具有用於投影圖像的照明裝置的機動車的製作方法

2023-10-04 11:21:59

本發明涉及一種具有照明裝置的機動車。

背景技術：

從現有技術中已知駕駛員輔助系統，這些駕駛員輔助系統為機動車駕駛員示出車身與周圍環境中的物體隔開的間距。例如在停車輔助系統中通過超聲波測量機動車與可能存在的障礙物隔開的間距並且以聲學或視覺地在車輛內艙中的顯示器上的方式告知駕駛員。

傳統的用於顯示間距的輔助系統是耗費的，因為它們需要多個傳感器、纜線束、軟體算法以及用於可視化車輛間距的顯示器。

技術實現要素：

本發明的目的在於，實現一種具有照明裝置的機動車，其中，以簡單的方式可視化該機動車至車輛周圍環境中的物體的間距。

該目的通過根據權利要求1的機動車來實現。在從屬權利要求中限定本發明的改進方案。

根據本發明的機動車包括照明裝置，該照明裝置包括一個或多個多通道投影顯示器。相應的多通道投影顯示器包含用於照明多個對象結構(Objektstruktur)的照明器件和由投影透鏡組成的陣列，其中，每個投影透鏡配設有一個對象結構，該對象結構通過相應的投影透鏡投影到至少一個投影平面中。投影平面垂直和/或傾斜於在機動車周圍環境中的地面延伸、尤其相對於地面呈45°或更大、優選80°或更大的角度。所述一個或多個多通道投影顯示器這樣構成，使得通過投影的對象結構在所述至少一個投影平面中產生具有能由機動車駕駛員察覺的符號的整個圖像。根據投影的原理，在相應的投影平面中的整個圖像在如下時候是對駕駛員是可見的：障礙物或探測器或燈罩(Schirm)的面位於相應的投影平面中。在相應的投影平面中，對象結構的所有的單像/單投影發生結構上的疊加，這導致目標符號的清晰映射。在一種優選的變型方案中，多通道投影顯示器除了由投影透鏡組成的陣列之外還包括由場透鏡組成的陣列，該由場透鏡組成的陣列設置在照明器件與對象結構之間。

本發明的特點在於，首次將一個或多個已知的多通道投影顯示器用於通過映射符號在相對應的投影平面中示出障礙物的存在並且由此可視化物體與機動車隔開的間距。以該方式僅通過照明裝置在沒有特定的算法的情況下實現被動的間距顯示。優選在根據本發明的機動車中使用在文獻DE102009024894A1或文獻DE102011076083A1中公開的多通道投影顯示器。這些文獻的所有公開內容通過引用成為本申請的內容。

在一種特別優選的實施方式中，所述一個或多個多通道投影顯示器這樣構成，使得在多個與機動車隔開不同間距的投影平面中產生不同的整個圖像，這些整個圖像具有不同的能由機動車駕駛員察覺的符號。投影平面與機動車隔開的間距可理解為在相對應的投影平面與機動車的外表面之間的最小距離。本發明的該變型方案的優點在於，能夠通過多個符號告知機動車駕駛員，其機動車與周圍環境中的物體隔開的間距如何變化。

在一種另外的優選變型方案中，一個或多個單個的多通道投影顯示器這樣構成，使得藉助相應的單個投影顯示器在多個與機動車隔開不同間距的投影平面中產生不同的整個圖像，這些整個圖像具有不同的能由車輛駕駛員察覺的符號。換言之，在該實施方式中，在不同的投影平面中顯示不同符號的功能單獨地集成到單個多通道投影顯示器中。

在一種優選的實施方式中，藉助單個多通道投影顯示器產生多個投影平面通過在開頭所提及的文獻中描述的多通道投影顯示器的合適的變型實現。根據該變型，單個多通道投影顯示器的對象結構是由透射的和不透光的區域組成的各對象結構的多個單獨的對象陣列(下面也稱為「陣列」)的結合。所述單獨的對象陣列這樣構成，使得對於每個單獨的陣列產生相應的投影平面的一個整個圖像，該投影平面與另一單獨的陣列相比與機動車隔開不同的間距。在此，單獨的陣列的結合使得僅顯示如下透射的區域：這些區域在所有單獨的對象陣列的對象結構中出現。在所有其他區域中，該結合體的各對象結構是不透光的。在上述實施方式的一種優選變型方案中，為在每個單獨的陣列中的每個對象結構配設有用於投影該對象結構的一個相應的投影透鏡，其中，在每個單獨的陣列中的相鄰的各對象結構的中心間距與配設的相鄰的各投影透鏡的中心間距不同，並且與其它單獨的陣列的相對應的各對象結構的中心間距不同。在具體實施方式中將再次詳細闡述上述實施方式的工作原理。本發明的該構造方案以簡單的方式實現：藉助唯一的多通道投影顯示器以與機動車隔開不同的間距清晰地映射不同符號。

在一種另外的優選實施方式中，所述符號的至少一部分(即至少一個符號)分別包括一個或多個字符和/或圖形符號和/或數字。為了精確示出物體至機動車隔開的間距，在一種另外的實施方式中，所述符號的至少一部分分別示出相應的投影平面與機動車隔開的間距。

在一種另外的變型方案中，所述符號的至少一部分分別包含對於駕駛員的警示。優選在不同的投影平面中具有多個不同的符號的情況下，在與機動車隔開最小間距的投影平面中的符號包含該警示。也可規定，在如下投影平面中的符號包含對駕駛員的警示：這些投影平面與機動車隔開的間距低於預定的閾值。藉助上述變型方案，在與其它物體隔開更小間距時再次產生對駕駛員的提示，由此進一步避免事故風險。

在一種另外的優選實施方案中，對於多通道投影顯示器的至少一部分，所述一個投影平面或多個投影平面處於車輛前部之前並且優選基本上垂直於車輛前部。本發明的該變型方案尤其適用於實現停車輔助系統或與前方車輛的間距的控制。

在根據本發明的機動車的一種另外的變型方案中，對於多通道投影顯示器的至少一部分，所述一個投影平面或多個投影平面處於車輛尾部之後並且優選基本上垂直於車輛尾部。在此，優選在車輛尾部中設置有獲取投影平面的攝像機，其中，在車輛內艙中的顯示器中為駕駛員示出攝像機的圖像。藉助該變型方案，又以合適的方式實現停車輔助系統或與後方行駛的車輛的間距的控制。

在根據本發明的機動車的一種另外的構造方案中，對於多通道投影顯示器的至少一部分，所述一個投影平面或多個投影平面平行於機動車的縱軸線延伸並且相對於機動車的縱側側向偏移地布置在縱側旁和/或縱側前方和/或縱側後方。藉助本發明的該變型方案，以合適的方式實現隘路光線，藉助其在穿過隘路時為機動車駕駛員示出其車輛與隘路隔開的側向間距。優選在機動車的兩個縱側上都設有一個或多個投影平面。

在上述實施方案的一種變型方案中，所述符號包括平行於機動車縱軸線延伸的線。由此簡單且直觀地告知駕駛員其車輛與隘路隔開的側向間距。在產生多個具有不同符號的投影平面的情況下，具有與縱側最小偏移量的線優選為實線，由此告知駕駛員如下警示：與隘路隔開的間距變得非常小。與此相應的是，具有較大偏移量的線可例如是虛線。

在根據本發明的機動車的一種另外的優選變型方案中，至少一個多通道投影顯示器設置在機動車的至少一個前照燈和/或至少一個尾燈中。基於多通道投影顯示器在若干釐米範圍內的緊湊尺寸，該顯示器可毫無問題地集成在前照燈或尾燈中。

在根據本發明的機動車的一種另外的構造方案中，在左前照燈和右前照燈中和/或在左尾燈和右尾燈中分別集成有至少一個多通道投影顯示器。

附圖說明

下面參照附圖詳細說明本發明的實施例。

附圖如下：

圖1示出多通道投影顯示器的剖視圖，該多通道投影顯示器可用根據本發明的機動車的一種實施方式中；

圖2示出用於說明圖1的多通道投影顯示器的投影的透視圖；

圖3至圖6示出用於多通道投影顯示器的實施方式的對象結構的俯視圖，藉助該多通道投影顯示器可在多個投影平面中產生整個圖像；以及

圖7至圖9示出從根據本發明的機動車的實施方式的前擋風玻璃觀察的透視圖，其中示出符號的不同變型。

具體實施方式

圖1示出已知的多通道投影顯示器，其由文獻DE102009024894A1已知。該投影顯示器用於根據本發明的機動車的實施方式中。投影顯示器10包括照明器件1，該照片器件可例如構成為雷射二極體或發光二極體或有機發光二極體。照明器件的光投到呈多個聚光透鏡2形式的場透鏡陣列上，這些聚光透鏡安裝在基體6(例如玻璃基體)上，其中，由透射的和不透光的區域組成的對象結構3相鄰於每個聚光透鏡2。在玻璃基體的與具有對象結構的那側相對置的側面上存在由投影透鏡4組成的陣列，其中，在投影透鏡與對象結構3之間的間距基本上相應於單個投影透鏡的焦距f。為每個投影透鏡配設有一個對象結構，該對象結構通過相對應的投影透鏡映射到與投影透鏡陣列隔開間距D的投影平面5中。這通過所示出的射束路徑表示。在此可見，在相鄰的各對象結構3之間的節距p_Dia大於在相鄰的各投影透鏡4之間的節距p_PL。由此導致對象結構與投影透鏡的相對應的配對的光軸傾斜並且由此實現所有對象結構3的投影圖像疊加為投影平面5中的整個圖像。

在投影平面5中的整個圖像的放大率M根據投影距離D與投影透鏡4的焦距f之比得出，並且為如下公式：

因此，放大率與在對象結構和投影透鏡之間的節距之差有關。該差值越小，則放大率越大，並且投影平面與投影顯示器隔開越遠。

圖2再次示出了圖1的布置結構的圖像投影。在此例如顯示以透射的字母「F」的形式的對象結構。如從圖2中可見的那樣，在此每個單個的字母通過相對應的投影透鏡4在投影平面5中映射成相同的放大的字母。因此，在投影平面5中的字母是所有對象結構的映射的疊加。

藉助圖1的多通道投影顯示器以在幾釐米範圍內的尺寸實現光線強的非常緊湊的投影模塊。在此也可以簡單的方式實現在傾斜的投影面或自由曲面中映射。相對應的具有投影自由曲面或傾斜的投影面的投影顯示器從文獻DE102011076083A1中已知。

在本發明的一種特別優選的實施方式中使用圖1的投影顯示器的變型，其中，在兩個或者必要時還更多的不同的投影平面中產生不同的圖像。這在圖3至圖6中表示為兩個不同的投影平面並且通過兩個單獨的不同的對象結構3′和3″的結合實現。為了詳細說明，在圖3至圖6中除了對象結構3或3″之外還示意性地示出了投影透鏡4。各對象結構3或3″的節距與各投影透鏡4的節距不同，這由於圖3的示意性視圖而不可見。對象結構3′和3″是暫時的虛擬的對象結構，因為在製造投影顯示器時在對象結構的平面中產生兩個對象結構的合適的結合。圖3以投影透鏡的陣列的俯視圖示出了由對象結構3′組成的第一陣列，這些對象結構構成為透射的數字「1」，其中，各單個數字通過向右傾斜的陰影線表示。出於清晰性原因，僅一些數字設有附圖標記3′並且僅一些投影透鏡設有附圖標記4。圖4類似地示出包括透射的字母「2」的對象結構3″的第二陣列，其中，出於清晰性原因，僅一些對象結構設有附圖標記3″。為了與對象結構3′區別，對象結構3″通過向左傾斜的陰影線來表示。在兩個對象結構3′和3″中，相對應的數字「1」或「2」的周圍區域是不可透光的。

由對象結構3′組成的第一陣列的節距小於由對象結構3″組成的第二陣列的節距。因此，根據上述等式(1)為對象結構3′的陣列產生投影平面，該投影平面相比於為對象結構3″的陣列產生的投影平面與投影顯示器隔開更大的間距。圖5示出了圖3和圖4的兩個陣列的疊加。現在將與運算應用於該疊加，使得僅顯示在兩個對象結構3′和3″中共同出現(疊加)的透射的區域。不疊加的透射的區域是不可透光的。由此得到在圖6中示出的由對象結構3組成的陣列，其中，僅示出為深色的區域是透射的，而對象結構的其餘部分是不可透光的。現在，在多通道投影顯示器中使用圖6的對象陣列導致，數字「1」在另一投影平面中清晰映射為數字「2」，然而，相應其它的數字在相對應的投影平面中不可見。在兩個數字的投影平面之間的障礙物運動時，一個投影平面的數字消失，而另一投影平面的數字出現。

圖3至圖6的原理可毫無問題地應用於由對象結構組成的多於兩個的單獨的陣列上，於是在該情況下，多於兩個的對象結構的共同的透射區域通過與運算彼此結合。此外，該原則也可毫無問題地應用於傾斜的或任意形狀的投影面上，其中，各單個對象結構是適當變形的圖像，以便由此實現在自由曲面式的投影平面中的視圖。在開頭所提及的文獻DE102011076083A1中說明了在自由曲面上的投影。

根據圖3至圖6，通過將相比於用於對象結構3′不同的符號用於對象結構3″，能夠由此以與機動車隔開不同的投影間距產生不同的符號。這在根據本發明的機動車的實施方式中用於實現施工地點光線或隘路光線或用於停車輔助系統的被動的間距顯示，如下面參照圖7至圖9闡述的那樣。

圖7至圖9以透視圖示出了車道的右行駛軌跡，其中，行駛軌跡通過車道中線L1以及右邊的車道邊緣線L2限定。在此示出駕駛員從根據本發明的機動車的實施方式的前擋風玻璃的視線方向。圖7和圖8示出了具有上述多通道投影顯示器的停車輔助系統的實現方案，其中，在左前照燈和右前照燈中安裝有這種多通道投影顯示器，其分別在兩個不同的投影平面中顯示不同的符號。在此，投影平面5具有相比於另一投影平面5′與車輛前部隔開更大的間距d1(圖7)，所述另一投影平面與機動車隔開的間距為更小的值d2。

在圖7的場景中，通過在前照燈中的投影顯示器產生第一符號S1，其中，左前照燈示出具有位於其中的字母「A」的圓並且右前照燈顯示具有位於其中的字母「OK」的圓。相對應的符號是示例性的並且也可設計成任意不同的。與此不同的是，根據圖8在與車輛前部隔開更小間距d2的投影平面5′中示出與符號S1不同的符號S2。該符號示例性地通過具有位於其中的字母「B」的圓(由左前照燈產生)和通過具有包含在其中的符號序列「NOK」的圓(通過右前照燈產生)顯示。通過符號「NOK＝不正常」告知駕駛員：與前方車輛或前方其它物體隔開的間距變得非常小並且因此在停車時存在事故風險。與此不同的是，根據圖7在與相對應的投影平面隔開較大間距的情況下告知駕駛員：不存在事故風險(「OK＝正常」)。

因此，藉助根據圖7和圖8的實施方案，通過將不同符號投影到不同投影平面中，在停車時實現被動的間距檢測，由此告知駕駛員與在車輛前部前面的物體隔開的間距。所述系統也可類似地集成到車輛的尾燈中，在該情況下例如通過機動車後行駛攝像機為駕駛員顯示相對應的符號。

在圖7和圖8的停車輔助系統中，間距d1和d2在若干釐米的範圍內，例如在10釐米至50釐米的範圍內。然而必要時圖7和圖8的系統也可用於在駕駛機動車期間相對於前面行駛的機動車的間距控制。在該情況下，間距d1和d2可選擇得相應更大並且在若干米的範圍內。

圖9示出了如下的場景：在根據本發明的機動車中通過多通道投影顯示器實現建築工地光線或隘路光線。類似於圖7和圖8的是，機動車駕駛員的視線中的行駛軌跡通過車道中線L1以及右邊的車道邊緣線L2顯示。然而現在產生具有相對於車輛右側的預定的偏移量d3的傾斜投影平面5″。在該投影平面中示出平行於車輛縱軸線延伸的線。以該方式告知駕駛員：其機動車的右側與相對應的物體(投影平面5″投影到該物體上)隔開的間距低於限定的大小。與右邊的車輛縱側隔開的間距d3可例如為20釐米並且必要時也可更大或更小。因此，通過投影平面5″的符號告知駕駛員：右邊的車輛縱側與隘路多近，這尤其在行駛通過建築工地時是有幫助的。優選以相同的方式通過一個另外的多通道投影顯示器產生一個另外的相對於左邊的車輛縱側有偏移量的投影平面。該符號也包含相對應的線。由此能夠在虛擬的通道內為駕駛員可視化與隘路隔開的間距。

必要時也可在圖9的場景中通過多通道投影顯示器分別在相對應的車輛縱側的右邊和左邊產生多個投影平面。以該方式持續告知駕駛員其車輛與側面的物體多近。在此，與車輛的相對應縱側隔開最小間距的投影平面尤其可包含警示信號。這種警示信號可例如通過如下方式實現：顯示實線來替代虛線，該實線告知駕駛員存在與側面的物體碰撞的風險。

如上面描述的那樣，在一些上文闡述的實施方式中，在不同的與車輛隔開不同間距的投影平面中產生不同的符號。換言之，不同符號以不同的觀測距離對於駕駛員清楚可見。在從一個投影平面運動到另一具有不同符號的投影平面時，一個投影平面的符號逐步消失，而另一投影平面的符號緩慢出現直至其最終清晰顯示在該另一投影平面中。在此，所說明的用於產生對象的方法避免了將投影平面的理論圖像中的深色面照明。在遠處所有映像在投影平面之外疊加，從而產生均勻的光圖像並且符號不再可見。不同的符號可根據設計方案選擇成不同的。必要時符號也可以數字的形式給出投影平面與車輛隔開的相應的間距。

本發明的在上文中說明的實施方式具有一系列優點。多通道投影顯示器的技術可尤其用於非常低成本地實現被動的停車輔助系統或建築工地光束的功能。因此，即使在不看車輛中的顯示器或平視顯示器的情況下也能夠進行視覺反饋。由於多通道投影顯示器的緊湊結構，在不同的投影平面中顯示符號的功能可顯著小型化並且與其它功能(例如近光燈)相結合。

附圖標記列表

1 照明器件

2 聚光透鏡

3、3′、3″ 對象結構

4 投影透鏡

5、5′、5″ 投影平面

6 玻璃基底

10 多通道投影顯示器

d1、d2、d3 間距

S1、S2、S3 符號

L1 車道中線

L2 車道邊緣線