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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Bereich der Kfz-Beleuchtungseinrichtungen werden verschiedene Arten der ausgestrahlten Lichtverteilungen (Abstrahllichtverteilungen) unterschieden, deren Eigenschaften teilweise gesetzlich geregelt sind. Beispielsweise umfasst die Frontlichtverteilung z.B. eine abgeblendete Lichtverteilung und eine Fernlichtverteilung sowie gegebenenfalls weitere Lichtverteilungen wie Seitenausleuchtungen oder Nebellichter.
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Die verschiedenen Lichtverteilungen zeichnen sich durch einen oftmals komplexen Intensitätsverlauf aus. Beispielsweise weist die abgeblendete Lichtverteilung eine im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beleuchtungseinrichtung zumindest abschnittsweise horizontal verlaufende Hell-Dunkel-Grenze auf. Dabei befindet sich ein ausgeleuchteter Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze, insbesondere im Vorfeld des Kfz. Die Hell-Dunkel-Grenze kann auch mehrere vertikal gegeneinander versetzte Abschnitte aufweisen, welche durch einen schräg verlaufenden Abschnitt der Hell-Dunkel-Grenze miteinander verbunden sind (sogenannte "z-shape"). Im Gegensatz hierzu erstreckt sich die Fernlicht-Lichtverteilung zumindest abschnittsweise oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze und kann dadurch eine größere Reichweite erzielen. Die Seitenausleuchtung schließlich strahlt ein seitlich zur Fahrzeuglängsachse versetzte Bereiche ein.
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In der KFZ-Beleuchtungstechnik ist es oftmals erwünscht, mehrere der verschiedenen Lichtverteilungen mit einem gemeinsamen, möglichst kompakten Lichtmodul erzeugen zu können. Außerdem soll zunehmend mittels sogenannter adaptiver Frontlichtsysteme eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer vermieden werden, indem in der Frontlichtverteilung bestimmte Bereiche selektiv ausgeblendet oder gedimmt werden.
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Aus der
EP 2 752 615 A1 und der
DE 10 2009 053 581 B3 sind Fahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Bei solchen Vorrichtungen kann mit einer Mehrzahl von matrixartig angeordneten Lichtquellen eine Quellenlichtverteilung mit einer gewünschten Intensitätsverteilung erzeugt werden. Diese Quellenlichtverteilung wird mit einer Projektionslinse in die Abstrahllichtverteilung projiziert. Die vielen Lichtquellen sind matrixartig oder streifenartig nebeneinander auf einer Platine angeordnet. Hierbei besteht das Problem, dass sich eine ausreichende Homogenität der abgegebenen Lichtverteilung oft nur mit gewissem technischem Aufwand realisieren lässt. Insbesondere sind die Lichtabgabeflächen der Lichtquellen konstruktionsbedingt durch Zwischenräume voneinander beabstandet. Diese nichtleuchtenden Zwischenräume können zu abgedunkelten Strukturen in der Abstrahllichtverteilung führen, welche vom Fahrer des Kraftfahrzeuges und anderen Beobachtern als unangenehm oder ermüdend empfunden werden. Ein sehr kontrastreiches Gittermuster aus dunklen Linien kann auch zu einer beeinträchtigten Wahrnehmung der Umgebung führen und daher ein Sicherheitsrisiko darstellen.
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Um eine möglichst homogene abgestrahlte Lichtverteilung zu erzielen, ist z.B. in der
DE 10 2009 053 581 B3 beschrieben, dass zwischen den Lichtquellen und der Projektionslinse eine Primäroptik mit einer Vielzahl von Lichtleitelementen angeordnet ist, wobei je ein Lichtleitelement einer Lichtquelle zugeordnet ist und wobei die Lichtleitelemente in Austrittsoptiken zusammenlaufen. Somit muss bei derartigen Vorrichtungen die Primäroptik zusätzlich hergestellt und in der Vorrichtung justiert werden. Die
EP 2 752 615 A1 beschreibt einen anderen Ansatz, wobei die Matrixartig angeordneten Lichtquellen innerhalb der Brennweite der Projektionslinse angeordnet sind, so dass eine unscharfe Abbildung der Quellenlichtverteilung erzielt wird. Dadurch lassen sich jedoch unerwünschte Kontrastschwankungen nicht beseitigen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem kompakten Aufbau die Abgabe einer als möglichst homogen empfundenen Lichtverteilung zu ermöglichen. Dabei sollen insbesondere Lichtverteilungen mit komplexeren oder auch variabel vorgebbaren Intensitätsmustern wie z.B. eine abgeblendete Lichtverteilung erzielbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug (Kfz) gemäß Anspruch 1 gelöst. Unter einem Lichtmodul wird im vorliegenden Zusammenhang diejenige Baueinheit verstanden, welche die eigentlich nutzbare Abstrahllichtverteilung abgibt. Insofern kann ein Lichtmodul Teil einer Kfz-Beleuchtungseinrichtung (z.B. eines Frontscheinwerfers) sein. Denkbar ist jedoch auch, dass die Beleuchtungseinrichtung mehrere Lichtmodule umfasst. Umgekehrt kann eine kompakte Beleuchtungseinrichtung auch nur ein einziges Lichtmodul umfassen.
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Das Lichtmodul umfasst eine Lichtquellenanordnung mit einer Vielzahl von matrixartig nebeneinander angeordneten Lichtabgabeflächen zur Abgabe einer Quellenlichtverteilung. Jeweils benachbarte Lichtabgabeflächen weisen einen in der Regel konstruktionsbedingten Abstand voneinander auf. Der Abstand beträgt höchstens einen definierten maximalen Pixelabstand der Lichtquellenanordnung. Insofern ist der Abstand der Lichtabgabeflächen voneinander stets kleiner oder gleich einem maximalen Pixelabstand der Lichtquelleneinheit. Das Lichtmodul umfasst ferner eine Sekundäroptik zur Projektion der Quellenlichtverteilung in eine Abstrahllichtverteilung des Lichtmoduls. Insofern ist die Sekundäroptik derart angeordnet, dass die Quellenlichtverteilung erfasst wird und in die Abstrahllichtverteilung projiziert wird.
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Die Sekundäroptik weist eine charakteristische Auflösungsgrenze auf, derart, dass Bereiche der Quellenlichtverteilung, welche in Bezug auf die Sekundäroptik (d.h. von der Sekundäroptik aus betrachtet) einen Winkelabstand kleiner als die Auflösungsgrenze aufweisen, in der Abstrahllichtverteilung nicht mehr unterscheidbar sind. Dies bedeutet, dass zwei verschiedene Bereiche der Quellenlichtverteilung, welche mit einem Winkelabstand kleiner als die Auflösungsgrenze auf die Sekundäroptik einstrahlen, zu solchen ausgeleuchteten Bereichen in der Abstrahllichtverteilung führen, welche nicht mehr auflösbar sind.
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Dabei ist die Lichtquellenanordnung derart relativ zu der Sekundäroptik angeordnet, dass der maximale Pixelabstand in Bezug auf die Sekundäroptik einem Winkelabstand unterhalb der Auflösungsgrenze entspricht. Mit anderen Worten ist der maximale Pixelabstand der Lichtquellenanordnung kleiner als die Auflösungsgrenze, d.h. der maximale Pixelabstand überdeckt von der Sekundäroptik aus betrachtet einen Winkel, welcher kleiner als die Auflösungsgrenze ist.
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Das Auflösungsvermögen ist eine physikalische Eigenschaft der Sekundäroptik, welche insbesondere von den geometrischen Abmessungen und von den Materialien der Sekundäroptik, sowie ggf. von der Wellenlänge bzw. dem Wellenlängenspektrum der Quellenlichtverteilung abhängt. Eine grundsätzliche Beschränkung für die Auflösungsgrenze ergibt sich aus Beugungseffekten des Lichtes der Quellenlichtverteilung an der Sekundäroptik (sog. Beugungsbegrenzung). Entsprechende Kriterien für die Beugungsbegrenzung sind im Bereich der Mikroskopie als Abbe-Kriterium oder Helmholz-Kriterium bekannt. Im Bereich der Teleskopie sind entsprechende Kriterien für die Beugungsbegrenzung der Auflösung bekannt. Tatsächlich kann die Auflösungsgrenze der Sekundäroptik jedoch gegenüber der Beugungsbegrenzung erhöht sein, da außerdem verschiedene Abbildungsfehler der Sekundäroptik zur Auflösungsgrenze beitragen. Die Auflösungsgrenze wird beispielsweise auch durch Aberrationen, Astigmatismen, Dichroismen, Dispersionsfehler oder Unregelmäßigkeiten der Oberflächengeometrie der Sekundäroptik erhöht.
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Bei dem Lichtmodul kann mittels der Sekundäroptik das Intensitätsmuster der Quellenlichtverteilung in die Abstrahllichtverteilung projiziert oder abgebildet werden. Da die Auflösung der Sekundäroptik geringer ist als der Pixelabstand der Lichtabgabeflächen, führen die Abstände zwischen den Lichtabgabeflächen nicht zu wahrnehmbaren dunklen Bereichen in der Abstrahllichtverteilung. Dadurch kann eine für den Betrachter homogen erscheinende und daher komfortable wahrgenommene Abstrahllichtverteilung erzeugt werden.
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Die Lichtquellenanordnung weist eine Vielzahl von Lichtabgabeflächen auf, die matrixartig, insbesondere in der Art eines Arrays, d.h. regelmäßig und vorzugsweise in einer Ebene angeordnet sind. Daher kann insgesamt betrachtet die Form und Intensitätsverteilung der Quellenlichtverteilung frei gewählt werden, so dass die gewünschten Eigenschaften der im Kfz-Beleuchtungsbereich benötigten Lichtverteilungen erzielt werden können. Aufgrund der beschriebenen Abstimmung von Auflösungsgrenze und Pixelabstand aufeinander kann auch bei einer komplexen Formgebung der Abstrahllichtverteilung erreicht werden, dass die ausgeleuchteten Bereiche der Quellenlichtverteilung einen homogenen Intensitätsverlauf aufweisen.
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Die Lichtquellenanordnung und die Sekundäroptik sind speziell aufeinander abgestimmt. Daher kann konstruktiver Aufwand zur Anpassung weiterer optischer Bauteile aufeinander eingespart werden. Das Lichtmodul hat einen vergleichsweise einfachen, kompakten und robusten Aufbau.
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Insbesondere ist vorteilhaft, wenn die Sekundäroptik die auf den Lichtabgabeflächen vorliegende Quellenlichtverteilung direkt abbildet, d.h. wenn zwischen den Lichtabgabeflächen der Lichtquellenanordnung und der Sekundäroptik keine weiteren Zwischenoptiken vorgesehen sind. Insofern wird ein einfacher Aufbau ermöglicht. Beispielsweise sind aufwändige Primäroptiken zur Zusammenführung der Lichtverteilung einzelner Lichtquellen nicht zwingend erforderlich. Dadurch können die bei diesen Primäroptiken häufig auftretenden Dispersionseffekte oder Farbfehler vermieden werden. Außerdem entfällt der konstruktive Aufwand, welcher mit der Montage und Justierung von Primäroptiken in Bezug auf die Lichtquellenanordnung verbunden ist.
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Der Abstand zwischen benachbarten Lichtabgabeflächen ist insbesondere definiert durch den Abstand der einander zugewandten Begrenzungskanten benachbarter Lichtabgabeflächen. Insbesondere ist insofern der Abstand zweier einander zugewandter Begrenzungskanten zweier benachbarter Lichtabgabeflächen höchstens so groß wie der Pixelabstand. Mit anderen Worten wird der genannte Abstand zweier benachbarter Lichtabgabeflächen durch einen Zwischenraum gebildet, der von den Begrenzungskanten eingefasst ist. Dieser Zwischenraum wird jedoch durch die Sekundäroptik nicht aufgelöst, da er kleiner als die Auflösungsgrenze ist.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lichtabstrahlflächen selbst Abmessungen aufweisen, die kleiner als der Pixelabstand sind. Insofern ist insbesondere vorgesehen, dass gegenüberliegende Begrenzungskanten ein und derselben Lichtabgabefläche höchstens einen Abstand aufweisen, welcher dem Pixelabstand entspricht. Bei dieser Ausgestaltung wird weder der Zwischenraum zwischen Lichtabgabeflächen, noch die Lichtabgabefläche selbst durch die Sekundäroptik aufgelöst.
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Die Sekundäroptik ist insbesondere ein optisches Element, mit welchem eine optische Abbildung der Quellenlichtverteilung erzielbar ist, beispielsweise eine Sammellinse. Insbesondere ist die Sekundäroptik als Projektionslinse derart ausgebildet, dass ein Brennbereich, beispielweise Brennpunkt oder Brennlinie, definiert ist. Vorzugsweise liegt mindestens eine der Lichtabgabeflächen der Lichtquellenanordnung in diesem Brennbereich. Dadurch kann das von der im Brennbereich liegenden Lichtabgabefläche ausgehende Licht in Parallellichtbündel der Abstrahllichtverteilung umgeformt werden. Das auf der Matrix der Lichtabgabeflächen erzeugte Intensitätsmuster der Quellenlichtverteilung kann dann direkt als Abstrahllichtverteilung abgebildet werden, wobei störende Dunkelbereiche, die auf den Pixelabstand zwischen den Lichtabgabeflächen zurückzuführen sind, aufgrund der Auflösungsgrenze nicht in der Abstrahllichtverteilung erkennbar sind.
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Denkbar ist jedoch auch, dass die Lichtabgabeflächen außerhalb des Brennbereiches angeordnet sind. Dies führt dazu, dass die Quellenlichtverteilung zusätzlich unscharf in die Abstrahllichtverteilung abgebildet werden kann, wodurch unerwünschte Kontraste zusätzlich geglättet werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lichtabgabeflächen innerhalb der Brennweite, d.h. zwischen Brennbereich und Projektionslinse, angeordnet sind.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann die Sekundäroptik eine optische Achse aufweisen, wobei die Lichtabgabeflächen senkrecht zu der optischen Achse verlaufen. Insbesondere liegen sämtliche Lichtabgabeflächen in einer gemeinsamen Ebene. Die optische Achse verläuft vorzugsweise durch den genannten Brennbereich der Sekundäroptik.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist je eine Lichtabgabefläche einer einzelnen Lichtquelle zugeordnet, derart, dass nur das Licht der einzelnen Lichtquelle durch die zugeordnete Lichtabgabefläche austritt. Die Lichtabgabefläche kann insbesondere eine optisch aktive Oberfläche der Lichtquelle (z.B. Halbleiterlichtquelle, wie Leuchtdiode LED) sein, oder auch die Oberfläche einer der einzelnen Lichtquelle zugeordneten Vorsatzoptik.
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Zur weiteren Ausgestaltung weist die Lichtquellenanordnung eine Vielzahl von matrixartig angeordneten Lichtquellen auf, wobei die einzelnen Lichtquellen unabhängig voneinander ansteuerbar sind, d.h. insbesondere unabhängig voneinander aktivierbar und deaktivierbar, oder unabhängig voneinander in der abgegebenen Strahlungsintensität variierbar sind. Dadurch kann ein beliebiges Intensitätsmuster als Quellenlichtverteilung vorgegeben werden, welches dann in die Abstrahllichtverteilung umgesetzt wird, ohne dass störende Dunkelbereiche in den ausgeleuchteten Bereichen der Abstrahllichtverteilung auftreten.
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Beispielsweise sind die Lichtquellen als Leuchtdioden ausgebildet, wobei die Lichtabgabeflächen die optisch aktiven Oberflächen der Leuchtdioden sind. Jeder Lichtquelle ist insbesondere eine Lichtabgabefläche zugeordnet. Insbesondere kann die Lichtquellenanordnung ein 2D-Array von LEDs aufweisen, die auf einem gemeinsamen Chip angeordnet und verschaltet sind.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann die Lichtquellenanordnung eine Vorsatzoptik umfassen, welche die matrixartig angeordneten Lichtabgabeflächen aufweist. Insbesondere ist je eine Lichtabgabefläche einer einzelnen Lichtquelle der Lichtquellenanordnung zugeordnet. Denkbar ist insbesondere, dass jede Lichtquelle eine eigene Vorsatzlinse aufweist, die einer optisch aktiven Fläche der Lichtquelle zugeordnet ist, beispielsweise auf dieser Fläche fixiert ist. Beispielsweise kann die Lichtquellenanordnung als LED-Array mit an jeder LED angeordneten Mikrolinsen sein. Durch derartige Ausgestaltungen kann das abgegebene Licht einer einzelnen Lichtquelle besser in Richtung zur Sekundäroptik gebündelt werden, was die optische Effizienz des Systems erhöht.
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Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, dass die matrixartig angeordneten Lichtabgabeflächen nicht von physischen Bauteilen, sondern von reellen Zwischenbildern einer Lichtquelle nach einer vorhergehenden optischen Abbildung gebildet sind. Insofern kann das Lichtmodul als zweistufiges Projektionssystem ausgebildet sein.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann die Sekundäroptik zusätzlich sog. Auflösungsbegrenzungselemente zur Vergrößerung der Auflösungsgrenze aufweisen. Die Auflösungsbegrenzungselemente können z.B. als Streustrukturen, Bildversatzelemente, Facetten, Prismenstrukturen und/oder Bereiche der Sekundäroptik mit erhöhter Oberflächenrauigkeit ausgebildet sein. Dadurch werden gezielt Abbildungsfehler für die Sekundäroptik vorgegeben und dadurch die Auflösungsgrenze heraufgesetzt. Auf diese Weise kann die Sekundäroptik an die konstruktionstechnisch vorgegebenen Abmessungen der Lichtquellenanordnung und damit an deren Pixelabstand angepasst werden.
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Die Sekundäroptik kann auf wenigstens einer ihrer Oberflächen, insbesondere auf der den Lichtabgabeflächen zugewandten Oberfläche, eine Antireflexbeschichtung aufweisen. Dadurch können Streulichtanteile verringert werden und die optische Effizienz des Lichtmoduls erhöht werden.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass bei einem Lichtmodul mit Lichtquellenanordnung und Sekundäroptik der genannten Art die Lichtquellenanordnung derart relativ zu der Sekundäroptik angeordnet ist, dass solche Bereiche der Abstrahllichtverteilung, welche je zwei benachbarten Lichtabgabeflächen der Lichtquellenanordnung zugeordnet sind, unter einem Winkel erscheinen, der unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges liegt, insbesondere unterhalb einem Winkel von 0,2° oder vorzugsweise kleiner als 0,1°.
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Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Lichtquellenanordnung derart in Bezug auf die Sekundäroptik angeordnet ist, dass je zwei benachbarte Lichtabgabeflächen von der Sekundäroptik aus betrachtet unter einem Winkel erscheinen, der größer als die Auflösungsgrenze ist, d.h. dass die Sekundäroptik grundsätzlich die einzelnen Lichtabgabeflächen auflösen kann. Ein homogenes Erscheinungsbild wird dennoch erreicht, da in der abgestrahlten Lichtverteilung keine Einzelstrukturen für das menschliche Auge auflösbar sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: Skizzierte Darstellung eines Lichtmoduls;
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2: Vergrößerte Detailansicht auf die Lichtquellenanordnung gemäß 1;
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3: Skizzierte Darstellung einer Intensitätsverteilung einer beispielhaften Quellenlichtverteilung hervorgerufen durch einzelne Lichtabgabeflächen;
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4: Skizzierte Darstellung der Intensitätsverteilung in der der 3 zugeordneten Abstrahllichtverteilung.
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In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt eine skizzierte Darstellung eines Lichtmoduls 10 mit einer Lichtquellenanordnung 12, die eine Vielzahl von auf einer nicht näher dargestellten Platine matrixartig angeordneten Einzellichtquellen 14 (vgl. 2) umfasst. Die Einzellichtquellen 14 sind beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) mit Lichtabgabeflächen 16. Insofern bilden die Lichtabgabeflächen 16 eine im dargestellten Beispiel ebene matrixartige Anordnung. Das Lichtmodul 10 umfasst ferner ein skizziert dargestelltes Steuergerät 18, welches dazu ausgebildet ist, die einzelnen Lichtquellen 14 unabhängig voneinander in ihrer Lichtabgabe anzusteuern. Dadurch kann mit der Lichtquellenanordnung 12 eine Quellenlichtverteilung 20 erzeugt werden, welche einen gewünschten und insbesondere variierbaren Intensitätsverlauf aufweist.
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Das Lichtmodul umfasst außerdem eine im dargestellten Beispiel als Projektionslinse 22 ausgebildete Sekundäroptik 24. Die Projektionslinse 22 weist eine optische Achse 26 auf, und definiert auf ihrer der Lichtquellenanordnung 12 zugewandten Seite beispielsweise einen Brennpunkt 28. Je nach Ausgestaltung kann es sich jedoch auch um einen ausgedehnteren Brennbereich handeln.
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Im dargestellten Beispiel erstreckt sich die Platine mit den Einzellichtquellen 14 und damit die einzelnen Lichtabgabeflächen 16 im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse 26. Insbesondere können die Lichtabgabeflächen 16 sämtlich in einer Ebene liegen (z.B. auf der genannten Platine). Dabei ist im dargestellten Beispiel die Lichtquellenanordnung 12 derart angeordnet, dass sich die Lichtabgabeflächen zwischen dem Brennpunkt 28 und der Projektionslinse 22 befinden. Insofern sind die Lichtabgabeflächen 16 innerhalb der Brennweite der Projektionslinse 22 angeordnet.
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Denkbar ist jedoch auch, dass bei dem Lichtmodul 10 der Brennpunkt 28 (bzw. Brennbereich) in einer der Lichtabgabeflächen 16 liegt. Insbesondere ist dann vorgesehen, dass sämtliche Lichtabgabeflächen 16 in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche sich im Abstand der Brennweite von der Sekundäroptik 24 senkrecht zur optischen Achse 26 erstreckt.
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Die Sekundäroptik 24 ist dazu ausgebildet, dass die Quellenlichtverteilung 20, welche von den Lichtabgabeflächen 16 ausgeht, in eine Abstrahllichtverteilung 30 des Lichtmoduls projizierbar ist. Aufgrund der Projektionseigenschaften der Sekundäroptik 22 weist die Abstrahllichtverteilung 30 wiederum eine Intensitätsverteilung auf, welche im Wesentlichen der durch die Quellenlichtverteilung 20 vorgegebenen Intensitätsverteilung entspricht. Allerdings erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul 10 eine Abstimmung der optischen Eigenschaften der Sekundäroptik (nämlich der Auflösungsgrenze) auf die geometrische Ausgestaltung der Lichtquellenanordnung, wie nachfolgend noch näher erläutert.
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Die 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts II aus der die Lichtabgabeflächen 16 enthaltenen Ebene der Lichtquellenanordnung 12. Wie beispielhaft an einer der Lichtabgabefläche 16 eingezeichnet, ist die Lichtabgabefläche 16 von Begrenzungskanten 32 begrenzt. Im dargestellten Beispiel bilden die Begrenzungskanten 32 eine im Wesentlichen quadratische oder rechteckige Form. Die Lichtabgabeflächen 16 der Lichtquellenanordnung 12 bilden im dargestellten Beispiel eine quadratische bzw. rechteckige Matrix.
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In der matrixartigen Anordnung weisen zwei jeweils zueinander benachbarte Lichtabgabeflächen 16 voneinander einen definierten Abstand auf, welcher im dargestellten Beispiel einem maximalen Pixelabstand 34 entspricht. Denkbar ist auch, dass die Abstände verschiedener benachbarter Lichtabgabeflächen 16 voneinander abweichen, wobei jedoch der Pixelabstand 34 eine obere Grenze für den Abstand bildet. Der Pixelabstand 34 ist beispielsweise durch den Abstand der einander zugewandten Begrenzungskanten 32 zweier benachbarter Lichtabgabeflächen 16 gegeben. Im dargestellten Beispiel sind die Abstände der Lichtabgabeflächen untereinander in dem in der matrixartigen Anordnung in vertikaler und horizontaler Richtung identisch. Dies ist jedoch nicht zwingend. Beispielsweise können in der matrixartigen Anordnung die Lichtabgabeflächen in einer Zeilenrichtung einen typischen Abstand voneinander aufweisen, der von einem Abstand in einer Spaltenrichtung abweicht.
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Bei der dargestellten Ausgestaltung weist außerdem jede der Lichtabgabeflächen 16 eine zwischen jeweils gegenüberliegenden Begrenzungskanten 32 definierte Abmessung auf, die höchstens dem Pixelabstand 34 entspricht. Denkbar ist jedoch auch, dass die einzelnen Lichtabgabeflächen 16 größer als der Pixelabstand 34 sind.
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Durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Lichtquellen 14 der Lichtquellenanordnung 12 kann daher global betrachtet mit der Lichtquellenanordnung 12 eine Quellenlichtverteilung 20 erzeugt werden, die einen gewünschten und/oder veränderbaren Intensitätsverlauf aufweist. Aufgrund der Zwischenräume zwischen den Lichtabgabeflächen 16 weist die Quellenlichtverteilung 20 jedoch zwischen hell ausgeleuchteten Bereichen 36 auch Dunkelbereiche 38 auf (vgl. Darstellung der 2). Aufgrund der projizierenden Eigenschaften der Sekundäroptik 24 besteht hier das Problem, dass die Dunkelbereiche 38 zu einer unerwünschten Kontrastierung und/oder zu einem unerwünschten Intensitätsmuster in der Abstrahllichtverteilung 30 führen können.
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Bei dem Lichtmodul 10 ist der Sekundäroptik 24 eine Auflösungsgrenze zugeordnet, welche sich aus den geometrischen Abmessungen der Sekundäroptik 24, dem für die Sekundäroptik 24 verwendeten Linsenmaterial und den spektralen Eigenschaften der von den Lichtabgabeflächen 16 abgegebenen Quellenlichtverteilung 20 ergibt. Die Auflösungsgrenze äußert sich darin, dass Lichtstrahlen der Quellenlichtverteilung 20, welche unter einem Winkelabstand α auf die Sekundäroptik 24 auftreffen (vgl. skizzierte Darstellung in 1) von der Sekundäroptik 24 ein Bereiche der Abstrahllichtverteilung 30 umgeformt werden, die nicht mehr unterscheidbar sind. Mit anderen Worten werden solche Bereiche der Quellenlichtverteilung 20, welche ausgehend von der Sekundäroptik 24 betrachtet unter einem Winkelabstand α erscheinen, der kleiner ist als die Auflösungsgrenze der Sekundäroptik 24, in nicht unterscheidbare Bereiche der Abstrahllichtverteilung 30 umgeformt.
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Bei dem Lichtmodul 10 ist die Lichtquellenanordnung 12 derart relativ zu der Sekundäroptik 24 angeordnet, dass von der Sekundäroptik 24 aus betrachtet der Pixelabstand 34 einen Winkel überdeckt, welcher kleiner ist, als die Auflösungsgrenze der Sekundäroptik 24. Mit anderen Worten erscheinen zwei benachbarte Lichtabgabeflächen 16 von der Sekundäroptik 24 aus betrachtet unter einem Winkel, der kleiner ist, als die Auslösungsgrenze der Sekundäroptik 24.
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Dies führt dazu, dass die durch den Pixelabstand 34 hervorgerufenen Dunkelbereiche 38 der Quellenlichtverteilung 20 (vgl. 2) durch die Sekundäroptik 24 nicht aufgelöst werden. Dadurch sind in der Quellenlichtverteilung 30 keine den Dunkelbereichen 38 zugeordneten dunklen Zonen erkennbar. Stattdessen ist die Abstrahllichtverteilung weitgehend homogen, wie in der skizzierten Darstellung der 4 verdeutlicht. Die 4 zeigt beispielsweise ein Intensitätsbild der Abstrahllichtverteilung 30, welches auf einem in Abstrahlrichtung (entsprechend der optischen Achse 26) beabstandet angeordneten Testschirm beobachtet werden kann. Somit ist es möglich, durch gezielte Ansteuerung der einzelnen Lichtquellen 14 der Lichtquellenanordnung 12 global betrachtet ein gewünschtes Intensitätsmuster als Quellenlichtverteilung zu erzeugen, welches jedoch konstruktionsbedingt Dunkelbereiche 38 aufweist. Durch die Abstimmung der Sekundäroptik 24 auf die Lichtquellenanordnung 12 weist jedoch die Quellenlichtverteilung 30 keine störenden Dunkelbereiche auf, sondern zeigt im Wesentlichen eine homogen ausgeleuchtete Abstrahllichtverteilung 30 mit den durch die Quellenlichtverteilung 20 vorgegebenen Eigenschaften.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2752615 A1 [0005, 0006]
- DE 102009053581 B3 [0005, 0006]
