本發(fā)明涉及一種用于車輛的照明裝置,其具有用于產(chǎn)生光束的光源并具有用于使所述光束轉(zhuǎn)向的射束轉(zhuǎn)向單元,其中,設(shè)置有照明層元件,所述照明層元件能夠在它的面式延伸部上通過射束轉(zhuǎn)向單元利用所述光束選擇性地照明,并且其中,通過所述照明層元件的照明能夠產(chǎn)生用于在所述車輛前面進行投射的光。車輛在這里被理解為機動車、卡車、摩托車、電動自行車、踏板車等。
背景技術(shù):
de102010028949a1公開了一種用于車輛的照明裝置,其具有光源,該光源被構(gòu)造為激光射束源,并且激光射束源發(fā)射例如具有藍(lán)色波長的激光射束。通過包括作為主要的和光學(xué)上主動組成部件的反射鏡的射束轉(zhuǎn)向單元,可以借助于反射鏡在照明層元件上的掃描運動使激光射束運動。在此,激光射束激勵起照明層元件的轉(zhuǎn)換層,由此通過轉(zhuǎn)換層又發(fā)射白光。由此一般通過照明裝置產(chǎn)生白光,該白光可以用于滿足照明裝置的主光功能,即例如用于車輛的前照燈的遠(yuǎn)光或近光。
在此,由光源發(fā)射的電磁輻射、即例如藍(lán)色激光射束可以借助于射束轉(zhuǎn)向單元在照明層元件的基本上整個延伸部上選擇性掃描,并且利用射束轉(zhuǎn)向單元沿主轉(zhuǎn)向方向的共振擺動的反射鏡可以使所產(chǎn)生的焦點快速地在照明層元件的轉(zhuǎn)換層上運動,使得激光射束焦點在轉(zhuǎn)換層上的運動對于人眼來說可以不再被感知。確切地說,照明層元件上的掃描運動通過被轉(zhuǎn)變的且白色出射的光表現(xiàn)為線輻射器還是面輻射器取決于下述情況,即,激光射束僅沿一主方向還是也例如沿垂直于該主方向取向的副方向被轉(zhuǎn)向并通過照明層元件被引導(dǎo)。給照明層元件還可以后置一射束成形光學(xué)裝置,例如一投射光學(xué)裝置,利用該投射光學(xué)裝置,在車輛前面投射出在照明層元件上產(chǎn)生的照明場,以便例如產(chǎn)生近光分布或遠(yuǎn)光分布。
為了實現(xiàn)照明層元件上的光分布的動態(tài)調(diào)整,設(shè)置借助于能操控的射束轉(zhuǎn)向單元來控制為了激勵轉(zhuǎn)換層所采用的激光輻射。但是,具有共振擺動的反射鏡的射束轉(zhuǎn)向單元具有這樣的缺點,即,照明層元件上所產(chǎn)生的焦點的速度在邊緣側(cè)上、也就是在反射鏡運動的折回的區(qū)域中,速度被減慢或該速度被減少到零,并且接下來,反射鏡在它的轉(zhuǎn)動速度上才又加速。在此,在穿過中間位置時,反射鏡具有它的最快速度,這點造成出射白光的特別低的明暗度。
不同于例如無質(zhì)量電子射束的轉(zhuǎn)向,反射鏡基于它的慣性不可以被任意操控和動態(tài)地運動。尤其在幾千赫茲的范圍中的對于這里感興趣的結(jié)構(gòu)形式的照明裝置的高分辨率和無閃光所需的線頻率僅可以利用沿至少一個空間方向、大多水平、共振運動的反射鏡實現(xiàn)。在通過能運動反射鏡形成的這種調(diào)合式擺動器的情況下,繞零位態(tài)的反射鏡角度偏轉(zhuǎn)的物理所決定的時間走向造成反射鏡在折回區(qū)域中、也就是說因此在遠(yuǎn)離零位態(tài)的分別最大的偏轉(zhuǎn)部的區(qū)域中的停留可能性是最大的。因此得到在邊緣側(cè)上特別高的明暗度,并且在中部、也就是零位態(tài)周圍得到特別低的明暗度,該特別低的明暗度針對車輛前照燈的典型光分布而言要避免。
在持久接通進而有效利用的、作為用于照明裝置的光源的激光射束源中,根據(jù)圖1的光分布a也相應(yīng)于照明層元件上的光分布。光明暗度因此在照亮區(qū)域的邊緣上最大,這是因為在這里是反射鏡的折回點,并且在此,反射鏡速度短時地等于零。在相反以0°所示的中部,停留可能性最小,這是因為在這里,反射鏡速度最大。
為此,圖1在示意圖中示出了現(xiàn)有技術(shù),并且示出了具有光源10的照明裝置1,該光源使光束11、例如激光射束指向到具有反射鏡16的射束轉(zhuǎn)向單元12上。反射鏡16通過射束轉(zhuǎn)向單元12就像以箭頭示出的那樣被置于振蕩式運動,從而使得沿主轉(zhuǎn)向方向15的光束11轉(zhuǎn)向。被轉(zhuǎn)向的光束11在背側(cè)上入射到照明層元件13上,該照明層元件在前側(cè)上產(chǎn)生具有白光的所示光分布a,并且所產(chǎn)生的白光可以通過相應(yīng)的光學(xué)裝置被投射到車輛之前。在此,在邊緣側(cè)上,光的明暗度最高,從而使得具有與中軸線18最大間距的明暗度總是進一步升高,該中軸線例如可以形成光場的光學(xué)軸。
就像圖1中以光分布a示出那樣的這類光分布剛好不相應(yīng)于就像在圖3中所示那樣的前照燈的典型光分布。該期望的光分布b的明暗度最大值處于中軸線18附近,以0°角度表明。0°軸的左邊,角度標(biāo)記為負(fù)數(shù),0°的右邊,角度標(biāo)記為正數(shù)。因此值得期待的是,利用照明裝置的圖1中所示的原理結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生如圖3中所示那樣的光分布。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的任務(wù)是改善前面實施的結(jié)構(gòu)形式的照明裝置,并且照明裝置應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生就像至少部分基本上相應(yīng)于針對車輛的前場照明的光分布那樣的光分布。在此,也應(yīng)當(dāng)盡可能有效地使用光源。
該任務(wù)從根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的照明裝置出發(fā)、從根據(jù)權(quán)利要求7的具有兩個照明裝置的照明系統(tǒng)出發(fā)并且從根據(jù)權(quán)利要求8的方法出發(fā)利用對應(yīng)的特征部分特征來解決。本發(fā)明的有利改進方案在從屬權(quán)利要求中記載。
本發(fā)明包括這樣的技術(shù)教導(dǎo),即,設(shè)置反射器元件,所述反射器元件布置得鄰接所述照明層元件,其中,所述反射器元件這樣地設(shè)置,使得照明層元件和所述反射器元件能夠通過被轉(zhuǎn)向的光束被照明并且使得入射到或者說碰撞到(auftreffend)所述反射器元件上的光束能夠換向到所述照明層元件上。
本發(fā)明有利地使用了這樣的可能性,即,這樣折疊沿主轉(zhuǎn)向方向進行掃描的光束,使得照明層元件直接由掃描的光束照亮,并且同時,照明層元件間接通過反射器元件照亮。因此,以一時間份額入射到反射器元件上的、運動的光束與通過反射器元件直接入射到照明層元件上的光束被置于重疊。光束的該折疊能夠?qū)崿F(xiàn)形成僅一個具有提高的明暗度的邊緣區(qū)域,而照明層元件與反射器元件之間的過渡部形成能產(chǎn)生的光場的一邊緣區(qū)域,在該邊緣區(qū)域中,反射鏡速度進而焦點在照明層元件上的速度是最大的。因此就像開始描述的那樣可以相應(yīng)地使用具有最小強度的邊緣區(qū)域,以便形成用于車輛的前場照明的慣用光場。在此,例如實施為激光射束源的光源不必被調(diào)制并且可以利用全功率在連續(xù)波運行方式中運行,其中,在用于通過照明裝置產(chǎn)生光場的全范圍中可以使用通過光源所提供的功率。
例如,所述光束能夠通過所述射束轉(zhuǎn)向單元沿至少一個主轉(zhuǎn)向方向在一掃描角度上轉(zhuǎn)向,其中,所述照明層元件和所述反射器元件沿所述主轉(zhuǎn)向方向并排布置。在此附加地可以沿在主轉(zhuǎn)向方向上垂直的副方向轉(zhuǎn)向所述光束,例如利用射束轉(zhuǎn)向單元的第二反射鏡。在此,主轉(zhuǎn)向方向可以相應(yīng)于車輛的橫向方向,該車輛中或上設(shè)置照明裝置。
所述照明層元件和所述反射器元件有利地構(gòu)造有沿所述主轉(zhuǎn)向方向的彼此相同的寬度,從而使得所述照明層元件和所述反射器元件之間的過渡部處于所述掃描角度的角度半部中。由此實現(xiàn)了,在所述過渡部中,射束轉(zhuǎn)向單元的反射鏡的運動最大,因此,焦點在照明層元件上的運動也在相對于反射器元件的過渡部的區(qū)域中最大。過渡部的鄰接區(qū)域可以在照明層元件上形成光場的一區(qū)域,該光場通過投射光學(xué)裝置作為前場被投射到車輛之前,該前場同樣相應(yīng)于邊緣區(qū)域。與之相反,照明層元件沿主轉(zhuǎn)向方向的、構(gòu)造得與反射器元件相對置的邊緣區(qū)域被配屬給光場的中部,在該中部期望最高的明暗度。
具有特別優(yōu)點地,反射器元件可以被構(gòu)造為自由形式反射器,尤其以如下方式,即,由反射器元件反射到照明層元件上的光具有如下這樣的明暗度分布,該明暗度分布與照明層元件的直接照明、即例如利用激光射束的直接照明的明暗度分布重合。結(jié)果,照明層元件以雙倍的明暗度被照明,由此甚至可以較弱地設(shè)計光源。所述光源可以通過激光射束源來形成并且所述照明層元件可以例如具有轉(zhuǎn)換層,所述轉(zhuǎn)換層使第一波長的入射的激光輻射轉(zhuǎn)換成至少一個第二波長的出射光。第二波長的被轉(zhuǎn)換的光例如可以是白光,其中,激光光束例如可以具有藍(lán)色波長。在此,藍(lán)色波長可以為了形成白光同樣還形成一顏色份額。通常由此產(chǎn)生了相加混色,并且轉(zhuǎn)換層、例如磷層可以這樣地構(gòu)造,使得例如通過藍(lán)光、綠光和紅光的混色來形成白光,該白光可以用于車輛的慣用前場照明。尤其地,波頻譜可以為了提供具有這種色溫的車輛之前的光分布而被調(diào)整,使得能夠?qū)崿F(xiàn)車輛駕駛員的優(yōu)化的中間光學(xué)能見度或微光能見度。
此外,本發(fā)明涉及用于車輛的照明系統(tǒng),其具有左邊的照明裝置以及具有右邊的照明裝置,從而使得照明系統(tǒng)包括兩個照明裝置,兩個照明裝置就像前面所描述地實施的那樣。在此,這些照明裝置中的照明層元件可以布置得彼此相對指向,其中,反射器元件在外側(cè)上布置在照明裝置中。因此在同時運行兩個照明裝置時產(chǎn)生針對車輛的前場照明,就像該前場照明相應(yīng)于開頭描述的典型近光分布那樣。
此外,本發(fā)明涉及用于運行前面描述的具有兩個照明裝置的實施方案的照明系統(tǒng)的方法,其中,照明裝置中的反射鏡的擺動幅度可以彼此協(xié)調(diào)地進行改變。在此,相應(yīng)調(diào)制地操控所述射束轉(zhuǎn)向單元,并且例如,第一照明裝置的射束轉(zhuǎn)向單元可以與第二照明裝置的射束轉(zhuǎn)向單元偏離地進行操控。
此外,本方法規(guī)定,根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)彎行駛改變射束轉(zhuǎn)向單元的所述反射鏡的擺動幅度。隨著所述反射鏡的擺動幅度的改變,也可以共同地或相對彼此地改變所述照明裝置中的光源的功率。因此,通過不同地操控所述射束轉(zhuǎn)向單元可以滿足曲線光功能。
根據(jù)一變型方案,照明層元件沿主轉(zhuǎn)向方向的延伸部和反射器元件之間的分配也可以不同分布地設(shè)置,例如,照明層元件沿主轉(zhuǎn)向方向的寬度不必與反射器元件的寬度相同,從而使得光分布可以也通過相應(yīng)的幾何尺寸改變被進一步地調(diào)整。如果兩個照明裝置被用于一照明系統(tǒng),那么兩個照明裝置的光分布也可以不同地取消。例如也可以使這些光分布交疊。尤其地為了形成唯一的照明裝置可以設(shè)置多個反射鏡和多個照明層元件,其中,各個照明層元件例如可以分別形成一光場的一部分,該光場被產(chǎn)生用于滿足車輛之前的光功能。如果每個照明裝置使用多個反射鏡,那么也可以使一照明裝置內(nèi)部的這些反射鏡幅度發(fā)生變化,以便改變光分布。此外也可以共振地運行兩個反射鏡的兩個擺動軸線。在這些反射鏡與照明層元件之間的光路中可以除了反射器元件之外還置入另外的光學(xué)元件,以修正可能的偏倚。通過光源、例如激光射束源的與反射鏡的偏轉(zhuǎn)同步的時間調(diào)制,可以使光分布的有針對性的部分“變暗”。以這種方式可以例如避免使另外的交通參與者炫目,并且可以提供防炫目的遠(yuǎn)光。
此外,前面所描述的照明裝置例如可以被用于將圖像數(shù)據(jù)投射到車道或環(huán)境中的另外的表面上,其中,以簡單的方式光束必須被指向到照明層元件的相應(yīng)區(qū)域上,這些區(qū)域產(chǎn)生照明層元件上的相應(yīng)明暗度分布。該明暗度分布最后通過投射光學(xué)裝置作為前場被投射到車輛之前。
附圖說明
隨后與本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的描述一起根據(jù)附圖詳細(xì)示出其它的改善本發(fā)明的措施。其中:
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置的示意視圖,其具有針對所示結(jié)構(gòu)獨特的光分布;
圖2示出了用于形成根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的兩個照明裝置的示意圖,其具有所得出的光分布;
圖3示出了用于產(chǎn)生根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的前場照明的光分布,尤其是遠(yuǎn)光分布,其能夠利用根據(jù)圖2的照明系統(tǒng)來產(chǎn)生;
圖4示出了在主轉(zhuǎn)向方向上的明暗度分布,該明暗度分布在中軸線左側(cè)具有最大值以及
圖5示出了根據(jù)圖4的明暗度分布,其中,明暗度的最大值處于中軸線右側(cè)。
具體實施方式
圖1在本說明書的引言中與所示的獨特光分布一起已經(jīng)被描述。
圖2示出了具有兩個照明裝置1的照明系統(tǒng)100的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu),并且這些照明裝置1可以在車輛的前照燈中形成各個光模塊,從而使得在前照燈中可以設(shè)置兩個照明裝置1或這些照明裝置1本身形成了車輛的前照燈并相應(yīng)彼此間隔開地布置。在兩個照明裝置1的運行中可以在主轉(zhuǎn)向方向15中產(chǎn)生繞中軸線18的光分布b,就像隨后詳細(xì)描述的那樣。
照明裝置1分別具有一光源10,所述光源用于產(chǎn)生一光束11并且設(shè)置有具有反射鏡16的射束轉(zhuǎn)向單元12,該反射鏡在一空間軸上共振地被置于擺動運動。光束11入射到射束轉(zhuǎn)向單元12的反射鏡16上并在主轉(zhuǎn)向方向15上通過反射鏡16的共振轉(zhuǎn)動擺動運動被轉(zhuǎn)向。如果使光源10運行,那么以被轉(zhuǎn)向的光束11照明了照明層元件13,其中,照明例如可以在背側(cè)上進行,并且在背離通過光束11的光入射的側(cè)面上,照明層元件13可以產(chǎn)生以b表示的光分布并相應(yīng)地發(fā)射光。照明層元件13以未詳細(xì)示出的方式具有轉(zhuǎn)換層,例如磷層,并且光源10可以是激光射束源。激光射束源的所提供的光例如可以包括藍(lán)色的波長,其中,通過照明層元件13中的轉(zhuǎn)換層最后產(chǎn)生了具有白光的光分布b。
在邊緣側(cè)上,與兩個照明裝置1的照明層元件13鄰接地布置反射器元件14,這些反射器元件具有被構(gòu)造為自由形式反射器的反射器側(cè)面。在此這樣地設(shè)置所述射束轉(zhuǎn)向單元12,使得照明層元件13和反射器元件14由對應(yīng)的光束11以相同方式和尤其是利用大致相同的持續(xù)時間被照射,尤其其方式是,相應(yīng)地實施反射鏡16的所述運動。入射到反射器元件14上的光朝對應(yīng)的照明層元件13的方向轉(zhuǎn)向并被其吸收。由此產(chǎn)生折疊光束的原理,并且反射器元件14的自由形式反射器可以這樣地實施,使得照明層元件13以相同的明暗度分布通過由反射器元件14所反射的光來照明,就像以射束11通過反射鏡16的直接照明。
通過兩個照明裝置1彼此的所示鄰接的布置可以形成照明系統(tǒng)100,該照明系統(tǒng)造成預(yù)期的光分布b。該光分布在中軸線18上具有最大值并且沿邊緣區(qū)域中一直繼續(xù)減少光分布的明暗度,并且最小值在照明層元件13和反射器元件14之間的過渡部17上產(chǎn)生。這些過渡部17形成主轉(zhuǎn)向方向15的中間區(qū)域,在該中間區(qū)域中,射束轉(zhuǎn)向單元12的反射鏡16的運動速度具有最大值。因此,通過焦點在那里非??斓乃俣龋捎谡彰鲗釉?3上的光束11所產(chǎn)生地,過渡部17中的明暗度變得最低。
圖4和5示出了根據(jù)圖2的光分布b的變型方案,并且圖4中在中軸線18的左側(cè)面上示出了具有最大值的光分布b'',并且圖5中在中軸線18的右側(cè)面上示出了光分布b''。這些光分布能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)圖2的照明系統(tǒng)100的曲線光功能,并且通過相應(yīng)操控所述射束轉(zhuǎn)向單元12可以實現(xiàn)偏心設(shè)置的明暗度最大值。
通過明暗度分布的前述最大值可以滿足適配的曲線光功能,并且明暗度最大值可以從中軸線18中導(dǎo)出,在該中軸線上,兩個照明裝置1的共振擺動的反射鏡16的擺動幅度通過相應(yīng)的操控被實施成彼此不同。射束轉(zhuǎn)向單元12可以與一操縱單元處于連接中,該操控單元提高了所述一個反射鏡16的擺動幅度,而減少了另一反射鏡的擺動幅度。這種操控的可能的轉(zhuǎn)換可以通過如下方式來實現(xiàn),即,在針對反射鏡16分別所允許的最大值的例如70%的擺動幅度的情況下,光分布直接彼此鄰接或略微交疊。當(dāng)現(xiàn)在例如將左邊反射鏡16的幅度被減少到55%并同時將右邊反射鏡16的幅度提高到85%時,那么明暗度最大值向左邊移動,例如在圖4中示出。類似地,當(dāng)例如將左邊前照燈的反射鏡的幅度被提高到85%并且將左邊反射鏡16的幅度被減少到55%時,明暗度最大值可以向右移動。
本發(fā)明在它的實施上不被限制在前面記載的優(yōu)選實施例上。確切地說,可以考慮一定數(shù)量的變型方案,其也在原理上不同形式的實施方案中利用所示的解決方案。全部從權(quán)利要求、說明書或附圖得出的特征和/或優(yōu)點,包括結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、空間布置和方法步驟不僅本身,而且在不同的組合中可以是對本發(fā)明重要的。