一种机动车辆照明装置的光学系统及机动车辆照明装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种机动车辆照明装置的光学系统及机动车照明装置，包括：可调制的像素芯片；失真镜头，所述像素芯片出射的光由失真镜头整形为任意比例的光型；所述失真镜头内包含至少一个变曲率透镜。本实用新型专利技术的光学系统，解决了现有技术的高分辨率车灯无法满足在水平方向有较大视场，而垂直方向视场较小的问题。通过调整变曲率透镜的曲率，从而实现照明范围内各方向的失真率调节以实现预设汽车照明效果，并提高能量利用率和系统光学效率。并提高能量利用率和系统光学效率。并提高能量利用率和系统光学效率。

【技术实现步骤摘要】
一种机动车辆照明装置的光学系统及机动车辆照明装置


[0001]本技术涉及车辆照明
，具体而言，涉及一种机动车辆照明装置的光学系统及机动车辆照明装置。

技术介绍

[0002]随着汽车的不断发展，车灯在道路行驶安全中扮演着重要角色。汽车车灯类别有很多，其主要分为：照明灯和信号灯两大类。然而不同类别车灯的光型要求不同，其中汽车前照灯主要是由：近光灯，远光灯组成。依据汽车法规要求，近光光型在明区和暗区有一个相对清晰的明暗截止线，其目的是为了降低会车时灯光影响对向车辆驾驶员视觉，减小安全事故发生概率。
[0003]随着科技的发展，为了更好的解决汽车夜间行驶的安全，ADB(Adaptive Driving Beam)自适应远光灯诞生了。ADB是一种能够根据路况自适应变换光型的智能远光控制系统。它将一个完整的远光光斑通过特殊的光学模组、电子控制变成由多个光学照明分区组合成的远光光斑。当车载传感器检测并识别到交通环境中出现车辆、行人等目标时，行车电脑可控制ADB系统屏蔽目标所在分区的出射光或者减小分区内的照明亮度，从而避免对被照目标造成眩光，同时保证司机视野内的其余部分达到理想的照明效果，确保夜间良好的行车视野。此技术可有效提升交通安全和舒适性。
[0004]此外，由于传统交通开始朝智能交通乃至高等级无人驾驶过渡，道路车辆与交通环境的互动(即V2X)越来越重要。行驶车辆与其余交通参与者的沟通交流在未来智能交通时代也能成就更安全和流畅的交通环境。通过调整ADB系统的像素大小和像素数量，汽车车灯可在地面上投影信息，如行车状态，行车打算，警示信息，人行横道等，使得所有附近交通参与者都能接收到这些信息，达成与周边道路使用者的交流。同时，该车灯还能具备车载传感器检测到的危险障碍物通过投影进行标记，于道路上投影车宽线和行驶预测线等信息用于辅助通过复杂道路等功能提高驾驶安全与舒适性。在像素足够的情况下，前文提到的屏蔽照明目标的功能也能得到更好的应用，如精确屏蔽来车挡风玻璃、行人脸部等。
[0005]此类包含多像素的ADB系统被称为高分辨率汽车前大灯，或者像素大灯和数字灯光。由于矩阵式LED的分辨率有限，在车辆行驶过程中遇到需要关闭的某些区域时暗区过大，可能导致安全隐患；并且不能实现投影图像的功能。借鉴投影机原理引入了高分辨率车灯。现有的高分辨率车灯投影系统均按照投影芯片本身的长宽比进行投影设计，因此大多只能实现投影效果，无法广泛应用于汽车照明。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于针对现有技术的高分辨率车灯无法满足在水平方向有较大视场，而垂直方向视场较小的问题，提供一种机动车辆照明装置的光学系统及机动车辆照明装置，可实现分辨率投影技术满足投影需求和照明需求，使得物方经过该透镜后在水平、垂直方向分别有不同的放大或者压缩率，从而达到对于投影芯片长宽比的重构型成像，
解决了高分辨率车灯难以达到照明需求的问题。
[0007]本技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种机动车辆照明装置的光学系统，包括：
[0009]可调制的像素芯片；
[0010]失真镜头，所述像素芯片出射的光由失真镜头整形为任意比例的光型；
[0011]所述失真镜头内包含至少一个变曲率透镜。
[0012]可选地，所述变曲率透镜的面型曲率从水平方向到垂直方向路径上是变化的，各个方向曲率不同；
[0013]所述变曲率透镜依据微分原理实现各个区域的面型与像素芯片的每个区域一一对应。
[0014]可选地，所述变曲率透镜的面型曲率:水平方向曲率为以垂直方向曲率的n倍，n大于1。
[0015]可选地，所述变曲率透镜的面型曲率：水平方向中心曲率为垂直方向曲率的1倍，水平方向从中心到边缘为垂直方向曲率的以1到1+n倍曲率变化，n大于0。
[0016]可选地，所述变曲率透镜面型从中心向四周分隔为第一区域和第二区域，所述第一区域的水平方向曲率等于垂直方向曲率，且在各自方向上保持不变；所述第二区域的水平方向从中心到边缘以1+n倍曲率变化，垂直方向从中心到边缘以1+m倍曲率变化，n、m均大于0。
[0017]可选地，所述像素芯片为Micro
‑
LED、DMD、LCOS、LCD中任意一种微像素芯片。
[0018]本技术还提供一种机动车辆照明装置，包括如前面所述的机动车辆装置的光学系统。
[0019]本技术的技术方案至少具有如下有益效果：
[0020]本技术的光学系统，由至少含有一个变曲率透镜，使得透镜各经度方向上的曲率及曲率变化度均可不一致，从而达到对汽车照明区域及能量分布的按需调节。该光学系统中可对任意投影芯片均可进行适配，对投影芯片的出射光进行整形，使得汽车前照灯的照明符合法规和要求，同时能实现路面投影功能，促进行车与其余道路使用者的交流，也能使驾驶人员直接从路面获取信息，实现对驾驶者的辅助；
[0021]本技术的光学系统可根据具体设计要求以及系统元件计算和调整其中透镜的曲率和曲率变化度，从而实现照明范围内各方向的失真率调节以实现预设汽车照明效果，并提高能量利用率和系统光学效率。
附图说明
[0022]图1为本技术的机动车辆照明装置的光学系统的原理简图；
[0023]图2为本技术的实施例3的光型图；
[0024]图3为本技术的实施例1的光型图；
[0025]图4为本技术的实施例2的光型图；
[0026]图5为本技术的实施例1的光学系统垂直方向剖面的光路图；
[0027]图6为本技术的实施例1的光学系统水平方向剖面的光路图；
[0028]图7为本技术的实施例3的光型仿真图；
[0029]图8为本技术的实施例1的光型仿真图；
[0030]图9为本技术的实施例2的光型仿真图。
[0031]图标：14
‑
像素芯片，13
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镜头组，12
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变曲率透镜，8、9、10、11
‑
光路。
具体实施方式
[0032]汽车照明需要在水平方向有较大视场，而垂直方向视场较小。现有可实现高分辨率投影的技术在长宽比上不能满足相应要求。同时，汽车照明需要在车灯正前方达到一定亮度要求，而周边区域则可保持或逐渐降低亮度。因此，在整个照明区域内的光能量分布可以是均匀分布，也可以是由中心部分向四周逐渐降低的分布形式。如从现有大部分投影芯片去实现中间亮度大而四周亮度小的能量分布会损失大量光能，导致车灯系统光效低，不利于车载应用。
[0033]参照图1，本技术的机动车辆照明装置的光学系统，包括可调制的像素芯片14和失真镜头，像素芯片14出射的光由失真镜头整形为任意比例的光型。像素芯片14为Micro
‑
LED、DMD、LCOS、LCD中任意一种微像素芯片。失真镜头内包含至少一个变曲率透镜12，变曲率透镜12的面型曲率从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机动车辆照明装置的光学系统，其特征在于，包括：可调制的像素芯片；失真镜头，所述像素芯片出射的光由失真镜头整形为任意比例的光型；所述失真镜头内包含至少一个变曲率透镜。2.根据权利要求1所述的机动车辆照明装置的光学系统，其特征在于：所述变曲率透镜的面型曲率从水平方向到垂直方向路径上是变化的，各个方向曲率不同；所述变曲率透镜依据微分原理实现各个区域的面型与像素芯片的每个区域一一对应。3.根据权利要求2所述的机动车辆照明装置的光学系统，其特征在于：所述变曲率透镜的面型曲率:水平方向曲率为以垂直方向曲率的n倍，n大于1。4.根据权利要求2所述的机动车辆照明装置的光学系统，其特征在于：所述变曲率透镜的面型曲率：水平方向中心曲率为垂直方向曲率的1倍，水平方向从中心到边缘为垂直方向曲率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，李前，蒋婷婷，岳韵霞，
申请(专利权)人：成都派斯光学有限公司，
类型：新型
国别省市：