CN102734748A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于实现无眩光的远光功能的照明装置，其具有：用于产生远光功能的光学单元和多个LED光源；传感装置，用于探测迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者；控制装置，其根据由传感装置提供的传感数据通过调暗或通过接通和关闭来控制LED光源，使得形成远光功能中与交通参与者相应的去眩光区域，用于交通参与者的去眩光。至少为远光功能配置的光学单元具有多个分别配置给相同LED光源的光学元件，从而每个LED光源成像为至少两个光斑，在测定屏上第一光斑在左侧具有垂直的明暗边界并且第二光斑在右侧具有垂直的明暗边界。各光学元件这样构造，使得第一光斑和第二光斑能叠加成全光斑，该全光斑在左侧和右侧具有第一光斑的或第二光斑的垂直的明暗边界。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种用于实现无眩光的远光功能的照明装置，其具有：用于产生远光功能的光学单元和多个LED光源；传感装置，用于探测迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者；控制装置，该控制装置根据由传感装置提供的传感数据通过调暗或通过接通和关闭这样控制LED光源，使得形成远光功能中与迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者相应的去眩光区域，用于交通参与者的去眩光。
背景技术
从DE 102009000557A1已知一种具有LED光源和为其配置的光学单元的照明装置。光学单元构造成反射器，该反射器具有两个相对于LED光源不同地定向的反射器部段。第一反射器部段将LED光源成像为第一光斑并且第二反射器部段将同样的光源成像为第二光斑，这两个光斑一方面在水平方向上并排布置并且另一方面构成梯级状的明暗边界。由此提供用于近光功能的均匀的水平明暗边界。
从DE 102004042092A1已知用于产生无眩光的远光功能的照明装置，其具有多个LED光源。为这些LED光源配置光学单元，该光学单元具有多个分别配置给一个LED光源的能调节的微型镜面以及具有反射器或聚光透镜。该已知的照明装置具有用于探测迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者的传感装置。此外该已知的照明装置具有控制装置，借助于该控制装置这样控制LED光源，使得根据在交通区域中的迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者的实际位置形成未被照亮的去眩光区域。由此确保，在交通区域中的交通参与者不被照明装置眩目。在该已知的照明装置中不利的是，用于调节微型镜面的机械消耗较大。
从DE102005041234A1已知用于产生无眩光的远光功能的照明装置，其具有多个LED光源。一个共同的第一光学单元配置给第一部分的LED光源，用于产生基本光功能。一个共同的第二光学单元配置给第二部分的LED光源，用于产生与基本光功能叠加的远光功能。根据借助于传感装置确定的关于迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者的传感数据，控制装置这样控制LED光源，使得在远光功能中形成对应于在交通区域中的交通参与者的去眩光区域，该去眩光区域在这样的范围中被照亮，使得避免对交通参与者去眩光。为了产生无眩光的远光功能，不需要偏转构件，这降低了控制费用。但是基于构造成透镜的光学单元的相对宽的伸展尺寸，在光分布的边缘区域产生成像误差，这限制了在所述边缘区域中去眩光。
发明内容
因此本发明的任务在于，进一步发展具有多个LED光源和具有光学单元的用于产生无眩光的远光功能的照明装置，使得以光学技术简单有效的方式改进适应于交通区域要求的光分布的提供。
为解决该任务，本发明结合权利要求1的前序部分，其特征在于，至少为远光功能配置的光学单元具有多个分别配置给相同的LED光源的光学元件，从而每个LED光源成像成至少两个光斑，在测定屏上第一光斑在左侧具有垂直的明暗边界，并且第二光斑在右侧具有垂直的明暗边界，并且光学元件这样构造，使得第一光斑和第二光斑能叠加成全光斑，该全光斑在左侧具有和在右侧第一光斑或第二光斑的垂直的明暗边界。
本发明的特别优点在于，通过为多个LED光源配置多个分开的光学元件，能实现确定的成像特性，从而在远光分布中能产生预定的去眩光区域。通过能在测定屏上成像多个具有两个相对的垂直的明暗边界的光斑，能通过控制单个或多个LED光源得到宽度不同的去眩光区域。因此根据在照明装置前的交通区域中的交通参与者的实际位置能实现改进的去眩光。本发明的基本思想是，以两条垂直的清晰的明暗边界成像伸展的LED光源，从而能根据交通状况控制在远光分布中的确定的去眩光区域，所述去眩光区域特点在于，在所述去眩光区域中光不会被发射并且因此迎面而来的交通参与者不会被眩目。通过分别以两条相对清晰的垂直的明暗边界成像LED光源，能产生多个可切换的去眩光区域。
根据本发明的一种优选的实施形式，第一光斑的右侧和第二光斑的左侧具有不垂直的明暗边界或者说不清晰的明暗边界，从而通过两个光斑的重叠能产生全光斑，该全光斑在左侧和右侧具有相对清晰的明暗边界。由此能确保无眩光的远光功能，而且借助于固定的、不动的光学技术构件，通过接通和/或关闭LED光源能实现远光分布的多个不同的去眩光区域。
根据本发明的一种进一步方案，光学元件分别构成反射器部段，优选为一个LED光源配置反射器的两个不同地定向的反射器部段。有利地，反射器部段能这样定位，使它们分别仅需要成像一条唯一的垂直的清晰的明暗边界。
根据本发明的一种进一步方案，多个LED光源组合成一个LED照明场(阵列)，从而在接通该LED照明场的全部LED光源时产生均匀的光分布。
根据本发明的一种优选的实施形式，光学元件这样构造或相对于LED光源设置，使得通过控制LED光源在测定屏上成像矩形的或正方形的光斑。因此由多个这样的矩形的或正方形的光斑组成远光分布，通过光斑的垂直的边缘成像出相应的垂直的明暗边界，借助于这些明暗边界能形成(沿水平方向)恒定宽度或变化宽度的去眩光区域。去眩光区域因此能根据在交通区域中的需要去眩光的目标可变地调节。
根据本发明的一种进一步的方案，为形成光分布，各全光斑在水平方向上并排布置。通过由多个在左侧和右侧分别具有一条清晰的明暗边界的全光斑形成远光分布，去眩光区域在右侧以及左侧具有相对高的照明强度梯度。
本发明的其他优点由其他附属权利要求产生。
附图说明
接着借助于附图详细说明本发明的实施例。附图如下：
图1照明装置的区段的透视的前视图，该区段由LED照明场和为其配置的反射器构成；
图2a LED光源在测定屏上的成像，该成像仅通过反射器的第一反射器部段的反射产生(第一光斑)；
图2b LED光源在测定屏上的成像，该成像仅通过反射器的第二反射器部段的反射产生(第二光斑)；
图2c LED光源在测定屏上的成像，该成像仅通过反射器的反射产生(全光斑)；
图3组合成LED照明场的LED光源在测定屏上的成像；
图4在多个LED光源和为它们配置的反射器叠加的情况下的远光分布的图示，通过关闭LED照明场形成去眩光区域，在该去眩光区域中没有光成像。
具体实施方式
根据本发明的照明装置作为前照灯在机动车中使用，用于实现无眩光的远光功能。这样的前照灯应该能实现动态的光功能(高级前照系统AFS)，该光功能能够实现对机动车道或交通区域的根据行车状况的照明。为此目的，借助于未示出的控制装置接通或关闭或调暗(改变亮度)前照灯的LED光源1。控制装置在输入侧与传感装置连接，该传感装置设计用于探测迎面来的和/或在前面行驶的交通参与者(目标)。根据由传感装置提供的传感数据通过控制装置控制照明装置的LED光源1，即接通或关闭或调暗。
在本实施例中，构造成LED芯片的LED光源1组合成LED照明场2(LED阵列)，从而关于相对小的面积能产生较高的光强。为了产生希望的光分布，成列地布置多个LED照明场2，例如沿水平方向布置。为LED光源1或LED照明场2配置包括多个光学元件的光学单元。这些光学元件分别构造成反射器3，这些反射器分别配置给一个LED光源1或一个LED照明场2。在图1中示例性示出照明装置的由LED照明场2和反射器3构成的区段。整个照明装置包括多个这样的区段，这些区段例如能成直线地或成弧形地布置。
反射器3沿主发射方向4设置在LED光源1或LED照明场2后面。LED光源1的光轴与主发射方向4形成锐角。LED光源1倾斜于水平面，由此由LED光源1发射的光线向后并且接着在相应的反射器3上向前朝主发射方向转向。
反射器3具有第一反射器部段3′，借助于该第一反射器部段，LED光源1成像为在图2a中示出的第一光斑L1。此外，反射器3具有第二反射器部段3″，借助于该第二反射器部段，LED光源1成像为在图2b中示出的第二光斑L2。第一反射器部段3′和第二反射器部段3″可以分别水平地和/或垂直地划分。第一反射器部段3′这样构造，使得第一光斑L1在左侧5具有垂直的明暗边界6，并且在右侧7不具有垂直的明暗边界，而是具有弧形的明暗边界8。
第二反射器部段3″这样构造，使得第二光斑L2在右侧9具有垂直的明暗边界10，并且在左侧11不具有垂直的明暗边界，而是具有弧形的明暗边界12。
LED光源1借助于反射器3在第一光斑L1和第二光斑L2叠加的情况下成像为图2c中示出的全光斑G，该全光斑在左侧13具有第一光斑L1的垂直的明暗边界6并且在右侧14具有第二光斑L2的垂直的明暗边界10。
光斑L1、L2、G在图2a至图3中成像在远离20米的测定屏上。
这样设置第一反射器部段3′和第二反射器部段3″的散射宽度，使得第一光斑L1和第二光斑L2的宽度b1或者说光斑L1和L2的位置可以调节。尤其是这样设置反射器部段3′、3″的散射宽度，使得不会出现垂直的明暗边界6、10被另一反射器部段产生的光斑L2、L1越过的情况。
如果接通LED照明场2的所有LED光源1，则产生在图3中示出的光分布A。全光斑G具有宽度b2′，该宽度基本上等于光斑L1和L2的宽度b1和b2，也许在光斑L1、L2不完全重叠时会设计成稍微大于宽度b1、b2。明显的是，照明场光分布A的宽度b3大于光斑L1、L2、G的宽度b1、b2和b2′。
通过接通多个在图1中示出的照明区段能产生根据图4的远光分布F，在当前情况下，远光分布F具有去眩光区域15，在该去眩光区域中没有光成像。为了产生该去眩光区域15，为光分布F的该区域设置的LED光源1或LED照明场2处于关闭状态，从而处在该去眩光区域15中的交通参与者不会被眩目。
这样控制照明装置的LED光源1，使得实现均匀的远光功能。根据探测其它交通参与者位置的传感数据有选择性地控制LED光源1，以产生具有位置改变的去眩光区域15的远光分布F。代替通过关闭相应的LED光源1产生去眩光区域15，也可以将它们调暗，从而在去眩光区域形成不会使其它交通参与者眩目的小的光强。
为了尤其是在光分布F的边缘区域、优选在光分布的右边的和/或左边的边缘区域能够产生可靠的去眩光，反射器3或LED照明场2在水平方向上分布地布置。
为了获得在水平方向的均匀的光分布，可以这样布置反射器3，使得各全光斑G在水平方向上重叠，即相邻的全光斑G的垂直的明暗边界6、10进入相应相邻的全光斑G的边缘区域中。在本实施例中光斑L1、L2、G构造成矩形。替代地，它们也可以构造成正方形的。重要的是，它们具有确定的宽度b1、b2、b3，从而通过调暗或关闭相应的LED光源1能实现去眩光区域15的多个不同位置的宽度或者不同的宽度。
根据本发明的一种可选的实施形式，代替构造成反射器3，光学元件也能构造成透镜，LED光源1优选沿主发射方向4设置在这些透镜的后面。
用于照亮通过传感信号探测到的在交通区域中的目标而选择的LED光源1能这样控制，使得该目标以变化的光强被照亮，用于将该目标识别为障碍物。
根据本发明的一种可选的实施形式，LED光源也能这样控制，使得产生指明在交通区域中的目标的闪烁区域，该目标应该作为障碍物被机动车驾驶员察觉。在该情况下以变化的光强例如周期性地照亮相应的目标，从而通过闪烁将机动车驾驶员的注意力引向所述目标。所述闪烁可以局部地在光分布F的一个区域中进行，需要作为障碍物被察觉的目标处于该区域中。可选地，也可以是整个光分布或光分布的一部分明暗闪烁，这在相对小或相对远的障碍物的情况下尤其有意义。
根据一种可选的实施形式，需要作为障碍物察觉的目标也可以通过接通LED光源被照亮，从而该目标以高于光分布F的相邻区域的光强被照亮。由此同样可以提高机动车驾驶员对障碍物的注意力。
附图标记列表
1LED光源                            12弧形的明暗边界
2LED照明场                          13左侧
3，3′，3″反射器/反射器部段        14右侧
4主发射方向                         15去眩光区域
5左侧                               b1，b2，b2′宽度
6明暗边界                           b3宽度
7右侧                               A光分布
8弧形的明暗边界                     F远光分布
9右侧                               G全光斑
10垂直的明暗边界                    L1第一光斑
11左侧                              L2第二光斑

Claims (10)

1.用于实现无眩光的远光功能的照明装置，其具有：用于产生远光功能的光学单元和多个LED光源；传感装置，用于探测迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者；控制装置，该控制装置根据由传感装置提供的传感数据通过调暗或通过接通和关闭来控制LED光源，使得形成远光功能中与迎面而来的和/或在前面行驶的交通参与者相应的去眩光区域，用于交通参与者的去眩光，其特征在于，至少为远光功能(F)配置的光学单元具有多个分别配置给相同LED光源(1)的光学元件(3、3′、3″)，从而每个LED光源(1)成像为至少两个光斑(L1、L2)，在测定屏上第一光斑(L1)在左侧(5)具有垂直的明暗边界(6)并且第二光斑(L2)在右侧(9)具有垂直的明暗边界(10)，并且各光学元件(3、3′、3″)这样构造，使得第一光斑(L1)和第二光斑(L2)能叠加成全光斑(G)，该全光斑(G)在左侧(13)和右侧(14)具有第一光斑(L1)的或第二光斑(L2)的垂直的明暗边界(6、10)。
2.根据权利要求1的照明装置，其特征在于，第一光斑(L1)的右侧(7)和第二光斑(L2)的左侧(11)具有不垂直的明暗边界(8、12)。
3.根据权利要求1或2的照明装置，其特征在于，全光斑(G)的垂直的明暗边界(6、10)在左侧通过第一光斑(L1)的垂直的明暗边界(6)构成并且在右侧(14)通过第二光斑(L2)的垂直的明暗边界(10)构成。
4.根据权利要求1至3之一的照明装置，其特征在于，各光学元件(3)分别构造成反射器部段(3′、3″)，第一光斑(L1)能通过第一反射器部段(3′)成像并且第二光斑(L2)能通过第二反射器部段(3″)成像。
5.根据权利要求1至4之一的照明装置，其特征在于，第一反射器部段(3′)和第二反射器部段(3″)在水平方向上并排设置并且构成反射器(3)，该反射器(3)的主轴设置成相对于LED光源(1)的光轴成锐角。
6.根据权利要求1至5之一的照明装置，其特征在于，在测定屏上成像的第一光斑(L1)和/或第二光斑(L2)具有矩形的或正方形的轮廓。
7.根据权利要求1至6之一的照明装置，其特征在于，多个LED光源(1)组合成一个共同的LED照明场(2)，该照明场具有在水平方向上延伸的宽度(b3)，该宽度大于全光斑(G)的宽度(b1、b2)。
8.根据权利要求1至7之一的照明装置，其特征在于，用于照亮通过传感信号探测出的在交通区域中的目标而选择的LED光源(1)能这样控制，使得所述目标能以变化的光强被照亮，用于将所述目标识别为障碍物。
9.根据权利要求1至8之一的照明装置，其特征在于，用于照亮通过传感信号探测出的在交通区域中的目标而选择的LED光源(1)能这样控制，使得所述目标以相对于光分布(F)的相邻区域提高的光强被照亮，用于将所述目标识别为障碍物。
10.根据权利要求1至9之一的照明装置，其特征在于，为形成远光分布(F)，各全光斑(G)在水平方向上并排布置，这一列全光斑(G)的延伸方向垂直于光斑(L1、L2)的垂直的明暗边界(6、10)。
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