CN114746307A

CN114746307A - 光学设备

Info

Publication number: CN114746307A
Application number: CN202080084222.XA
Authority: CN
Inventors: 朱利安·里西
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-07-12
Also published as: FR3103876B1; US11885470B2; WO2021110581A1; EP4069552A1; FR3103876A1; JP2023505477A; JP7419532B2; US20230003356A1

Abstract

本发明涉及一种用于投射光束的光学设备，所述设备能够与像素化光源(4)相互作用，所述像素化光源(4)包括多个可选择性激活的发射元件，其特征在于，所述光学设备沿光线的路径的方向依次包括，第一光学单元、光瞳和第二光学单元，第一光学单元包括位于距光瞳第一距离(d₁)处的输出屈光(界面)，第二光学单元包括位于距光瞳第二距离(d₂)处的输入屈光界面，第二距离(d₂)与第一距离(d₁)基本上相同，并且第一单元包括会聚透镜，并且第二单元包括双透镜，所述双透镜中的一个透镜由火石玻璃制成并且所述双透镜的另一个由冕玻璃制成。

Description

光学设备

技术领域

本发明涉及照明和/或发信号的领域，并且涉及对照明和/或发信号做出贡献的单元，特别是光学单元。其特别有利地应用于机动车辆的领域。

它可以被用于在出射光的投射的表面上显示象形图，以执行道路被书写上所借助的功能。同时，该光束特别可以被用于形成远光束，优选地与补充光束相关联。

例如，由本发明产生的光束可以形成整体远光束的部分，同时具有足够高的分辨率以允许执行通过其道路被书写上的功能，并且由另一光束完成，所述另一光束例如具有更宽，但分辨率可能较低的横向投射场。

背景技术

在汽车产业中，一般符合规则的能够发射光束(也被称为照明和/或发信号功能)的设备是已知的。

最近已经开发了允许产生分段光束(也被称为像素化光束)以便执行高级照明功能的技术。例如，本发明可以允许产生特别是用于发信号和/或有助于在车辆的前方照明的功能的、优选有高分辨率的像素化光束。

由二极管中的每一个所生成的不同的光束段形成的光束通过一般包括一个或多个透镜的投射光学设备被投射。例如，可以产生补充的远光束，其与在被用于近光功能的类型的完全或至少主要在水平截止线下方被投射的基本光束相关联，补充的远光束被添加到基本光束以便在截止线上方完善它；有利地，该远光束是自适应的，即，所投射的整体光束的某些部分可以被开启或关闭，例如用于防眩目功能。首字母缩略词ADB(为自适应驱动光束)被用于该类型的功能。

在本说明书中，其投影形成由光束段组成的图像(每个节段能够被独立地开启)的光束被称为分段光束。可以采用像素化光源以形成这些节段。这种源包括多个可选择性激活的发射元件。发射元件通常以某一间距相互被并排放置在载体上。

在理想情形中，源的尺寸不被约束，并因此较宽的视场可以被覆盖，以便不限制应用。另外，也在理论中的是，光源的分辨率(即像素的数量)是无限制的，这允许非常精细的清晰度。

在实践中，关于复杂性和成本的限制的原因需要寻求折衷方案，并因此分辨率实际上是受限制的。

本发明的一个主题特别是提供一种解决该问题的方法，允许令人满意的分辨率，特别是对于ADB光束以被容许。

本发明的其他目标、特征和优点将通过审查以下描述和附图而变得明显。应当理解，可以结合其他优点。

发明内容

为了实现该目标，根据一个实施例，规定一种用于投射光束的光学设备，所述光学设备能够与像素化光源相互作用，所述像素化光源包括多个可选择性激活的发射元件，其特征在于，所述光学设备沿光线的行进的方向依次包括：第一光学单元、光瞳和第二光学单元，第一光学单元包括位于距光瞳第一距离(d₁)处的出射屈光界面，第二光学单元包括位于距光瞳第二距离(d₂)处的入射屈光界面，第二距离(d₂)与第一距离(d₁)基本上相同，并且第一单元包括会聚透镜，并且第二单元包括双透镜，所述双透镜中的透镜中的一个由火石玻璃制成，所述双透镜中的透镜中的另一个由冕玻璃制成。有利地，由火石玻璃制成的双透镜的透镜是发散的，而由冕玻璃制成的双透镜的透镜是会聚的。

因此特别是在有助于远光束的光束中产生具有的分辨率可能高于当前所遇到的分辨率的分段光束。因此，凭借本发明，通常在ADB光束的情形下未被设想的路上书写应用是可实现的。

在具有提高的分辨率的同时，通过位于光瞳的两侧的光学元件的对称性以及通过在形成出射单元的第二单元中由火石玻璃和冕玻璃交替的透镜制成的双透镜的使用，偏差被抑制。该交替特别地允许颜色偏差被抑制，由于对于远光束所需要的数值孔径，所述偏差时常是限制性的(甚至可能导致产品违反规定)。此外，以火石玻璃和冕玻璃的阿贝数被优选地选择以对所产生的光束的颜色偏差进行补偿的相同的方式，火石玻璃和冕玻璃的热膨胀的系数被优选地选择，使得每个透镜的热膨胀补偿另一个透镜的热膨胀，因此允许在尽可能宽的温度范围内对性能的最佳保持。

在该背景下，本发明的一个优点是利用选择性地激活光束的各个节段的能力以实现改进的ADB远光功能，同时允许地面被书写上，这通常需要分辨率高于ADB光束的分辨率。因此，这两个功能通过同一投射模块被巧妙地关联。

可选地，第一光学单元包括形成第一光学单元的入射屈光界面的第一会聚透镜，以及紧跟着第一透镜的第二会聚透镜。

凭借这些布置，第一会聚透镜可以被用作场孔径透镜，以限定投射光束的角幅度。该透镜也可以用作孔径透镜：它可以被放置为靠近光源(特别是距离光源3-6毫米之间，并且优选距光源5毫米)；并且它的正弯月形状(优选是有高的曲率的半径)允许收集由光源发出的具有非常大角度的光线。

有利地，光学设备包括被交替的火石玻璃透镜和冕玻璃透镜以便形成限制颜色偏差的平衡的光学组件；优选地，第一光学单元包括一个双透镜并且第二光学单元包括另一个双透镜，这两个双透镜是对称的以便具有被限制的彗形像差。使用交替的火石玻璃透镜和冕玻璃透镜还具有优点为，除了颜色偏差的校正之外，允许通过对于热膨胀的补偿在较大的温度范围内性能被优化。

另一方面涉及一种光发射模块，其包括设备和像素化光源，所述像素化光源被配备有多个可选择性激活的发射元件，并且其被配置为发射分段光束。

另一方面涉及被配备有至少一个设备和/或至少一个模块的机动车辆。

附图说明

本发明的目标、目的、特征和优点将从后面的一个实施例的详细描述中变得明显清楚，所述实施例由以下附图被图示，其中：

图1示出了由本发明产生的光束在机动车辆前方的投射的示例。

图2A和图2B示出了光学设备的第一实施例。

图3A和图3B示出了光学设备的第二实施例。

图4A和图4B示出了光学设备的第三实施例。

附图以示例的方式被给出并且不限制本发明。它们是用于促进本发明的理解的示意性概念化描述，并且不必须按实际应用的规模绘制。

具体实施例

在开始本发明的实施例的详细回顾之前，现在将描述可以可选地组合使用或替代使用的可选的特征：

-第一光学单元包括形成第一光学单元的入射屈光界面的第一会聚透镜，以及紧跟着第一透镜的第二会聚透镜；

-入射屈光界面具有弯月形状；

-第一光学单元包括紧跟着第二透镜的发散透镜；

-第二透镜和发散透镜形成双透镜，所述双透镜的透镜中的一个由冕玻璃制成，所述双透镜的透镜中的另一个由火石玻璃制成；

-第一单元的双透镜的透镜和第二单元的双透镜的透镜是沿光线的行进方向交替的火石玻璃透镜和冕玻璃透镜；

-第二透镜包括位于距光瞳第三距离(d3)处的入射屈光界面，并且第二光学单元的双透镜包括位于距光瞳第四距离(d4)处的出射屈光界面，第三距离(d3)和第四距离(d4)基本上相同；

-第一光学单元的双透镜和第二光学单元的双透镜具有相同的光强度，这涵盖了其中它们非常接近(即相差不超过10％)的情况；

-第一光学单元和/或第二光学单元包括至少一个具有至少等于1.6、优选地至少等于1.7、并且优选地至少等于1.8的折射率的火石玻璃透镜；

-第一光学单元和/或第二光学单元包括至少一个具有至少等于1.45、优选至少等于1.5、并且优选至少等于1.65的折射率的冕玻璃透镜；

-所述设备具有小于1，优选小于0.9，并且优选小于或等于0.75的数值孔径；

-火石玻璃透镜具有的阿贝数<50，并且优选<45，和/或冕玻璃透镜具有的阿贝数大于45，并优选大于50；

-光束执行通过其在地面上书写的功能；

-光束形成整个远光束的至少一部分；

-可选地，发射元件的尺寸相同；

-一种计算机程序产品，优选地被存储在非易失性存储器中，包括指令，当所述指令被处理器施行时，可以确定要被激活的发射元件，特别地以便获得要被投射的所确定的区或图案的至少一个暗区域(其中元件未被激活)。

在以下所描述的特征中，涉及竖直性、水平性和横向性(或甚至侧向方向)或其等同物的术语应被理解为是相对于照明系统将装配在车辆中的位置而言的。在本说明书中，使用术语“竖直”和“水平”以指定：关于术语“竖直”，为垂直于水平的平面定向的方向(其对应于模块的高度)，并且，关于术语“水平”，为平行于水平的平面定向的方向。它们是在车辆中的设备的操作的条件下被考虑的。这些词的使用并不意味着有关竖直和水平方向的微小的变化被从本发明被排除。例如，相对于这些方向的+或-10°的量级的倾角在这里被认为是有关两个优选方向的微小的变化。相对于水平的平面，倾角原则上在-5°和+4°之间，并且横向在-6°和+7.5°之间。

机动车辆前照灯可以被配备有一个或多个光发射模块，所述光发射模块被布置在由外透镜封闭的外壳中，以便获得一个或多个照明和/或发信号光束作为从前照灯的输出。简单地说，外壳的光发射模块特别包括发射光束的光源、包括一个或多个透镜的光学设备，以及在某些情况下，用于将由光源生成的光线定向的光学元件(例如反射器)，以便形成从光学模块输出的光束。对于尾灯而言情况是相同的。

本发明可以有助于远光功能，其目的是照亮在车辆的前方中的大范围的场景，而且也有助于相当远的距离，并且通常为约200米。此光束由于其照明功能，主要位于水平线以上。例如，它可以具有稍微向上倾斜的照明光学轴线。特别地，它可被用于生成“补充远光”照明功能，所述功能形成对由近场光束产生的节段进行补充的远光束的节段，补充的远光束至少部分地用于照亮水平线上方。

然而，在通过其在地面上书写所借助的功能的应用的非限制情形中，需要分段光束从前照灯被投射至少10m，使得在给定其速度的情况下，驾驶员有时间看到并解读信息。该10m的距离可以对应于水平线下方的角度值，这取决于当车辆被驱动时前照灯在车辆上的位置的高度。例如，在跑车中，前照灯将距地面约60cm，这表示10m距离对应于水平线以下3.44°；作为另一例子，对于标准的乘客用车辆，前照灯一般距地面约75cm，这对应于水平线以下4.29°的角度。最后，根据另一示例，对于4x4或SUV(半商用车辆)，前照灯一般距地面约90cm，并因此在这种情况下，10m对应于5.15°。同样，一般认为投射超过50m是无效的，或者使图像超过50m外仍清晰可见需要一个无法达到的亮度。对于距地面0.6m、0.75m和0.9m处的前照灯，该50m分别对应于水平线以下0.69°、0.86°和1.03°。总之，要覆盖在地面上的投射的整个有用范围，覆盖水平线以下从-0.6°到-5.5°甚至-6°范围的角范围是必要的。

这种布置允许通过其象形图被显示的功能被执行，这些功能作为向例如驾驶员传达信息的手段是非常有用的。因此，通过图示的方式，可以在被驱动进入的交通车道上显示箭头，以便使回想起有关期望的转弯或在方向中改变的信息。显然本发明并不限制象形图的形状。

通过上述那些特别是与自适应光束有关的功能，或除了上述那些功能之外，所述设备还可以用于形成其他照明功能。

车辆可以被配备有本发明的模块，并且优选地，所述车辆还被配备有用于投射至少一个其他光束的至少一个其他模块。前照灯也可以是复杂的并且包括多个模块，所述模块可以另外可选地共享部件。

根据本发明，某些屈光界面被放置在围绕光瞳的相同距离处。表述“基本上相同”表示在目标应用中可以允许相近的距离，即有产生所期望的技术效果的充分相近的尺寸，特别是在分辨率水平的方面是这样。例如，关于距离d₁和d₂，如果一个的值与另一个的值相差不超过10％，这些距离则被认为基本上相同。以图示的方式，它们可以等于10mm+/-1mm。例如，关于距离d3和d4，如果一个的值与另一个的值相差不超过20％，则这些距离被认为基本上相同。

图1示出了车辆1，光束2被投射在其前方。图1还示出了在区域3中执行通过其地面被书写上的功能的能力。该能力可以特别有利地被用于生成象形图的图案。可以投射仅一个象形图。也可以同时或交替显示多个象形图。在ADB情形中，通过其在地面上书写的功能也可以被激活。

被投射的光束可以由光源4生成，其在以下图中被示意性地示出，并且优选地由多个发射元件产生。应当注意，多个发射元件可以被控制以便被选择性地激活。这意味着所有的发射元件不必须是同时活跃的，即发射光。该功能允许生成的光束的形状被调制。在发射元件未被激活的情况下，其图像(例如由光学设备投射的图像)将不存在。因此在产生的整个光束中形成照度真空。

源4优选地包括载体，其一侧承载例如基于LED技术的可选择性激活的发射元件，如下文被详细描述的。

如在图2A中特别地示意性所示出的，光源4有利地以光学设备的光学轴线为中心并且垂直于光学设备的光学轴线，其在此已经由透镜组(以下的单元5和6)表示。光学轴线可以基本上水平地被定向。

光源4可以特别地采取可以被单独激活的发射元件的矩阵阵列的形式，以便关闭或开启发射元件中的任何一个。因此，产生光束的形状可以以非常高的灵活程度变化。仅通过图示的方式，可以采用发射元件的矩阵阵列，所述矩阵阵列例如形成2464个或更多像素，被布置成行和列，例如28行和88或132列。

如本身已知的，本发明可以使用发光二极管(也通常被称为LED)作为光源。这些可能是一个或多个有机LED。这些LED特别地可以包括至少一个能够发射光的半导体芯片。此外，在这里的表述“光源”被理解为意味着至少一个基本光源的集，例如能够产生使至少一个光束从本发明的模块输出的通量的LED。在一个有利的实施例中，源的出射面是矩形横截面，这对于LED芯片是常见的。

光源优选地包括至少一个电致发光元件的单片矩阵阵列，也被称为单片矩阵阵列。在单片矩阵阵列中，电致发光元件从公共基底生长，或已经被转移到其上，并且被电连接以便能够选择性地、单独地或以电致发光元件的子集的形式被致动。基底可以主要由半导体制成。基底可以包括一种或多种其他材料，例如非半导体。每个电致发光元件或电致发光元件的组因此可以形成一个发光像素并且当它们的材料被供电时能够发光。与用于被焊接到印刷电路板的传统发光二极管相比，这种单片矩阵阵列的配置允许可选择性激活的像素相互非常靠近地被布置。在本发明的背景中，单片矩阵阵列包括电致发光元件，其主要伸长的尺寸，也就是高度，基本上垂直于公共基底，该高度至多等于一微米。

有利地，能够发射光线的一个或多个单片矩阵阵列可以被联接到用于控制像素化源的光发射的控制单元。因此，控制单元可以控制(或驱动)光发射设备生成和/或投射像素化光束。控制单元可以被整合到光发射设备中。控制单元可以被安装在一个或多个矩阵阵列上，因此组件形成光发射模块。控制单元可以包括被联接到存储计算机程序的存储器的中央处理单元，所述计算机程序包括允许处理器执行生成允许光源被控制的信号的步骤的指令。因此，控制单元可以例如单独地控制矩阵阵列的每个像素的光发射。另外，由多个电致发光元件获得的亮度至少为60Cd/mm²，并且优选至少为80Cd/mm²。

控制单元可以形成能够控制电致发光元件的电子设备。控制单元可以是集成电路。集成电路也被称为电子芯片，是再现一个或多个电子功能并且能够例如在有限体积中(即在小晶片上)结合多种类型的基本电子部件的电子部件。这使得电路容易实施。集成电路可以是例如ASIC或ASSP。ASIC(特定应用集成电路的首字母缩写)是为至少一种特定应用(即为一个客户)开发的集成电路。因此，ASIC是专门的(微电子)集成电路。一般来说，它执行大量独特或定制的功能。ASSP(特定应用标准产品的首字母缩写)是集成(微电子)电子电路，其执行大量功能以便满足一般标准化应用的需求。ASIC是为比ASSP更特别(特定)的要求而被设计的。单片矩阵阵列通过电子设备被供电，所述电子设备本身使用例如将其连接到电源的至少一个连接器被供电。电源可以在根据本发明的设备的内部或外部。电子设备向光源供应电。电子设备因此能够控制光源。

根据本发明，光源优选地包括至少一个单片矩阵阵列，其光发射元件从公共基底突出。元件的此布置可以由在基底上的生长而形成，所述元件分别从所述基底生长，或者由任何其他生产方法形成，例如使用转移技术的元件的转移。只要电致发光元件的主要伸长的尺寸中的一个基本上垂直于公共基底，并且与被焊接到印刷电路板的平坦方形芯片的已知布置中所需要的间隔相比，由一个或多个电气地分组在一起的电致发光元件形成的像素之间的间隔是小的，电致发光元件的各种布置都可以满足单片矩阵阵列的该限定。

特别地，根据本发明的一个方面的光源可以包括多个单独的电致发光元件，所述电致发光元件从基底单独生长，但被电连接以便在应用于可同时激活的棒的子集中被可选择性激活。

根据一个实施例(未被示出)，单片矩阵阵列包括多个电致发光元件，其具有亚毫米尺寸，或者甚至有小于10μm的尺寸，其从基底突出以便形成带有六边形横截面的棒。当光源在外壳中就位时，光发射棒平行于光发射模块的光学轴线延伸。

特别是通过专用于每个集的电连接，这些光发射棒被分组为多个可选择性激活的节段。电致发光棒被植根于基底的第一侧上。这里使用氮化镓(GaN)形成的每个电致发光棒从基底垂直或基本上垂直地突出，这里所述基底是基于硅的，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用诸如碳化硅之类的其他材料。通过示例的方式，电致发光棒可以由氮化铝的和氮化镓(AlGaN)的合金，或铝、铟和磷化镓(AlInGaP)的合金制成。每个电致发光棒沿限定其高度的伸长的轴线延伸，每个棒的基部被放置在基底的前侧的平面中。

根据另一个实施例(未被示出)，单片矩阵阵列可以包括由电致发光元件层形成的电致发光元件，特别是在单个基底(例如由碳化硅制成的基底)上外延生长的n掺杂GaN的第一层和p掺杂GaN的第二层，并且所述电致发光元件层被(通过研磨和/或烧蚀)切片以形成位于同一基底上的多个像素。这种设计的结果是多个电致发光块都位于同一基底上并且被电连接，使得电致发光块中的每一个都可以被选择性地激活。

在根据该另一实施例的实现的一个示例中，单片矩阵阵列的基底可以具有被包括在100μm和800μm之间并且特别地等于200μm的厚度；每个块可以具有长度和宽度，每个长度和宽度被包括在50μm和500μm之间并且优选地包括在100μm和200μm之间。在一个变型中，长度和宽度相等。每个块的高度小于500μm，并且优选地小于300μm。最后，每个块的出射表面可以经由基底形成在与其上外延生长被执行的一侧相反的一侧上。分离连续像素的距离可以小于1μm，特别地小于500μm，并且优选地小于200μm。

对于电致发光块的单片芯片：

像素的数量可以被包括在250和几千之间。通常值约为一千像素。

它们的整体形状经常是正方形，但也可以是矩形。它们的长宽比一般被包括在1:1和1:5之间。

在本领域的当前状态中，单元像素的尺寸(在所有已知情况下为正方形，但可以为矩形)在100μm和300μm之间或更小(在LED的最新几代中为40μm的量级)。

根据另一实施例(未被示出)，其可应用于分别从同一基底突出的电致发光棒，即如上所述的棒，以及通过切片被叠加在同一基底上的电致发光层获得的电致发光块，单片矩阵阵列可以另外包括其中电致发光元件被至少部分地嵌入的聚合物的层。因此，层可以在基底的整个范围上延伸，或者仅围绕电致发光元件的给定的组延伸。特别是基于硅树脂的聚合物形成保护层，所述保护层允许电致发光元件被保护，而不妨碍光线的漫射。另外，可以在该聚合物的层中结合波长转换装置，例如发光体，其能够吸收由元件中的一个元件发射的至少一些光线，并且将所述吸收的激发光中的至少一些转换成具有的波长不同于激发光的波长的发射光。发光体可以被嵌入在聚合物的主体中，或者被布置在该聚合物的层的表面上。也可以在半导体芯片上真空沉积磷光体，而没有聚合物层。光源可以另外包括反射材料的涂层，以便使光线朝向像素化源的出射表面偏转。

亚毫米尺寸的电致发光元件在基本上平行于基底的平面中限定给定的出射区。应当理解，该出射区的形状取决于形成它的电致发光元件的数量和布置。因此，可以限定基本上矩形的发射区，但是应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，发射区可以变化并且可以是任何形状。

可选择性激活的发射元件可以是次级光源。例如，初级光源可以照亮微机械设备的反射镜的表面，微机械设备例如包括数字微镜设备，来自反射镜的选择性反射形成允许像素形成的次级光的发射。

根据一种可能性，由所产生光束的视场覆盖的侧向角扇区大于14°，或者甚至大于或等于20°和/或优选地小于30°。

通过示例的方式，源4的像素的矩阵阵列可以具有矩形形状，其在最大尺寸和最小尺寸之间具有的长宽比至少为2，和/或最多为4。

现在将参照图2A和图2B描述投射系统的第一实施例。

该配置是所图示的那些配置中最简单的。具体地，光学设备仅包括三个透镜。然后，第一光学单元5由透镜51构成。后者有利地是弯月/凸透镜。它可以由冕玻璃制成。为了限制它容易生成的偏差，其折射率有利地相对较高，并且例如至少等于1.65。该透镜51可以用作场透镜。其光强度可能非常低，或甚至为零。

在所图示的实施例中，由源4生成的光直接进入透镜51。接下来，光线穿过光瞳7，所述光瞳7用作优选地设定孔径的隔膜(以便形成相对于所述光线的外围光阑)，所述隔膜限定用于沿第二光学单元6的方向的光线通过的孔径。后者包括至少一个双透镜，所述双透镜在这里由透镜61和透镜62构成。透镜61本质上是发散的。这里采用双凹透镜的形式，但是它可以具有允许获得负光强度的其他配置：例如，有合适曲率的凹/平面或凸/凹配置可以是良好的替代。优选地，该透镜由火石玻璃制成。其折射率有利地高于或等于1.7。

在第一光学单元5与第二光学单元6之间的对称性将被注意。更精确地，第一光学单元5的出射屈光界面位于距光瞳7的距离d₁处，屈光界面在这里由透镜51的出射面形成；并行地，第二光学单元6的入射屈光界面位于距光瞳7的另一侧的距离d₂处，屈光界面在这里由透镜61的入射面形成。规定距离d₁和d₂在关于尺寸公差的前述条件下是相同的。

光学单元6的双透镜的第二透镜62有利地是会聚透镜；它可以由冕玻璃制成，并且优选地具有高折射率，有利地高于或等于1.5，或甚至1.65。

在图2A的图示中，透镜62是双凸的，但是允许获得期望的会聚的其他布置也是可以的，例如平-凸透镜或有合适曲率的凹/凸透镜。

应当注意，在这种情况下，至少在每个双透镜中交替至少一些火石玻璃和冕玻璃透镜是有利的，如在以下实施例中。

有利地，透镜的至少一些并且优选地所有的屈光界面是球面的(或平面的)。

图2B提供了根据该实施例的来自光源1的各个像素的光线的路径的一个示例。

图3A和3B示出了上述情形的变型。

因此，在这种情况下，第一光学单元5具有会聚性质的第二透镜52。如上所述，即使图示示出了双凸透镜，允许确保会聚的其他布置也是可以的。在该配置中，第一单元5的出射屈光界面由透镜52的出射面形成。然后d₁相对于该面被测量。

对应光线的路径在图3B中被示出。

在图4A和图4B所表示的情形下，光学单元5更复杂，因为三个透镜51、52、53相关联。透镜51可以等同于上文关于其他实施例所描述的那些。如上所述，它可以设定投射场。在该配置中，随后是将透镜52和透镜53相关联的双透镜。

透镜52在本质上是会聚的；它优选地由冕玻璃制成，并且有利地具有高折射率，特别是至少为1.5，或甚至1.65的折射率。如在图3A的实施例中，它在图示中是双凸的，但其他形状也是可以的。

透镜53是发散的；它可以由火石玻璃制成；其折射率可以至少等于1.7。这里，它具有凹入射面和凸出射面，但是，如上所述，还有实现负强度的透镜的其他方法。在这种情况下，在确定距离d₁时，被使用的是透镜53的出射面。

在这种情况下，因此有被放置成关于光瞳7有一定对称性的两个双透镜。

有利地，规定这两个双透镜具有相等的光强度(当它们在10％内相同时被认为是这种情况)，以便将它相对于光瞳7分布。

此外，图4A分别示出了在第一双透镜的入射面与光瞳7之间以及在光瞳7与第二光学单元的双透镜的第二透镜62的入射面之间的距离d3和d4。因此，这进一步增加了系统的对称性。特别地，这使得可以相对于光瞳7分布火石玻璃透镜和冕玻璃透镜。优选地，火石玻璃透镜具有相同的折射率(在10％以内)。这同样适用于两个双透镜的冕玻璃透镜

应当注意，在优选配置中，发散火石玻璃透镜是最接近光瞳7的元件，而会聚冕玻璃透镜是这对双透镜的外部元件。

图4B示出了在该配置中由光线所采取的路径的示例。

可选地，透镜51的折射率可以等于(在10％以内)双透镜的对应透镜的冕玻璃的折射率。

可选地，所述设备可以包括多于五个的透镜。特别地，第二光学单元可以被配备有跟着双透镜的(至少一个或)多于一个并且优选地具有会聚性质的附加透镜。火石和冕玻璃透镜也可以被交替。

本发明不被限制于上述实施例并且延伸到由权利要求覆盖的所有实施例。

Claims

1.一种用于投射光束的光学设备，所述光学设备能够与像素化光源(4)相互作用，所述像素化光源(4)包括多个可选择性激活的发射元件，其特征在于，所述光学设备沿光线的行进方向依次包括，第一光学单元、光瞳和第二光学单元，所述第一光学单元包括位于距所述光瞳第一距离(d₁)处的出射屈光界面，所述第二光学单元包括位于距所述光瞳第二距离(d₂)处的入射屈光界面，所述第二距离(d₂)与所述第一距离(d₁)基本上相同，并且所述第一单元包括会聚透镜，并且所述第二单元包括双透镜，所述双透镜的透镜中的一个由火石玻璃制成并且是发散的，所述双透镜的透镜中的另一个由冕玻璃制成并且是会聚的。

2.根据前一项权利要求所述的设备，其中，所述第一光学单元包括形成所述第一光学单元的所述入射屈光界面的第一会聚透镜，以及紧跟着所述第一透镜的第二会聚透镜。

3.根据前一项权利要求所述的设备，其中，所述入射屈光界面具有弯月形状。

4.根据前两项权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一光学单元包括紧跟着所述第二透镜的发散透镜。

5.根据前一项权利要求所述的设备，其中，所述第二透镜和所述发散透镜形成双透镜，所述双透镜的透镜中的一个由冕玻璃制成，并且所述双透镜的透镜中的另一个由火石玻璃制成。

6.根据前一项权利要求所述的设备，其中，所述第一单元的双透镜的透镜和所述第二单元的双透镜的透镜沿所述光线的行进方向是交替的火石玻璃透镜和冕玻璃透镜。

7.根据前三项权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第二透镜包括位于距所述光瞳第三距离(d3)处的入射屈光界面，并且其中，所述第二光学单元的所述双透镜包括位于距所述光瞳第四距离(d4)处的出射屈光界面，所述第三距离(d3)和所述第四距离(d4)基本上相同。

8.根据前四项权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一光学单元的双透镜和所述第二光学单元的双透镜具有相同的光强度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一光学单元和/或所述第二光学单元包括至少一个具有至少等于1.6，优选至少等于1.7，并且优选至少等于1.8的折射率的火石玻璃透镜。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一光学单元和/或所述第二光学单元包括至少一个具有至少等于1.45，优选至少等于1.5，并且优选至少等于1.65的折射率的冕玻璃透镜。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其具有小于1、优选小于0.9、并且优选小于或等于0.75的数值孔径。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述火石玻璃透镜具有的阿贝数<50，并且优选<45，和/或所述冕玻璃透镜具有的阿贝数大于45，并且优选大于50。

13.一种模块，包括如前述权利要求中任一项所述的设备，以及被配备有多个可选择性激活的发射元件并且被配置为发射分段光束的像素化光源。

14.根据前一项权利要求所述的模块，其中，所述光束执行通过其在地面上书写的功能。

15.根据前两项权利要求中任一项所述的模块，其中，所述光束形成整个远光束的至少一部分。