DE102016212213A1 - Leuchtanordnung, Fahrzeugscheinwerfer und Fahrzeug - Google Patents

Leuchtanordnung, Fahrzeugscheinwerfer und Fahrzeug Download PDF

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Oliver Hering
Ricarda Schömer
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Abstract

Offenbart ist eine Leuchtanordnung mit einer Strahlungsquelle, in deren Strahlungsgang eine Mikrospiegel-Vorrichtung mit einer Vielzahl von Mikrospiegeln angeordnet ist. Ein jeweiliger Mikrospiegel ist hierbei in eine erste und zweite Schwenkposition verschwenkbar. In der ersten Schwenkposition wird hierbei eine Strahlung der Strahlungsquelle zu einem Strahlungsausgang reflektiert. Es ist eine weitere Strahlungsquelle vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass ein jeweiliger Mikrospiegel in seiner zweiten Schwenkposition Strahlung der weiteren Strahlungsquelle hin zum Strahlungsausgang lenkt.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Leuchtanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer derartigen Leuchtanordnung. Außerdem ist ein Fahrzeug vorgesehen, das einen derartigen Fahrzeugscheinwerfer oder eine derartige Leuchtanordnung aufweist.
  • Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, die Fahrzeugscheinwerfer für Beleuchtungsfunktionen, wie beispielsweise eine Abblendlichtfunktion oder Fernlichtfunktion, haben. Die Fahrzeugscheinwerfer können hierbei als Adaptive Driving Beam (ADB) oder als Adaptive Front Lighting System (AFS) ausgestaltet sein. Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Fahrzeuge bekannt, die einen sogenannten Nachtsicht-Assistenten (Night Vision System) aufweisen. Hierbei kann zwischen aktiven und passiven Nachtsicht-Assistenten unterschieden werden. Beim aktiven Nachtsicht-Assistenten wird eine Infrarot-Strahlung (IR-Strahlung) vom Fahrzeug emittiert und von der Umgebung reflektierte IR-Strahlung von einer Kamera erfasst. Ein hierdurch gewonnenes Bild kann beispielsweise in einem Head-Up-Display des Fahrzeugs angezeigt werden. Beim passiven Nachtsicht-Assistenten emittiert das Fahrzeug keine IR-Strahlung, weswegen eine Kamera des Fahrzeugs nur die von der Umgebung selbst abgestrahlte IR-Strahlung erfasst. Das hierdurch gewonnene Bild kann ebenfalls auf einem Head-Up-Display dargestellt werden.
  • Nachteilig hierbei ist, dass derartige Beleuchtungsfunktionen und Nachtsicht-Assistenten zu einem erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand führen und kostenintensiv sind.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchtanordnung, einen Fahrzeugscheinwerfer und ein Fahrzeug zu schaffen, bei denen auf vorrichtungstechnisch einfache Weise und kostengünstig verschiedene Leuchtfunktionen ermöglicht sind.
  • Diese Aufgabe hinsichtlich der Leuchtanordnung wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Fahrzeugscheinwerfers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 und hinsichtlich des Fahrzeugs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist eine Leuchtanordnung mit einer Strahlungsquelle oder Beleuchtungseinheit vorgesehen. Nachgeschaltet zur Strahlungsquelle ist eine, insbesondere digitale, Mikrospiegel-Vorrichtung angeordnet. Bei dieser sind ein Teil der Mikrospiegel oder alle Mikrospiegel jeweils um mindestens eine Schwenkachse verschwenkbar bzw. verkippbar. Ein jeweiliger verschwenkbarer Mikrospiegel kann hierbei zumindest in eine erste Schwenkposition (Ein-Zustand oder On-State) und in einen zweite Schwenkposition (Aus-Zustand oder Off-State), insbesondere aktiv, verschwenkbar sein. Eine von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung kann dann vorteilhafterweise von Mikrospiegeln in der ersten Schwenkposition hin zu einem Strahlungsausgang der Leuchtanordnung reflektiert sein. In einer zweiten Schwenkposition ist die Strahlung dann beispielsweise weg vom Strahlungsausgang gelenkt. Somit kann über die Leuchtanordnung eine gewünschte Strahlungsverteilung durch Verschwenken der Mikrospiegel eingestellt werden. Vorteilhafterweise ist neben der ersten Strahlungsquelle eine weitere zweite Strahlungsquelle oder Beleuchtungseinheit vorgesehen. Die von der zweiten Strahlungsquelle emittierte Strahlung kann von einem jeweiligen verschwenkbaren Mikrospiegel in der zweiten Schwenkposition hin zum Strahlungsgang reflektiert sein. Somit kann am Strahlungsausgang entweder die Strahlung der ersten Strahlungsquelle oder die der zweiten Strahlungsquelle austreten. Beispielsweise sind hierbei beide Strahlungsquellen eingeschaltet. Denkbar ist auch, dass eine Strahlungsquelle zeitweise ausschaltbar ist, wobei dann im ausgeschalteten Zustand einer der Strahlungsquellen ein Zustand „dunkel“ realisierbar ist, indem die Mikrospiegel entsprechend verschwenkt sind. Es kann in diesem Zustand zumindest eine weitere Lichtfunktionen zumindest einer anderen Strahlungsquelle bereitgestellt werden, die dann anstelle der Strahlungen der beiden Strahlungsquellen einsetzbar ist. Denkbar ist auch nur einen Mikrospiegel vorzusehen.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass in kompakter Weise zwei Strahlungsquellen vorrichtungstechnisch einfach eingesetzt werden können, um unterschiedliche Leuchtfunktionen auszuführen. Somit kann eine jeweilige Strahlungsquelle für eine Beleuchtungsfunktion oder Signallichtfunktion oder Nachtsichtfunktion eingesetzt werden. Beispielsweise kann die erste Strahlungsquelle für eine Beleuchtungsfunktion oder Signallichtfunktion und die zweite Strahlungsquelle für einen Nachtsichtfunktion für einen Nachtsicht-Assistenten eingesetzt werden. Somit ist die Leuchtanordnung beispielsweise für Taglicht- und Nachtlichtfunktionen verwendbar. Werden beispielsweise als Strahlungsquellen unterschiedliche Infrarot-Strahlungsquellen verwendet, wie beispielsweise Strahlungsquellen für nahes Infrarot (NIR) und/oder für mittleres Infrarot (MIR) und/oder für fernes Infrarot (FIR), so können diese zeitgleich oder zeitversetzt zueinander getaktet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Strahlungsquellen auch je nach Tageszeit einzeln, also nur mit einem Wellenlängenbereich, verwendet werden.
  • Als Beleuchtungsfunktion kann eine Abbiegelichtfunktion und/oder eine Nebellichtfunktion und/oder eine Abblendlichtfunktion und/oder eine Fernlichtfunktion und/oder eine Kombinationen oder Abwandlung (beispielsweise Adaptive Driving Beam (ADB) oder Adaptive Frontlighting System (AFS)) der genannten sowie weiterer Funktionen vorgesehen sein. Vorzugsweise ist als Signallichtfunktion eine Blinkerfunktion und/oder eine Bremslichtfunktion und/oder eine Rücklichtfunktion und/oder eine Tagfahrlichtfunktion und/oder eine Positionslichtfunktion und/oder eine Nebelfunktion und/oder einer Kombinationen der genannten sowie weiterer Funktionen vorgesehen.
  • Bei der Leuchtanordnung ist vorteilhafterweise in der ersten Schwenkposition der verschwenkbaren Mikrospiegel die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle nicht hin zum Strahlungsausgang reflektiert, und in der zweiten Schwenkposition die Strahlung der ersten Strahlungsquelle nicht hin zum Strahlungsausgang reflektiert.
  • Bei der Mikrospiegel-Vorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Digital Micromirror Device (DMD) oder digitale Mikrospiegeleinheit. Diese kann Teil eines Digital Light Processing (DLP) sein. Die Mikrospiegel-Vorrichtung kann hierbei beispielsweise eine rechteckige Anordnung oder Matrixanordnung oder Arrayanordnung von Mikrospiegeln aufweisen. Diese können individuell angesteuert und verschwenkt werden.
  • Mit anderen Worten wird ein DLP-basiertes System vorgeschlagen, das zusätzlich beispielsweise mit einer IR-Lichtquelle betrieben werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhafterweise in einem ausgeschalteten Zustand eines jeweiligen verschwenkbaren Mikrospiegels dieser in einer Zwischenposition (Flat-State) oder dritten Schwenkposition zwischen den beiden Schwenkpositionen verschwenkt. Der Schwenkwinkel der dritten Schwenkposition liegt somit zwischen Schwenkwinkeln der ersten und zweiten Schwenkposition. Hierbei wird vorteilhafterweise weder die Strahlung der ersten Strahlungsquelle noch die der zweiten Strahlungsquelle zum Strahlungsausgang reflektiert. Somit können auf einfache Weise beide Strahlungsquellen weggeschaltet werden.
  • Vorzugsweise unterscheidet sich die Strahlung der ersten Strahlungsquelle von der Strahlung der zweiten Strahlungsquelle, womit, wie vorstehend bereits erläutert, flexibel unterschiedliche Leuchtfunktionen ermöglicht sind. Denkbar ist beispielsweise, dass die erste Strahlungsquelle zumindest im Wesentlichen Licht oder Strahlung im sichtbaren Bereich (VIS-Strahlung), und die zweite Strahlungsquelle zumindest im Wesentlichen IR-Strahlung emittiert. Mit der IR-Strahlung ist dann beispielsweise eine Nachtsichtfunktion für einen Nachtsicht-Assistenten, insbesondere für einen aktiven Nachtsicht-Assistenten ermöglicht.
  • Für eine jeweilige Strahlungsquelle kann beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), und/oder eine organische LED (OLED), und/oder eine Laserdiode, und/oder eine nach dem Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Prinzip arbeitende Strahlungsquelle eingesetzt ist. Denkbar ist auch, als Strahlungsquelle eine konventionelle Glühlampe oder eine Halogenlampe, und/oder eine Gasentladungslampe (HID) vorzusehen. Des Weiteren ist denkbar als Strahlungsquelle eine Kombination der genannten Leuchtmittel vorzusehen.
  • Die LED oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein ("CoB" = Chip on Board). Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fresnel-Linse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlIn-GaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die LED eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der LED können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die LEDs können zusätzlich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.
  • Ist eine Laserlichtquelle als Strahlungsquelle eingesetzt so kann beispielsweise ein blauer Laserstrahl teilweise mittels eines Konversionselements (Leuchtstoff) in gelbes Konversionslicht umgewandelt werden, so dass in der Überlagerung von unkonvertierten blauem Laserlicht und gelbem Konversionslicht weißes Mischlicht (Nutzlicht) entsteht. Die Farbkoordinaten des weißen Mischlichts sollen dabei bevorzugt im genormten ECE-Weißfeld gemäß der Richtlinie ECE/324/Rev.1/Adb.47/Reg.No.48/Rev.12 liegen.
  • Vorzugsweise emittiert die zweite Strahlungsquelle IR-Strahlung im Wellenlängenbereich von 780nm bis 3000nm (also im nahen Infrarotbereich) und/oder im Wellenlängenbereich von 3µm bis 50µm (also dem mittleren Infrarotbereich) und/oder im Wellenlängenbereich von 50µm bis 1000 µm (also dem fernen Infrarotbereich).
  • Es ist denkbar, die Leuchtanordnung nicht nur auf Strahlungsquellen mit sichtbarem Licht und IR-Strahlung zu beschränken. Denkbar ist auch, dass zumindest eine der Strahlungsquellen andere Wellenlängenbereiche und/oder Kombinationen des elektromagnetischen Spektrums aufweist, wie beispielsweise ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) mit Wellenlängen kleiner als 400nm oder Terahertz-Strahlung, beispielsweise mit mehr als 100µm, oder Mikrowellen-Strahlung, beispielsweise mit Wellenlängen von größer oder gleich 1mm.
  • Vorzugsweise wird für die erste und/oder zweite Strahlungsquelle eine Strahlungsquelle verwendet, die mit hohen Frequenzen ein- und ausgeschaltet werden kann. Hierdurch kann beispielsweise eine Strahlungsverteilung der IR-Strahlung und eine Strahlungsverteilung der VIS-Strahlung beispielsweise auf einer Straße, die über die Leuchtanordnung beleuchtet ist, beliebig eingestellt werden.
  • Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die erste Strahlungsquelle VIS-Strahlung und die zweite Strahlungsquelle IR-Strahlung emittiert. So kann beispielsweise während einer Dunkelheit die Leuchtanordnung neben der Beleuchtungsfunktion, also zusätzlich zur normalen Scheinwerferfunktion, auch eine aktive Nachtsichtfunktion ermöglichen. Durch die Mikrospiegel-Vorrichtung kann somit die Strahlungsverteilung sowohl der VIS-Strahlung als auch der IR-Strahlung, insbesondere in einem Fernfeld, gezielt eingestellt werden.
  • Optional ist die zweite Strahlungsquelle vorzugsweise derart angeordnet, dass in der dritten Schwenkposition die zweite Strahlungsquelle im Strahlengang der ersten Strahlungsquelle liegt und umgekehrt.
  • In der zweiten Schwenkposition eines jeweiligen verschwenkbaren Mikrospiegels kann die Strahlung der ersten Strahlungsquelle zu einem Absorber reflektiert sein. Vorzugsweise sind die Strahlungsquellen und bei Bedarf auch der Strahlungsausgang etwa auf einem Teilkreis angeordnet, wobei sie einen unterschiedlichen Abstand zum Mikrospiegel haben können. In Umfangsrichtung des Teilkreises gesehen ist der Strahlungsausgang vorzugsweise zwischen den Strahlungsquellen angeordnet. Ein Mittelpunkt des Teilkreises liegt beispielsweise etwa in der Schwenkachse eines jeweiligen verschwenkbaren Mikrospiegels.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verschwenken der Mikrospiegel und das Einund Ausschalten der ersten und/oder zweiten Strahlungsquelle, insbesondere über eine Steuervorrichtung, aufeinander abgestimmt ist. Vorzugsweise ist die zweite Strahlungsquelle erst dann eingeschaltet, wenn zumindest ein Teil der Mikrospiegel oder alle Mikrospiegel in die zweite Schwenkposition verschwenkt sind. Ist keiner der Mikrospiegel in die zweite Schwenkposition verschwenkt, so ist die zweite Strahlungsquelle vorzugsweise ausgeschaltet, um Energie zu sparen. Umgekehrt ist auch denkbar, dass die erste Strahlungsquelle erst dann eingeschaltet ist, wenn zumindest ein Teil der Mikrospiegel oder alle Mikrospiegel in die erste Schwenkposition verschwenkt sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass die erste und zweite Strahlungsquelle wechselweise eingeschaltet werden. Denkbar ist auch, die erste und/oder zweite Strahlungsquelle gepulst einzusetzen oder einzuschalten. Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, um beispielsweise die Night-Vision-Funktion nutzen zu können, alle Mikrospiegel in den IR-Betriebszustand, beispielsweise die zweite Schwenkposition, zu wechseln. Insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen der Mikrospiegel-Vorrichtung oder DMD ist ein Wechseln der verschwenkbaren Mikrospiegeln in die zweite Schwenkposition üblicherweise ohnehin notwendig, damit eine Verschwenkbarkeit der Mikrospiegel erhalten bleibt und sich diese nicht festsetzen können. In Abhängigkeit des Typs der zweiten Strahlungsquelle kann dies auch gepulst erfolgen, womit die zweite Strahlungsquelle nur Strahlung – insbesondere IR-Strahlung – emittiert, wenn die Mikrospiegel in der passenden Betriebsposition sind. Dies ist analog für die erste Strahlungsquelle – die insbesondere VIS-Strahlung emittiert – möglich.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine gewünschte Strahlungsverteilung der ersten Strahlungsquelle und eine gewünschte Strahlungsverteilung der zweiten Strahlungsquelle, insbesondere jeweils nach dem Strahlungsausgang, etwa oder quasi zeitgleich ausgebildet. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass die verschwenkbaren Mikrospiegel mit einer entsprechenden Frequenz oder einer entsprechenden Geschwindigkeit geschaltet sind und/oder die Strahlungsquellen mit hohen Frequenzen einund ausgeschaltet werden können, womit unterschiedliche Lichtverteilungen oder Strahlungsverteilungen im sichtbaren Bereich und/oder Infrarot-Bereich ermöglicht werden können. Vorzugsweise sind die verschwenkbaren Mikrospiegel, insbesondere zwischen den ersten und zweiten Schaltstellungen, mit einer derartigen Frequenz verschwenkt, dass eine gewünschte Strahlungsverteilung der aus dem Strahlungsausgang emittierten Strahlung der ersten Strahlungsquelle und/oder der zweiten Strahlungsquelle trotz Verschwenken der Mikrospiegel vom menschlichen Auge als gleichbleibend erfasst ist. Mit anderen Worten werden in der Regel zeitgleich unterschiedliche Lichtverteilungen für die IR-Strahlung und die VIS-Strahlung, beispielsweise in einem Halbraum vor einem Fahrzeug, realisiert. Dazu werden die Mikrospiegel des DMD schnell und mehrmals, beispielsweise mit Frequenzen oberhalb der Erkennbarkeit des menschlichen Auges, wie beispielsweise gleich oder größer 60Hz oder gleich oder größer 100Hz oder gleich oder größer 200Hz oder gleich oder größer 400Hz oder gleich oder größer 1000Hz, geschaltet, so dass mehrere Funktionen und/oder Strahlungsquellen „gleichzeitig“ aktiv sind.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine Blende oder Strahlfänger vorgesehen. Die zumindest eine Blende kann insbesondere vorgesehen sein um Streulicht der ersten und/oder zweiten Strahlungsquelle abzublenden und/oder um Strahlung einer Strahlungsquelle zu blocken, vorzugsweise zumindest teilweise oder im Wesentlichen insgesamt zu blocken, insbesondere falls grundsätzlich ein Ausschalten eines einzelnen Mikrospiegels nicht möglich ist und die Strahlung der zu blockenden nicht ausgeschalteten Strahlungsquelle zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig abgeschirmt werden soll.
  • Beispielsweise ist eine Blende zwischen der ersten Strahlungsquelle und dem Strahlungsausgang angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Blende zwischen der zweiten Strahlungsquelle und dem Strahlungsausgang angeordnet sein. Die zumindest eine Blende kann hierbei vorteilhafterweise verstellbar oder schaltbar sein. Somit kann die mindestens eine Blende in ihrer Ausgestaltung variabel sein, insbesondere ist denkbar, dass die Blende in den Strahlengang ein- und wieder ausbringbar, z.B. klappbar und/oder schaltbar, ist.
  • Der Einsatz einer Blende ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn beide Strahlungsquellen gleichzeitig eingeschaltet sind. Vorzugsweise ist die zumindest eine Blende eingesetzt, um zumindest einen Teil der VIS-Strahlung der ersten Strahlungsquelle und zumindest einen Teil der IR-Strahlung der zweiten Strahlungsquelle, die nicht in Richtung des Strahlungsausgangs reflektiert ist, abzublenden. Bei der Blende handelt es sich beispielsweise um dichroitisch wirkende optische Elemente, die vorzugsweise jeweils zwischen einer jeweiligen Strahlungsquelle und der Mikrospiegel-Vorrichtung angeordnet sind. Somit kann die Blende als dichrotischer Spiegel ausgeführt sein, der nur Licht eines bestimmtes Wellenlängenbereichs transmittiert, für die anderen Wellenlängenbereiche jedoch reflektierend wirkt. Der dichroitische Spiegel kann auch schaltbar ausgeführt sein, beispielsweise analog zu den Schaltvorgängen eines LCD-Displays.
  • Vorzugsweise ist im Strahlungsausgang eine Optik oder Projektionsoptik angeordnet.
  • Vorzugsweise ist im Strahlengang zwischen der zweiten Strahlungsquelle und der Mikrospiegel-Vorrichtung, und/oder im Strahlengang zwischen der ersten Strahlungsquelle und der Mikrospiegel-Vorrichtung eine Optik oder ein Optik-System oder ein Primär-Optik-System vorgesehen. Somit kann beispielsweise die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle in gewünschter Weise auf die Mikrospiegel-Vorrichtung emittiert werden, indem beispielsweise nur ein Teilbereich der Mikrospiegel-Vorrichtung beleuchtet ist oder eine homogene Beleuchtung der Mikrospiegel-Vorrichtung erfolgt. Das Gleiche gilt für die Strahlung der ersten Strahlungsquelle. Mit anderen Worten wird beispielsweise die IR-Strahlung der zweiten Strahlungsquelle mit einem geeigneten primären Optik-System kombiniert, das ggf. gewährleistet, dass eine gewünschte IR-Strahlungsleistung und Verteilung auch innerhalb des von der Mikrospiegel-Vorrichtung akzeptierten Winkelkonus oder Strahlungskegel eingespeist wird. Somit wird mit der Optik zwischen der zweiten Strahlungsquelle und der Mikrospiegel-Vorrichtung und/oder mit der Optik zwischen der ersten Strahlungsquelle und der Mikrospiegel-Vorrichtung eines Strahlungsleistung und/oder -verteilung an die Mikrospiegel-Vorrichtung und/oder Anforderungen an die Lichtverteilung im Fernfeld angepasst.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein Sensor, insbesondere eine Kamera oder IR-Kamera, vorgesehen sein. Mit diesem kann von der Umgebung reflektierte Strahlung, insbesondere IR-Strahlung der zweiten Strahlungsquelle, erfasst werden. Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung des Sensors und der zweiten Strahlungsquelle oder der Strahlungsquelle, deren Strahlung vom Sensor erfasst werden soll, etwa synchron. Somit kann im Einsatz der Leuchtanordnung in regelmäßigen Abständen ein oder mehrere Bereiche, beispielsweise vor oder seitlich eines Fahrzeugs, mit der IR-Strahlung ausgeleuchtet werden. Zurück reflektierte IR-Strahlung kann dann von dem Sensor erfasst werden. Die hierdurch gewonnenen Informationen können weiterverarbeitet werden, beispielsweise indem detektierte Objekte auf einem Display in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs dargestellt werden und/oder dass eine Regelung des ADBs erfolgt und/oder dass ein automatisches Abbremsen des Fahrzeugs bei detektierten Hindernissen erfolgt. Es ist auch denkbar, dass der Sensor ständig eingeschaltet oder „dauer-an“ ist.
  • Es ist denkbar die Nachsichtfunktion mit dem Sensor und der IR-Strahlung nur in bestimmten Zeitabständen, beispielsweise alle zehntel Sekunden oder 10Hz, insbesondere kurz, zu aktivieren, da dies üblicherweise ausreichend ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle und/oder der ersten Strahlungsquelle als Struktur, insbesondere als Gitter, über den Strahlungsausgang emittiert sein. Dies erfolgt insbesondere bei der IR-Strahlung, womit ein sog. „IR-Winkelgrid“ beispielsweise auf eine Fahrbahn oder Straße projizierbar ist. Vorzugsweise erfolgt dies mit einer IR-Laserlichtquelle. Ein derartiges Gitter ist beispielsweise zur Justage oder als Justageelement für eine Kalibrierung von Winkelkoordinatensystemen einsetzbar. Alternativ oder zusätzlich kann ein derartiges Gitter auch vorteilhafterweise als digitale Standarddetektion verwendet werden. Eine Auflösung und/oder Abstände einzelner Gitterlinien und/oder einzelner Gitterpunkte ist/sind hierbei an einen Einsatzzweck angepasst. Insbesondere erfolgt eine Ausgestaltung des Gitters in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen, wie beispielsweise einer Verkehrssituation. Es ist also auch möglich, die Auflösung an die Verkehrssituation anzupassen, beispielsweise mit einer Variation in der Optik der entsprechenden Strahlungsquelle und/oder der Optik, die der Mikrospiegel-Vorrichtung nachgeschaltet ist, oder durch eine Variation in der Strahlungsquelle. Somit ist das Gitter über die Optik zwischen der zweiten Strahlungsquelle und der Mikrospiegel-Vorrichtung und/oder über die Optik im Strahlungsausgang und/oder durch die zweite Strahlungsquelle veränderbar. Zusätzlich oder alternativ kann dies für die erste Strahlungsquelle gelten.
  • Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeugscheinwerfer mit einer Leuchtanordnung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Ein derartiger Fahrzeugscheinwerfer kann vorrichtungstechnisch einfach verschiedenste Beleuchtungsfunktionen aufweisen. So kann er beispielsweise neben seinem Abblendlicht und/oder Fernlicht die Nachtsichtfunktion ausbilden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor, insbesondere in Form der Kamera, in dem Fahrzeugscheinwerfer angeordnet. Hierdurch kann eine Detektion der zurück reflektierten IR-Strahlung direkt im Fahrzeugscheinwerfer oder Scheinwerfersystem erfolgen Außerdem kann hierdurch der Fahrzeugscheinwerfer einfach zusammen mit dem Sensor in einem Fahrzeug montiert werden. Denkbar ist auch den Sensor anderweitig oder außerhalb des Fahrzeugscheinwerfers im Fahrzeug zu verbauen.
  • Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugscheinwerfer gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte oder mit einer Leuchtanordnung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen.
  • Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen oder Kraftrad.
  • Vorzugsweise ist die Strahlung der ersten und/oder zweiten Strahlungsquelle vor dem Fahrzeug und/oder hinter dem Fahrzeug (bspw. bei Rückwärtsfahrt) und/oder seitlich des Fahrzeugs über die Mikrospiegel-Vorrichtung emittiert.
  • Es ist denkbar, dass die Strahlungsverteilung – insbesondere im Fernfeld – der Strahlung der zweiten Strahlungsquelle derart gesteuert ist, dass eine Kamera für eine Strahlung entsprechend der Strahlung der zweiten Strahlungsquelle eines weiteren – insbesondere entgegenkommenden – Fahrzeugs, nicht die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle erfasst. Somit ist denkbar, dass beispielsweise der Gegenverkehr im Bereich seiner IR-Kamera ausgeblendet wird, um eine IR-Messung des Gegenverkehrs nicht zu stören. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass keine Ausblendung des Gegenverkehrs stattfindet oder dass zusätzliche Strahlung, beispielsweise IR-Strahlung, bei Gegenverkehr bereitgestellt ist, so können Fahrzeuge des Gegenverkehrs die emittierte Strahlung der Leuchtanordnung zusätzlich nutzen und/oder es kann für eine bessere Ausleuchtung für das vorliegende Fahrzeug und für ein oder mehrere Fahrzeuge des Gegenverkehrs dienen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist kein Polarisationsfilter für die IR-Strahlung der zweiten Strahlungsquelle vorgesehen. Bisher ist es nämlich üblich, dass Strahlungsquellen mit einer IR-Strahlung polarisiertes Licht emittieren, und Sensoren, insbesondere IR-Kameras, im Fahrzeug nur IR-Strahlung detektieren, die um 90° gedreht polarisiert ist. Somit kann also nur IR-Strahlung detektiert werden, die an Objekten diffus reflektiert wurde, um eine Blendung der IR-Kamera zu vermeiden. Somit ist ein weiterer Vorteil der Leuchtanordnung oder des Fahrzeugs mit der Leuchtanordnung, dass auf Polarisationsfilter verzichtet werden kann und des Weiteren geringere Intensitäten der IR-Strahlung ausreichend sind, da keine Polarisationsfilter vor der zweiten Strahlungsquelle und/oder vor der IR-Kamera angeordnet werden müssen. Durch die geringeren Intensitäten können auch weniger und/oder günstigere Strahlungsquellen, beispielsweise IR-LEDs, eingesetzt werden. Alternativ können die Intensitäten der emittierten IR-Strahlung ohne Zusatzaufwand aufgrund der fehlenden Polarisationsfilter auch erhöht sein, im Vergleich mit baugleichen Strahlungsquellen, denen ein Polarisationsfilter zugeordnet ist. Dies kann dann zu kostengünstigeren Sensoren oder Kameras und/oder zu einer besseren Ausleuchtung führen.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
  • 1 in einer schematischen Darstellung eine Leuchtanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel und
  • 2 in einer weiteren schematischen Darstellung die Leuchtanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Gemäß 1 ist eine Leuchtanordnung 1 dargestellt. Diese ist in einem Fahrzeugscheinwerfer 2 eines Fahrzeugs 4 integriert, wobei sowohl das Fahrzeug 4 als auch der Fahrzeugscheinwerfer 2 als Strichlinie vereinfacht dargestellt sind. Die Leuchtanordnung 1 hat eine erste Strahlungsquelle 6 und eine zweite Strahlungsquelle 8. Die erste Strahlungsquelle 6 emittiert hierbei eine Strahlung im sichtbaren Bereich (VIS-Strahlung) und die zweite Strahlungsquelle 8 eine Strahlung im Infrarotbereich (IR-Strahlung). Die Strahlungsquellen 6 und 8 teilen sich hierbei eine Mikrospiegel-Vorrichtung 10, die vereinfacht durch einzigen Mikrospiegel 12 dargestellt ist. Üblicherweise hat die Mikrospiegel-Vorrichtung 10 eine Vielzahl von Mikrospiegeln, die beispielsweise matrixartig angeordnet sind.
  • Der Mikrospiegel 12 ist um eine Schwenkachse verschwenkbar. Hierbei kann er in eine erste Schwenkposition 14 (On-State) und in eine zweite Schwenkposition 16 (Off-State) aktiv verschwenkt werden. In der ersten Schwenkposition 14 wird die Strahlung der ersten Strahlungsquelle 6, die auf die Mikrospiegel-Vorrichtung 10 gerichtet ist, zu einem Strahlungsausgang 18 gelenkt, in dem eine Sekundäroptik 20 angeordnet ist. In der zweiten Schwenkposition 16 wird die Strahlung der ersten Strahlungsquelle 6 dann auf einen Absorber 22 (Beam Dump) gelenkt und kann nicht mehr aktiv verwendet werden. Dagegen wird die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 in der zweiten Schwenkposition 16 des Mikrospiegels 12 hin zum Strahlungsausgangs 18 und somit in Richtung der Sekundäroptik 20 gelenkt. Dagegen wird die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 in der ersten Schwenkposition 14 vom Strahlungsausgangs 18 weggelenkt. Hierfür kann ein weiterer Absorber 23 (Beam Dump) vorgesehen sein, zu dem dann die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 in der ersten Schwenkposition 14 gelenkt ist. Somit kann durch Verschwenken des Mikrospiegels 12 entweder die Strahlung der ersten Strahlungsquelle 6 oder die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 zum Strahlungsausgang 18 gelenkt werden.
  • Gemäß 1 weist der Mikrospiegel 12 eine dritte Schwenkposition 24 (Flate-State) auf, die zwischen der ersten und zweiten Schwenkposition 14, 16 liegt. Diese kann nicht aktiv angesteuert werden und liegt im ausgeschalteten Zustand des Mikrospiegels 12 vor. Gemäß 1 ist in der dritten Schwenkposition 24 weder Strahlung der ersten Strahlungsquelle 6 noch Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 zum Strahlungsausgang 18 gelenkt.
  • Wird eine große Anzahl von Mikrospiegeln 12 eingesetzt, so kann ein hochauflösendes Bild von der ersten Strahlungsquelle 6 und der zweiten Strahlungsquelle 8 geschaffen werden. Eine Lichtverteilung ist hierbei flexibel einstellbar sowohl für die erste Strahlungsquelle 6 als auch für die zweite Strahlungsquelle 8, indem ein jeweiliger Mikrospiegel 12 entweder in seiner ersten oder zweiten Schwenkposition 14, 16 geschaltet ist. Hierbei sind dann vorzugsweise die Strahlungsquellen 6 und 8 jeweils entsprechend in einer hohen Frequenz an- und ausschaltbar. Der Mikrospiegel 12 kann beispielsweise mit sehr hohen Schaltfrequenzen von bis zum mehreren tausend Statuswechselns pro Sekunde betrieben werden. Denkbar ist auch, durch entsprechende Ansteuerung, insbesondere der DMD und/oder der Strahlungsquellen, Zwischenstufen oder Grautöne für die Strahlungen der Strahlungsquellen 6 und 8 zu ermöglichen.
  • Ist der Mikrospiegel 12 in seiner ersten Schwenkposition 14 oder sind alle Mikrospiegel in ihrer ersten Schwenkposition 14, so ist denkbar, die zweite Strahlungsquelle 8 auszuschalten. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass, wenn der Mikrospiegel 12 in der zweiten Schwenkposition 16 ist oder wenn alle Mikrospiegel 12 in der zweiten Schwenkposition 16 sind, die erste Strahlungsquelle 6 ausgeschaltet ist.
  • Gemäß 2 ist eine Leuchtanordnung 26 dargestellt, die ebenfalls eine erste Strahlungsquelle 6 und eine zweite Strahlungsquelle 8 hat. Der Mikrospiegel 12 ist in die erste Schwenkposition 14 und die zweite Schwenkposition 16 bringbar. Außerdem weist er die dritte Schwenkposition 24 auf. Ausgehend von seiner dritten Schwenkposition 24 wird er mit einem Winkel α in die erste Schwenkposition 14 verschwenkt. Entsprechend wird er ausgehend von seiner dritten Schwenkposition 24 in seine zweite Schwenkposition 16 ebenfalls mit dem Winkel α verschwenkt. In der ersten Schwenkposition 14 wird die Strahlung 28 der ersten Strahlungsquelle 6 hin zum Strahlungsausgangs 18 reflektiert, während die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 weg vom Strahlungsausgang 18 gelenkt wird. Dagegen ist in der zweiten Schwenkposition 16 vorgesehen, dass die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 hin zum Strahlungsausgang 18 gelenkt wird. Dagegen ist in der zweiten Schwenkposition 16 vorgesehen, dass die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle 8 hin zum Strahlungsausgang 18 reflektiert ist, während die Strahlung der ersten Strahlungsquelle 6 weg vom Strahlungsausgang 18 gelenkt ist.
  • Offenbart ist eine Leuchtanordnung mit einer Strahlungsquelle, in deren Strahlungsgang eine Mikrospiegel-Vorrichtung mit einer Vielzahl von Mikrospiegeln angeordnet ist. Ein jeweiliger Mikrospiegel ist hierbei in eine erste und zweite Schwenkposition verschwenkbar. In der ersten Schwenkposition wird hierbei eine Strahlung der Strahlungsquelle zu einem Strahlungsausgang reflektiert. Es ist eine weitere Strahlungsquelle vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass ein jeweiliger Mikrospiegel in seiner zweiten Schwenkposition Strahlung der weiteren Strahlungsquelle hin zum Strahlungsausgang lenkt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leuchtanordnung
    2
    Fahrzeugscheinwerfer
    4
    Fahrzeug
    6
    erste Strahlungsquelle
    8
    zweite Strahlungsquelle
    10
    Microspiegel-Vorrichtung
    12
    Microspiegel
    14
    erste Schwenkposition
    16
    zweite Schwenkposition
    18
    Strahlungsausgang
    20
    Sekundäroptik
    22
    Absorber
    23
    Absorber
    24
    dritte Schwenkposition
    26
    Leuchtanordnung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Richtlinie ECE/324/Rev.1/Adb.47/Reg.No.48/Rev.12 [0017]

Claims (15)

  1. Leuchtanordnung mit einer Strahlungsquelle (6) und mit einer im Nachgang der Strahlungsquelle (6) angeordneten Mikrospiegel-Vorrichtung (10), bei der zumindest ein Mikrospiegel (12) um mindestens eine Schwenkachse zumindest in eine erste Schwenkposition (14) und in eine zweite Schwenkposition (16) verschwenkbar ist, wobei eine von der Strahlungsquelle (6) emittierte Strahlung in der ersten Schwenkposition (14) des Mikrospiegels (12) von diesem hin zu einem Strahlungsausgang (18) der Leuchtanordnung (1) reflektiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass neben der ersten Strahlungsquelle (6) eine weitere zweite Strahlungsquelle (8) vorgesehen ist, deren emittierte Strahlung in der zweiten Schwenkposition (16) des Mikrospiegels (12) von diesem hin zum Strahlungsausgang (18) reflektiert ist.
  2. Leuchtanordnung nach Anspruch 1, wobei die Strahlung der ersten Strahlungsquelle (6) sich von der Strahlung der zweiten Strahlungsquelle (8) hinsichtlich eines abgestrahlten Bereichs eines elektromagnetischen Spektrums unterscheidet.
  3. Leuchtanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Strahlungsquelle (6) im Wesentlichen Strahlung im sichtbaren Bereich und die zweite Strahlungsquelle (8) im Wesentlichen Strahlung im Infrarot-Bereich emittiert.
  4. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit der Mikrospiegel-Vorrichtung (10) eine Strahlungsverteilung für die Strahlung der ersten und/oder der zweiten Strahlungsquelle (6, 8) veränderbar ist.
  5. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschwenken des Mikrospiegels (12) oder einer Mehrzahl von Mikrospiegeln (12) und ein Ein- und/oder Ausschalten und/oder ein Dimmen der ersten und/oder zweiten Strahlungsquelle (6, 8) aufeinander abgestimmt ist.
  6. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Strahlungsquelle (8) erst dann eingeschaltet ist, wenn der Mikrospiegel (12) oder zumindest ein Teil der Mikrospiegel (12) oder alle Mikrospiegel (12) in die zweite Schwenkposition (16) verschwenkt ist/sind, und/oder wobei die erste Strahlungsquelle (6) erst dann eingeschaltet ist, wenn der Mikrospiegel (12) oder zumindest ein Teil der Mikrospiegel (12) oder alle Mikrospiegel (12) in die erste Schwenkposition (14) verschwenkt ist/sind.
  7. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Strahlungsverteilung der Strahlung der ersten Strahlungsquelle (6) und eine Strahlungsverteilung der Strahlung der zweiten Strahlungsquelle (8) etwa zeitgleich ausgebildet ist, indem der verschwenkbare oder die verschwenkbaren Mikrospiegel (12) mit einer entsprechenden Frequenz oder entsprechenden Geschwindigkeit geschaltet ist/sind.
  8. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der verschwenkbare oder die verschwenkbaren Mikrospiegel (12) mit einer derartigen Frequenz oder mit einer derartigen Geschwindigkeit verschwenkt ist/sind, dass eine gewünschte Strahlungsverteilung der aus dem Strahlungsausgang (18) emittierten Strahlung der erste Strahlungsquelle (6) und/oder der zweiten Strahlungsquelle (8) trotz Verschwenken des/der Mikrospiegel (12) vom menschlichen Auge als etwa gleichbleibend erfasst ist.
  9. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine Blende vorgesehen ist.
  10. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Strahlungsausgang (18) eine Optik (20) angeordnet ist.
  11. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Strahlengang zwischen der zweiten Strahlungsquelle (8) und der Mikrospiegel-Vorrichtung (10) eine Optik angeordnet ist, und/oder wobei im Strahlengang zwischen der ersten Strahlungsquelle (6) und der Mikrospiegel-Vorrichtung (10) eine Optik angeordnet ist.
  12. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sensor vorgesehen ist, um von der Umgebung reflektierte Strahlung zumindest der zweiten Strahlungsquelle (8) zu erfassen.
  13. Leuchtanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlung der zweiten Strahlungsquelle (8) und/oder der ersten Strahlungsquelle (6) strukturiert oder gitterartig über den Strahlungsausgang (18) emittiert ist.
  14. Fahrzeugscheinwerfer mit einer Leuchtanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei insbesondere der Sensor in diesem angeordnet ist.
  15. Fahrzeug mit einem Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 14 oder mit einer Leuchtanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei in eine Umgebung des Fahrzeugs (4) Strahlung der ersten und/oder zweiten Strahlungsquelle (6, 8) über die Mikrospiegel-Vorrichtung (10) emittierbar ist.
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