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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Scheinwerfer ist aus der
DE 10 2009 008 418 A1 bekannt. Solche Scheinwerfer weisen eine im Vergleich zur Strahlung einer Glühlampe quasi-monochromatische Infrarotstrahlung emittierende Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle auf. Die
DE 102 30 639 A1 betrifft im Übrigen eine Verminderung eines Roteindrucks bei einem mit einer Gasentladungslampe oder einer Halogenlampe arbeitenden Infrarotstrahler. Ein Infrarotscheinwerfer, der eine Halogenlampe als Infrarotstrahler besitzt, ist auch aus der
DE 103 01 829 A1 bekannt.
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Scheinwerfer dieser Art werden für Nachtsichtsysteme verwendet. Dabei nimmt ein Detektor Infrarotstrahlung aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs auf. Eine Signalverarbeitung erstellt aus der aufgenommenen Infrarotstrahlung, die für den menschlichen Sehsinn nicht wahrnehmbar ist, ein Bild der Umgebung und stellt es in für den menschlichen Sehsinn wahrnehmbarer Weise dar. Der Detektor ist zum Beispiel eine im Fahrzeug montierte Infrarotkamera. Die Darstellung erfolgt zum Beispiel auf einem Flüssigkristallbildschirm oder durch eine Projektion auf die Windschutzscheibe im Sichtfeld des Fahrers. Bei Nachtsichtsystemen für Kraftfahrzeuge kommen sowohl aktive als auch passive Systeme zum Einsatz. Während passive Systeme die Wärmestrahlung von Objekten im Erfassungsbereich des Detektors auswerten, benötigen aktive Systeme einen Infrarotstrahler, der Infrarotstrahlung in den Erfassungsbereich des Detektors ausstrahlt. Der eingangs genannte Scheinwerfer stellt ein Beispiel eines solchen Infrarotstrahlers dar. Der Detektor empfängt in diesem Fall Strahlung des Infrarotstrahlers, die von Objekten im Erfassungsbereich des Detektors reflektiert wird.
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Für die Realisierung von Infrarotstrahlern sind aus der
DE 20 2006 0003 508 U1 Projektionssysteme bekannt, die mit Gasentladungslampen oder mit Halogenlampen als Infrarotstrahlungsquellen arbeiten. Der in diesem Fall unter Umständen störende Anteil des sichtbaren Lichtes wird bei bekannten Infrarotstrahlern mit einem optischen Filter ausgefiltert, das im Wesentlichen nur die infrarote Strahlung passieren lässt.
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Darüber hinaus sind auch Halbleiter-Infrarotstrahlungsquellen bekannt, die quasi-monochromatische Infrarotstrahlung emittieren und daher einen Verzicht auf optische Filter erlauben. Beim Einsatz von Halbleiter-Infrarotstrahlungsquellen werden bevorzugt Reflexionssysteme verwendet, um die von den Halbleiter-Infrarotstrahlungsquellen emittierte Infrarotstrahlung in eine gewünschte Strahlungsverteilung zu überführen.
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Bei Reflexionssystemen mit Halbleiter-Infrarotstrahlungsquellen spiegeln diese sich im Reflektor und sind daher zusammen mit ihrem engeren technischen Umfeld wie Montageträgern und/oder Halterungen und/oder elektrischen Anschlüssen für einen außen stehenden Betrachter häufig sichtbar, was aus gestalterischen Gesichtspunkten unerwünscht ist. In abgemilderter Form gilt das auch für Projektionssysteme, bei denen eine abbildende Optik in Form einer Linse zwischen der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle und dem Betrachter liegt.
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Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers der eingangs genannten Art, der die aus gestalterischen Gründen unerwünschte Sichtbarkeit der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle und der sie umgebenden technischen Merkmale vermindert, ohne die Funktion als Infrarotscheinwerfer oder die Funktion als Infrarotscheinwerfermodul in einem noch weitere Lichtmodule aufweisenden Scheinwerfer zu stören.
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Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Nach dem unabhängigen Anspruch 1 weist der erfindungsgemäße Scheinwerfer insbesondere eine Abdeckung auf, die aus einem Material hergestellt ist, das aus einem sichtbares Licht absorbierenden Kunststoff besteht, der für Infrarotstrahlung transparent ist.
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Diese Lösung vermindert einen Einfall von sichtbarem Licht auf die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle durch Absorption dieses Lichtes. Prinzipiell kann es sich bei einfallendem sichtbarem Licht um von außerhalb des Scheinwerfers aus der Umgebung einfallendes Licht wie Tageslicht oder das Licht künstlicher Lichtquellen aus der Umgebung handeln, wie zum Beispiel um das Licht von Straßenlaternen handeln.
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Das einfallende Licht kann an der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle reflektiert werden und wieder nach außen gelangen, was zu der unerwünschten Sichtbarkeit der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle führen kann. Darüber hinaus kann das von innerhalb des Scheinwerfers benachbarten Lichtmodulen einfallende und an der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle reflektierte Streulicht die gewünschte Lichtverteilung der benachbarten Lichtmodule stören.
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Diese unerwünschten Effekte werden durch die Abdeckung vermindert, so dass die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle für einen Betrachter gewissermaßen versteckt, d.h. weniger leicht sichtbar und erkennbar angeordnet ist.
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Die Verminderung erfolgt durch eine vergleichsweise hohe Absorption von sichtbarem Licht, die verhindert, dass einfallendes Licht in das Vorfeld des Scheinwerfers reflektiert wird.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung eine zusätzliche Farbscheibe ist, die zwischen einer eine Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers abdeckenden Abdeckscheibe auf der einen Seite und einem die Infrarotstrahlungsquelle und wenigstens einem Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle bündelndem optischen Element auf der anderen Seite angeordnet ist. Das optische Element kann ein Reflektor oder eine Sekundäroptik in Form einer Projektionslinse sein. Mit dieser Ausgestaltung geht der Vorteil einher, dass sie durch eine zusätzliche, im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts farbig transparente Farbscheibe realisiert sein kann, die preiswert ist und die sich ohne große konstruktive Änderungen bestehender Systeme bei der Fertigung erfindungsgemäßer Scheinwerfer ergänzen lässt. Diese Lösung ist daher einfach und kostengünstig.
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Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Scheinwerfer einen die Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle bündelnden Reflektor aufweist und die Abdeckung eine zusätzliche Farbscheibe ist, die zwischen der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle und einer Infrarotstrahlung reflektierenden Fläche des Reflektors angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Verminderung des Einfalls des sichtbaren Lichtes besonders platzsparend realisiert, da die Abdeckung bei dieser Ausgestaltung keinen zusätzlichen Bauraum erfordert.
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Obwohl sich diese Abdeckung nicht zwischen der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle und dem Außenraum befindet, wird der Großteil des Lichtes, das auf die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle einfallen könnte, auf den Reflektor treffen und dort absorbiert und/oder von der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle wegreflektiert werden, wodurch sich eine Abdeckungsfunktion ergibt. Im Folgenden wird unter einer Abdeckung jedes optische Element verstanden, das einen Einfall von Licht auf die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle vermindert, ohne die Propagation der Infrarotstrahlung entscheidend zu stören.
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Bevorzugt ist auch, dass die Abdeckung die Form des Reflektors besitzt, weil dies ebenfalls keinen zusätzlichen Bauraum erfordert und besondere gestalterische Effekte erlaubt, zum Beispiel in Form eines farbig oder schwarz wirkenden Reflektors.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Abdeckung eine selbsttragende Struktur, die auf ihrer der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle abgewandten Seite mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht beschichtet ist. Dabei ist die Abdeckung bevorzugt so ausgestaltet, dass ihre vergleichsweise geringe Transmission mit einer erhöhten Absorption und nicht etwa mit einer erhöhten Reflexion von sichtbarem Licht einhergeht. Alternativ oder ergänzend ist die reflektierende Schicht so ausgestaltet, dass sie sichtbares Licht hindurchtreten lässt. Durch die selbsttragende Struktur wird eine Mehrfachnutzung der Reflektorstruktur erzielt, die zu einer Verringerung der Zahl der Bauteile und/oder Arbeits- und Verfahrensschritte bei der Herstellung solcher Scheinwerfer führt.
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Bevorzugt ist auch, dass die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht aus Gold oder Silber oder Aluminium besteht oder Gold oder Silber oder Aluminium als Bestandteil aufweist, weil dies jeweils zu besonders guten Reflexionsgraden für die Infrarotstrahlung führt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abdeckung alternativ oder ergänzend als Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle bündelnde Vorsatzoptik aus Infrarotstrahlung transmittierendem Material realisiert ist, bei der die Bündelung wenigstens zum Teil auf internen Totalreflexionen der in der Vorsatzoptik propagierenden Infrarotstrahlung basiert. Durch diese Vorsatzoptik kann die angestrebte Wirkung erzielt werden, ohne dass dazu der in der Regel silbrig glänzende Reflektor großflächig farbig oder schwarz erscheint. Damit liefert diese Ausgestaltung weitere gestalterische Freiheitsgrade.
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Bevorzugt ist auch, dass die Abdeckung eine Projektionslinse eines Projektionssystems ist, die von einer Primäroptik gebündelte Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle, oder die von der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle ausgehende Infrarotstrahlung in ein Vorfeld des Scheinwerfers richtet. Durch das als Folge farbige oder schwarze Erscheinungsbild der zumeist runden Projektionslinse ergibt auch diese Ausgestaltung neue gestalterische Freiheitsgrade.
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Erfindungsgemäß besteht die Abdeckung aus einem Material, das die im Anspruch 1 genannten Transmissionseigenschaften aufweist. Dadurch, dass die Zusammensetzung des einzigen Materials, aus dem die Abdeckung besteht, homogen ist, lässt sich die Abdeckung jeweils in einem einzigen formgebenden Verfahrensschritt herstellen.
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Eine alternativ bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Abdeckung aus einer Beschichtung einer für sichtbares Licht transparenten Struktur mit einem Material besteht, das die im Anspruch 1 genannten Transmissionseigenschaften aufweist.
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Die Beschichtung hat den Vorteil, dass sie auch bei einer solchen Struktur, die eine unterschiedliche Dicke aufweist, zum Beispiel bei einer Linse, mit gleicher Schichtdicke oder jedenfalls mit größerer Unabhängigkeit der Schichtdicke von der Geometrie der Struktur erzeugt werden kann. Dies liefert weitere gestalterische Freiheitsgrade. Zum Beispiel können unerwünschte Farbeffekte, die sich durch eine farbige Linse mit nach außen abnehmender Dicke ergeben, vermieden oder verringert werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
- 2 einen Schnitt durch den Scheinwerfer aus der 1;
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung mit einer Farbscheibe vor einem Infrarotstrahlungsmodul;
- 4 eine Ausgestaltung mit einer innerhalb eines Infrarotstrahlungsmoduls angeordneten Farbscheibe;
- 5 eine Ausgestaltung mit einer Abdeckscheibe, die einen Randbereich des Reflektors nicht abdeckt;
- 6 eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung eine selbsttragende Struktur ist;
- 7 eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung als Vorsatzoptik realisiert ist;
- 8 eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung eine Projektionslinse eines Projektionssystems ist; und
- 9 eine Ausgestaltung mit einer Abdeckung aus, die für infrarote Strahlung einen vergleichsweise höheren Reflexionsgrad als für sichtbares Licht aufweist.
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Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche oder zumindest ihrer Hauptfunktion nach gleiche Elemente.
Im Einzelnen zeigt die 1 eine Draufsicht auf einen rechten Scheinwerfer 10 eines Kraftfahrzeuges 12 in einer aufgeschnittenen und stark schematisierten Form. Der Pfeil 14 repräsentiert die Vorwärtsfahrrichtung des Kraftfahrzeuges 12. In der dargestellten Ausgestaltung weist der Scheinwerfer 10 ein erstes Lichtmodul 16 auf, das dazu eingerichtet ist, die Fahrbahn vor dem Fahrzeug 12 mit sichtbarem Licht zu beleuchten.
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In der dargestellten Ausgestaltung ist das erste Lichtmodul 16 als sogenanntes Projektionssystem realisiert. Ein solches Projektionssystem weist allgemein eine Lichtquelle 18, eine Primäroptik 20 und eine abbildende Sekundäroptik 22 auf. Die Lichtquelle 18 ist in einem Brennpunkt der Primäroptik 20 angeordnet, die zum Beispiel als Polyellipsoid- oder Freiform-Reflektor realisiert ist, der Licht 24 der Lichtquelle 18 in einen zweiten Brennpunkt 26 der Primäroptik 20 bündelt. Der zweite Brennpunkt der Primäroptik 20 liegt in der Regel in der Brennebene der zum Beispiel als Projektionslinse realisierten Abbildungsoptik 22. Eine gegebenenfalls in das im zweiten Brennpunkt 26 konzentrierte Lichtbündel eingebrachte Blendenkante wird durch die Abbildungsoptik 22 seitenverkehrt und auf dem Kopf stehend als Helldunkelgrenze in die auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug 12 erzeugte Lichtverteilung abgebildet.
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Ein zweites Lichtmodul 28 weist in der dargestellten Ausgestaltung eine zweite Lichtquelle 30 und ein optisches Element 32 auf, das dazu eingerichtet ist, das Licht der Lichtquelle 30 zu sammeln und in die Kraftfahrzeugumgebung zu verteilen. Das zweite Lichtmodul 28 ist zum Beispiel ein Blinkleuchtenmodul.
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Darüber hinaus weist der Scheinwerfer 10 ein Infrarotstrahlungsmodul 34 auf, das dazu eingerichtet ist, eine Infrarotstrahlungsverteilung im Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug zu erzeugen. Dazu weist das Infrarotstrahlungsmodul 34 wenigstens eine Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 und ein optisches Element 38 auf, das dazu eingerichtet ist, Infrarotstrahlung 40 der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 aufzunehmen, zu bündeln und in das Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug 12 zu richten. In der Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt ist, ist das optische Element 38 ein Reflektor.
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Eine Abdeckung 42 ist im Scheinwerfer 10 so angeordnet, dass sie einen Einfall von sichtbarem Licht 44, 46 und 48 auf die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 vermindert. Die Abdeckung 42 weist für Infrarotstrahlung 40 einen vergleichsweise höheren Transmissionsgrad als für sichtbares Licht 44, 46, 48 auf.
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Eine solche Abdeckung besteht aus einem sichtbares Licht absorbierenden Kunststoff, der für Infrarotstrahlung transparent ist. Solche Kunststoffe sind zum Beispiel von Infrarotfernbedienungen bekannt, deren Infrarotmodul hinter einer schwarz erscheinenden Abdeckung liegt. Je nach ihren Reflexions-, Absorptions- und Transmissionseigenschaften für sichtbares Licht erscheint eine solche Abdeckung entweder schwarz oder farbig.
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Die Lichtmodule 16 und 28 sind zusammen mit dem Infrarotstrahlungsmodul 34 innerhalb eines Gehäuses 50 des Scheinwerfers 10 angeordnet. Das Gehäuse 50 weist eine in die Vorwärtsfahrrichtung 14 gerichtete Lichtaustrittsöffnung auf, die von einer für sichtbares Licht und für Infrarotstrahlung transparenten Abdeckscheibe 52 abgedeckt wird.
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Das auf das Infrarotstrahlungsmodul 34 einfallende sichtbare Licht 44 stammt aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs 12. Es handelt sich dabei zum Beispiel um Tageslicht. Die ebenfalls auf das Infrarotstrahlungsmodul 36 einfallenden Lichtstrahlen 46 und 48 repräsentieren im Scheinwerfer 10 vagabundierende Lichtstrahlen, die von den sichtbares Licht abgebenden Lichtmodulen 16 und 28 ausgehen und durch unerwünschte Reflexionen an der Abdeckscheibe 52 oder an Innenwänden des Gehäuses 50 oder an sonstigen, im Inneren des Scheinwerfers 10 angeordneten Blenden und Rahmen oder sonstigen Elementen umgelenkt werden und auf das Infrarotstrahlungsmodul 34 einfallen. Durch die genannten Transmissionseigenschaften der Abdeckung 42 gelangt weder das von außen einfallende Licht 44 noch das innerhalb des Scheinwerfers 10 vagabundierende Streulicht 46, 48 zur Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36.
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Die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 emittiert ihrerseits quasi-monochromatische Infrarotstrahlung, die keine oder nur verschwindend kleine Anteile von sichtbarem Licht aufweist. Insgesamt geht daher von der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 kein sichtbares Licht aus. Aus diesem Grund ist die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 für einen Betrachter, der sich zum Beispiel im Vorfeld des Scheinwerfers 10 vor dem Kraftfahrzeug 12 befindet und in den Scheinwerfer 10 hineinblickt, nicht erkennbar.
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Ein solcher Betrachter nimmt anstelle der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 lediglich die Abdeckung 42 wahr, die je nach ihren Transmissionseigenschaften für sichtbares Licht entweder schwarz oder farbig erscheint. Die Abdeckung 42 erscheint dann schwarz, wenn ihr Transmissionsgrad für den gesamten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes gleich oder nahe bei Null ist. Dabei wird unter einem sehr niedrigen Transmissionsgrad ein Transmissionsgrad verstanden, der kleiner als 25% ist. Die Abdeckung 42 erscheint dann farbig, wenn ihr Transmissionsgrad für sichtbares Licht mit einer ihrer Farbe entsprechenden Wellenlänge höher ist und insbesondere höher als 80% ist.
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Die Abdeckung 42 besteht aus transparentem Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat mit beigemischten Farbstoffen. Außer der für Scheinwerfer nicht zugelassenen Farbe Rot können dabei sämtliche Farben für die farbige Ausgestaltung einer Abdeckung 42 verwendet werden, so dass sich ein entsprechend großer gestalterischer Spielraum für das Design des Scheinwerfers 10 ergibt. Die vorgestellte Erfindung erlaubt zum Beispiel die Anpassung des farblichen Erscheinungsbildes des Infrarotstrahlungsmoduls 34 an die Außenfarbe des Fahrzeugs 12, solange diese nicht rot ist.
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Die 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch den Scheinwerfer 10 aus der 1 entlang der Linie A-A. Der Schnitt verläuft damit parallel zur Vorwärtsfahrrichtung 14 durch das Infrarotstrahlungsmodul 34 hindurch. Das Infrarotstrahlungsmodul 34 weist ein optisches Element 38 auf, das zusammen mit der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 auf einem Träger 54 des Infrarotstrahlungsmoduls 34 montiert ist.
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Das optische Element 38 kann bei einem Reflexionsmodul ein schalenförmiger Reflektor 56 sein. Der Reflektor 56 ist in einer Ausgestaltung transparent und auf seiner der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 abgewandten Außenseite reflektierend ausgestaltet, beispielsweise durch eine reflektierende Beschichtung. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Reflektor 56 auf seiner der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 zugewandten Seite reflektierend ausgestaltet, beispielsweise durch eine reflektierende Beschichtung.
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Alternativ zu einem solchen Reflektor 56 kann das optische Element 38 auch eine Vorsatzoptik sein, die für Infrarotstrahlung transparent ist und so angeordnet, geformt und hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit so ausgestaltet ist, dass im Inneren der Vorsatzoptik propagierende Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 an Grenzflächen der Vorsatzoptik interne Totalreflexionen erfährt, durch die eine vorbestimmte Bündelung der Infrarotstrahlung 40 erfolgt.
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Als weitere Alternative kann das optische Element 38 eine direkt abbildende Linse sein. Bei einer Ausgestaltung des Infrarotstrahlungsmoduls 34 als Projektionssystem kann es sich bei dem optischen Element 38 auch um die Projektionslinse handeln. Ein solches Infrarotstrahlungs-Projektionsmodul ist bevorzugt so aufgebaut, wie es weiter oben unter Bezug auf eine Ausgestaltung des ersten Lichtmoduls 16 ausgeführt worden ist. Ein möglicher Unterschied zwischen Projektionsmodulen für sichtbares Licht und für Infrarotstrahlung besteht jedoch darin, dass das Infrarotstrahlungsmodul auch bei einer Ausgestaltung als Projektionsmodul keine Blende zur Erzeugung einer Helldunkelgrenze benötigt.
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Die Abdeckung 42 ist in der Ausgestaltung, die in der 2 dargestellt ist, eine zusätzliche Farbscheibe 58, die zwischen einer eine Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers 10 abdeckenden Abdeckscheibe 52 auf der einen Seite und wenigstens einem Infrarotstrahlung 40 der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 bündelnden optischen Element auf der anderen Seite angeordnet ist. Die Farbscheibe 58 ist für Infrarotstrahlung 40 transparent und für sichtbares Licht 44, 46, 48 intransparent. Dabei ergibt sich die Intransparenz bei der Darstellung der 2 dadurch, dass die Abdeckung 42, aus einem Material besteht, welches das sichtbare Licht 44, 46, 48 in hohem Maße absorbiert.
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Die Farbscheibe 58 ist in der 2 vor dem übrigen Infrarotstrahlungsmodul 34 angeordnet, so dass die Farbscheibe 58 das ganze Infrarotstrahlungsmodul 34 für einen Betrachter schwarz oder farbig erscheinen lässt.
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Eine andere Ausgestaltung sieht als eine Alternative zur Farbscheibe 58 eine im Inneren der Reflektorschale 56 angeordnete Farbscheibe 60 vor. Auch die Farbscheibe 60 befindet sich zwischen der die Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers 10 abdeckenden Abdeckscheibe 52 auf der einen Seite und einem Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 bündelnden optischen Element 38 auf der anderen Seite, da der im Strahlengang der Infrarotstrahlung 40 zwischen der Farbscheibe 60 und der Infrarotstrahlungsquelle 36 liegende Teil des Reflektors 56 als Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 bündelndes optisches Element betrachtet werden kann.
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Die Ausgestaltung mit der Farbscheibe 60 unterscheidet sich für den Betrachter von der Ausgestaltung mit der Farbscheibe 58 dadurch, dass bei der Farbscheibe 60 ein Randbereich 62 der Reflektorhalbschale 56 sichtbar bleibt. Dies kann aus gestalterischen Gründen erwünscht sein. Wesentlich ist jedoch, dass für beide Ausgestaltungen der Anordnung von Farbscheiben 58, 60 gilt, dass diese jeweils die Infrarotstrahlungsquelle 36 für einen außenstehenden Betrachter verdecken oder farbig erscheinen lassen.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ausgestaltung mit der vor dem Infrarotstrahlungsmodul 34 angeordneten Farbscheibe 58 und die 4 zeigt die Ausgestaltung mit einer innerhalb des Infrarotstrahlungsmoduls 34 in dem Reflektor 56 angeordneten Farbscheibe 60.
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Die 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Infrarotstrahlungsmoduls 34, das einen die Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 bündelnden Reflektor 56 aufweist, und bei der die Abdeckung eine zusätzliche Farbscheibe 64 ist, die zwischen der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 und einer Infrarotstrahlung reflektierenden Fläche des Reflektors 56 angeordnet ist. Die zusätzliche Farbscheibe 64 kann so ausgestaltet sein, dass sie die gesamte Infrarotstrahlung reflektierende Fläche des Reflektors 56 abdeckt.
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Alternativ kann die Abdeckscheibe 64 auch so ausgestaltet sein, dass sie einen Randbereich 62 der reflektierenden Fläche des Reflektors 56 nicht abdeckt und sich dagegen nur über einen zentralen Bereich der reflektierenden Fläche des Reflektors 56 erstreckt. Diese Ausgestaltung ist in der 5 dargestellt. Auch hier gilt, dass die Möglichkeit, einen Randbereich 62 freizulassen oder abzudecken, zusätzliche gestalterische Freiheitsgrade liefert. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die zwischen der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 und der Infrarotstrahlung reflektierenden Fläche des Reflektors 56 angeordnete Farbscheibe 64 die Form des Reflektors 56.
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Die 6 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung 42 eine selbsttragende Struktur 66 ist, die auf ihrer der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 abgewandten Seite 68 mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht 70 beschichtet ist. Die selbsttragende Struktur 66 der Abdeckung 42 ist bevorzugt von ihrer Materialzusammensetzung her so beschaffen, dass sie sichtbares Licht absorbiert. Die Infrarotstrahlen reflektierende Schicht 70 besteht je nach Ausgestaltung aus Gold oder Silber oder Aluminium oder weist Gold oder Silber oder Aluminium als Bestandteil auf. Sie wird zum Beispiel durch aus der Dampfphase erfolgendes Abscheiden dieser Metalle auf der der Infrarotstrahlungsquelle 36 abgewandten Seite 68 der selbsttragenden Struktur 66 erzeugt.
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Die 7 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung alternativ oder ergänzend als Infrarotstrahlung 40 der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 bündelnde Vorsatzoptik 72 aus für Infrarotstrahlung transparentem Material realisiert ist, bei der die Bündelung wenigstens zum Teil auf internen Totalreflexionen der in der Vorsatzoptik 72 propagierenden Infrarotstrahlung 40 basiert.
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Die Vorsatzoptik 72 weist eine Einkoppelfläche 74 auf, die im Scheinwerfer 10 dicht vor der Strahlungsaustrittsfläche der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 angeordnet ist, so dass die von der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 ausgehende Infrarotstrahlung 40 über die Einkoppelfläche 74 in die Vorsatzoptik 72 eingekoppelt wird. Das Material der Vorsatzoptik 72 ist optisch dichter als die umgebende Luft, so dass beim Eintritt bereits eine erste Bündelung durch eine zum Lot der Einkoppelfläche 64 erfolgende Brechung der Infrarotstrahlung erfolgt. Je nach Eintrittswinkel durchläuft die Infrarotstrahlung die Vorsatzoptik ohne weitere Reflexionen und wird dann beim Austritt aus der Strahlungsaustrittsfläche 78 erneut gebrochen.
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Die Strahlungsaustrittsfläche 78 ist bevorzugt so ausgestaltet, dass sich eine weitere Bündelung der Infrarotstrahlung 40 ergibt. Infrarotstrahlung 40, die nach dem Einkoppeln in die Vorsatzoptik 72 zunächst auf eine Seitenfläche 76 der Vorsatzoptik 72 trifft, erfährt dort eine interne Totalreflexion, durch die sie in Richtung auf die Strahlungsaustrittsfläche 78 umgelenkt wird. Die Seitenflächen 76 und die Strahlungsaustrittsfläche 78 sind jeweils so geformt, dass sich auf der Strahlungsaustrittsfläche der Vorsatzoptik 72 eine gewünschte Strahlungsverteilung der Infrarotstrahlung 40 ergibt. Die Vorsatzoptik besteht aus einem Material, das für Infrarotstrahlung 40 einen vergleichsweise höheren Transmissionsgrad als für sichtbares Licht aufweist. Aufgrund dieser Eigenschaften kann die Vorsatzoptik 72 als alternative oder ergänzende Abdeckung 42 in einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer 10 verwendet werden.
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Die 8 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung eine Projektionslinse 80 eines Projektionssystems ist, die von einer Primäroptik gebündelte Infrarotstrahlung der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 in ein Vorfeld des Scheinwerfers 10 richtet, oder die von der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 ausgehende Infrarotstrahlung in ein Vorfeld des Scheinwerfers richtet. Die Vorwärtsfahrrichtung 14 stimmt dabei in etwa mit der Hauptstrahlrichtung des aus einer Strahlungsaustrittsfläche 82 der Projektionslinse 80 austretenden Infrarotstrahlung überein. Die Infrarotstrahlung wird im Übrigen über eine Strahlungseintrittsfläche 84 in die Projektionslinse 80 eingekoppelt.
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Die 8a zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Projektionslinse 80 insgesamt aus einem Material besteht, das die bereits mehrfach genannten Transmissionseigenschaften für sichtbares Licht und infrarote Strahlung besitzt und das sich dadurch auszeichnet, dass der Transmissionsgrad für infrarote Strahlung höher ist als für sichtbares Licht. Bei der Ausgestaltung der 8a bildet die gesamte Projektionslinse 80 die Abdeckung 42. Die 8b bis 8d beziehen sich auf alternative Ausgestaltungen, bei denen die Abdeckung 42 aus einer Beschichtung einer für sichtbares Licht transparenten Struktur mit einem Material besteht, das für infrarote Strahlung einen vergleichsweise höheren Transmissionsgrad besitzt als für sichtbares Licht.
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Im Fall der 8b, 8c und 8d ist die für sichtbares Licht transparente Struktur ein Teil 86 der Projektionslinse 80. Das Material des Teils 86 der Projektionslinse 80 aus der 8 kann dadurch charakterisiert werden, dass es für sichtbares Licht und für Infrarotstrahlung einen ähnlichen Transmissionsgrad besitzt. Die gewünschte Abdeckwirkung wird bei diesen Ausgestaltungen durch eine Beschichtung der Strahlungseintrittsfläche 84 und/oder Strahlungsaustrittsfläche 82 mit einem Material erzielt, das für infrarote Strahlung einen vergleichsweise höheren Transmissionsgrad als für sichtbares Licht aufweist.
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Die 8b zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung 42 als auf der Strahlungseintrittsfläche 84 der Projektionslinse 80 aufliegende Schicht realisiert ist. Die 8c zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung 42 als auf der Strahlungsaustrittsfläche 82 der Projektionslinse 80 aufliegende Schicht realisiert ist. Die 8d zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Abdeckung 42 als Schicht realisiert ist, die den für sichtbares Licht gut transparenten Teil 86 der Projektionslinse 80 umgibt. Mit anderen Worten: Die Abdeckung 42 liegt bei dieser Ausgestaltung sowohl auf der Strahlungseintrittsfläche 84 als auch auf der Strahlungsaustrittsfläche 82 auf. Die Projektionslinie 80 ist in einer Ausgestaltung eine in einem zweistufigen Spritzgussverfahren (2K-Verfahren) hergestellte Linse.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorsatzoptik 72, wie sie im Zusammenhang mit der 7 beschrieben worden ist, so ausgestaltet, dass ihre Einkoppelfläche 74 und/oder ihre Auskoppelfläche 78 mit einem Material beschichtet ist, das für Infrarotstrahlung einen vergleichsweise höheren Transmissionsgrad als für sichtbares Licht aufweist und wobei die restliche Vorsatzoptik 72 dann aus einem für Infrarotstrahlung und sichtbares Licht vergleichsweise ähnlich transparenten Material besteht.
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Eine Realisierung der Abdeckung 42 durch eine Beschichtung, wie sie im Zusammenhang mit den 7 und 8 erläutert worden ist, kann auch bei einem Reflektor, wie er in der 5 dargestellt ist, verwendet werden. In diesem Fall wird die im Zusammenhang mit der 5 erläuterte Farbscheibe 64 durch eine Beschichtung des Reflektors 56 auf seiner der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 zugewandten Seite mit einem Material erzielt, das für Infrarotstrahlung einen vergleichsweise höheren Transmissionsgrad als für sichtbares Licht aufweist.
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Die 9 zeigt eine Ausführungsform, die alternativ oder ergänzend zu den vorgenannten Ausgestaltungen verwendet werden kann. Die in der 9 dargestellte Ausgestaltung zeichnet sich durch eine Abdeckung aus, die im Scheinwerfer 10 so angeordnet ist, dass sie einen Einfall von sichtbarem Licht 44 auf die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 vermindert und die für infrarote Strahlung 40 einen vergleichsweise höheren Reflexionsgrad als für sichtbares Licht 44 aufweist. Dabei erfolgt die Verminderung des Einfalls von sichtbarem Licht 44 auf die Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 dadurch, dass die Abdeckung 88 wenigstens für einen Teil des Wellenlängenbereichs des sichtbaren Lichts einen vergleichsweise größeren Absorptionsgrad aufweist als für Infrarotstrahlung 40.
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Dies wird in der 9 dadurch repräsentiert, dass das sichtbare Licht 44 auf die Abdeckung 88 auftrifft und in das Material der Abdeckung 88 eindringt und damit insbesondere nicht reflektiert wird. Dagegen dringt die Infrarotstrahlung 40 nicht in das Material der Abdeckung 88 ein und wird in das Vorfeld des Scheinwerfers reflektiert. Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Scheinwerfer 10, der eine solche Abdeckung 88 aufweist, einen die Infrarotstrahlung 40 der Halbleiter-Infrarotstrahlungsquelle 36 bündelnden Reflektor 56 aufweist, der aus einem Material mit den genannten Reflexions- und Absorptionseigenschaften besteht.
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Die Erfindung wurde bis hier unter Bezug auf den in der 1 dargestellten Scheinwerfer mit einem Blinklichtmodul, einem Infrarotstrahler und einem Projektionsmodul für sichtbares Licht erläutert. Dies erlaubte insbesondere die Veranschaulichung von Streulichteinflüssen aus zum Infrarotstrahler benachbarten Lichtmodulen und die Störung von deren Lichtverteilung. Die Erfindung ist aber auch bei Scheinwerfern mit anderen Modulen und/oder Zahlen von Modulen, insbesondere auch bei reinen Infrarotscheinwerfern realisierbar.
