CN112128705B - 用于机动车的照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车的照明设备，包括用于通过有针对性地偏转光源的光束辐射第一和第二光图像并且引导到光学透镜系统上的光电器件，和用于将所辐射的光图像在机动车前面成像的光学透镜系统，其中第一光图像在第一焦平面中清晰地被成像，第二光图像在第二焦平面中清晰地被成像，其中照明设备包括具有在尺寸上可调整的光阑孔径的可变光阑，其中可变光阑可以具有第一和第二光阑孔径状态，其中照明设备包括用于操纵光阑孔径的控制装置，其中可变光阑为了对第一光图像成像处于至少一个第一光阑孔径状态下并且围绕第一焦平面构造第一景深区域，其中可变光阑为了对第二光图像成像处于至少一个第二光阑孔径状态下并且围绕第二焦平面构造第二景深区域。

Description

用于机动车的照明设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的照明设备，所述照明设备包括以下方面：

-至少一个光源，所述光源被设立用于发射光束，

-光电器件，所述光电器件被设立用于通过有针对性地偏转至少一个光源的光束来辐射至少一个第一光图像和至少一个第二光图像并且将其引导到光学透镜系统上；以及

-光学透镜系统，所述光学透镜系统被设立用于将由光电器件辐射的光图像在机动车前面成像为光分布，其中至少一个第一光图像在机动车前面在第一焦平面中清晰地被成像为第一光分布，并且至少一个第二光图像在机动车前面在第二焦平面中清晰地被成像为第二光分布。

本发明此外涉及一种具有至少一个根据本发明的照明设备的机动车头灯。

背景技术

高分辨率系统在汽车照明中的可用性经常引起希望将徽标或符号从前头灯投射到各种各样的距离（车库墙、10m墙等等）上。通常可以通过可聚焦的透镜系统来满足这样的要求，所述可聚焦的透镜系统有头灯中的许多可移动部件的风险。

然而，许多可移动部件不是有利的，因为环境影响在车辆中与这例如针对起居室中的投影机或照相机的情况相比更强一些地（um einiges stärker）影响系统。为了能够正确对待（gerecht werden）环境影响、例如高温度波动（夏季/冬季、白天/夜晚）或强烈冲击（地皱（Bodenwelle）、凹坑），有利的是，尽可能稳健地设计（konzeptionierung）光学成像系统。但是由此，只能在特定距离上优化成像的清晰度。这引起，向其他间距、尤其是非常靠近车辆（例如车库墙）投影得出或多或少模糊的图像。

发明内容

本发明的任务是提供一种改善的照明设备。

该任务通过以下方式解决，即照明设备包括可变光阑（Irisblende），所述可变光阑中间连接在光电器件和光学透镜系统之间，并且具有在尺寸上可调整的光阑孔径，其中可变光阑能够具有第一和至少一个第二光阑孔径状态，其中所述光阑孔径在至少一个第一光阑孔径状态下和在至少一个第二光阑孔径状态下分别具有不同的尺寸，并且其中

所述照明设备包括用于操纵光阑孔径的控制装置，其中所述可变光阑为了成像至少一个第一光图像处于至少一个第一光阑孔径状态，并且围绕第一焦平面构造第一景深区域，以及其中所述可变光阑为了成像至少一个第二光图像处于至少一个第二光阑孔径状态并且围绕第二焦平面构造第二景深区域。

在所应用的光学系统中，术语“可变光阑”表示具有可变孔径宽度的光阑，所述光阑的光阑孔径在固定的中心情况下可以被改变，使得所述光阑孔径基本上保持（大约）圆形的。此外，可变光阑包括多个薄片（Lamellen），所述薄片可以通过机械装置共同地向内或向外被旋转；使用越多薄片，在调整圆形形状时可以越好地接近（angenähert）孔径。

结合本发明，所谓的“孔眼光阑”被理解为不可变的或不可改变的孔，并且不能与“可变光阑”等同。

“焦平面”是物空间（Objektraum）中的以下平面，即所述平面的点由透镜或物镜清晰地成像为图像空间中的图像平面上的点。焦平面之前和之后的区域是景深，在所述区域中点仍然足够清晰地被成像。

“景深”在此是在成像光学系统的物空间中的清晰区域的伸展的度量，并且描述在其之内对象足够清晰地被成像的距离范围的尺寸。

“光图像”和“光分布”之间的区别应如下理解：“光图像”被理解为光电器件产生要成像的图像，例如近光分布或徽标；只有当所产生的光图像向面上投影或射到那里时，才可以谈及“光分布”。

光电器件可以例如被构造为DMD（Digital Micromirror Device，数字微镜器件）。

DMD是可变地可操控的反射面，所述反射面由多个微镜构成，所述微镜由光源的光束照射，其中所述反射面将所反射的光束引导或反射到光学透镜系统上。

在此可以实现任意光分布、诸如近光光分布、城市光光分布、远光光分布或防眩光远光的成像。此外，也可以进行符号投影，诸如危险符号、导航箭头、制造商徽标等。

对于微镜布置，优选地使用所谓的“数字光处理（Digital Light processing）”投影技术（简称为DLP），其中通过将数字图像调制到光束上来产生图像。在此，通过也称为像素的可移动微镜的矩形布置，将光束分解成子区域，并且接着逐像素地反射或偏转进入投影路径（Projektionsweg）中或从投影路径反射或偏转出去。

DMD微系统是面光调制器（Flächenlichtmodulator），所述面光调制器由矩阵形布置的微镜执行器、也即可倾斜的或可偏斜的（verschwenkbaren）反射面组成，例如具有边长约为7μm。镜面被设计为使得所述镜面通过影响静电场而是可移动的。

每个微镜在角度上均可单独地被调整，并且通常具有两个稳定的最终状态，在所述两个稳定的最终状态之间例如可以在一秒钟之内被变换高达5000次。

微镜的数量对应于所投影的图像的分辨率，其中一个微镜可以表示一个或多个像素。同时可获得具有百万像素范围中的高分辨率的DMD芯片。

可以规定，第一光分布是近光光分布和/或远光光分布。

可以规定，所述一个第二光分布是徽标或制造商徽标。

可以规定，光阑孔径在第一光阑孔径状态下比在第二光阑孔径状态下更大。

可以规定，第二景深区域大于第一景深区域。

可以规定，第一焦平面与第二焦平面相同。

可以规定，第二光图像可以在距照明设备为3至10m、优选4至9m的间距内清晰地被成像。

可以规定，第一焦平面位于与照明设备相距25m的间距内。

可以规定，控制装置与至少一个光源、光电器件和可变光阑连接并且被设立用于接收操控数据并且根据所接收的操控数据来操控至少一个光源、光电器件和可变光阑。

例如操作元件、例如开关、遥控装置和/或传感器的状态被理解为操控数据。操控数据例如包含关于设置哪种光阑孔径的信息。

可以规定，照明设备包括传感器装置，所述传感器装置被设立用于检测照明设备与为投影至少一个第二光图像而设置的面的间距并且将所检测的间距传送给控制装置，所述控制装置根据由传感器装置传送的间距来控制可变光阑，使得至少第二光图像可以在所述面处清晰地被成像。

该任务同样通过一种包括至少一个根据本发明的照明设备的机动车头灯来解决。

附图说明

下面根据示例性附图更详细地阐述本发明。在此情况下

图1示出示例性照明设备，所述照明设备具有光电器件以及带有光阑孔径的可变光阑，所述光电器件借助于光源的光束将第一光图像引导到光学透镜系统上，所述可变光阑处于第一光阑孔径状态下，和

图2示出示例性的照明设备，所述照明设备具有光电器件以及带有光阑孔径的可变光阑，所述光电器件借助于光源的光束将第二光图像引导到光学透镜系统上，所述可变光阑处于第二光阑孔径状态下。

具体实施方式

图1和图2示出用于机动车的照明设备10，所述照明设备10包括光源100以及光电器件200，所述光源被设立用于发射光束，所述光电器件被设立用于通过有针对性地偏转至少一个光源100的光束来辐射第一光图像和第二光图像210、220并且将其引导到光学透镜系统300上。

第一光图像210例如对应于近光光分布和/或远光光分布。

第二光图像220例如对应于徽标或制造商徽标。

此外，照明设备10包括光学透镜系统300，所述光学透镜系统300被设立用于将由光电器件200辐射的光图像210、220在机动车前面成像，其中在机动车前面将第一光图像210在第一焦平面210a中清晰地成像以及将第二光图像220在第二焦平面220a中清晰地成像。

照明设备10此外包括可变光阑400，所述可变光阑400中间连接在在图中所示的示例中构造为DMD（数字微镜器件）的光电器件200与光学透镜系统300之间并且具有在尺寸上可调整的光阑孔径410，其中可变光阑400可以具有第一光阑孔径状态和第二光阑孔径状态411、412，其中所述光阑孔径410在第一光阑孔径状态411下比在第二光阑孔径状态412下更大。

照明设备10此外包括用于操纵光阑孔径410的控制装置500，其中所述可变光阑400为了对第一光图像210成像处于第一光阑孔径状态411下，并且围绕第一焦平面210a构造第一景深区域210b，这在图1中示出，以及其中可变光阑400为了对第二光图像220成像处于第二光阑孔径状态412下，并且围绕第二焦平面220a构造第二景深区域220b，这在图2中示出。在所示的示例中，第一焦平面210a在其地点（Lage）或位置方面与第二焦平面220a相同。第一焦平面210a可以例如处于与照明设备10相距25m的间距内，用于对第一光图像或近光光分布成像。

如在图中可以看出的，第二景深区域220b大于第一景深区域210b，其中放大的第二景深区域220b通过在第二光阑孔径状态412下减小的光阑孔径410引起。

为了操纵光阑孔径可以规定，控制装置500与至少一个光源100、光电器件200和可变光阑400连接并且被设立用于接收操控数据以及根据所接收的操控数据操控至少一个光源100、光电器件200和可变光阑 400。

这样的操控数据例如可以通过传感器装置来提供。在此，照明设备10包括例如传感器装置，所述传感器装置被设立用于检测照明设备10与为了投影至少一个第二光图像220所设置的面之间的间距，并且将所检测的间距传送给控制装置500，所述控制装置500根据由传感器装置传送的间距操控可变光阑400，使得可以在所述面处清晰地对至少一个第二光图像220成像。

这样的面例如以3至10m、优选4至9m的间距与照明设备10相间隔，其中第二光图像可以清晰地被成像到所述面上，也即第二焦平面220a定位在先前提到的面处和/或所述面位于第二景深区域220b之内。

附图标记列表

照明设备... 10

光源... 100

光电器件... 200

第一光图像... 210

第一焦平面… 210a

第一景深区域... 210b

第二光图像... 220

第二焦平面… 220a

第二景深区域... 220b

光学透镜系统… 300

可变光阑… 400

光阑孔径... 410

第一光阑孔径状态... 411

第二光阑孔径状态... 412

控制装置... 500。

Claims (9)

1.一种用于机动车的照明设备（10），所述照明设备（10）包括以下方面：

-至少一个光源（100），所述光源被设立用于辐射光束，

-光电器件（200），所述光电器件被设立用于通过有针对性地偏转所述至少一个光源（100）的光束辐射第一光图像（210）和第二光图像（220），并且引导到光学透镜系统（300）上，以及

-光学透镜系统（300），所述光学透镜系统被设立用于将由所述光电器件（200）辐射的第一光图像（210）和第二光图像（220）在所述机动车前面成像为光分布，其中所述第一光图像（210）在所述机动车前面在第一焦平面（210a）中清晰地成像为第一光分布，并且所述第二光图像（220）在所述机动车前面在第二焦平面（220a）中清晰地成像为第二光分布，其特征在于，

所述照明设备（10）包括可变光阑（400），所述可变光阑（400）中间连接在所述光电器件（200）和所述光学透镜系统（300）之间，并且具有在尺寸上可调整的光阑孔径（410），其中所述可变光阑（400）具有第一光阑孔径状态（411）和第二光阑孔径状态（412），其中所述光阑孔径（410）在所述第一光阑孔径状态（411）和第二光阑孔径状态（412）下分别具有不同的尺寸，并且其中

所述照明设备（10）包括用于操纵所述光阑孔径（410）的控制装置（500），其中所述可变光阑（400）为了对所述第一光图像（210）成像处于所述第一光阑孔径状态（411）下并且围绕所述第一焦平面（210a）构造第一景深区域（210b），以及其中所述可变光阑（400）为了对所述第二光图像（220）成像处于所述第二光阑孔径状态（412）下并且围绕所述第二焦平面（220a）构造第二景深区域（220b），

其中所述第一焦平面（210a）与所述第二焦平面（220a）相同，

其中所述控制装置（500）与所述至少一个光源（100）、所述光电器件（200）和所述可变光阑（400）连接，并且被设立用于接收操控数据，并且根据所接收的操控数据来操控所述至少一个光源（100）、所述光电器件（200）和所述可变光阑（400），以及

其中所述照明设备（10）包括传感器装置，所述传感器装置被设立用于检测所述照明设备（10）与为了对所述第二光图像（220）投影所设置的面的间距并且将所检测的间距传送给所述控制装置（500），所述控制装置（500）根据由所述传感器装置传送的间距来操控所述可变光阑（400），使得所述第二光图像（220）能够清晰地成像在所述面处。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述第一光分布是近光光分布和/或远光光分布。

3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述第二光分布是徽标。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述光阑孔径（410）在所述第一光阑孔径状态（411）下比在所述第二光阑孔径状态（412）下更大。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第二景深区域（220b）大于所述第一景深区域（210b）。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第二光图像（220）能够在距所述照明设备（10）为3至10m的间距内清晰地成像。

7.根据权利要求6所述的照明设备，其特征在于，所述间距为4至9m。

8.根据权利要求1至2中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述第一焦平面（210a）处于与所述照明设备（10）相距25m的间距内。

9.机动车头灯，具有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的照明设备。

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