CN101808851B - 用于汽车的投射前照灯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种投射前照灯装置，其具有一个左投射前照灯和一个右投射前照灯，所述投射前照灯分别具有反射器，光源，透镜和光阑轴，该光阑轴可围绕一个水平的、垂直于光轴伸展的旋转轴置于多个旋转位置上，光阑轴的外壳表面对于每个旋转位置具有一个焦线，其产生一个光分布的明暗边界，其中左投射前照灯和右投射前照灯具有相同的光阑几何尺寸，并且它们的焦线相对于在左投射前照灯与右投射前照灯之间伸展的垂直镜面互为镜像地设置，并且左投射前照灯和右投射前照灯的焦线如此伸展：使得借助于左投射前照灯或右投射前照灯的焦线形成第一个或第二个部分光分布(TL，TR)，它们叠加成一个总的光分布(G)，这个总的光分布具有一个光空白区域(14)，该空白区域由相对两侧的两个边沿(15，16)限定，第一边沿(15)由第一个部分光分布(TL)形成，第二边沿(16)由第二个部分光分布(TR)形成。

Description

用于汽车的投射前照灯装置
技术领域
本发明涉及用于汽车的投射前照灯装置。
背景技术
DE1973089A1公开了一种用于汽车的投射前照灯，它具有一个光源、一个反射器、一个透镜和一个置于透镜与反射器之间的光阑轴。光阑轴具有多个处于水平方向上且垂直于透镜光轴伸展的焦线，它们分别产生预定光分布的明暗边界。光阑轴以围绕其自身的轴可转动的方式能够调整到多个旋转位置上，其中光阑轴分别有一个相应的焦线是有效的。通过设计连续的焦线不仅可实现远光功能和近光功能，而且也能实现市区光、公路光和高速公路光功能。然而由于光阑轴的尺寸有限，焦线的数量受到限制。适应于不同交通状况的更好的光分布和因此更高的焦线数量要求投射前照灯有更大的结构空间。
发明内容
本发明的目的在于对用于汽车的投射前照灯装置加以改进，使得它节省空间，从而提高了用于适应于机动车辆不同的交通状况的光分布数量。
为解决上述任务，本发明实现一种用于汽车的投射前照灯装置，具有一个左投射前照灯和一个右投射前照灯，所述投射前照灯分别包括：具有两个聚焦位置的碗形反射器；设置在反射器的第一聚焦位置上的光源；透镜，该透镜的焦点被设置在反射器的第二焦点附近；光阑轴，该光阑轴被设置在透镜与反射器之间，并且能够围绕一个水平的、与光轴成横向伸展的旋转轴置于多个旋转位置上，其中光阑轴的外壳表面对于每个旋转位置具有一个焦线，该焦线产生光分布的明暗边界。按本发明，左投射前照灯和右投射前照灯具有相同的光阑几何尺寸，其中这两个投射前照灯的焦线相对于在左投射前照灯与右投射前照灯之间伸展的垂直镜面互为镜像地设置，并且左投射前照灯和右投射前照灯的焦线如此伸展：使得借助于左投射前照灯的焦线形成第一个部分光分布，借助于右投射前照灯的焦线形成第二个部分光分布，这两个光分布叠加成一个总的光分布，其中这个总的光分布具有一个光空白区域，此区域由相对两侧的两个边沿限定，其中第一边沿由第一个部分光分布形成，第二边沿由第二个部分光分布形成。并且按照本发明，光阑轴的焦线在远离汽车纵轴的一侧具有一个相对于相邻的焦线区段在垂直方向上提高了的外焦线区段，借助于该外焦线区段形成从在离开投射前照灯装置一定距离的测试壁上显示出的第一个部分光分布和第二个部分光分布的基本照明区在垂直方向上突起的远光指状区域，所述远方指状区域的边沿相互间具有的距离使得预定的道路空间区不被照明。
本发明的特别优点是，通过投射前照灯装置中右和左投射前照灯的焦线或光阑轴的相互协调的不同设计可以产生适应于交通状况的总的光分布。为交通状况而设置的左和右投射前照灯的焦线分别形成不同的部分光分布，它们通过叠加形成一个光空白区域，此空白区域对应于前方的一段道路区域，在该道路区域中存在在前方行驶的或对面驶来的汽车。总的光分布对应于传统的远光分布，在其中只有存在对面驶来的或在前方行驶的汽车的道路区域没有光照。这样在保持尽可能最大的远光分布的同时能够有优点地避免对其它汽车的不希望有的照明。
按照本发明的一个优选的实施形式，左和右投射前照灯的光阑轴的焦线分别在远离汽车纵轴的那一侧(外侧)上具有一个在垂直方向上相对于相邻的焦线区段提高了的外焦线区段。这样可以有利地产生总的光分布的一个正中的光空白区域，其中该光空白区域的边沿通过光阑轴垂直于光阑轴纵轴伸展的突变面而产生。具有优点的是，光空白区域指向在前方行驶的和/或对面驶来的汽车，从而根据交通状况，除了正中的道路区域之外的整个道路按照传统的远光分布被照明。
按照本发明的一个优选的实施形式，光阑轴在水平方向上可旋转地垂直于光轴设置。可以有利地利用用于投射前照灯的曲线光功能的调节装置，其中投射前照灯围绕一个垂直轴可旋转地设置。具有优点的是，根据检测到的在前方行驶的和/或对面驶来的汽车的位置在水平方向上改变光空白区域，这样在远光功能范围内总是给出相对较强的道路照明，其中避免了对在前方行驶的或对面驶来的汽车的照明。对于汽车驾驶员而言，具有优点的是不存在强烈的照度起伏或强烈的对比度，因为光空白区域具有优点地被对面驶来的自行照明的汽车填充。具有优点的是，光空白区域动态地跟踪对面驶来的汽车的实际位置，直到对面驶来的汽车已从汽车驾驶员的汽车旁通过。然后投射前照灯装置立即切换到远光功能，这时整个道路区域的宽度均被照明。只有当重又检测到对面驶来汽车时才又形成一个光空白区域，此空白区域跟踪当前对面驶来的汽车。
按照本发明的一个改进，光阑轴被实现为除了具有一个提高了的外部焦线区段外还具有另一个提高了的内部光阑区段。从而光阑在中间部位具有一个缺口，其焦线具有比外部和内部焦线更小的距离。这样可以有利地产生仅具有正中照明区域的部分光分布。通过第一和第二部分光分布的叠加得到一个正中的光空白区域和两个外部的光空白区域，使得可对多达三部的汽车屏蔽照明，也就是说一辆在中央区域中，一辆在右边沿区域中，以及一辆在左边沿区域中。
按照本发明的一个改进，焦线轴具有一个带有平行于光阑轴纵轴伸展的指状部分的外部焦线区段，从而通过左和右部分光分布的叠加，在测量壁上围出一个光空白区域。这样可以具有优点地在光空白区域的上方实现照明，用以照明例如广告牌。
按照本发明的一个改进，投射前照灯装置或投射前照灯与传感器单元和控制单元相耦合，其中借助于传感器单元可获取对面驶来的和/或在前方行驶的汽车的实际位置。然后根据这些位置数据可以设置适应于该交通状况的投射前照灯焦线组合，使得产生一个接近远光的总的光分布，其中只有存在对面驶来的和/或在前方行驶的汽车的道路区没有照明。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明。如图所示：
图1a是与左投射前照灯和右投射前照灯的光阑轴垂直的截面的示意图，
图1b是对应于图1a的针对汽车驾驶员来说具有正中光空白区域的光分布的示意图，
图1c是一个光分布的示意图，其中图1a所示光阑轴或投射前照灯在行驶方向上从正中位置向右调整，
图1d是一个光分布的示意图，其中图1a所示光阑轴或投射前照灯在行驶方向上从正中位置向左调整，
图1e是图1a所示光阑轴的光分布示意图，其中正中光空白区域的宽度通过在纵向上向外调整光阑轴而被增大，
图2a是第二实施方式中与投射前照灯的光阑轴垂直的截面图及焦线，
图2b是应用图2a所示焦线轮廓可实现的针对汽车驾驶员的光分布的示意图，它具有一个正中的光空白区域和两个外部的光空白区域，
图3a是另一实施方式中与投影前照灯的光阑轴垂直的截面图及焦线，
图3b是应用图3a所示光阑轴位置时针对汽车驾驶员的光分布的示意图，它构成一个封闭的中央光空白区域，
图4a是另一实施方式中与投影前照灯的光阑轴垂直的截面图及焦线，
图4b是应用图4a所示光阑轴轮廓时针对汽车驾驶员的光分布示意图，
图5是应用具有图1a所示焦线轮廓的光阑轴时针对汽车驾驶员的光分布示意图，其中焦线轮廓通过旋转光阑轴而逐渐减小，及
图6是具有由一个右投射前照灯和一个左投射前照灯组成的投射前照灯装置的汽车的示意性顶视图。
具体实施方式
本发明所述投射前照灯装置1主要由一个左投射前照灯2和一个右投射前照灯3组成，它们分别在车头前侧两边嵌入车体开孔内。
左投射前照灯2和右投射前照灯3分别具有一个碗形的反射器5，在其第一聚焦位置上设置一个光源4。在反射器5的第二焦点附近设置一个透镜6。左投射前照灯2和右投射前照灯3具有不同形状的光阑轴7或8，它们可围绕一个垂直于光轴水平伸展的旋转轴D转动到多个旋转位置上。为了产生不同的光分布，光阑轴7，8的外壳表面对于每个旋转位置具有不同的焦线。
按照本发明如图1a至1e所示的第一实施方式，左投射前照灯2的光阑轴7和右投射前照灯3的光阑轴8位于这样的旋转位置上：使得在远离汽车纵轴F的光阑轴7或8一侧具有在垂直方向上更高的外焦线区段。外焦线区段9，10相对于内焦线区段12或13平行错开设置，但高出一个在光学上不起作用的突变面11。左投射前照灯2的焦线区段9，12与右投射前照灯3的焦线区段10，13相对于一个在左投射前照灯2与右投射前照灯3之间伸展的垂直镜面S互为镜像地设置。投射前照灯2，3从而具有相同的照明几何形状，当然它们互为镜像。
如图1b所示，由左投射前照灯2产生的第一部分光分布(左侧部分光分布TL)与由右投射前照灯3产生的第二部分光分布(右侧部分光分布TR-它用虚线示出)叠加成一个总的光分布G，其在中央具有一个正中的光空白区域14。这个正中的光空白区域14由第一部分光分布TL的第一边沿15和第二部分光分布TR的第二边沿16限定。总的光分布G对应于传统的远光分布，但具有以下区别：一个垂直线V在其中延伸的正中的区域不被照明。这样可以避免位于中央道路区中的在前方行驶汽车P被照明，但同时保证道路的大部分区域被照明。
第一部分光分布TL和第二部分光分布TR分别具有一个基本照明区域17或18，其中左侧指状区域从左侧的左侧部分光分布的基本照明区域17、右侧指状区域20从右侧的右侧部分光分布TR的基本照明区域18照亮后面的道路区域。
由图1a可见，外焦线区段9，10的长度l小于光阑轴7，8长度L的一半。
可分别为光阑轴7，8分配一个控制单元21，22，可以用它在水平方向上围绕一个垂直轴调节光阑轴7，8。从而使光阑轴7，8垂直于光轴旋转。具有优点的是，控制单元21，22不只是直接旋转光阑轴7，8，而是旋转整个左投射前照灯2或右投射前照灯3。控制单元21，22也可用来产生曲线光功能。这时同样也围绕一个垂直轴旋转整个投射前照灯2，3。
为了实现如图1c所示的总的光分布G，这时光阑轴7，8位于如图1a所示的旋转位置上，光阑轴7，8被围绕一个垂直轴在行驶方向上向右旋转。为了实现如图1d所示的总的光分布G′，光阑轴7，8或投射前照灯2，3被相应地围绕垂直轴在行驶方向上向左旋转。为了形成正中光空白区域14的更大宽度B，光阑轴7，8或投射前照灯2，3在相反方向上被旋转，并且左投射前照灯2向左旋转，而右投射前照灯3向右旋转。这样可以实现更宽的光空白区域14′，使得更宽的前方行驶汽车或多个并排的汽车可以不被照明。在汽车纵轴F方向上旋转光阑轴7，8可导致部分光分布TL、TR的边沿15，16的重叠，从而出现常规的远光分布。
按照图2a和2b所示的本发明另一实施方式，其可具有另一个焦线23，它对称于光阑轴7，8的中垂面Q。其中左投射前照灯2和右投射前照灯3具有相同的焦线轮廓，其中与图1a所示实施方式不同，焦线23具有两个台阶，在提高了的外焦线区段17旁边形成一个相邻接的中央缺口A，在缺口旁边是另一个提高了的内焦线区段24。提高了的内焦线区段24使得可以产生一个左侧部分光分布TL的外部光空白区域25和一个右侧部分光分布TR的外部光空白区域26。这样可以具有优点地避免对其它位于道路两侧区中的汽车照明。从而总的光分布G在10m远的测量壁上具有一个台阶形的曲线，其中左远光区27和右远光区28具有边沿29，30，它们借助于焦线23的突变面11而产生。
按照图3a和3b所示的本发明另一实施方式，光阑轴7，8具有不同于图1a所示实施例的焦线31，32，其具有带有平行于光阑轴7，8的纵轴并指向汽车纵轴F方向的指状区域35，36的外焦线区段33，34。由此产生如图3b所示的总的光分布G，该光分布具有一个被包围的正中光空白区域37。从而可以在前方行驶的汽车的上方进行照明，其可用于例如对广告牌照明。
按照图4a和4b所示的本发明另一实施方式，左光阑轴7或右光阑轴8具有阶梯形焦线38，39，其中该阶梯从邻近汽车纵轴F的一侧向外，在垂直方向上逐渐增高。通过光阑轴7，8的纵向位移，阴暗区域可在高度上变化，这意味着明暗边界HDG例如在提升时可从虚线位置移至更高的实线位置。
按照图5b所示的本发明另一实施方式，如图1a所示的焦线9，12或10，13可通过投射前照灯2，3围绕一个水平轴的同步旋转而下降，直到抵达这样的一个暗光位置：在该位置下左侧远光区19的明暗边界HDG被调整到暗光位置。光阑轴7，8的调整(其中内焦线12，13保持不变)连续地进行，使得暗光区可以跟踪实际的交通状况。
设置有控制单元21，22，用来调整光阑轴7，8，在控制单元的输入端施加由传感器单元40提供的传感器信号。传感器单元40例如可设计成摄像系统，它采集汽车的整个前场(前方道路空间)并检测可能存在的汽车P。传感器单元40被构造为使得它能采集前场中对面驶来的和/或在前方行驶的交通工具(汽车)的位置和/或投射前照灯2，3与它的距离。控制单元21可包括一个微控制器或带有存储器的微处理器，在其中集成有灯光控制程序。
具有优点的是，根据对面驶来的或在前方行驶的汽车的实际位置进行光空白区域14，14′的跟踪，从而避免对对面驶来的或在前方行驶的汽车照明，并且另一方面可获得远光分布下对道路空间尽可能大的照度。具有优点的是，左投射前照灯2和右投射前照灯3在有对方驶来的汽车时动态地围绕垂直轴逐渐向左旋转，直到投射前照灯装置与对面驶来的汽车相适应。这时光空白区域14，14′跟踪对面驶来的汽车，即覆盖此汽车。具有优点的是，根据对面驶来的汽车的距离调整光空白区域14，14′的宽度，使得在对面驶来的汽车处在远距离的情况下光空白区域14，14′有相对小的宽度，而在对面驶来的汽车处在近距离的情况下光空白区域14，14′有相对大的宽度。光空白区域14，14′在水平方向上的位置以及光空白区域14，14′的宽度B如此选择，使得对面驶来的汽车处在光空白区域14，14′中。对于汽车驾驶者在左而对面驶来的汽车在右的情况保证了宽的道路空间照明区。从而使对面驶来的汽车处在光空白区域中而不被照射，而对汽车驾驶者在水平方向上给出完整的照明面。
附图标记列表
1投射前照灯装置           28右侧远光区
2左投射前照灯             29边沿
3右投射前照灯             30边沿
4光源                     31焦线
5反射器                   32焦线
6透镜                     33外焦线区段
7光阑轴                   34外焦线区段
8光阑轴                   35指状部分
9外焦线区段               36指状部分
10外焦线区段              37正中的光空白区域
11突变面                  38焦线
12内焦线区段              39焦线
13内焦线区段              40传感器单元
14，14′正中的光空白区域  A缺口
15第一边沿                B正中光空白区域的宽度
16第二边沿                D旋转轴
17基本照明区              F汽车纵轴
18基本照明区              G总的光分布
19左侧指状区域            HDG明暗边界
20右侧指状区域            I外焦线区段长度
21控制单元                L光阑轴长度的一半
22控制单元                P汽车
23焦线                    Q中垂面
24内焦线区段              S镜面
25外部的光空白区域        TL左侧部分光分布
26外部的光空白区域        TR右侧部分光分布
27左假远光区              V垂直线

Claims (11)

1.一种用于汽车的投射前照灯装置，具有一个左投射前照灯和一个右投射前照灯，所述投射前照灯分别包括：
具有两个聚焦位置的碗形反射器，
设置在反射器的第一聚焦位置上的光源，
透镜，该透镜的焦点被设置在反射器的第二焦点附近，
光阑轴，该光阑轴被设置在透镜与反射器之间，并且能够围绕一个水平的、与光轴成横向伸展的旋转轴置于多个旋转位置上，其中光阑轴的外壳表面对于每个旋转位置具有一个焦线，该焦线产生光分布的明暗边界，
其特征在于，左投射前照灯(2)和右投射前照灯(3)具有相同的光阑几何尺寸，并且这两个投射前照灯的焦线(9，10；12，13)相对于在左投射前照灯(2)与右投射前照灯(3)之间伸展的垂直镜面(S)互为镜像地设置，并且左投射前照灯(2)和右投射前照灯(3)的焦线(9，10；12，13)如此伸展：使得借助于左投射前照灯(2)的焦线(9，12)形成第一个部分光分布(TL)，借助于右投射前照灯(3)的焦线(10，13)形成第二个部分光分布(TR)，这两个光分布叠加成一个总的光分布(G)，其中这个总的光分布(G)具有一个光空白区域(14)，此区域由相对两侧的两个边沿(15，16)限定，其中第一边沿(15)由第一个部分光分布(TL)形成，第二边沿(16)由第二个部分光分布(TR)形成；并且
光阑轴(7，8)的焦线在远离汽车纵轴(F)的一侧具有一个相对于相邻的焦线区段在垂直方向上提高了的外焦线区段(9，10)，借助于该外焦线区段形成从在离开投射前照灯装置(1)一定距离的测试壁上显示出的第一个部分光分布(TL)和第二个部分光分布(TR)的基本照明区(17)在垂直方向上突起的远光指状区域(19，20)，所述远光指状区域的边沿(15，16)相互间具有的距离使得预定的道路空间区(P)不被照明。
2.如权利要求1所述的投射前照灯装置，其特征在于，第一个部分光分布(TL)的第一边沿(15)和第二个部分光分布(TR)的第二边沿(16)由垂直于光阑轴(7，8)的纵轴伸展的突变面(11)产生，其中突变面(11)在一个包含光轴的垂直面(V)中伸展。
3.如权利要求1所述的投射前照灯装置，其特征在于，焦线的外焦线区段(9，10)的长度小于焦线长度的一半。
4.如权利要求2所述的投射前照灯装置，其特征在于，焦线的外焦线区段(9，10)的长度小于焦线长度的一半。
5.如权利要求1至4中任一项所述的投射前照灯装置，其特征在于，至少一个光阑轴(7，8)与光轴成横向地在水平方向上以能够旋转的方式设置，使得在光阑轴(7，8)远离汽车纵轴(F)的外部位置产生具有一个正中光空白区域(14)的总的光分布(G)，而在光阑轴(7，8)离汽车纵轴(F)较近的内部位置产生一个远光分布。
6.如权利要求1至4中任一项所述的投射前照灯装置，其特征在于，光阑轴(7，8)的焦线(23)在邻近汽车纵轴(F)的一侧具有一个在垂直方向上提高了的内焦线区段，使得在总的光分布(G)的外边沿处形成外部的光空白区域(25，26)。
7.如权利要求6所述的投射前照灯装置，其特征在于，外焦线区段(9，10)和/或内焦线区段以突变形状构成。
8.如权利要求1至4中任一项所述的投射前照灯装置，其特征在于，外焦线区段(33，34)被构成为具有一个平行于光阑轴(7，8)的纵轴伸展的指状部分(35、36)的手指形状，使得在测试壁上形成一个具有闭合光空白区域(37)的总的光分布(G)。
9.如权利要求1至4中任一项所述的投射前照灯装置，其特征在于，设置有用于采集在汽车前方延伸的道路空间的传感器单元(40)，设置有控制单元(21)，在控制单元的输入端处施加传感器单元(40)的传感器信号，还设置有用于调整光阑轴(7，8)的调整单元，在调整单元的输入端上施加控制单元(21)的控制信号，使得光阑轴(7，8)的焦线根据行驶状况被加以调整，以形成由其所产生的部分光分布(TL，TR)，从而生成与交通状况相适应而得到的总的光分布(G)。
10.如权利要求1至4中任一项所述的投射前照灯装置，其特征在于，光阑轴(7，8)或投射前照灯(2，3)根据确定对面驶来的和/或在前方行驶的汽车的实际位置的传感器信号围绕水平轴旋转，使得相应的焦线区段(38，39)连续下降，直到总的光分布(G)从远光位置被调整到暗光位置。
11.如权利要求1至4中任一项所述的投射前照灯装置，其特征在于，至少一个光阑轴(7，8)以能够与光轴成横向地在水平方向上旋转的方式放置，以根据确定对面驶来的和/或在前方行驶的汽车的实际位置的传感器信号实现对光空白区域(14)的跟踪，即所述空白区域覆盖上述汽车的位置。
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