CN107110457B - 用于车辆的照明装置、具有两个照明装置的照明系统和用于运行该照明系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明装置（1），其具有用于产生光束（11）的光源（10）并具有用于使所述光束（11）转向的射束转向单元（12），其中，设置有照明层元件（13），所述照明层元件能够在它的面式延伸部上通过射束转向单元（12）利用所述光束（11）选择性地照明，并且其中，通过所述照明层元件（13）的照明能够产生用于在所述车辆前面进行投射的光。根据本发明设置有反射器元件（14），所述反射器元件布置得邻接所述照明装置（13），其中，所述反射器元件（14）这样地设置，使得照明层元件（13）和所述反射器元件（14）能够通过被转向的光束（11）被照明并且使得碰到所述反射器元件（14）上的光束（11）能够换向到所述照明层元件（13）上。

Description

用于车辆的照明装置、具有两个照明装置的照明系统和用于 运行该照明系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的照明装置，其具有用于产生光束的光源并具有用于使所述光束转向的射束转向单元，其中，设置有照明层元件，所述照明层元件能够在它的面式延伸部上通过射束转向单元利用所述光束选择性地照明，并且其中，通过所述照明层元件的照明能够产生用于在所述车辆前面进行投射的光。车辆在这里被理解为机动车、卡车、摩托车、电动自行车、踏板车等。

背景技术

DE 10 2010 028 949 A1公开了一种用于车辆的照明装置，其具有光源，该光源被构造为激光射束源，并且激光射束源发射例如具有蓝色波长的激光射束。通过包括作为主要的和光学上主动组成部件的反射镜的射束转向单元，可以借助于反射镜在照明层元件上的扫描运动使激光射束运动。在此，激光射束激励起照明层元件的转换层，由此通过转换层又发射白光。由此一般通过照明装置产生白光，该白光可以用于满足照明装置的主光功能，即例如用于车辆的前照灯的远光或近光。

在此，由光源发射的电磁辐射、即例如蓝色激光射束可以借助于射束转向单元在照明层元件的基本上整个延伸部上选择性扫描，并且利用射束转向单元沿主转向方向的共振摆动的反射镜可以使所产生的焦点快速地在照明层元件的转换层上运动，使得激光射束焦点在转换层上的运动对于人眼来说可以不再被感知。确切地说，照明层元件上的扫描运动通过被转变的且白色出射的光表现为线辐射器还是面辐射器取决于下述情况，即，激光射束仅沿一主方向还是也例如沿垂直于该主方向取向的副方向被转向并通过照明层元件被引导。给照明层元件还可以后置一射束成形光学装置，例如一投射光学装置，利用该投射光学装置，在车辆前面投射出在照明层元件上产生的照明场，以便例如产生近光分布或远光分布。

为了实现照明层元件上的光分布的动态调整，设置借助于能操控的射束转向单元来控制为了激励转换层所采用的激光辐射。但是，具有共振摆动的反射镜的射束转向单元具有这样的缺点，即，照明层元件上所产生的焦点的速度在边缘侧上、也就是在反射镜运动的折回的区域中，速度被减慢或该速度被减少到零，并且接下来，反射镜在它的转动速度上才又加速。在此，在穿过中间位置时，反射镜具有它的最快速度，这点造成出射白光的特别低的明暗度。

不同于例如无质量电子射束的转向，反射镜基于它的惯性不可以被任意操控和动态地运动。尤其在几千赫兹的范围中的对于这里感兴趣的结构形式的照明装置的高分辨率和无闪光所需的线频率仅可以利用沿至少一个空间方向、大多水平、共振运动的反射镜实现。在通过能运动反射镜形成的这种调合式摆动器的情况下，绕零位态的反射镜角度偏转的物理所决定的时间走向造成反射镜在折回区域中、也就是说因此在远离零位态的分别最大的偏转部的区域中的停留可能性是最大的。因此得到在边缘侧上特别高的明暗度，并且在中部、也就是零位态周围得到特别低的明暗度，该特别低的明暗度针对车辆前照灯的典型光分布而言要避免。

在持久接通进而有效利用的、作为用于照明装置的光源的激光射束源中，根据图1的光分布A也相应于照明层元件上的光分布。光明暗度因此在照亮区域的边缘上最大，这是因为在这里是反射镜的折回点，并且在此，反射镜速度短时地等于零。在相反以0°所示的中部，停留可能性最小，这是因为在这里，反射镜速度最大。

为此，图1在示意图中示出了现有技术，并且示出了具有光源10的照明装置1，该光源使光束11、例如激光射束指向到具有反射镜16的射束转向单元12上。反射镜16通过射束转向单元12就像以箭头示出的那样被置于振荡式运动，从而使得沿主转向方向15的光束11转向。被转向的光束11在背侧上入射到照明层元件13上，该照明层元件在前侧上产生具有白光的所示光分布A，并且所产生的白光可以通过相应的光学装置被投射到车辆之前。在此，在边缘侧上，光的明暗度最高，从而使得具有与中轴线18最大间距的明暗度总是进一步升高，该中轴线例如可以形成光场的光学轴。

就像图1中以光分布A示出那样的这类光分布刚好不相应于就像在图3中所示那样的前照灯的典型光分布。该期望的光分布B的明暗度最大值处于中轴线18附近，以0°角度表明。0°轴的左边，角度标记为负数，0°的右边，角度标记为正数。因此值得期待的是，利用照明装置的图1中所示的原理结构来产生如图3中所示那样的光分布。

发明内容

本发明的任务是改善前面实施的结构形式的照明装置，并且照明装置应当产生就像至少部分基本上相应于针对车辆的前场照明的光分布那样的光分布。在此，也应当尽可能有效地使用光源。

该任务利用根据本发明的照明装置、具有两个照明装置的照明系统以及相应的方法来解决。

本发明包括这样的技术教导，即，设置反射器元件，所述反射器元件布置得邻接所述照明层元件，其中，所述反射器元件这样地设置，使得照明层元件和所述反射器元件能够通过被转向的光束被照明并且使得入射到或者说碰撞到（auftreffend）所述反射器元件上的光束能够换向到所述照明层元件上。

本发明有利地使用了这样的可能性，即，这样折叠沿主转向方向进行扫描的光束，使得照明层元件直接由扫描的光束照亮，并且同时，照明层元件间接通过反射器元件照亮。因此，以一时间份额入射到反射器元件上的、运动的光束与通过反射器元件直接入射到照明层元件上的光束被置于重叠。光束的该折叠能够实现形成仅一个具有提高的明暗度的边缘区域，而照明层元件与反射器元件之间的过渡部形成能产生的光场的一边缘区域，在该边缘区域中，反射镜速度进而焦点在照明层元件上的速度是最大的。因此就像开始描述的那样可以相应地使用具有最小强度的边缘区域，以便形成用于车辆的前场照明的惯用光场。在此，例如实施为激光射束源的光源不必被调制并且可以利用全功率在连续波运行方式中运行，其中，在用于通过照明装置产生光场的全范围中可以使用通过光源所提供的功率。

例如，所述光束能够通过所述射束转向单元沿至少一个主转向方向在一扫描角度上转向，其中，所述照明层元件和所述反射器元件沿所述主转向方向并排布置。在此附加地可以沿在主转向方向上垂直的副方向转向所述光束，例如利用射束转向单元的第二反射镜。在此，主转向方向可以相应于车辆的横向方向，该车辆中或上设置照明装置。

所述照明层元件和所述反射器元件有利地构造有沿所述主转向方向的彼此相同的宽度，从而使得所述照明层元件和所述反射器元件之间的过渡部处于所述扫描角度的角等分线中。由此实现了，在所述过渡部中，射束转向单元的反射镜的运动最大，因此，焦点在照明层元件上的运动也在相对于反射器元件的过渡部的区域中最大。过渡部的邻接区域可以在照明层元件上形成光场的一区域，该光场通过投射光学装置作为前场被投射到车辆之前，该前场同样相应于边缘区域。与之相反，照明层元件沿主转向方向的、构造得与反射器元件相对置的边缘区域被配属给光场的中部，在该中部期望最高的明暗度。

具有特别优点地，反射器元件可以被构造为自由形式反射器，尤其以如下方式，即，由反射器元件反射到照明层元件上的光具有如下这样的明暗度分布，该明暗度分布与照明层元件的直接照明、即例如利用激光射束的直接照明的明暗度分布重合。结果，照明层元件以双倍的明暗度被照明，由此甚至可以较弱地设计光源。所述光源可以通过激光射束源来形成并且所述照明层元件可以例如具有转换层，所述转换层使第一波长的入射的激光辐射转换成至少一个第二波长的出射光。第二波长的被转换的光例如可以是白光，其中，激光光束例如可以具有蓝色波长。在此，蓝色波长可以为了形成白光同样还形成一颜色份额。通常由此产生了相加混色，并且转换层、例如磷层可以这样地构造，使得例如通过蓝光、绿光和红光的混色来形成白光，该白光可以用于车辆的惯用前场照明。尤其地，波频谱可以为了提供具有这种色温的车辆之前的光分布而被调整，使得能够实现车辆驾驶员的优化的中间光学能见度或微光能见度。

此外，本发明涉及用于车辆的照明系统，其具有左边的照明装置以及具有右边的照明装置，从而使得照明系统包括两个照明装置，两个照明装置就像前面所描述地实施的那样。在此，这些照明装置中的照明层元件可以布置得彼此相对指向，其中，反射器元件在外侧上布置在照明装置中。因此在同时运行两个照明装置时产生针对车辆的前场照明，就像该前场照明相应于开头描述的典型近光分布那样。

此外，本发明涉及用于运行前面描述的具有两个照明装置的实施方案的照明系统的方法，其中，照明装置中的反射镜的摆动幅度可以彼此协调地进行改变。在此，相应调制地操控所述射束转向单元，并且例如，第一照明装置的射束转向单元可以与第二照明装置的射束转向单元偏离地进行操控。

此外，本方法规定，根据车辆的转弯行驶改变射束转向单元的所述反射镜的摆动幅度。随着所述反射镜的摆动幅度的改变，也可以共同地或相对彼此地改变所述照明装置中的光源的功率。因此，通过不同地操控所述射束转向单元可以满足曲线光功能。

根据一变型方案，照明层元件沿主转向方向的延伸部和反射器元件之间的分配也可以不同分布地设置，例如，照明层元件沿主转向方向的宽度不必与反射器元件的宽度相同，从而使得光分布可以也通过相应的几何尺寸改变被进一步地调整。如果两个照明装置被用于一照明系统，那么两个照明装置的光分布也可以不同地取消。例如也可以使这些光分布交叠。尤其地为了形成唯一的照明装置可以设置多个反射镜和多个照明层元件，其中，各个照明层元件例如可以分别形成一光场的一部分，该光场被产生用于满足车辆之前的光功能。如果每个照明装置使用多个反射镜，那么也可以使一照明装置内部的这些反射镜幅度发生变化，以便改变光分布。此外也可以共振地运行两个反射镜的两个摆动轴线。在这些反射镜与照明层元件之间的光路中可以除了反射器元件之外还置入另外的光学元件，以修正可能的偏倚。通过光源、例如激光射束源的与反射镜的偏转同步的时间调制，可以使光分布的有针对性的部分“变暗”。以这种方式可以例如避免使另外的交通参与者炫目，并且可以提供防炫目的远光。

此外，前面所描述的照明装置例如可以被用于将图像数据投射到车道或环境中的另外的表面上，其中，以简单的方式光束必须被指向到照明层元件的相应区域上，这些区域产生照明层元件上的相应明暗度分布。该明暗度分布最后通过投射光学装置作为前场被投射到车辆之前。

附图说明

随后与本发明的一优选实施例的描述一起根据附图详细示出其它的改善本发明的措施。其中：

图1示出了根据现有技术的照明装置的示意视图，其具有针对所示结构独特的光分布；

图2示出了用于形成根据本发明的照明系统的两个照明装置的示意图，其具有所得出的光分布；

图3示出了用于产生根据现有技术的前场照明的光分布，尤其是远光分布，其能够利用根据图2的照明系统来产生；

图4示出了在主转向方向上的明暗度分布，该明暗度分布在中轴线左侧具有最大值以及

图5示出了根据图4的明暗度分布，其中，明暗度的最大值处于中轴线右侧。

具体实施方式

图1在本说明书的引言中与所示的独特光分布一起已经被描述。

图2示出了具有两个照明装置1的照明系统100的根据本发明的结构，并且这些照明装置1可以在车辆的前照灯中形成各个光模块，从而使得在前照灯中可以设置两个照明装置1或这些照明装置1本身形成了车辆的前照灯并相应彼此间隔开地布置。在两个照明装置1的运行中可以在主转向方向15中产生绕中轴线18的光分布B，就像随后详细描述的那样。

照明装置1分别具有一光源10，所述光源用于产生一光束11并且设置有具有反射镜16的射束转向单元12，该反射镜在一空间轴上共振地被置于摆动运动。光束11入射到射束转向单元12的反射镜16上并在主转向方向15上通过反射镜16的共振转动摆动运动被转向。如果使光源10运行，那么以被转向的光束11照明了照明层元件13，其中，照明例如可以在背侧上进行，并且在背离通过光束11的光入射的侧面上，照明层元件13可以产生以B表示的光分布并相应地发射光。照明层元件13以未详细示出的方式具有转换层，例如磷层，并且光源10可以是激光射束源。激光射束源的所提供的光例如可以包括蓝色的波长，其中，通过照明层元件13中的转换层最后产生了具有白光的光分布B。

在边缘侧上，与两个照明装置1的照明层元件13邻接地布置反射器元件14，这些反射器元件具有被构造为自由形式反射器的反射器侧面。在此这样地设置所述射束转向单元12，使得照明层元件13和反射器元件14由对应的光束11以相同方式和尤其是利用大致相同的持续时间被照射，尤其其方式是，相应地实施反射镜16的所述运动。入射到反射器元件14上的光朝对应的照明层元件13的方向转向并被其吸收。由此产生折叠光束的原理，并且反射器元件14的自由形式反射器可以这样地实施，使得照明层元件13以相同的明暗度分布通过由反射器元件14所反射的光来照明，就像以射束11通过反射镜16的直接照明。

通过两个照明装置1彼此的所示邻接的布置可以形成照明系统100，该照明系统造成预期的光分布B。该光分布在中轴线18上具有最大值并且沿边缘区域中一直继续减少光分布的明暗度，并且最小值在照明层元件13和反射器元件14之间的过渡部17上产生。这些过渡部17形成主转向方向15的中间区域，在该中间区域中，射束转向单元12的反射镜16的运动速度具有最大值。因此，通过焦点在那里非常快的速度，由于照明层元件13上的光束11所产生地，过渡部17中的明暗度变得最低。

图4和5示出了根据图2的光分布B的变型方案，并且图4中在中轴线18的左侧面上示出了具有最大值的光分布B''，并且图5中在中轴线18的右侧面上示出了光分布B''。这些光分布能够实现根据图2的照明系统100的曲线光功能，并且通过相应操控所述射束转向单元12可以实现偏心设置的明暗度最大值。

通过明暗度分布的前述最大值可以满足适配的曲线光功能，并且明暗度最大值可以从中轴线18中导出，在该中轴线上，两个照明装置1的共振摆动的反射镜16的摆动幅度通过相应的操控被实施成彼此不同。射束转向单元12可以与一操纵单元处于连接中，该操控单元提高了所述一个反射镜16的摆动幅度，而减少了另一反射镜的摆动幅度。这种操控的可能的转换可以通过如下方式来实现，即，在针对反射镜16分别所允许的最大值的例如70%的摆动幅度的情况下，光分布直接彼此邻接或略微交叠。当现在例如将左边反射镜16的幅度被减少到55%并同时将右边反射镜16的幅度提高到85%时，那么明暗度最大值向左边移动，例如在图4中示出。类似地，当例如将左边前照灯的反射镜的幅度被提高到85%并且将左边反射镜16的幅度被减少到55%时，明暗度最大值可以向右移动。

本发明在它的实施上不被限制在前面记载的优选实施例上。确切地说，可以考虑一定数量的变型方案，其也在原理上不同形式的实施方案中利用所示的解决方案。全部从说明书或附图得出的特征和/或优点，包括结构细节、空间布置和方法步骤不仅本身，而且在不同的组合中可以是对本发明重要的。

Claims (10)

1.用于车辆的照明装置（1），其具有用于产生光束（11）的光源（10）并具有用于使所述光束（11）转向的射束转向单元（12），其中，设置有照明层元件（13），所述照明层元件能够在它的面式延伸部上通过所述射束转向单元（12）利用所述光束（11）选择性地照明，并且其中，通过所述照明层元件（13）的照明能够产生用于在所述车辆前面投射的光，

其特征在于，

- 设置一反射器元件（14），所述反射器元件布置得邻接所述照明层元件（13），其中，

- 所述反射器元件（14）这样地设置，使得所述照明层元件（13）和所述反射器元件（14）能够通过被转向的光束（11）照明，

- 并且入射到所述反射器元件（14）上的光束（11）能够换向到所述照明层元件（13）上。

2.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述光束（11）能够通过所述射束转向单元（12）沿至少一个主转向方向（15）在一扫描角度（α）上转向，其中，所述照明层元件（13）和所述反射器元件（14）沿所述主转向方向（15）并排布置。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置（1），其特征在于，所述照明层元件（13）和所述反射器元件（14）构造有沿所述主转向方向（15）的彼此相同的角度宽度，从而使得所述照明层元件（13）和所述反射器元件（14）之间的过渡部（17）处于所述扫描角度（α）的角等分线中。

4.根据要求1或2所述的照明装置（1），其特征在于，所述反射器元件（14）被构造为自由形式反射器，尤其以如下方式，即，由所述反射器元件（14）反射到所述照明层元件（13）上的光与照明层元件（13）的直接照明的光分布重合。

5.根据权利要求1或2所述的照明装置（1），其特征在于，所述光源（10）通过激光射束源来形成和/或所述照明层元件（13）具有转换层，所述转换层使第一波长的入射的激光辐射转换成至少一个第二波长的出射光。

6.根据权利要求1或2所述的照明装置（1），其特征在于，所述射束转向单元（12）具有至少一个反射镜（16），所述至少一个反射镜能够以一摆动幅度被置于摆动中。

7.用于车辆的照明系统（100），其具有左边的以及具有右边的根据权利要求1至6中任一项所述的照明装置（1），其中，所述照明装置（1）中的所述照明层元件（13）布置得彼此相对地指向，并且其中，所述反射器元件（14）在所述照明装置（1）中布置在所述照明层元件（13）的外侧。

8.用于运行根据权利要求7所述的照明系统（100）的方法，所述照明系统具有两个照明装置（1），其特征在于，所述反射镜（16）的摆动幅度在所述照明装置（1）中被彼此协调地改变。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据车辆的转弯行驶改变所述反射镜（16）的摆动幅度。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，随着所述反射镜（16）的摆动幅度的改变，共同地或相对彼此独立地改变所述照明装置（1）中的光源（10）的功率。

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