有+/-10°的最大待预期的宽度。
出于该原因，必须添加另外的附加模块，所述另外的附加模块产生远光的或远光分布的全宽度，其中，所述附加模块必须典型地被放置在前照灯中的某个地方并且关于设计以及在机动车前照灯中的所占据的结构空间而言是不期望的。
发明内容
本发明的任务是，提供一种改善的照明设备。
所述任务通过以下方式来解决，即，所述照明设备此外包括第二发光装置和分配给所述第二发光装置的至少一个第二投影光学装置，所述第二投影光学装置被设立用于，将由所述第二发光装置能够发射（emittierbar）的光射束作为第二部分光分布成像到所述照明设备之前，其中，所述第二部分光分布对所述照明设备的总光分布作出贡献。
通过能够产生第二部分光分布的附加的发光装置，可以加宽照明设备的总光分布。
应注意，能够由转向装置产生的辐射光集束不击中（treffen）第二发光装置的第二投影光学装置上。
部分光分布也可以视为光部段（Lichtsegment），其中，分别激活的部分光分布或光部段构成所述一个或多个总光分布。
因此可以例如规定，为了产生近光分布，仅仅需要第一部分光分布，所述第一部分光分布能够通过转向装置产生。
例如也可以规定，为了产生远光分布，所有部分光分布被需要并且是激活的，其中，所述部分光分布或光部段并排地（nebeneinander）能够投影到所述照明设备之前。
“并排”应理解为，部分光分布直接并排地、也即相互无间距地能够投影到照明设备之前并且基本上不重叠。该概念也可以理解为，所述多个部分光分布至少逐区域地（bereichsweise）重叠。
此外可以规定，部分光分布水平地并排地能够投影到照明设备之前，其中，概念“水平地”涉及照明设备在机动车中的安装状态（eingebauter Zustand）或者涉及ECE测绘屏。
可以规定，部分光分布又能够划分成多个光部段，并且其宽度和亮度能够单独地改变。
应注意，概念“能够投影到照明设备之前”意指在机动车的行驶方向上的投影，其中，照明设备被安置（verbauen）在所述机动车中。
概念“行驶方向”在上下文中表示以下方向：被驱动的机动车在所述方向上如结构上规定（konstruktiv vorgesehen）那样地移动。技术上可能的倒车就此而论不被限定为行驶方向。
有利地可以规定，所述照明设备包括第三发光装置和分配给所述第三发光装置的至少一个第三投影光学装置，所述第三投影光学装置被设立用于，将由所述第三发光装置能够发射的光射束作为部分光分布成像到所述照明设备之前，其中，所述部分光分布对所述照明设备的总光分布作出贡献。
有利地，在所述第二和/或第三发光装置的光路中，辅助光学装置可以在相应的所述投影光学装置上游接通。
在此可以有利的是，所述辅助光学装置构造为准直器（Kollimator）。
可以规定，所述投影光学装置相互材料配合地（stoffschlüssig）并且一件式地构造。
在一种符合目的的构型中可以规定，所述第一和/或第二发光装置的辅助光学装置与相应的投影光学装置材料配合地并且一件式地构造。
可以规定，由所述第二和/或第三发光装置能够产生的部分光分布水平地布置在所述第一部分光分布旁，也即，由第二和/或第三发光装置能够产生的部分光分布引起照明设备的总光分布的水平加宽。
在此，第二和/或第三部分光分布可以直接邻接第一部分光分布，从而在部分光分布之间不存在间距。
也可以规定，第二和/或第三部分光分布与第一部分光分布重叠。
此外可以规定，所述总光分布是近光分布和/或远光分布。
有利的是，所述转向装置构造为数字的微镜阵列，其中数字的微镜阵列具有多个阵列状地（arrayartig）并排地布置的、单个地或分组地（gruppenweise）能够操控的微镜。
每个微镜可以在其角度方面单独地调整并且通常具有两个稳定的最终状态，所述微镜能够在所述两个最终状态之间翻转（verkippen）。
通过各个所选择的转向元件或一组所选择的转向元件的有针对性的移动，可以改变照明设备的辐射光分布的形式（Form），但也可以改变在辐射光分布内的光强分布。辐射光分布因此不仅鉴于其形式（扩展和/或延伸（Ausdehnung und/oder Erstreckung））方面而且鉴于其亮度分布方面是能够动态改变的。转向元件的操控和因此辐射光分布的改变可以根据机动车的运行参数（例如车辆速度、装载、转向角、横向加速度等等）来进行。在操控转向元件时，也可以考虑车辆的环境参数（例如，外部温度、降水量（Niederschlag）、在车辆的环境中所探测的其他交通参与者等等）。
通过有针对性地操控转向元件，可以例如在远光和近光之间切换辐射光分布。此外，例如可以在以下区域中有针对性地降低辐射光分布中的光强，优选地将其置为零（所谓的部分远光功能（Teilfernlichtfunktion））：迎面驶来的或者在前面行驶的车辆或其他的交通参与者处在所述区域中。因此可以有效地降低其他交通参与者的炫目。与此相应地，也能够设想，在以下区域中操控在辐射光分布（水平的转动）中或照明范围调节（Leuchtweitenregulierung）（垂直的转动）中的光强，以便水平地和/或垂直地改变辐射光集束的或最终得到的辐射光分布的定向（Aursrichtung）或在辐射光分布内的光强分布。
可以规定，第一发光装置构造为至少一个发光二极管或构造为具有光转换元件（Lichtkonversionselement）的至少一个激光二极管。
此外可以规定，第二和/或第三发光装置构造为至少一个发光二极管或构造为具有光转换元件的至少一个激光二极管。
也可以规定，对于第一、第二和/或第三发光装置设置多个发光二极管，其中，每个发光二极管可以以与发光装置的其他发光二极管无关的方式被接通和关断，并且优选地，如果其涉及能够调光的发光二极管，则也可以以与发光装置的其他发光二极管无关的方式被调光。
激光装置通常辐射相干的（kohärent）、单色的光或在狭窄的波长范围内的光，但因为在机动车前照灯中一般对于所辐射的光优选或者在法律上规定的是白色混合光，所以在激光装置的辐射方向上布置所谓的光转换元件，用于将基本上单色的光转换成白色的或多色的光，其中，“白色的光”理解为这样的光谱成分（Spektralzusammensetzung）的光：其在人那里引起“白色的”这样的颜色印象。光转换元件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，激光装置的射入的激光射束击中（auftreffen）通常具有光致发光颜料的光转换元件上并且激发所述光致发光颜料进行光致发光，并且在此输出与进行入射（einstrahlend）的激光装置的光不同波长或波长范围的光。光转换元件的光输出在此基本上具有Lambert辐射器的特性。
在光转换元件的情况下，在反射的和透射的转换元件之间进行区分。
概念“反射的”和“透射的”在此涉及经转换的白色光的蓝色份额（Blauanteil）。在透射的结构的情况下，蓝光份额的主传播方向在穿透转换器体积或转换元件之后基本上与输出激光射束的传播方向同向（gleichgerichtet）。在反射的结构的情况下，使激光射束在能归属（zurechenbar）于转换元件的界面上被反射或转向，从而所述蓝光份额与通常实施为蓝色的激光射束的激光射束相比具有不同的传播方向。
可以规定，所述第一和第二部分光分布直接并排地或逐区域重叠地能够投影到所述照明设备之前。
此外可以规定，第一和第三部分光分布直接并排地或逐区域重叠地能够投影到所述照明设备之前。
也可以规定，所有投影光学装置构造为投影透镜。
也可以规定，所述照明设备构造为用于机动车前照灯的光模块或者构造为机动车前照灯。
附图说明
下面根据示例性的示图进一步阐述本发明。在此示出：
图1示出具有转向装置的示例性的照明设备，所述照明设备借助分配给所述转向装置的第一发光装置产生第一部分光分布，其中，所述照明设备具有用于产生第二和第三部分光分布的第二和第三发光装置，
图2示出具有附加的第一发光装置的另外的示例性的照明设备，
图3示出示例性的第一部分光分布，以及
图4示出图3中的第一部分光分布，其中，第二和第三部分光分布在侧面布置在所述第一部分光分布旁，以便产生示例性的远光分布。
具体实施方式
图1示出用于机动车前照灯的示例性的照明设备，所述照明设备包括：用于发出光射束的第一发光装置110、布置在所述第一发光装置110的光路中的至少一个转向装置50，所述至少一个转向装置具有相互独立地能够操控的和能够移动的多个转向元件，其中所述转向元件用于使所述第一发光装置110的光射束的至少一部分反射并且用于产生辐射光集束，其中，所述转向装置50构造为数字的微镜阵列，其中数字的微镜阵列具有多个阵列状地并排地布置的、单个地或分组地能够操控的微镜。
此外，所示出的照明设备包括分配给转向装置50的第一投影光学装置210，所述第一投影光学装置被设立用于将由转向装置50产生的辐射光集束至少作为照明设备的总光分布400的第一部分光分布410来光学地成像到照明设备之前。
此外，照明设备具有第二发光装置120和分配给第二发光装置120的第二投影光学装置220，所述第二投影光学装置220被设立用于，将由第二发光装置120能够发射的光射束作为第二部分光分布420来光学地成像到照明设备之前，其中，所述第二部分光分布420对照明设备的总光分布400作出贡献。
此外，照明设备包括第三发光装置130和分配给第三发光装置130的第三投影光学装置230，所述第三投影光学装置230被设立用于，将由第三发光装置130能够发射的光射束作为第三部分光分布430来光学地成像到照明设备之前，其中，所述第三部分光分布430对照明设备的总光分布400作出贡献。
如由这些附图可以看出的那样，所述投影光学装置210、220、230是投影透镜。
此外，在第二和第三发光装置120、130的光路中或主辐射方向上分别在所述相应的投影光学装置220、230上游接通辅助光学装置320,330，所述辅助光学装置320,330构造为准直器，也即，由第二和第三发光装置120、130能够发射的光射束平行地或基本上平行地定向（richten）。
“主辐射方向”应理解为以下方向：在所述方向上，发光装置由于其方向作用（Richtwirkung）而辐射最强的或最多的光。
在图1和图2示出的示例中，投影光学装置210、220、230相互材料配合地构造并且一件式地构造，或者第二和第三发光装置120、130的辅助光学装置320、330也与相应的投影光学装置220、230材料配合地并且一件式地构造。
投影光学装置210、220、230和辅助光学装置320、330构成一件式的并且材料配合的部分。
图2示出照明设备的另一个示例，其中，与图1中的示例不同地，仅仅布置附加的第一发光装置110。
第一发光装置110构造为至少一个发光二极管。也可以规定，第一发光装置110构造为具有光转换元件的激光二极管。
第二和第三发光装置120、130同样构造为至少一个发光二极管或者构造为具有光转换元件的激光二极管。发光二极管以与发光装置的其他发光二极管无关的方式能够接通和关断，并且优选地，如果涉及能够调光的发光二极管，则也以与发光装置的其他发光二极管无关的方式能够调光。
图3示出示例性的第一部分光分布410，所述第一部分光分布能够由所述转向装置50或第一发光装置110产生，其中，第二和第三部分光分布420、430并没有接上（hinzuschalten）。第一部分光分布在该示例中构成总光分布400。
图4示出示例性的总光分布400，其例如是远光分布，其中，所示出的总光分布400由第一、第二和第三部分光分布410、420、430组成。
如在图3和4中应看出的那样，由第二和第三发光装置120、130能够产生的部分光分布420、430引起图3中的总光分布400的水平加宽，其中，所述第二和第三部分光分布420、430直接布置在第一部分光分布410旁。
附图标记列表
转向装置 50
第一发光装置 110
第二发光装置 120
第三发光装置 130
第一投影光学装置 210
第二投影光学装置 220
第三投影光学装置 230
辅助光学装置 320，330
总光分布 400
第一部分光分布 410
第二部分光分布 420
第三部分光分布 430。

Claims (15)

1.一种照明设备，所述照明设备尤其用于机动车前照灯，所述照明设备包括：
用于发出光射束的至少一个第一发光装置（110），
布置在所述第一发光装置（110）的光路中的至少一个转向装置（50），所述至少一个转向装置具有相互独立地能够操控的和能够移动的多个转向元件，其中所述转向元件用于使所述第一发光装置（110）的光射束的至少一部分转向并且用于产生辐射光集束，
分配给所述转向装置（50）的至少一个第一投影光学装置（210），所述至少一个第一投影光学装置被设立用于，使由所述转向装置（50）产生的辐射光集束至少作为所述照明设备的总光分布（400）的第一部分光分布（410）成像到所述照明设备之前，
其特征在于，
所述照明设备此外包括第二发光装置（120）和分配给所述第二发光装置（120）的至少一个第二投影光学装置（220），所述第二投影光学装置（220）被设立用于，将由所述第二发光装置（120）能够发射的光射束作为第二部分光分布（420）成像到所述照明设备之前，其中，所述第二部分光分布（420）对所述照明设备的所述总光分布（400）作出贡献。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备包括第三发光装置（130）和分配给所述第三发光装置（130）的至少一个第三投影光学装置（230），所述第三投影光学装置（230）被设立用于，将由所述第三发光装置（130）能够发射的光射束作为第三部分光分布（430）成像到所述照明设备之前，其中，所述第三部分光分布（430）对所述照明设备的所述总光分布（400）作出贡献。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的照明设备，其特征在于，在所述第二和/或第三发光装置（120，130）的光路中，辅助光学装置（320，330）在相应的所述投影光学装置（220，230）上游接通。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其特征在于，所述辅助光学装置（320，330）构造为准直器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述投影光学装置（210，220，230）相互材料配合地并且一件式地构造。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第二和/或第三发光装置（120，130）的所述辅助光学装置（320，330）与相应的所述投影光学装置（220，230）材料配合地并且一件式地构造。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明设备，其特征在于，由所述第二和/或第三发光装置（120，130）能够产生的部分光分布水平地布置在所述第一部分光分布（410）旁。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述总光分布（400）是近光分布和/或远光分布。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述转向装置（50）构造为数字的微镜阵列，其中所述数字的微镜阵列具有多个阵列状地并排地布置的、单个地或分组地能够操控的微镜。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第一发光装置（110）构造为至少一个发光二极管或构造为具有光转换元件的至少一个激光二极管或包括至少一个这样的发光二极管或具有光转换元件的激光二极管。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第二和/或第三发光装置（120，130）构造为至少一个发光二极管或构造为具有光转换元件的至少一个激光二极管或包括至少一个这样的发光二极管或具有光转换元件的激光二极管。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第一和第二部分光分布（410，420）直接并排地或逐区域重叠地能够投影到所述照明设备之前。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第一和第三部分光分布（410，430）直接并排地或逐区域重叠地能够投影到所述照明设备之前。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备构造为用于机动车前照灯的光模块或者构造为机动车前照灯。
15.一种机动车前照灯，所述机动车前照灯具有至少一个根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备。
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