CN111051767B - 用于机动车的前照灯以及用于运行前照灯的方法 - Google Patents

用于机动车的前照灯以及用于运行前照灯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的前照灯(1)，该前照灯具有：‑用于发射光束(3)的光源(2)，和‑光影响元件(4)，该光影响元件具有能电改变的光学性质，其中，光影响元件(4)布置在光束(3)的光路中。为了实现机动车的前照灯的改善的可见性，提出，‑光影响元件(4)由电致变化材料(11)制成，和‑能电改变的光学性质涉及光影响元件(4)的光折射。

Description

用于机动车的前照灯以及用于运行前照灯的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的前照灯。该前照灯具有：光源；和具有可变的光学性质/光学特性的光影响元件。本发明还涉及一种用于运行机动车的前照灯的方法。
背景技术
前照灯可以被设计用于为机动车提供近光和/或远光。前照灯特别是设计成机动车的前灯。机动车优选可以具有两个这样的前灯。
已知为前灯配备可动的镜，以便能够发射出不同的光分布。例如，文献DE 10 2013108 329 A1公开了一种用于车辆的前照灯，用于产生无眩光的远光功能。传感器装置检测迎面而来的和/或在前方行驶的交通参与者。控制装置以这样的方式控制前照灯的光源和/或光学单元，使得可以产生不使迎面而来的和/或在前方行驶的交通参与者炫目的远光分布。该光学单元具有用于产生基本光分布的基本光反射器碎片和用于产生附加光分布的至少一个远光反射器碎片。
还已知通过使用电致变化元件影响光束来产生不同的光分布。文献DE 103 30215 A1公开了一种用于车辆的前照灯，该前照灯具有光源和光影响部件，该光影响部件配设有具有可变的光透射性/辐射透射性的电致变化元件。可以通过并排布置的多个电致变化元件来调节不同的光功能。
文献DE 10 2011 105 975 A1描述了一种具有发射出口的前照灯，该发射出口的光透射率被控制和/或调节。文献DE 10 2013 108 811 A1公开了一种具有平面式设计的光学元件的前照灯，该前照灯在施加电压时比在断开电压时更透明。
为了在白天行驶期间更好地看到机动车，通常为机动车配备日间行车灯。为了提供日间行车灯，通常设置与前灯不同的其它照明装置。
文献DE 102 33 719 A1涉及一种具有用于产生多种功能的盖的发光件，该发光件具有电扩散器，该电扩散器的光学效果可以改变。还公开了使用扩散器在远光(用于照亮行车道的定向发射)和日间行车灯(散射的发射，以更好地识别车辆)之间切换。
发明内容
本发明的目的是，实现机动车的前照灯的改善的可视性。
根据本发明的用于机动车的这种前照灯具有：
-用于发射光束的光源，和
-具有可电改变的光学性质的光影响元件，其中，该光影响元件布置在光束的光路中。光源可以设计为例如灯泡、卤素灯、单个LED、多个LED的组件、OLED、氙气光源、单个激光二极管、多个激光二极管的组件或任意其它光源。
为了能够改善由前照灯提供的日间行车灯，根据本发明提出：
-光影响元件由电致变化/电致变色(elektrotrop)材料制成，和
-可电改变的光学性质涉及光影响元件的光折射。
此外提出，电致变化材料被分散到多个子区域中，这些子区域的相应的光学性质可以单独地电改变。
在本发明的意义上，电致变化材料应特别理解为一种材料，该材料的分子可以根据施加到该材料上的控制电压改变其取向。电致变化材料的折射率可以根据分子的取向而变化。换句话说，电致变化材料的折射率与施加到该材料上的控制电压相关联。特别地，所述电致变化材料是电致变化玻璃。取决于电致变化材料的折射率，透射过电致变化材料的光被不同程度地散射。折射率越大，则电致变化材料的光学印象就越呈现为乳状。折射率越小，则电致变化材料的光学印象就越透明。换句话说，电致变化材料的光学印象可在乳状和透明之间改变。
因此，光影响元件被设计为用于，根据光影响元件的折射率在传输期间使来自光源的光束以不同强度折射或散射。特别地，光影响元件被设计为用于，在传输期间根据施加到光影响元件上的控制电压使来自光源的光束以不同强度折射或散射。
例如，光影响元件或电致变化材料布置在前照灯内部或前照灯的光出口上。光影响元件可以被布置为前照灯的部件，使得由前照灯或光源发射的光可以被光影响元件部分地或完全地影响。换句话说，光影响元件可以布置在整个光束的光路中或仅布置在光束的一部分中。
在光影响元件处强烈散射或折射的光——与在明亮的环境中(白天)不那么强烈散射或折射的光相比——对人类而言具有更好的可见性。特别地，由前照灯发射的光被光影响元件越强地散射或折射，就可以确保在前照灯的明亮环境中的更高的可见性。另一方面，在黑暗的环境中(夜间)，由前照灯发射的光被光影响元件散射或折射得越少，则可以保证更好地照亮周围环境区域。
前照灯还可以具有控制单元，该控制单元控制电致变化材料的光折射的变化。特别地，控制单元被设计为用于将控制电压施加到电致变化材料上。
特别是规定，当光折射在两个任意的状态之间变化时，光影响元件的透射率最大降低50％、30％、20％、10％或5％。换句话说，当光影响元件的光折射变化时，透射率最大降低预定的量。因此，当光折射变化时，由前照灯发射的光强度或强度最大降低50％、30％、20％、10％或5％。通常规定，当改变光影响元件的光折射时，透射率仅受到很小的影响。特别地，透射率或发射强度涉及散射和定向透射或发射的光的总和。
一个改进方案提出，电致变化材料是玻璃，并且在夹层玻璃制造技术中被内置在壳体中，特别是被内置在壳体的装有玻璃的光出口中。换句话说，可以以夹层玻璃制造技术将电致变化材料制造为前照灯玻璃的部件。由此得到前照灯的特别有利和紧凑的构造形式。
可以设想，电致变化材料被分散到多个子区域中，这些子区域的相应的光学性质可以单独地电变化。在电致变化玻璃的情况下，电致变化玻璃被分散到多个子区域中，这些子区域的相应的光学性质可以被电分散。在这种情况下，控制单元可以被设计为用于，向子区域中的每个子区域施加用于控制子区域的相应的控制电压。以这样的方式，前照灯的光发射可以特别好地适应于不同的应用场景。此外，可以提供光学效果和/或有针对性地影响前照灯的外观以及进而机动车的外观。
一个改进方案提出，在电改变时，随着控制电压的升高，光影响元件的光折射减小。因此，在电变化时，随着控制电压的降低，光影响元件的光折射增加。在其它实施方式中，也可以相反地实施：随着控制电压的升高，光影响元件的光折射增加，而随着控制电压的下降，光影响元件的光折射减小。特别地，可以通过实施方式的适当选择来规定，在控制电压中断的情况下，光影响元件的光折射是呈现高的值还是低的值。
一个改进方案提出，光影响元件仅布置在光束的一部分的光路中。换句话说，如此选择光影响元件的布置，使得光束的一部分从光影响元件旁边经过。以此方式可以规定，光源的光束的仅一部分用于提供日间行车灯或近光灯。
本发明的第二方面涉及一种用于运行机动车的前照灯的方法。在此提出以下步骤：
-通过光源发射光束，以及
-电改变光影响元件的光学性质，以用于影响光束。
为了实现本发明的目的，提出：
-光影响元件由电致变化材料制成，以及
-在电改变时，使光影响元件的光折射发生变化。本发明还包括根据本发明的方法的改进方案，其具有已经结合根据本发明的前照灯的改进方案描述的特征。因此，在此不再描述根据本发明的方法的相应的改进方案。
还提出，将电致变化材料分散到多个子区域中，单独地电改变所述多个子区域的相应的光学性质。
该方法的一个改进方案提出，为了实现日间行车灯将电致变化材料切换到光折射的第一状态中，为了实现近光灯将电致变化材料切换到光折射的第二状态中，其中，在第一状态中的光折射高于在第二状态中的光折射。换句话说，对于用于实现日间行车灯的电致变化材料，选择比用于实现近光灯更大的光折射。通过更大的光折射以及因此形成的光源的光束的更大的散射或折射，可以产生前照灯的更好的可见性，特别是前照灯作为日间行车灯的功能。由于较低的光折射并且因此形成的光源的光束的较少的散射或折射，可以产生对周围环境区域、例如街道的更好的照明。
一个改进方案提出，单独地改变光影响元件的多个子区域的相应的光学性质，以产生规定的光分布。特别地，为子区域中的每个子区域独立于其它子区域规定了光学性质。以这样的方式，光效果可以表示为规定的光分布。尤其可以通过这种前照灯特别个性化地影响机动车的外观。
一个改进方案提出，动态地改变光影响元件的子区域的相应的光学性质，以产生动态的光效果。特别地，用于动态改变的子区域彼此独立地被动态操控。为此，例如可以将相应的、能随时间改变的控制电压施加到子区域中的每个子区域上。由此可以更好地个性化影响机动车的外观。
附图说明
下面描述本发明的实施例。为此示出：
图1以示意性剖面图示出用于机动车的前照灯；和
图2以示意性前视图示出用于机动车的前照灯。
具体实施方式
下面说明的实施例是本发明的优选实施方式。在实施例中，实施方式的所描述的各个部分均代表本发明的可彼此独立地看待的各个特征，这些特征还分别彼此独立地进一步改进了本发明，因此也独立地或在与示出的组合不同的组合中被视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也可以由本发明的其它已经描述的特征来补充。
在附图中，具有相同功能的元件均设有相同的附图标记。
图1在示意性剖面图中示出具有光源2、壳体8和光出口9的前照灯1。图2示出同一前照灯的前视图。光出口9是装有玻璃的。换句话说，光出口9由前照灯玻璃5形成。壳体8在当前情况下被前照灯玻璃5封闭。光源2可以设计为例如灯泡、卤素灯、单个LED、多个LED的组件、OLED、氙气光源、单个激光二极管、多个激光二极管的组件或任意其它光源。
光源2被设计为用于发射光束3。特别地，壳体8至少部分地设计为反射器10。反射器10被设计为用于反射光束3。特别地，光束3在光出口9的方向上被反射或发射。光束3可以通过光出口9离开前照灯1，并且可以作为有效光被向外提供。
在光出口9处布置有光影响元件4。光影响元件4被设计为电致变化材料11、特别是电致变化玻璃。由前照灯1发射的光束3能借助于光影响元件4来影响。特别地，光影响元件4或电致变化材料11具有可以电改变的光学性质。特别地，可以在分子水平上电地改变电致变化材料11的光学性质。特别地，可以至少基本上在取消可动构件的情况下影响光影响元件4的光学性质。换句话说，在不移动构件——例如微镜——的情况下改变光学性质。
作为光影响元件4或电致变化材料11的光学性质可以改变光折射。换句话说，电致变化材料11实现了，电改变光影响元件4的光折射。具体而言，当改变光影响元件4或电致变化材料11的光折射时，能改变其折射率。
当改变电致变化材料11的光折射时，电致变化材料11的透射率特别是以低于50％、30％、20％、10％或5％而降低。特别地，当改变光折射时，透射率基本上保持恒定或最多变化预定的量。因此，当电致变化材料11的光折射改变时，由前照灯1发射的光流基本上恒定或最多减小预定的量。
在此，光影响元件4借助于夹层玻璃制造技术被内置到前照灯玻璃5中。换句话说，在夹层玻璃制造技术中一起制造光影响元件4和前照灯玻璃5。
前照灯1具有控制单元6，该控制单元被设计为用于向光影响元件4或电致变化材料11施加控制电压7。可以借助于控制电压7来改变光影响元件4的光折射。特别地，光影响元件4的折射率取决于控制电压7的值。
当光折射变化时，随着控制电压7的升高，电致变化材料11的折射率可以增加。因此在光折射变化时，随着控制电压7的下降，电致变化材料11的折射率可以减小。在另一个实施方式中另选地，随着控制电压7的升高，电致变化材料11的折射率可以减小。因此，在本实施方式中，随着控制电压7的下降，可以使电致变化材料11的折射率增加。
特别是规定，为了通过前照灯1——特别是为机动车——提供日间行车灯功能，将光影响元件4切换到光折射的第一状态中。此外可以规定，为了通过前照灯1——特别是为机动车——提供近光灯功能，将光影响元件4切换到光折射的第二状态中。在第一状态中，光影响元件4的光折射优选大于在第二状态中。通过更大的光折射使得在更明亮的环境中或在白天可以更好地看到前照灯1。通过较低的光折射，可以在较暗的环境中，例如在夜间，实现对周围环境区域、特别是行车道的更好的照明。
换句话说，通过控制光影响元件4的光折射，可以由前照灯1提供日间行车灯或近光灯。在此，由前照灯发射的光可以基于光影响元件4的光折射而适应于相应的照明目的(日间行车灯或近光灯)。
根据图2，光影响元件4被分散到多个子区域15中。子区域15中的每个子区域都可以由控制单元6单独地操控。特别地，控制单元6可以将相应的控制电压施加到子区域15中的每个子区域上。因此，子区域15中的每个子区域的相应的光折射可以独立地变化。
通过将光影响元件4分散到子区域15中，前照灯1可以表现出不同的光学效果。例如，可以实现前照灯1的不同外观。例如，通过适当地操控子区域15，可以调节前照灯1的运动形式的、优雅的或特别明显的外观。在前照灯1的运动形式的外观中，例如通过子区域15的不同的光折射而形成锯齿状的轮廓。例如，在优雅的外观中，通过子区域15的不同的光折射而形成得体的轮廓。
另选地或附加地，通过改变光影响元件4或子区域15的光折射可以避免其它交通参与者眼花。例如，为在其它交通参与者的方向上透射光的那些子区域15规定高的光折射。
前照灯1的不同外观可以附加地被动态地规定。为此，控制单元6可以动态地操控子区域15的各个控制电压。动态特别是指，外观或控制电压随时间变化。以这种方式，例如可以显示出前照灯1的闪烁或扫动。通过扫动能实现行人横过马路。
在此，光影响元件4未覆盖整个前照灯玻璃5。由此，由前照灯1发射的光或光束3的一部分不受光影响元件4的影响。因此，光束3的固定部分总是可用于照亮周围环境。在图中未示出的其它实施方式中，光影响元件4可以覆盖整个前照灯玻璃5。
总体而言，这些示例示出，如何通过本发明实现由前照灯1更好地提供日间行车灯。

Claims (9)

1.一种用于机动车的前照灯(1)，该前照灯具有：
-用于发射光束(3)的光源(2)，和
-光影响元件(4)，该光影响元件具有能电改变的光学性质，其中，光影响元件(4)布置在光束(3)的光路中，其中
-光影响元件(4)由电致变化材料(11)制成，和
-能电改变的光学性质涉及光影响元件(4)的光折射，其中
-电致变化材料(11)被分散到多个子区域(15)中，所述多个子区域的相应的光学性质能单独地电改变，
其特征在于，
-前照灯(1)被设计为用于，通过改变子区域(15)的光折射避免其它交通参与者眼花，其方法是，为在其它交通参与者的方向上透射光的那些子区域(15)规定高的光折射，其中
-当光折射在两个任意的状态之间变化时，光影响元件(4)的透射率最大降低50％。
2.根据权利要求1所述的前照灯(1)，其特征在于，电致变化材料是电致变化玻璃并在夹层玻璃制造技术中被内置在壳体中。
3.根据权利要求2所述的前照灯(1)，其特征在于，电致变化材料被内置在壳体的装有玻璃的光出口(9)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的前照灯(1)，其特征在于，在电改变时，随着控制电压(7)的升高，光影响元件(4)的光折射减小。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的前照灯(1)，其特征在于，光影响元件(4)仅布置在光束(3)的一部分的光路中。
6.一种用于运行机动车的前照灯(1)的方法，该方法包括以下步骤：
-通过光源发射光束(3)，以及
-电改变用于影响光束(3)的光影响元件(4)的光学性质，其中
-光影响元件(4)由电致变化材料(11)制成，以及
-在电改变时，使光影响元件(4)的光折射发生变化，其中
-将电致变化材料(11)分散到多个子区域(15)中，单独地电改变所述多个子区域的相应的光学性质，
其特征在于，
-通过改变子区域(15)的光折射避免其它交通参与者眼花，其方法是，为在其它交通参与者的方向上透射光的那些子区域(15)规定高的光折射，其中
-当光折射在两个任意的状态之间变化时，光影响元件(4)的透射率最大降低50％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，电致变化材料(11)为了实现日间行车灯被切换到光折射的第一状态中，为了实现近光灯被切换到光折射的第二状态中，其中，在第一状态中的光折射高于在第二状态中的光折射。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，为了产生规定的光分布，单独地改变光影响元件(4)的多个子区域(15)的相应的光学性质。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了产生动态的光效果，动态地改变光影响元件(4)的子区域(15)的相应的光学性质。
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