CN114641651A - 用于机动车辆前大灯的照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆前大灯的照明设备(10)，所述照明设备包括以下部件：用于将光束沿第一放射方向(X1)出射的光源(50)；第一偏转装置(100)，所述第一偏转装置设立用于将光束偏转到第二放射方向(X2)上；以及第二偏转装置(200)，所述第二偏转装置用于将由第一偏转装置(100)偏转的光束的光束的至少一部分偏转到第三放射方向(X3)上并且用于将光分布产生到照明设备(10)前方，其中照明设备包括具有焦点(F1)的至少一个扩宽光学器件(300)，所述扩宽光学器件(300)与至少一个光源(50)相关联并且设立用于在第一放射方向(X1)的方向上扩宽由光源(50)发射的光束，其中至少一个光源(50)在第一放射方向(X1)的方向上设置在至少一个扩宽光学器件(300)与扩宽光学器件(300)的焦点(F1)之间。

Description

用于机动车辆前大灯的照明设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆前大灯的照明设备，所述照明设备包括以下部件：

-用于将光束沿第一放射方向出射的至少一个光源，

-具有偏转面的第一偏转装置，所述第一偏转装置设立用于将至少一个光源的光束的至少一部分偏转到第二放射方向上，以及

-具有多个可彼此无关地操控和运动的偏转元件的第二偏转装置，所述第二偏转装置用于将由第一偏转装置偏转的光束的光束的至少一部分偏转到第三放射方向上并且用于将光分布产生到照明设备前方。

本发明还涉及一种机动车辆前大灯，其包括至少一个根据本发明的照明设备。

背景技术

在当前的前大灯系统的开发中，可以将尽可能高分辨率的光图像投影到车道上的期望越来越重要，所述光图像快速改变并且可以适应相应的交通条件、街道条件和光条件，其中也期望尽可能紧凑的结构形式或结构尺寸。

在此，术语“车道”用于简化表示，因为当然与如下位置实际情况相关：光图像实际上处于车道上还是延伸超出所述车道，例如处于车道边缘上。

原理上，光图像根据对应于涉及机动车辆照明技术的相关标准的垂直面上的投影来描述，其中可变地可操控的反射器面由多个微镜形成，并且由第一发光机构发射的光射线反射到前大灯的放射方向上。

在此，可实现具有不同光分布的任意光功能，例如近光光分布、转向光光分布、城市光光分布、高速公路光光分布、转弯光光分布、远光光分布或无眩光远光的成像。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”投影技术——简称DLP，其中通过如下方式产生图像：将数字图像调制到光射线上。在此，通过也称为像素的可运动微镜的矩形装置将光射线分解成子区域，并且随后逐像素地将其要么反射或偏转进入到投影路径中要么从投影路径中反射或偏转出。

包含呈微镜的矩阵形式的矩形装置及其操控技术的光电构件、例如“数字微镜设备”——简称DMD优选地形成用于所述技术的基础。

DMD微系统涉及面光调制器

(英文：Spatial LightModulator(空间光调制器)，SLM)，其由矩阵形设置的微镜执行器、即可翻转或可枢转的镜面反射面构成，例如具有大约7μm的边缘长度。镜面构造成，使得其可以通过静电场的作用运动。

每个微镜可以以一定角度单独地调节，并且通常具有两个稳定的最终状态，例如可以在一秒内在所述两个稳定的最终状态之间切换直至5000次。

微镜的数量对应于所投影的图像的分辨率，其中微镜可以呈现一个或多个像素。在此期间，可以获得具有百万像素范围内的高分辨率的DMD芯片。

在目前使用的机动车辆前大灯中，所产生的光分布、例如用于无眩光的远光的光分布可以被动态地控制，使得探测迎面而来的车辆并且使例如通过LED光源中的矩阵产生的光分布在迎面而来的车辆的方向上变暗。

在DMD照明的情况下，必须总是照亮平坦的面，其中与在其中力求整个DMD面的均等的或均匀的照明的电影院或商务会议投影中不同，在汽车领域的应用中尝试调整典型的光分布、例如远光的照明。这通常意味着，DMD或被照明的DMD面的中心中的具有朝向边缘的照明强度的降低的亮度的最大值。

一般地，在高分辨率的光系统的领域、尤其DMD技术的领域中，存在由于通过可以用于照明DMD的光源的限制而不期望全功能的光功能的问题。尤其不能实现具有(大于100lx的)高的最大值和(根据ECE测量屏幕测量的)+/-20°的宽度的全功能的远光。可以通过DMD或DLP模块产生的远光分布以+/-10°的最大期望的宽度相对窄。

出于所述原因，必须添加其他附加模块，所述附加模块产生远光或远光分布的全宽度，其中所述附加模块典型地必须放置在前大灯中的任意位置，并且在设计和机动车辆前大灯中的所占据的结构空间方面是不期望的。

发明内容

本发明的目的是提供改进的照明设备。

所述目的通过如下方式来实现：照明设备包括具有焦点的至少一个扩宽光学器件，所述扩宽光学器件与至少一个光源相关联并且设立用于在第一放射方向的方向上扩宽由光源发射的光束，其中至少一个光源在第一放射方向的方向上设置在至少一个扩宽光学器件与扩宽光学器件的焦点之间。

术语“扩宽部”或“扩宽”理解为将光学射线直径增大到特定尺寸。扩宽可以通过不同的光学透镜系统来实现。然而，这对于本领域技术人员来说是已知的并且在此仅为了完整性起见再次记录。

通过至少一个光源设置在扩宽光学器件与扩宽光学器件的焦点之间的方式，光源或光源的发光面逆着第一放射方向或光源的主放射方向虚拟地成像到光源后方。通过光源的虚拟成像，所放射的光束在第一偏转装置处增大。这具有如下效果：可以照射第一偏转装置的更大的面，同时使光源与第一偏转装置之间的光学路段最小化，即可以总体上减小照明设备的结构空间。

“主放射方向”应理解为如下方向：在所述方向上，至少一个光源由于其方向性最强地放射或放射最多的光。

可以提出，第二偏转装置构成为数字微镜阵列，所述数字微镜阵列具有多个以阵列方式彼此相邻设置的、可单独或成组地操控的微镜。

有利地，第二偏转装置可以构成为DMD。

在使用DMD时应注意以非常小的光入射角范围工作，即如果光射线过陡地或过平地照射到DMD的微镜上，则这可能引起微镜的后方照亮，这又引起投影的光图像中的散射光从而引起差的明暗对比度，所述明暗对比度在用于机动车辆前大灯时极其重要。

每个微镜的角度可以单独地调节，并且通常具有两个稳定的最终状态，所述微镜可以在所述两个稳定的最终状态之间翻转。

通过有针对性地使单个的或一组所选择的偏转元件运动，照明设备的放射光分布的形状但还有放射光分布内的光强度分布可以改变。因此，放射光分布可以不仅在其形状(延展和/或延伸)方面而且在其亮度分布方面动态地改变。偏转元件的操控从而放射光分布的改变可以根据机动车辆的运行参数(例如车辆速度、负载、转向角度、横向加速度等)来进行。在操控偏转元件时，也可以考虑车辆的环境参数(例如外部温度、降水、在车辆的环境中探测到的其他交通参与者等)。

可以提出，至少一个光源构成为至少一个发光二极管或至少一个激光二极管。

可以提出，照明设备包括至少两个光源、优选恰好两个光源。

在使用具有各一个扩宽光学器件的两个光源时，分别扩宽的光束可以以部分重叠的方式设置。随着光束的增大，可以设定期望的相交，从而可以以更强的亮度照射第二偏转装置的中心。

可以提出，照明设备包括至少两个扩宽光学器件、优选恰好两个扩宽光学器件，其中每个光源与恰好一个扩宽光学器件相关联。

可以提出，第一放射方向平行于第三放射方向。

可以提出，第一偏转装置的偏转面构成为双曲面式、抛物面式或椭圆式反射器。

可以提出，第一偏转装置将至少一个光源的光束聚束到在第二放射方向的方向上处于第二偏转装置后方的点上。

所述目的同样通过具有至少一个根据本发明的照明设备的机动车辆前大灯来实现。

附图说明

下面根据示例性的附图更详细地阐述本发明。在此示出：

图1示出示例性的照明设备的示意图。

具体实施方式

图1示出用于机动车辆前大灯的示例性的照明设备10，所述照明设备10包括用于将光束沿第一放射方向X1出射的光源50，其中光源50构成为发光二极管或LED，并且所述照明设备包括具有偏转面110的第一偏转装置100，所述第一偏转装置设立用于将光源50的光束的至少一部分偏转到第二放射方向X2上。

此外，照明设备10包括具有多个可彼此无关地操控和运动的偏转元件的第二偏转装置200，所述第二偏转装置用于将由第一偏转装置100偏转的光束的光束的至少一部分偏转到第三放射方向X3上并且用于将光分布产生到照明设备10前方。

在所示出的示例中，第二偏转装置200构成为数字微镜阵列(也称为DMD)，所述数字微镜阵列具有多个以阵列方式彼此相邻设置的、可单独或成组地操控的微镜。

此外，照明设备10具有带有焦点F1的扩宽光学器件300，所述扩宽光学器件300与光源50相关联并且设立用于在第一放射方向X1的方向上扩宽由光源50发射的光束，其中光源50在第一放射方向X1的方向上设置在扩宽光学器件300与扩宽光学器件300的焦点F1之间。

术语“扩宽部”或“扩宽”理解为将光学射线直径增大到特定尺寸。扩宽例如可以通过不同的光学透镜系统来实现。然而，在所示出的示例中，涉及唯一的扩宽光学器件300或透镜，并且不涉及由多个透镜构成的光学系统。

这意味着，由光源50放射的射到扩宽光学器件300上的射束在扩宽光学器件300的光入射侧上具有特定射线直径，其中光束的射线直径由于扩宽光学器件300而在离开扩宽光学器件300的光出射侧之后具有更大的射线直径。

通过光源50设置在扩宽光学器件300与扩宽光学器件300的焦点F1之间的方式，光源50或光源50的发光面逆着第一放射方向X1或光源50的主放射方向虚拟地成像到光源50后方。通过光源50的虚拟成像，所放射的光束在第一偏转装置100处增大。这具有如下效果：可以照射第一偏转装置100的更大的面，同时使光源50与第一偏转装置100之间的光学路段最小化，即可以总体上减小照明设备100的结构空间。

“主放射方向”应理解为如下方向：在所述方向上，光源50由于其方向性最强地放射或放射最多的光。

可以提出，第一偏转装置100的偏转面110构成为双曲面式、抛物面式或椭圆式反射器。此外，第一偏转装置100可以将光源50的光束聚束到在第二放射方向X2的方向上处于第二偏转装置200后方的点上。

作为图1中的示例性的照明设备的改进方案，也可以提出恰好两个光源，其中每个光源与恰好一个扩宽光学器件相关联。

附图标记列表

照明设备... 10

光源... 50

第一偏转装置... 100

偏转面... 110

第二偏转装置... 200

扩宽光学器件... 300

焦点... F1

第一放射方向... X1

第二放射方向... X2

第三放射方向... X3

Claims (9)

1.一种用于机动车辆前大灯的照明设备(10)，所述照明设备包括以下部件：

-用于将光束沿第一放射方向(X1)出射的至少一个光源(50)，

-具有偏转面(110)的第一偏转装置(100)，所述第一偏转装置设立用于将所述至少一个光源(50)的光束的至少一部分偏转到第二放射方向(X2)上，以及

-具有多个可彼此无关地操控和运动的偏转元件的第二偏转装置(200)，所述第二偏转装置用于使由所述第一偏转装置(100)偏转的光束的光束的至少一部分偏转到第三放射方向(X3)上并且用于将光分布产生到所述照明设备(10)前方，

其特征在于，

所述照明设备包括具有焦点(F1)的至少一个扩宽光学器件(300)，所述扩宽光学器件(300)与所述至少一个光源(50)相关联并且设立用于在所述第一放射方向(X1)的方向上扩宽由所述光源(50)发射的光束，其中所述至少一个光源(50)在所述第一放射方向(X1)的方向上设置在所述至少一个扩宽光学器件(300)与所述扩宽光学器件(300)的焦点(F1)之间。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述第二偏转装置(200)构成为数字微镜阵列，所述数字微镜阵列具有多个以阵列方式彼此相邻设置的、可单独或成组地操控的微镜。

3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述至少一个光源(50)构成为至少一个发光二极管或至少一个激光二极管。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备(10)包括至少两个光源(50)、优选恰好两个光源(50)。

5.根据权利要求4所述的照明设备，其特征在于，所述照明设备包括至少两个扩宽光学器件(300)、优选恰好两个扩宽光学器件(300)，其中每个光源与恰好一个扩宽光学器件(300)相关联。

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，所述第一放射方向(X1)平行于所述第三放射方向(X3)。

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，所述第一偏转装置(100)的偏转面(110)构成为双曲面式、抛物面式或椭圆式反射器。

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，所述第一偏转装置(100)将所述至少一个光源(50)的光束聚束到在所述第二放射方向(X2)的方向上处于所述第二偏转装置(200)后方的点上。

9.一种机动车辆前大灯，所述机动车辆前大灯具有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的照明设备。

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