CN106796011A - 用于机动车辆的象形图显示信号装置和配置有该照明装置的信号灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别用于机动车辆(20)的适于显示象形图的信号装置(1、1’)，所述装置(1、1’)被构造成执行机动车辆(20)的至少一个信号功能。所述装置(1、1’)包括用于设置在车辆(20)上的显示单元，显示单元包括显示区域(3、3’)，显示单元适于在显示区域(3、3’)中显示象形图，每个象形图发射至少部分地具有至少一个所述至少一个信号功能的法定光度特性的光束。

Description

用于机动车辆的象形图显示信号装置和配置有该照明装置的 信号灯
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的适于显示象形图的信号装置和包括该种类的信号装置的信号灯。
背景技术
通常位于车辆后部的机动车辆信号灯是包括一个或多个光源和闭合灯的外透镜的照明装置。为简单起见，光源发出光线以形成光束，光束被朝向外透镜引导以产生将光传输到车辆外部的光斑。所述光斑的颜色是灯的功能或类型的特性。因而，已知的是白色光斑表示灯是倒车灯，琥珀色光斑是转向指示灯，并且红色光斑是尾灯或刹车灯，刹车灯具有较大的发光强度。还存在红色雾灯，红色雾灯的强度甚至更大以在诸如雾、大雨或雪的恶劣气候条件下是可见的。除了颜色，这些灯必须满足特别关于强度和能见角度的规定。
然而，虽然每个灯都具有特定法定意义，但是这可能对于观察者而言是不够明确的。需要对被致动的灯的颜色和类型解码以试图理解车辆驾驶员的意图，或例如，驾驶员遇到的紧急情况的意图。当车辆处于交通时，因此如果其一个灯被照亮，则不明显或不能够准确地理解车辆遇到的情况。甚至，即使随后的车辆的驾驶员看到在其前方的车辆上亮起刹车灯，灯的仅有照明未给驾驶员任何信息以准确引起刹车。
此外，不同灯的数量受限于那些上述内容，一些情况难以用有限的信息数量描述。在许多情况下，车辆不能够更准确地警示其它车辆正在发生的事件。
发明内容
本发明因此旨在提供如下照明装置，所述照明装置被构造成加强某些情况的理解以更准确地警告车辆所遇到的情况，并且增加用于警示其它车辆的不同类型的信息。
为此，本发明涉及一种特别用于机动车辆的适于显示象形图的信号装置，所述装置被构造成执行机动车辆的至少一个信号功能。
所述装置的特征在于，所述装置包括用于设置在车辆上的显示单元，显示单元包括显示区域，显示单元适于在显示区域中显示象形图，每个象形图发射至少部分地具有至少一个所述至少一个信号功能的法定光度特性的光束。
对于车辆所遇到的某些数量的情况，特定的象形图因此可以被显示以准确地警示其它车辆(该数量)。因此，所述装置增加可以被其它道路用户清楚地观察和理解的不同信息的数量。此外，由于所有象形图可以显示在相同显示区域中，所以避免了添加特定的新灯。
此外，象形图光束至少部分地具有法定光度特性，能量的必要消耗不增加，即显示单元的消耗添加到灯或多个灯的正常消耗。此外，因此象形图不生成使光束的法定光度特性退化的并且可能因此导致禁止使用信号装置的危险的无用补充光束。
根据本发明的单独的和组合的各种实施例：
～显示单元被构造成使得仅由象形图发出的光束具有信号功能的法定光度特性；
～所述装置包括补充的信号单元，所述信号单元包括补充区域，补充单元被构造成发射从补充区域发出的补充光束，象形图光束和补充光束的组合具有法定特性；
～补充单元包括适于发射光线的光源和用于在补充区域上分配光线以形成补充光束的单元；
～显示区域和补充区域是邻近的；
～补充区域至少部分地围绕显示区域；
～至少一个象形图涉及紧急情况；
～至少一个象形图涉及常规交通信息；
～象形图是动态的；
～所述装置包括控制单元，所述控制单元被构造成根据车辆的参数和/或车辆的环境状态而自动地控制象形图的显示；
～所述装置包括设置在车辆上的传感器，传感器被构造成评估车辆的环境状态；
～传感器包括摄像机；
～传感器适于检测在车辆盲点处的外部的人或物体的通过；
～至少一个象形图涉及不来自摄像机的信息，例如温度或安全行车间距或制动强度信息；
～控制单元包括被配置成设置象形图的显示的参数的可编程命令；
～显示单元适于显示具有不同的发光强度水平的象形图；
～显示单元包括液晶、等离子体、无机或有机发光二极管类型屏幕，显示区域是该类型的屏幕；
～显示单元包括适于形成激光束的至少一个激光源、限定显示区域的透射表面和被构造成在透射表面上扫掠激光束的扫掠单元；
～显示单元包括连接到至少一个发光二极管的微反射镜矩阵；
～显示单元包括表面光导，所述表面光导在其一个侧面上包括多组棱镜式结构或腔。
本发明还涉及包括上述种类的适于显示象形图的信号装置的信号灯。
附图说明
参照仅通过非限制性描述给出的并且由附图伴随的如下描述将更好理解本发明：
-图1示意地示出配置有根据本发明的第一实施例的适于显示象形图的两个信号装置的车辆；
-图2示意地示出根据本发明的第二实施例的适于显示象形图的信号装置，
-图3示意地示出根据本发明的第二实施例的变型的适于显示象形图的信号装置，
-图4示意地示出象形图的示例，
-图5是图示本发明的一个实施例的方框图，
-图6是根据本发明的显示单元的一个实施例的透视示意图，
-图7是图6的显示单元的顶视示意图，
-图8是根据本发明的另一实施例的显示单元的侧视示意图。
具体实施方式
图1示出配置有适于显示象形图的两个信号装置1、1’的车辆20。每个信号装置1、1’都包括布置在车辆20后部处的大致地位于后部信号灯的通常位置处的具有显示区域3、3’的显示单元。显示单元的功能是在显示区域3、3’处显示象形图，在下文描述各种类型的显示单元2、2’。
清楚地限定了诸如行车灯、转向指示灯、刹车灯或雾灯之类的信号灯的法定光度特性。它们尤其涉及遵从光束的能见角度、光束的颜色、功能的照明表面的面积或不同功能之间的最小距离的发光强度的最小范围和最大范围。例如，雾灯必须至少距离刹车灯10cm以防止混淆雾灯和刹车灯。
在图1示出的第一实施例中，显示单元2、2’被构造成使得仅由象形图发出的光具有限定信号功能的法定光度特性。在本实施例中，显示的每个象形图都具有设置成发射符合上述所有法规要求的光束的参数。单个象形图特别地可以同时地或交替地具有多个功能，诸如例如转向指示灯和行车灯。多个象形图也可以被同时地或交替地显示，每个象形图都具有信号灯的不同功能的光度特性。
利用象形图或多个象形图执行的信号功能优选地和有利地是行车灯(或侧灯)功能或被组合的行车灯和刹车灯功能。
在图2和3示出的第二实施例中，装置1、1’包括补充的信号单元7。这些补充单元7适于提供添加至象形图光束的补充光束。补充光束和象形图光束的组合使得可以获得仅象形图光束自身没有的法定光度特性。补充单元7包括至少一个补充区域10、11，此处两个补充区域10、11中的每个都适于透射补充光束。相应地，由于补充单元7，照明装置1、1’提供具有法定光度特性的整体光束。
补充单元7例如是用于不依赖于显示单元2、2’的通常信号灯功能的照明装置。补充单元包括适于发射光线的光源，例如一个或多个发光二极管，和用于在补充区域10、11上分布光线的单元，补充区域10、11透射光线以形成补充光束。分布单元可以是光导或反光镜。
在本实施例中，显示的象形图生成具有其自己的相对于象形图形状和类型的特性的光束。例如，一个象形图的能见角度或照明表面的面积与另一象形图的能见角度或照明表面的面积不同。另一方面，颜色被选择成与对应的功能相对应。因此，补充单元7被构造成补偿每个象形图的与法定光度特性相比的差异。当象形图显示形状或改变形状时，补充单元7大致地同时地产生适当的补充光束，例如以加宽整体光束的观察角度和/或照明面积。
如图2的实施例所示，装置1、1’可以包括多个补充单元7，此处为两个补充单元，每个功能针对一个补充单元。两个补充区域10、11布置成至少部分地围绕象形图的显示区域3、3’。邻近的第一补充区域11围绕显示区域3、3’并且用于补充行车灯功能–可以与刹车灯功能组合。第二补充区域10部分地围绕第一补充区域11并且用于补充转向指示灯(方向指示灯)功能。此外，猫眼9使第一补充区域11的电路完整。
在示出的示例中，如果选择显示区域3、3’以仅执行行车灯功能或组合的行车灯/刹车灯功能，则第二补充区域10仅提供转向指示功能。
借助于补充单元7，确定的是无论哪些象形图被显示，由装置1、1’发出的整体光束都符合规定。此外，邻近的补充区域或多个补充区域10、11减少使象形图光束的强度具有灯的功能的法定特性的必要调节。几乎所有象形图有利地发射具有相同强度的光束，补充单元7被构造成发射补充光束，这使得可以调节整体强度以适应每个功能。换句话说，补充单元7调节补充光束以适应每个显示的象形图。
在图3示出的第二实施例的变型中，补充区域10、11和显示区域3、3’是分离的。车辆上的装置1、1’并排包括三个大致为圆形的区域3、3’和10、11。对应于行车灯功能的第一补充区域11例如位于中心处。对应于转向指示功能的第二补充区域10在朝车辆外侧的一侧。最后，显示区域3、3’在朝车辆中部的一侧。
图4示出在显示区域3、3’中显示的象形图的几个示例，例如其中两个类型的示例可以被区别。
一些象形图警示紧急情况或危险，例如方向箭头(4A)、车辆前方的行人过路处(4B)、危险感叹号标记(4C)、开门警示(4D)或观察安全行车间距的警示(4E)。
其它象形图通过显示字母A(在法国)或L，如图2的象形图所示，给出常规信息，例如车辆的驾驶员是实习驾驶员。当信号功能被激活或仅在远程地解锁车辆(驾驶员欢迎功能，称为“回家”)时，车辆的制造商的标志也可以被默认显示。此外，在驾驶员欢迎场景的情况下，本发明的装置可以用于显示关于车辆状态的信息，诸如内部温度、油箱中的燃料量或电池充电量，如图4F所示。
通过改变一些象形图的尺寸、运动或闪烁，一些象形图可以被动态显示。例如，关于安全行车间距的象形图4E，其中表示车辆的方框31和32的尺寸和二者之间的距离可以根据车辆之间的实际距离而实时动态演变。
图5示出信号装置1、1’的一个实施例并且图示了其操作。除了显示单元2、2’，此处装置1、1’包括设置在车辆上的控制单元6和传感器5。传感器5被构造成检测或计算某些参数，这使得可以评估车辆的环境状态。所述参数涉及车辆，例如，诸如其速度、加速度或制动，并且例如被超声传感器测量。传感器还可以是环境传感器(视频照相机、GPS等)以观察汽车的环境。所有这些传感器5连接至控制单元6以便为控制单元6提供这些参数。
控制单元6被构造成根据车辆的参数和/或车辆的环境状态而自动地控制象形图的显示。为此，控制单元6将命令传输至显示单元2、2’。控制单元6根据情况确定待显示的象形图。控制单元6还可以例如在安全行车间距的情况下使得象形图的外观根据那些参数而动态演变。象形图的尺寸可以例如适于取决于跟随车辆的距离以改善能见度距离。
在对应的实施例中，控制单元6还向补充单元7发送命令以协调补充单元7与用于显示象形图的单元2、2’。因此，象形图光束和补充光束被协调以具有法定光度特性。
此外，控制单元6包括可编程命令，所述可编程命令被配置成设置用于显示象形图的参数并且例如可经由车辆的车厢中的界面8而被访问。因而，为了显示驾驶员是实习驾驶员，要求驾驶员以控制方式在该界面8上操作。
在一对信号装置1、1’的情况下，每个显示单元2、2’都可以不依赖于另一个显示单元而被控制单元6控制。控制单元6还可以在每个显示单元2、2’上生成不同象形图的组合以向跟随的车辆提供完整的信息。例如，涉及危险情况的信息被显示在第一装置1的显示区域3上，关于方向的其它信息被显示在第二装置1’的显示区域3’上，如图1所示。
根据显示单元的第一实施例，图中未示出，每个显示单元是液晶、等离子体或发光二极管类型的屏幕，装置的显示区域是该类型的屏幕。
根据显示单元的第二实施例，图中未示出，显示单元包括表面光导，所述表面光导在其一个侧面上包括多组棱镜式结构或腔。结构被设计成将光朝相对的面再定向，所述光通过一个边缘表面被选择性地注入。因此具有如下屏幕，所述屏幕具有经由边缘表面选择性地被照明的区域。例如在文件FR2994248和US2013314944中描述该类型的显示器。
根据本发明的优选实施例，在透射表面上生成象形图，借助于可以完全定参数和定配置的光束，所述透射表面限定显示表面。
因而根据图6和7示出的显示单元2、2’的第三实施例，显示单元2、2’包括适于形成激光束的至少一个激光源12、限定显示区域3的透射表面13和被构造成在透射表面13上扫掠激光束的扫掠单元14。透射表面13例如在封闭灯的外透镜16上。从激光源12发出的激光束用于照明透射表面13。
激光源12包括例如激光二极管，激光二极管发射在被选择成在外透镜6上产生与灯功能对应的颜色的波长下的辐射。可选地，例如磷光板的波长转换装置被设置在激光束的路径上以转换激光辐射的波长和因而产生需要的颜色。激光源12还可以包括，例如使用凭借不同激光源的不同偏振的光纤或装置而将多个激光束组合成单个光束的光学装置。
显示单元2、2’包括被构造成准直来自激光源12的光束的光学系统15。光学系统15例如是单个准直仪透镜。
根据选择的激光源12和光学系统15，激光束可以投射到透射面13上，形成斑点形状、更大片或甚至长圆形标记的光斑。扫掠单元14以对于人眼足够高的速度扫掠光斑，该速度足够高得使人眼不能加感知光斑在透射表面13上的运动。
在入射到透射表面13之前，来自激光源12的激光器束优选地被扫掠单元14再定向到第一反射镜17上，第一反射镜7将光束朝第二反射镜18反射。第二反射镜18又朝灯的外透镜16的透射表面13反射激光束。两个反射镜17、18用于使激光束的光学路径弯曲以产生紧凑的灯，同时允许激光束以接近法线的入射角扫掠透射表面13。图7示出显示单元2、2’和激光束的从光源12至外透镜16的路径。
此处，扫掠单元14由可移动微反射镜组成，使得可以通过在透射表面13的第一方向上反射激光束而扫掠透射表面13，第一方向例如是水平方向。微反射镜在致动器(未示出)所生成的周期运动的情况下被移动。微反射镜围绕正交于第一方向的转动轴线移动以使激光束的光斑在所述第一方向上扫掠透射表面13。
微反射镜还被构造成在大致地垂直于第一方向的第二方向上在透射表面13上扫掠激光束，以产生光束的运动使得光束容易地在透射表面13上移动。换句话说，相同的微反射镜在两个方向上使激光束扫掠透射表面13。微反射镜因此执行另一运动，例如围绕垂直于之前的转动轴线的第二转动轴线的转动运动。微反射镜因此能使激光束的光斑水平地和竖直地扫掠透射表面13。
图中未示出的该第三实施例的变型包括使用第二微反射镜以使激光束在第二方向上扫掠。在这种情况下，扫掠单元包括在光束的光学路径上相继地设置的两个微反射镜，每个微反射镜都具有在两个方向中的一个方向上在透射表面上扫掠激光束的功能。
在描述中，称为扫掠单元的微反射镜例如是MEMS(微机电系统)类型的。然而，本发明决不受限于这些扫掠单元并且可以使用其它种类的扫掠单元，诸如布置在转动元件上的一系列反射镜，该元件的转动导致激光束扫掠透射表面。
扫掠单元14用激光束进行的扫掠使得可以导致象形图显示在透射表面13上，扫掠单元14例如被控制单元控制。
根据图8示出的显示单元2、2’的特别优选的第四实施例，显示单元2、2’包括成至少一个发光二极管的形式的至少一个激光源22、限定显示区域3的透射表面23和被构造成朝透射表面23反射来自至少一个光源的光线的微反射镜矩阵24。透射表面23例如在封闭灯的外透镜上或由放置在该封闭外透镜后方的半透明屏幕形成。从光源22发出的光束用于照明透射表面23。
更准确地，该实施例包括准直单元25和光学系统26，准直单元25由至少一个光学透镜形成以将来自至少一个光源22的光线准直到微反射镜矩阵24上，光学系统26用于朝透射表面23聚焦被微反射镜矩阵24反射的光线，以使形成象形图的发射光束很好地聚焦在透射表面上以使象形图被清晰显示和被很好限定。
光源或多个光源22由至少一个发光二极管形成。有利地具有一组光源，一组多个芯片发光二极管类型的光源，即包括多个电致发光发射器的单个电子部件。
根据一个特征，由这些发光二极管发出的光是红色、琥珀色或白色的。
透射表面有利地是半透明的和中性色的；显示的象形图的颜色然后是根据执行的法定功能的类型而激活的光源的颜色的函数。
在该上一个实施例中，显示单元2、2’包括通过反射而引导光线的微反射镜矩阵24(也被认为是DMD或数字微反射镜装置)。光线在两个可能的方向上被反射:在朝聚焦光学系统的方向上或在与聚焦光学系统不同的方向上。
为此，每个微反射镜可以在两个固定位置之间枢转，即光线被朝聚焦光学系统反射的第一位置和光线在与聚焦光学系统不同的方向上被反射的第二位置。两个固定位置以对于所有微反射镜相同的方式定向并且相对于支撑微反射镜矩阵的参考平面限定微反射镜矩阵的和在其描述中限定的角度α特性。该角度α通常小于20°和常常大约是12°。
相应地，每个微反射镜反射在矩阵上照射的光线的较小部分，位置的改变使得可以改变由聚焦光学系统发出和在透射表面23上结束的光束的形状。通过微反射镜朝聚焦光学系统再定向的光线有助于由显示单元显示的象形图。并且在不同方向上由微反射镜再定向的光线与象形图无关。
相对于其他实施例和特别是第三实施例，该第四实施例是特别优选的。甚至，包括高亮度的准直光源的尤其是连接到扫掠单元的激光源的第三实施例具有许多缺点：首先，如果扫掠停止，则由于高亮度，对眼睛有危险；然后，激光源的使用表示光束在透射表面处的衍射，因此出现在焦点外的或复制的非故意光线和象形图；最后，MEMS构件遭受稳定性的问题，其性能被从高亮度光源接收的辐射扰乱，这生成具有移动或振荡的象形图的不稳定的显示。
通过提供其中象形图的显示是更稳定的装置，并且通过尤其地针对刹车灯或后部行车灯(侧灯)功能，不用高亮度的光源实现需要的法定性能，第四实施例解决这些缺点，从而解决使用激光源类型的高亮度准直源固有的安全问题。

Claims (17)

1.一种特别用于机动车辆(20)的适于显示象形图的信号装置(1、1’)，所述信号装置(1、1’)被构造成执行机动车辆(20)的至少一个信号功能，所述信号装置(1、1’)的特征在于：
所述信号装置包括用于设置在车辆(20)上的具有显示区域(3、3’)的显示单元(2、2’)，显示单元(2、2’)适于在显示区域(3、3’)中显示象形图，每个象形图发射光束，所述光束至少部分地具有所述至少一个信号功能中的至少一个的法定光度特性。
2.根据权利要求1所述的信号装置，其特征在于：
所述显示单元(2、2’)被构造成使得仅由象形图发出的光束具有信号功能的法定光度特性。
3.根据权利要求1所述的信号装置，其特征在于：
所述信号装置包括具有补充区域(10、11)的补充信号单元(7)，补充单元(7)被构造成发射从补充区域(10、11)发出的补充光束，象形图光束和补充光束的组合具有法定特性。
4.根据权利要求3所述的信号装置，其特征在于：
所述补充单元(7)包括适于发射光线的光源和用于在补充区域上分配光线以形成补充光束的单元。
5.根据权利要求3或4所述的信号装置，其特征在于：
所述显示区域(3、3’)和补充区域(10、11)是邻近的。
6.根据权利要求5所述的信号装置，其特征在于：
所述补充区域(10、11)至少部分地围绕显示区域。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述至少一个象形图涉及紧急情况。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述至少一个象形图涉及常规交通信息。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述象形图是动态的。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述信号装置包括控制单元(6)，所述控制单元被构造成根据车辆(20)的参数和/或车辆(20)的环境状态而自动地控制象形图的显示。
11.根据权利要求10所述的信号装置，其特征在于：
所述信号装置包括设置在车辆(20)上的传感器(5)，所述传感器(5)被构造成评估车辆(20)的环境状态。
12.根据权利要求10或11所述的信号装置，其特征在于：
所述控制单元(6)包括被配置成设置象形图的显示的参数的可编程命令(8)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述显示单元(2、2’)包括液晶、等离子体、无机或有机发光二极管类型屏幕，显示区域(3、3’)是该类型的屏幕。
14.根据权利要求1至12中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述显示单元(2、2’)包括适于形成激光束的至少一个激光源(12)、限定显示区域(3、3’)的透射表面(13)和被构造成在透射表面(13)上扫掠激光束的扫掠单元(14)。
15.根据权利要求1至12中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述显示单元(2、2’)包括表面光导，所述表面光导在其侧面之一上包括多组棱镜式结构或腔。
16.根据权利要求1至12中的任一项所述的信号装置，其特征在于：
所述显示单元(2、2’)包括成至少一个发光二极管的形式的至少一个光源(22)、限定显示区域(3)的透射表面(23)和被构造成朝透射表面(23)反射来自至少一个光源(22)的光线的微反射镜矩阵(24)。
17.一种机动车辆信号灯，包括根据前述权利要求中的任一项所述的适于显示象形图的照明装置(1、1’)。
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