CN113348324A - 用于机动车前照灯的照明设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车前照灯的照明设备(10)，所述照明设备包括：‑至少一个第一光源(50)，用于将光束沿第一放射方向(X1)射出；‑第一偏转装置(100)，其具有偏转面(110)，所述偏转面设计用于，将至少一个光源(50)的光束的至少一部分沿第二放射方向(X2)偏转；和‑第二偏转装置(200)，其具有多个彼此独立地可操控的且运动的偏转元件，所述偏转元件用于将由第一偏转装置(100)偏转的光束中的至少一部分光束沿第三放射方向(X3)偏转并且用于在所述照明设备(10)前方产生光分布，其中第一偏转装置(100)包括至少一个第二光源(60)，所述至少一个第二光源(60)具有主放射方向，所述第二光源的光束能够沿所述主放射方向发射，其中至少一个第二光源(60)设置在第一偏转装置(100)的偏转面(110)上，使得主放射方向平行于第二放射方向(X2)。

Description

用于机动车前照灯的照明设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车前照灯的照明设备，所述照明设备包括：
-至少一个第一光源，用于将光束沿第一放射方向射出；
-第一偏转装置，其具有偏转面，所述偏转面设计用于，将至少一个光源的光束的至少一部分沿第二放射方向偏转；和
-第二偏转装置，其具有多个彼此独立地可操控的且可运动的偏转元件，所述偏转元件用于将由第一偏转装置偏转的光束中的至少一部分光束沿第三放射方向偏转并且用于在照明设备前方产生光分布。
本发明还涉及一种机动车前照灯，其包括至少一个根据本发明的照明设备。
背景技术
在改进现在的前照灯系统时，变得越来越重要的期望是，可以在车道上投射尽可能高分辨率的光图像，所述光图像快速地改变并且可以适配相应的交通、街道和光条件。
表述“车道”在此用于简化示出，因为不言而喻这与位置的给定条件相关：光图像实际上位于车道上或还延伸到例如车道边缘上。
原则上，与相关的关于机动车照明技术的标准相关地根据到竖直面上的投射来描述光图像，其中由多个微镜形成能可变地操控的反射面，并且沿前照灯的放射方向反射由第一发光机构发射的光束。
在此，可实现具有不同的光分布的任意光功能，例如近光灯光分布、转弯灯光分布、市区用灯光分布、高速路灯光分布、弯道灯光分布、远光灯光分布或无眩光远光灯的图像。此外，还可以进行符号投射，例如危险符号、导航箭头、制造商标志等。
对于微镜装置，优选使用所谓的“数字光处理”投射技术，简称DLP，在DLP中通过将数字的图像调制到光束上来产生图像。在此，通过可运动的微镜也称为像素的矩形布置，将光束分解为子区域并且随后逐像素地反射或偏转到投射路径中或从投射路径中反射或偏转出来。
用于所述技术的基础优选形成光电子器件，其包含呈微镜矩阵形式的矩形布置及其操控技术，例如“数字微镜设备”，简称DMD。
DMD微系统是平面光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)，其由矩阵式设置的微镜致动器，即可翻转的或可枢转的镜反射的面组成，所述面例如具有大约7μm的棱边长度。镜面构造为，使得其由于静电场的作用是可运动的。
每个微镜的角度可单个地调整并且通常具有两种稳定的最终状态，在所述最终状态之间例如在一秒之内可以进行直至5000次的变换。
微镜的数量对应于投射的图像的分辨率，其中一个微镜可以是一个或多个像素。在这期间，可获得具有在百万像素范围内的高分辨率的DMD芯片。
此时使用的机动车前照灯可以动态地控制产生的光分布，例如无眩光远光灯的光分布，使得探测到迎面而来的车辆并且例如通过由LED光源形成的矩阵产生的光分布朝迎面而来的车辆的方向变暗。
总的来说，在高分辨率的光系统的范围内，尤其在DMD技术的范围内存在如下问题，即由于通过可以用于DMD的照明的光源的限制不期待全功能的光功能。尤其，不能实现具有高的最大值(大于100lx)和+/-20°的宽度(根据ECE测量屏幕测量)的全功能的远光。可由DMD或DLP模块产生的远光分布是相对窄的，其具有+/-10°的最大预期的宽度。
出于该原因，必须添加其他附加模块，所述附加模块产生远光的或远光分布的全宽度，其中所述附加模块典型地必须放置在前照灯的任意部位处并且关于在机动车前照灯中的设计和被占用的结构空间方面是不期望的。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的照明设备。
所述目的通过如下方式实现，即偏转装置包括至少一个第二光源，所述至少一个第二光源具有主放射方向，第二光源的光束可沿所述主放射方向发射，其中至少一个第二光源设置在第一偏转装置的偏转面上，使得主放射方向平行于第二放射方向。
至少一个第一光源例如设计用于，实现在照明设备前方的地面照明或前端照明，其中设有至少一个第二光源，用于在照明设备前方产生例如用于远光分布的附加的光点或将附加的光点成像到第一偏转装置上。
至少一个第二光源的主放射方向应当尽可能或近似平行或完全平行于第二放射方向，因为第二偏转装置，如果其构成为DMD，详细说明为具有非常小的光射入角范围，即光束过于倾斜或平地射到DMD的微镜上，这能造成微镜的后方发光，这还造成在投射的光图像中的散射光从而造成差的明暗对比度，所述明暗对比度在用于机动车前照灯时是极其重要的。
然而，小的角偏差，只要其处于DMD的预设的角度范围内，是允许的并且在使用多个第二光源时还是几何方面必需的(由于光源彼此错开)。
要注意的是，用表述“可在照明设备前方投射”表示沿安装照明设备的机动车的行驶方向投射。
表述“行驶方向”在上下文中表示如下方向，被驱动的机动车如构造设置那样沿该方向运动。技术上可实现的倒车行驶在本文中不定义为行驶方向。
将“主放射方向”理解为如下方向，第一或第二光源由于其方向作用沿该方向放射最强或最多的光。
有利地可以提出，至少一个第二光源设置在第一偏转装置的偏转面的几何中心处，其中偏转面优选具有用于至少一个第二光源的凹部。
将几何中心例如也理解为几何重心。这数学上对应于在附图之内，在此情况下在面之内的所有点的平均。这种面例如也可以构成为二维，即二维的面。
在抛物线曲面(或双曲面)中的如下点例如也可以理解为几何中心，在该点处旋转轴线与抛物线曲面交，抛物线(或双曲线)围绕该旋转轴线旋转，以便产生抛物线曲面。
第一偏转装置例如可以构成为，使得所述偏转面具有断裂处或开口，至少一个第二光源可以将光束穿过断裂处或开口发射到第二偏转装置上。
可以提出，第一偏转装置具有支架，偏转面设置在所述支架处，其中支架具有开口，至少一个第二光源设置在所述开口中。
在本发明的根据实践的实施方式中可以提出，支架构成为冷却体并且设计用于将在至少一个第二光源处产生的热量导出。
可有益的是，第一偏转装置具有刚好一个第二光源。
可以提出，至少一个第二光源作为发光二极管或激光光源构成有光转换机构。
因为激光装置通常放射聚合的单色光或在窄的波长范围内的光，然而在机动车前照灯中通常针对放射的光优选或法律规定的是白色的混合光，所以沿激光装置的放射方向设置所谓的光转换元件，用于将基本上单色的光转换为白色光或多色光，其中将“白色光”理解为这种光谱组成的光，所述光谱组成在人处产生色彩印象“白色”。所述光转换元件例如以一个或多个光致发光转换器或光致发光元件形式构成，其中激光装置的射入的激光束射到通常具有光致发光颜料的光转换元件上并且激励光致发光颜料用于光致发光，并且在此发出与进行辐射的激光装置的光不同波长或波长范围中的光。光转换元件的光输出在此基本上具有朗伯辐射体的特征。
在光转换元件中在反射的和透射的转换元件之间进行区分。
表述“反射的”和“透射的”在此涉及被转换的白光的蓝色部分。在透射的构造的情况下，蓝光部分的主传播方向在穿透转换体积或转换元件之后基本上与输出激光束的传播方向相同地定向。在反射的构造的情况下，将激光束在可归属于转换元件的边界面上反射或偏转，使得蓝光部分具有与通常构成为蓝色激光束的激光束不同的传播方向。
还可以提出，至少一个第二光源具有前置光学装置，所述前置光学装置构成为准直仪。
将准直仪理解为如下装置，其设计用于将光束彼此平行地定向。
有利地可以提出，在至少一个第一光源下游连接前置光学装置。
因此，前置光学装置在第一光源的光路中位于第一光源和第一偏转装置之间。
在此可以提出，前置光学装置构成为准直仪。
有利地可以提出，第二偏转装置构成为数字的微镜阵列，其具有多个阵列式并排设置的可单个或成组地操控的微镜。
每个微镜能单个地调整其角度并且通常具有两个稳定的最终状态，所述微镜可以在这两个稳定的最终状态之间翻转。
有利地，第二偏转装置构成为DMD。
然而，通过将单个的或成组的选择的偏转元件有针对性地运动，照明设备的放射光分布的形状也可以改变在放射光分布之内的光强度分布。由此，放射光分布不仅在其形状(伸展和/或延伸)方面而且在其亮度分布方面是可动态改变的。偏转元件的操控，从而放射光分布的变化，可以与机动车的运行参数(例如车辆速度、负载、转向角、横向加速度等)相关地进行。在操控偏转元件时，也可以考虑车辆的环境参数(例如外部温度、降水量、在车辆周围探测到的其他交通参与者等)。
可以提出，至少一个第一光源构成为至少一个发光二极管。
优选提出，在设有两个或更多个发光二极管的情况下，每个发光二极管可以与其他发光二极管无关地被操控。
每个发光二极管由此可以与光源的其它发光二极管无关地接通和关断，并且优选当涉及可调光的发光二极管时，也与光源的其它发光二极管无关地调光。
还可以提出，照明设备包括至少两个第一光源，优选刚好两个第一光源。
可有益的是，第一放射方向平行于第三放射方向。
可以提出，第一偏转装置的偏转面构成为双曲面型的或抛物线曲面型的反射器。
原则上，偏转面也可以具有其他形状，例如椭圆面形状。
可以提出，第一偏转装置将至少一个第一光源的光束聚集到一点，该点沿第二放射方向位于第二偏转装置后方。
同样所述目的通过具有至少一个根据本发明的照明设备的机动车前照灯实现。
附图说明
下面，根据示例性的附图详细阐述本发明。
图1示出示例性的照明设备的立体视图，所述照明设备具有第一光源，带有第二光源的第一偏转装置和第二偏转装置；
图2示出另一角度的图1中的示例性的照明设备；
图3示出贯穿第一偏转装置的剖面；
图4示出第一偏转装置的立体前视图；以及
图5示出第一偏转装置的立体后视图。
具体实施方式
图1示出示例性的用于机动车前照灯的照明设备10，所述照明设备10包括两个第一光源50，所述第一光源设计用于将光束沿第一放射方向X1射出并且构成为发光二极管；和第一偏转装置100，其具有偏转面110，所述偏转面110设计用于，将至少一个光源50的光束的至少一部分沿第二放射方向X2偏转。第一偏转装置100还包括支架130，偏转面110设置或固定在所述支架130上。
在第一光源50下游分别连接有前置光学装置51，所述前置光学装置51构成为准直仪并且由光源50发射的光束彼此平行地定向，其中平行定向的光束射到第一偏转装置100上或射到偏转面110上。
照明装置10还包括第二偏转装置200，所述第二偏转装置构成为数字的微镜阵列(简称DMD)，所述微镜阵列具有多个阵列式并排设置的、可单个或成组地操控的微镜，其中微镜是彼此独立地可操控的且可运动的，并且其中微镜设计用于将由第一偏转装置100偏转的光束中的至少一部分光束沿第三放射方向X3偏转并且用于在照明设备10前方产生光分布。
在此，每个微镜能单个调节其角度并且通常具有两种稳定的最终状态，所述微镜可以在所述最终状态之间翻转。
第一放射方向X1可以，如在图1和2中示出的实例中可见，平行于第三放射方向X3设置。
图3示出第一偏转装置100的细节化的剖视图，其中可见的是，第一偏转装置100包括第二光源60，所述第二光源具有主放射方向A，第二光源60的光束可沿所述主放射方向A发射，其中第二光源60设置在偏转面110的几何中心处。支架130为此具有开口140，第二光源60设置在所述开口中，其中偏转面110具有用于第二光源60的凹部120，使得可由第二光源60发射的光束可以沿第二放射方向X2的方向射到第二偏转装置200上。第二光源60的主放射方向A在此平行于第二放射方向X2设置，或第二光源60基本上沿相同方向放射，第一光源50的光束由第一偏转装置100沿所述相同方向偏转。
几何中心例如也理解为几何重心。这数学上对应于在附图之内，在此情况下在面之内的所有点的平均。这种面例如也可以构成为二维，即二维的面。
偏转面110例如可以构成为抛物线曲面型的或双曲面型的反射器或反射面。
在此也可以将在抛物线曲面(或双曲面)中的如下点理解为几何中心，在该点处旋转轴线与抛物线曲面(双曲面)相交，抛物线(或双曲线)围绕该旋转轴线旋转，以便产生抛物线曲面(或双曲面)。
偏转面110或第一偏转装置100也可以构成为，使得第一光源的光束基本上聚集到一点处，所述点沿第二放射方向X2的方向位于第二偏转装置200后方。
将所述点也可以理解为具有空间伸展的区域，其中通常在此意味着，一个第一光源50的平行定向的光束与另一个第一光源50的平行定向的光束在一个点或区域中相交。
第二光源60在附图中示出的实例中构成为具有光转换元件的激光光源，其中沿主放射方向A在第二光源60下游连接有前置光学装置61，所述前置光学装置构成为准直仪。
图4示出第一偏转装置100的立体前视图，其中再次可见偏转面110和设置在偏转面110上的凹部120。
图5示出第一偏转装置100的立体后视图，其中支架130明显可见，其中支架130构成为冷却体，所述冷却体设计用于，将在第二光源60处产生的热量导出，优选导出到环境。
附图标记列表
照明设备 10
第一光源 50
第一光源的前置光学装置 51
第二光源 60
第二光源的前置光学装置 61
第一偏转装置 100
偏转面 110
偏转面的凹部 120
支架 130
支架的开口 140
第二偏转装置 200
第一放射方向 X1
第二放射方向 X2
第三放射方向 X3
主放射方向 A

Claims (15)

1.一种用于机动车前照灯的照明设备(10)，所述照明设备包括：
-至少一个第一光源(50)，用于将光束沿第一放射方向(X1)射出；
-第一偏转装置(100)，其具有偏转面(110)，所述偏转面设计用于，将所述至少一个光源(50)的光束的至少一部分沿第二放射方向(X2)偏转；和
-第二偏转装置(200)，其具有多个彼此独立地可操控的且可运动的偏转元件，所述偏转元件用于将由所述第一偏转装置(100)偏转的光束中的至少一部分光束沿第三放射方向(X3)偏转并且用于在所述照明设备(10)前方产生光分布，
其特征在于，
所述第一偏转装置(100)包括至少一个第二光源(60)，所述至少一个第二光源(60)具有主放射方向，所述第二光源的光束能够沿所述主放射方向发射，其中所述至少一个第二光源(60)设置在所述第一偏转装置(100)的偏转面(110)上，使得所述主放射方向平行于所述第二放射方向(X2)。
2.根据权利要求1所述的照明设备，
其特征在于，
所述至少一个第二光源(60)设置在所述第一偏转装置(100)的偏转面(110)的几何中心处，其中所述偏转面(100)优选具有用于所述至少一个第二光源(60)的凹部(120)。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备，
其特征在于，
所述第一偏转装置(100)具有支架(130)，所述偏转面(110)设置在所述支架上，其中所述支架(130)具有开口(140)，所述至少一个第二光源(60)设置在所述开口中。
4.根据权利要求3所述的照明设备，
其特征在于，
所述支架(130)构成为冷却体，并且设计用于，将在所述至少一个第二光源(60)处产生的热量导出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述第一偏转装置(100)具有刚好一个第二光源(60)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述至少一个第二光源(60)作为发光二极管或激光光源构成有光转换机构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述至少一个第二光源(60)具有前置光学装置(61)，所述前置光学装置(61)构成为准直仪。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
在所述至少一个第一光源(50)下游连接有前置光学装置(51)，所述前置光学装置(51)优选构成为准直仪。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述第二偏转装置(200)构成为数字的微镜阵列，其具有多个阵列式并排设置的、可单个或成组地操控的微镜。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述至少一个第一光源(50)构成为至少一个发光二极管。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述照明设备(10)包括至少两个第一光源(50)，优选刚好两个第一光源(50)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述第一放射方向(X1)平行于所述第三放射方向(X3)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述第一偏转装置(100)的所述偏转面(110)构成为双曲面型的或抛物线曲面型的反射器。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备，
其特征在于，
所述第一偏转装置(100)将所述至少一个第一光源(50)的光束聚焦到一个点，所述点沿所述第二放射方向(X2)的方向位于所述第二偏转装置(200)后方。
15.一种机动车前照灯，其具有至少一个根据权利要求1至14中任一项所述的照明设备。
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