CN103925541B - 机动车聚光灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的聚光灯(2)，包括产生光束的光源(4)，光束沿着第一轴(X)引导，用于向着车辆的前方定向，该聚光灯包括透镜(6)，其特点在于，该光源(4)将所有光束直接投射到透镜(6)上而没有反射或闭塞，该透镜(6)设置为关于第二轴(Z)旋转，从而向着车辆的顶部定向。

Description

机动车聚光灯

技术领域

本发明涉及一种机动车头灯领域。

背景技术

车头灯通常包括产生光束的光源和控制光束移动和/或变形的装置，以便适应驾驶环境。

本发明更具体的涉及聚光灯类型的车头灯，除了常见的主光束外，其能够连续导引产生的光束朝向车辆所在道路上或附近存在的识别目标。

已知的驾驶辅助系统能够检测道路上潜在的障碍物，例如一个行人或一个动物。这些系统在黑暗环境，例如黑夜或隧道中是有用的，并且通常包括一个红外摄像头类型的传感器，其检测上述障碍物的存在。光源随后被控制为照明该障碍物，并且致动器使聚光灯组件移动，从而光束跟随障碍物。

假设车辆和障碍物沿不同的方向同时移动，光源必须快速移动，从而障碍物保持被照明，因此致动器必须能够精确且快速使聚光灯移动。然而，这种致动器复杂并且笨重。

在椭圆头灯领域，为了照明道路，已知的是，为了引导光束弯曲，不必枢转整个椭圆头灯，而仅枢转透镜。然而，由于光束在透镜移动过程中发生形变，该解决方案在应用中存在困难。结果，亮/暗边界不能符合现行的照明道路的头灯的标准。当透镜移动时，存在控制亮/暗边界位置的解决方案，但是它们涉及到椭圆头灯中存在复杂的光学元件，其在光束到达透镜之前偏移光束。

发明内容

因此，本发明通过提出一种用于车辆的聚光灯试图改进该情况，该聚光灯包括产生光束的光源，光束沿着第一轴引导，用于向着车辆的前方定向，所述聚光灯包括透镜，其特点在于，所述光源将所有光束直接投射到透镜上而没有反射或闭塞(obturation)，所述透镜设置为关于第二轴旋转，从而向着车辆的顶部定向。

因此，光束直接投射到透镜上，并且在光源和透镜之间的路径上决无反射。因而聚光灯在光源和透镜之间没有包含光学元件，因此本发明能获得一个简单的聚光灯。

而且，只有透镜需要移动从而使得光束转动。关于垂直轴的旋转使得移动光束成为可能，从而它连续照明具体的目标，例如当车辆固定和移动时在道路上的障碍物。由于透镜的质量小于聚光灯组件的质量，因此可以使用一个更紧凑的致动系统和/或更夹速的移动透镜。

由于亮/暗边界不必遵守与为了照明道路的椭圆头灯中所存在的相同的规则，因此透镜导引的光束的轻微变形在这里没有带来不便。根据本发明的一个方面，所述光束具有沿着第二轴基本上伸长的形状。在光束的顶端区域中的由于透镜移位导致的光束变形大于几乎没有被修正的侧端区域中的光束变形。因此光束的侧部区域几乎没有由于光束的旋转而被修正，因此根据本发明的聚光灯能够精确瞄准位于道路边缘的目标，而不存在光束变形造成的问题。

因此，通过仅实行关于垂直轴的一个旋转，光束的垂直度能够照明任何障碍物。事实上，聚光灯因此能够照明靠近和远离车辆的目标，或者通过实行关于单个旋转轴的旋转，跟随相对于车辆的障碍物的演变。

根据本发明的一个方面，光束通过透镜投射并形成图像，其包括在垂直于第一轴的平面内的矩形中，矩形的长边沿着第二轴延伸，并且矩形的短边沿着与第一轴和第二轴垂直的第三轴延伸。因此通过执行围绕单个旋转轴即第二轴的旋转，获得靠近和远离车辆的目标物体的垂直光束。通过包括在一一个矩形中，则意味着与所述矩形的四个边相切的形状，优选凸的。

有利的，长边的长度比短边的长度大2-10倍，尤其是4-6倍。

根据一个优选实施例，光束通过透镜投射，并且形成以沿着第一轴测量的聚光灯的给定长度投射的图像，，该图像因此具有沿着与第一轴和第二轴垂直的第三轴测量的宽度，其包含在所述长度的1和5％之间。

根据本发明的一个实施例，光源包含至少一个发光二极管。由于发光二极管是好的点状光光源，因此它们是特别有利的。

在本发明的一个方面，光源包含一系列的发光二极管，沿着第二轴线性设置。当所述透镜处于静止时，这些二极管与透镜的光轴对准。

有利的，聚光灯包括一个发光模块，其上定位有光源。

根据本发明的一一个方面，通过透镜至少一个接头安装到发光模块上，该接头允许透镜沿着第二轴相对于发光模块旋转。

根据本发明的一一个实施例，所述聚光灯包括一个致动器，其布置为使得所述透镜绕第二轴旋转。本发明的价值在于致动器可以选择为更紧凑并且更轻，从而仅使得透镜枢轴旋转。

本发明还涉及一种用于机动车的车头灯，其包括一个前述定义的聚光灯。

最后，本发明涉及一种机动车，其包括前述定义的聚光灯。

附图说明

参考下面的描述，本发明将更好的理解，其仅通过描述的方式，并且不是为了限制的目的，参考附图如下，其中：

图1示出了根据本发明一个实施例的聚光灯的示意图。

图2，3a和3b示出了从图1中的聚光灯顶部往下看的示意图，其透镜分别处于静止位置和它的极端旋转位置。

图1，2，3a和3b示出了根据本发明的一个机动车的聚光灯2的实施例。

具体实施方式

聚光灯2包括光源4，此处是发光二极管，和安装在透镜支架7上的透镜6，透镜支架7配置在发光模块8上。发光模块包括底座9，其上安装透镜支架7，以及本体10，其上安装光源。来自光源4的光线沿透镜6的方向直接发射，从而形成具有高亮度和长范围的光束。这里注意到，在光源4和透镜6之间的路径上，光束没有偏移或阻碍(obstructed)。换言之，光源4发射的全部光束，即光源发射的全部光束能量，不考虑附加损失，直接投射到透镜6上。

发光二极管布置在印刷电路板5上，其在该情况下位于发光模块的本体10上。由该发光二极管产生的光束沿着第一轴X引导，向着车辆的前方定向，从而最佳化照明位于车辆前方或道路两侧的任何障碍。向着车辆前方定向理解为意味着任何开始于垂直于车辆纵轴平面的方向，并向着车辆前方引导。

聚光灯2将在黑暗环境中使用，例如在夜晚或在隧道中，来照明在道路中移动或在该道路边缘的潜在障碍。该障碍例如是行人或动物，其例如可以正要横穿道路或已经在横穿过程中。

为了能够连续照明该移动障碍物，车辆本身也在移动中，透镜6布置为关于向着车辆顶部定向的第二轴Z旋转。该第二轴特别是垂直的并且特别垂直于第一轴。光束从而可以导向到道路的任一侧。光束还沿着第二轴Z伸长，从而通过仅仅沿着单轴即第二轴Z旋转透镜，聚光灯2可以照明横向、靠近或远离车辆存在的障碍物。为此，此时光源包括一系列的发光二极管，沿着第二垂直轴Z线性配置；它们对准透镜6的光轴。这里光轴6定义为当透镜处于静止位置，也即是说它没有旋转以照明障碍物时。光轴随之与光源对准。

通过将光束沿着第二轴Z伸长，我们表示伸长的光束使得投射到垂直于第一轴X的平面上并向着聚光灯前方定位的图像包括在一个竖长方形中，也即是说沿着第二轴Z伸长。有利地，竖长方形包括沿着第二轴Z测量的长边，其比沿着第三轴Y测量的矩形短边大2-10倍，其，该第三轴特别是垂直于第一轴X和第二轴Z。例如，在位于投射灯50m外的垂直壁上1-2m宽的照明情况下，照明将是2-20m高。

我们将优选选择长边的长度远大于短边的矩形，例如，10倍大，此时，期望的是当照明离聚光灯无论短或长距离的障碍物时，包括本发明聚光灯的车辆和光束在地面上的第一落点之间的距离很小。实际上，当驾驶员能够看见地面上的线，其指示障碍物的方向以避免时，本发明的聚光灯尤其是有利的。

相反，通过提供长边的长度稍大于短边的长度的矩形，例如，2倍大，还可能减少地面标记，此时期望于较低的道路照明。

有利的，透镜投射的光束图像具有1-5％之间的宽度，即是说，透镜投射的光束图像在距离聚光灯100米远的墙壁上具有1米至5米的宽度。

例如位于50米处的目标，它提供了0.5-2.5米宽度的照明，其足够在道路的一侧标记一个障碍物，其包括行人。

为了实现该旋转，安装透镜支架7，从而在两接头11，12之间的发光模块8上自由旋转。从而根据本发明的聚光灯在透镜支架7和发光模块8之间具有第一旋转接头11，其沿着第二轴Z位于透镜之上，以及透镜支架7和发光模块8之间的第二旋转接头12，其沿着第二轴Z位于透镜之下。第一接头11，第二接头12，和透镜6的光轴沿着第二轴Z对准。

第三轴Y，其特别地垂直于第一轴X和第二轴Z，与轴X一起限定了水平面。

这里的第一接头11通过发光模块8上的突出部13和插入到突出部13的透镜支架7的插销14来形成。

第二接头12特别地通过透镜支架7的插销和位于发光模块8的底座9上的开口来形成。

第一接头11的插销和第二接头12的插销沿着第二轴Z对准，因此使得透镜6能够绕该轴旋转。

图1和2描述了透镜相对于聚光灯处于中心的情形，也即是由透镜发出的光束向车辆的正前方引导的情形。图3a和3b描述了致动器使透镜6旋转的情形，特别是为了跟随障碍物。在该情形下，光束稍微变形，但是其导致的杂光，并且其主要发生在它的顶端和底端，在这里不会造成任何问题，这是由于它不会对行驶在对面方向的车辆中的乘客产生耀眼。

根据本发明的聚光灯2可以通过一个驾驶辅助系统来控制。该驾驶辅助系统包括图像检测装置，其包括至少一个传感器，其收集关于车辆移动中环境的信息。该传感器特别地为沿着车辆移动方向定向的红外摄像头，从而覆盖一定距离，其可以是车辆前方多达几百米。

检测装置在输出端提供至少一个包括检测图像数据的信号到图像处理装置。

这里的图像处理装置包括实时视频处理器，其布置为快速处理检测装置收集的图像数据，例如不到十分之一秒。该处理器还能够识别道路上目标的不同类型，辨别出固定目标和移动目标之间的区别，并计算出后者的轨迹。

因此，当图像处理装置识别在道路上或在道路附近移动的障碍物，如动物或行人时，其，它们计算出它的轨迹，并实时将它的位置提供给控制聚光灯2致动的组件的装置，从而以合适的方式定位光源4产生的光束，以照明障碍物。

随后，根据障碍物和车辆的移动，控制装置控制致动组件的马达，从而使透镜6进入旋转。

显然，其它实施例也可以想象的到。

因此，本发明的聚光灯可以形成一个整体独立的头灯，特别的用于追踪障碍物。它还可以形成为现有头灯，特别是雾灯的一部分。

Claims (13)

1.一种用于机动车的聚光灯(2)，包括产生光束的光源(4)，所述光束沿着第一轴(X)引导，用于向着所述车辆的前方定向，所述聚光灯包括透镜(6)，其特征在于，所述光源(4)将所述光束直接投射到所述透镜(6)上而没有反射或闭塞，所述透镜(6)被布置为关于仅仅一根向着所述车辆的顶部定向的垂直的第二轴(Z)转动，其中所述第二轴(Z)基本垂直于所述第一轴(X)，所述光束具有基本上沿着所述第二轴(Z)伸长的形状。

2.如权利要求1所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述光束由所述透镜(6)投射并形成包括在矩形形状中的图像，其具有位于垂直于所述第一轴(X)的平面内的两条短边和两条长边，所述矩形的长边沿着所述第二轴(Z)延伸，并且所述矩形的短边沿着与所述第一轴(X)和第二轴(Z)垂直的第三轴(Y)延伸。

3.如权利要求2所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述长边的长度比所述短边的长度长2-10倍。

4.如权利要求1所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述光束由所述透镜(6)投射并且形成以沿着所述第一轴(X)测量的聚光灯的给定长度投射的图像，所述图像具有沿着与所述第一轴(X)和第二轴(Z)垂直的第三轴(Y)测量的宽度，其包含在所述长度的1－5％之间。

5.如权利要求1所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述光源(4)包含至少一个发光二极管。

6.如权利要求5所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述光源(4)包含一系列发光二极管，其沿着所述第二轴(Z)线性配置。

7.如权利要求1所述的聚光灯，其特征在于，包括发光模块(8)，其上设置有所述光源(4)。

8.如权利要求7所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述透镜(6)籍由至少一个接头(11,12)安装到所述发光模块(8)上，所述接头允许所述透镜(6)沿着所述第二轴(Z)相对于所述发光模块(8)转动。

9.如权利要求1所述的聚光灯(2)，其特征在于，包括布置为使得所述透镜(6)绕所述第二轴(Z)转动的致动器。

10.一种用于机动车的车头灯，包括如权利要求1所述的聚光灯(2)。

11.一种机动车，包括如权利要求1所述的聚光灯(2)，其中所述机动车具有前部和顶部，并且所述第一轴(X)向着所述机动车的前部定向，而所述第二轴(Z)则向着所述机动车的顶部定向。

12.如权利要求1所述的聚光灯(2)，其特征在于，所述透镜(6)安装在透镜支架(7)上，所述透镜支架配置在发光模块(8)上，所述透镜支架(7)被安装以在两个接头(11,12)之间的所述发光模块(8)上自由旋转，所述两个接头(11,12)和所述透镜(6)的光轴沿着所述第二轴(Z)对准。

13.如权利要求1所述的聚光灯(2)，其特征在于，

所述透镜(6)安装在透镜支架(7)上，所述透镜支架(7)配置在发光模块(8)上，

所述发光模块(8)包括其上安装有所述透镜支架(7)的底座(9)和其上安装有所述光源(4)的本体(10)，所述聚光灯(2)具有位于所述透镜支架(7)与所述发光模块(8)之间的第一旋转接头(11)，所述第一旋转接头沿着所述第二轴(Z)位于所述透镜(6)之上，并且所述聚光灯(2)具有位于所述透镜支架(7)与所述发光模块(8)之间的第二旋转接头(12)，所述第二旋转接头(12)沿着所述第二轴(Z)位于所述透镜(6)之下，

所述第一旋转接头(11)由来自所述发光模块(8)的突出部(13)和插入到所述突出部(13)中的所述透镜支架(7)的插销(14)形成，

所述第二旋转接头(12)由所述透镜支架(7)的插销和位于所述发光模块(8)的所述底座(9)上的开口形成，

所述第一旋转接头(11)的所述插销和所述第二旋转接头(12)的所述插销沿着所述第二轴(Z)对准。