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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Laserlichtlichtquellen und mit einer Optik zum Einstellen einer Lichtverteilung.
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DE 10 2007 055 480 B3 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit zumindest einer Lichtquelle und zumindest einem im Strahlengang der Lichtquelle angeordneten optischen Abbildungselement, wobei zwischen der Lichtquelle und dem Abbildungselement ein Flächenelement angeordnet ist. Das Flächenelement ist zur Ausleuchtung der Brennebene des Abbildungselements ausgebildet, in der Brennebene des Abbildungselements angeordnet und weist mehrere definiert begrenzte Flächensegmente auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Laserlichtlichtquellen und mit einer Optik zum Einstellen einer veränderbaren Lichtverteilung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst Laserlichtlichtquellen und eine Optik zum Einstellen einer Lichtverteilung, wobei die Laserlichtquellen Laserlicht unterschiedlicher Farben emittieren, die sich zu einer weißen Lichtfarbe mischen lassen. Die Optik besteht zumindest aus einem ersten Spiegelsystem und einem zweiten Spiegelsystem, wobei die Spiegelsysteme jeweils zumindest ein festes oder bewegbares Spiegelelement aufweisen. Den Laserlichtquellen ist dabei jeweils zumindest ein Spiegelelement des ersten Spiegelsystems zugeordnet und das erste Spiegelsystem lenkt Laserlicht der Laserlichtquellen auf das zweite Spiegelsystem derart um, dass Laserlicht aus dem zweiten Spiegelsystem weiß erscheint.
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Die Verwendung von Laserlichtquellen, die Laserlicht unterschiedlicher Farben aussenden, ermöglicht es, das Laserlicht der Laserlichtquellen mittels der Optik zu Licht unterschiedlicher Farben zu mischen. Insbesondere kann weißes Licht erzeugt werden, das sich beispielsweise als Scheinwerferlicht eignet. Die Lichtverteilung und Farbe des erzeugten Lichts können aber auch räumlich und/oder zeitlich variiert werden. Beispielsweise kann ein Gefahrenlicht und/oder ein Markierungslicht erzeugt werden, das einen Fahrer eines Fahrzeugs auf Gefahrensituationen, relevante Objekte oder spezielle Fahrsituationen hinweist und damit zur Erhöhung der Fahrsicherheit beiträgt. Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht somit die flexible Erzeugung verschiedener Lichtverteilungen, die sich einer Fahrsituation anpassen lassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung,
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2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung,
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3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung, und
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4 schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist als ein Scheinwerfer mit einem Gehäuse 2 und einer Lichtaustrittsfläche 4 ausgebildet. Die Lichtaustrittsfläche 4 hat die Form eines Abschnitts eines elliptischen Paraboloids.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist drei Laserlichtquellen 5, 6, 7 und zwei Spiegelsysteme 8, 9 auf, die jeweils innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sind. Ein erstes Spiegelsystem 8 weist drei primäre Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 auf, das zweite Spiegelsystem 9 weist mehrere sekundäre Spiegelelemente 9.1 bis 9.n auf.
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Von den Laserlichtquellen 5, 6, 7 wird Laserlicht zu dem ersten Spiegelsystem 8 hin ausgesendet. Die primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 des ersten Spiegelsystems 8 sind derart ausgebildet, angeordnet und ausgerichtet, dass sie Laserlicht der Laserlichtquellen 5, 6, 7 zu dem zweiten Spiegelsystem 9 hin reflektieren. Die sekundären Spiegelelemente 9.1 bis 9.n des zweiten Spiegelsystems 9 sind derart ausgebildet, angeordnet und ausgerichtet, dass sie von dem ersten Spiegelsystem 8 kommendes Laserlicht zu der Lichtaustrittsfläche 4 hin reflektieren. Die Spiegelsysteme 8, 9 bilden eine Optik zum Einstellen einer von der Beleuchtungsvorrichtung 1 erzeugten Lichtverteilung bzw. Ausleuchtungscharakteristik.
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Die drei Laserlichtquellen 5, 6, 7 sind bijektiv den primären Spiegelelementen 8.1 bis 8.3 des ersten Spiegelsystems 8 zugeordnet, so dass jede Laserlichtquelle 5, 6, 7 Laserlicht zu genau einem ihr zugeordneten primären Spiegelelement 8.1 bis 8.3 aussendet.
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Dabei sendet eine erste Laserlichtquelle 5 blaues Laserlicht zu einem ersten primären Spiegelelement 8.1 aus, eine zweite Laserlichtquelle 6 sendet rotes Laserlicht zu einem zweiten primären Spiegelelement 8.2 aus und die dritte Laserlichtquelle 7 sendet grünes Laserlicht zu dem dritten primären Spiegelelement 8.3 aus, wobei sich das von den drei Laserlichtquellen 5, 6, 7 ausgesendete verschiedenfarbige Laserlicht zu einem weißen Licht kombinieren lässt.
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Die drei primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 sind als schwenkbare Mikrospiegel ausgebildet, so dass ein primäres Spiegelelement 8.1 bis 8.3 durch Schwenkungen auf verschiedene sekundäre Spiegelelemente 9.1 bis 9.n ausgerichtet werden kann. Diese Ausrichtbarkeit der primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 ist in 1 durch verschiedene Lichtstrahlen 10 angedeutet, die jeweils von einem primären Spiegelelement 8.1 bis 8.3 zu einem sekundären Spiegelelement 9.1 bis 9.n verlaufen. Die Schwenkungen der primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 sind dabei durch eine nicht dargestellte Steuereinheit steuerbar, mittels derer die primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 einzeln ansteuerbar sind.
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Die primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 werden dabei derart geschwenkt, dass die Richtungen der von der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgesendeten Laserlichtbündel mehrfach einen Raumwinkel überstreichen, der zu einer vorgebbaren Ausleuchtungscharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung 1 korrespondiert. Dabei werden die primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 mit einer Geschwindigkeit geschwenkt, die ausreicht, dass ein Mensch die Änderungen der Richtungen der Laserlichtbündel nicht auflösen kann und eine kontinuierliche Ausleuchtung des jeweiligen Raumwinkels mit weißem Licht wahrnimmt.
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Die Ausleuchtungscharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung 1 und der dazu korrespondierende ausgeleuchtete Raumwinkel sind dabei veränderbar und dadurch insbesondere verschiedenen Fahrsituationen eines Fahrzeuges anpassbar. Beispielsweise können Ausleuchtungscharakteristiken für Fernlicht und/oder Abblendlicht bei Fahrten auf gerader Strecke und/oder bei Kurvenfahrten erzeugt werden.
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Mit der beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 1 können außerdem auch Ausleuchtungscharakteristiken mit räumlich und/oder zeitlich variierender Farbverteilung erzeugt werden, indem das von den Laserlichtquellen 5, 6, 7 durch eine entsprechende Ansteuerung der primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 räumlich und/oder zeitlich variierend gemischt wird. Beispielsweise können auf diese Weise bestimmte Bereiche innerhalb des Raumwinkels, in den Laserlicht ausgesendet wird, betont werden, z. B. zur Hervorhebung von Tieren oder anderen Objekten auf einer Fahrbahn. Des Weiteren können dem menschlichen Sehvermögen angepasste Farbvariationen erzeugt werden. Beispielsweise kann in Randbereichen des ausgeleuchteten Raumwinkels weißes Licht mit einem verstärkten blauen Anteil erzeugt werden, da derartiges Licht von einem Menschen in peripherischen Sichtbereichen besser erkannt wird.
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Außerdem können mittels der Beleuchtungsvorrichtung 1 auch Signalbilder, z. B. Buchstaben oder Symbole, innerhalb des beleuchteten Raumwinkels erzeugt werden, indem das Laserlicht der Laserlichtquellen 5, 6, 7 mittels der primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.3 verstärkt auf entsprechende Bereiche des sekundären Spiegelsystems 9 gerichtet wird. Beispielsweise könnte bei Aktivierung eines Fahrrichtungsanzeigers ein Symbol, z. B. ein zur Abbiegeseite orientiertes Dreieck, innerhalb des ausgeleuchteten Raumwinkels auf die Fahrbahn projiziert werden. Oder es können bestimmten Fahrsituationen entsprechende farbliche Verkehrsschilder auf die Fahrbahn projiziert werden.
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Das anhand von 1 beschriebene Ausführungsbeispiel kann auf verschiedene Weisen ausgestaltet und/oder abgewandelt werden. Beispielsweise können die sekundären Spiegelelemente 9.1 bis 9.n des zweiten Spiegelsystems 9 fest, beispielsweise als ein zweidimensionales Raster bildende Mikrospiegel, angeordnet sein. Alternativ können auch die sekundären Spiegelelemente 9.1 bis 9.n schwenkbar und dabei einzeln ansteuerbar sein, wodurch ihre Anzahl gegenüber einer festen Anordnung reduziert und/oder die Veränderbarkeit der Ausleuchtungscharakteristik weiter erhöht werden könnte.
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Gemäß einer weiteren Variante kann das zweite Spiegelsystem 9 als ein einziges (größeres) sekundäres Spiegelelement 9.1 statt als eine Vielzahl sekundärer Spiegelelemente 9.1 bis 9.n ausgebildet sein.
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Gemäß einer noch einfacheren Variante weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 lediglich ein Spiegelsystem 8 oder 9 mit schwenkbaren und einzeln ansteuerbaren Spiegelelementen 8.1 bis 8.3 oder 9.1 bis 9.n auf.
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Ferner können an Stelle von drei Laserlichtquellen 5, 6, 7, von denen eine blaues, eine andere rotes und die dritte grünes Laserlicht aussendet, mehrere Laserlichtquellen 5, 6, 7 verwendet werden, die Laserlicht unterschiedlicher Farben aussenden, das sich zu weißem Licht kombinieren lässt.
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Des Weiteren kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 zusätzlich zu den Laserlichtquellen 5, 6, 7 oder an Stelle wenigstens einer der Laserlichtquellen 5, 6, 7 eine anders ausgebildete Lichtquelle aufweisen. Je nach verwendeter Lichtquelle kann deren Licht dabei erforderlichenfalls gebündelt werden, beispielsweise durch eine optische Linse oder ein optisches Linsensystem.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel durch eine Projektionslinse 11, die innerhalb des Gehäuses 2 in dem Strahlengang des Laserlichts zwischen dem zweiten Spiegelsystem 9 und der Lichtaustrittsfläche 4 angeordnet ist. Durch die Projektionslinse 11 kann das Laserlicht vorteilhaft geformt oder fokussiert werden. Im Übrigen entsprechen die Ausgestaltungen und Varianten des zweiten Ausführungsbeispiels denen des ersten Ausführungsbeispiels.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das wie das Gehäuse 2 des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. In dem Gehäuse 2 sind drei Laserlichtquellen 5, 6, 7 und ein erstes Spiegelsystem 8 angeordnet. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel sendet eine erste Laserlichtquelle 5 blaues Laserlicht aus, eine zweite Laserlichtquelle 6 sendet rotes Laserlicht aus und die dritte Laserlichtquelle 7 sendet grünes Laserlicht aus.
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Das erste Spiegelsystem 8 umfasst mehrere primäre Spiegelelemente 8.1 bis 8.n. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Laserlichtquellen 5, 6, 7 nicht jeweils einem primären Spiegelelement 8.1 bis 8.n des ersten Spiegelsystems 8 zugeordnet, sondern bewegbar ausgebildet, so dass sie jeweils auf ein beliebiges primäres Spiegelelement 8.1 bis 8.n ausrichtbar sind. Die Bewegbarkeit der Laserlichtquellen 5, 6, 7 ist in 3 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Die Laserlichtquellen 5, 6, 7 sind vorzugsweise um zwei Achsen schwenkbar, die zueinander und zur Richtung des ausgesendeten Laserlichts orthogonal sind.
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Laserlicht der Laserlichtquellen 5, 6, 7 wird von dem ersten Spiegelsystem 8 zu der Lichtaustrittsfläche 4 reflektiert.
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Die primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.n sind als Mikrospiegel ausgebildet und in einer Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels fest, beispielsweise in Form eines zweidimensionalen Rasters angeordnet. In einer anderen Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels sind die primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.n analog zum ersten Ausführungsbeispiel jeweils schwenkbar ausgebildet.
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Analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel werden durch die Bewegung der Laserlichtquellen 5, 6, 7 und/oder die Schwenkung der primären Spiegelelemente 8.1 bis 8.n die Richtungen der von der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgesendeten Laserlichtbündel innerhalb eines Raumwinkels derart schnell geändert, dass ein Mensch die Änderungen der Richtungen der Laserlichtbündel nicht auflösen kann und eine kontinuierliche Ausleuchtung des Raumwinkels mit weißem Licht wahrnimmt. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel korrespondiert der jeweils ausgeleuchtete Raumwinkel dabei zu einer vorgebbaren und veränderbaren Ausleuchtungscharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung 1.
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4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug in einer Schnittdarstellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel zum Einen dadurch, dass das erste Spiegelsystem 8 nicht eine Mehrzahl primärer Spiegelelemente 8.1 bis 8.n umfasst, sondern statt dessen ein einziges (größeres) primäres Spiegelelement 8.1 mit einer gekrümmten reflektierenden Oberfläche. Zum Anderen weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels eine Projektionslinse 11 auf, die innerhalb des Gehäuses 2 in dem Strahlengang des Laserlichts zwischen dem ersten Spiegelsystem 8 und der Lichtaustrittsfläche 4 angeordnet ist.
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Dabei sind in einer Ausgestaltung des vierten Ausführungsbeispiels das primäre Spiegelelement 8.1 und die Projektionslinse 11 bewegbar ausgebildet. In 4 ist diese Bewegbarkeit durch gestrichelte Darstellungen des primären Spiegelelements 8.1 und der Projektionslinse 11 dargestellt, die gegenüber den durchgezogen dargestellten Lagen geänderte Lagen des primären Spiegelelements 8.1 und der Projektionslinse 11 darstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungsvorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäuseöffnung
- 4
- Lichtaustrittsfläche
- 5
- erste Laserlichtquelle
- 6
- zweite Laserlichtquelle
- 7
- dritte Laserlichtquelle
- 8
- erstes Spiegelsystem
- 8.1 bis 8.n
- primäres Spiegelelement
- 9
- zweites Spiegelsystem
- 9.1 bis 9.n
- sekundäres Spiegelelement
- 10
- Lichtstrahl
- 11
- Projektionslinse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007055480 B3 [0002]
