DE102013016276A1 - Scheinwerfer für ein Fahrzeug - Google Patents

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Ingolf Schneider
Frank LANGKABEL
Tran Quoc Khanh
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GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für eine Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, einen Zentralbereich mit einem ersten Lichtspektrum auszuleuchten, und mit einer zweiten Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, einen Randbereich mit einem zweiten Lichtspektrum auszuleuchten, wobei das erste Lichtspektrum von dem zweiten Lichtspektrum verschieden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem Scheinwerfer und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Scheinwerfers.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, ein Fahrzeug mit einem Scheinwerfer und ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • In der automobilen Frontbeleuchtung sind unterschiedliche Ansätze bekannt. Die meisten Scheinwerfer werden mit einem Lampentyp bestückt, beispielsweise Halogenglühlampen oder Xenonlampen. Je nach Position der Schaltwalze können diese sowohl für das Abblendlicht als auch das Fernlicht benutzt werden. Das Fernlicht und das Abendlicht haben somit die gleiche spektrale Strahldichteverteilung, sowohl für den Bereich um die optische Achse der Scheinwerfer auf der eigenen Fahrbahnspur, als auch an den beidseitigen Randbereichen der Fahrbahnspur. Dies gilt auch für Fußgängerzonen in der Stadt oder die Bereiche neben einer Landstraße oder der Autobahn. Durch eine Rotation der Schaltwalze ist es möglich eine Stadtlichtverteilung generieren oder durch einen Schwenken der Scheinwerfer ein Abbiegelicht oder Kurvenlicht erzeugen.
  • Mit Einführung der LED-Technologie ist es möglich, die Lichtverteilung durch Ansteuern der LED-Baugruppen mit LEDs und Optiken gezielt anzusteuern und dabei die Leuchtverteilung für das Abblendlicht, das Kurvenlicht und Abbiegelicht, sowie das Fernlicht gezielt anzupassen. Abblendlicht und Fernlicht können dabei entweder als separate Baugruppen oder als eine gemeinsame Baugruppe ausgeführt sein.
  • Die Patentanmeldung DE 10 2008 062 640 A1 offenbart einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Mehrzahl von LED-Lichtquellen, die in einer gemeinsamen Licht abstrahlenden Lichtquellenmatrix zusammengefasst sind, wobei die einzelnen LED-Lichtquellen einschaltbar und/oder ausschaltbar und/oder dimmbar ausgeführt sind, um eine Lichtverteilung der Licht abstrahlenden Lichtquellenmatrix zu verändern.
  • Dabei wird stets der gesamte auszuleuchtende Bereich mit Licht eines gleichen, konstanten Spektrums ausgeleuchtet. Das dabei verwendete Lichtspektrum ist abhängig von den verwendeten Leuchtmittelt und stellt einen Kompromiss unterschiedlicher Anforderungen für das menschliche Sehen bei Dämmerung bzw. Nacht dar.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer und ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers anzugeben, das ein verbessertes Ausleuchten des Bereiches vor einem Fahrzeug ermöglicht. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, ein Ausleuchten der Fahrbahn vor dem Fahrzeug zu ermöglichen, das ein ermüdungsfreies Führen des Fahrzeugs erlaubt und dabei gleichzeitig auch das veränderte Sehverhalten des menschlichen Auges bei Dämmerung berücksichtigt, um selbst bei geringer Lichtintensität auch Objekte im Umfeld des Fahrzeugs noch wahrnehmen zu können.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Demgemäß ist vorgesehen:
    • – Ein Scheinwerfer für eine Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, einen Zentralbereich mit einem ersten Lichtspektrum auszuleuchten, und mit einer zweiten Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, einen Randbereich mit einem zweiten Lichtspektrum auszuleuchten, wobei das erste Lichtspektrum von dem zweiten Lichtspektrum verschieden ist.
    • – Ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers für eine Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: Bereitstellen einer ersten Lichtquelle und einer zweiten Lichtquelle, Ausleuchten eines Zentralbereichs durch die erste Lichtquelle mit einem ersten Lichtspektrum, und Ausleuchten eines Randbereichs durch die zweite Lichtquelle mit einem zweiten Lichtspektrum, wobei das zweite Lichtspektrum von dem ersten Lichtspektrum verschieden ist.
    • – Ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer.
    • – Ein computerlesbares Medium, welches ein Computerprogramm aufweist, das Instruktionen umfasst, die eine programmgesteuerte Einrichtung dazu veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
  • Einem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass bei Dunkelheit sich im mesoptischen Bereich des menschlichen Auges die Helligkeitsempfindlichkeit für langwelliges Licht reduziert und die Empfindlichkeit von kurzwelliger Strahlung ansteigt. Andererseits ist bei einem Lichtspektrum, das dem Tageslicht nachempfunden ist, ein besonders ermüdungsfreies Sehen möglich.
  • Um dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen wird in einem Aspekt der Erfindung eine Möglichkeit vorgesehen, welche einerseits den zentralen Fahrbereich vor dem Fahrzeug so ausleuchtet, dass über längere Zeit ein ermüdungsfreies Führen des Fahrzeugs möglich ist. Hierzu wird dieser zentrale Bereich mit Licht ausgeleuchtet, das dem Lichtspektrum des Tageslicht möglichst nahe kommt. Darüber hinaus werden Randbereiche außerhalb des zentralen Fahrbereichs mit einem davon abweichenden Lichtspektrum ausgeleuchtet. Dieses Lichtspektrum, mit dem die Randbereiche ausgeleuchtet werden, berücksichtigt dabei die Tatsache, dass gerade bei geringer Lichtintensität die Empfindlichkeit des menschlichen Auges im mesoptischen Bereich für kurzwellige Strahlung höher ist als für Licht mit einer längeren Wellenlänge.
  • Ein Aspekt der Erfindung sieht hierzu einen Scheinwerfer für einen Fahrzeug vor, der mindestens zwei Lichtquellen aufweist. Die erste Lichtquelle ist dazu ausgelegt, einen Zentralbereich einem ersten Lichtspektrum auszuleuchten. Bei diesem Zentralbereich handelte es sich vorzugsweise um den Fahrbereich vor dem Fahrzeug. Diesem Bereich vor dem Fahrzeug muss der Benutzer während der Fahrt die größte Aufmerksamkeit schenken. Daher wird dieser Zentralbereich vorzugsweise mit einem Lichtspektrum ausgeleuchtet, das den Tageslicht sehr nahe kommt. Solches dem Tageslicht ähnliches Licht bietet den Vorteil, dass auch über einen längeren Zeitraum das menschliche Auge relativ wenig ermüdet.
  • Der Scheinwerfer verfügt ferner über eine zweite Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, einen Randbereich mit einem zweiten Lichtspektrum auszuleuchten. Bei diesem Randbereich handelte sich vorzugsweise um einen Bereich im Sichtbereich des Fahrzeugführers links und rechts abseits des Fahrwegs. Beispielsweise kann es sich bei diesem Randbereich um einen Fuß- oder Radweg handeln, der parallel zu der Fahrspur des Fahrzeugs verläuft. Bei den Randbereichen kann es sich auch um weitere Bereiche neben der Fahrspur des Fahrzeugs handeln. Insbesondere kann der Randbereich auch weitere parallele Fahrspuren in die Fahrtrichtung oder eine Gegenfahrbahn umfassen. Ebenso kann es sich bei dem Randbereich um Fahrbahnmarkierungen handeln, die die Fahrspur des Fahrzeugs begrenzen. Andere Möglichkeiten zur Abgrenzung des zentralen Bereichs und des Randbereichs sind ebenso möglich.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung weicht das zweite Lichtspektrum der zweiten Lichtquelle von dem ersten Lichtspektrum der ersten Lichtquelle ab. Somit kann der Randbereich, der durch die zweite Lichtquelle ausgeleuchtet wird, so ausgeleuchtet werden, dass Kontraste in diesem Randbereich bei Dunkelheit besser wahrgenommen werden können. Durch das Auszuleuchten der Randbereiche mit einem vom Zentralbereich abweichenden Lichtspektrum kann für den Randbereich eine verbesserte Wahrnehmung erzielt werden, ohne dass hierfür die Lichtintensität gesteigert werden müsste.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht ferner ein Verfahren vor, welches geeignet ist, einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer zu betreiben. Hierzu werden eine erste und eine zweite Lichtquelle bereitgestellt. Die erste Lichtquelle wird so betrieben, dass sie einen Zentralbereich mit einem ersten Lichtspektrum ausgeleuchtet. Die zweite Lichtquelle wird so betrieben, dass sie eine Randbereich mit einem zweiten Lichtspektrum ausgeleuchtet, dass vor dem ersten Lichtspektrum verschieden ist.
  • Schließlich sieht ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung auch ein Fahrzeug vor, insbesondere ein Kraftfahrzeug, zum Beispiel einen Pkw. Dabei weist das Fahrzeug mindestens einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer auf.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ermöglicht es, den durch einen Scheinwerfer ausgeleuchteten Bereich in mindestens zwei Teilbereiche zu unterteilen. Dabei können die einzelnen Teilbereiche mit unterschiedlichen Lichtspektren ausgeleuchtet werden. Somit kann für jeden einzelnen Teilbereich ein optimiertes Lichtspektrum gewählt werden, dass auf die speziellen Bedürfnisse des jeweiligen Bereiches angepasst ist. Auf diese Weise kann auch mit einer relativ geringen Lichtintensität für einen gegeben Teilbereich ein optimiertes Ausleuchten erreicht werden. Durch eine Phosphoroptimierung der einzelnen Leuchtquellen, die die jeweiligen Teilbereiche ausleuchten, kann dabei eine effiziente Anpassung der Lichtspektren für jeden Teilbereich erzielt werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
  • In einer Ausführungsform weisen die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle phosphorkonvertierende Halbleiter-Leuchtelemente auf. Bei diesen phosphorkonvertierenden Halbleiter-Leuchtelementen kann es sich beispielsweise um lichtemittierende Dioden (LED) handeln. Durch die Verwendung unterschiedlicher phosphorkonvertierender Materialien in den Halbleiterdioden kann auf einfache Weise das Strahlungsspektrum für jeden Teilbereich angepasst werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle eine LED-Baugruppe oder einen LED-Matrix-Beam-Scheinwerfer. Baugruppen und Scheinwerfer auf LED-Basis eignen sich sehr gut für eine gezielte Ausleuchtung des Leuchtbereiches eines Scheinwerfers in unterschiedlichen Teilbereichen. Dabei können für die Auswahl des gewünschten Lichtspektrums jeweils gezielt geeignete LED der jeweiligen Baugruppe/des jeweiligen Scheinwerfers angesteuert werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Scheinwerfer eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den durch die zweite Lichtquelle ausgeleuchteten Randbereich anzupassen. Durch die Anpassung des ausgeleuchteten Randbereiches ist eine adaptive Anpassung des Leuchtbereichs an sich wechselnde Umgebungsbedingungen möglich. Die Steuervorrichtung kann hierzu verschiedene Eingabeparameter für die Anpassung des Leuchtbereichs berücksichtigten und basierend darauf den Leuchtbereich am Rand verändern.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Scheinwerfer einen Detektor, der dazu ausgelegt ist, ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren. Ein derartiger Detektor kann beispielsweise eine Kamera, ein Infrarotsensor, ein Ultraschallsensor oder ein Radarsensor sein. Durch das Detektieren von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, insbesondere im Leuchtbereich des Scheinwerfers, können gezielt diese Objekte angeleuchtet werden. Insbesondere können die detektierten Objekte dabei mit einem gesonderten Leuchtspektrum angeleuchtet werden. Somit sind die detektierten Objekte bei Dunkelheit besonders gut zu erkennen. Ein Fahrzeugführer kann daher die Objekte frühzeitig wahrnehmen und auf eine mögliche Gefahrensituation frühzeitig reagieren.
  • In einer Ausführungsform ist der Detektor dazu ausgelegt, das detektierte Objekt zu klassifiziert, und die Steuereinrichtung passt den Randbereich und/oder den Zentralbereich in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Objekts an. Durch eine solche Klassifizierung der Objekte ist es möglich, einzelne Objekte zu unterscheiden und in Abhängigkeit von der eingestuften Klassifizierung die einzelnen Objekte gegebenenfalls mit einem unterschiedlichen Lichtspektrum anzuleuchten. So können beispielsweise besonders relevante Objekte hervorgehoben werden, während als weniger relevant klassifizierte Objekte nicht hervorgehoben werden und somit einen Fahrzeugführer während der Fahrt nicht ablenken. Beispielsweise können Fahrbahnmarkierungen und insbesondere Kurvenverläufe mit einem deutlich erkennbaren Lichtspektrum angeleuchtet werden. Auch Personen am Fahrbahnrand können besonders gekennzeichnet werden. Hierdurch kann die Fahrsicherheit signifikant gesteigert werden.
  • In einer Ausführungsform weist das zweite Lichtspektrum einen höheren Anteil von kurzwelligem Licht auf, als das erste Lichtspektrum. Durch die Erhöhung des Anteils von kurzwelligem Licht kann beim skoptischem Sehen, also bei Dämmerung, die Wahrnehmung von Kontrasten gesteigert werden. Somit können Objekte und Kennzeichnungen am Rand gut wahrgenommen werden, ohne dass hierfür eine höhere Lichtintensität erforderlich wäre.
  • In einer Ausführungsform ist eine Leuchtstärke der ersten Lichtquelle von einer Leuchtstärke der zweiten Lichtquelle zumindest teilweise verschieden. Durch das Anpassen der Leuchtstärke der Lichtquellen kann eine zusätzliche Betonung von Gegenständen oder Objekten erreicht werden. Darüber hinaus kann durch eine Reduktion der Leuchtstärke in Teilbereichen auch eine mögliche gefährliche Blendwirkung von weiteren Verkehrsteilnehmern reduziert werden.
  • In einer Ausführungsform sind die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Beispielsweise können die Lichtquellen in einem gemeinsamen Scheinwerfergehäuse untergebracht werden. Die beiden Lichtquellen können darüber hinaus auch als einzelne Leuchtelemente eines einzigen Scheinwerfers ausgebildet sein. Hierdurch kann eine effiziente und platzsparende Anordnung erreicht werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Scheinwerfers passt der Schritt zum Ausleuchten des Randbereichs durch die zweite Lichtquelle das zweite Lichtspektrum adaptiv an. Hierdurch kann der Leuchtbereich des Scheinwerfers an die aktuellen Gegebenheiten angepasst werden.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Schritte: Detektieren eines Objekts im Umfeld des Fahrzeugs, und Anpassen des Randbereichs und/oder des Zentralbereichs in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt. Somit ist eine situationsabhängige Adaption des Leuchtbereichs und Einteilung der Teilbereiche möglich.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt zum Anpassen einer Leuchtstärke der zweiten Lichtquelle in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt. Somit kann auch die Helligkeit der einzelnen Teilbereiche situationsabhängige angepasst werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer ersten Lichtquelle und einer zweiten Lichtquelle, eine Vorrichtung zum Ausleuchten eines Zentralbereichs durch die erste Lichtquelle mit einem ersten Lichtspektrum, und eine Vorrichtung zum Ausleuchten eines Randbereichs durch die zweite Lichtquelle mit einem zweiten Lichtspektrum, wobei das zweite Lichtspektrum von dem ersten Lichtspektrum verschieden ist.
  • In einer Ausführungsform passt die Vorrichtung zum Ausleuchten des Randbereichs durch die zweite Lichtquelle das zweite Lichtspektrum adaptiv an.
  • Eine Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung zum Detektieren eines Objekts im Umfeld des Fahrzeugs, und eine Vorrichtung zum Anpassen des Randbereichs und/oder des Zentralbereichs in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt.
  • Eine Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung zum Anpassen einer Leuchtstärke der zweiten Lichtquelle in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
  • INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Scheinwerfers einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
  • 2 eine bespielhafte Darstellung zum Ausleuchten einer Szene durch einen Scheinwerfer gemäß einer Ausführungsform;
  • 3 eine weitere bespielhafte Darstellung zum Ausleuchten einer Szene durch einen Scheinwerfer gemäß einer Ausführungsform; und
  • 4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Scheinwerfers einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers.
  • Der Scheinwerfer umfasst eine erste Lichtquelle 1 und eine zweite Lichtquelle 2. Die beiden Lichtquellen 1 und 2 werden durch die Steuereinrichtung 3 angesteuert. Zur Detektion von Objekten im Umfeld kann der Scheinwerfer ferner eine Kamera 4 aufweisen. Die erste Lichtquelle 1 und die zweite Lichtquelle 2 sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse 5 untergebracht. In einer Ausführungsform ist darüber hinaus auch die Steuereinrichtung 3 in dem gemeinsamen Gehäuse 5 angeordnet. Alternativ kann die Steuereinrichtung 3 auch außerhalb des Gehäuses 5 angeordnet sein. Die Kamera 4 kann entweder innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 5 angeordnet sein, oder auch außerhalb dieses Gehäuses 5 an einem Ort, der für die Erfassung von Objekten im Umfeld besonders geeignet ist.
  • Die erste Lichtquelle 1 emittiert dabei Licht mit einem ersten Lichtspektrum, und die zweite Lichtquelle 2 emittiert Licht mit einem zweiten Lichtspektrum. Die beiden Lichtspektren der ersten und zweiten Lichtquelle 1 und 2 sind dabei jeweils an die auszuleuchten Bereiche angepasst. Leuchtet dabei beispielsweise die erste Lichtquelle 1 einen Bereich an, der über einen längeren Zeitraum die Aufmerksamkeit eines Benutzers auf sich zieht, so kann hierbei ein Lichtspektrum gewählt werden, das über einen längeren Zeitraum ein ermüdungsfreies Sehen ermöglicht. Beispielsweise kann hierfür ein Lichtspektrum gewählt werden, das dem Tageslicht möglichst nahe kommt. Ebenso ist es beispielsweise möglich, diese Bereiche mit einem Lichtspektrum auszuleuchten, das einen großen Anteil von grünem und/oder grün-gelbem Licht aufweist. Insbesondere kann ein Lichtspektrum mit einem großen Anteil von Licht im Bereich mit einer Wellenlänge von 530 nm bis 570 nm gewählt werden. Licht mit einem solchen Lichtspektrum kann durch die L- und M-Zapfen des menschlichen Auges besonders gut wahrgenommen werden. Hierdurch ist in dem Bereich um eine optische Augenachse von +/–5 Grad über einen längeren Zeitraum ein ermüdungsfreies, hoch aufgelöstes Sehen möglich. Daher eignet sich das zuvor genannte Lichtspektrum besonders gut für das Ausleuchten eines mittleren Sehbereiches, wie zum Beispiel den zentralen Bereich der Fahrspur vor einem Fahrzeug.
  • Die Lichtquelle 2 leuchtet vorzugsweise periphere Randbereiche aus. Diese Randbereiche können dabei mit Licht mit einem von dem Lichtspektrum der ersten Lichtquelle 1 abweichenden Spektrum ausgeleuchtet werden. Beispielsweise kann hierfür ein Lichtspektrum mit einem hohen blauen Lichtanteil verwendet werden. Vorzugsweise emittiert die zweite Lichtquelle 2 Licht mit einer hohen Anteil von Licht mit einer Wellenlänge bis 520 nm. Licht mit einem solchen Lichtspektrum kann durch die Stäbchen im menschlichen Auge besonders gut wahrgenommen werden. Diese Stäbchen im mesoptischen Bereich des menschlichen Auges sind beim Sehen bei Dämmerung bevorzugt aktiv (skoptisches Sehen). Die Stäbchen des menschlichen Auges verteilen sich auf der Netzhaut stark peripher mit einem Maximum um 17° von der optischen Augenachse und sind mit einer hohen Dichte noch bis zu einem Winkel von bis zu 40–50° vorhanden. Daher eignet sich das zuvor beschriebene Lichtspektrum mit einem großen Anteil von kurzwelligem Licht besonders gut zum Ausleuchten von peripheren Randbereichen.
  • Der Randbereich neben der Fahrspur eines Fahrzeugs wird dabei vorzugsweise mit einer Leuchtdichte von 0,1 bis 0,3 cd/m2 ausgeleuchtet. Dieser Zahlenwert bezieht sich dabei auf Licht, das dem Tagsehen entspricht (photoptische Leuchtdichte). Wird nun für den auszuleuchten Randbereich, in dem die Stäbchen des menschlichen Auges aktiv sind (mesoptischer Bereich) Licht mit einem angepassten Lichtspektrum verwendet, kann die subjektive Wahrnehmung durch den Menschen verbessert werden. Steigt beispielsweise der Lichtanteil des für das Nachtsehen (skoptisches Sehen) relevanten Lichts im Vergleich zu dem für das Tagsehen (photoptisches Sehen) relevanten Lichts auf ein Verhältnis von etwa 2:1, so kann hiermit bei einer photoptischen Leuchtdichte von 0,1 cd/m2 eine subjektive Leuchtdichte von etwa 0,135 cd/m2 erreicht werden. Somit steigt die Detektionsfähigkeit im Randbereich durch das angepasste Lichtspektrum um ca. 35%, ohne dass hierzu die effektive Lichtintensität gesteigert werden muss. Somit kann ohne Steigerung des Energiebedarfs für die Lichtquelle 2 die Wahrnehmung im Randbereich durch einen Benutzer verbessert werden.
  • Die erste Lichtquelle 1 bzw. die zweite Lichtquelle 2 sind dabei vorzugsweise als LED-Baugruppen bzw. LED-Matrix-Scheinwerfer ausgeführt. Bei solchen Bauelementen wird das Licht durch Licht emittierende Dioden (LED) in Form von phosphorkonvertierenden Halbleiter-Leuchtelementen emittiert. Dabei kann das von jeder LED emittierte Lichtspektrum individuell eingestellt werden. Durch eine geeignete Auswahl der LED für die erste Lichtquelle 1 und die zweite Lichtquelle 2 kann somit für jede der beiden Lichtquellen 1 und 2 ein optimiertes Spektrum ausgewählt werden.
  • Die beiden Lichtquellen 1 und 2 weisen dabei bevorzugt jeweils mehrere LED auf. Jede dieser LED leuchtet dabei einen vorgegebenen Bereich aus. Somit kann durch gezieltes Ansteuern der einzelnen LED in der ersten Lichtquelle 1 bzw. der zweiten Lichtquelle 2 jeweils der auszuleuchten Bereich kontrolliert werden. Somit ist durch An- bzw. Abschalten einzelner LED in den beiden Lichtquellen 1 bzw. 2 eine gezielte Beeinflussung der durch die jeweilige Lichtquelle 1, 2 ausgeleuchteten Bereiche möglich.
  • Eine Steuereinrichtung 3 kann gezielt einzelne LED der ersten Lichtquelle 1 und/oder der zweiten Lichtquelle 2 auswählen und ansteuern, um den von der jeweiligen Lichtquelle ausgeleuchteten Bereich zu beeinflussen. Hierzu kann beispielsweise durch einen Detektor 4 ein Objekt im Umfeld detektiert werden und basierend auf dieser Detektion kann die Steuereinrichtung 3 die auszuleuchten Bereiche aktiv anpassen. Beispielsweise kann es sich bei dem Detektor 4 um eine Kamera, zum Beispiel eine CCD- oder CMOS-Kamera, handeln. Zusätzlich oder alternativ kann der Detektor 4 auch einen oder mehrere Infrarotsensoren, Radarsensoren, Ultraschallsensoren oder Ähnliches aufweisen, die dazu geeignet sind das Geschehen im Verkehrsraum dynamisch zu überwachen.
  • Der Detektor 4 kann die detektierten Objekte im Umfeld gegebenenfalls zunächst klassifizieren. Somit ist eine Zuordnung möglich, um zu bestimmen, wie ein detektiertes Objekt angeleuchtet werden soll. Handelt es sich beispielsweise bei dem detektierten Objekt um eine Fahrbahnmarkierungen, so wird diese vorzugsweise besonders hervorgehoben. Hierzu ist es möglich, dass die zweite Leuchteinheit 2 die detektierten Fahrbahnmarkierungen beispielsweise mit einem Lichtspektrum anleuchtet, das dem weißem Licht sehr nahe kommt. Somit kann der Benutzer den Fahrbahnverlauf gut wahrnehmen und gegebenenfalls auf Kurven oder Ähnliches frühzeitig reagieren. Ebenso ist es möglich beispielsweise Personen oder Tiere am Fahrbahnrand zu erkennen und zu klassifizieren und diese ebenfalls auf geeignete Weise hervorzuheben. Andererseits können auch weitere Verkehrsteilnehmer, wie beispielsweise vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge, erkannt und klassifiziert werden. Um dabei eine Beeinträchtigung der weiteren Verkehrsteilnehmer durch eine mögliche Blendwirkung zu vermeiden, kann in diesem Fall ein solches detektiertes Objekt nur abgeschwächt angeleuchtet werden. Dies kann einerseits durch Anpassen des ausgewählten Lichtspektrums erfolgen. Darüber hinaus ist es auch möglich die Lichtintensität der jeweiligen Lichtquelle 1 bzw. 2 im Bereich des detektierten Objekts zu reduzieren.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsszene durch einem Scheinwerfer gemäß einer Ausführungsform. Das Fahrzeug 50 leuchtet durch die erste Lichtquelle 1 einen Zentralbereich 10 mit einem ersten Lichtspektrum aus. Darüber hinaus sind am Fahrbahnrand Markierungen für die Fahrspur detektiert worden. Diese Fahrbahnmarkierungen werden durch die zweite Lichtquelle 2 mit einem zweiten Lichtspektrum hervorgehoben. Ferner wird auch ein entgegenkommendes Fahrzeug 60 erkannt. Dieses entgegenkommende Fahrzeug 60 wird beim Ausleuchten der linken Fahrbahnmarkierungen ausgenommen, um so eine Blendwirkung der weiteren Verkehrsteilnehmer zu vermeiden.
  • 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Beleuchtungsszene durch einem Scheinwerfer gemäß einer Ausführungsform. Hierbei leuchtet die erste Lichtquelle 1 in dem Fahrzeug 50 ebenfalls den Zentralbereich 10 mit einem ersten Lichtspektrum aus. Darüber hinaus wird durch eine zweite Lichtquelle 2 der rechte Rand 30 mit einem zweiten Lichtspektrum ausgeleuchtet. Dabei weist das zweite Lichtspektrum vorzugsweise einen höheren Anteil von kurzwelligem Licht auf, als das erste Lichtspektrum. Das erste Lichtspektrum ermöglicht somit auch über einen längeren Zeitraum ein ermüdungsfreies Sehen der Fahrspur, während das zweite Lichtspektrum insbesondere für den Randbereichen auch bei relativ geringer Leuchtdichte noch eine gute Detektion von Kontrasten ermöglicht, um potentielle Gefahren am Rand erkennen zu können.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms für ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. In Schritt S1 werden eine erste Lichtquelle 1 und eine zwei Lichtquelle 2 bereitgestellt. In Schritt S4 wird der Zentralbereich durch die erste Lichtquelle 1 mit einem ersten Lichtspektrum ausgeleuchtet und in Schritt S5 der Randbereich durch eine zweite Lichtquelle 2 mit einem zweiten Lichtspektrum ausgeleuchtet, wobei das zweite Lichtspektrum von dem ersten Lichtspektrum verschieden ist.
  • Bei Bedarf kann durch einen optionalen Schritt S3 der Randbereich, der durch die zweite Lichtquelle ausgeleuchtet wird, aktiv angepasst werden. In Schritt S2 kann hierzu in dem Umfeld des Fahrzeugs ein Objekt detektiert werden und in Schritt S2a daraufhin der Randbereich und/oder der Zentralbereich in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt angepasst werden. Ferner kann in Schritt S3a auch die Leuchtstärke der zweiten Lichtquelle in Abhängigkeit von einem detektierten Objekt angepasst werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erste Lichtquelle
    2
    zweite Lichtquelle
    3
    Steuereinrichtung
    4
    Detektor
    5
    Gehäuse
    10
    Zentralbereich
    21
    Randbereich
    22
    Randbereich
    23
    Randbereich
    30
    Randbereich
    50
    Fahrzeug
    60
    Objekt
    S1
    Verfahrensschritt
    S2
    Verfahrensschritt
    S2a
    Verfahrensschritt
    S3
    Verfahrensschritt
    S3a
    Verfahrensschritt
    S4
    Verfahrensschritt
    S5
    Verfahrensschritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008062640 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Scheinwerfer für eine Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Lichtquelle (1), die dazu ausgelegt ist, einen Zentralbereich (10) mit einem ersten Lichtspektrum auszuleuchten, und mit einer zweiten Lichtquelle (2), die dazu ausgelegt ist, einen Randbereich (21, 22, 23, 30) mit einem zweiten Lichtspektrum auszuleuchten, wobei das erste Lichtspektrum von dem zweiten Lichtspektrum verschieden ist.
  2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, wobei die erste Lichtquelle (1) und die zweite Lichtquelle (2) phosporkonvertierende Halbleiter-Leuchtelemente aufweisen.
  3. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Lichtquelle (1) und die zweite Lichtquelle (2) eine LED-Baugruppe oder einen LED-Matrix-Beam-Scheinwerfer umfassen.
  4. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Steuereinrichtung (3), die dazu ausgelegt ist, den durch die zweite Lichtquelle (2) ausgeleuchteten Randbereich (21, 22, 23, 30) anzupassen.
  5. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Detektor (4), der dazu ausgelegt ist, ein Objekt (60) im Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren.
  6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, wobei der Detektor (4) das detektierte Objekt (60) klassifiziert, und die Steuereinrichtung (3) den Randbereich (21, 22, 23, 30) und/oder den Zentralbereich (10) in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Objekts (60) anpasst.
  7. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Lichtspektrum einen höheren Anteil von kurzwelligem Licht aufweist, als das erste Lichtspektrum.
  8. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Leuchtstärke der ersten Lichtquelle (1) von einer Leuchtstärke der zweiten Lichtquelle (2) verschieden ist.
  9. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Lichtquelle (1) und die zweite Lichtquelle (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) angeordnet sind.
  10. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten: Bereitstellen (S1) einer ersten Lichtquelle (1) und einer zweiten Lichtquelle (2), Ausleuchten (S4) eines Zentralbereichs (10) durch die erste Lichtquelle (1) mit einem ersten Lichtspektrum, und Ausleuchten (S5) eines Randbereichs (21, 22, 23, 30) durch die zweite Lichtquelle (2) mit einem zweiten Lichtspektrum, wobei das zweite Lichtspektrum von dem ersten Lichtspektrum verschieden ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt (S5) zum Ausleuchten des Randbereichs durch die zweite Lichtquelle (2) das zweite Lichtspektrum adaptiv anpasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, mit den Schritten: Detektieren (S2) eines Objekts (60) im Umfeld des Fahrzeugs; Anpassen (S2a) des Randbereichs (21, 22, 23, 30) und/oder des Zentralbereichs (10) in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt (60).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, mit dem Schritt: Anpassen (S3) einer Leuchtstärke der zweiten Lichtquelle (2) in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt (60).
  15. Computerlesbares Medium, welches ein Computerprogramm aufweist, das Instruktionen umfasst, die eine programmgesteuerte Einrichtung dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 auszuführen.
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