本發(fā)明的領(lǐng)域是用于機(jī)動車輛的照明裝置的領(lǐng)域，照明裝置諸如為機(jī)動車輛所配置的前燈。

背景技術(shù)：

車輛照明裝置通常用于將照明光束投射到車輛前方的道路上，照明光束能使車輛的駕駛員在夜晚時間條件下在完全安全的狀態(tài)下駕駛。

這些照明裝置被設(shè)計成針對遠(yuǎn)光束功能和近光束功能在最小調(diào)整距離上照明道路。例如對于遠(yuǎn)光束功能，該最小距離為300m，導(dǎo)致對于光束的限制，尤其對于位于車輛前方3m和15m之間的光束的部分的限制。

實際上，為保證在300m處實現(xiàn)最小照明，該照明在位于3m和15m之間的部分中常常是非常強(qiáng)烈的。現(xiàn)在，因為特別是由于減少光束到達(dá)的較長距離的感覺的危險，和/或使除了駕駛員之外的用戶被晃眼的危險，或是由于車輛所在的潮濕道路的表面上的反射，在此區(qū)域中的照明不準(zhǔn)妨礙車輛的駕駛員，因此這也被調(diào)整了。位于車輛前方3m和15m之間的該部分中的照明因而限制成在豎直平面中沿著水平軸線測量的-4°處為12000坎德拉。

在現(xiàn)有技術(shù)裝置中，常見的是在3m和15m之間實現(xiàn)該12000坎德拉的限制值以成功提供在300m處需要的最小照明。

與此同時，日益期望使用車輛的照明光束以在其中嵌入駕駛輔助信息。

現(xiàn)在，當(dāng)光束的位于3m和15m之間的部分位于最大承受照明下時，不可能通過正對比度嵌入圖像?？捎玫奈ㄒ环椒ㄊ秦?fù)對比度，但是只有信息通過光在光束中的缺失而被限定時，負(fù)對比度才是有效的。在該情況下，顯示信息的區(qū)域是沒有光的，并且駕駛員看不到在此區(qū)域中的任何道路元素。如果例如坑洞使道路變形并且信息覆蓋該坑洞，則駕駛員將看不到此坑洞，并且因此將不能夠避開坑洞。

因而重要的是發(fā)現(xiàn)另一方法使得在保持車輛駕駛員的安全水平的同時，使光束中的信息可見。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提出一種用于機(jī)動車輛的照明裝置解決該技術(shù)問題，所述照明裝置提供道路場景的足夠的能見度并且可以在光束中顯示駕駛輔助信息，在不影響駕駛員的安全水平的同時，駕駛員將能夠容易地檢測到駕駛輔助信息。

因此本發(fā)明的目標(biāo)是設(shè)計如下一種用于車輛的照明裝置，所述照明裝置包括用于車輛前方的道路場景的至少一個照明設(shè)備和用于生成由第二照明限定的第二光束的裝置，所述照明設(shè)備被布置成形成由第一照明限定的第一光束，所述裝置被構(gòu)造成將第二光束疊加在第一光束上，其特征在于：第一照明和第二照明的總和強(qiáng)于第一照明，并且第二光束形成駕駛輔助信息。

換句話說，這表示第二光束顯示非零照明并且更特別地駕駛輔助信息的照明強(qiáng)于第一光束的照明。第一光束因而相對于信息形成光背景，所述信息投射到所述光背景的至少一部分上。第一光束的信息投射到其上的部分是第一光束的較小的一部分。更具體地，信息投射在道路場景的水平處。

“駕駛輔助信息”應(yīng)該理解為覆蓋吸引駕駛員注意的任何類型的信息。信息可以例如與特別是由于照亮例如車輛所在道路的人行道的安全、危險信息相關(guān)，或甚至與駕駛相關(guān)的信息，例如速度或方向。

該設(shè)計提供許多優(yōu)點(diǎn)。

首先，因為駕駛輔助信息與背景的對比度使得其是可見的，同時本身保持觀察道路并且特別是檢測到其缺陷的足夠照明，因此使得可以在光束中顯示駕駛員可以完全地檢測到的駕駛輔助信息。

第二，使得光束沿著較短距離視覺和較長距離視覺之間的投射軸線是均一的，這提供現(xiàn)有技術(shù)中尚未實現(xiàn)的視覺舒適度。實際上，該均一性減小尤其當(dāng)在潮濕道路上駕駛時較短距離的光可以生成的眩光的危險。此外，光束的均一性使得可以提供在較長距離處光束到達(dá)的更好的感覺。

光束的均一性應(yīng)該理解為表示，光束的照明在投射到被根據(jù)本發(fā)明的裝置照亮的道路的地面上的給定照明距離上是恒定的。

根據(jù)單獨(dú)地或組合地使用的本發(fā)明的不同特征，將可以如下規(guī)定:

在位于道路場景的車輛前方3m和15m之間的部分中的第一光束的照度在20lux(勒克司)和50lux之間，并且將尤其地等于30lux，為此照明設(shè)備可以布置成在道路場景的該部分中第一光束的照明是恒定的。

在道路場景的位于車輛前方3m和15m之間的部分中的第二光束的照度在30lux和150lux之間，

第二光束的照明強(qiáng)于第一光束的照明，

第一光束和第二光束的這些照明強(qiáng)度使得可以區(qū)別由第二光束投射到由第一光束所形成的背景上的信息。

第一光束和第二光束之間的對比度大于或等于零，對比度可以在0和5之間，不包括0，并且更具體地在2和4之間。這些照明的差異使得可以確保以正對比度投射到第一光束上的信息的更好易讀性。

照明設(shè)備和用于生成第二光束的裝置通過包括至少一個光源和掃描系統(tǒng)的至少一個相同組件或包括至少一個均一光源和一個lcd屏幕或微反射鏡的相同組件形成，所述至少一個光源發(fā)射一束光線，并且掃描系統(tǒng)接收該束光線并且在波長轉(zhuǎn)換裝置的表面上分布該束光線，

均一光源應(yīng)該理解為表面光源，所述表面光源在如下方面區(qū)別于像素源，即表面光源不分成數(shù)個光源單元。lcd屏幕然后包括液晶矩陣，液晶矩陣可以布置在均一光源前方，并且使得可以調(diào)節(jié)來自該光源的光的傳輸。

照明設(shè)備和用于生成第二光束的裝置共用生成第一光束和第二光束的至少一個相同光源，光源是像素化光源并且可以通過各個光源的矩陣形成，各個光源在相同平面中延伸并且其強(qiáng)度可以被分別控制，

照明設(shè)備包括至少一個光學(xué)系統(tǒng)，至少一個光學(xué)系統(tǒng)的焦平面與單獨(dú)光源延伸所在的平面一致。

本發(fā)明的另一主題是包括如前述的照明裝置的機(jī)動車輛前燈。

本發(fā)明還可以覆蓋車輛照明裝置，所述車輛照明裝置包括用于照明車輛前方的道路場景的被布置成形成至少一個第一光束的至少一個機(jī)構(gòu)，其特征在于：第一光束的照明尤其地沿著車輛的位移軸線在道路場景的在車輛前方3m和15m之間的一部分中是恒定的。

因而，本發(fā)明使得可以確保車輛前方的較短距離處的均一光背景。此外，位于較短距離處的該均一光背景使得可以給出光束較大到達(dá)范圍的感覺，這使得可以為駕駛員提供更好的視覺舒適度。

在該情況下，在道路場景的位于車輛前方3m和15m之間的部分中的第一光束的照度在20lux和50lux之間，并且其中在道路場景的位于車輛前方200m和300m之間的部分中的第一光束的照度在0.5lux和2lux之間。

附圖說明

在研讀相對于附圖在下文給出的表述時，將更清楚地理解本發(fā)明的其它特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，其中:

圖1是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的車輛的透視圖，

圖2是本發(fā)明使用的光源的示例性實施例的示意圖，

圖3表示根據(jù)本發(fā)明的照明裝置所生成的光束的圖像，光束投射到位于車輛前方25m處并且與光束的主軸線成直角的屏幕上，

圖4是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的位于該道路上的車輛的側(cè)視圖，

圖5是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置的照明與作為分離根據(jù)本發(fā)明的照明裝置和在道路上的地面碰撞點(diǎn)之間的距離的函數(shù)的根據(jù)本發(fā)明的照明裝置提供的照明相比較的曲線圖。

具體實施方式

首先必須指出，附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明以實現(xiàn)本發(fā)明，如果有必要，所述附圖自然地能夠用于更好限定本發(fā)明。

圖1示意性地示出設(shè)置有至少一個照明裝置2的機(jī)動車輛1，每個照明裝置2都包括用于車輛前方1的道路場景5的至少一個照明設(shè)備4。“車輛前方”限定為當(dāng)車輛向前移動時其面向道路場景定位的前方。

照明設(shè)備4被布置成形成第一光束6。有利地，第一光束6是可調(diào)整的。當(dāng)其滿足設(shè)置待遵循的光度網(wǎng)的國家或社團(tuán)規(guī)定時，光束被認(rèn)為是符合規(guī)定的。舉例來說，對于前燈，第一光束可以遵循歐洲條例ecer98，ecer112，ecer113或ecer123，該條例的最近修正案在2015年12月9日具備效力和/或如“聯(lián)邦機(jī)動車輛安全標(biāo)準(zhǔn)108”(fmvss108)的美國條例中，其最近的修正案在2015年12月15日具備效力。根據(jù)這些條例，第一光束可以特別是遠(yuǎn)光束或近光束。

因而，第一光束6顯示第一照明，第一照明對應(yīng)于小于12000坎德拉(cd)的光強(qiáng)度，該第一照明沿著相對位于前燈高度處的參考直線的小于4°的角度β。該參考直線形成照明裝置2的光學(xué)軸線。豎直角度β在穿過光學(xué)軸線的豎直平面中延伸。該光學(xué)軸線例如與車輛1的照明設(shè)備4交叉。據(jù)此豎直角度，當(dāng)照明設(shè)備4生成近光束時，車輛前方至少15m的距離d被第一光束6照亮。

照明裝置2還包括用于生成第二光束10的至少一個裝置7。用于生成第二光束10的此裝置7被構(gòu)造成將第二光束10疊加在第一光束6上。第二光束10顯示第二照明并且形成駕駛輔助信息9。有利地，光束6、10的疊加是可調(diào)整的。

駕駛輔助信息9例如涉及車輛的速度、信號信息或甚至引導(dǎo)車輛1的駕駛員的信息。駕駛輔助信息9顯示比第一光束6的照明更強(qiáng)的照明。換句話說，第一光束6的照明和第二光束10的照明的總和比第一光束10的照明更強(qiáng)。由第一光束6形成的背景和由第二光束10形成的信息9之間的對比度被在用于生成第二光束10的裝置7和照明設(shè)備4之間生成的不同的照明值提供。

根據(jù)如圖2所示的示例性實施例，照明設(shè)備和用于生成第二光束10的裝置此處共用相同的光源12，光源12同時生成第一光束和第二光束。圖2示出光源12的成像素化光源矩陣的形式的實施例。該矩陣包括定位在平面π中的多個像素p，此處平面π在兩個方向(y,z)上延伸。像素p沿著y軸線水平地對準(zhǔn)并且沿著z軸線豎直地對準(zhǔn)。在該示例性實施例中，矩陣的第一組像素g1用于形成第一光束6，并且第二組像素g2用于形成第二光束10。因而，此處，第二組像素g2類似于生成裝置7。根據(jù)該實施例，每個像素p都可以被分別控制，并且如此光強(qiáng)度和照明可以用打開或關(guān)閉模式被控制或線性地被控制。

根據(jù)變化例，光源12可以是dmd類型的(“數(shù)字反射鏡裝置”)，其中微反射鏡的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)使得可以在給定方向上獲得需要的光強(qiáng)度。

根據(jù)另一變化例，光源12可以是包括表面光源的lcd類型的(液晶顯示器)，在表面光源前方放置液晶。液晶的運(yùn)動允許或防止光的通過并且因而形成像素化光源12。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，光源12是激光器類型的，向掃描系統(tǒng)發(fā)送一束光線，掃描系統(tǒng)將該束光線分配在波長轉(zhuǎn)換裝置的表面上，波長轉(zhuǎn)換裝置諸如為包括熒光材料的板。

光源12可以與用于將光投射到道路場景上的光學(xué)系統(tǒng)14相關(guān)聯(lián)。在使用像素矩陣作為光源12的一個實施例中，光學(xué)系統(tǒng)14顯示與像素矩陣的平面π一致的，即與光源12一致的，聚焦區(qū)域。

當(dāng)由于根據(jù)本發(fā)明的照明裝置2使得其可能而道路場景的光強(qiáng)度可能時，可以優(yōu)化第一光束6的照明和第二光束10的照明的均一性。光束的均質(zhì)性或均一性應(yīng)該理解為表示，光束的照明在于地面上測量的給定照明距離上是恒定的。

圖3表示從照明設(shè)備4得到的投射到的屏幕16上的第一光束6的圖像和第二光束10的圖像的示例，屏幕16放置成與車輛1前方25m處的光學(xué)軸線成直角。光源的像素的圖像i顯示與像素的照度成比例的照明，并且這同樣適用于第二光束10所形成的信息9。

照明設(shè)備被布置成使得第一光束6的照明和第二光束10的照明在道路場景5的在車輛前方3m和15m之間的一部分中是恒定的。在用于每個光束6、10的給定方向上，光強(qiáng)度符合如下定律:

i(α,β)＝exd²

其中e對應(yīng)于以lux表示的光束的照明，d對應(yīng)于分離照明設(shè)備4和與方向(α，β)相關(guān)聯(lián)的地面碰撞的點(diǎn)的距離。

這樣，光強(qiáng)度使得可以確保第一光束6對地面的均一照明。在道路場景5的位于車輛1前方3m和15m之間的部分中的第一光束6的照明則在20lux和50lux之間，這對應(yīng)于位于10m處的在2000cd和5000cd之間的光強(qiáng)度。優(yōu)選地，第一光束6的照明等于30lux。此外，在道路場景5的位于車輛前方300m處的部分中的第一光束6的照度在0.5lux和2lux之間。

如圖4所示，方向(α,β)由角度α和β限定。水平角度α對應(yīng)于在水平平面中測量的光束相對于光束的光學(xué)軸線形成的角度。換句話說，角度α使得可以照明道路的較大的或較小的部分。優(yōu)選地，角度α為在-40°和40°之間的值。豎直角度β對應(yīng)于光束相對于位于前燈高度處的參考直線v而形成的角度，參考直線v形成前燈的光學(xué)軸線。角度β使得可以照明道路的距離前燈較多或較少距離的一部分。角度β可以為在-10°和-4°之間的值。

第一光束6的光強(qiáng)度和第二光束10的光強(qiáng)度可以根據(jù)豎直角度β而被控制。實際上，如圖4所示:

tan(β)＝h/d

其中β對應(yīng)于如前述限定的豎直角度，h對應(yīng)于車輛1上的前燈相對于地面的高度，并且d對應(yīng)于針對給定的豎直角度β的第一光束6或第二光束10在地面上的碰撞點(diǎn)之間的距離。

因而，在車輛前方3m和15m之間，定律i(α,β)＝exd²成為

i(α,β)＝ex(h/tan(β))²

在這些條件中，地面上的照明成為e＝i/d²，并且對于給定強(qiáng)度和距離對應(yīng)于恒定值。因此，對于每個光束6、10，照明是均一的。

為了符合調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)，最好不超過最大值6000cd的第一光束6的光強(qiáng)度，以允許通過第二光束10和正對比度創(chuàng)建駕駛輔助信息9，其中對比度在0和5之間，不包括0。輪廓對比度公式對應(yīng)于:

(lmax-lmin)/lmin

其中l(wèi)max對應(yīng)于由第一光束6和第二光束10的總和引起的照度，并且lmin對應(yīng)于第一光束6的照度。換句話說，lmax對應(yīng)于駕駛輔助信息9的照度。

因為照度與光強(qiáng)度成正比例，因此對應(yīng)于6000cd的第一光束6和6000cd的第二光束的第一個對比度被獲得，并且光束6和10的總和的照度等于12000cd。第二個對比度對應(yīng)于4000cd的第一光束6和8000cd的第二光束10，并且因而光束6和10的總和的照度等于12000cd。第三個對比度對應(yīng)于3000cd的第一光束6和9000cd的第二光束10，并且光束6和10的總和的照度等于12000cd。第四個對比度對應(yīng)于2400cd的第一光束6和9600cd的第二光束10，并且光束6和10的總和的照度等于12000cd。第五個對比度對應(yīng)于2000cd的第一光束6和10000cd的第二光束10，并且光束6和10的總和的照度等于12000cd。

因而，對比度在0和5之間，不包括0，并且理想地在2和4之間，以獲得呈現(xiàn)相對于第一光束6的陡直輪廓的信息9。2和4之間的對比度大致地對應(yīng)于4000cd的第一光束6的強(qiáng)度，其中第二光束10的強(qiáng)度在8000cd和9600cd之間，同時符合調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)。

這些照明亮度對應(yīng)于在道路場景5的位于車輛1前方3m和15m之間的部分中的第二光束10的在30lux和150lux之間的照明。第二光束10的照明可以強(qiáng)于第一光束6的照明，這使得可以具有在保持光束的同時特別容易區(qū)別的信息9，所述光束照明配置有本發(fā)明的車輛所在的道路。由第一光束6形成的背景和由第二光束10形成的信息9之間的該對比度由用于生成信息9的裝置7和照明設(shè)備4生成的照明對比度提供。

如圖5所示，穿過照明emax的曲線示出了由現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置生成的照明。該曲線是鐘形曲線，具有大致地位于15m處的最大照明。另一方面，由根據(jù)本發(fā)明的照明裝置生成的照明e0直到15m都是恒定的，然后在更長距離中逐漸減少。這使得可以首先提供附近的光的受控和均一的照明并且，其次提供，在潮濕道路的情況下地面上的減小的光強(qiáng)度，其減小了對用戶的眩目作用。由于在不要求強(qiáng)烈照明的道路場景區(qū)域中沒有過多的光，所以照明裝置的耗電量也被優(yōu)化。