DE102008013603A1

DE102008013603A1 - Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102008013603A1
Application number: DE102008013603A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr. Rer. Nat. Ackermann; Ulrike Dr. Schlöder; Ernst-Olaf Dr. Rosenhahn; Jörg Dr. Moisel; Arnulf Dr. Frisch; Manfred Dr. Griesinger
Original assignee: Daimler AG; Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP2009218211A; DE102008013603B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit mehreren matrixartig angeordneten Halbleiterlichtquellen (11). Im Strahlengang des von den Halbleiterlichtquellen (11) ausgesandten Lichts ist eine Projektionslinsenanordnung (17) angeordnet, die das Licht zur Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung auf eine Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert. Das Lichtmodul weist zwischen den Halbleiterlichtquellen (11) und der Projektionslinsenanordnung (17) ein Optikarray (13) mit mehreren matrixartig angeordneten optischen Elementen (12) auf. Das Optikarray (13) beeinflusst das von den Halbleiterlichtquellen (11) ausgesandte Licht in der Weise, dass sich in Lichtaustrittsrichtung (16) nach der Projektionslinsenanordnung (17) eine homogenisierte Lichtverteilung ergibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit mehreren matrixartig angeordneten Halbleiterlichtquellen. Im Strahlengang des von den Halbleiterlichtquellen ausgesandten Lichts ist eine Projektionslinsenanordnung angeordnet, die das Licht zur Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung auf eine Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert.
Herkömmliche Beleuchtungseinrichtungen in Kraftfahrzeugen weisen zur Erzeugung einer bestimmten Lichtfunktion (z. B. Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht, Stadtlicht, Autobahnlicht, Landstraßenlicht, etc.) ein einziges Lichtaussendendes Element (z. B. Halogen- oder Gasentladungslampen) auf. Durch die Entwicklung von Hochleistungs-Halbleiterlichtquellen (LEDs), die auch weißes Licht aussenden, können in Beleuchtungseinrichtungen für die gleichen Lichtfunktionen auch Halbleiterlichtquellen eingesetzt werden. Um die nötige Lichtstärke zu erreichen, müssen jedoch mehrere Halbleiterlichtquellen verwendet werden. Diese werden in der Beleuchtungseinrichtung im Allgemeinen nach Art einer Matrix nebeneinander angeordnet.
Die von der Beleuchtungseinrichtung erzeugte Lichtverteilung setzt sich aus mehreren in vertikaler und/oder horizontaler Richtung nebeneinander angeordneten Abbildungen der LEDs zusammen. Abstände zwischen den LEDs führen bei den bekannten LED-Beleuchtungseinrichtungen zwangsläufig zu dunkleren Linien zwischen den Abbildungen der einzelnen LEDs. Insgesamt kann die erzielte Lichtverteilung bei größeren Abständen zwischen den LEDs Inhomogenitäten, insbesondere eine störende Gitterstruktur, aufweisen. Um dies zu verhindern wird versucht, die LEDs so dicht wie möglich nebeneinander anzuordnen. Das führt jedoch zu einem Problem bei der Kontaktierung der LEDs, insbesondere der im Inneren der Matrix, also nicht am Rand der Matrix, angeordneten LEDs, da die Zuführungsleitungen zwangsläufig zwischen den randseitigen LEDs zu den im Inneren der Matrix angeordneten LEDs geführt werden müssen. Eine Kontaktierung über die Rückseite der LEDs ist allenfalls bei LED-Arrays mit geringer Leistung möglich. Bei Hochleistungs-LEDs ist jedoch eine Kontaktierung über die Rückseite der LEDs nicht möglich, da die Hochleistungs-LEDs die Anordnung eines relativ großen Kühlkörpers zur Wärmeabfuhr an der Rückseite der LEDs erfordern. Diesen mit Durchführungen für die Zuleitungen zu versehen und eine entsprechende Kontaktierung der LEDs wäre zu aufwendig und teuer.
Aus der DE 10 2005 014 953 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die mehrere matrixartig angeordnete LEDs aufweist, durch die das Vorfeld des Kraftfahrzeugs mit einer Fernlichtverteilung ausgeleuchtet wird. Die Fernlichtverteilung setzt sich dabei aus mehreren nebeneinander angeordneten und sich ergänzenden Abbildungen der LEDs zusammen. Die LEDs sind einzeln ansteuerbar, so dass einzelne Abbildungen bzw. die entsprechenden Teile des Ausleuchtvolumens gezielt aus der Lichtverteilung herausgenommen werden können. Es werden insbesondere diejenigen Abbildungen bzw. diejenigen Teile des Ausleuchtvolumens herausgenommen, wo sich entgegenkommende Verkehrsteilnehmer befinden. Die Position der entgegenkommenden Verkehrsteilnehmer wird mittels geeigneter Sensoren ermittelt. Auf diese Weise kann ein blendfreies Fernlicht realisiert werden. Diese Art der Lichtverteilung wird auch als Teilfernlicht bezeichnet. Auch bei der aus dieser Druckschrift bekannten Beleuchtungseinrichtung ist die Kontaktierung bzw. Ansteuerung und/oder Energieversorgung der im Inneren der Matrix angeordneten LEDs problematisch.
Auch aus der DE 101 29 743 A1 ist ein Fahrzeugscheinwerfer mit mehreren matrixartig angeordneten LEDs bekannt. Die LEDs sind in einer durch den Brennpunkt einer Sammellinse verlaufende Ebene positioniert. Die Sammellinse kollimiert (parallelisiert) die von den LEDs ausgesandten, divergierenden Lichtbündel. Das parallelisierte Licht wird dann durch einen Diffuser geleitet, der eine gewünschte, homogenisierte Lichtverteilung, das heißt mit so weit wie möglich abgeschwächter Gitterstruktur aufgrund der Abstände zwischen den LEDs, in Lichtaustrittsrichtung der Beleuchtungseinrichtung erzeugt. Das ausgesandte Licht der einzelnen Halbleiterlichtquellen wird also direkt auf der Sammellinse abgebildet und die gewünschte, homogenisierte Lichtverteilung wird durch den Einsatz eines zusätzlichen Diffusers erreicht. Durch den Diffuser wird allerdings die Lichtstärke der Lichtverteilung vermindert. Außerdem ist auch bei der aus dieser Druckschrift bekannten Beleuchtungseinrichtung die Kontaktierung bzw. Ansteuerung und/oder Energieversorgung der im Inneren der Matrix angeordneten LEDs problematisch. Durch den großen Abstrahlkegel der LEDs geht auch Licht an der Linse vorbei verloren.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung derart auszugestalten und/oder weiterzubilden, dass einerseits eine homogenisierte Lichtverteilung mit minimalen Lichtstromverlusten erzeugt und andererseits das Lichtmodul mechanisch einfach, robust und damit kostengünstig realisiert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird ausgehend von dem Lichtmodul der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Lichtmodul im Strahlengang zwischen den Halbleiterlichtquellen und der Projektionslinsenanordnung ein Optikarray mit mehreren matrixartig angeordneten optischen Elementen aufweist, das von den Halbleiterlichtquellen ausgesandtes Licht in der Weise beeinflusst, dass sich in Lichtaustrittsrichtung nach der Projektionslinsenanordnung eine homogenisierte Lichtverteilung ergibt. Unter einer homogenen Lichtverteilung wird dabei eine Lichtverteilung verstanden, die innerhalb des von ihr ausgeleuchteten Winkelbereichs nur möglichst geringe oder keine abrupten Lichtstärkeänderungen, wie z. B. auf der Straße sichtbare Streifen oder Kanten, aufweist.
Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, dass das Optikarray in den Strahlengang des von den Halbleiterlichtquellen ausgesandten Lichts als zusätzliches optisches Element eingebracht ist. Die einzelnen optischen Elemente des Optikarrays dienen dazu, den Verlauf des ausgesandten Lichts jeder einzelnen Halbleiterlichtquelle derart zu beeinflussen, dass es auf der Lichtaustrittsseite der Optikelemente kollimiert austritt. Unter „Kollimieren” wird dabei verstanden, dass die Lichtstrahlen der jeweils betrachteten Lichtquelle parallelisiert werden oder – besser noch – dass der Abstrahlkegel der Lichtquelle so eingeengt und verändert wird, dass er nach dem betreffenden optischen Element die im Strahlengang nachfolgende Linsenordnung gut ausleuchtet. Das von den nahezu punktförmigen LEDs ausgesandte Licht wird durch jedes optische Element des Optikarrays idealerweise auf seine gesamte Lichtaustrittsfläche aufgeweitet. Jedes Element des Optikarrays sendet also eine homogenisierte Einzellichtverteilung aus, wobei die durch das Optikarray aufgeweiteten Einzellichtverteilungen der LEDs sehr dicht neben einander liegen, so dass insgesamt der Eindruck einer besonders homogenen Gesamt-Lichtverteilung entsteht. Die Lichtaustrittsflächen der optischen Elemente werden durch die Projektionslinse auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert, wo durch die Einzel-Projektionen jeweils separate Bereiche der Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls erzeugt werden.
Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, geeignete Maßnahmen am Lichtmodul zu ergreifen, sodass das von den LEDs ausgesandte Licht in den Bereich zwischen den Abbildungen (wo früher die Gitterlinien erkennbar waren) gelenkt wird. Die Abbildungen der einzelnen LEDs werden also so weit aufgeweitet, dass in der Lichtverteilung benachbarte Abbildungen besonders dicht aneinander grenzen, so dass keine bzw. allenfalls noch eine stark abgeschwächte Gitterstruktur in der Lichtverteilung erkennbar ist. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Optikelemente bzw. die Lichtaustrittsflächen der Optikelemente bewusst außerhalb des Brennpunkts bzw. einer Brennebene der Projektionslinsenanordnung angeordnet sind (Defokussierung). Alternativ kann dies auch dadurch erreicht werden, dass die Oberfläche der Projektionslinse gezielt strukturiert wird, so dass es zu einer gezielten Streuung des im Bereich der strukturierten Oberfläche durch die Linse hindurchtretenden Lichts kommt. Schließlich ist es auch denkbar, im Strahlengang der von den Optikelementen ausgesandten Teillichtbündel eine Zusatzoptik, vorzugsweise eine gemeinsame Zusatzoptik für alle Optikelemente, anzuordnen.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, die LEDs in größeren Abständen relativ zueinander in der Matrix anzuordnen, da dank der optischen Elemente des Optikarrays auch größere Bereiche zwischen den LEDs besonders gut ausgeleuchtet werden und in der Lichtverteilung Gitterlinien somit kaum bzw. sogar nicht zu erkennen sind. Durch die größeren Abstände zwischen den einzelnen LEDS der Matrix wird die Kontaktierung bzw. Ansteuerung und/oder Energieversorgung der LEDs, insbesondere der im Inneren der Matrix angeordneten LEDS deutlich erleichtert. Im Ergebnis kann also einerseits eine besonders homogene Lichtverteilung erzielt werden und andererseits sind die einzelnen LEDs besonders gut zu kontaktieren. Das erfindungsgemäße Lichtmodul eignet sich besonders gut zur Realisierung des Teilfernlichts.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass jeder Halbleiterlichtquelle ein optisches Element des Optikarrays zugeordnet ist. Bedingt durch den matrixartigen Aufbau sowohl der Lichtquelle als auch des Optikarrays lässt sich der Aufbau des Lichtmoduls besonders gut standardisieren bzw. modularisieren. Dabei bilden vorzugsweise sowohl die Halbleiterlichtquellen der LED-Matrix als auch die optischen Elemente des Optikarrays eine gesondert handhabbare Einheit. Dadurch ergibt sich ein geringer Justageaufwand zwischen Lichtquellen und Optikarray nach der Montage des Lichtmoduls. Es muss lediglich das eine Optikarray mit den optischen Elementen zu der einen LED-Matrix mit den Halbleiterlichtquellen justiert werden und nicht viele Einzeloptiken zu den vielen einzelnen Halbleiterlichtquellen justiert werden. Dies macht das Lichtmodul in Fertigung und Montage besonders kostengünstig. Außerdem ergibt sich durch diese Maßnahme eine bessere Thermik.
Es ist denkbar, dass jeder Halbleiterlichtquelle ein eigenes optisches Element des Optikarrays zugeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch vorgeschlagen, dass zumindest einigen der Halbleiterlichtquellen ein gemeinsames optisches Element des Optikarrays zugeordnet ist. Das bedeutet, dass das ausgesandte Licht mehrerer Halbleiterlichtquellen von einem einzigen optischen Element aufgenommen, abgelenkt und kollimiert wird. Auch dies reduziert den Fertigungs- und Montageaufwand und damit auch die Kosten des Lichtmoduls. Es ist denkbar, diejenigen Bereiche der Lichtverteilung mit besonders hoher Lichtstärke (bzw. mit besonders hohem Lichtstrom) mit Hilfe von mehreren LEDs zu erzeugen, deren Licht in ein optisches Element eingekoppelt wird, das von den Abmessungen ähnlich dimensioniert ist, wie die anderen optischen Elemente des Optikarrays, die üblicherweise nur Licht von einer LED aufnehmen. Das heißt, die durch mehrere LEDs und ein optisches Element erzeugte Abbildung in der Gesamt-Lichtverteilung weist eine höhere Lichtstärke (mehr Licht pro Raumwinkel) auf als andere von einer LED und einem optischen Element erzeugte Abbildungen. Auch die Größe der emittierenden LED-Fläche hat einen vergleichbaren Effekt wie die Anzahl der Emitterflächen auf die durch ein optisches Element erzeugte Lichtstärke in der Gesamtlichtverteilung.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Lichtaustrittsfläche des optischen Elements, das Licht von mehreren LEDs aufnimmt, entsprechend größer als die Lichtaustrittsfläche herkömmlicher optischer Elemente, die lediglich Licht von einer LED aufnehmen, auszubilden. Dadurch wird durch das optische Element mit der größeren Lichtaustrittsfläche in etwa die gleiche Lichtstärke erzielt wie mit den optischen Elementen, die Licht lediglich einer LED aufnehmen. Das kann Aufwand und Kosten bei der Fertigung und Montage des Lichtmoduls sparen. Allerdings ist aufgrund der größeren Lichtaustrittsfläche die Winkelauflösung in der Lichtverteilung schlechter.
Des weiteren wird vorgeschlagen, dass mehrere Halbleiterlichtquellen des Lichtmoduls zu einem Bauelement mit einem gemeinsamen Trägerelement zusammengefasst sind. Auch dies macht das Lichtmodul besonders fertigungs- und montagefreundlich und damit kostengünstig und begünstigt den modularen Aufbau des Lichtmoduls. Es ist denkbar, dass vor den LEDs des Bauelements eines oder mehrere optische Elemente des Optikarrays angeordnet und an dem Bauelement befestigt sind. Das Bauelement ist somit eine gesondert handhabbare Einheit, umfassend mehrere Lichtquellen und die dazugehörigen optischen Elemente des Optikarrays. Das erfindungsgemäße Lichtmodul kann dann aus mehreren der Bauelemente zusammengesetzt werden.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die optischen Elemente des Optikarrays jeweils einen Reflektor aufweisen und/oder dass die optischen Elemente des Optikarrays jeweils eine Linse aufweisen und/oder dass die optischen Elemente des Optikarrays jeweils eine Vorsatzoptik aufweisen, die das von den Halbleiterlichtquellen ausgesandte Licht durch Totalreflexion an den Seitenflächen formen. Auch eine Kombination von Reflektor, Linse und/oder Vorsatzoptik innerhalb eines Optikarrays ist denkbar. Dies ermöglicht vorteilhafterweise – je nach vorgesehenem Einsatz in einer Beleuchtungseinrichtung – eine den unterschiedlichen Anforderungen des Lichtmoduls angepasste Formung der Lichtverteilung hinsichtlich Kontur und Lichtstärken. So ist es bspw. möglich, das Licht des Lichtmoduls zur optimalen Ausleuchtung eines Seitenrands der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, (rechter Fahrbahnrand bei Rechtsverkehr) durch die Wahl von in geeigneter Weise ausgestalteten optischen Elementen in Richtung des Seitenrands zu lenken. Das bedeutet, Elemente des Optikarrays können neben den oben genannten kollimierenden Eigenschaften auch einen lichtstrahlformenden Charakter haben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die optischen Elemente des Optikarrays eine gegenüber einer Lichteintrittsfläche größere Lichtaustrittsfläche aufweisen, so dass die optischen Elemente an den Lichtaustrittsflächen zumindest abschnittsweise aneinandergrenzen. Dadurch wird erreicht, dass die Abstände zwischen den Lichtaustrittsflächen der einzelnen Elementen des Optikarrays minimal sind, wodurch eine besonders homogene Gesamt-Lichtverteilung erzielt werden kann. Vorzugsweise grenzen die Lichtaustrittflächen benachbarter optischer Elemente zumindest abschnittsweise unmittelbar aneinander. Durch eine spezielle Lichtstreuung in den optischen Elementen des Optikarrays wird erreicht, dass die Grenzlinien zwischen den Elementen des Optikarrays verwischt werden.
Um die Ausleuchtung der Projektionslinse durch die aus den optischen Elementen austretenden Teillichtbündel zu und damit die Homogenisierung des Gesamtlichtbündels des Lichtmoduls zu optimieren, wird des weiteren vorgeschlagen, dass die optischen Achsen der Halbleiterlichtquellen und die optischen Achsen der optischen Elemente gezielt zueinander und/oder zu einer optischen Achse des Gesamtsystems (bzw. einer optischen Achse der Projektionslinse) geneigt sind. Der Grad und die Richtung der Neigung der optischen Achsen der Halbleiterlichtquellen und/oder der optischen Achsen der optischen Elemente kann dabei gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
Zur Realisierung des Teilfernlichts können einzelne oder mehrere LEDs gezielt deaktiviert bzw. derart angesteuert werden, dass sie Licht einer geringeren Lichtstärke aussenden. Die deaktivierten LEDs blenden insbesondere Teilbereiche der Gesamtlichtverteilung aus, in denen andere Verkehrsteilnehmer, insbesondere Verkehrsteilnehmer in entgegenkommenden Fahrzeugen, detektiert wurden. Zur Detektion anderer Verkehrsteilnehmer können geeignete Sensoren eingesetzt werden, die Bestandteil des Fahrzeugs, welches die Beleuchtungseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Lichtmodul aufweist, oder Bestandteil anderer Fahrzeuge, insbesondere des entgegenkommenden Fahrzeugs, sind. Außerdem ist eine Steuereinheit zum Empfang und zur Verarbeitung der Sensorsignale sowie zur Ansteuerung der LEDs erforderlich. Eine derartige Ansteuerung der LEDs der Beleuchtungseinrichtung wird zur Erzeugung einer adaptiven Lichtverteilung, insbesondere eines sog. Teilfernlichts eingesetzt. Dabei sendet die Beleuchtungseinrichtung ständig eine Fernlichtverteilung aus, wobei die Bereiche der Lichtverteilung, in denen andere Verkehrsteilnehmer detektiert wurden, gezielt abgedunkelt oder ganz deaktiviert werden, um eine Blendung der anderen Verkehrsteilnehmer zu vermeiden.
Vorzugsweise sind die Lichtaustrittsflächen der einzelnen optischen Elemente quadratisch ausgeführt. Natürlich können auch anders geformte, wie z. B. rechteckige, hexagonale, rautenförmige oder trapezförmige Lichtaustrittsflächen, aber auch runde bzw. abgerundete Lichtaustrittsflächen, sowie Mischungen und/oder Mischformen aus allen möglichen Formen gewählt werden. Jedoch sind viereckige Formen besonders bevorzugt. Die Lichtaustrittsflächen liegen möglichst in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des Lichtmoduls. Dadurch wird eine weitgehend lückenlose, geometrisch strukturierte Lichtaustrittsfläche des Optikarrays erzielt.
Die Vergrößerung der Lichtaustrittsflächen der optischen Elemente des Optikarrays gegenüber den Lichteintrittsflächen bietet außerdem die Möglichkeit, die LEDs in einem größeren Abstand zueinander anzuordnen und den Zwischenraum zwischen den Halbleiterlichtquellen auf dem Trägerelement zum Verlegen von Kontaktierungsleitungen zu nutzen. Deshalb wird zusätzlich vorgeschlagen, dass mehrere Halbleiterlichtquellen des Lichtmoduls jeweils separat elektrisch ansteuerbar sind. Die vorhandenen Zwischenräume zwischen den Halbleiterlichtquellen bieten die Möglichkeit, elektrische Leiterbahnen zwischen den Halbleiterlichtquellen hindurchzuführen um jede einzelne Halbleiterlichtquelle, insbesondere die in der Mitte der Matrix, separat elektrisch zu versorgen, was zur Realisierung von individuellen Einstellungen der LEDs, wie bspw. bei der Realisierung einer adaptiven Lichtverteilung oder einem Teilfernlicht, erforderlich ist. Insbesondere die Realisierung dieser Lichtfunktionen verlangt mehrzeilige Halbleiterlichtquellen-Anordnungen mit vielen matrixartig angeordneten Halbleiterlichtquellen, um einerseits eine nötige Lichtstärke zur Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug zu erhalten und andererseits eine möglichst fein untergliederte Aufteilung der Abbildungen der einzelnen LEDs in der Lichtverteilung (möglichst geringes Rastmaß bzw. möglichst hohe Pixelanzahl) vor dem Kraftfahrzeug zu erreichen. Das geringe Rastmaß bzw. eine geringe Winkelauflösung ist erforderlich, um gezielt bestimmte Bereiche in der Lichtverteilung abdunkeln oder deaktivieren zu können.
Natürlich können im Bedarfsfall neben der separaten elektrischen Versorgung der einzelnen Halbleiterlichtquellen mehrere, vorzugsweise aneinandergrenzende Halbleiterlichtquellen auch mit nur einer elektrischen Zuführung versorgt und angesteuert werden. Dabei werden Gruppen von LEDs gemeinsam angesteuert, das heißt gedimmt oder deaktiviert.
In einem anderen denkbaren Anwendungsfall bietet die Erfindung die Möglichkeit einer manuellen oder automatischen Aktivierung (z. B. bei Abblendlicht oder Nebellicht) bzw. Deaktivierung (z. B. bei Fernlicht) oder Umschaltung der Helldunkelgrenze von Rechts- auf Linksverkehr und umgekehrt.
Des weiteren ist es denkbar, dass das Rastmaß der matrixartig angeordneten Halbleiterlichtquellen und/oder der optischen Elemente des Optikarrays variiert. Das heißt, die Dichte der Anordnung der Halbleiterlichtquellen und/oder der optischen Elemente kann variieren, so dass zumindest in bestimmten Bereichen der Lichtverteilung unterschiedliche Lichtstärken und/oder Winkelauflösungen erzielt werden können. So ist es bspw. möglich, dass in einem zentralen Bereich der LED-Matrix mehr Halbleiterlichtquellen auf einer definierten Fläche angeordnet sind als auf der gleichen Fläche in einem Außenbereich der LED-Matrix. Die Anordnung ist dabei weiterhin so ausgestaltet, dass der matrixartige und modulare Aufbau der Anordnung beibehalten bleibt.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auf einfach und kostengünstige Weise ein optimiertes Teilfernlicht zu realisieren. Vorteile des erfindungsgemäßen Lichtmoduls liegen insbesondere in den größeren Kontaktfreiräumen zwischen den Halbleiterlichtquellen bzw. den LED-Arrays, in der Homogenität der Gesamtlichtverteilung und der großen Effizienz des Lichtmoduls. Das System kommt darüber hinaus ohne bewegte mechanische Teile aus.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung eines Optikarrays des erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung einer anderen möglichen Ausgestaltung eines Optikarrays des erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung einer anderen möglichen Ausgestaltung eines Optikarrays des erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
5 eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung von Halbleiterlichtquellen in dem erfindungsgemäßen Lichtmodul gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
6 eine schematische Darstellung einer anderen möglichen Anordnung von Halbleiterlichtquellen in dem Lichtmodul gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
7 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Lichtverteilung eines aus dem Stand der Technik bekannten Lichtmoduls;
8 eine schematische Darstellung einer Abbildung eines optischen Elements des Lichtmoduls in der Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls; und
9 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Lichtverteilung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt die wesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls für eine mit Halbleiterlichtquellen ausgestattete Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge. Die Beleuchtungseinrichtung ist als ein Scheinwerfer ausgestaltet. Das dargestellte Lichtmodul ist alleine oder zusammen mit anderen Lichtmodulen nach dem Reflexions- oder Projektionsprinzip in einem Gehäuse des Scheinwerfers angeordnet. Das Lichtmodul umfasst eine matrixartige Anordnung von Halbleiterlichtquellen (LEDs) 11, die üblicherweise auf einem Trägerelement, bspw. einer Leiterplatte (nicht dargestellt), angeordnet und elektrisch kontaktiert sind. Die LEDs sind in mehreren Zeilen und mehreren Spalten angeordnet, vorzugsweise in mehr als zwei Zeilen und mehr als zwei Spalten, so dass im Inneren der Matrix LEDs vorhanden sind, die nicht einfach von außen kontaktiert werden können. Vielmehr müssen die elektrischen Zuleitungen für die LEDs im Inneren der Matrix durch Zwischenräume zwischen den außen angeordneten LEDs hindurch geführt werden.
In Lichtaustrittsrichtung 16 nach den Halbleiterlichtquellen 11 ist ein Optikarray 13, umfassend mehrere ebenfalls matrixartig angeordnete optische Elemente 12 angeordnet. Den LEDs 11 ist vorzugsweise jeweils ein optisches Element 12 zugeordnet, welches das ausgesandte Licht der Halbleiterlichtquelle 11 formt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass mehrere Halbleiterlichtquellen 11 einem einzigen optischen Element 12 zugeordnet sind (Gruppierung). Das gesamte Optikarray 13 ist vorzugsweise modular aufgebaut. Das bedeutet, dass mehrere optische Elemente 12 zu Teilmodulen des Optikarrays 13 zusammengefasst werden können; vorzugsweise sind alle optischen Elemente 12 des Optikarrays 13 zu einem einzigen Modul zusammengefasst.
Jedes optischen Element 12 ist derart ausgestaltet, dass es mit einer Lichteintrittsfläche 14 in Lichtaustrittsrichtung 16 derart nach der Halbleiterlichtquelle 11 angeordnet ist, dass es das gesamte bzw. einen Großteil des von der LED 11 ausgesandten Lichts aufnimmt. Eine Lichtaustrittsfläche 15 des optischen Elements 12 ist großflächiger als die Lichteintrittsfläche 14 ausgebildet. Das optische Element 12 weitet ein von der Halbleiterlichtquelle 11 ausgesandtes Lichtbündel und erzeugt ein kollimiertes Lichtbündel, welches das optische Element 12 durch die Lichtaustrittsfläche 15 in Lichtaustrittsrichtung 16 verlässt.
Die Lichtaustrittsfläche 15 hat vorzugsweise eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Form. Selbstverständlich kann die Lichtaustrittsfläche 15 auch dreieckig, rautenförmig oder anders geformt sein. Die Lichtaustrittsflächen 15 der optischen Elemente 12 des Optikarrays 13 verlaufen vorzugsweise senkrecht zu einer optischen Achse (bzw. zu der Lichtaustrittsrichtung 16). Im Optikarray 13 grenzen die Lichtaustrittsflächen 15 der einzelnen optischen Elemente 12 seitlich unmittelbar aneinander, so dass die Lichtaustrittsflächen 15 des gesamten Optikarrays 13 eine einheitliche, geometrisch strukturierte Oberfläche mit möglichst kleinen Abständen zwischen den einzelnen optischen Elementen 12 bilden.
Durch die oben beschriebene Ausgestaltung der optischen Elemente 12 mit kleiner Lichteintrittsfläche 14 und großer Lichtaustrittsfläche 15 können bei aneinander grenzenden Lichtaustrittsflächen 15 die LEDs 11 in einem relativ großen Abstand zueinander angeordnet werden. Das ist vorteilhaft, da durch die größeren Abstände die Zuleitungen für die LEDs im Inneren der Matrix problemlos hindurch geführt werden können. Dadurch ist es möglich, dass jede Halbleiterlichtquelle 11, insbesondere die LEDs 11 im Inneren der Matrix, separat elektrisch versorgt und angesteuert werden können. Die gemeinsame elektrische Versorgung und Ansteuerung von LED-Gruppen umfassend mehrere LEDs 11 über gemeinsame Zuführungsleitungen ist selbstverständlich möglich. Der größere Abstand der LEDs hat auch verbesserte Temperatureigenschaften der LED-Matrix zur Folge, so dass die LED-Kühlung vereinfacht bzw. kleiner dimensioniert werden kann.
In Lichtaustrittsrichtung 16 ist dem Optikarray 13 eine Projektionslinse 17 nachgeordnet, welche die von dem Optikarray 13 geformten, kollimierten Lichtbündel zur Erzeugung einer gewünschten, den gesetzlichen Anforderungen entsprechenden Lichtverteilung auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug projiziert. Die Linse 17 kann – wie in 1 dargestellt – aus einem Teil bestehen oder aber auch aus mehreren Linsenelementen oder -segmenten zusammengesetzt sein. Die Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls ist vorzugsweise eine klassische Fernlichtverteilung, wenn alle Halbleiterlichtquellen 11 aktiviert sind.
Trotz der Anordnungen der LEDs 11 in einem relativ großen Abstand zueinander ist die von dem erfindungsgemäßen Lichtmodul erzielte Lichtverteilung besonders homogen, das heißt gleichförmig, und weist insbesondere keine dunklen, wenig oder gar nicht ausgeleuchtete linienförmige Bereiche auf, die der Lichtverteilung eine Gitterstruktur geben. Die vom Licht der einzelnen LEDs ausgeleuchteten Bereiche der Lichtverteilung sind ohne das Optikarray 13 räumlich relativ eng begrenzt, so dass ein größerer Abstand der LEDS relativ zueinander auch zu einem Abstand zwischen den Abbildungen der LEDS in der Lichtverteilung bzw. zu deutlich sichtbaren, dunklen oder schlecht ausgeleuchteten Gitterlinien zwischen den Abbildungen führt. Dieses Phänomen, das sich bei aus dem Stand der Technik bekannten Lichtmodulen ohne Optikarray 13 ergibt, ist in 7 gezeigt. 7 zeigt einen Ausschnitt der von einem bekannten Lichtmodul, wie es bspw. in der DE 101 29 743 A1 beschrieben ist, erzeugten Lichtverteilung mit mehreren nebeneinander angeordneten Abbildungen 50 der LEDs 11, wobei sich die einzelnen Abbildungen 50 zu der Lichtverteilung des Lichtmoduls ergänzen. Eine LED 11, welche die Abbildung 51 erzeugen würde, ist deaktiviert, so dass statt der Abbildung 51 eine dunkle Fläche zu erkennen ist. Es ist deutlich zu erkennen, dass aufgrund des Abstands zwischen den LEDS 11 störende dunkle Gitterlinien 52 zwischen den einzelnen Abbildung 50 der LEDS 11 sichtbar sind. Die Lichtverteilung weist deutliche Inhomogenitäten auf. Dieses Problem wird mit dem erfindungsgemäßen Lichtmodul dank des Optikarrays 13 gelöst.
Die 2, 3 und 4 zeigen nun drei Beispiele für Möglichkeiten einer Ausgestaltung des Optikarrays 13, bzw. der einzelnen optischen Elemente 12. Die optischen Elemente 12 aller drei beschriebenen Ausführungsformen haben sowohl kollimierende als auch lichtstrahlformende Eigenschaften, so dass sich an der Lichtaustrittsfläche 15 jedes optischen Elements 12 eine homogenisierte Lichtverteilung ergibt. 2 zeigt das Optikarray 13 als ein Reflektorarray. Das bedeutet, dass jedes optische Element 12 als ein Reflektor 20 ausgebildet ist, der das von den Halbleiterlichtquellen 11 ausgesandte Licht durch Reflektion kollimiert und das kollimierte Lichtbündel aus der rechteckförmigen Lichtaustrittsfläche 15 aussendet. Die Reflektoren 20 sind in mehreren Spalten und Zeilen matrixartig angeordnet. Selbstverständlich können die einzelnen Reflektoren 20 bzw. deren Lichtaustrittsflächen 15 auch anders als rechteckig, bspw. dreieckig oder rautenförmig, ausgebildet und/oder versetzt zueinander angeordnet sein.
3 zeigt das Optikarray 13 als ein Array aus mehreren matrixartig neben- und übereinander angeordneten Vorsatzoptiken 22. Eine Vorsatzoptik 22 besteht aus einem massiven, lichtdurchlässigen Material, insbesondere Kunststoff. Die Kollimierung erfolgt in den Vorsatzoptiken 22 durch Totalreflexion an den Übergangsflächen zwischen dem Optikmaterial und der Umgebungsluft. Selbstverständlich können die einzelnen Vorsatzoptiken 22 bzw. deren Lichtaustrittsflächen 15 auch anders als rechteckig, bspw. rund, elliptisch, dreieckig oder rautenförmig, ausgebildet und/oder versetzt zueinander angeordnet sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel aus 4 sind die Optikelemente 12 des Optikarrays 13 als eine Kombination eines Reflektors 24 und einer in Lichtaustrittsrichtung 16 nach dem Reflektor 24 angeordneter Linse 25 ausgebildet. Mehrere dieser Reflektor-Linsen-Kombinationselemente 24, 25 sind als ein Array matrixartig neben- und übereinander angeordnet. Das ausgesandte Licht jeder Halbleiterlichtquelle 11 wird hier im Reflektor 24 vorgeformt und anschließend durch die Linse 25 endgültig kollimiert. Selbstverständlich können die einzelnen Reflektor-Linsen-Kombinationselemente 24, 25 bzw. deren Lichtaustrittsflächen 15 auch anders als rechteckig, bspw. dreieckig oder rautenförmig, ausgebildet und/oder versetzt zueinander angeordnet sein.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung von Halbleiterlichtquellen 11 in dem erfindungsgemäßen Lichtmodul. Die dargestellten Punkte in 5 stellen die Positionierungspunkte der Halbleiterlichtquellen 11 dar. Ein Trägerelement, auf dem die LEDs 11 angeordnet sind, bspw. in Form einer Leiterplatte, kann plan oder gewölbt ausgestaltet sein. Damit kann die optische Abbildung optimiert werden.
In einem mittleren Bereich 30 der Anordnung aus 5 sind die Halbleiterlichtquellen 11 dichter gepackt als in den beiden seitlichen Bereichen 31. Da in der von dem Lichtmodul erzeugten Lichtverteilung die Abbildungen der einzelnen LEDs 11 nebeneinander angeordnet sind und sich zu der Lichtverteilung ergänzen, führt das feinere Rastmaß der LEDs 11 im mittleren Bereich 30 zu einer Verbesserung der Winkelauflösung in der Lichtverteilung, das heißt die einzelnen Abbildungen der LEDs 11 in der Lichtverteilung sind kleiner, so dass die Kontur der Lichtverteilung genauer und feiner variiert werden kann. Dies ist bspw. beim Teilfernlicht von Bedeutung, wo zur Verhinderung einer Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer einzelne Bereiche der Lichtverteilung abgedunkelt oder ganz abgeschattet werden. Diese Bereiche können dank höherer Winkelauflösung genauer bzw. mit höherer Auflösung eingestellt werden. Auch beim Abblendlicht kann die verbesserte Winkelauflösung von Bedeutung sein, da die obere Helldunkelgrenze, insbesondere der schräg ansteigende Abschnitt der Helldunkelgrenze, genauer bzw. mit höherer Auflösung eingestellt werden kann. Der mittlere Bereich 30 deckt in der realen Szene vor dem Fahrzeug vor allem auch den Fernbereich ab, wo die aus dem Fernlicht auszublendenden Fahrzeuge und Objekte eine kleine Winkelerstreckung aus Sicht des Fahrers haben, so dass das feinere Rastmaß sinnvoll ist.
Darüber hinaus kann das feinere Rastmaß der LEDs 11 auch zur Erzeugung von Abschnitten in der Lichtverteilung mit höherer Lichtstärke genutzt werden. Da im Bereich 30 die gleichen LEDs 11 wie im Bereich 31 einen kleineren Abschnitt ausleuchten, ist die Lichtstärke in diesen Abschnitten stärker als in den von den LEDs 11 des Bereichs 31 ausgeleuchteten Abschnitten. Durch eine Variation des Rastmaßes der LEDs 11 kann also die Lichtverteilung hinsichtlich Lichtstärkeverteilung an die gesetzlichen Anforderungen und/oder Kundenvorgaben angepasst werden.
6 zeigt eine zweite schematische Darstellung einer möglichen Anordnung von Halbleiterlichtquellen 11 in dem erfindungsgemäßen Lichtmodul. Hier sind die Halbleiterlichtquellen 11 im gleichen Rastmaß über den gesamten Bereich gitterförmig verteilt, jedoch sind mehrere Halbleiterlichtquellen 11 auf einem Bauelement (Trägerelement) des Lichtmoduls zusammengefasst. 6 zeigt vier spaltenförmige Anordnungen 41 von jeweils fünf Halbleiterlichtquellen 11 und eine zeilenförmige Anordnung 42 von vier LEDs 11. In einem zentralen Bereich 43 sind die Halbleiterlichtquellen 11 nicht zusammengefasst, sondern einzeln angeordnet. Die Zusammenfassungen mehrerer LEDs 11 ermöglichen einerseits eine gemeinsame Zuführung der elektrischen Energieversorgungs- und Ansteuerleitungen für die einzelnen Bauelemente und andererseits die Realisierung von unterschiedlichen Modulen, wobei ein Modul ein mit Halbleiterlichtquellen 11 bestücktes Bauelement und mehrere, vorzugsweise gleichartige optische Elemente 12 umfasst. Ein Gesichtspunkt ist hierbei, dass es Sinn macht, in den Seitenbereichen und im Vorfeld der Lichtverteilung größere Bereiche der Fernlichtverteilung auszublenden, wozu sich die Bereiche 41 und 42 besonders gut eignen.
Fertigungstechnisch bedingt kommt es in der Lichtverteilung der aus dem Stand der Technik bekannten Lichtmodule aufgrund der Anordnung der LEDs 11 in einem Abstand relativ zueinander zu den in 7 dargestellten dunklen Gitternetzlinien zwischen den einzelnen Abbildungen 50 der LEDs 11. Zur Vermeidung dieser Gitternetzlinien 52 zwischen den Abbildungen 51 der LEDs 11 sind gemäß der vorliegenden Erfindung die optischen Elemente 12 des Optikarrays 13 derart ausgestaltet, dass es zu einer Verwischung bzw. Vermischung des ausgesandten Lichts von aneinander grenzenden Halbleiterlichtquellen 11 kommt. Es ist dabei jedoch nur ein relativ geringes „Übersprechen” zulässig, da sonst unter Umständen in die abgedunkelten Bereiche 51 von den benachbarten Abbildungen 50 noch so viel Licht käme, dass eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Der maximale Übersprechwinkel sollte deutlich unterhalb des Winkeldurchmessers eines einzelnen optischen Elements 12 liegen, da sonst gezielt deaktivierte oder in ihrer Lichtstärke eingeschränkte Halbleiterlichtquellen überblendet werden würden. Dieser Effekt ist bei der Realisierung bspw. des Teilfernlichts natürlich unerwünscht. Der maximale Übersprechwinkel liegt beispielsweise im Bereich von etwa 0,23°.
Zur Erzielung einer Homogenisierung des von den Halbleiterlichtquellen 11 ausgesandten Lichts ist es erforderlich, dass die optischen Elemente 12 des Optikarrays 13 das von den LEDs 11 ausgesandte Licht in die seitlichen Bereiche der Abbildungen 50 und insbesondere in die Ecken der Abbildungen 50 lenken. Zu diesem Zweck ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass die optischen Elemente 12 und die Projektionslinsenanordnung 17 derart ausgebildet sind, dass jedes optische Element 12 im Zusammenwirken mit der Projektionslinsenanordnung 17 einen separaten Bereich 50 der Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls erzeugt. Die Gesamtlichtverteilung setzt sich aus den einzelnen separaten Bereichen 50 zusammen. Jeder separate Bereich 50 weist einen zentralen Kernbereich 60 und einen Randbereich 61 auf. Der Kernbereich 60 ist von einem einzelnen optischen Element 12 etwa gleichmäßig ausgeleuchtet, wobei „gleichmäßig” „nahezu konstant” oder „mit geringfügiger stetiger Zu- oder Abnahme in eine Richtung” bedeuten kann. Die separaten Bereiche 50 benachbarter optischer Elemente 12 grenzen in ihren Randbereichen 61 derart aneinander oder überlappen sich gezielt zumindest teilweise, dass sich eine homogenisierte Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls ergibt. Einzelne aneinandergrenzenden Bereiche 50, 50', 50'' sind in 8 beispielhaft dargestellt.
Die optischen Elemente 12 sind vorzugsweise derart fokussiert zum Brennpunkt bzw. zur Brennebene der Projektionslinse 17 angeordnet, dass die Randbereiche 61, 61', 61'' radial erzeugt werden und sich in die Randbereiche 61, 61', 61'' benachbarter separater Bereiche 50, 50', 50'' hinein erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann die zumindest teilweise Überlagerung der Randbereiche 61, 61', 61'' durch eine gezielte Strukturierung der Projektionslinsenanordnung 17 gebildet ist. Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Ausdehnung des Randbereichs 61, 61', 61'' eines von einem optischen Element 12 erzeugten separaten Bereichs 50, 50', 50'' durch eine in Lichtaustrittsrichtung 16 nach den optischen Elementen 12 gezielt in den Strahlengang eingebrachte Zusatzoptik 25 bestimmt ist. Die Zusatzoptik ist vorzugsweise als eine Lichtwellenleiter-Platte ausgebildet.
Um die Ausleuchtung der Projektionslinse 17 durch die aus den optischen Elementen 12 austretenden Teillichtbündel und damit die Homogenisierung des Gesamtlichtbündels des Lichtmoduls zu optimieren, wird des weiteren vorgeschlagen, dass die optischen Achsen 62 der Halbleiterlichtquellen 11 und die optischen Achsen 63 der optischen Elemente 12 gezielt zueinander und/oder zu einer optischen Achse 16 des Gesamtsystems (bzw. einer optischen Achse der Projektionslinse 17) geneigt sind. Der Grad und die Richtung der Neigung der optischen Achsen 62 der einzelnen Halbleiterlichtquellen 11 und/oder der optischen Achsen 63 der optischen Elemente 12 können dabei gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
In 9 ist eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Lichtverteilung des erfindungsgemäßen Lichtmoduls dargestellt. Es ist besonders gut zu erkennen, dass die Lichtverteilung eine deutlich schwächer ausgeprägte Gitterlinienstruktur aufweist als die Lichtverteilung eines bekannten Lichtmoduls (vgl. 7). Insbesondere sind die Gitterlinien 52 zwischen den einzelnen Abbildungen 50 der LEDs 11 sehr dünn und schwach und in der Gesamt-Lichtverteilung praktisch kaum noch zu erkennen. Die dünnen Gitterlinien 52 wurden in 9 nur deshalb eingezeichnet, um den Unterschied zum Stand der Technik (vgl. 7) zu verdeutlichen. In der Praxis ist eine Gitterlinienstruktur in der Gesamt-Lichtverteilung des erfindungsgemäßen Lichtmoduls nicht zu erkennen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005014953 A1 [0004]
- DE 10129743 A1 [0005, 0041]

Claims

Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit mehreren matrixartig angeordneten Halbleiterlichtquellen (11), wobei im Strahlengang des von den Halbleiterlichtquellen (11) ausgesandten Lichts eine Projektionslinsenanordnung (17) angeordnet ist, die das Licht zur Erzielung einer gewünschten Lichtverteilung auf eine Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug projiziert, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul im Strahlengang zwischen den Halbleiterlichtquellen (11) und der Projektionslinsenanordnung (17) ein Optikarray (13) mit mehreren matrixartig angeordneten optischen Elementen (12) aufweist, das von den Halbleiterlichtquellen (11) ausgesandtes Licht in der Weise beeinflusst, dass sich in Lichtaustrittsrichtung (16) nach der Projektionslinsenanordnung (17) eine homogenisierte Lichtverteilung ergibt.
Lichtmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Halbleiterlichtquelle (11) ein optisches Element (12) des Optikarrays (13) zugeordnet ist.
Lichtmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Halbleiterlichtquellen (11) ein gemeinsames optisches Element (12) des Optikarrays zugeordnet ist.
Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterlichtquellen (11) des Lichtmoduls zu einem Bauelement mit einem gemeinsamen Trägerelement zusammengefasst sind.
Lichtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente (12) des Optikarrays (13) jeweils einen Reflektor (20) aufweisen.
Lichtmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente (12) des Optikarrays (13) jeweils eine Linse (25) aufweisen.
Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente (12) des Optikarrays (13) jeweils eine Vorsatzoptik (22) aufweisen, die das von den Halbleiterlichtquellen (11) ausgesandte Licht mindestens teilweise durch Totalreflexion an den Seitenflächen formen.
Lichtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterlichtquellen (11) des Lichtmoduls jeweils separat elektrisch ansteuerbar sind.
Lichtmodul nach Anspruch 5 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente (12) des Optikarrays (13) eine gegenüber einer Lichteintrittsfläche (14) größere Lichtaustrittsfläche (15) aufweisen, so dass die optischen Elemente (12) an den Lichtaustrittsflächen (15) aneinandergrenzen.
Lichtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmaß der matrixartig angeordneten Halbleiterlichtquellen (11) variiert.
Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente (12) und die Projektionslinsenanordnung (17) derart ausgebildet sind, dass jedes optische Element (12) im Zusammenwirken mit der Projektionslinsenanordnung (17) einen separaten Bereich (50) der Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls erzeugt, wobei die Gesamtlichtverteilung aus den einzelnen separaten Bereichen (50) zusammengesetzt ist und wobei jeder separate Bereich (50) einen Kernbereich (60), der von einem einzelnen optischen Element (12) etwa gleichmäßig ausgeleuchtet ist, und einen Randbereich (61) aufweist, wobei die separaten Bereiche (50) benachbarter optischer Elemente (12) in ihren Randbereichen (61) derart aneinandergrenzen oder zumindest teilweise überlappen, dass sich eine homogenisierte Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls ergibt.
Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlichtverteilung einer klassischen Fernlichtverteilung entspricht, wenn alle Halbleiterlichtquellen (11) aktiv sind.
Lichtmodul nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Randbereichs eines von einem optischen Element (12) erzeugten separaten Bereichs durch eine gezielte Defokussierung bestimmt ist.
Lichtmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (15) der optischen Elemente (12) zumindest teilweise außerhalb einer Brennfläche der Projektionslinsenanordnung (17) angeordnet ist.
Lichtmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Randbereichs eines von einem optischen Element (12) erzeugten separaten Bereichs durch eine gezielte Strukturierung der Projektionslinsenanordnung (17) bestimmt ist.
Lichtmodul nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Randbereichs eines von einem optischen Element (12) erzeugten separaten Bereichs durch eine in Lichtaustrittsrichtung nach den optischen Elementen (12) gezielt in den Strahlengang eingebrachte Zusatzoptik (25) bestimmt ist.
Lichtmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzoptik (25) als eine Lichtwellenleiter-Platte ausgebildet ist.
Lichtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen zumindest eines Teils der Halbleiterlichtquellen (11) relativ zu einer optischen Achse der Projektionslinsenanordnung (17) gezielt geneigt sind.
Lichtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass optischen Achsen zumindest eines Teils der optischen Elemente (12) relativ zu einer optischen Achse der Projektionslinsenanordnung (17) gezielt geneigt sind.
Lichtmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass optischen Achsen zumindest eines Teils der Halbleiterlichtquellen (11) relativ zu optischen Achsen der optischen Elemente (12) gezielt geneigt sind.