CN212108239U

CN212108239U - 用于机动车灯的基于振动镜的照明系统及其机动车灯

Info

Publication number: CN212108239U
Application number: CN201890001286.7U
Authority: CN
Inventors: H·库卢; 西里尔·里维尔; 詹米尔·贝塔赫尔
Original assignee: Emerin Systems
Current assignee: Emerin Systems; AML Systems SAS
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2028-10-04
Also published as: FR3072444B1; FR3072444A1; DE202018006475U1; WO2019073147A1

Abstract

本实用新型提供一种用于机动车灯的基于振动镜的照明系统及其机动车灯。所述照明系统(1)包括产生至少一个发光辐射(R1、R2)的光源(2)和扫描装置(3)；扫描装置(3)包括振动镜(4)和用于振荡该振动镜(4)的单元(5)，扫描装置(3)接收由光源(2)产生的发光辐射(R1、R2)并在振动镜(4)上形成图像(I1、I2)，其反射产生由照明系统(1)发射的光束(F)，光源(2)包括至少一个发光二极管(D1、D2)并且被配置为产生至少两个不同的图像(I1、I2)在振动镜(4)上，这些图像用于产生所述光束(F)。本实用新型还提供一种机动车灯。

Description

用于机动车灯的基于振动镜的照明系统及其机动车灯

【技术领域】

本实用新型尤其涉及一种用于机动车灯的基于振动镜的照明系统，以及包括这种照明系统的机动车灯(前或后)。

【背景技术】

机动车的灯(或前灯)通常包括照明系统，该照明系统产生光并将光投射到反射器上。然后将光发送到透镜，以便将其反转并作为光束返回到车辆的前部。

众所周知，在驾驶机动车辆时可能需要限制前灯的范围，特别是将其范围限制在近光灯的范围内，以免使沿相反方向行驶的其他驾驶员目眩。此外，在改进的照明中，可以规定不照亮照明区域可能由照明系统照明的某些特定部分，例如，来自前方的车辆所在的区域的一部分，或其中存在物体，例如反射板，其不希望照亮。各种标准的解决方案，使光束的形状适应驾驶环境成为可能。

文献US-2017/0016588公开了一种用于机动车前灯的照明系统。该照明系统包括产生激光辐射的激光源和包括振动镜和用于使振动镜振荡的装置的扫描装置。振动镜接收由光源产生的激光辐射，并将其反射以产生由照明系统发射的光束。

激光辐射被发送到振动镜的中心。因此，由激光产生的光的分布不均匀。实际上，这取决于振动镜的振荡速度。但是，对于振动镜的中心位置，速度更快，而当振动镜到达其极限位置(发生振荡方向的改变)时，速度较低。

因此，在被光照射的区域上获得光强度分布，该光强度分布在被照射区域的端部具有较高的光强度，而在中心具有较低的光强度。

因此，获得不均匀的光分布(或分布)。

此外，最重要的是，在照明区域的中心光强度较低，但是在该区域应该较高，以便获得在要被照明的区域上的中心的强照明。

【实用新型内容】

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于机动车灯的基于振动镜的照明系统及其机动车灯。

本实用新型的实施例提供一种用于机动车前灯的基于振动镜的照明系统。所述照明系统包括产生至少一个光辐射的至少一个光源和扫描装置；扫描装置包括振动镜和用于振荡该振动镜的单元，扫描装置接收由光源产生的光辐射并在振动镜上形成图像，其反射产生照明系统发出的光束。

在其中一种实施方式中，光源包括至少一个发光二极管，并且被配置为在振动镜上产生至少两个不同的图像，以产生所述光束。

因此，由于在振动镜上产生了至少两个不同的图像，或者对于光源发出的光辐射产生了两个不同的反射区，因此可以改变光源的光强度分布。在照明区域上的照明(由照明系统以所述光束的形式产生)，特别是在通常需要照明的区域的中心提供强照明。

在其中一种实施方式中，光强度轮廓被理解为是指沿着照明区域的给定方向定义的(由照明系统产生的照明的)光强度。例如，如果根据照明场(在中心位置的任一侧成角度定义，在每侧给定角度)，照明区域对应于某个高度的拉长区域，光强度轮廓表示该值(可变或至少部分恒定)作为该中心位置两侧的角度值的函数。

因此，根据本实用新型的照明系统可以从具有振动镜的照明系统中受益(特别是在容量和生产简单性方面具有优势)，同时使得可以适应照明的光强度分布。

另外，本实用新型实施例提供的一种光源，包括至少一个并且优选地多个发光二极管D1、D2、D3、D4、D5这种多个LED("LED"的英文为 "Light-Emitting Diode")，其具有许多优点，特别是在紧凑性和照明控制方面。

在一个优选的实施例中，光源被配置为形成分布在反射镜上的图像，以使得由照明系统发射的光束所产生的照明的光强度分布在光源上。在所述照明区域的给定方向上限定所述光强度分布的照明区域，其对应于预定的光强度分布(或尽可能接近该预定的光强度分布)。

在其中一种实施方式中，光源可以被配置为在振动镜上，优选在振动镜的中央部分的两侧上形成两个单独的图像。

在其中一种实施方式中，光源被配置为在振动镜上形成至少三个单独的图像，这样的图像使得可以通过调整图像的大小和两个相邻图像之间的适当间隔来获得所需的光强度分布。有利地，在一个实施例中，所述三个图像中的第一图像在振动镜的中心在反射镜的振荡轴处布置，并且其他两个图像形成在该第一图像的两侧。

在其中一种实施方式中，光源包括多个发光二极管，并且被配置为使得每个所述发光二极管在振动镜上形成图像。

在其中一种实施方式中，所述振动镜具有平面反射面，在其上形成图像。

在其中一种实施方式中，所述光源包括至少一个可以被激活和去激活的可控发光二极管。优选地，可控发光二极管根据振动镜的当前振荡角实时地被激活和去激活。

因此，照明系统通过根据电流振荡角度选择性地接通和关闭某些发光二极管，使得不照亮能够被照明系统覆盖的照明区域的一个或多个部分成为可能。利用这种照明系统，可以产生动态照明，该动态照明包括多个未照明区域或照明减少的区域，其具有精确的位置，对应于例如迎面而来的具有照明系统的机动车辆或前方的具有照明系统的机动车辆的位置。

在其中一种实施方式中，所述照明系统被配置为生成照明区域的像素化。

在其中一种实施方式中，振动镜具有可变且可控制的最大振荡角，这使得可以改变照明区域的宽度。

本实用新型还提供一种用于机动车灯(前或后)，其包括如上所述的照明系统。

【附图说明】

附图将对如何产生本实用新型有很好的理解。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元件。更具体地说：

-图1示意性地示出了照明系统的第一实施例；

-图2和3示意性地示出了照明系统的第二实施例；

-图4示意性地示出了与第一实施例相对应的并且接收两个图像的振动镜；

-图5示意性地示出了与第二实施例相对应的并且接收三个图像的振动镜；

-图6A和6B示意性地示出了由三个发光二极管产生的对发射光束的均匀性的影响；

-图7示意性地示出了由根据第二实施例的照明系统获得的基本均匀的光强度分布；和

-图8示意性地示出了由照明系统照明的区域。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地描述。

在图1中示意性示出的用于说明本实用新型的实施例的系统是用于机动车前灯(未示出)的照明系统1。

照明系统1包括至少一个产生至少一种光辐射的光源2和扫描装置3，如图1至3所示。

根据本实用新型的实施例，光源2包括发光二极管D1、D2、D3、 D4、D5中的至少一个。

光源2包括一个或多个元件，例如产生至少一种光辐射的发光二极管 D1、D2、D3、D4和/或D5及其相关的控制装置，以及任何相关的辅助装置，特别是光学类型，用于将光辐射传输到扫描设备3。

扫描装置3包括振动镜4。该振动镜4被配置为能够围绕振荡轴X振荡，也就是说，能够在一个方向上然后在另一方向上交替地进行有限角度的旋转，围绕所述轴X振荡。扫描装置3还包括用于使所述振动镜4振荡的单元 5。该单元5包括用于使振动镜4振荡(在有限的角度旋转，在两个方向上交替地)的马达装置，如图1至3中的箭头6所示。

在图1所示的第一实施例中，光源2被配置为发射两个光辐射R1和R2。在该第一实施例中，光源2优选地包括两个发光二极管D1和D2。

另外，在图2和图3所示的第二实施例中，光源2被配置为发射三个光辐射R3、R4和R5。在该第二实施例中，光源2优选地包括三个发光二极管 D3、D4和D5。

振动镜4可以相对于中心位置(在图1中的方向L0示出)在该中心位置的任一侧上以角度α振荡(振荡幅度为2α)。在沿第一旋转方向A1(从中心位置)开始振荡期间，振动镜4可以处于图2中方向L1所示的第一端位置，而在沿在第二旋转方向A2(与所述第一旋转方向A1相反)上，其可以处于由图3中的方向L2示出的第二端位置。在图1、图2和图3中，方向L0、L1和L2分别示出了当振动镜4为平面形状时的平面，如图1至图3的示例所示。

根据本实用新型的实施例，光源2被配置为在反射镜上产生至少两个分离的图像I1、I2、I3、I4、I5(图4和5)，即不同的光斑(或反射斑)。振动镜4用于产生所述光束F。镜上的图像I1、I2、I3、I4、I5分布为使得它们沿着垂直于振荡轴X的轴对准。

因此，扫描装置3接收：

-在第一实施例中，如图4所示，由光源2产生的光辐射R1和R2分别在振动镜4上形成图像I1和I2(即光斑)。光辐射R1和R2的反射(形成图像I1 和I2)产生不同的单独的光束F1和F2，它们形成由照明系统1发射的光束F (图1)；和

-在第二实施例中，由光源2产生的光辐射R3、R4和R5分别在振动镜4 上形成图像I3、I4和I5(即，光斑)，如图5所示。光辐射R3、R4和R5的反射产生不同的单独光束F3、F4和F5，这些光束形成了由照明系统1发射的光束F(图2和图3)。

在关于第一实施例的替代实施例中，光源2可以包括单个发光二极管，并且使用光学装置形成两个图像I1和I2，所述光学装置返回由该单个发光二极管产生的光辐射，在两个不同的方向上形成两个图像I1和I2。

类似地，在涉及第二实施例的另一变型中，光源2可仅包括一个或两个发光二极管，并且光学装置由这一个或这些发光二极管产生的光返回光辐射形成三个图像I3、I4和I5。

光源2包括至少一个并且优选地包括多个发光二极管D1、D2、D3、 D4、D5这种多个LED("LED"的英文为"Light-Emitting Diode")。这样的发光二极管具有许多优点，特别是在紧凑性和照明控制方面。

在一个优选的实施例中，光源2被配置为形成分布在振动镜4上的图像 I1、I2、I3、I4和I5，从而如图7所示在由照明系统1照明的环境的区域(或场景)上的光强度轮廓PI对应于预定的光强度轮廓。光强度轮廓PI被定义在所述照明区域的给定方向H上。

图6A和6B通过说明光束F3、F4和F5中的一个或多个进入的不同区域 Z1至Z6，显示了由发光二极管D3、D4和D5产生的光束F3、F4和F5的各自贡献。

“光强度分布PI”应理解为是指在照明区域的给定方向H上限定的 (由照明系统1产生的照明的)光强度I。例如，如果如图8的示例中那样，照亮区域ZE对应于一定高度V1的拉长区域(表示场景9的一部分，示出了环境区域)，根据在中心位置的任一侧上成角度地限定的照明场，在每一侧上以给定的角度来获得一定的高度H1(根据方向H，例如水平)，光强度轮廓PI表示了光的变化强度I是中心位置两侧(即根据方向H)的角度值的函数。

图像I1、I2、I3、I4、I5被分布，使得当振动镜4处于一个端部位置时，至少一个第一图像(至少部分地)照亮被照亮区域ZE的中心区域，第二图像照亮被照亮区域ZE的边缘。

在第一实施例中，光源2可以被配置为在振动镜4上形成两个不同的图像I1和I2，其在方向H上的宽度BA(相等或不同)，优选地彼此形成在振动镜的中心部分X(在图4中用线7示出)的任一侧上，在振荡轴X上。图像I1在方向H上与中心部分7相距距离B1。此外，根据图像I2与中心部分7 相距距离B2(最好与B1相等)。这些距离B1和B2根据从照明系统1的位置开始由照明系统1产生的光场的孔径角值(例如，以度表示)来定义的。

因此，通过产生两个分开的图像I1和I2，或由光源2产生的用于光辐射的两个不同的反射区域，具有适合于BA、B1和B2的值，可以修改照明的轮廓d(光强度分布图)，尤其是在中心提供强照明。

在第二实施例中，光源2被配置为在振动镜4上形成三个分离的图像 I3、I4和I5(或三个以上的图像)，在方向H上的宽度BB(相等或不同)，如第一图像I4被布置在振动镜4的中心，在振动镜4的振荡轴X处，并且在两个侧面上形成了另外两个图像I3和I5。图像I3在方向H上与中心图像I4的距离为B3。另外，图像I5在方向H上与中心图像I4的距离为B4(最好与B3相同)。这些距离B3和B4还根据从照明系统1的位置开始由照明系统1产生的照明场的孔径角值(例如以度表示)来定义。

通过图像I3、I4、I5的BB的适当尺寸和两个相邻图像之间的合适间隔 B3、B4，图像I3，I4和I5的这种数量和这种布置使得有可能获得所需的光强度分布，如图7中所示。

更准确地说，由于在振动镜4的中心位置振荡速度更快，而在振动镜4 到达其极限位置(发生振荡方向的改变)时，振荡速度较低。因此，给定的单个光束(例如，图6A的单个光束F4)的光强度在该单个光束F4的端部 F4A和F4B处比在该单个光束F4的中心F4C处更强。因此：

-随着各个光束F3、F4和F5的可变强度而变化；

-各个光束F3、F4和F5与某些区域重叠，例如在光束F3和F4的图6B的区域Z2和Z3中；和

-区域Z1到Z6可以根据距离BB、B3和B4进行调整，可以根据需要为发射的光束F(包括所有单独的光束F3、F4和F5)定义一个光强度轮廓PI，尤其是相对均匀的光强度轮廓。

在一个具体的实施例中，光源2包括多个发光二极管D1、D2、D3、 D4、D5，并且被配置为使得每个所述发光二极管D1至D5在振动镜4上形成对应的图像I1至I5。

另外，在优选实施例中，光源2包括可控发光二极管D1至D5，其可被激活和去激活。可控发光二极管D1至D5根据控制单元(未示出)实时地根据振动镜4的当前振荡角(在所述振动镜4的行进角2α内)来激活和去激活。

照明系统1通过选择性地打开和关闭某些发光二极管，例如第二实施例的发光二极管D3、D4和D5，可以不照亮能够被所述照明系统1覆盖的照明区域的一个或多个部分。因此，照明系统1被配置为能够产生照明区域的像素化。

因此，根据这种照明系统1，可以实现动态照明，该动态照明包括多个未照明区域或照明减少的区域，具有精确的位置，对应于例如迎面而来的具有照明系统1的机动车辆或前方的具有照明系统1的机动车辆的位置 (在这种情况下形成该机动车辆的前灯的一部分)。

此外，由照明系统1产生的这种动态照明也可以用于特别是在地面上显示特定的标志、特定的形状(例如几何形状)或特定的信息。对于汽车的前大灯和后大灯都是如此。

未照明区域的部分(或至少具有照明减少的区域)由至少一些LED产生与它的扫描光束的同步终止而获得，即，通过关闭LED的在扫描期间 (即，在振动镜4的振荡期间)，光束被预期处于不需要区域的一部分时，光源没有点亮。

对于本实用新型的实施例中，光束的扫描是高速进行的，以便能够受益于视网膜的持久性，也就是说，尽管扫描，人眼仍能看到整个照明区域。视网膜持久性是一种现象，其将人眼在视网膜上的残留图像归因于通常为1/25秒量级的时间。

为此目的，有利地，用于改变和控制的单元5被配置为产生非常高的角速度并且优选地大于每秒3000°的扫描(或振动镜4的振荡)。此外，振动镜4的最大振荡角2α可通过单元5改变和控制。因此，改变照明区域ZE (在图8的H方向上的宽度H1)并对其进行适配变成可能，如有必要，可以适应机动车的行驶状况。

在优选且简化的实施例中，所述振动镜4具有平面反射面8(图4和图 5)，在其上形成图像I1至I5，或者，在一个变型中，可以制造具有不同形式的反射面的振动镜4。

Claims

1.一种用于机动车灯的基于振动镜的照明系统(1)，其特征在于，所述照明系统(1)包括产生至少一个光辐射(R1、R2、R3、R4、R5)的至少一个光源(2)和扫描装置(3)；扫描装置(3)包括振动镜(4)和用于振荡该振动镜(4)的单元(5)，扫描装置(3)接收由光源(2)产生的光辐射(R1、R2、R3、R4、R5)并在振动镜(4)上形成图像(I1、I2、I3、I4、I5)，其反射产生照明系统(1)发出的光束(F)，光源(2)包括至少一个发光二极管(D1、D2、D3、D4、D5)，并且被配置为在振动镜(4)上产生至少两个不同的图像(I1、I2、I3、I4、I5)，以产生所述光束(F)。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，光源(2)被配置为在振动镜(4)上形成至少三个不同的图像(I3、I4、I5)。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，光源(2)被配置为形成分布在振动镜(4)上的图像(I3、I4、I5)，使得照明的光强度轮廓(PI)通过由照明系统(1)在照明区域(ZE)发射的光束(F)中产生，根据所述照明区域(ZE)的方向(H)定义的所述光强度轮廓(PI)对应于预定的光强度轮廓。

4.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述三个图像中的第一图像(I4)在振动镜(4)的振荡轴(X)处形成在振动镜(4)的中心，而另外两个图像(I3、I5)形成在该第一图像(I4)的两侧。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光源(2)包括多个发光二极管(D1、D2、D3、D4、D5)，并且，所述光源(2)配置成使得每个所述发光二极管(D1、D2、D3、D4、D5)在振动镜(4)上形成图像(I1、I2、I3、I4、I5)。

6.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述振动镜(4)具有平面反射面(8)，在其上形成图像(I1、I2、I3、I4、I5)。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光源(2)包括至少一个可被激活和去激活的可控发光二极管(D1、D2、D3、D4、D5)。

8.根据权利要求7所述的照明系统，其特征在于，可控发光二极管(D1、D2、D3、D4、D5)根据振动镜(4)的当前振荡角实时地被激活和去激活。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明系统，其特征在于，所述振动镜(4)具有可变且可控的最大振动角。

10.根据权利要求1至8任一项所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统被配置为生成照明区域的像素化。

11.一种机动车灯，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任一项所述的照明系统(1)。