本发明涉及一种用于车辆的头灯，所述头灯具有至少一个光源连同聚焦光学装置、具有微镜阵列和成像光学装置，其中光源和微镜阵列分配有具有光源操控装置和阵列操控装置的中央计算单元，至少一个光源的成形的光线对准微镜阵列并且由所述微镜阵列结构化的、反射的光束通过成像光学装置作为光图像被投影到街道上，并且具有光源操控装置和阵列操控装置的计算单元被设立为：在渐隐情形的情况下，在微镜阵列的一个区域内短暂地转换所述微镜阵列的微镜，用于产生光图像的渐隐的区域。
背景技术：
在研发目前的头灯系统的情况下，前景上总是越来越希望可以将尽可能高分辨率的光图像投影到行车道上，所述尽可能高分辨率的光图像可以迅速地改变并且适配相应的交通、街道和照明条件。术语“行车道”这里被用于经简化的图示，因为这当然取决于局部的现实情况：光图像是否确实处在行车道上或者此外也在行车道上延伸。原则上，在这里使用的意义上，光图像对应于按照有关标准的到垂直面上的投影，所述有关标准涉及kfz照明技术。
按照所提到的需求，已经研发了不同的头灯系统，所述不同的头灯系统中，有代表性地提到如下头灯系统。
将大数目的led的光经过具有单个透镜的投影系统作为光图像投影到行车道上的系统，其中各个led的亮度可以单独地被调制或改变，所述各个led基于中央计算单元来操控。例如参见申请人的pixel-litetm头灯系统，除此之外在at513.738b1中予以描述。
其它头灯系统利用进行扫描的、经调制的激光光线进行工作，其中光学技术出发点是至少一个激光光源，所述激光光源发出激光光线，并且所述激光光源分配有激光操控装置，所述激光操控装置用于供电以及用于监控激光发射或者例如用于温度控制，并且也被设立用于调制所发射的激光光线的强度。在此，“调制”应理解为：可以改变激光光源的强度，这应是连续的或者在接通和关断的意义上脉冲式的。重要的是，根据使激光光线偏转的镜处在哪个角位置上，光功率可以模拟地动态地被改变。附加地，还存在在一定时间内接通和关断的可能性，以便不使所限定的部位照亮或者隐没。比如在申请人的文件at514633中描述了用于通过进行扫描的激光光线产生图像的动态的操控方案的示例。
所提到的头灯系统部分地花费非常高并且昂贵，使得存在提供经济的头灯的愿望，所述经济的头灯仍然具有在所产生的光图像方面的高灵活性。就此而言，已经公知的是，将图像生成器用作光处理元件，所述图像生成器具有数目大的能操控的像素场。因此，de102013215374a1示出了如下解决方案，其中光源的光通过所谓的“烛芯（taper）”、即圆锥形光导元件偏转到lcd图像生成器、偏转到lcos芯片或者偏转到微镜装置（“dmd”），以便接着通过投影光学装置被投影到行车道上。
dmd是缩写，所述缩写被用于“数字微镜装置”，因此被用于微镜阵列或微镜矩阵。这种微镜阵列具有很小的尺寸，通常在10mm的量级内。在dmd的情况下，矩阵式地布置有微镜执行器，其中每个单个的镜元件都能倾斜确定的角度、例如20°，例如通过电磁执行器或压电执行器倾斜确定的角度、例如20°。在本说明书中，微镜的终端位置被称作接通（ein）状态或关断（aus）状态，其中接通状态指的是光从微镜经过成像光学装置达到街道，而在关断状态下例如被偏转到吸收器。例如在de19530008a1中描述了基于微镜阵列的头灯。
本发明的出发点是开头引用的类型的头灯，因此所述头灯使用dmd。
不过，在dmd中与高峰值功率的脉冲式激光相关联地出现的问题是各个微镜或镜板的加热，因为dmd通常被规定直至约85℃，并且表示各个像素的镜板的表面通常应该保持在150℃的临界温度以下。较高的温度通常导致使用寿命的减少，尤其是也基于弹性镜悬挂的记忆效果而导致使用寿命的减少，所述记忆效果在较高的温度下比在较低的温度下更迅速地出现。当然，所应用的占空比、即在各个微镜的接通（ein）状态和关断（aus）状态之间的占空比同样起作用。为了阐明这一点，作为所选择的dmd类型的示例应说明：在80%（100%）的占空比和dmd的为55℃的温度下，使用寿命超过8000h（6200h），在70℃的情况下仅仅还有2600h（1500h）而在90℃的情况下为450h（270h），其中括号内的值涉及100%的占空比。
在所选择的dmd的情况下，使用寿命在50℃以及100%的占空比的情况下为>8000小时，使得在该运行状态下，镜可能会始终保持在用户所希望的位置，而不必忍受使用寿命限制。另一方面，在90℃和100%占空比的情况下的使用寿命仅仅还有270小时，这对于实际应用来说不再能容忍。为了在第二个被提到的运行状态（90℃和100%）下达到8000小时的使用寿命，占空比必须被降低到50%。这意味着：每个微镜都必须在50%的时间位于位置+10°并且50%的时间位于位置-10°，以便达到使用寿命（这里已经假定镜在终端位置之间总共枢转20°）。
这意味着：被应用到具体的头灯上的是，所产生的光的50%在高温情况下必须被偏转到吸收器，并且不能到达街道，当然这明显降低了总系统的效率。
在渐隐情形、即其中例如针对迎面而来的车辆而应该渐隐的情况下，另一显著问题处在具体的头灯中，因为应该是暗的那个区域还以最大照明强度的50%来照明。所述50%也会导致对向车流的明显眩目。如果出发点是由头灯系统产生的、为100lx的最大照明强度，那么用50lx来对渐隐的交通进行照明，渐隐情形的常用的法定极限值却为1lx。因此，对向车流将不适用渐隐的，并且该系统会不符合法律。
技术实现要素：
本发明的任务是提供一种头灯，在所述头灯的情况下避免或者至少强烈地减少了所提到的缺点，其中尤其是即使在例如为50%的占空比的情况下也应该能够实现渐隐情形。
该任务利用开头提到的类型的头灯来解决，其中按照本发明具有阵列操控装置的中央计算单元被设立为：利用预先给定的操控频率和预先给定的在关断状态与接通状态之间的占空比周期性地转换微镜的位置，并且至少一个光源的成形的光线对准微镜阵列，并且由所述微镜阵列结构化的、反射的光束通过成像光学装置作为光图像被投影到街道上，其中具有光源操控装置和/或阵列操控装置的计算单元被设立为：在可预先给定的时间与微镜阵列的操控频率同步地抑制聚焦的对准微镜阵列的光线。
根据本发明的解决方案提供了如下优点：可以控制特别的运行状态，而不必改变微镜阵列的占空比。由此，可以使dmd芯片的热负荷保持在极限内，这对其使用寿命起有利作用。
在一个对渐隐情形特别适宜的实施方案中规定：具有光源操控装置和/或阵列操控装置的计算单元被设立为：在渐隐情形的情况下，为了产生光图像的渐隐的区域，在微镜阵列的一个区域内使微镜在其周期性的切换相位上从关断状态移动180°到接通状态，以及在如下那些时间与微镜阵列的操控频率同步地抑制聚焦的对准微镜阵列的光线，在所述时间，微镜已经被移动到接通状态。
就对操控的不花费过高的设计而言，能够适宜的是：具有所述光源操控装置和/或所述阵列操控装置的计算单元被设立为：在关断阶段期间与所述微镜的操控频率同步地抑制对准所述阵列的光线。
按照本发明的另一非常有利的扩展方案规定：为了有针对性地对行车道/光图像的区域进行照明，具有光源操控装置和/或阵列操控装置的计算单元被设立为：在对于在要有针对性地照明的区域之外的所有区域负责的所有微镜的接通状态期间，在关断状态期间与微镜的操控频率同步地抑制对准阵列的光线。
在另一变型方案中规定：为了产生结构化的具有不同的照明强度的光图像，具有光源操控装置（3）和/或阵列操控装置（12）的计算单元（4）被设立为：在相位方面使微镜的接通状态推迟确定的时间t1...t4并且与关断状态的微镜的操控频率同步地抑制对准所述阵列的光线，其中根据相移，接通状态的至少一个时间子范围落入到抑制时长内。以这种方式可以产生光图像，使得确定的规定相对应地被结构化，其中这里前景上也避免了过高的、缩短微镜阵列的使用寿命的加热。
一个符合实际的实施方案规定：在光源与微镜阵列之间的光路中设置有能枢转的镜，所述能枢转的镜具有驱动装置，所述驱动装置可以根据通过由计算单元提供的与微镜阵列的转换行为同步的信号引起的激活来移动，使得所述驱动装置根据激活来使光源的光线偏转到微镜阵列或者从所述微镜阵列偏离，优选地偏离到吸收器。
按照另一适宜的变型方案可以规定：在光源与微镜阵列之间的光路中接有能移动的、能由驱动装置移动的遮光物，所述遮光物根据通过计算单元的与微镜阵列的转换行为同步的信号引起的激活来开启或阻止到微镜阵列的光路。
又按照另一实际被证明的变型方案，能移动的遮光物被构造为旋转遮光物，所述旋转遮光物由马达驱动，所述马达由计算单元提供的、与微镜阵列的转换行为同步的信号来控制。
取代原理上的机械抑制，必要时也可以附加地规定：为了暂时并且同步地抑制对准微镜阵列的光线，设置有光源的由计算单元控制的并且与微镜阵列的转换行为同步的接通/关断。当然，通过对光源的周期性的切断，可以显著降低热损耗或不符合期望的加热。
附图说明
在下文，本发明连同其它优点例如依据实施方式进一步予以阐述，所述实施方式在附图中阐明。在所述附图中：
图1示出了基本上按照现有技术的具有微镜阵列的头灯的对于本发明重要的部件；
图2以按照图1的具有对于按照本发明的功能重要的部件的强调的图示示出了本发明的第一实施方式；
图3以按照图2的图示示出了本发明的第二实施方式；
图4以按照图2的图示示出了本发明的第三实施方式；
图5以按照图2的图示示出了本发明的第四实施方式；
图6在八个单个时间点示出了强烈简化的微镜阵列的微镜的位置；
图7以时间图示出了对微镜的有相移的转换；
图8示出了可能的远光分布的强烈简化的光图像；
图9示出了根据图8的具有关于光图像的数值的表格；
图10以五个图表示出了阵列的微镜针对在图8或9中说明的照明强度的切换状态；
图11以类似图6的图示示出了微镜的为了实现在图8和图9中示出的光图像的位置；并且
图12以一个图表示出了对阵列的微镜的脉冲宽度调制的操控。
具体实施方式
现在，参考图1进一步阐述本发明的实施例。尤其是，示出了对于按照本发明的头灯来说重要的部分，其中清楚的是，kfz头灯还包含多个其它部分，所述其它部分能够实现其有意义地在机动车（诸如尤其是pkw（载客车）或者摩托车）中使用。头灯的光学技术的出发点是光源1，所述光源1发射光线2，并且所述光源1分配有操控装置3，其中所述操控装置3用于光源1的供电以及用于光源1的监控或者例如用于温度控制，并且也可以被设立用于调制所辐射的光线的强度。在本发明的上下文中，“调制”被理解为：可以改变光源的强度，这应是连续的或者就接通和关断而言脉冲式的。附加地，还存在在一定时间内接通和关断的可能性。在此，优选地使用led光源，所述led光源可以用高电流运行（谈到“highpowerled（高功率led）”），以便实现尽可能高的光流以及借此实现在dmd芯片上的尽可能高的亮度。用us来表示光源1的操控信号。
操控装置3就其而言又从中央计算单元4得到信号，传感器信号s1...si...sn可以被输送给所述中央计算单元4。一方面，这些信号例如可以是用于从远光转换到近光的切换指令，或者另一方面可以是例如由传感器、如摄像机记录的信号，所述传感器检测照明表现、周围环境条件和/或在行车道上的对象。所述信号也可以来自车辆-车辆通信信息。这里示意性地被绘制为方框的计算单元4可以完整地或部分地包含在头灯中，其中计算单元4也分配有存储单元5。
如下光学装置6可以后置于光源1，所述光学装置的构造尤其取决于所使用的照明装置（如激光二极管或led）的类型、数目和空间布置以及取决于所需的光线质量，并且所述光学装置尤其应该负责：由光源发出的光均匀地或者以与此不同的所希望的强度分布射到微镜阵列7的微镜上。
现在，被聚焦或成形的光线2到达该微镜阵列7，在所述微镜阵列7上，通过各个微镜的相对应的位置使照明图像8成形，所述照明图像可以通过成像光学装置9作为光图像10投影到街道11上。计算单元4将信号sa提供给阵列操控装置12，所述阵列操控装置以按照所希望的光图像的方式操控阵列7的各个微镜。阵列7的各个微镜可以在频率、相位和偏转角方面单独地被操控。
图2示出了本发明的第一实施方式，其中针对相同的部分使用相同的附图标记并且没有示出整个操控装置，所述操控装置原则上对应于根据图1的那个操控装置。这里，在光源1与阵列7之间接有能倾斜或能移动的遮光物13，所述遮光物可以由适当的驱动装置14、例如电磁驱动装置来移动，使得所述遮光物根据通过由计算单元提供的信号sb引起的激活来开启或阻止到微镜阵列7的光路。所述转换与微镜阵列7的转换行为同步，这在下面进一步予以阐述。
图3示出了另一实施方式，然而所述实施方式的功能类似于根据图2的那个功能并且导致相同的所希望的结果。这里，在图2的能倾斜的遮光物的位置上，在到微镜阵列7的光路中布置有旋转遮光物15，所述旋转遮光物由马达16来驱动。用由计算单元提供的信号sm来供应所述马达16，所述信号sm保证了马达的与微镜阵列7的转换行为同步的运转。旋转的遮光物可包含多个区域，所述区域是透光的或阻光的。
在图4中示出了另一变型方案，所述变型方案具有能枢转的镜15，所述能枢转的镜15如图2的遮光物那样具有驱动装置14，所述驱动装置可以被移动，使得所述驱动装置根据通过由计算单元提供的信号sb引起的激活使光源1的光线2偏转到微镜阵列7或者偏转到吸收器16，所述吸收器吸收远离阵列7的光并且借此也阻挡头灯中的不符合期望的反射。
最后，在根据图5的变型方案中示出：对对准微镜阵列7的光线2的暂时并且经同步的抑制也可以通过受控开关17来进行，所述受控开关由信号sl来操控，所述信号sl同样如之前提到的信号sb和sm那样来自中央计算单元4并且与用于阵列操控装置12的信号sa以进一步在下面准确地阐述的方式来同步。
在下文以一些示例描述本发明的功能之前，应指出：这里与处在微镜阵列上的微镜的位置相关联的术语如关断阶段、关断状态或者光关断应该指的是，相应的微镜处在如下位置，在所述位置，光图像中的相对应的区域/像素被渐隐，或者在该区域/像素中造成至少低于1lx的照明强度。如接通阶段等等的术语应该与此相反地予以理解。
对在根据本发明的头灯中的光线的抑制在下文参考图6在第一示例中示出。
如果应该通过dmd芯片形成在街道上的光图像的一部分，所述光图像的一部分均匀地照明，那么值得使微镜阵列的微镜同时从第一位置移动到第二位置，以便实现所希望的占空比。
占空比不必是50：50、因此不必是50%，而是根据最大期望的温度也可以更高。如果可以提供将芯片冷却到低于60℃的温度的冷却装置，那么例如可以将占空比甚至提高到70/30、因此70%。为了避免高的由控制造成的花费，占空比优选地从一开始、大多从工厂起被调节到固定值。
优选地，通过dmd芯片，在远光图像的中间形成光图像的一部分，因为在该区域内希望有高分辨率。
现在进一步参考图6，所述图6示意性地示出了为了更好的可读性而在运行的八个时间点t1至t8减少到5*15=75个单个镜的阵列。在正常运行时，在时间点t1至t4，如上面已经描述的那样，所有微镜都同时从第一位置移动到第二位置，也就是说以与温度或冷却适配的占空比从第一位置移动到第二位置。在时间点t1和t3，所有单个镜都处在位置aus（关断），在时间点t2和t4，所有单个镜都处在位置ein（接通）。
阴影面表示如下那些时间段t5、t7，在所述时间段t5、t7实现了按照本发明的对对准微镜阵列的光线的抑制。
在上面提到的正常运行期间，不需要抑制对准微镜阵列的光线。然而，在关断期间也可以是有利的是，与微镜阵列的微镜的操控频率同步地抑制对准阵列光线，因为借此可以避免由于由反射造成的损耗引起的在dmd芯片上的温度提高。“操控频率”应被理解为用来使微镜阵列的微镜周期性地从关断状态更换到接通状态的那个频率。
现在，附加地参阅图7：如果应该实现渐隐情形，所述渐隐情形涉及光图像中的确定的区域、例如迎面而来的车辆，其中同时应该使占空比基本上保持，那么现在在图6中在时间点t5用7a至7d表示的那些微镜在其周期性的切换相位上从关断状态移动180°到接通状态（参见时间点t5），所述微镜对于光图像中的相对应的区域/像素负责。在图7中识别出该相移，在所述图7的下面的行中示出了在渐隐情形期间具有所提到的相移的运行。
借此，微镜阵列的如下那些微镜保持不变，通过所述微镜应该形成所要渐隐的区域，这在所示出的示例中是微镜7a至7d，在它们的关断状态下而微镜阵列的其余的微镜切换到接通状态。
现在，就本发明而言，附加地在该时间段抑制对准微镜阵列的光线，在所述时间段，微镜阵列的微镜7a至7d的位置在它们周期性的切换相位上被移动180°。借此，可以保持确定的占空比，即使在光图像中的一个区域应该渐隐。
借此，其间应该抑制对准微镜阵列的光线的时间对应于其间微镜阵列的“负责”所要渐隐的区域的微镜停在一个位置的时间、例如其间微镜留在接通状态下的时间。该持续时间当然与所应用的占空比相关联。这等于对光线的与微镜阵列的微镜的操控频率同步的抑制。
在使用用于车辆的头灯时，所要渐隐的对象一般移动，借此在渐隐情形的过程中，微镜阵列的多个微镜在其切换相位上如上面所描述的那样必须进行180°的移动。
一旦渐隐情形过去，就重新切换到正常运行，这意味着：微镜阵列的所有微镜都同步地从第一位置切换到第二位置。
如上面所描述的那样，根据本发明的头灯也可以被用于有针对性地对对象进行照明，其中不是在微镜阵列的“负责”所要照明的对象的微镜（其中也可以只涉及唯一的微镜）的接通状态下应用抑制，而是在微镜阵列的“负责”在所要照明的对象之外的区域/像素的那些微镜的接通状态下应用抑制。然而，该过程允许对于本领域技术人员来说是清楚的。
在先前的示例中已经示出：如何在均匀地照亮的区域中实现占空比并且仍然实现渐隐情形。不过，通常值得期望的是，用光图像不是均匀地对行车道进行照明，而是按照所规定的规则产生表征车辆头灯的光图像。
与此相应地，在下一示例中，应该示出对光线的按照本发明的抑制的一个特别优选的应用：
就此而言，在接下来的示例中，参考图8，现在出发点是强烈简化的附加远光图像，其中该简化是必需的，以便尽可能直观地进一步带来对本发明的有利的应用。在实际中使用的微镜阵列由几千个微镜组成，借此粗略的分级（如图8中示出的那样）事实上不符合实际。
此外为了简化地呈现，在图8的光图像中通过不同的点密度只示出了5个不同的照明强度，其中这些照明强度在参考图8的图9中以百分比来说明。
在此，100%对应于能产生的最大照明强度。如果在预先给定的50/50的占空比的情况下只能使用所安装的光功率的50%，那么所述被安装的光功率在本例中对应于那个100%。0%对应于未被照明的区域/像素。
如上面描述的那样，占空比不必是50/50，而是根据所要期望的dmd芯片也可以将温度设置得更高，其中占空比越大，就可以使用越多的光。例如，70/30的占空比会意味着理论上使用了被安装的光功率的70%。
在图10中示出了五个图表，其中分别示出了微镜阵列的微镜的切换状态，所述微镜为在图8或9中说明的为0%、25%、50%、75%和100%的照明强度负责。阴影面积表示如下那些时间段，在所述时间段内应该实现按照本发明的对对准微镜阵列的光线的抑制。
为了进一步阐明，应参阅图11，在所述图11中，时间段t1,t2,...,t8涉及图10的图表（其中应注意：这些时间段与图7和所属的示例的那些时间段无关）。因此，在图11中示出：微镜阵列在正常运行时如何表现，以便实现上面的在图8和图9中示出的具有不同的照明强度和50/50的占空比的光图像。
在图11右侧，在时间t5至t8，在如下那个时间示出了微镜的位置，在所述时间，进行按照本发明的对对准微镜阵列的光线的抑制。
能良好地识别出：因此，有利地，也可能产生不均匀的（或者结构化的）光图像并且同时也可以实现针对微镜阵列的各个微镜的确定的占空比。
在光图像中应该加载能产生的照明强度的100%的那个区域在t1至t4的时间内通过微镜阵列的中间的微镜最长地处在接通状态下。“中间的微镜”指的是微镜阵列的在时长t1内处在接通状态的那些微镜，或“负责”光图像的100%区域的形成的那些微镜（例如参见图9）。
而“负责”光图像中的75%区域的那些微镜如在图表中以及在所属的图中那样然后在时间的¾（75%）内、即在时间段t2至t4显而易见地处在接通状态下。¼（25%）落入如下那个时长，在所述时长内，对准微镜阵列的光线被抑制。
在光图像中不应该被照明、即对应于0%的那些区域通过微镜阵列的“负责的”微镜来形成，使得在其中给微镜阵列的微镜加载光线的时间内，所述微镜处在关断状态下并且一旦进行由占空比决定的必需的变换，所述微镜就切换到接通状态。在该时间内，光线被抑制，并且导致在光图像中没有照明并且因此导致所希望的光分布。
如在先前的示例中描述的那样，在渐隐情形中，微镜阵列的如下那些微镜必须在其切换相位上被移动，所述微镜“负责”所要渐隐的区域/像素。
于是，相移取决于在正常运行时所希望的照明强度。例如，微镜阵列的负责75%区域的那些微镜必须在其相位上被移动135°，以便使其接通状态移动到光抑制阶段。负责50%区域的微镜被移动90°，负责25%区域的微镜被移动45°并且负责100%区域的微镜如已经在先前的示例中所描述的那样被移动180°。
微镜阵列的微镜在一秒内几千次将其状态从接通改变到关断并且相反地从关断改变到接通。优选地以高频率操控微镜，以便针对驾驶员尽可能舒适地、也就是说不能察觉到地设计各个微镜的光抑制阶段以及相移。用200hz来操控微镜例如是常见的，然而更高的频率可以是更有利的，例如优选地500hz、特别优选地1khz。不过，尤其是当通过光源的关断/接通来实现抑制时，切换时间明显变得更短并且因此对操控电子装置提出了更高的要求。
也可能的是，对光源进行调光，使得整个光图像被调暗和调亮，这尤其可以在从一个光功能到另一光功能的转换阶段的情况下是所希望的。
单独地对确定的区域进行调光的另一可能性是在微镜阵列的各个微镜的接通阶段以脉冲宽度调制的方式操控所述各个微镜，这在图12中针对调暗到75%、50%和25%来示出。在这种情况下，在渐隐情形下，在微镜阵列的每个微镜中，相同的相移都是有利的，以便达到如下那个时间范围，在所述时间范围内抑制对准微镜阵列的光线。这可以降低在渐隐情形下的由控制造成的花费，例如相对于根据图10的构造方案降低在渐隐情形下的由控制造成的花费，在所述构造方案中必须实现不同的相移，而在根据图12的实施方案中，对于每个微镜来说，相同的为180°的相移在渐隐情形下是足够的。