AT518286A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge - Google Patents

Scheinwerfer für Fahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
AT518286A1
AT518286A1 ATA50129/2016A AT501292016A AT518286A1 AT 518286 A1 AT518286 A1 AT 518286A1 AT 501292016 A AT501292016 A AT 501292016A AT 518286 A1 AT518286 A1 AT 518286A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
light
micromirror array
light source
imaging optics
light sources
Prior art date
Application number
ATA50129/2016A
Other languages
English (en)
Other versions
AT518286B1 (de
Inventor
Mayer Matthias
Mitterlehner Stefan
Original Assignee
Zkw Group Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zkw Group Gmbh filed Critical Zkw Group Gmbh
Priority to ATA50129/2016A priority Critical patent/AT518286B1/de
Priority to KR1020187027706A priority patent/KR102117332B1/ko
Priority to JP2018561292A priority patent/JP6791988B2/ja
Priority to CN201780012983.2A priority patent/CN109073187B/zh
Priority to PCT/AT2017/060013 priority patent/WO2017143371A1/de
Priority to EP17704374.2A priority patent/EP3420269B1/de
Publication of AT518286A1 publication Critical patent/AT518286A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT518286B1 publication Critical patent/AT518286B1/de
Priority to US16/106,235 priority patent/US10598330B2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/27Thick lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/265Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • F21S41/36Combinations of two or more separate reflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge, mit zumindest einer Lichtquelle (1A, 1B) und einer dieser zugeordneten Beleuchtungsoptikoptik, mit einem Mikrospiegelarray (7) und mit einer Abbildungsoptik (9), wobei der Lichtquelle (1A, 1B) und dem Mikrospiegelarray (7) eine zentrale Recheneinheit (4) mit einer Lichtquellen‐Ansteuerung (3) und einer Arrayansteuerung (12) zugeordnet ist, die geformten Lichtstrahlen (2A, 2B) der zumindest einen Lichtquelle (1A, 1B) auf das Mikrospiegelarray (7) gerichtet sind und das von diesem strukturierte, reflektierte Lichtbündel über die Abbildungsoptik als Lichtbild (10) in den Verkehrsraum projiziert wird, wobei zumindest zwei Lichtquellen (1A, 1B) vorgesehen sind, deren Lichtstrahlen auf ein gemeinsames Mikrospiegelarray (7) gerichtet sind und dem von diesem reflektierten Lichtbündel zumindest zwei Bereiche (9kA, 9kB) einer Abbildungsoptik (9) zugeordnet sind.

Description

Scheinwerfer für Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheinwerfer für Fahrzeuge, mit zumindest einer Lichtquelle und einer dieser zugeordneten Beleuchtungsoptik, mit einem Mikrospiegelarray und mit einer Abbildungsoptik, wobei der Lichtquelle und dem Mikrospiegelarray eine zentrale Recheneinheit mit einer Lichtquellen-Ansteuerung und einer Arrayansteuerung zugeordnet ist, die geformten Lichtstrahlen der zumindest einen Lichtquelle auf das Mikrospiegelarray gerichtet sind und das von diesem strukturierte, reflektierte Lichtbündel über die Abbildungsoptik als Lichtbild in den Verkehrsraum projiziert wird.
Unter dem Begriff „Scheinwerfer" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht nur ein kompletter Fahrzeugscheinwerfer zu verstehen sondern ebenso eine Beleuchtungseinheit, welche beispielsweise zusammen mit anderen Beleuchtungseinheiten Teil eines Scheinwerfers bilden kann.
Bei der Entwicklung der gegenwärtigen Scheinwerfersysteme steht immer mehr der Wunsch im Vordergrund, ein möglichst hochauflösendes Lichtbild auf die Fahrbahn projizieren zu können, das rasch geändert und den jeweiligen Verkehrs-, Straßen- und Lichtbedingungen angepasst werden kann. Der Begriff „Fahrbahn" wird hier zur vereinfachten Darstellung verwendet, denn selbstverständlich hängt es von den örtlichen Gegebenheiten ab, ob sich ein Lichtbild tatsächlich auf der Fahrbahn befindet oder auch darüber hinaus erstreckt. Prinzipiell entspricht das Lichtbild im hier verwendeten Sinn einer Projektion auf eine vertikale Fläche entsprechend der einschlägigen Normen, die sich auf die KFZ-Beleuchtungstechnik beziehen.
Entsprechend dem genannten Bedürfnis sind unterschiedliche Scheinwerfersysteme entwickelt worden, wie insbesondere mit scannenden, modulierten Laserstrahlen arbeitende Scheinwerfer, wobei lichttechnischer Ausgangspunkt zumindest eine Laserlichtquelle ist, die einen Laserstrahl abgibt, und welcher eine Laseransteuerung zugeordnet ist, die zur Stromversorgung sowie zur Überwachung der Laseremission oder z.B. zur Temperaturkontrolle dient und auch zum Modulieren der Intensität des abgestrahlten Laserstrahls eingerichtet ist. Unter "Modulieren" ist dabei zu verstehen, dass die Intensität der Laserlichtquelle geändert werden kann, sei es kontinuierlich oder im Sinne eines Ein- und Ausschaltens gepulst. Wesentlich ist, dass die Lichtleistung analog dynamisch geändert werden kann, je nachdem, an welcher Winkelposition ein den Laserstrahl ablenkender Spiegel steht. Zusätzlich gibt es noch die Möglichkeit des Ein- und Ausschaltens für eine gewisse Zeit, um definierte Stellen nicht zu beleuchten oder auszublenden. Die Ansteuerung der Laserlichtquellen und der zur Strahlablenkung dienenden Mikrospiegel erfolgt über eine Recheneinheit, auch kurz ECU (Electronic oder Engine Control Unit) genannt. Ein Beispiel eines dynamischen Ansteuerungskonzepts zur Erzeugung eines Bildes durch einen scannenden Laserstrahl ist etwa in dem Dokument AT 514633 der Anmelderin beschrieben.
Da derartige Scheinwerfersysteme zum Teil sehr aufwändig und teuer sind, sodass der Wunsch besteht, ökonomische Scheinwerfer zu schaffen, welche dennoch eine hohe
Flexibilität hinsichtlich des erzeugten Lichtbilds aufweisen, sind auch Scheinwerfer bekannt geworden, welche als Lichtbearbeitungselemente Bildgeber zu verwenden, die eine große Anzahl ansteuerbarer Pixelfelder aufweisen. So zeigt die DE 10 2013 215 374 Al Lösungen, bei welchen das Licht einer Lichtquelle über ein Lichtleitelement zu einem LCD-Bildgeber zu einem LCoS-Chip oder zu einer Mikrospiegelanordnung („DMD") gelenkt wird, um dann über eine Projektionsoptik auf die Fahrbahn projiziert zu werden. DMD ist ein Akronym, das für „Digital Micromirror Device" gebraucht wird, somit für ein Mikrospiegel-Array oder Mikrospiegel-Matrix. Solch ein Mikrospiegel-Array besitzt sehr kleine Abmessungen, typischerweise in der Größenordnung von 10 mm. Bei einem DMD sind Mikrospiegelaktoren matrixartig angeordnet, wobei jedes einzelne Spiegelelement, das beispielsweise eine Kantenlänge von etwa 16 pm aufweist, um einen bestimmten Winkel, beispielsweise 20°, verkippbar ist, beispielsweise durch elektromagnetische oder piezoelektrische Aktoren. Die Endlagen eines Mikrospiegels werden als EIN-Zustand bzw. AUS-Zustand bezeichnet, wobei EIN-Zustand bedeutet, dass Licht von dem Mikrospiegel über die Abbildungsoptik auf die Straße gelangt, wogegen es im AUS-Zustand beispielsweise auf einen Absorber gelenkt wird. Üblicherweise muss nämlich auch für eine Absorption jener Lichtstrahlen gesorgt werden, die von Mikrospiegeln in deren nicht „aktiven" Winkellage ausgehen und die nicht über die Abbildungsoptik auf die Straße projiziert werden. Hierzu werden Absorber bzw. Absorberflächen eingesetzt, welche die sonst schädlichen Lichtstrahlen absorbieren und in Wärme umwandeln.
Jeder Mikrospiegel ist im Winkel einzeln verstellbar, wobei zwischen den Endlagen innerhalb einer Sekunde bis zu 5000 mal gewechselt werden kann. Die Anzahl der Spiegel entspricht der Auflösung des projizierten Bilds, wobei ein Spiegel ein oder mehrere Pixel darstellen kann. Mittlerweile sind DMD-Chips mit hohen Auflösungen im Megapixel-Bereich erhältlich. Die verstellbaren Einzelspiegeln zugrunde liegende Technologie ist die Micro-Electro-Mechanical-Systems-(MEMS) Technologie. Während die DMD-Technologie zwei stabile Spiegel-Zustände aufweist und durch eine Modulation zwischen den beiden stabilen Zuständen die Reflexionen eingestellt werden können, weist die „Analog Micromirror Device" (AMD) Technologie die Eigenschaft auf, dass die Einzelspiegel in variablen Spiegelpositionen eingestellt werden können.
Ein Scheinwerfer auf Basis eines Mikrospiegel-Arrays ist beispielsweise in der DE 195 30 008 Al beschrieben.
In Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen will man in möglichst kompakter Bauweise oft mehrere Lichtfunktionen verwirklichen, wie insbesondere Fernlicht, Abblendlicht, Tagfahrlicht und Kurvenlicht. Von einem Mikrospiegelkonzept ausgehend, werden in diesem Fall mehrere Mikrospiegel-Arrays und mehrere Linsen für die Abbildungsoptik benötigt, was zu hohen Material- und Herstellungskosten führt.
Die Ausgestaltung eines Leuchtdichtemusters wird nicht nur über die Modulation der Primärlichtquelle durchgeführt sondern auch über unterschiedliche Arrayansteuerungen für verschiedene Lichtverteilungen, wie Fernlicht, Abblendlicht mit oder ohne Asymmetrie,
Ausblendszenarien usw., wobei unterschiedliche Arrayansteuerungen die einzelnen Mikrospiegelelemente in Abhängigkeit der gewünschten Lichtverteilung aktivieren.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Scheinwerfers, welcher kostengünstig herstellbar ist, aber dennoch eine große Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der erzeugbaren Lichtbilder besitzt.
Diese Aufgabe wird mit einem Scheinwerfer der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß zumindest zwei Lichtquellen vorgesehen sind, deren Lichtstrahlen auf ein den Lichtquellen gemeinsames Mikrospiegelarray gerichtet sind und dem von diesem reflektierten Lichtbündel zumindest zwei Bereiche einer einzigen Abbildungsoptik zugeordnet sind.
Dank der Erfindung können mehrere Lichtfunktionen mit einer einem einzigen Mikrospiegelarray und einer einzigen Abbildungsoptik realisiert werden, was die Gesamtkonstruktion vereinfacht und kostengünstiger macht. Die Aufteilung auf mehrere Lichtquellen, die meist leistungsintensiv sind, erleichtert auch die Kühlung.
Vorteilhaft ist es weiters, wenn die geformten Lichtstrahlen der Lichtquellen unter unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das Mikrospiegelarray gerichtet sind.
Auch ist es empfehlenswert, wenn die aktive Spiegelfläche des Mikrospiegelarrays in Teilbereiche aufgeteilt ist, welche den einzelnen Lichtquellen zugeordnet sind.
Es kann zweckmäßig sein, wenn jeder Lichtquelle eine zwischen dieser und dem gemeinsames Mikrospiegelarray gelegene Beleuchtungsoptik zugeordnet ist.
Andererseits kann man im Sinne einer besonders kompakten Bauweise vorsehen, dass zwei oder mehreren Lichtquellen eine zwischen diesen und dem gemeinsames Mikrospiegelarray gelegene Beleuchtungsoptik zugeordnet ist.
Zu einer kostengünstigen und platzsparenden Bauweise gelangt man weiters, falls die zwei Bereiche der einzigen Abbildungsoptik übereinander gelegen und aus einem Körper aus optischem Glas/Kunststoff linsenartig ausgebildet sind.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn der Linsenkörper im vorderen Bereich des Scheinwerfers gelegen ist und zwischen dem Mikrospiegelarray und dem Linsenkörper eine als Linse/Linsensystem ausgebildete Teiloptik angeordnet ist.
Eine andere vorteilhafte Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bereich der einzigen Abbildungsoptik einer der mehreren Lichtquellen zugeordnet ist, wogegen ein weiterer Bereich der Abbildungsoptik zwei oder mehr Lichtquellen zugeordnet ist.
Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen
Fig. 1 für die Erfindung wesentliche Komponenten einer ersten Ausführungsform eines Scheinwerfers mit einem Mikrospiegelarray in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine zweite beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen vereinfachten Darstellung mit Hervorhebung der für die Erfindung wesentlichen Komponenten,
Fig. 3 in vergrößerter perspektivischer Ansicht ein erstes Beleuchtungsmodul der Ausführung nach Fig. 2, jedoch aus einem anderen Blickwinkel gesehen,
Fig.4 in vergrößerter perspektivischer Ansicht ein zweites Beleuchtungsmodul der Ausführung nach Fig. 2, jedoch aus einem anderen Blickwinkel gesehen,
Fig. 5 eine Vorderansicht eines bei der Erfindung beispielsweise verwendeten DLP-Bauteils mit einem Mikrospiegelarray und
Fig. 6 eine verkleinerte Seitenansicht der Ausführung nach Fig. 2 zur Veranschaulichung der gegen die Horizontale geneigten optischen Achsen der beiden Beleuchtungsmodule.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Insbesondere sind die für einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer wichtigen Teile dargestellt, wobei es klar ist, dass ein KFZ-Scheinwerfer noch viele andere Teile enthält, die seinen sinnvollen Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem PKW oder Motorrad, ermöglichen. Lichttechnischer Ausgangspunkt des Scheinwerfers sind im vorliegenden Fall zwei Lichtquellen 1A und 1B, die je einen Lichtstrahl 2A, 2B abgeben, und welchen eine Ansteuerung 3 zugeordnet ist, wobei diese Ansteuerung 3 zur Stromversorgung der Lichtquellen 1A und 1B sowie zur deren Überwachung oder z.B. zur Temperaturkontrolle dient und auch zum Modulieren der Intensität des abgestrahlten Lichtstrahls eingerichtet sein kann. Unter "Modulieren" wird in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Intensität der Lichtquelle geändert werden kann, sei es kontinuierlich oder gepulst, im Sinne eines Ein- und Ausschaltens. Zusätzlich gibt es noch die Möglichkeit des Ein- und Ausschaltens für eine gewisse Zeit.
Als Lichtquellen kommen nicht nur durch Laserstrahlung angeregte Phosphorelemente in Frage, sondern es können auch klassische LEDs oder Hochstrom-LEDs verwendet werden. Es können auch sogenannte „LED-packages" Verwendung finden, die neben einer kleinen, z.B. 1 bis 2 mm2 großen lichtemittierenden Fläche auch das Substrat auf der LED-Platine und deren Trägerplatte umfassen. In bevorzugter Weise werden LED-Lichtquellen verwendet, welche mit hohen Strömen betrieben werden können, um bei möglichst hohem Lichtstrom eine möglichst hohe Leuchtdichte auf dem DMD-Chip zu erreichen. Die Ansteuersignale der Lichtquellen sind mit Usa und Usb bezeichnet.
Die Ansteuerung 3 erhält ihrerseits wiederum Signale von der zentralen Recheneinheit 4, welcher Sensorsignale Si... si... sn zugeführt werden können. Diese Signale können einerseits beispielsweise Schaltbefehle zum Umschalten von Fernlicht auf Abblendlicht sein oder andererseits Signale, die beispielsweise von Sensoren, wie Kameras, aufgenommen werden, welche die Beleuchtungsverhältnisse, Umweltbedingungen und/oder Objekte auf der Fahrbahn erfassen. Auch können die Signale von einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationsinformation stammen. Die hier schematisch als Block gezeichnete Recheneinheit 4 kann vollständig oder teilweise in dem Scheinwerfer enthalten sein, wobei der Recheneinheit 4 auch eine Speichereinheit 5 zugeordnet ist.
Den Lichtquellen ΙΑ, 1B ist eine Optik 6A bzw. 6B nachgeordnet, deren Ausbildung unter anderem von der Art, Anzahl und der räumlichen Platzierung der verwendeten Leuchtmittel, wie Laserdioden oder LEDs sowie von der erforderlichen Strahlqualität abhängt, und welche vor allem dafür sorgen soll, dass das von der Lichtquelle abgegebene Licht möglichst homogen auf die Mikrospiegel eines Mikrospiegelarrays 7 trifft.
Der fokussierte bzw. geformte Lichtstrahl 2 gelangt nun zu diesem Mikrospiegelarray 7, auf welchem durch entsprechende Stellung der einzelnen Mikrospiegel ein Leuchtbild 8 geformt wird, welches über eine Abbildungsoptik 9 als Lichtbild 10 auf eine Fahrbahn 11 oder ganz allgemein in den Verkehrsraum projiziert werden kann. Die Abbildungsoptik 9 weist bei dieser Ausführungsform einen Linsenkörper 9k mit zwei Bereichen 9kA und 9kB auf, die hier übereinander angeordnet sind und die gemeinsam aus optischem Glas oder Kunststoff linsenartig geformt sind. Die Recheneinheit 4 liefert Signale sa an eine Arrayansteuerung 12, welche die einzelnen Mikrospiegel des Arrays 7 in der dem gewünschten Lichtbild entsprechenden Weise ansteuert. Die einzelnen Mikrospiegel des Arrays 7 können hinsichtlich der Frequenz, der Phase und des Auslenkwinkels individuell angesteuert werden.
In Fig. 1 ist auch ein weiter oben bereits erwähnter Absorber 13 eingezeichnet, der im Allgemeinen für eine hohe Qualität des erzeugten Bildes wichtig ist.
Die aktive Spiegelfläche des Mikrospiegelarrays 7 ist hier in Teilbereiche 7A und 7B aufgeteilt, welche den beiden Lichtquellen ΙΑ, 1B zugeordnet sind. Weiters sind dem von dem Array 7 bzw. von dessen Teilbereichen 7A, 7B reflektierten Lichtbündel zwei Bereiche 9A, 9B der Abbildungsoptik 9 zugeordnet, wobei sich in der Folge auch das Lichtbild 10 aus zwei Bildbereichen 10A und 10B zusammensetzt.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung auf Basis eines Scheinwerfers nach Fig. 1 beschrieben, jedoch mit weiteren erfindungswesentlichen Komponenten, wobei für die Erläuterung der Erfindung nicht wesentliche, in Fig. 1 bereits dargestellte Komponenten weggelassen sind und ebenso andere mechanische Teile, wie Befestigungsmittel, Gehäuse, Kühleinrichtungen, Stromversorgungen und dgl. mehr.
Im Einzelnen erkennt man die erste Lichtquelle 1A mit der ersten Beleuchtungsoptik 6A, wozu ergänzend auf die vergrößerte Darstellung der Fig. 3 verwiesen wird. Die erste Lichtquelle 1A besitzt einen LED-Chip 14 mit Anschlusskontakten 15 und mit einer lichtemittierenden Fläche 16 einer Hochleistungs-LED. Die der Lichtquelle 1A bzw. der zugehörigen Beleuchtungsoptik 6A zugeordnete optische Achse ist mit dem Bezugszeichen 17A bezeichnet.
Im Gegensatz zu der Lichtquelle 1A besteht die Lichtquelle 1B aus drei Teillichtquellen 1B-1, 1B-2 und 1B-3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede dieser Teillichtquellen ebenso aufgebaut wie die Lichtquelle 1A, sodass auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann. Hier und im Folgenden werden für gleiche oder vergleichbare Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Um das von den lichtemittierenden Flächen 16 abgestrahlte Licht der drei Teillichtquellen IB-1,1B-2 und 1B-3 zu einem zusammengesetzten Lichtstrahl 2B mit im Wesentlichen einer optischen Achse 17B zusammenzufassen, ist für diese Lichtquellen eine etwas aufwändigere Beleuchtungsoptik 6B erforderlich, die hier aus einer lichtquellennahen Linsenkombination, bestehend aus drei Teillinsen 6B-1, 6B-2, 6B-3 und aus einer weiteren, den Teillinsen nachgeordneten Linse 6B-4 besteht, was aus Fig. 4 hervorgeht. Die Beleuchtungsoptiken, die nicht im Detail dargestellt und als solche nicht Gegenstand der Erfindung sind, sind bevorzugt mehrstufige Optiken, welche die Lambertschen Abstrahlungscharakteristiken einfangen und je zu einem Leuchtfleck 18A, 18B, 18C geeigneter Geometrie auf dem Spiegelarray 7 formen müssen. In Fig. 4 sind schematisch solche Leuchtflecken angedeutet.
Das Array 7 besteht aus einer Matrix von Mikrospiegeln und ist der optisch wesentliche Bereich eines DMD-Bauteils 19. Solche DMD-Bauteile enthalten außer dem Mikrospiegelarray meist Teilbereiche der Treiberelektronik und sind mit einer wirkungsvollen Kühlung ausgestattet, wie bereits eingangs erwähnt, sind auf dem DMD-Chip sehr viele, beispielsweise (Texas Instruments DLP3000DMD) 608x684 Mikrospiegel auf einer Fläche mit einer Diagonale von 7,62 mm angeordnet, die um +\-12 Grad verschwenden können. Der Antrieb der Mikrospiegel erfolgt üblicherweise elektrostatisch.
Die Abbildungsoptik 9 ist auch als mehrstufiges Linsensystem ausgeführt und weist bei dieser Variante einen am vorderen Ende des Scheinwerfers gelegenen Linsenkörper 9k mit zwei Bereichen 9kA und 9kB auf, die hier übereinander angeordnet sind und die gemeinsam aus optischem Glas oder Kunststoff linsenartig geformt sind. Im Allgemeinen wird außer diesem Linsenkörper 9k der Abbildungsoptik 9 zumindest noch eine Teiloptik 9f zwischen dem Spiegelarray 7 und dem Linsenkörper 9k angeordnet sein. Auch diese Teiloptik 9f ist im Allgemeinen als Linse ausgeführt, die beispielsweise in einem oberen und einem unteren Bereich 9fA und 9fB unterschiedliche Brechkraft aufweist.
In der Ansicht der Fig. 5 erkennt man, dass die optisch aktive Fläche des Spiegelarrays 7, d.h. die Spiegelfläche 7f, in Teilbereiche 7A, 7B-1, 7B-2 und 7B-3 aufgeteilt ist, welche, analog zu der Ausführung nach Fig. 1, den vier Lichtquellen 1A, IB-1,1B-2 und 1B-3 zugeordnet sind. Auch hier wird das hier erzeugte Leuchtbild durch die Beleuchtungsoptik 9 auf die Fahrbahn als entsprechendes, hier aus vier Bildbereichen bestehendes Lichtbild projiziert. Dies wurde bereits an Hand der Fig. 1 gezeigt und muss für den Fachmann nicht nochmals dargestellt werden. Dieser erkennt jedoch, dass der Gesamtaufbau trotz des Vorhandenseins von vier Einzellichtquellen dank der Erfindung verhältnismäßig einfach, kompakt und kostengünstig gestaltet werden kann.
Die Seitenansicht der Fig. 6 soll die Lage der optischen Achsen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels bezüglich einer Horizontalebene s veranschaulichen, wonach die optische Achse 17A der Lichtquelle 1A oberhalb und die optische Achse 17B der aus den drei Teillichtquellen IB-1,1B-2 und 1B-3 zusammengesetzten Lichtquelle 1B unterhalb der eingezeichneten Horizontalebene ε liegt. Dabei soll es klar sein, dass die verwendeten Begriffe „oberhalb" und „unterhalb" nicht einschränkend, lediglich in Zusammenhang mit der gezeigten Ansicht zu verstehen sind und sich beispielsweise auf eine normale Gebrauchslage eines Fahrzeuges beziehen können. Gleiches gilt sinngemäß für die Begriffe „links", „rechts", „vorne", „hinten", „seitlich" etc.
Liste der Bezugszeichen 1A Lichtquelle 1B Lichtquelle 1B-1 Teillichtquelle 1B-2 Teillichtquelle 1B-3 Teillichtquelle 2A Lichtstrahl 2B Lichtstrahl 3 Ansteuerung 4 Recheneinheit 5 Speichereinheit 6A Beleuchtungsoptik 6B Beleuchtungsoptik 6B-1 Teillinse 6B-2 Teillinse 6B-3 Teillinse 6B-4 Linse 7 Mikrospiegelarray 7A Teilbereich von 7 7B Teilbereich von 7 7B-1 Teilbereich von 7 7B-2 Teilbereich von 7 7B-3 Teilbereich von 7 7f Spiegelfläche 8 Leuchtbild 9 Abbildungsoptik 9f Teiloptik 9fA Bereich 9fB Bereich 9k Linsenkörper 9kA Bereich von 9k 9kB Bereich von 9k 10 Lichtbild 10A Bildbereich 10B Bildbereich 11 Fahrbahn 12 Arrayansteuerung 13 Absorber 14 LED-Chip 15 Anschlusskontakte 16 lichtemittierende Fläche 17A optische Achse 17B optische Achse 18A Leuchtfleck 18B Leuchtfleck 18C Leuchtfleck 19 DMD-Bauteil si...sn Sensorsignale sa Signale
Usa Ansteuersignal
Usb Ansteuersignal ε Horizontalebene

Claims (8)

Patentansprüche
1. Scheinwerfer für Fahrzeuge, mit zumindest einer Lichtquelle (ΙΑ, IB; IB-1,1B-2,1B-3) und einer dieser zugeordneten Beleuchtungsoptikoptik, mit einem Mikrospiegelarray (7) und mit einer Abbildungsoptik (9, 9f), wobei der Lichtquelle und dem Mikrospiegelarray eine zentrale Recheneinheit (4) mit einer Lichtquellen-Ansteuerung (3) und einer Arrayansteuerung (12) zugeordnet ist, die geformten Lichtstrahlen (2A, 2B) der zumindest einen Lichtquelle auf das Mikrospiegelarray gerichtet sind und das von diesem strukturierte, reflektierte Lichtbündel über die Abbildungsoptik als Lichtbild (10) in den Verkehrsraum projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Lichtquellen (ΙΑ, IB; IB-1, IB-2,1B-3) vorgesehen sind, deren Lichtstrahlen auf ein den Lichtquellen gemeinsames Mikrospiegelarray (7) gerichtet sind und dem von diesem reflektierten Lichtbündel zumindest zwei Bereiche (9kA, 9kB) einer Abbildungsoptik (9, 9f) zugeordnet sind.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geformten Lichtstrahlen der Lichtquellen (ΙΑ, IB; IB-1, IB-2,1B-3) unter unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das Mikrospiegelarray (7) gerichtet sind.
3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Spiegelfläche (7f) des Mikrospiegelarrays (7) in Teilbereiche aufgeteilt ist, welche den einzelnen Lichtquellen zugeordnet sind.
4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtquelle (ΙΑ, 1B) eine zwischen dieser und dem gemeinsames Mikrospiegelarray (7) gelegene Beleuchtungsoptik (6A, 6B) zugeordnet ist.
5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehreren Lichtquellen (IB-1, IB-2,1B-3) eine zwischen diesen und dem gemeinsames Mikrospiegelarray (7) gelegene Beleuchtungsoptik (6B) zugeordnet ist.
6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Bereiche (9kA, 9kB) der Abbildungsoptik (9) übereinander gelegen und aus einem Linsenkörper (9k) aus optischem Glas/Kunststoff linsenartig ausgebildet sind.
7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsenkörper (9k) im vorderen Bereich des Scheinwerfers gelegen ist und zwischen dem Mikrospiegelarray (7) und dem Linsenkörper eine als Linse/Linsensystem ausgebildete Teiloptik (9f) angeordnet ist.
8. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (9kA) der Abbildungsoptik (9) einer (1A) der mehreren Lichtquellen zugeordnet ist, wogegen ein weiterer Bereich (9kB) der Abbildungsoptik zwei oder mehr Lichtquellen (1B-1, IB-2,1B-3) zugeordnet ist.
ATA50129/2016A 2016-02-24 2016-02-24 Scheinwerfer für Fahrzeuge AT518286B1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50129/2016A AT518286B1 (de) 2016-02-24 2016-02-24 Scheinwerfer für Fahrzeuge
KR1020187027706A KR102117332B1 (ko) 2016-02-24 2017-02-01 자동차용 헤드라이트
JP2018561292A JP6791988B2 (ja) 2016-02-24 2017-02-01 乗物用投光装置
CN201780012983.2A CN109073187B (zh) 2016-02-24 2017-02-01 用于车辆的前照灯
PCT/AT2017/060013 WO2017143371A1 (de) 2016-02-24 2017-02-01 Scheinwerfer für fahrzeuge
EP17704374.2A EP3420269B1 (de) 2016-02-24 2017-02-01 Scheinwerfer für fahrzeuge
US16/106,235 US10598330B2 (en) 2016-02-24 2018-08-21 Headlight for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50129/2016A AT518286B1 (de) 2016-02-24 2016-02-24 Scheinwerfer für Fahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT518286A1 true AT518286A1 (de) 2017-09-15
AT518286B1 AT518286B1 (de) 2017-11-15

Family

ID=58016494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50129/2016A AT518286B1 (de) 2016-02-24 2016-02-24 Scheinwerfer für Fahrzeuge

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10598330B2 (de)
EP (1) EP3420269B1 (de)
JP (1) JP6791988B2 (de)
KR (1) KR102117332B1 (de)
CN (1) CN109073187B (de)
AT (1) AT518286B1 (de)
WO (1) WO2017143371A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019125571A1 (de) * 2019-09-24 2021-03-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102018101259B4 (de) 2017-01-24 2024-05-02 PO LIGHTING CZECH s.r.o. Leuchtvorrichtung, insbesondere ein Projektorsystem eines Scheinwerfers für Kraftfahrzeuge

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017219504A1 (de) 2017-11-02 2019-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102017219502A1 (de) * 2017-11-02 2019-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
FR3074260B1 (fr) * 2017-11-30 2020-11-20 Valeo Vision Module lumineux pour vehicule automobile, et dispositif d'eclairage et/ou de signalisation muni d'un tel module
EP3543593B1 (de) * 2018-03-23 2022-05-04 ZKW Group GmbH Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
CZ309533B6 (cs) 2018-03-29 2023-03-29 PO LIGHTING CZECH s.r.o. Komunikační zařízení motorového vozidla, osvětlovací zařízení motorového vozidla pro komunikační zařízení motorového vozidla a způsob car2car nebo car2X komunikace motorového vozidla
FR3086730B1 (fr) 2018-09-28 2020-10-02 Valeo Vision Module lumineux pour vehicule automobile, et dispositif d'eclairage et/ou de signalisation muni d'un tel module
EP3689678A1 (de) 2019-02-01 2020-08-05 Valeo Vision Beleuchtungssystem eines kraftfahrzeugs
JP7397849B2 (ja) * 2019-02-27 2023-12-13 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JPWO2020204061A1 (de) * 2019-04-05 2020-10-08
WO2020255703A1 (ja) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社小糸製作所 灯具ユニットおよび車両用前照灯
DE102019118264A1 (de) * 2019-07-05 2021-01-07 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender Scheinwerfer
CN112584567B (zh) * 2019-09-30 2024-01-26 宁波舜宇车载光学技术有限公司 多芯片照明系统及其控制方法
CN113654003B (zh) * 2020-05-12 2024-04-12 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光反射装置及其制造方法、成像部件及光处理系统
DE102020119939A1 (de) 2020-07-29 2022-02-03 HELLA GmbH & Co. KGaA Scheinwerfer für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen Scheinwerfer
DE102021201550A1 (de) * 2021-02-18 2022-08-18 Psa Automobiles Sa Verfahren zum Betreiben eines hochauflösenden Projektionsscheinwerfers und Projektionsscheinwerfersystem für ein Kraftfahrzeug
KR20230101348A (ko) * 2021-12-29 2023-07-06 에스엘 주식회사 차량용 램프

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015033764A1 (ja) * 2013-09-05 2015-03-12 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US20150146446A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Varroc Lighting Systems, s.r.o. Headlamp system for motor vehicles

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4126877B2 (ja) * 2001-01-30 2008-07-30 コニカミノルタオプト株式会社 照明光学系および映像投射装置
DE10344173A1 (de) * 2003-09-22 2005-04-28 Hella Kgaa Hueck & Co Scheinwerfer für Fahrzeuge
JP4258465B2 (ja) * 2004-12-01 2009-04-30 市光工業株式会社 車両用前照灯ユニット
JP2009181845A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
DE102010028949A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Scheinwerfermodul
JP2011249184A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
JP5716576B2 (ja) * 2011-06-30 2015-05-13 スタンレー電気株式会社 車両用灯具ユニット
JP2013016400A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Koito Mfg Co Ltd 車両用前照灯
DE102012203929B3 (de) * 2012-03-13 2013-09-19 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul einer Beleuchtungseinrichtung einesKraftfahrzeugs
KR101332476B1 (ko) * 2012-04-02 2013-11-26 영남대학교 산학협력단 차량용 헤드램프
CN104412035B (zh) * 2012-06-29 2016-10-19 株式会社小糸制作所 车辆用灯具及其控制方法
JP6180091B2 (ja) * 2012-09-07 2017-08-16 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP6131576B2 (ja) * 2012-11-20 2017-05-24 市光工業株式会社 車両用前照灯
AT514834B1 (de) * 2013-02-07 2017-11-15 Zkw Group Gmbh Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung
JP6132684B2 (ja) * 2013-07-10 2017-05-24 株式会社小糸製作所 車両用灯具
KR101491283B1 (ko) * 2013-07-24 2015-02-06 현대자동차주식회사 글래어프리하이빔 구현을 위한 차량용 헤드램프
DE102013020549A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Hella Kgaa Hueck & Co. Vorrichtung zum Erzeugen von Lichtverteilungen, Scheinwerfer für ein Fahrzeug sowie Verfahren zum Erzeugen von Lichtverteilungen
US10222020B2 (en) * 2014-03-20 2019-03-05 Stanley Electric Co., Ltd. Lighting fixture
JP6356454B2 (ja) * 2014-03-25 2018-07-11 スタンレー電気株式会社 光スキャナ及び車両用前照灯装置
JP6383569B2 (ja) * 2014-05-23 2018-08-29 株式会社小糸製作所 車両用灯具
CN105202444A (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 中强光电股份有限公司 车用照明装置
US10066799B2 (en) * 2014-06-26 2018-09-04 Texas Instruments Incorporated Pixelated projection for automotive headlamp
KR102297128B1 (ko) * 2014-09-22 2021-09-02 현대모비스 주식회사 색수차가 저감된 램프 렌즈 및 이를 이용한 차량용 램프
AT516666B1 (de) * 2014-11-24 2016-12-15 Zkw Group Gmbh Messung der Schwingamplitude eines Scannerspiegels
FR3041073B1 (fr) * 2015-09-15 2020-01-31 Valeo Vision Dispositif de projection de faisceau lumineux a ecran digital et projecteur muni d’un tel dispositif
DE102016001103A1 (de) * 2016-02-02 2017-08-03 Audi Ag Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug und zugehöriges Betriebsverfahren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015033764A1 (ja) * 2013-09-05 2015-03-12 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US20150146446A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Varroc Lighting Systems, s.r.o. Headlamp system for motor vehicles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101259B4 (de) 2017-01-24 2024-05-02 PO LIGHTING CZECH s.r.o. Leuchtvorrichtung, insbesondere ein Projektorsystem eines Scheinwerfers für Kraftfahrzeuge
DE102019125571A1 (de) * 2019-09-24 2021-03-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
EP3420269B1 (de) 2019-10-23
CN109073187B (zh) 2021-08-10
CN109073187A (zh) 2018-12-21
US20180356062A1 (en) 2018-12-13
JP2019507950A (ja) 2019-03-22
JP6791988B2 (ja) 2020-11-25
WO2017143371A1 (de) 2017-08-31
KR102117332B1 (ko) 2020-06-02
US10598330B2 (en) 2020-03-24
EP3420269A1 (de) 2019-01-02
KR20180113613A (ko) 2018-10-16
AT518286B1 (de) 2017-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3420269B1 (de) Scheinwerfer für fahrzeuge
EP3665040B1 (de) Fahrzeugscheinwerfer und fahrzeugsteuerung
DE102017129254B4 (de) Fahrzeugscheinwerfer
AT517306B1 (de) Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
AT515996B1 (de) Verfahren und Scheinwerfer zum Erzeugen einer Lichtverteilung auf einer Fahrbahn
AT519055B1 (de) Fahrzeugscheinwerfer
AT518725B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Lichtverteilung mit einem Fahrzeugscheinwerfer
EP3755579B1 (de) Lichtmodul für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102008022795A1 (de) Kfz-Scheinwerfer
DE102014213179A1 (de) Fahrzeuglampe
DE102016001915B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, System mit der Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung
DE102009008631A1 (de) Projektionsmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
AT518094B1 (de) Scheinwerfer für Fahrzeuge
DE102016211653A1 (de) Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einer Scheinwerferanordnung
EP3543593B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102018102575A1 (de) Intelligentes Multifunktions-Kraftfahrzeugscheinwerfermodul
EP3833161B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102013226645A1 (de) Erzeugen eines Lichtabstrahlmusters durch Beleuchten einer Leuchtstofffläche
DE102019118798A1 (de) Vorrichtung, scheinwerfer und verfahren zum erzeugen einer lichtverteilung
EP3686483A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102018209941A1 (de) Optische Anordnung, Scheinwerfer und Verfahren