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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer. Das Lichtmodul dient zur Erzeugung einer
adaptiven Lichtverteilung und umfasst:
- – mindestens
eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht,
- – mindestens eine Primäroptik zum Bündeln
des ausgesandten Lichts,
- – eine Blendenanordnung zur Realisierung einer variablen
wirksamen Oberkante, die zur Erzeugung einer Lichtverteilung mit
einer dem Verlauf der wirksamen Oberkante entsprechenden, im Wesentlichen
horizontalen Hell-Dunkel-Grenze in einen Strahlengang des ausgesandten
und/oder gebündelten Lichts eingebracht werden kann, und
- – eine Sekundäroptik, vorzugsweise in Form
einer Projektionslinse, zur Abbildung des an der wirksamen Oberkante
der Blendenanordnung vorbei gelangten Lichts auf einer Fahrbahn
vor dem Fahrzeug.
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Die
Erfindung betrifft außerdem einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
mit einem Lichtmodul der genannten Art.
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Schließlich
betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Scheinwerfersystem für
ein Kraftfahrzeug zur Ausleuchtung einer Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug
mit einer adaptiven Lichtverteilung. Das Scheinwerfersystem umfasst
am Bug des Fahrzeugs jeweils mindestens einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
auf der eigenen Verkehrsseite und auf der Gegenverkehrsseite, Mittel
zum Erfassen eines Abbilds eines Bereichs vor dem Fahrzeug und Mittel
zum Auswerten des erfassten Abbilds zur Detektion von Objekten vor dem
Fahrzeug. Zumindest einer der Scheinwerfer weist mindestens ein
Lichtmodul zur Erzeugung einer adaptiven Lichtverteilung der eingangs
genannten Art auf.
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Ein
Lichtmodul der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 050 348
A1 bekannt. Dabei kommt eine Blendenanordnung zum Einsatz,
die mehrere im Wesentlichen quer zur optischen Achse des Lichtmoduls
verlaufende und um eine parallel zur optischen Achse angeordnete
horizontale Drehachse relativ zueinander bewegbare Blendenelemente
aufweist. Die Blendenelemente weisen Oberkanten mit unterschiedlichen
Konturen auf. Eine im Strahlengang angeordnete wirksame Oberkante
der Blendenanordnung wird durch eine der Oberkanten oder durch Überlagern
mehrerer Oberkanten erzielt. Durch Bewegen der Blendenelemente relativ
zueinander kann der Verlauf der wirksamen Oberkante der Blendenanordnung
variiert werden. Die wirksame Oberkante der Blendenanordnung kann
zur Erzeugung einer abgeblendeten Lichtverteilung mit einer im Wesentlichen
horizontal verlaufenden Hell-Dunkel-Grenze in den Strahlengang des
von der Lichtquelle ausgesandten und/oder von der Primäroptik
gebündelten Lichts eingebracht werden. Auf diese Weise
können unterschiedliche, den verschiedenen Verkehrs- und
Umweltbedingungen angepasste Lichtverteilungen erzielt werden. Verkehrsbedingungen
sind bspw. vorausfahrende oder entgegenkommende Verkehrsteilnehmer,
detektierte Objekte (Personen oder Gegenstände) auf der
Fahrbahn oder am Fahrbahnrand, die Verkehrsdichte, den Fahrbahnzustand
etc. Umweltbedingungen umfassen insbesondere das Wetter (z. B. Nebel,
Regen, Schnee, Eis) oder die Tageszeit bzw. die aktuellen Lichtverhältnisse
(z. B. Sonne, Wolken, Dämmerung, Dunkelheit).
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Insbesondere
kann auf diese Weise ein Schlechtwetterlicht (eine Weiterentwicklung
des Nebellichts), eine herkömmliche Abblendlichtverteilung mit
symmetrischer oder asymmetrischer Hell-Dunkel-Grenze, ein Landstraßenlicht,
ein Autobahnlicht, ein Stadtlicht, ein Teilfernlicht oder ein herkömmliches
Fernlicht erzeugt werden, wobei für das Fernlicht die wirksame
Oberkante der Blendenanordnung praktisch vollständig außerhalb
des Strahlengangs angeordnet ist.
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Die
Verkehrssituation und die Umweltbedingungen in der Umgebung des
Fahrzeugs können mittels geeigneter Sensoren erfasst werden.
Zum Erfassen der Verkehrsbedingungen, insbesondere des vor dem Fahrzeug
befindlichen Verkehrsaufkommens, können Kameras (für
sichtbares Licht, IR- oder UV-Strahlung), Radarsensoren, Ultraschallsensoren oder
andere geeignete Sensoren eingesetzt werden. Die von diesen Sensoren
erfassten Abbilder des Bereichs vor dem Fahrzeug werden durch eine
Rechnereinheit anhand geeigneter Algorithmen ausgewertet und zur
Steuerung der Blendenanordnung und damit letztlich zur Generierung
einer adaptiven Lichtverteilung vor dem Fahrzeug herangezogen. Die
Umweltbedingungen können anhand von Regen- oder Schneesensoren,
Lichtsensoren, eines Thermometers und anderer geeigneter Sensoren
erfasst werden. Auch ein kombinierter Einsatz mehrerer unterschiedlicher
Sensoren zum Erfassen der Verkehrs- und Umweltbedingung ist denkbar.
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Ein
anderes Lichtmodul der eingangs genannten Art ist aus der
DE 103 21 435 A1 bekannt. Dabei
kommt eine Blendenanordnung zum Einsatz, die eine um eine quer zur
optischen Achse verlaufende, horizontale Drehachse drehbare Freiformwalze umfasst,
auf deren Mantelfläche mehrere quer zur optischen Achse
verlaufende und zueinander umfangsseitig beabstandete Oberkanten
mit unterschiedlichen Konturverläufen ausgebildet sind.
Je nach gewünschter Lichtverteilung kann die Walze derart
um die Drehachse gedreht werden, dass die entsprechende Oberkante
im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten und/oder von
der Primäroptik gebündelten Lichts eingebracht
wird. In diesem Fall bildet die jeweils im Strahlengang angeordnete
Oberkante der Walze die wirksame Oberkante der Blendenanordnung.
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Die
beschriebenen Lichtmodule zur Erzeugung einer adaptiven Lichtverteilung
bieten bereits einen gegenüber herkömmlichen Lichtmodulen,
die lediglich eine Lichtfunktion (z. B. Abblendlicht, Fernlicht
oder Nebellicht) erzeugen oder zwischen verschiedenen Lichtfunktionen
umgeschaltet werden konnten, erheblichen Sicherheitsgewinn, da eine Vielzahl
unterschiedlicher Lichtfunktionen zur Verfügung steht und
für die jeweilige Verkehrs- und Umweltsituation die optimale
Lichtverteilung ausgewählt werden kann. Dadurch verbessern
sich die Sichtverhältnisse für den Fahrer erheblich,
ohne dass eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer, die zu einer Beeinträchtigung
der Verkehrssicherheit führen würde, zu befürchten
wäre. Dennoch haben die bekannten Lichtmodule noch Potential
hinsichtlich einer Verbesserung der Sichtverhältnisse des
Fahrers, ohne jedoch zu einer Blendung der anderen Verkehrsteilnehmer
zu führen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
einfache und kostengünstige Möglichkeit zu schaffen,
die Sichtverhältnisse des Fahrers eines Kraftfahrzeugs,
insbesondere hinsichtlich potentiell verkehrsgefährdender
Objekte im Bereich vor dem Kraftfahrzeug, zu verbessern, ohne jedoch
zu einer Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zu führen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Lichtmodul
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Blendenanordnung
zur Realisierung einer wirksamen Oberkante vorgesehen ist, welche
die Erzeugung einer abgeblendeten Lichtverteilung mit im Wesentlichen
horizontaler Hell-Dunkel-Grenze und mit einem an einer bestimmten
horizontalen Position oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze ausgebildeten
ausgeleuchteten Bereich bewirkt, der rechts und links durch vorzugsweise
vertikal verlaufende Hell-Dunkel-Grenzen begrenzt ist und auf einem
in einem Abstand vor dem Scheinwerfer angeordneten Messschirm eine
Erstreckung in horizontaler und vertikaler Richtung von jeweils
einigen Winkelgrad aufweist.
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Bei
der durch das erfindungsgemäße Lichtmodul erzeugten
Lichtverteilung wird also oberhalb der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
lediglich ein insbesondere hinsichtlich seiner Erstreckung in horizontaler
Richtung sehr begrenzter Bereich ausgeleuchtet. Das hat erhebliche
Vorteile gegenüber der an sich bekannten Teilfernlichtverteilung,
bei der oberhalb einer horizontalen Hell-Dunkel-Grenze praktisch
der gesamte Bereich auf der eigenen Verkehrsseite oder alternativ
auf der Gegenverkehrsseite mit einer Fernlichtverteilung ausgeleuchtet
wird. Dieser oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze angeordnete ausgeleuchtete
Bereich kann in horizontaler Richtung beispielsweise derart positioniert
sein, dass er den Fahrbahnrand auf der eigenen Verkehrsseite stärker
ausleuchtet. Auf diese Weise kann beispielsweise, wenn durch geeignete
Sensoren ein potentiell verkehrsgefährdendes Objekt in
Form einer Person oder eines Gegenstands am Fahrbahnrand detektiert wird,
die abgeblendete Lichtverteilung mit der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
und dem oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze ausgebildeten ausgeleuchteten Bereich
zumindest kurzzeitig aktiviert werden, um mit dem oberhalb der Helldunkelgrenze
angeordneten Bereich das detektierte Objekt anzuleuchten. Die Aufmerksamkeit
des Fahrers wird dadurch auf das detektierte Objekt gerichtet. Der
Fahrer kann dem detektierten und angestrahlten Objekt ausweichen,
die Fahrzeuggeschwindigkeit reduzieren oder andere geeignete Maßnahmen
zur Vermeidung einer Kollision mit dem Objekt und/oder einer Gefährdung
des Objekts treffen. Durch die vorliegende Erfindung kann also ein
erheblicher Sicherheitsgewinn sowohl für den Fahrer als
auch für die detektierten Objekte erzielt werden. Gleichzeitig
wird eine Blendung vorausfahrender oder entgegenkommender Verkehrsteilnehmer
weitgehend vermieden, da die Erstreckung des oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze
ausgebildeten ausgeleuchteten Bereichs in horizontaler Richtung
nur wenige Winkelgrad beträgt und in der Regel nur für
relativ kurze Zeit aktiviert wird.
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Es
wird vorgeschlagen, dass das Lichtmodul eine Sekundäroptik,
vorzugsweise in Form einer Projektionslinse, zur Abbildung des an
der wirksamen Oberkante der Blendenanordnung vorbeigelangten Lichts
auf einer Fahrbahn vor dem Fahrzeug aufweist. Die Sekundäroptik
bildet die wirksame Oberkante der Blendenanordnung als Hell-Dunkel-Grenze der
Lichtverteilung auf der Fahrbahn ab. In diesem Fall wäre
das Lichtmodul also als ein sogenanntes Projektionsmodul ausgebildet.
Zur Erfüllung des Helligkeitsverlaufs der Helldunkelgrenze
oder zur Beseitigung von Farbeffekten an der Helldunkelgrenze ist die
Projektionslinse vorzugsweise mit regelmäßigen oder
unregelmäßigen Mikrostrukturen versehen, die eine
Höhe von etwa 3–30 μm zur Basisfläche
der Linse aufweisen. Die Oberfläche der Linse ist bevorzugt plan-konvex
oder meniskusförmig.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen,
dass der ausgeleuchtete Bereich oberhalb der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
eine Erstreckung von etwa 2° horizontal und etwa 3° bis
5° vertikal aufweist. Die Breite des ausgeleuchteten Bereichs
wird von einer in etwa vertikal verlaufenden seitlichen Hell-Dunkel-Grenze
zur gegenüberliegenden in etwa vertikal verlaufenden seitlichen
Hell-Dunkel-Grenze gemessen. Die Höhe des ausgeleuchteten
Bereichs wird ausgehend von der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze nach
oben bis zum oberen Ende des ausgeleuchteten Bereichs gemessen.
Selbstverständlich kann der ausgeleuchtete Bereich, insbesondere
in vertikaler Richtung, eine Erstreckung von deutlich mehr als 3° aufweisen,
was zur Ausleuchtung von Objekten weit oberhalb der Fahrbahn, beispielsweise
von Personen auf einer Autobahnbrücke, vorteilhaft ist.
Auch die Erstreckung in horizontaler Richtung kann in bestimmten
Situationen deutlich mehr als 2° betragen. So ist es beispielsweise
denkbar, wenn der ausgeleuchtete Bereich oberhalb der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze
in horizontaler Richtung derart positioniert ist, dass er den Fahrbahnrand
auf der eigenen Verkehrsseite ausleuchtet, dass sich der ausgeleuchtete
Bereich relativ weit in Richtung der eigenen Verkehrsseite über
den Fahrbahnrand hinaus nach außen erstreckt. Es ist denkbar,
dass die Breite und die Höhe des ausgeleuchteten Bereichs
oberhalb der Helldunkelgrenze während des bestimmungsgemäßen
Betriebs des Lichtmoduls variabel ist. Vorzugsweise ist jedoch die
Breite und die Höhe des ausgeleuchteten Bereichs oberhalb
der Helldunkelgrenze feststehend und wird während des Betriebs
des Lichtmoduls nicht variiert.
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Besonders
bevorzugt ist, wenn die horizontale Position des oberhalb der Helldunkelgrenze
angeordneten ausgeleuchteten Bereichs der Lichtverteilung variiert
werden kann. Dadurch kann der ausgeleuchtete Bereich immer genau
auf das detektierte Objekt gerichtet werden und das Objekt deutlich
anstrahlen, damit es für den Fahrer unmittelbar erkennbar
und identifizierbar ist.
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Dies
ist wichtig, da die vom Fahrer zu wählende Maßnahme
zur Vermeidung einer Kollision mit dem Objekt oder einer Gefährdung
des Objekts in erster Linie von der Art des Objekts abhängen
wird. Bspw. bei spielenden Kindern oder Tieren wird die Wahl der
Maßnahme anders ausfallen als bspw. bei Gegenständen.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird
vorgeschlagen, dass das Lichtmodul Mittel zum horizontalen Verschwenken
des Lichtmoduls oder eines Teils davon umfasst, um den ausgeleuchteten
Bereich oberhalb der horizontalen Hell-Dunkel-Grenze gezielt auf vor
dem Fahrzeug detektierte Objekte zu richten. Auf diese Weise kann
der ausgeleuchtete Bereich in horizontaler Richtung gezielt an eine
Position bewegt werden, wo potentiell verkehrsgefährdende
Objekte, beispielsweise Personen oder Tiere, die vor dem Fahrzeug
die Fahrbahn überqueren, detektiert wurden. Durch die geringe
Erstreckung des ausgeleuchteten Bereichs in horizontaler Richtung
von lediglich einigen Winkelgrad kann das detektierte Objekt gezielt
angestrahlt werden, ohne dass vorausfahrende und/oder entgegenkommende
Verkehrsteilnehmer geblendet werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Mittel zum horizontalen Verschwenken
des Lichtmoduls zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktion des
Scheinwerfers vorgesehen sind. In diesem Fall könnten zum
Verschwenken des ausgeleuchteten Bereichs oberhalb der horizontalen
Hell-Dunkel-Grenze Mittel verwendet werden, die eigentlich zu einem
anderen Zweck sowieso in dem Lichtmodul beziehungsweise dem Scheinwerfer
vorhanden sind. Auf zusätzliche mechanische Bauteile (Aktoren,
Getriebe, Koppelelemente etc.) zur Realisierung einer Verschwenkbewegung
des oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze angeordneten ausgeleuchteten
Bereichs in horizontaler Richtung kann somit verzichtet werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird vorgeschlagen, dass die Blendenanordnung als eine um eine quer
zur optischen Achse verlaufende, horizontale Drehachse drehbare
Freiformwalze ausgebildet ist, auf deren Mantelfläche mehrere
quer zur optischen Achse verlaufende und zueinander in Umfangsrichtung
beabstandete Oberkanten mit unterschiedlichen Konturverläufen
ausgebildet sind, wobei eine der Oberkanten die wirksame Oberkante
der Blendenanordnung zur Erzeugung der abgeblendeten Lichtverteilung
mit oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze vorgesehenem ausgeleuchtetem
Bereich bildet. Die Oberkante zur Erzeugung der abgeblendeten Lichtverteilung
mit oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze vorgesehenem ausgeleuchtetem
Bereich weist im Wesentlichen den gleichen Verlauf wie eine Oberkante
auf, die zur Erzeugung einer Lichtverteilung mit horizontaler Hell-Dunkel-Grenze
(z. B. Abblendlicht, Nebellicht o. ä.) dient. Zusätzlich
ist jedoch in der Oberkante ein Schlitz vorgesehen, der zur Erzeugung
des ausgeleuchteten Bereichs der Lichtverteilung oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze
dient.
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Die
horizontale Hell-Dunkel-Grenze kann symmetrisch ausgebildet sind,
das heißt die gesamte Hell-Dunkel-Grenze erstreckt sich
auf dem vor dem Fahrzeug angeordneten Messschirm geringfügig
(etwa –1°) unterhalb der Vertikalen VV. Die horizontale Hell-Dunkel-Grenze
kann aber auch asymmetrisch ausgebildet sein, mit einem horizontalen
Abschnitt auf der Gegenverkehrsseite und einem demgegenüber
höheren Abschnitt auf der eigenen Verkehrsseite. Der Übergang
von dem niedrigeren Abschnitt der Hell-Dunkel-Grenze auf der Gegenverkehrsseite
zu dem höheren Abschnitt auf der eigenen Verkehrsseite
kann entweder stufenförmig oder auf andere Weise, beispielsweise
durch einen schrägen Anstieg, insbesondere einen 15°-Anstieg,
erfolgen.
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In
den Freiformwalzen ist der Platz auf der Mantelfläche zur
Anordnung der verschiedenen Oberkanten mit unterschiedlichen Konturverläufen beschränkt.
Der Abstand in Umfangsrichtung von auf der Mantelfläche
aufgebrachten benachbarten Oberkanten muss so groß sein,
dass sich benachbarte Oberkanten bei der Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung
nicht stören. Deshalb können bei einer derart
ausgestalteten Blendenanordnung nur eine beschränkte Anzahl
an unterschiedlichen Oberkanten auf der Mantelfläche der
Walze angeordnet sein. Zur Realisierung der Lichtverteilung mit
oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze angeordnetem ausgeleuchtetem Bereich
wird deshalb vorgeschlagen, die entsprechende Oberkante anstelle
einer anderen Oberkante auf der Mantelfläche der Walze
anzuordnen. Vorzugsweise wird eine andere Oberkante ersetzt, die
zur Erzeugung einer Lichtverteilung dient, die in der Praxis nur
selten aktiviert wird. Eine solche Lichtverteilung ist beispielsweise
das Teilfernlicht auf der Gegenverkehrsseite. Dieses wird von dem
im Bug des Fahrzeugs auf der Gegenverkehrsseite angeordneten Scheinwerfer
beziehungsweise einem Lichtmodul dieses Scheinwerfers erzeugt. Der
im Bug des Fahrzeugs auf der eigenen Verkehrsseite angeordnete Scheinwerfer
bildet das entsprechende Teilfernlicht für die eigene Verkehrsseite.
Bei einem vereinfachten Scheinwerfersystem kann lediglich einer
der Scheinwerfer des Systems, beispielsweise der auf der Gegenverkehrsseite
angeordnete Scheinwerfer, die abgeblendete Lichtverteilung mit oberhalb
der Hell-Dunkel-Grenze vorgesehenem ausgeleuchtetem Bereich erzeugen.
Selbstverständlich kann bei dem vereinfachten System auch
lediglich der auf der eigenen Verkehrsseite angeordnete Scheinwerfer
zur Erzeugung der abgeblendeten Lichtverteilung mit oberhalb der
Hell-Dunkel-Grenze vorgesehenem ausgeleuchtetem Bereich ausgebildet
sein.
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Alternativ
wird vorgeschlagen, dass die Blendenanordnung mehrere im Wesentlichen
quer zur optischen Achse des Lichtmoduls verlaufende und um eine
parallel zur optischen Achse angeordnete horizontale Drehachse relativ
zueinander bewegbare Blendenelemente aufweist, wobei eine der Oberkanten
oder mehrere Oberkanten durch Überlagerung die im Strahlengang
angeordnete wirksame Oberkante zur Erzeugung der abgeblendeten Lichtverteilung
mit oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze vorgesehenem ausgeleuchtetem
Bereich bilden. Die wirksame Oberkante ist dabei ähnlich
wie eine Oberkante zur Erzeugung einer herkömmlichen abgeblendeten Lichtverteilung
mit Helldunkelgrenze ausgebildet, wobei sie im Unterschied zu der
Oberkante zur Erzeugung der herkömmlichen abgeblendeten
Lichtverteilung einen Schlitz aufweist. Damit die wirksame Oberkante
die genannte Kontur aufweist, ist eine Oberkante entweder eines
einzigen oder mehrerer Blendenelemente mit einem Schlitz versehen.
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Das
Lichtmodul kann eine beliebige Lichtquelle aufweisen. Denkbar ist
bspw. eine herkömmliche Glühlampe, eine Gasentladungslampe,
oder eine Lichtauskoppelfläche eines Lichtleiters. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die
mindestens eine Lichtquelle eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen
(LEDs) umfasst.
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Die
Primäroptik kann bspw. einen Reflektor umfassen. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen,
dass die mindestens eine Primäroptik ein oder mehrere optisch wirksame
Elemente aus einem transparenten Material aufweist, die das ausgesandte
Licht mittels Totalreflexion bündeln. Diese optisch wirksamen
Elemente arbeiten ähnlich wie Lichtwellenleiter nach dem
Prinzip der Totalreflexion und ermöglichen eine Bündelung
des von den Lichtquellen ausgesandten Lichts auf besonders effiziente
Weise, insbesondere mit besonders geringen Reflexionsverlusten.
Der Einsatz solcher optisch wirksamer Elemente ist insbesondere in
Verbindung mit dem Einsatz von Halbleiterlichtquellen vorteilhaft.
Dabei ist es denkbar, dass jeder Halbleiterlichtquelle ein eigenes
optisches Element zugeordnet ist. Lichtquellen und optische Elemente können
in sog. Arrays angeordnet sein.
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Zur
Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden
Aufgabe wird des Weiteren ein Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgeschlagen,
der mindestens ein erfindungsgemäßes Lichtmodul
aufweist.
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Falls
der Kraftfahrzeugscheinwerfer mehrere Lichtmodule aufweist, die
eine Grundlichtverteilung und eine Spotlichtverteilung erzeugen,
die beide zur Realisierung der abgeblendeten Lichtverteilung überlagert
werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäß ausgebildete
Lichtmodul zur Realisierung der Spotlichtfunktion ausgebildet ist.
Das Grundlichtmodul leuchtet den Bereich vor dem Fahrzeug besonders
breit aus. Die Grundlichtverteilung weist eine Hell-Dunkel-Grenze,
vorzugsweise eine symmetrische Hell-Dunkel-Grenze auf. Zur Erzeugung
der abgeblendeten Lichtverteilung wird der Grundlichtverteilung
die Spotlichtverteilung überlagert. Auch die Spotlichtverteilung
weist vorzugsweise eine Hell-Dunkel-Grenze (symmetrisch oder asymmetrisch)
auf. Zur Realisierung einer Kurvenlichtfunktion des Scheinwerfers
ist lediglich das Spotlichtmodul in horizontaler Richtung bewegbar.
Zur Variation der horizontalen Position des oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze
vorgesehenen ausgeleuchteten Bereichs der Lichtverteilung kann das
Spotlichtmodul in horizontaler Richtung verschwenkt werden. Dadurch
wird die abgeblendete Spotlichtverteilung zusammen mit dem oberhalb
der Hell-Dunkel-Grenze angeordneten ausgeleuchteten Bereich relativ
zur Grundlichtverteilung in horizontaler Richtung bewegt und gezielt
auf ein detektiertes Objekt auf, oberhalb oder neben der Fahrbahn
gerichtet.
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Als
eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung
wird ausgehend von dem Scheinwerfersystem der eingangs genannten
Art vorgeschlagen, bei dem mindestens ein Lichtmodul von mindestens
einem der Scheinwerfer in der erfindungsgemäßen
Weise ausgebildet ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
nur der auf der Gegenverkehrsseite angeordnete Scheinwerfer des Scheinwerfersystems
ein in erfindungsgemäßer Weise ausgebildetes Lichtmodul
mit einer derart ausgebildeten Oberkante aufweist, dass es die abgeblendete
Lichtverteilung mit dem oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze vorgesehenen
ausgeleuchteten Bereich erzeugen kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird vorgeschlagen, dass das Scheinwerfersystem Mittel zum Erfassen
eines Abbilds eines Bereichs vor dem Fahrzeug und Mittel zum Auswerten
des erfassten Abbilds zur Detektion von Objekten vor dem Fahrzeug
aufweist, wobei die Mittel zum Erfassen des Abbilds eines Bereichs
vor dem Fahrzeug als eine Kamera (für sichtbares Licht, IR-
oder UV-Strahlen) ausgebildet sind. Selbstverständlich
ist es auch denkbar, die Mittel zum Erfassen des Abbilds eines Bereichs
vor dem Fahrzeug als Radarsensoren, oder Ultraschallsensoren auszubilden.
Es können auch mehrere der genannten oder andere Sensoren
gemeinsam zur Detektion von potentiell verkehrsgefährdenden
Objekten vor dem Fahrzeug eingesetzt werden. Ebenso ist es denkbar, dass
auf bereits im Fahrzeug sowieso schon vorhandene Sensoren zum Erfassen
eines Abbilds eines Bereichs vor dem Fahrzeug zurückgegriffen
wird. In diesem Fall müssten für die vorliegende
Erfindung keine zusätzlichen Sensoren im Kraftfahrzeug
vorgesehen werden.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn die Kamera das Abbild durch Empfang und
Verarbeitung unsichtbarer IR-Strahlung erfasst und wenn die Kamera
Teil eines Nachtsichtsystems des Fahrzeugs ist, welches dem Fahrer
des Fahrzeugs das mittels der Kamera erfasste Abbild des Bereichs
vor dem Fahrzeug mittels eines Bildschirms oder einer Projektion
auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs oder auf andere Stellen
im Fahrzeug präsentiert. Unter Umständen ist das
Nachtsichtsystem bereits mit einem System zur Detektion von Objekten
vor dem Fahrzeug ausgestattet. Die entsprechenden Signale des Nachtsichtsystems
können bspw. von einem Bussystem des Kraftfahrzeugs abgegriffen
und zur Steuerung des Lichtmoduls zur Erzeugung der abgeblendeten
Lichtverteilung mit dem oberhalb der Helldunkelgrenze angeordneten
ausgeleuchteten Bereich herangezogen werden. Das erfindungsgemäße Lichtmodul
kann also auf bereits am Fahrzeugbus anliegende Signale zurückgreifen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Scheinwerfersystem
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
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2 ein
erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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3 ein
erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform;
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4 ein
erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform;
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5 ein
erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform;
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6 eine
Blendenanordnung des Lichtmoduls aus 4;
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7a und 7b eine
Blendenanordnung des Lichtmoduls aus 3 in verschiedenen
Ansichten;
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8 eine
auf einem in einem Abstand zu einem Kraftfahrzeug angeordneten Messschirm abgebildete
Teilfernlichtverteilung; und
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9 eine
mit einem der erfindungsgemäßen Lichtmodule gemäß der 3 bis 5 erzielbare
Lichtverteilung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Das beispielhaft dargestellte Fahrzeug 1 ist für
Rechtsverkehr ausgelegt. Selbstverständlich ist die vorliegenden
Erfindung nicht auf Rechtsverkehr beschränkt, sondern kann
in entsprechender Weise auch für Linksverkehr eingesetzt
werden. Am Bug des Fahrzeugs sind zwei Scheinwerfer 2, 3 vorgesehen.
Jeder der Scheinwerfer 2, 3 umfasst mindestens ein
Lichtmodul, das zur Erzeugung einer abgeblendeten Lichtverteilung
mit einem oberhalb der Helldunkelgrenze angeordneten ausgeleuchteten
Bereich ausgebildet ist. Hinter einer Windschutzscheibe 4 des
Fahrzeugs 1 ist ein in Fahrtrichtung gerichteter Sensor 5 in
Form einer Kamera angeordnet. Der Sensor 5 erfasst einen
Bereich vor dem Fahrzeug 1 und generiert ein entsprechendes
Abbild. Das Abbild wird von einem im Fahrzeug 1 angeordneten
Rechner 6 verarbeitet, um vor dem Fahrzeug angeordnete Objekte,
z. B. Gegenstände, Personen oder Tiere, zu detektieren.
In Abhängigkeit von der Position eines detektierten Objekts
wird dann mindestens ein Lichtmodul mindestens eines Scheinwerfers 2, 3 derart angesteuert,
dass der oberhalb der Helldunkelgrenze angeordnete ausgeleuchtete
Bereich das detektierte Objekt anstrahlt. Das Anstrahlen des Objekts
kann kurzzeitig einmalig, intermittierend, für eine längere Zeitdauer,
maximal bis das Fahrzeug an dem Objekt vorbeigefahren ist, oder
auf sonstige Weise erfolgen. Es ist auch denkbar, dass das Objekt
mit variierender Helligkeit angestrahlt wird. So wäre es
bspw. denkbar, das detektierte Objekt zunächst mit geringer
Helligkeit anzustrahlen, um – bspw. falls es sich bei dem Objekt
um eine Person oder ein Tier handelt – ein Erschrecken
zu vermeiden, und dann die Helligkeit allmählich zu steigern.
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Die
von dem mindestens einen Lichtmodul des mindestens einen Scheinwerfers 2, 3 erzeugte abgeblendete
Lichtverteilung mit dem oberhalb der Helldunkelgrenze angeordneten
ausgeleuchteten Bereich ist in 9 dargestellt. 9 zeigt
die Lichtverteilung auf einem vor dem Fahrzeug angeordneten Messschirm.
Auf dem Messschirm ist eine Vertikale VV und eine Horizontale HH
eingezeichnet. Die Lichtverteilung ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Die in der Lichtverteilung 10 eingezeichneten Linien 11 sind
sog. Isoluxlinien, die Bereiche gleicher Beleuchtungsstärke
kennzeichnen. Ein Bereich 12 der Lichtverteilung 10 mit
der größten Beleuchtungsstärke liegt
bei einem Lichtmodul in horizontaler Nullstellung bei etwa 0° horizontal.
Die in 9 gezeigte Lichtverteilung 10 ist um
etwa 4°–5° nach links verschwenkt worden.
Folglich liegt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Bereich 12 mit der größten Beleuchtungsstärke
bei etwa 4° bis 5° links neben der Vertikalen
VV und etwa 1° bis 2° unterhalb der Horizontalen
HH.
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Die
Lichtverteilung 10 umfasst eine Grundlichtverteilung, die
nach oben durch eine im wesentlichen horizontale Helldunkelgrenze 13 begrenzt
wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Helldunkelgrenze 13 symmetrisch ausgebildet, das heißt sie
hat sowohl auf der eigenen Verkehrsseite als auch auf der Gegenverkehrsseite
in etwa den gleichen horizontalen Verlauf. Selbstverständlich
könnte die Helldunkelgrenze 13 auch asymmetrisch
ausgebildet sein, wobei ein Abschnitt der Helldunkelgrenze 13 auf
der eigenen Verkehrsseite dann oberhalb eines Abschnitts auf der
Gegenverkehrsseite angeordnet wäre. Der Übergang
zwischen den beiden Abschnitten kann stufenartig oder anderweitig,
bspw. mittels eines in einem Winkel von 15° ansteigenden Abschnitts,
erfolgen. Die dargestellte Grundlichtverteilung erstreckt sich in
horizontaler Richtung von etwa –40° bis +40° und
in vertikaler Richtung von etwa –13° bis etwa –1°.
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Die
Lichtverteilung 10 umfasst außerdem einen oberhalb
der Helldunkelgrenze 13 angeordneten ausgeleuchteten Bereich 14,
der seitlich zumindest bereichsweise durch annähernd vertikal
verlaufende Helldunkelgrenzen begrenzt wird. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel verlaufen die seitlichen Helldunkelgrenzen
zur Grundlichtverteilung hin im Wesentlichen vertikal und sind nach
oben hin nach innen gebogen, so dass der Bereich 14 nach
oben hin die Form eines Halbkreises hat. Selbstverständlich
kann die Form des Bereichs 14 in der Praxis von der dargestellten
Form abweichen. Wichtig ist jedoch, dass der Bereich 14 sowohl
in horizontaler als auch in vertikaler Richtung eine Erstreckung
von lediglich einigen Grad hat. Die Breite wird dabei von einem
Punkt, wo der Gradient der Helligkeitsverteilung einen bestimmten
Wert überschreitet, vorzugsweise ein Maximum aufweist,
auf der linken Seite des Bereichs 14, zu einem entsprechenden
Punkt auf der rechten Seite des Bereichs 14 gemessen. Die
genannten Punkte befinden sich üblicherweise am linken
Dunkel-Hell-Übergang bzw. am rechten Hell-Dunkel-Übergang
des Bereichs 14. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
hat der Bereich 14 eine Breite b von etwa 2° und
eine Höhe h von etwa 3°. In dem dargestellten
Beispiel ist der Bereich 14 oberhalb des Bereichs 12 der
Grundlichtverteilung mit der höchsten Beleuchtungsstärke
angeordnet. In einem Lichtmodul in horizontaler Nullstellung liegt
der Bereich 14 in etwa auf der Vertikalen VV. Aufgrund
der Verschwenkung des die Lichtverteilung 10 in 9 erzeugenden
Moduls um etwa 4°–5° nach links liegt auch
der Bereich 14 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa 4°–5° links neben der Vertikalen VV.
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Selbstverständlich
kann die Lichtverteilung 10 auch anders ausgebildet sein.
So ist es bspw. denkbar, dass der Bereich 12 der größten
Beleuchtungsstärke in der horizontalen Nullstellung des Lichtmoduls
nicht auf der Vertikalen, sondern seitlich versetzt dazu angeordnet
ist. Entsprechendes gilt für den ausgeleuchteten Bereich 14 oberhalb
der Helldunkelgrenze 13, der in der horizontalen Nullstellung des
Moduls ebenfalls seitlich versetzt zur Vertikalen angeordnet sein
könnte.
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In 2 ist
ein Beispiel für einen auf der Gegenverkehrsseite angeordneten
Scheinwerfer 2 des Fahrzeugs 1 dargestellt. Der
Scheinwerfer 2 umfasst ein in Lichtaustrittsrichtung 20 offenes
Gehäuse 21. Die Öffnung des Gehäuses 21 ist
durch eine transparente Abdeckscheibe 22 verschlossen.
Die Abdeckscheibe 22 kann bereichsweise mit oder ohne optisch wirksame
Elemente (z. B. Prismen) ausgebildet sein. Sie besteht aus transparentem
Kunststoff oder Glas. Im Inneren des Gehäuses 21 ist
mindestens ein Lichtmodul 23, 24 angeordnet. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Lichtmodule 23, 24 vorgesehen.
Dabei kann das eine Lichtmodul 24 zur Erzeugung einer Grundlichtverteilung,
welche eine besonders breite Ausleuchtung der Fahrbahn vor dem Fahrzeug
bewirkt, und das andere Lichtmodul 23 zur Erzeugung einer
Spotlichtverteilung, die sich in einem zentralen Bereich der Lichtverteilung 10 konzentriert,
ausgebildet sein. Die Grundlichtverteilung erstreckt sich in 9 bspw.
in horizontaler Richtung von –40° bis +40° und
in vertikaler Richtung von –13° bis –1°.
Die Spotlichtverteilung erstreckt sich bspw. von –10° bis
+2° und in vertikaler Richtung von –4° bis –1°.
Selbstverständlich kann insbesondere die Spotlichtverteilung
eine von den beispielhaft angegebenen Werten abweichende Erstreckung
aufweisen. Eine Überlagerung der beiden Teil-Lichtverteilungen
erzeugt die Lichtverteilung 10. Selbstverständlich
kann die in 9 gezeigte Lichtverteilung auch
durch ein einziges Lichtmodul, bspw. das Lichtmodul 23 alleine,
erzeugt werden.
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In 3 ist
ein Beispiel für das Lichtmodul 23 dargestellt.
Das Modul 23 ist als ein Projektionsmodul ausgebildet.
Es weist eine Lichtquelle 30 auf, die bspw. als eine Glühlampe,
eine Gasentladungslampe, eine Lichtauskoppelfläche eines
Lichtleiters oder als mindestens eine Halbleiterlichtquelle (LEDs) ausgebildet
sein kann. Das von der Lichtquelle 30 ausgesandte Licht
wird von einer Primäroptik 31 gebündelt,
die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Reflektor,
vorzugsweise als ein ellipsoidförmiger oder Freiformreflektor,
ausgebildet ist. Selbstverständlich kann sie auch andersartig
ausgebildet sein, bspw. – insbesondere wenn die Lichtquelle
LEDs umfasst – als ein transparentes optisches Element,
welches das ausgesandte Licht mittels Totalreflexion bündelt.
In Lichtaustrittsrichtung 20 nach der Primäroptik 31 ist
eine Blendenanordnung 32 im Strahlengang angeordnet, die
einen Teil des gebündelten Lichts abschattet. Die Blendenanordnung 32 erstreckt
sich in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene senkrecht zu einer
optischen Achse 33 des Moduls 23 und unterhalb
der optischen Achse 33. In Lichtaustrittsrichtung 20 nach
der Blendenanordnung 32 ist eine Sekundäroptik 34 im
Strahlengang angeordnet, die in der dargestellten Ausführungsform
als eine Projektionslinse ausgebildet ist. Die Linse 34 ist mittels
eines Halterahmens 35 am vorderen Rand des Reflektors 31 befestigt.
Die Projektionslinse 34 projiziert das an der Blendenanordnung 32 vorbei
gelangte Licht auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug 1. Dabei
wird eine Oberkante 36 der Blendenanordnung 32 als
Helldunkelgrenze 13 auf die Fahrbahn projiziert. Die Oberkante 36 weist
einen der Helldunkelgrenze 13 entsprechenden Verlauf auf.
Zur Realisierung einer dynamischen Kurvenlichtfunktion ist das gesamte
Projektionsmodul 23 um eine vertikale Drehachse 37 verschwenkbar.
Selbstverständlich kann die Kurvenlichtfunktion auch erzielt
werden, indem lediglich Teile des Moduls 23, bspw. die
Linse 34, verschwenkt werden.
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Ein
Beispiel für die Ausgestaltung der Blendenanordnung 32 ist
in den 7a und 7b dargestellt.
Die Blendenanordnung 32 umfasst mehrere Blendenelemente 40, 41.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich
zwei Blendenelemente 40, 41 vorgesehen. Diese
erstrecken sich in einer im Wesentlichen quer zur optischen Achse 33 des Lichtmoduls 23 verlaufenden
vertikalen Ebene. Die Blendenelemente sind um eine im Wesentlichen
parallel zur optischen Achse 33 verlaufende Drehachse 42 bewegbar
gelagert. Jedes Blendenelement 40, 41 verfügt über
eine Führungskulisse 43, 44, die vorzugsweise
unterschiedlich ausgebildet sind. In die Kulissen 43, 44 greift
ein Führungsstift 45 eines Aktors 46 ein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Führungsstift 45 exzentrisch
an einem um eine Drehachse 47 drehbaren Rad 48 angeordnet.
Die Drehachse 47 verlauft vorzugsweise parallel zu der Drehachse 42 der
Blendenelemente 40, 41 und zu der optischen Achse 33 des
Lichtmoduls 23. Die Blendenelemente 40, 41 weisen
Oberkanten 49, 50 mit vorzugsweise unterschiedlichen
Konturen auf.
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Durch
Betätigung des Aktors 46 wird der Führungsstift 45 in
den Kulissen 43, 44 bewegt. Da die Drehachsen 42, 48 feststehen,
führt eine Bewegung des Stifts 45 in den Kulissen 43, 44 zu
einer Verschwenkbewegung 51 der Blendenelemente 40, 41 um
die Drehachse 42. Die im Strahlengang angeordnete wirksame
Oberkante der gesamten Blendenanordnung 32 ergibt sich
aus einer Überlagerung der Oberkanten 49, 50 der
beiden Blendenelemente 40, 41. Durch Bewegen des
Stifts 45 in den Kulissen 43, 44 kann
der Verlauf der wirksamen Oberkante der Blendenanordnung 32 variiert
werden. In der in 7a dargestellten Stellung der
Blendenelemente 40, 41 relativ zueinander wird
die wirksame Oberkante alleine durch die Oberkante 49 des
Blendenelements 40 gebildet, da die Oberkante 50 des
anderen Blendenelements 41 vollständig von dem
Element 40 verdeckt wird.
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In
der Oberkante 49 des Blendenelements 40 ist ein
Schlitz 52 ausgebildet, der zur Erzeugung des oberhalb
der Helldunkelgrenze 13 angeordneten ausgeleuchteten Bereichs 14 der
Lichtverteilung 10 dient. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird der Bereich 14 allein durch den Schlitz 52 in
der Oberkante 49 erzeugt. Es wäre jedoch auch
denkbar, dass der Bereich 14 durch ein Zusammenwirken beider
Oberkanten 49, 50 der Blendenelemente 40, 41 erzeugt
wird. Durch Anheben des Blendenelements 41 relativ zum
Blendenelement 40 könnte bspw. die Oberkante 50 über
einen im Wesentlichen horizontalen Bodenabschnitt 52' des
Schlitzes 52 hinaus angehoben werden, so dass die Oberkante 50 die
Höhe h des ausgeleuchteten Bereichs 14 oberhalb
der Helldunkelgrenze 13 bestimmt. Damit ließe
sich auch eine dynamische Variation der Höhe h des Bereichs 14 erzielen.
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Durch
Verschwenken des Lichtmoduls 23
oder von Teilen davon um
die vertikale Schwenkachse 37 kann der Bereich 14 oberhalb
der Helldunkelgrenze 13 der Lichtverteilung 10 in
horizontaler Richtung verschwenkt werden. Damit kann der ausgeleuchtete
Bereich 14 gezielt auf vor dem Fahrzeug 1 detektierte
Objekte gerichtet werden. Die Aufmerksamkeit des Fahrers wird dadurch
besonders stark auf die potentiell gefährdenden Objekte
gerichtet. Die detektierten Objekte werden also in der real existierenden
Umwelt hervorgehoben und nicht auf irgend einer Darstellung (z.
B. auf einem Bildschirm) oder Projektion (z. B. auf der Windschutzscheibe
oder einem transparenten Körper im Blickfeld des Fahrers) der
Umwelt. Der Fahrer kann seine gesamte Aufmerksamkeit stets auf die
Fahrbahn vor seinem Fahrzeug 1 richten und muss die Augen
nicht abwenden, um auf Bildschirme, Projektionen oder Warnleuchten zu
sehen. Durch die vorliegende Erfindung ergibt sich somit ein entscheidender
Sicherheitsgewinn für den Fahrer sowie die detektierten
Objekte, ohne dass dadurch andere Verkehrsteilnehmer geblendet oder
auf andere Weise gefährdet werden.
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In 4 ist
ein weiteres Beispiel für das Lichtmodul 23 dargestellt.
Das Modul 23 weist große Ähnlichkeit
zu dem in 3 gezeigten Modul auf. Entsprechende
Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden.
Das Modul 23 aus 4 unterscheidet
sich von dem in 3 gezeigten insbesondere durch
die Ausgestaltung und Funktionsweise der Blendenanordnung 32'.
Die Blendenanordnung 32' ist als eine Freiformwalze ausgebildet, auf
deren Mantelfläche verschiedene Oberkanten 36' mit
unterschiedlichen Konturverläufen ausgebildet sind. Die
Walze ist um eine quer zur optischen Achse 33 des Lichtmoduls 23 und
in etwa horizontal verlaufende Drehachse 38 drehbar. Zur
Ausführung der Drehbewegung der Walze 32' ist
ein Aktor 39 umfassend einen Elektromotor 39',
insbesondere einen Schrittmotor, einen von diesem angetriebenes Schneckenrad 39'' sowie
ein von dem Schneckenrad angetriebenes Zahnrad 39''', welches
drehfest mit der Walze 32' in Verbindung steht. Durch Drehen
der Blendenanordnung 32' kann eine der Oberkanten 36' als
wirksame Oberkante in den Strahlengang des Moduls 23 bewegt
werden. Die wirksame Oberkante 36' wird dann von der Projektionslinse 34 als
Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug projiziert.
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Mit
dem Bezugszeichen 32'' ist in 4 eine symbolische
Darstellung der Freiformwalze 32' zur Veranschaulichung
von deren Funktionsweise wiedergegeben. In dem Beispiel sind auf
der Mantelfläche der Walze 32'' vier verschiedene
Blendenelemente mit Oberkanten 36'' mit unterschiedlichen Konturverläufen
angeordnet. Die einzelnen Blendenelemente bzw. deren Oberkanten 36'' haben
in Umfangsrichtung einen Abstand von etwa 90° zueinander.
Zur vereinfachten Darstellung weisen die Oberkanten 36'' der
symbolischen Darstellung der Walze 32'' alle einen horizontalen
Verlauf auf. Mit einem solchen könnte eine symmetrische
Helldunkelgrenze erzeugt werden. Tatsächlich können
die Oberkanten 36'' auch einen anderen Verlauf, bspw. zur
Erzeugung einer asymmetrischen Helldunkelgrenze, aufweisen. Ein
solches Ausführungsbeispiel einer Freiformwalze 32'' ist
bspw. in 6 dargestellt.
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In 6 sind
die einzelnen Blendenelemente mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet.
Diese können – in Abweichung von der dargestellten
Ausführungsform – auch integraler Bestandteil
des Walzenkörpers 61 sein. Sie weisen Oberkanten 36' mit
unterschiedlichen Konturverläufen auf. Das in 6 nach
unten gerichtete Blendenelement 60 dient zur Erzeugung
einer herkömmlichen Abblendlichtverteilung mit asymmetrischer
Helldunkelgrenze, wie sie in Europa üblich ist. Deshalb
weist das untere Blendenelement einen horizontalen Abschnitt auf
der linken Seite und auf der rechten Seite einen in einem Winkel von
etwa 15° abfallenden Abschnitt auf. Das nach oben gerichtete
Blendenelement 60 ist im Strahlengang des Lichtmoduls 23 aus 4 angeordnet
und bildet deshalb die sog. wirksame Oberkante 36'. Die Oberkante 36' des
oberen Blendenelements 60 ist zur Erzeugung der in 9 dargestellten
Lichtverteilung ausgebildet. Insbesondere erzeugt der im Wesentlichen
horizontale Verlauf der Oberkante 36' die symmetrische
Helldunkelgrenze 13 der Lichtverteilung 10. Zudem
ist ein Schlitz 62 in Verlauf der Oberkante 36' eingebracht, der
zur Erzeugung des ausgeleuchteten Bereichs 14 oberhalb
der Helldunkelgrenze 13 dient.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel für ein Lichtmodul 23 ist
in 5 in einer Ansicht von vorne, das heißt
entgegen der Lichtaustrittsrichtung 20, gezeigt. Dieses
Modul 23 umfasst eine Kombination aus Reflexions- und Projektionsmodul.
Als Lichtquellen kommen LEDs 70, 71 zum Einsatz.
Diese sind auf einem Kühlkörper 72 angeordnet.
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Auf
der Oberseite und der Unterseite des Kühlkörpers 72 sind
erste LEDs 70 angeordnet. Das von diesen ausgesandte Licht
wird durch Primäroptiken in Form von Halbschalenreflektoren 73 in Lichtaustrittsrichtung 20 reflektiert.
Die LEDs 70 und die Reflektoren 73 bilden ein
Reflexionsmodul des Lichtmoduls 23. Das Reflexionsmodul
kann eine breite Grundlichtverteilung erzeugen, die ähnlich
oder gleich der von dem zweiten Lichtmodul 24 des Scheinwerfers 2 erzeugten
Lichtverteilung ist.
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Auf
der Vorderseite des Kühlkörpers 72 sind weitere
LEDs 71 angeordnet. Das von diesen ausgesandte Licht wird
durch eine Primäroptik in Form von Vorsatzoptiken 74 aus
einem transparenten Material mit totalreflektierenden Eigenschaften
gebündelt. Das gebündelte Licht wird von einer
Sekundäroptik in Form einer Projektionslinse 75 in
Lichtaustrittsrichtung 20 projiziert. Die LEDs 71,
die Vorsatzoptiken 74 und die Linse 75 bilden
ein Projektionsmodul des Lichtmoduls 23. Das Projektionsmodul
kann eine Spotlichtverteilung erzeugen. Eine Überlagerung
der Grundlichtverteilung des Reflexionsmoduls und der Spotlichtverteilung
ergeben die gewünschte resultierende Lichtverteilung des
Moduls 23.
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Im
Strahlengang des Reflexions- und/oder des Projektionsmoduls ist
eine Blendenanordnung zur Realisierung einer wirksamen Oberkante
vorgesehen, welche zur Erzeugung einer abgeblendeten Lichtverteilung 10 mit
symmetrischer oder asymmetrischer Helldunkelgrenze 13 mit
einem oberhalb der Helldunkelgrenze 13 angeordneten ausgeleuchteten Bereich 14 geeignet
ist. Das gesamte Modul 23 oder Teile davon, bspw. die Projektionslinse 75,
können um die vertikale Drehachse 37 verschwenkt
werden, damit der ausgeleuchtete Bereich 14 in horizontaler Richtung
verschwenkt und gezielt auf vor dem Fahrzeug 1 detektierte
Objekte gerichtet werden kann.
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Wie
man anhand der in 6 gezeigten Blendenanordnung
in Form der Freiformwalze 32' erkennen kann, gibt es auf
der Mantelfläche des Walzenkörpers 61 nur
einen beschränkten Platz für die verschiedenen
Blendenelemente 60. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind vier Blendenelemente 60 auf der Umfangsfläche
der Walze 32' angeordnet. In der Praxis können
etwa bis zu fünf oder sechs Blendenelemente 60 angeordnet
werden, ohne dass die Erzeugung der Lichtverteilung durch die wirksame
Oberkante 36' eines Blendenelements 60 durch benachbarte
Blendenelemente 60 gestört wird. Das bedeutet
also, dass mit der Blendenanordnung 32' maximal sechs verschiedene
Lichtverteilungen erzeugt werden können. Dies sind in der
Praxis bspw. herkömmliches asymmetrisches Abblendlicht, Landstraßenlicht,
Teilfernlicht und Fernlicht. Zusätzliche Oberkantenkonturen
für weitere adaptive Funktionen wie Autobahnlicht oder
Stadtlicht, können zusätzlich vorgesehen werden.
Zwischen den verschiedenen Lichtfunktionen kann je nach Verkehrsaufkommen
vor dem Fahrzeug und/oder Umweltbedingungen im Umfeld des Fahrzeugs
automatisch umgeschaltet werden. Für automatisches Fernlicht
darf sich kein anderes Fahrzeug im Verkehrsraum vor dem Fahrzeug
im Erfassungsbereich der Kamera 5 befinden. Sobald ein
Fahrzeug im Bildbereich der Kamera 5 auftaucht, muss die
Ausleuchtung im Fernlichtbereich in Richtung dieser Fahrzeuge auf
das Abblendlichtniveau reduziert werden, um keine übermäßige
Blendung zu erzeugen. Dies kann mittels einer Teilfernlichtfunktion
erfolgen.
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Eine
auf einem vor dem Fahrzeug 1 angeordneten Messschirm abgebildete
Teilfernlichtverteilung ist beispielhaft in 8 dargestellt.
Der Scheinwerfer 3 auf der eigenen Verkehrsseite erzeugt
eine Teilfernlichtverteilung 80 auf der eigenen Verkehrsseite.
Die Verteilung 80 erstreckt sich auf der Gegenverkehrsseite
unterhalb einer im Wesentlichen horizontalen Helldunkelgrenze 81 bei
etwa –0,3°. Die Helldunkelgrenze 81 erstreckt
sich vom äußeren Fahrbahnrand der Gegenverkehrsseite
bis etwa 2° auf der eigenen Verkehrsseite. Dort geht sie
dann über in eine im Wesentlichen vertikale Helldunkelgrenze 82,
wobei sich die Teilfernlichtverteilung 80 rechts davon
erstreckt. Der Übergang von der horizontalen Helldunkelgrenze 81 zu
der vertikalen Helldunkelgrenze 82 rechtwinklig, kurvig
oder auf andere Weise, bspw. mittels einer Schräge 83,
erfolgen. Durch die Teilfernlichtverteilung 80 wird die
eigene Verkehrsseite nach Art eines Fernlichts und die Gegenverkehrsseite
nach Art eines Abblendlichts ausgeleuchtet. Sie wird aktiviert,
wenn keine vorausfahrende, sondern lediglich entgegenkommende Fahrzeuge
erkannt wurden.
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In
entsprechender Weise arbeitet die Teilfernlichtverteilung 84 auf
der Gegenverkehrsseite, die von dem anderen auf der Gegenverkehrsseite des
Fahrzeugs 1 angeordneten Scheinwerfer 2 erzeugt
wird. Die Verteilung 84 wird durch eine horizontale Helldunkelgrenze 85 bei
etwa –0,3° in vertikaler Richtung und eine im
Wesentlichen vertikale Helldunkelgrenze 86 bei etwa –2° in
horizontaler Richtung begrenzt und leuchtet die Gegenverkehrsseite
nach Art eines Fernlichts und die eigene Verkehrsseite nach Art
eines Abblendlichts aus. Die Teilfernlichtverteilung 84 wird üblicherweise
aktiviert, wenn zwar vorausfahrende, aber keine entgegenkommenden Fahrzeuge
erkannt wurden. In der Praxis wird die Teilfernlichtverteilung 84 auf
der Gegenverkehrsseite seltener aktiviert. Wenn die horizontale
Ausrichtung sowie die Breite des Teilfernlichts variiert werden können,
kann das Teilfernlicht auch bei vorausfahrenden oder entgegenkommenden
Verkehrsteilnehmern aktiviert werden, wobei das Teilfernlicht dann
so eingestellt werden muss, dass ein Schattenbereich der Lichtverteilung
genau die vorausfahrenden und/oder entgegenkommenden Verkehrsteilnehmer abdeckt.
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Falls
für ein weiteres Blendenelement 60 zur Erzeugung
der weiteren Lichtfunktion in Form der abgeblendeten Lichtverteilung 10 mit
oberhalb der Helldunkelgrenze 13 angeordnetem ausgeleuchtetem Bereich 14 auf
der Mantelfläche des Walzenkörpers 61 kein
Platz besteht, kann ein Blendenelement 60 für
eine vorhandene Lichtfunktion durch das Blendenelement 60 zur
Erzeugung der weiteren Lichtfunktion ersetzt werden. Dabei bietet es
sich an, das Blendenelement 60 des Lichtmoduls 23 des
Scheinwerfers 2 auf der Gegenverkehrsseite, das zur Realisierung
einer wirksamen Oberkante 36' zur Erzeugung der Teilfernlichtverteilung 84 auf
der Gegenverkehrsseite ausgebildet ist, durch das Blendenelement 60 zur
Erzeugung der abgeblendeten Lichtverteilung 10
mit oberhalb
der Helldunkelgrenze 13 angeordnetem ausgeleuchtetem Bereich 14 zu
ersetzen.
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Entsprechende
Platzprobleme können sich auch bei einer Blendenanordnung 32 nach 7a, 7b ergeben,
da die wirksame Oberkante 36 der Blendenanordnung 32 möglichst
in einem Brennpunkt des Reflektors 31 angeordnet sein sollte,
was bei einer Vielzahl von in Richtung der optischen Achse 33 des
Lichtmoduls 23 hintereinander angeordneten einzelnen Blendenelementen 40, 41 immer schwieriger
wird. Aus diesem Grund kann auch hier Abhilfe geschafft werden,
indem die Blendenelemente 40, 41 und gegebenenfalls
weitere Blendenelemente so ausgebildet werden, dass sie – in
einer entsprechenden Position des Führungsstifts 45 in
den Kulissenführungen 43, 44 statt eines
Teilfernlichts auf der Gegenverkehrsseite, die abgeblendete Lichtverteilung 10 mit
dem oberhalb der Helldunkelgrenze 13 angeordneten ausgeleuchteten
Bereich 14 erzeugen können.
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Das
bevorzugte Scheinwerfersystem des Fahrzeugs 1 umfasst also
den Scheinwerfer 2 auf der Gegenverkehrsseite, dessen eines
Lichtmodul 23 eine Blendenanordnung 32, 32' zur
Erzeugung einer adaptiven Lichtverteilung aufweist. Die Blendenanordnung 32, 32' ist
derart ausgebildet, dass sie zumindest herkömmliches asymmetrisches
Abblendlicht, Landstraßenlicht, Fernlicht und die abgeblendete
Lichtverteilung 10 mit dem oberhalb der Helldunkelgrenze 13 angeordneten
ausgeleuchteten Bereich 14 erzeugen kann. Zusätzlich
kann sie noch Autobahn- oder Stadtlicht erzeugen. Die Teilfernlichtverteilung 84 auf
der Gegenverkehrsseite kann der Scheinwerfer 2 also nicht
erzeugen. Der Scheinwerfer 3 auf der eigenen Verkehrsseite
weist ebenfalls ein Lichtmodul mit einer Blendenanordnung zur Erzeugung
einer adaptiven Lichtverteilung auf.
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Allerdings
ist die Blendenanordnung derart ausgebildet, dass sie zumindest
herkömmliches asymmetrisches Abblendlicht, Landstraßenlicht, Fernlicht
und eine Teilfernlichtverteilung 80 auf der eigenen Verkehrsseite
erzeugen kann. Zusätzlich kann sie noch Autobahn- oder
Stadtlicht erzeugen. Die abgeblendete Lichtverteilung 10 mit
dem oberhalb der Helldunkelgrenze 13 angeordneten ausgeleuchteten Bereich 14 wird
von dem Scheinwerfer 3 nicht erzeugt.
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Selbstverständlich
ist es jedoch denkbar, dass beide Scheinwerfer 2, 3 des
Fahrzeugs 1 die abgeblendete Lichtverteilung 10 mit
dem oberhalb der Helldunkelgrenze 13 angeordneten ausgeleuchteten
Bereich 14 erzeugen können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102007050348
A1 [0004]
- - DE 10321435 A1 [0007]
