DE102016122861A1 - Lighting device for vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Scheinwerfer, mit einer Lichtquelleneinheit und mit einer Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei die Lichtquelleneinheit eine Mehrzahl von ersten Laserdioden roter Lichtfarbabgabe, zweiten Laserdioden grüner Lichtfarbabgabe und dritten Laserdioden blauer Lichtfarbabgabe aufweist, dass die Lichtquelleneinheit eine Anzahl von Faserkopplern aufweist, wobei der Faserkoppler eingangsseitig mit mehreren Laserdioden über jeweils eine Lichtfaser und ausgangsseitig lediglich über eine einzige Lichtfaser mit einem Licht der Lichtquelleneinheit abstrahlenden Lichtabgabefeld verbunden ist.The invention relates to a lighting device for vehicles, in particular headlights, with a light source unit and with an optical unit for generating a predetermined light distribution, wherein the light source unit comprises a plurality of first laser diodes red light color delivery, second laser diodes green light color output and third laser diodes blue light color output that the light source unit a Having number of fiber couplers, wherein the fiber coupler is the input side connected to a plurality of laser diodes each via an optical fiber and the output side only via a single optical fiber with a light of the light source unit emitting light output field.
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Scheinwerfer, mit einer Lichtquelleneinheit und mit einer Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung.The invention relates to a lighting device for vehicles, in particular headlights, with a light source unit and with an optical unit for generating a predetermined light distribution.
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer mehrere Laserdioden aufweisenden Lichtquelleneinheit derart weiterzubilden, dass die Beleuchtungsvorrichtung mit geringem Aufwand platzsparend zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilungen eingesetzt werden kann.Object of the present invention is therefore to develop a lighting device for vehicles with a plurality of laser diodes having light source unit such that the lighting device can be used to save space with little effort to produce different light distributions.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheit eine Mehrzahl von ersten Laserdioden roter Lichtfarbabgabe, zweiten Laserdioden grüner Lichtfarbabgabe und dritten Laserdioden blauer Lichtfarbabgabe aufweist, dass die Lichtquelleneinheit eine Anzahl von Faserkopplern aufweist, wobei der Faserkoppler eingangsseitig mit mehreren Laserdioden über jeweils eine Lichtfaser und ausgangsseitig lediglich über eine einzige Lichtfaser mit einem Licht der Lichtquelleneinheit abstrahlenden Lichtabgabefeld verbunden ist.To achieve this object, the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the light source unit comprises a plurality of first laser light emitting diodes, second laser diodes green light color output and third laser light emitting blue light color output that the light source unit comprises a number of fiber couplers, wherein the fiber coupler is connected on the input side to a plurality of laser diodes via an optical fiber and on the output side only via a single optical fiber with a light of the light source unit emitting light emitting field.
Nach der Erfindung sind zwischen unterschiedliche Lichtfarbe abstrahlender Laserdioden und einem Lichtabgabefeld einer Lichtquelleneinheit eine Mehrzahl von Lichtfasern sowie ein Faserkoppler angeordnet. Zwischen den Laserdioden und dem Faserkoppler erstrecken sich Lichtfasern, die aufgrund der Verbindung mit unterschiedlicher Lichtfarbe abgebenden Laserdioden Licht unterschiedlicher Lichtfarbe zu einem Eingang des Faserkopplers übertragen. Innerhalb des Faserkopplers erfolgt ein Übergang zu einer einzigen Lichtfaser, die ausgangsseitig das Licht zu dem Lichtabgabefeld führt bzw. leitet. Vorteilhaft kann somit Licht von unterschiedliche Lichtfarbe abgebende Laserdioden zu einem ortsfern angeordneten Lichtabgabefeld geführt werden. Durch die Lichtfasern, die jeweils als Lichtwellenleiter ausgebildet sind, können die Laserdioden in einer beliebigen Position im Fahrzeug angeordnet sein. Sie müssen nicht direkt im Scheinwerfergehäuse verbaut sein. Vorteilhaft können die Laserdioden dort angeordnet sein, wo eine optimale Kühlung derselben gewährleistet ist. Da das das Licht der Lichtquelleneinheit abgebende Lichtabgabefeld in einem beliebigen Winkel und ortsfern zu den Laserdioden angeordnet sein kann, erhöhen sich die Designmöglichkeiten im Scheinwerfer.According to the invention, a plurality of optical fibers and a fiber coupler are arranged between different light color emitting laser diodes and a light emitting field of a light source unit. Between the laser diodes and the fiber coupler extend optical fibers, which transmit light of different light color to an input of the fiber coupler due to the connection with different light color emitting laser diodes. Within the fiber coupler, a transition to a single optical fiber takes place, which on the output side guides or directs the light to the light emission field. Advantageously, light from different light color emitting laser diodes can thus be performed to a remote light emitting field. By the light fibers, which are each designed as optical waveguides, the laser diodes can be arranged in any position in the vehicle. They do not have to be installed directly in the headlight housing. Advantageously, the laser diodes can be arranged where optimal cooling of the same is ensured. Since the light emitting panel emitting the light of the light source unit can be disposed at an arbitrary angle and away from the laser diodes, the design possibilities in the headlight increase.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Lichtabgabefeld eine Mehrzahl von in einer Lichtabgabefläche oder -ebene angeordnete Faserenden der Lichtfasern auf. Vorteilhaft kann platzsparend durch Wahl der Anzahl von Lichtfasern bzw. der Laserdioden eine gewünschte Leuchtdichte bzw. ein gewünschter Lichtstrom eingestellt werden.According to a development of the invention, the light emission field has a plurality of fiber ends of the light fibers arranged in a light emission surface or plane. Advantageously, a desired luminance or a desired luminous flux can be set to save space by selecting the number of optical fibers or the laser diodes.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt in dem Faserkoppler eine Zusammenführung von Farblichtfasern, die jeweils ein Licht unterschiedlicher Lichtfarbe führen, einerseits und einer Weißlichtfaser, die Licht weißer Lichtfarbe führt, andererseits. In dem Faserkoppler erfolgt eine additive Farbmischung, so dass ausgangsseitig über die Weißlichtfaser Weißlicht abgeführt werden kann.According to a development of the invention takes place in the fiber coupler, a combination of color light fibers, each leading to a light of different light color, on the one hand and a white light fiber, the light of white light color, on the other hand. In the fiber coupler, additive color mixing takes place so that white light can be dissipated on the output side via the white-light fiber.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist ein Faserende der Weißlichtfaser einen Querschnitt auf, der mindestens dem Querschnitt der eingangsseitig desselben Faserkopplers angeordneten Farblichtfasern entspricht.According to a development of the invention, a fiber end of the white light fiber has a cross section which corresponds at least to the cross section of the input side of the same fiber coupler arranged color light fibers.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Faserkoppler eingangsseitig neun Farblichtfasern und ausgangsseitig eine einzige Weißlichtfaser auf. Durch die Bestromung der einzelnen Laserdioden kann ein gewünschter Lichtstrom sowie eine gewünschte Lichtfarbe eingestellt werden.According to a development of the invention, the fiber coupler has nine color light fibers on the input side and a single white light fiber on the output side. By energizing the individual laser diodes, a desired luminous flux and a desired light color can be set.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Lichtabgabefeld eine Anzahl von Weißlichtfasern mehrerer Faserkoppler auf. Vorteilhaft kann so der Lichtstrom weiter gesteigert werden.According to a development of the invention, the light-emitting field has a number of white-light fibers of a plurality of fiber couplers. Advantageously, the luminous flux can thus be further increased.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist einer Anzahl von Weißlichtfasern eine Optikeinheit nachgeschaltet, die die Anzahl von Weißlichtfasern auf ein lichtformendes Optikelement abbilden. Es findet dabei eine optische Abbildung statt. Durch Schalten der einzelnen Weißlichtfasern ist eine Anpassung der Lichtverteilung vor dem lichtformenden Optikelement in Abhängigkeit von durch eine Verkehrsraumerfassungseinheit bereitgestellten Sensordaten an die notwendigen Entblendungsbereiche realisierbar. Vorteilig wird somit weniger Licht durch die subtraktiv wirkenden lichtformenden Optikelemente vernichtet. According to a development of the invention, a number of white-light fibers is followed by an optical unit which images the number of white-light fibers onto a light-shaping optical element. There is an optical image instead. By switching the individual white light fibers, it is possible to adapt the light distribution in front of the light-shaping optical element as a function of sensor data provided by a traffic space detection unit to the necessary glare control areas. Advantageously, less light is thus destroyed by the subtractive acting light-forming optical elements.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist einer Anzahl von Weißlichtfasern ein optischer Mischer (Mischstab, Hexagonalstab) nachgelagert, der rechteckig, hexagonal oder vieleckig ausgeführt ist. Vorteilig ist das Aspektverhältnis des Lichtabgabefeldes an das lichtformende Optikelement angepasst.According to a development of the invention, a number of white light fibers are followed by an optical mixer (mixing rod, hexagonal rod) which is rectangular, hexagonal or polygonal. Advantageously, the aspect ratio of the light output field is adapted to the light-shaping optical element.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Lichtabgabefeld und dem lichtformenden Optikelement eine Optikeinheit angeordnet, welche das runde Weißlichtfaserende optisch an die lichtformende Fläche des lichtformenden Optikelementes anpasst. Vorzugsweise ist die Optikeinheit ein Mikrolinsenarray, eine maßgeschneiderte Linse oder ein Reflektor.According to a development of the invention, an optical unit is arranged between the light emitting field and the light-shaping optical element, which optically adapts the round white-fiber end to the light-shaping surface of the light-shaping optical element. Preferably, the optical unit is a microlens array, a custom lens or a reflector.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Lichtabgabefeld eine Fläche von 0,2 mm2 bis 16 mm2 abhängig von der Anzahl der eingesetzten Faserkoppler auf. Vorteilhaft kann hierdurch Licht von einer relativ kleinen Fläche abgestrahlt werden.According to a development of the invention, the light-emitting field has an area of 0.2 mm 2 to 16 mm 2, depending on the number of fiber couplers used. Advantageously, this light can be emitted from a relatively small area.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Optikeinheit ein Mikrospiegelfeld oder ein Flüssigkristall-Panel oder ein Mikrolinsenfeld oder einen Reflektor oder mindestens eine refraktive Linse und/oder mindestens eine diffraktive Linse auf. Diese weisen vorzugsweise einzeln ansteuerbare Mikroelemente auf, so dass unterschiedliche Lichtverteilungen, insbesondere Vorfeld- und/oder Abblend- und/oder Fernlichtverteilungen erzeugt werden können. Vorteilhaft kann somit mittels eines einzigen Scheinwerfers beispielsweise Stadt-, Autobahn-, Abblendlicht und Fernlicht erzeugt werden.According to a development of the invention, the optical unit has a micromirror field or a liquid crystal panel or a microlens field or a reflector or at least one refractive lens and / or at least one diffractive lens. These preferably have individually controllable microelements, so that different light distributions, in particular apron and / or dimming and / or high beam distributions can be generated. Advantageously, for example, city, motorway, low beam and high beam can be generated by means of a single headlight.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Beleuchtungsvorrichtung in Abhängigkeit von durch eine Verkehrsraumerfassungseinheit bereitgestellten Sensordaten ansteuerbar ist, so dass eine Fernlichtverteilung enthaltend einen Entblendungsbereich erzeugt werden kann, wobei sich in dem Entblendungsbereich das andere Verkehrsobjekt befindet. Es kann eine dynamische Nachführung des Entblendungsbereiches zu dem Verkehrsobjekt erfolgen, so dass auf diese Weise eine optimale Lichtverteilung bzw. eine adaptive Lichtverteilung bereitgestellt werden kann.According to a development of the invention, the lighting device can be controlled as a function of sensor data provided by a traffic space detection unit, so that a high beam distribution containing a glare range can be generated, wherein the other traffic object is located in the glare control area. It can be a dynamic tracking of Entblendungsbereiches to the traffic object, so that in this way an optimal light distribution or an adaptive light distribution can be provided.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform, -
2 eine Vorderansicht eines Lichtabgabefeldes einer Lichtquelleneinheit der Beleuchtungsvorrichtung und -
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung.
-
1 a schematic representation of a lighting device according to a first embodiment, -
2 a front view of a light emitting panel of a light source unit of the lighting device and -
3 a schematic representation of a second embodiment of the lighting device.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung wird vorzugsweise als Scheinwerfer in einem Bugbereich eines Fahrzeugs eingesetzt, um eine vorgegebene Lichtverteilung, insbesondere eine Vorfeld- und/oder Abblend- und/oder Fernlichtverteilung zu erzeugen.A lighting device according to the invention is preferably used as a headlight in a bow region of a vehicle in order to generate a predetermined light distribution, in particular an apron and / or low beam and / or high beam distribution.
Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Lichtquelleneinheit
Die Lichtquelleneinheit
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß
Dem Faserkoppler
Die Farblichtfasern
In einer vorliegenden Ausführungsform sind achtzehn Faserkoppler
In
In Hauptabstrahlung
Wenn das Mikrospiegelfeld
Vorzugsweise ist zwischen dem Mikrospiegelfeld
Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Optikeinheit statt des Mikrospiegelfeldes ein Flüssigkristall-Panel mit einer Mehrzahl von Pixeln oder einen Reflektor mit einer Mehrzahl von Mikroreflektorflächen oder ein Mikrolinsenfeld mit einer Mehrzahl von Mikrolinsen, insbesondere ein MikrolinsenArray, und/oder mindestens eine refraktive Linse und/oder mindestens eine diffraktive Linse auf. Die Pixel bzw. Mikroreflektorflächen bzw. Mikrolinsen können - wie die Mikrospiegel
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß
Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or component functions of the embodiments are provided with the same reference numerals.
Die Lichtfasern
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1,1'1,1 '
- LichtquelleneinheitLight source unit
- 22
- 1. Laserdioden1. Laser diodes
- 33
- 2. Laserdioden2. Laser diodes
- 44
- 3. Laserdioden3. Laser diodes
- 55
- Faserkopplerfiber coupler
- 6,6',6",6'"6,6 ', 6 ", 6'"
- Lichtfaseroptical fiber
- 7,7'7,7 '
- Lichtfaseroptical fiber
- 88th
- LichtabgabefeldLight output field
- 99
- Faserendefiber end
- 1010
- Konturcontour
- 1111
- MikrospiegelfeldMicromirror array
- 1212
- Mikrospiegelmicromirror
- 1313
- Lichtverteilunglight distribution
- 1414
- optischer Mischeroptical mixer
- 1515
- EndeThe End
- 1616
- EndeThe End
- HH
- Hauptabstrahlrichtungmain radiation
- LL
- Lichtlight
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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