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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine Beleuchtungsvorrichtung der vorgenannten Art ist aus der
EP 2 653 347 A1 bekannt. Die darin beschriebene Beleuchtungsvorrichtung ist insbesondere als Scheinwerfer ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von Leuchtdioden (LED), die in einem Array angeordnet sind.
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Bei derartigen Arrays von Leuchtdioden für Scheinwerfer werden häufig sogenannte Aktiv-Matrix-LED-Arrays verwendet, deren Licht von einer Projektionsoptik auf die Straße abgebildet wird. In 5 ist ein beispielhaftes planares Aktiv-Matrix-LED-Array 1 abgebildet. Bei einem derartigen Aktiv-Matrix-LED-Array 1 können zahlreiche Teilbereiche beziehungsweise Pixel der Leuchtdioden einzeln schaltbar sind. Die Teilbereiche können voll eingeschaltet, gedimmt oder ausgeschaltet sein. In 5 ist beispielsweise einer der Teilbereiche 2 ausgeschaltet, wohingegen die übrigen Teilbereiche 3 voll eingeschaltet sind. Auf den einzelnen Leuchtdioden sind in der Regel Konvertermittel angeordnet, die Teile des von den Leuchtdioden ausgehenden Lichts umwandeln, so dass Weißlicht entsteht.
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Durch ein derart ausgebildetes Aktiv-Matrix-LED-Array 1 lässt sich beispielsweise lokal eine Hauptlichtverteilung direkt im Bereich der Lichtquellen erzeugen, die dann über ein abbildendes optisches System in den Verkehrsraum projiziert wird. Dabei wird prinzipiell eine pixelierte und je Pixel einzeln ansteuerbare Lichtquelle über Optikmittel mit beispielsweise einer oder mehreren Linsen oder dergleichen abgebildet. In 6 sind ein Aktiv-Matrix-LED-Array 1 sowie entsprechende Optikmittel 4 schematisch angedeutet. Weiterhin ist das von einem mittleren Bereich des Aktiv-Matrix-LED-Arrays 1 ausgehende Licht 5 dargestellt.
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Je nach Beschaffenheit der Optikmittel 4 wird von optisch funktionalen Grenzflächen der Optikmittel 4, insbesondere von der dem Aktiv-Matrix-LED-Array 1 zugewandten Seite 9 beziehungsweise Grenzfläche der Optikmittel 4, Licht 6 bestimmter Wellenlängen zurück auf das Aktiv-Matrix-LED-Array 1 zurückreflektiert. Dabei kann das zurückreflektierte Licht 6 auch in Bereiche gelangen, die nicht leuchten sollen. Einerseits kann an diesen Stellen das zurückreflektierte Licht wiederum reflektiert werden, und als zweifach reflektiertes Licht 7 wieder durch die Optikmittel 4 auf die Straße abgebildet werden (siehe 6). Andererseits kann das zurück reflektierte Licht 6 an diesen Stellen von den Konvertermitteln absorbiert werden und diese dazu anregen, Licht 8 auszusenden (siehe 6). Auch dieses von den Konvertermitteln erzeugte Licht 8 kann in Abstrahlrichtung der Aktiv-Matrix-LED 1 emittiert werden und von den Optikmitteln 4 auf die Straße abgebildet werden.
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Dieses Licht 7, 8, das an lokal unerwünschten Stellen von dem Aktiv-Matrix-LED-Array 1 ausgeht, wird über die als Projektionsoptik dienenden Optikmittel auf die Straße abgebildet und reduziert die erforderlichen Kontrastwerte beziehungsweise führt zu einer Überschreitung entsprechend erforderlicher Dunkelwerte zur Vermeidung von Blendung.
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Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Erzeugung oder Reflexion von Licht an unerwünschten Stellen des Arrays von Lichtquellen vermieden wird.
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Dies wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Optikmittel derart gestaltet und/oder angeordnet sind, dass eine Rückreflexion des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts von den Optikmitteln in Richtung auf die Lichtquellen zumindest teilweise verhindert oder reduziert wird. Dadurch kann verhindert werden, dass zurückreflektiertes Licht auf Stellen des Arrays von Lichtquellen auftrifft, die nicht zu einer gewünschten Lichtverteilung beitragen sollen. An diesen Stellen kann somit aufgrund von Rückreflexion kein oder nur wenig Licht erzeugt werden, so dass beispielsweise bei der Ausbildung der Beleuchtungsvorrichtung als Scheinwerfer von diesen Stellen kein oder nur wenig Licht auf die Straße abgebildet werden kann. Auf diese Weise erfolgt weniger Lichtemission an Stellen, an denen wenig beziehungsweise kein Licht gewünscht ist, so dass beispielsweise eine Entblendung des Gegenverkehrs gewährleistet werden kann und ein Abblendlicht sowie Symbol- oder Schriftzugeinblendungen kaum gestört werden. Weiterhin können durch eine erfindungsgemäße Gestaltung höhere Kontrastwerte des gesamten lichttechnischen Systems ermöglicht werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Optikmittel zumindest teilweise mit einer Antireflexionsschicht versehen sind, die zumindest für spektrale Anteile des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts eine Reflexion in Richtung auf die Lichtquellen zumindest teilweise verhindert oder reduziert. Durch eine Antireflexionsschicht kann wirksam eine Rückreflexion in Richtung auf das Array von Lichtquellen verhindert oder reduziert werden.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die Lichtquellen Konvertermittel umfassen, die die spektrale Verteilung des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts verändern, insbesondere eine Weißlichtverteilung erzeugen. Dabei kann die Antireflexionsschicht zumindest die Reflexion von Licht aus einem Spektralbereich verhindern oder reduzieren, das für die Anregung der Konvertermittel geeignet ist. Auf diese Weise kann eine Erzeugung von Licht in den Konvertermitteln an Stellen vermieden oder reduziert werden, an denen keine der Lichtquellen betrieben werden soll.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Optikmittel relativ zu den Lichtquellen so angeordnet, insbesondere der Abstand zwischen den Optikmitteln und den Lichtquellen so groß gewählt ist, dass zumindest Teile des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts nach einer Reflexion an den Optikmitteln nicht auf die Lichtquellen auftreffen, insbesondere an den Lichtquellen vorbei verlaufen. Beispielsweise kann dabei der Anteil des an den Lichtquellen vorbei verlaufenden reflektierten Lichts größer als, insbesondere mindestens doppelt so groß wie, der auf die Lichtquellen auftreffende Anteil des reflektierten Lichts sein. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln die Lichtemission an Stellen, an denen wenig beziehungsweise kein Licht gewünscht ist, reduziert.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Optikmittel, insbesondere auf der den Lichtquellen zugewandten Seite, eine Form aufweisen, die eine Reflexion in Richtung auf die Lichtquellen zumindest teilweise verhindert oder reduziert. Beispielsweise können die Optikmittel, insbesondere auf der den Lichtquellen zugewandten Seite, konkav oder konvex geformt sein. Auch diese Maßnahme kann dazu beitragen, dass zumindest Teile des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts nach einer Reflexion an den Optikmitteln nicht auf die Lichtquellen auftreffen, insbesondere an den Lichtquellen vorbei verlaufen.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die Lichtquellen als Leuchtdioden ausgebildet sind. Weiterhin können die Optikmittel als Projektionsoptik ausgebildet sein oder Teil einer Projektionsoptik sein, wobei die Projektionsoptik das von den Lichtquellen ausgehende Licht abbilden kann, insbesondere auf eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Fahrbahn.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
- 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
- 3 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
- 4 eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
- 5 eine schematische Draufsicht auf ein Array von Lichtquellen einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
- 6 eine schematische Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
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In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung können insbesondere als Scheinwerfer ausgebildet sein.
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Die Beleuchtungsvorrichtungen umfassen jeweils ein schematisch dargestelltes Array 10 von Lichtquellen, das beispielsweise als Aktiv-Matrix-LED-Array ausgebildet ist. Bei dem beispielsweise als Aktiv-Matrix-LED-Array ausgebildeten Array 10 von Lichtquellen können zahlreiche Teilbereiche beziehungsweise Pixel einzeln schaltbar sein. Insbesondere sind auf den einzelnen als Leuchtdioden ausgebildeten Lichtquellen Konvertermittel angeordnet, die Teile des von den Leuchtdioden ausgehenden Lichts umwandeln, so dass Weißlicht entsteht.
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Von dem Array 10 geht Licht 11 aus, das von schematisch dargestellten Optikmitteln 12, die eine Projektionsoptik bilden oder Teil einer Projektionsoptik sind, auf eine Straße abgebildet werden kann.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind die Optikmittel 12 zumindest teilweise mit einer Antireflexionsschicht (durch gestrichelte Gestaltung der Optikmittel 12 angedeutet) versehen. Diese kann eine Rückreflexion des Lichts 11 in Richtung auf das Array 10 verhindern oder zumindest deutlich reduzieren. Insbesondere kann dabei die Antireflexionsschicht für kurzwellige beziehungsweise energiereiche Anteile des Lichts 11 wirksam sein, die bei einer Rückreflexion auf das Array 10 in den Konvertermitteln eine Emission von Licht anregen könnten.
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Bei der in 2 abgebildeten Ausführungsform sind die Optikmittel 12 in einem solchen Abstand D von dem Array 10 von Lichtquellen angeordnet, dass zumindest Teile des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts 11 nach einer Reflexion an den Optikmitteln 12 nicht auf das Array 10 von Lichtquellen auftreffen. In 2 ist reflektiertes Licht 13 eingezeichnet, das an dem Array 10 von Lichtquellen vorbei verläuft.
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Die in 2 gewählte Ausführungsform nutzt dabei aus, dass die Intensität des durch Rückreflexion auf das Array 10 auftreffenden Lichts mit dem Quadrat des Abstandes D von den Optikmitteln 12 abnimmt. Der Abstand D zwischen dem Array 10 und den Optikmitteln 12 kann insbesondere so groß gewählt werden, dass der Anteil des an dem Array 10 vorbei verlaufenden reflektierten Lichts 13 größer als, insbesondere mittels doppelt so groß wie, der auf das Array 10 auftreffende Anteil des reflektierten Lichts 13 ist.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den 3 und 4 weisen die Optikmittel 12 insbesondere auf der dem Array 10 zugewandten Seite keine planare, sondern eine gekrümmte Geometrie auf. Bei der in 3 abgebildeten Ausführungsform ist die dem Array 10 zugewandte Seite 14 der Optikmittel 12 konkav gekrümmt. Bei der in 4 abgebildeten Ausführungsform ist die dem Array 10 zugewandte Seite 15 der Optikmittel 12 konvex gekrümmt. Bei beiden Ausführungsformen trägt die Krümmung insbesondere der dem Array 10 zugewandten Seite der Optikmittel 12 dazu bei, dass der Anteil des an dem Array 10 vorbei verlaufenden reflektierten Lichts 13 größer wird als ohne Krümmung.
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Es besteht die Möglichkeit, die in den 1 bis 4 beispielhaft dargestellten Ausführungsvarianten einzeln oder sämtlich miteinander zu kombinieren. Beispielsweise könnten also die Optikmittel 12 zumindest teilweise mit einer Antireflexionsschicht versehen sein und zusätzlich eine gekrümmte, dem Array 10 zugewandte Seite 14, 15 aufweisen und/oder zusätzlich in einem so großen Abstand D zu dem Array 10 angeordnet sein, dass zumindest Teile des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts 11 nach einer Reflexion an den Optikmitteln 12 nicht auf das Array 10 von Lichtquellen auftreffen.
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Beispielsweise könnten die Optikmittel 12 auch eine gekrümmte, dem Array 10 zugewandte Seite 14, 15 aufweisen und zusätzlich in einem so großen Abstand D zu dem Array 10 angeordnet sein, dass zumindest Teile des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts 11 nach einer Reflexion an den Optikmitteln 12 nicht auf das Array 10 von Lichtquellen auftreffen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktiv-Matrix-LED-Array
- 2
- ausgeschalteter Teilbereich des Aktiv-Matrix-LED-Arrays 1
- 3
- angeschalteter Teilbereich des Aktiv-Matrix-LED-Arrays 1
- 4
- Optikmittel
- 5
- von dem Aktiv-Matrix-LED-Array 1 ausgehendes Licht
- 6
- von den Optikmitteln 4 zurückreflektiertes Licht
- 7
- zweifach reflektiertes Licht
- 8
- von Konvertermitteln erzeugtes Licht
- 9
- dem Aktiv-Matrix-LED-Array 1 zugewandte Seite der Optikmittel 4
- 10
- Array von Lichtquellen
- 11
- von dem Array 10 ausgehendes Licht
- 12
- Optikmittel
- 13
- von den Optikmitteln 12 zurückreflektiertes Licht
- 14
- konkave, dem Array 10 zugewandte Seite der Optikmittel 12
- 15
- konvexe, dem Array 10 zugewandte Seite der Optikmittel 12
- D
- Abstand zwischen den Optikmitteln 12 und dem Array 10
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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