ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ Российский патент 2015 года по МПК B60Q1/12 

Область техники, к которой относится изобретение

В данном изобретении описаны осветительный узел, контроллер для такого осветительного узла, автомобильная фара, содержащая такой осветительный узел, и способ генерирования переднего луча для транспортного средства, содержащего такой осветительный узел.

Характеристика предшествующего уровня техники

Несколько фирм-изготовителей автомобилей предложили адаптивное переднее освещение. При АПО осуществляют совместное управление левой и правой фарами автомобиля, чтобы адаптировать или регулировать передние лучи применительно к мгновенной ситуации вождения. Например, при повороте влево или вправо, контроллер определяет угол поворота и вызывает поворот части фары, обычно - проекционной линзы, на соответствующий угол поворота, так что луч тоже поворачивается. Таким образом, ближний свет не остается неподвижным относительно транспортного средства, как в случае обычных фар, а принудительно направляется «в» поворот.

Хотя такие поворачиваемые фары дают преимущество возможности активного управления направлением луча фары при вхождении в поворот для оптимального освещения в фактическом направлении движения, они также имеют ряд недостатков. Во-первых, если транспортное средство входит в «резкий» поворот, например, при сворачивании с дороги под прямым углом на боковую дорогу или при осуществлении разворота, внешний луч «разворачивается» по направлению к кузову транспортного средства, и это эффективно блокирует часть такого луча. Например, при резком повороте влево, правый луч во многих случаях практически перекрывается кузовом автомобиля. Этот эффект в значительной степени неизбежен в обычных устройствах, поскольку - по разным причинам - корпус фары не может выходить за пределы кузова транспортного средства, а проекционная линза расположена внутри фары (за передней стеклянной крышкой). Во-вторых, любые движущиеся части, такие, как электродвигатели или исполнительные механизмы, необходимые для физического поворота подвижных частей устройств фар, подвержены повреждению или отказу.

В первых устройствах АПО использовались ксеноновые или галогенные лампы с проекционной линзой или отражателем для изображения одиночного источника света. Однако разработки в области технологии светоизлучающих диодов привели к появлению очень ярких СИДов большой мощности, которые пригодны для использования в автомобильных приложениях, связанных с освещением. Вместо одиночной ксеноновой или галогенной лампы, для генерирования переднего луча можно использовать массив или матрицу СИДов. Эффект «поворота» можно получить путем использования подходящей проекционной линзы и включения лишь тех СИДов, которые необходимы для генерирования луча в любой заданный момент времени. Например, чтобы повернуть или направить луч вправо, такие СИДы с левой стороны от оптической оси включаются, а другие выключаются. Однако отчетливый луч можно получить лишь с помощью СИДов, близких к оптической оси. Свет, исходящий из источников света, расположенных дальше от оптической оси, а именно из тех источников света, которые используются для генерирования предельно повернутого луча, подвергается аберрации, а получаемый луч является неотчетливым. Следовательно, чтобы получить отчетливый луч при соблюдении нормативов Европейской экономической комиссии (ECE) и Общества инженеров автомобильной промышленности (SAE), нужно спроектировать проекционную линзу так, чтобы она компенсировала аберрацию, но такая конструкция линзы обычно связана с фактором высокой стоимости.

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы разработать усовершенствованное, экономичное и устойчивое к внешним воздействиям динамичное устройство, позволяющее избежать вышеописанных проблем.

Краткое изложение существа изобретения

Задача изобретения решается с помощью осветительного узла по п.1 формулы изобретения, контроллера по п.9 формулы изобретения, осветительного устройства по п.12 формулы изобретения и способа генерирования переднего луча по п.14 формулы изобретения.

В соответствии с изобретением, осветительный узел для использования в осветительном устройстве транспортного средства содержит проекционную линзу и матрицу источников света, причем проекционная линза и матрица источников света расположены в соответствии с асимметричным смещением оптической оси проекционной линзы, и при этом источники света матрицы источников света осветительного узла являются индивидуально управляемыми для регулирования угла поворота луча света, генерируемого этим осветительным узлом.

Стержневая идея изобретения заключается во введении ассиметричного смещения оптической оси проекционной линзы так, чтобы весь луч можно было использовать для поворота луча при всех возможных углах поворота. В отличие от известных осветительных узлов, в которых некоторая доля света поворачиваемого луча может блокироваться кузовом транспортного средства, осветительный узел в соответствии с изобретением гарантирует, что бесполезного генерирования света не будет. Поэтому для всех потребностей в переднем луче можно получить преимущественно высококачественный луч. Еще одно очевидное преимущество осветительного узла в соответствии с изобретением заключается в том, что, поскольку определенная степень поворота луча уже придана за счет асимметричного смещения оптической оси проекционной линзы осветительного узла, в осветительном узле в соответствии с изобретением требуется меньше источников света. Кроме того, осветительный узел в соответствии с изобретением не требует движущихся частей, поскольку ни одному компоненту осветительного узла не нужно двигаться.

Контроллер для управления источниками света такого осветительного узла для регулирования угла поворота луча света, генерируемого этим осветительным узлом, содержит блок генерирования управляющего сигнала, предназначенный для генерирования управляющего сигнала для избирательного включения конкретных источников света осветительного узла на основе асимметричного смещения оптической оси проекционной линзы.

Осветительное устройство в соответствии с изобретением содержит такой осветительный узел для генерирования луча света и такой контроллер для управления источниками света осветительного узла для регулирования угла поворота луча света.

В соответствии с изобретением, способ генерирования переднего луча для транспортного средства, содержащего осветительный узел для генерирования этого луча, в котором проекционная линза и матрица источников света осветительного узла расположены в соответствии с асимметричным смешением оптической оси проекционной линзы осветительного устройства, включает в себя этапы, на которых измеряют угол поворота транспортного средства и генерируют управляющий сигнал для осветительного узла на основе асимметричного смещения и угла поворота для избирательного включения конкретных источников света осветительного узла для регулирования угла поворота луча.

В зависимых пунктах формулы изобретения и нижеследующем описании раскрыты конкретно предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения. Признаки вариантов осуществления можно объединять надлежащим образом.

В нижеследующем тексте будет использовано стандартное допущение, согласно которому предполагается, что в качестве транспортного средства рассматривается то, которое описано выше. Продольную ось транспортного средства следует понимать как ось, совпадающую с направлением движения транспортного средства (и не следует путать с осью симметрии транспортного средства). Кроме того, термин «проекционная линза» может охватывать систему линз, содержащую множество линз, и в этом случае оптическую ось следует понимать, как оптическую ось системы линз.

Осветительные узлы, известные из предшествующего уровня техники, располагаются так, что оптическая ось оказывается выровненной с направлением движения, т.е. проходящей параллельно продольной оси транспортного средства, а для получения предельного угла поворота луча, именуемого в нижеследующем тексте «предельным углом поворота» или «максимальным поворотом луча», требуется довольно «широкая» матрица источников света. Как уже указывалось выше, когда передний луч известного осветительного узла направляют вбок или в поперечном направлении относительно направления движения транспортного средства, а степень отклонения луча является высокой, свет, исходящий из одного или более источников света на внешнем краю матрицы источников света, может растрачиваться бесполезно, поскольку этот свет может блокироваться кузовом транспортного средства. Поэтому в конкретно предпочтительном варианте осуществления асимметричное смещение представляет собой поперечный сдвиг между центром матрицы источников света и оптической осью проекционной линзы источника света. Например, в осветительном узле для генерирования переднего левого луча (т.е. «левой половины» переднего луча), матрицу источников света можно сдвинуть вправо от оптической оси. Асимметрия возникает просто за счет выключения тех источников света, которые не вносят вклад в предельно повернутый луч. Поэтому осветительный узел можно воплотить эффективнее, чем сравнимый известный осветительный узел.

В вышеупомянутом варианте осуществления, оптическая ось осветительного узла, по существу, конгруэнтна с направлением движения транспортного средства. В еще одном, конкретно предпочтительном варианте осуществления, асимметричное смещение происходит на ненулевой фиксированный угол между продольной осью направления движения транспортного средства и оптической осью проекционной линзы осветительного узла. В данном случае, осветительный узел выполнен с возможностью «поворачивания от» продольной оси транспортного средства. Это подразумевает, что матрица источников света также расположена под углом к продольной оси транспортного средства, например, отклонена от нее. Следовательно, полагая, что направление движения, а значит, и продольная ось транспортного средства, соответствует углу ноль градусов, и используя стандартное допущение (согласно которому предполагается, что в качестве транспортного средства рассматривается то, которое описано выше), получаем, что оптическая ось левого осветительного узла располагается под положительным углом к продольной оси, будучи обращенной несколько влево, а оптическая ось правого осветительного узла располагается под отрицательным углом к продольной оси, будучи обращенной несколько вправо от транспортного средства. Идея, лежащая в основе изобретения, состоит в том, что луч «внутри» поворота должен вносить значительный вклад в повернутый луч, а вклад другого луча должен быть не так уж важен. Подход, воплощаемый посредством изобретения, заключается в энергичном повороте «внутреннего» луча и повороте «внешнего» луча в меньшей степени. С точки зрения «внутреннего» луча, некоторая величина поворота луча уже придана ему на угол между оптической осью осветительного узла и продольной осью транспортного средства. С точки зрения «внешнего» луча, поскольку он не поворачивается так уж энергично при вхождении в поворот, никакая часть этого луча не будет блокироваться самим автомобилем.

Располагая осветительный узел под углом к продольной оси транспортного средства, можно получить высококачественный луч, поскольку можно получить удовлетворительную степень поворота луча с помощью источников света, расположенных ближе к оптической оси. Следовательно, проекционная линза может быть относительно простой, поскольку проведение каких-либо коррекций аберрации оказывается необязательным. Кроме того, поскольку осветительный узел уже до некоторой степени наклонен относительно направления движения, источник света, расположенный ближе к оптической оси, может вносить вклад в повернутый луч. Поэтому в дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения источники света матрицы источников света распределены, по существу, симметрично вокруг оптической оси осветительного узла.

Чтобы гарантировать, что проекционная линза осветительного узла собирает как можно больше света, в предпочтительном варианте осуществления изобретения матрица источников света расположена, по существу, перпендикулярно оптической оси осветительного устройства.

И опять, за счет того, что физическое размещение осветительного узла вносит вклад в направление луча, для создания предельного угла поворота можно использовать источник света, расположенный ближе (по сравнению с известными решениями) к оптической оси осветительного узла. Поэтому в осветительном узле в соответствии с изобретением матрица источников света содержит линейную матрицу, содержащую не более десяти источников света, предпочтительнее - не более восьми источников света.

Для обеспечения дополнительной видимости и безопасности при направлении транспортного средства в поворот, область «внутри» поворота предпочтительно освещают в большей степени. Поэтому осветительный узел предпочтительно воплощают с возможностью достижения максимального угла поворота луча, составляющего, по меньшей мере, 11°, предпочтительнее - по меньшей мере, 13°, наиболее предпочтительно - по меньшей мере, 15° относительно продольной оси транспортного средства. Степень поворота луча, которую можно получить посредством осветительного узла в соответствии с изобретением, определяется несколькими параметрами, например, размером фиксированного угла между оптической осью осветительного угла и продольной осью транспортного средства и/или степенью поперечного сдвига между центром матрицы источников света и оптической осью, а также размером матрицы источников света. Для осветительного устройства, в котором используются два осветительных узла в соответствии с изобретением, один - для левого луча, а другой - для правого луча, поворот луча относительно оптической оси осветительного узла будет больше для «внешнего» луча.

Как упоминалось во введении, узлы передних фар можно воплотить с использованием подходящих источников света, таких как ксеноновые лампы, галогенные лампы и т.д. Как правило, любой подходящий источник света можно использовать в матрице источников света осветительного узла согласно изобретению. Вместе с тем, поскольку каждая ксеноновая или галогенная лампа имеет относительно громоздкий стеклянный баллон и большое реальное основание, такие лампы нельзя разместить близко друг к другу, создавая плотный массив или матрицу источников света. Следовательно, в конкретно предпочтительном варианте осуществления изобретения, источник света матрицы источников света содержит СИД, поскольку светодиодные источники света весьма компактны, а ряд СИДов можно располагать очень близко друг к другу в массиве или матрице. Предпочтительно используются бескорпусные кристаллические диоды. Все изображение «источника света» (в этом случае - активно светящихся соседних СИДов матрицы) кажется порождаемым одним-единственным источником света. Использование СИДов в качестве источников света имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что их можно включать очень быстро, в отличие, например, от ксеноновой лампы, которая требует некоторого времени прогрева, когда ее включают. Кроме того, качество света, выдаваемого СИДом, остается, по существу, неизменным на протяжении срока его службы. Поэтому в нижеследующем тексте источники света матриц источников света можно полагать СИДами, но это ни в коей мере не является ограничением изобретения.

Как упоминалось выше, асимметричное смещение осветительного узла уже вносит вклад в угол поворота света. Угол поворота автомобиля также будет определять степень поворота луча, необходимую для оптимального освещения области перед транспортным средством при вхождении в поворот. Поэтому в дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения блок контроллера также содержит измерительное средство для измерения угла поворота транспортного средства, а блок генерирования управляющего сигнала выполнен с возможностью генерирования управляющего сигнала для источников света осветительного узла на основе упомянутого угла поворота. Очевидно, что блок контроллера также может содержать датчик для измерения угла наклона, а управляющий сигнал для источников света осветительного узла может избирательно включать источники света для компенсации угла наклона.

Поскольку в любой момент времени нужно включать лишь некоторые из СИДов матрицы, управляющий сигнал, генерируемый блоком генерирования управляющего сигнала, предпочтительно содержит множество сигналов возбуждения, причем каждый сигнал возбуждения связан с конкретным источником света матрицы источников света. Для осветительного устройства, содержащего левый осветительный узел и правый осветительный узел, для левого и правого осветительных узлов предпочтительно генерируются отдельные управляющие сигналы.

Осветительный узел в соответствии с изобретением можно использовать в транспортных средствах лишь с одной фарой, например в мотоцикле. Асимметричное смещение можно выбрать таким, что передний луч расположится под небольшим углом от направления движения. Например, фиксированный угол между оптической осью осветительного узла и продольной осью переднего колеса можно выбрать так, что осветительный узел оказывается немного повернутым к обочине, чтобы улучшить видимость для мотоциклиста и уменьшить свет, слепящий других участников движения.

Передний луч, генерируемый транспортным средством, таким, как автомобиль, содержит левый луч и правый луч. Поэтому осветительное устройство в соответствии с изобретением предпочтительно содержит первый осветительный узел для генерирования первого луча света и второй осветительный узел для генерирования второго луча света, причем проекционная линза и матрица источников света первого осветительного узла расположены в соответствии с первым асимметричным смещением оптической оси первой проекционной линзы, проекционная линза и матрица источников света второго осветительного узла расположены в соответствии со вторым асимметричным смещением оптической оси второй из проекционных линз, и при этом контроллер воплощен с возможностью генерирования первого управляющего сигнала для управления первым осветительным узлом с целью регулирования угла поворота первого луча света и второго управляющего сигнала для управления вторым осветительным узлом с целью регулирования угла поворота второго луча света. Поскольку каждый осветительный узел расположен в соответствии с асимметричным смещением, в любой момент времени СИДы, которые включены в левом осветительном узле, могут отличаться от СИДов, которые включены в правом осветительном узле. Например, для генерирования переднего луча можно включать один или более СИДов слева от оптической оси в левом осветительном узле (например, чтобы компенсировать небольшой наклон осветительного узла влево относительно оптической оси), и при этом можно включать соответствующий один или более СИДов справа от оптической оси в правом осветительном узле (например, чтобы компенсировать небольшой наклон осветительного узла вправо относительно направления движения и/или поперечный сдвиг между матрицей источников света и оптической осью). Асимметричное смещение может быть одинаковым для левого и правого осветительных узлов, например, каждый осветительный узел направлен под одним и тем же углом от продольной оси, хоть и в разных направлениях, или каждую матрицу источников света сдвигают от соответствующей оптической оси на одинаковое и противоположное расстояние. Точно так же, в зависимости от требований, асимметричные смещения могут быть разными, например, такими, что один осветительный узел направлен от продольной оси в меньшей или большей степени, чем другой осветительный узел.

Учитывая различные соответствующие параметры, такие, как фиксированный угол, поперечный сдвиг, угол поворота транспортного средства, и т.д., управлять лучом, генерируемым осветительным устройством в соответствии с изобретением, можно, генерируя первый управляющий сигнал для первого осветительного узла с целью избирательного включения конкретных источников света первого осветительного узла для регулирования угла наклона левого луча, и второй управляющий сигнал для второго осветительного узла с целью избирательного включения конкретных источников света второго осветительного узла для регулирования угла наклона правого луча. Таким образом, передний луч для оптимального освещения критической области получают, обеспечивая простую и экономичную конструкцию осветительного узла.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан упрощенный вид в плане транспортного средства с известным осветительным устройством;

на фиг. 2 показано известное осветительное устройство транспортного средства;

на фиг. 3 показано осветительное устройство в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 4 показано осветительное устройство в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 5 показано осветительное устройство в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения;

На фиг. 6 показан схематический вид осветительного устройства в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На чертежах сходные позиции везде обозначают сходные элементы. Объекты на чертежах не обязательно изображены в масштабе. В частности, преломление лучей света через проекционные линзы показано на чертежах лишь схематически.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показан упрощенный вид в плане транспортного средства 1 с известным осветительным устройством, содержащим левую и правую фары 40, каждую - с осветительным узлом 40 адаптивного переднего освещения (АПО), для генерирования переднего луча B_L, B_R, причем передний луч B_L, B_R содержит левый луч B_L и правый луч B_R. Каждый осветительный узел 40 АПО содержит проекционную линзу 42 перед точечным источником 43 света, таким, как ксеноновая или галогенная лампа 43. В верхней части чертежа показано транспортное средство 1, едущее прямо вперед, так что передний луч B_L, B_R направлен, по существу, параллельно продольной оси L транспортного средства 1. Фару 40 в сборе, содержащую проекционную линзу 42 и источник 43 света, можно механически поворачивать, управляя направлением проецирования переднего луча B_L, B_R. В нижней части чертежа показано, что транспортное средство 1 поворачивает влево, и передний луч B_L, B_R также направлен или повернут влево. Как иллюстрирует чертеж, осветительные узлы 40 повернуты, чтобы направить лучи B_L, B_R в желательном направлении. Величина поворота луча определяется, главным образом, углом поворота транспортного средства. Однако для предельных углов поворота внешний луч (в этом примере - правый луч B_R) до некоторой степени отсечен, как показано пунктирной линией, поскольку кузов транспортного средства 1 представляет собой препятствие для луча, так как проекционная линза 42 направлена «в» кузов транспортного средства.

На фиг. 2 показано известное осветительное устройство транспортного средства, генерирующее передний луч B_L, B_R, содержащее два осветительных узла 50 с каждой стороны от продольной оси L транспортного средства, и эти осветительные узлы 50 расположены так, что оптическая ось X в каждом случае располагается параллельно продольной оси L транспортного средства. Из соображений ясности, транспортное средство, в которое встроено осветительное устройство, не показано. Осветительный узел 50 с левой стороны от продольной оси L используется для генерирования левого луча B_L, а осветительный узел 50 с правой стороны от продольной оси L используется для генерирования правого луча B_R. Осветительное устройство этого типа не требует, чтобы осветительные узлы 50 были подвижными. Источники S₅₁, …, S₅₈ света каждого осветительного узла 50 могут быть расположены в массиве или матрице 52 с центром, по существу, на оптической оси 54 проекционной линзы 51. Чтобы генерировать луч, который направлен, по существу, наружу в направлении движения, как показано в верхней части чертежа, нужно включить лишь те источники S₅₃, S₅₄ света, которые расположены близко к оптической оси X, а остальные можно выключить. Чтобы вызвать поворот луча, как показано в нижней части чертежа, нужно включить другие источники S₅₇, S₅₈, расположенные дальше от оптической оси, а остальные выключить. Симметричное расположение источников света вокруг оптической оси X осветительного узла 50 означает, что для получения желаемого угла поворота можно включать одинаковые источники света с каждой стороны. Максимальный угол σ поворота луча показан в нижней половине чертежа. Вместе с тем, в случае предельных углов осветительное устройство этого типа имеет тот же недостаток, который упоминался выше в связи с фиг. 1, а именно заключающийся в том, что кузов транспортного средства представляет собой препятствие для внешнего луча, так что часть света эффективно блокируется. Кроме того, это решение также страдает неудовлетворительным определением луча, поскольку источники света, наиболее удаленные от оптической оси X - в этом случае источники S₅₁, S₅₈ света - генерируют свет, который подвергается значительной аберрации, когда проходит через проекционную линзу 51. Поэтому при вхождении в поворот, значительно повернутый луч может оказаться недостаточно резким, чтобы удовлетворить требованиям регулирования переднего луча. Для компенсации низкого качества луча требуется более сложная проекционная линза, что вносит вклад в общие издержки.

На фиг. 3 показаны левый осветительный узел 10 и правый осветительный узел 20 осветительного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. В данном случае, матрица 12 источников света первого осветительного узла 10 расположена с поперечным сдвигом d₁ от оптической оси X₁ первого осветительного узла 10. Поэтому источники света S₁₁, …, S₁₆ матрицы 12 источников света расположены симметрично вокруг оптической оси X₁ первого осветительного узла 10. Аналогично, матрица 22 источников света второго осветительного узла 20 расположена с поперечным сдвигом d₂ от оптической оси X₂ второго осветительного узла 10, так что источники света S₂₁, …, S₂₆ матрицы 22 источников света расположены симметрично вокруг оптической оси X₂ второго осветительного узла 20. В каждом случае, оптическая ось X₁, X₂ располагается параллельно продольной оси L транспортного средства. В этом воплощении, каждый осветительный узел 10, 20 может генерировать луч с высокой степенью поворота, включая в себя лишь те источники света, которые действительно необходимы для луча. Источники света, которые не вносили бы вклад в сильно повернутый луч, просто отсутствуют, так что эта конструкция требует меньше источников света, чем известное решение, описанное в связи с фиг. 2.

На фиг. 4 показаны левый осветительный узел 10' и правый осветительный узел 20' осветительного устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. Первый осветительный узел 10' используется для генерирования левого луча B_L, а второй осветительный узел 20' используется для генерирования правого луча B_R. Каждый осветительный узел 10', 20' содержит матрицу 12, 22 источников S₁₁, …, S₁₆, S₂₁, …, S₂₆ света, расположенных симметрично вокруг оптической оси X₁, X₂ осветительного узла 10', 20'. В свою очередь, оптическая ось X₁, X₂ каждого осветительного узла 10', 20' расположена под углом Φ₁, Φ₂ относительно продольной оси L транспортного средства 1. Левый осветительный узел 10' имеет оптическую ось X₁, расположенную под первым углом Φ₁ к продольной оси L транспортного средства 1, а оптическая ось X₂ второго осветительного узла 20' расположена под вторым углом Φ₂ к продольной оси L транспортного средства 1. Иными словами, левый осветительный узел 10' обращен немного влево от направления движения транспортного средства, а правый осветительный узел 20' обращен немного вправо от направления движения транспортного средства. В верхней части чертежа показан генерируемый передний луч. С этой целью, один или оба источника света, расположенные близко к оптической оси X₁, X₂, включены, а остальные источники света выключены. Поскольку осветительные узлы 10', 20' наклонены относительно продольной оси транспортного средства, левый луч B_L можно генерировать путем включения одной пары источников S₁₂, S₁₃ света как раз слева от оптической оси X₁ левого осветительного узла 10', а правый луч B_R можно генерировать путем включения одной пары источников S₂₄, S₂₅ света как раз справа от оптической оси X₂ правого осветительного узла 20'.

Когда транспортное средство входит в поворот, передний луч B_L, B_R поворачивается, вследствие чего управление степенью поворота луча осуществляется за счет выбора источников света, которые надо включить. Это можно сделать так, как показано в нижней половине чертежа, где показан передний луч, предельно повернутый влево. Чтобы генерировать повернутый луч в левый поворот, группы источников света левого осветительного узла 10' и группы источников света правого осветительного узла 20' последовательно включают, а остальные источники света выключают. Возможная последовательность групп включаемых источников света может иметь вид S₁₂, S₁₃; S₁₃, S₁₄; S₁₄, S₁₅; S₁₅, S₁₆ для левого осветительного узла 10' и S₂₃, S₂₂; S₂₂, S₂₁ для правого осветительного узла 20. При вхождении в правый поворот, последовательности могут идти в противоположном направлении, в этом случае источники S₁₂, S₁₃; S₁₂, S₁₁ света для левого осветительного узла 10' и источники S₂₂, S₂₃; S₂₃, S₂₄; S₂₄, S₂₅; S₂₅, S₂₆ для правого осветительного узла 20 следует включить, а другие источники света - выключить. Степень поворота σ₁, σ₂ луча, получаемая с помощью осветительного узла 10', 20' в соответствии с изобретением, меньше, чем степень поворота, демонстрируемая известными решениями, описанными выше. Вместе с тем, располагая каждый осветительный узел 10', 20' так, что его оптическая ось находится под углом к продольной оси L транспортного средства 1, можно по-прежнему удовлетворительно направлять передний луч в поворот, и при этом требуется меньше источников света, чем в известном техническом решении. Кроме того, качество луча для поворачиваемого переднего луча, получаемое таким образом, оказывается достаточно высоким, а сложная конструкция линзы при этом не требуется.

На фиг. 5 показано осветительное устройство 2 в соответствии с изобретением, имеющее контроллер 3 для управления источниками S₁₁, …, S₁₆, S₂₁, …, S₂₆ света осветительного устройства 2. Как уже описывалось выше в связи с фиг. 4, осветительное устройство 2 содержит левый осветительный узел 10' и правый осветительный узел 20', в каждом случае - с оптической осью X₁, X₂, расположенной под углом Φ₁, Φ₂ к продольной оси L транспортного средства. Степенью поворота луча управляют в соответствии с направлением движения транспортного средства. Это можно определить посредством надлежащего датчика или сигнала, например сигнала, получаемого из колонки рулевого управления транспортного средства. В этом примере, сигнал 51 из колонки рулевого управления анализируется анализирующим блоком 30, чтобы определить угол θ поворота. Этот параметр используется блоком 31 генерирования управляющего сигнала, который генерирует управляющий сигнал 13 для левого осветительного узла 10' и управляющий сигнал 23 для правого осветительного узла 20'. Каждый управляющий сигнал 13, 23 содержит некоторое количество сигналов 131, …, 136, 231, …, 236 для индивидуального управления источниками S₁₁, …, S₁₆, S₂₁, …, S₂₆ света каждого осветительного узла 10', 20'. Выбор источника света, который надо включить или выключить, для каждой матрицы источников света также может зависеть от фиксированного угла Φ₁, Φ₂, под которым оптическая ось X₁, X₂ осветительного узла 10', 20' расположена относительно продольной оси L транспортного средства. Эту информацию можно хранить, например, в блоке 31 генерирования сигнала. Скорость, с которой поворачивают передний луч B_L, B_R (т.е., скорость с которой включают последовательные группы источников света матрицы источников света), может быть непосредственно связана со скоростью, с которой транспортное средство направляется в поворот. Это можно определить, например, посредством анализирующего блока 30, который может быть оснащен для анализа сигнала 51, позволяющего определить скорость поворота транспортного средства. Используя информацию, предоставляемую в управляющий блок 3, можно индивидуально включать или выключать источники S₁₁, …, S₁₆, S₂₁, …, S₂₆ света каждого осветительного узла 10', 20', управляя степенью поворота переднего луча B_L, B_R.

На фиг. 6 показан схематический вид осветительного узла 10 в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения. В данном случае, матрица 12 из шести бескорпусных кристаллических СИДов S₁₁, …, S₁₆ на подложке 60 расположена симметрично, с поперечным смещением d₁ вокруг оптической оси X₁ асферической проекционной линзы 11. Свет, излучаемый каждым СИДом S₁₁, …, S₁₆, оптимально направляется в проекционную линзу 11 коллиматором 61. Каждый коллиматор 61 может иметь, по существу, квадратное или прямоугольное выходное отверстие для света, так что коллиматоры 61 можно разместить в непосредственной близости друг к другу в одномерной или двумерной матрице 12. Тогда - при изображении посредством проекционной линзы 11 - будет казаться, что свет, излучаемый соседними источниками света, порождается одним-единственным источником света.

Хотя данное изобретение раскрыто в форме предпочтительных вариантов осуществления и вносимых в них изменений, должно быть ясно, что в рамках объема притязаний изобретения в него можно внести многочисленные дополнительные модификации и изменения.

Во избежание сомнений, следует понять, что употребление признаков единственного числа по всей заявке не исключает множество, а слово «содержащий(ая, ее, ие)» не исключает другие этапы или элементы. «Блок» или «модуль» может содержать некоторое количество блоков или модулей.

Изобретение относится к устройствам освещения, а именно к осветительным устройствам транспортного средства. Техническим результатом является создание устойчивого к внешним воздействиям адаптивного осветительного устройства, с компенсацией аберрации света, исходящего из источников света, расположенных дальше от оптической оси проекционной линзы, без увеличения стоимости устройства освещения. Результат достигается тем, что осветительный узел (10, 10', 20, 20') для использования в осветительном устройстве (2) транспортного средства (1) содержит проекционную линзу (11, 21) и матрицу (12, 22) источников (S₁₁, …, S₂₆) света, причем проекционная линза (11, 21) и матрица (12, 22) источников света расположены в соответствии с асимметричным смещением (Φ₁, Φ₂, d₁, d₂) оптической оси (X₁, X₂) проекционной линзы (11, 21) и при этом источники (S₁₁, …, S₂₆) света матрицы (12, 22) источников света осветительного узла (10, 10', 20, 20') являются индивидуально управляемыми для регулирования угла (σ₁, σ₂) поворота луча (B_L, B_R) света, генерируемого этим осветительным узлом (10, 10', 20, 20'). Изобретение также содержит контроллер (3) для управления источниками (S₁₁, …, S₂₆) света осветительного узла (10, 10', 20, 20'). 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Осветительный узел (10, 10′, 20, 20′) для использования в осветительном устройстве (2) транспортного средства (1), содержащий проекционную линзу (11, 21) и матрицу (12, 22) источников (S₁₁, …, S₂₆) света, отображаемую посредством проекционной линзы (11, 21), причем проекционная линза (11, 21) и матрица (12, 22) источников света расположены в соответствии с асимметричным смещением (Ф₁, Ф₂, d₁, d₂) оптической оси (X₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21) и при этом источники (S₁₁, …, S₂₆) света матрицы (12, 22) источников света осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) являются индивидуально управляемыми для регулирования угла (σ₁, σ₂) поворота луча (B_L, B_H) света, генерируемого этим осветительным узлом (10, 10′, 20, 20′).

2. Осветительный узел по п. 1, в котором асимметричное смещение (d₁, d₂) представляет собой поперечный сдвиг (d₁, d₂) между центром матрицы (12, 22) источников света и оптической осью (X₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21).

3. Осветительный узел по п. 1 или 2, в котором асимметричное смещение (Ф₁, Ф₂) представляет собой фиксированный угол (Ф₁, Ф₂) между продольной осью (L) транспортного средства (1) и оптической осью (X₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21).

4. Осветительный узел по п. 3, в котором источники (S₁₁,…, S₂₆) света матрицы (12, 22) источников света распределены, по существу, симметрично относительно оптической оси (Х₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21).

5. Осветительный узел по п. 1 или 2, в котором матрица (12, 22) источников света расположена, по существу, перпендикулярно оптической оси (X₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21).

6. Осветительный узел по п. 1 или 2, в котором матрица (12, 22) источников света содержит линейную матрицу (12, 22) не более десяти источников света, предпочтительнее - не более восьми источников света.

7. Осветительный узел по п. 1 или 2, реализованный с возможностью получения максимального угла (σ₁, σ₂) поворота луча, по меньшей мере, 11°, предпочтительнее - по меньшей мере, 13°, наиболее предпочтительно - по меньшей мере, 15° относительно продольной оси (L) транспортного средства (1).

8. Осветительный узел по п. 1, в котором источник (S₁₁, …, S₂₆) света матрицы (12, 22) источников света содержит светоизлучающий диод (СИД) (S₁₁, …, S₂₆).

9. Контроллер (3) для управления источниками (S₁₁, …, S₂₆) света осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) по любому из предыдущих пунктов для регулирования угла (σ₁, σ₂) поворота луча (B_L, B_H) света, генерируемого осветительным узлом (10, 10′, 20, 20′), причем контроллер (3) содержит блок (31) генерирования управляющего сигнала, предназначенный для генерирования управляющего сигнала (13, 23) для избирательного включения конкретных источников (S₁₁, …, S₂₆) света осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) на основе асимметричного смещения (Ф₁, Ф₂, d₁, d₂) оптической оси (X₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21).

10. Контроллер по п. 9, содержащий измерительное средство (30) для измерения угла (θ) поворота транспортного средства (1), и при этом блок (31) генерирования управляющего сигнала выполнен с возможностью генерирования управляющего сигнала (13, 23) на основе угла (θ) поворота.

11. Контроллер по п. 9 или 10, в котором управляющий сигнал (13, 23), генерируемый блоком (31) генерирования управляющего сигнала, содержит множество сигналов (131, …, 236) возбуждения, причем каждый сигнал (131, …, 236) возбуждения связан с конкретным источником (S₁₁, …, S₂₆) матрицы (12, 22) источников света.

12. Осветительное устройство (2) для транспортного средства (1), содержащее осветительный узел (10, 10′, 20, 20′) по любому из пп. 1-8 для генерирования луча (B_L, B_R) света и контроллер (3) по любому из пп. 9-11 для управления источниками (S₁₁, …, S₂₆) света осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) для регулирования угла (σ₁, σ₂) поворота луча (B_L, B_R) света.

13. Осветительное устройство (2) по п. 12, содержащее первый осветительный узел (10, 10′) для генерирования первого луча (B_L) света и второй осветительный узел (20, 20′) для генерирования второго луча (B_R) света,
причем проекционная линза (11) и матрица (12) источников света первого осветительного узла (10, 10′) расположены в соответствии с первым асимметричным смещением (Ф₁, d₁) оптической оси (Х₁) первой проекционной линзы (11), а проекционная линза (21) и матрица (22) источников света второго осветительного узла (20, 20′) расположены в соответствии со вторым асимметричным смещением (Ф₂, d₂) оптической оси (Х₂) второй проекционной линзы (21) и при этом контролер (3) выполнен с возможностью генерирования первого управляющего сигнала (13) для управления источниками (S₁₁,…, S₁₆) света первого осветительного узла (10, 10′) для регулирования угла (σ₁) поворота первого луча (B_L) света и генерирования второго управляющего сигнала (23) для управления источниками (S₂₁, …, S₂₆) света второго осветительного узла (20, 20′) для регулирования угла (σ₂) поворота второго луча (B_R) света.

14. Способ генерирования переднего луча (B_L, B_R) для транспортного средства (1), содержащего осветительный узел (10, 10′, 20, 20′) для генерирования этого луча (B_L, B_R), в котором проекционная линза (11, 21) и матрица (12, 22) источников света осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) расположены в соответствии с асимметричным смешением (Ф₁ Ф₂, d₁, d₂) оптической оси (X₁, Х₂) проекционной линзы (11, 21), и причем проекционная линза (11, 21) расположена для отображения матрицы (12, 22) источников света, причем способ содержит этапы на которых:
измеряют угол (θ) поворота транспортного средства (1) и
генерируют управляющий сигнал (13, 23) для осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) на основе асимметричного смещения (Ф₁, Ф₂, d₁, d₂) и на основе угла (θ) поворота для избирательного включения конкретных источников (S₁₁, …, S₂₆) света осветительного узла (10, 10′, 20, 20′) для регулирования угла (σ₁, σ₂) поворота луча (B_L, B_R).

15. Способ по п. 14, в котором передний луч (B_L, B_R) содержит левый луч (B_L) и правый луч (B_R), а транспортное средство (1) содержит первый осветительный узел (10, 10′) для генерирования левого луча (B_L) и второй осветительный узел (20, 20′) для генерирования правого луча (B_R),
причем проекционная линза (11) и матрица (12) источников света первого осветительного узла (10, 10′) расположены в соответствии с первым асимметричным смещением (Ф₁, d₁) оптической оси (Х₁) первой проекционной линзы (11), а проекционная линза (21) и матрица (22) источников света второго осветительного узла (20, 20′) расположены в соответствии со вторым асимметричным смещением (Ф₂, d₂) оптической оси (Х₂) второй проекционной линзы (21), при этом способ заключается в том, что
генерируют первый управляющий сигнал (13) на основе первого асимметричного смещения (Ф₁, d₁) и угла (θ) поворота для избирательного включения конкретных источников (S₁₁, …, S₁₆) света первого осветительного узла (10, 10′) для регулирования угла (σ₁) поворота левого луча (B_L) и
генерируют второй управляющий сигнал (23) на основе второго асимметричного смещения (Ф₂, d₂) и угла (θ) поворота для избирательного включения конкретных источников (S₂₁, …, S₂₆) света второго осветительного узла (20, 20′) для регулирования угла (σ₂) поворота правого луча (B_R).