DE102009021113A1

DE102009021113A1 - Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102009021113A1
Application number: DE102009021113A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Ing. Griesinger; Jörg Dr.rer.nat. Moisel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer (4) mit in einer Matrix (1) angeordneten Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) als Lichtquellen, wobei die Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) einzeln und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar und/oder dimmbar sind, wobei eine Projektlinse (5) zur Bündelung von den Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) emittierbaren Lichtes (L) vorgesehen ist, wobei eine optische Achse (OA1) des Fahrzeugscheinwerfers (4) zumindest in Richtung einer Fahrzeugaußenseite (FA) geneigt ist oder dass die optische Achse (OA2) der Projektlinse (5) die Matrix (1) außerhalb eines Flächenschwerpunkts (FSP) der Matrix (1) schneidet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Leuchtdioden, auch Lumineszenzdioden oder abgekürzt LED (= light emitting diodes) genannt, werden zunehmend für Beleuchtungsvorrichtungen verwendet.
In modernen Fahrzeugen wird häufig eine Kurvenlichtfunktion vorgesehen, bei der ein Lichtkegel zumindest eines kurveninneren Scheinwerfers bei einer Lenkbewegung in Richtung der Kurveninnenseite geschwenkt wird. In der DE 10 2007 044 740 A1 wird ein Fahrzeugscheinwerfer vorgeschlagen, der eine Anzahl von Leuchtdioden umfasst, die einzeln und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar und/oder dimmbar und gruppenweise auf einer Anzahl von Leuchtdiodenfeldern angeordnet sind. Jedem Leuchtdiodenfeld ist mindestens ein optisches Element zugeordnet, das die Ausbreitungsrichtung und/oder den Öffnungswinkel und/oder die Form eines von dem zugehörigen Leuchtdiodenfeld erzeugten Lichtbündels beeinflusst. Die Größe des Lichtkegels kann dabei durch Ein- und oder Ausschalten bestimmter Leuchtdiodenfelder beeinflusst werden.
Begrenzend für eine Breite der Lichtverteilung sind gesetzliche Anforderungen, insbesondere die SAE-Fernlichtspezifikation.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Fahrzeugscheinwerfer anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Fahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß weist ein Fahrzeugscheinwerfer als Lichtquellen in einer Matrix angeordnete Leuchtdioden auf. Die Leuchtdioden sind einzeln und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar und/oder dimmbar. Zur Bündelung von den Leuchtdioden emittierbaren Lichtes ist eine Projektionslinse vorgesehen. Der Fahrzeugscheinwerfer kann so ausgebildet sein, dass eine optische Achse des Fahrzeugscheinwerfers zumindest in Richtung einer Fahrzeugaußenseite neigbar ist.
Alternativ dazu kann die Projektionslinse im Verhältnis zur Matrix so angeordnet sein, dass eine optische Achse der Projektionslinse die Matrix außerhalb eines Flächenschwerpunkts der Matrix in Richtung einer Fahrzeugaußenseite schneidet.
In beiden Fällen kann ein Kurvenlicht mit einer relativ geringen Anzahl von Leuchtdioden realisiert werden, ohne dass überflüssige Pixel entstehen, das heißt Bereiche unerwünscht ausgeleuchtet werden, insbesondere in Richtung einer Fahrzeuginnenseite. Die LED-Matrix kann daher relativ klein gehalten werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung des Fahrzeugscheinwerfers gemäß dem Stand der Technik,
2 eine schematische Draufsicht auf die Matrix, eine Projektionslinse und einen ausgeleuchteten Bereich bei Geradeausfahrt gemäß dem Stand der Technik,
3 eine schematische Draufsicht auf die Matrix, die Projektionslinse und den ausgeleuchteten Bereich bei Kurvenfahrt gemäß dem Stand der Technik,
4 eine schematische Draufsicht auf die Matrix, die Projektionslinse und den ausgeleuchteten Bereich bei Kurvenfahrt gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und
5 eine schematische Draufsicht auf die Matrix, die Projektionslinse und den ausgeleuchteten Bereich bei Kurvenfahrt gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine perspektivische Darstellung des Fahrzeugscheinwerfers 4 gezeigt. Der Fahrzeugscheinwerfer 4 umfasst die Matrix 1 mit den Leuchtdioden 2, eine Projektionslinse 5 zur Bündelung von den Leuchtdioden 2 emittierbaren Lichtes L, einen Kühlkörper 6 zum Kühlen der Leuchtdioden 2 der Matrix 1 und einen Lüfter 7 zum Kühlen des Kühlkörpers 6. Der Fahrzeugscheinwerfer 4 wird über ein Kabel 8 mit für seinen Betrieb erforderlichen Spannungen versorgt. Die Leuchtdioden 2 sind einzeln und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar und/oder dimmbar.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Matrix 1, die Projektionslinse 5 und den ausgeleuchteten Bereich 3 bei Geradeausfahrt gemäß dem Stand der Technik. In der Abbildung sind die Leuchtdioden 2.2 bis 2.8 eingeschaltet und die Leuchtdioden 2.1 ausgeschaltet, so dass sich der gezeigte Strahlenverlauf des Lichts L mit dem entsprechend ausgeleuchteten Bereich 3 ergibt.
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Matrix 1 und die Projektionslinse 5 aus 2 mit dem ausgeleuchteten Bereich 3 bei Kurvenfahrt gemäß dem Stand der Technik. Der ausgeleuchtete Bereich 3 erstreckt sich dadurch bis etwa ±15° bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse FLR. In Richtung einer Fahrzeugaußenseite FA werden diese 15° auch benötigt. Zu einer Fahrzeuginnenseite FI hin würde eine Ausleuchtung bis etwa 7° genügen. Die beiden Pixel 3.1, 3.2 des ausgeleuchteten Bereichs 3 werden dabei jedoch nicht benötigt oder sind sogar störend. Hierbei ist unerheblich ob tatsächlich nur acht Pixel oder wesentlich mehr Pixel verwendet werden, entscheidend ist dass aufgrund des asymmetrischen Schwenkbereichs des Kurvenlichts für Fahrzeuginnen- und Außenseite etwa 25% der LED Pixel eines symmetrisch angeordneten Arrays überflüssig sind.
4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Matrix 1, die Projektionslinse 5 und den ausgeleuchteten Bereich 3 bei Kurvenfahrt gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei werden die optischen Achsen OA1 der Fahrzeugscheinwerfer 4 so nach aussen geschwenkt, dass sich die gewünschte Lichtverteilung 15° zur Fahrzeugaußenseite FA und 7,5° zur Fahrzeuginnenseite FI bezogen auf die Fahrzeuglängsachse FLR ergibt. Auf diese Weise kann der auszuleuchtende Winkelbereich von vorher 2 × 15° = 30° auf 7,5° + 15° = 22,5° pro Scheinwerfer auf besonders einfache Weise verkleinert werden.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Matrix 1, die Projektionslinse 5 und den ausgeleuchteten Bereich 3 bei Kurvenfahrt gemäß einer zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind die Matrix 1 und die Projektionslinse 5 so zueinander angeordnet, dass eine optische Achse OA2 der Projektionslinse 5 die Matrix 1 außerhalb eines Flächenschwerpunkts FSP der Matrix 1 in Richtung der Fahrzeugaußenseite FA schneidet. Auf diese Weise ergibt sich ebenfalls die gewünschte Lichtverteilung 15° zur Fahrzeugaußenseite FA und 7,5° zur Fahrzeuginnenseite FI bezogen auf die Fahrzeuglängsachse FLR. Auf diese Weise wird ebenfalls vermieden, den ausgeleuchteten Bereich 3 weiter als erforderlich in Richtung der Fahrzeuginnenseite FI auszudehnen. Zusätzlich sind jetzt die optischen Achsen OA2 der Projektionslinsen 5 parallel zur FLR, dadurch wird vermieden dass bei Betrachtung des Fahrzeugs von vorne die Scheinwerfer nach außen schielen.
Vorzugsweise wird dabei der Schnittpunkt SP der optische Achse OA2 der Projektionslinse 5 mit der Matrix 1 so gewählt, dass etwa ein Drittel der Fläche der Matrix 1 vom Schnittpunkt SP aus gesehen in Richtung der Fahrzeugaußenseite FA liegt.
Im Bereich der Fahrzeugaußenseite FA kann das dort liegende Pixel 3.8 infolge von eigentlich unerwünschten Abbildungsfehlern der Projektionslinse 5 verzerrt bzw. vergrößert sein. Im vorliegenden Fall ist diese Verzerrung jedoch nicht störend, da in diesem Bereich keine scharfe Abbildung, insbesondere für Teilfernlicht, benötigt wird und sogar in vorteilhafter Weise der Schwenkbereich zusätzlich vergrößert wird.
Es kann eine beliebige Anzahl von Leuchtdioden 2.1 vorgesehen sein.

1: Matrix
2, 2.1 bis 2.n: Leuchtdiode
3, 3.1 bis 3.n: auszuleuchtender Bereich
4: Fahrzeugscheinwerfer
5: Projektionslinse
6: Kühlkörper
7: Lüfter
8: Kabel
FA: Fahrzeugaußenseite
FLR: Fahrzeuglängsachse
FI: Fahrzeuginnenseite
FSP: Flächenschwerpunkt
L: Licht
OA1: optische Achse des Fahrzeugscheinwerfers
OA2: optische Achse der Projektionslinse
SP: Schnittpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007044740 A1 [0003]

Claims

Fahrzeugscheinwerfer (4) mit in einer Matrix (1) angeordneten Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) als Lichtquellen, wobei die Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) einzeln und unabhängig voneinander ein- und ausschaltbar und/oder dimmbar sind, wobei eine Projektionslinse (5) zur Bündelung von den Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) emittierbaren Lichtes (L) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (OA1) des Fahrzeugscheinwerfers (4) relativ zur FLR zumindest in Richtung einer Fahrzeugaußenseite (FA) geneigt ist.
Fahrzeugscheinwerfer (4) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Achse (OA2) der Projektionslinse (5) die Matrix (1) außerhalb eines Flächenschwerpunkts (FSP) der Matrix (1) schneidet.
Fahrzeugscheinwerfer (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (OA2) der Projektionslinse (5) die Matrix (1) so schneidet, dass etwa ein Drittel der Fläche der Matrix (1) vom Schnittpunkt (SP) der optischen Achse (OA2) mit der Matrix (1) aus gesehen in Richtung der Fahrzeugaußenseite (FA) liegt.
Fahrzeugscheinwerfer (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (2, 2.1 bis 2.n) auf einem Kühlkörper (6) angeordnet sind.
Fahrzeugscheinwerfer (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (6) mit einem Lüfter (7) versehen ist.
Fahrzeugscheinwerfer (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkbereich eines Leuchtkegels des Fahrzeugscheinwerfers (4) zwischen 15° in Richtung der Fahrzeugaußenseite (FA) und 7,5° in Richtung einer Fahrzeuginnenseite (FI) vorgesehen ist.