DE102016216364A1 - Beleuchtungssystem, fahrzeugscheinwerfer und verfahren zum steuern eines beleuchtungssystems - Google Patents

Beleuchtungssystem, fahrzeugscheinwerfer und verfahren zum steuern eines beleuchtungssystems Download PDF

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Abstract

Offenbart ist ein Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug mit einer ersten und zweiten Leuchtkomponente, die sich voneinander unterscheiden. Die erste Leuchtkomponente kann Teilbereiche ihres Lichtfelds ausblenden. Die zweite Leuchtkomponente kann dagegen keinen Teilbereich ihres Lichtfelds ausblenden oder nur einen Teilbereich der größer ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Beleuchtungssystem für einen Fahrzeugscheinwerfer eines Fahrzeugs, wobei das Beleuchtungssystem eine Leuchtkomponente aufweist, mit der Licht emittierbar ist. Des Weiteren geht die Erfindung von einem Fahrzeugscheinwerfer für ein Fahrzeug aus. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystems.
  • Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Matrix-Systeme bekannt. Diese haben eine Vielzahl von Licht emittierenden Dioden (LEDs), die typischerweise spaltenartig aber auch schon matrixartig angeordnet sind. Eine jeweilige LED kann separat angesteuert und dadurch ein- und ausgeschaltet sowie gedimmt werden. Hierdurch kann ein adaptives Licht geschaffen werden. Denkbar wäre, mit einem derartigen Matrix-System durch das adaptive Licht Verkehrsschilder auszublenden, um eine Eigenblendung eines Fahrers eines Fahrzeugs, in dem das Matrix-System angeordnet ist, zu vermeiden. Hierfür ist es allerdings erforderlich, dass das Matrix-System hoch aufgelöst ist, d. h. beispielsweise Licht in einem Winkelbereich von kleiner 0,1° in einem Ausleuchtbereich des Matrix-Systems auszuschalten oder zu dimmen, um ein Verkehrsschild auszublenden. Des Weiteren würde das Matrix-System eine hohe Strahlungsintensität von beispielsweise über 40,5kcd benötigen, um beispielsweise für ein Fernlicht eingesetzt zu werden (gesetzliches Minimum ist eine Strahlungsintensität von 40,5kcd für ein Fernlicht gemäß ECE R112). Außerdem wäre es notwendig, dass das Matrix-System einen großen Winkelbereich, wie beispielsweise ± 30 ° in Horizontalrichtung gesehen, beleuchten kann. Ein derartiges Matrix-System ist derzeit technisch, insbesondere hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums in einem Fahrzeug und/oder hinsichtlich der Kosten, nicht umsetzbar. Mit derzeitig eingesetzten Matrix-Systemen ist üblicherweise nur eine Auflösung mit einem Winkelbereich von ca. 2,5° oder größer umsetzbar. Zum Ausblenden eines Verkehrsschilds wird somit nicht nur das Verkehrsschild, sondern ein großer Bereich benachbart zum Verkehrsschild ebenfalls ausgeblendet. Somit ist bei aktuellen Matrix-Systemen mit grober Auflösung problematisch, dass, wenn kleine „Hindernisse“ ausgeblendet werden sollen, wie beispielsweise Verkehrsschilder, hierfür ein großer Bereich ausgeblendet werden muss, womit damit auch ein Verlust eines großen Bereichs an Reichweite einhergeht. Alternativ wäre denkbar die (Eigen-)Blendung des Fahrers zu akzeptieren, womit allerdings dann durch die Adaption des Auges eine Sichtweite zumindest für eine bestimmte Zeit eingeschränkt ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Beleuchtungssystem für einen Fahrzeugscheinwerfer eines Fahrzeugs und einen Fahrzeugscheinwerfer zu schaffen, die kostengünstig und kompakt ausgestaltet sind und eine hohe Auflösung aufweisen. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren mit einem derartigen Beleuchtungssystem vorzusehen, mit dem eine Sicherheit erhöht ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst hinsichtlich des Beleuchtungssystems gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Fahrzeugscheinwerfers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13.
  • Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist ein Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Fahrzeugscheinwerfer eines Fahrzeugs, vorgesehen. Dieses hat mindestens eine erste Leuchtkomponente, mit dessen emittierbaren Licht ein erster Ausleuchtungsbereich oder eine erste Lichtverteilung ausbildbar ist. Des Weiteren ist mindestens eine weitere zweite Leuchtkomponente vorgesehen, die sich von der ersten Leuchtkomponente unterscheidet. Mit dessen emittierbaren Licht kann ein zweiter Ausleuchtungsbereich oder eine zweite Lichtverteilung ausbildbar sein. Vorteilhafter Weise sind die Leuchtkomponenten gemeinsam oder zusammen einsetzbar oder betreibbar. Mit Vorteil ist die erste Leuchtkomponente derart ausgestaltet, dass deren Licht in zumindest einem Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist. Der Teilbereich weist hierbei zumindest eine Minimalgröße auf. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die zweite Leuchtkomponente derart ausgestaltet ist, dass deren Licht in einem Teilbereich des zweiten Ausleuchtungsbereichs dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist, wobei der Teilbereich größer als die Minimalgröße ist. Alternativ ist denkbar, dass die zweite Leuchtkomponente derart ausgestaltet ist, dass deren Licht nur insgesamt dimmbar und/oder nur insgesamt ein- und ausschaltbar ist.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass benötigte Eigenschaften auf mehrere Leuchtkomponenten aufgeteilt sind. Die erste Leuchtkomponente weist hierbei eine höhere Auflösung als die zweite Komponente auf, während beispielsweise die zweite Komponente idealerweise eine höhere Strahlungsintensität im Vergleich zur ersten Leuchtkomponente haben kann. Somit kann die erste Leuchtkomponente beispielsweise zum Ausblenden von kleineren Objekten, wie beispielsweise einem Verkehrsschild, ausgelegt sein, während die zweite Leuchtkomponente beispielsweise hinsichtlich einer hohen Reichweite ausgelegt sein kann bzw. durch Überlagerung mit der ersten Leuchtkomponente die Reichweite erhöht. Somit erfolgt erfindungsgemäß eine Teilung des Beleuchtungssystems bzw. des Beleuchtungsbeitrags in zumindest zwei unterschiedliche Leuchtkomponenten.
  • Mit anderen Worten wird eine hochauflösende Leuchtkomponente verwendet, die hinsichtlich einer hohen Auflösung ausgelegt ist. Zusätzlich wäre denkbar, dass die hochauflösende Leuchtkomponente hinsichtlich einer Strahlungsintensität und/oder hinsichtlich eines Ausleuchtungsbereichs (Field of View (FOV)) in Vertikal- und Horizontalrichtung eingeschränkt sein kann. Die zweite Leuchtkomponente, die als sogenannter „Boost“ einsetzbar ist, kann eine schlechtere Auflösung aufweisen und/oder hinsichtlich der Reichweite ausgelegt werden und/oder einen geringeren Ausleuchtbereich aufweisen und/oder nur hinsichtlich ihrer gesamten Lichtverteilung gedimmt und/oder ein- und ausgeschaltet werden.
  • Somit ist das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem aus kostengünstigen Leuchtkomponenten zusammensetzbar und weist eine hohe Funktionalität auf, die im Stand der Technik nicht möglich ist oder nur durch sehr hohe Kosten.
  • 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 hat die zweite Leuchtkomponente eine höhere maximale Strahlungsintensität als die erste Leuchtkomponente, wodurch beispielsweise eine Reichweite der zweiten Leuchtkomponente größer sein kann im Vergleich zur ersten Leuchtkomponente. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass eine hohe Strahlungsintensität durch die Überlagerung der Abstrahlungsbereiche der Leuchtkomponenten erfolgt, womit beispielsweise denkbar wäre, dass die Strahlungsintensität der zweiten Leuchtkomponente kleiner als die der ersten Leuchtkomponente ist, da insgesamt eine hohe Strahlungsintensität vorliegt.
  • Vorzugsweise ist ein beliebiger Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs der ersten Leuchtkomponente dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar.
  • Bei dem Teilbereich handelt es sich beispielsweise um einen Winkelbereich aus einem Gesamtwinkelbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs. Von der ersten Leuchtkomponente emittiertes Licht kann dann in dem Winkelbereich dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar sein. Falls die zweite Leuchtkomponente ebenfalls in einem Winkelbereich aus eines Gesamtwinkelbereich des zweiten Ausleuchtungsbereichs dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist, ist dieser vorzugsweise kleiner als der Winkelbereich der ersten Leuchtkomponente.
  • Die erste Leuchtkomponente kann eine höhere Auflösung aufweisen. Mit Vorteil ist die erste Leuchtkomponente hochauflösend. Hierdurch ist Licht beispielsweise in einem Winkelbereich von kleiner oder gleich 1°, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,5°, weiter vorzugsweise kleiner oder gleich 0,1° dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar. Die zweite Leuchtkomponente ist vorzugsweise nicht hochauflösend ausgestaltet.
  • Wie vorstehend bereits erläutert, kann die erste Leuchtkomponente derart ausgestaltet sein, dass damit ein Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs in der Größe eines Verkehrsschilds, wie beispielsweise ein Verkehrsschild hinsichtlich einer Geschwindigkeitsbegrenzung oder eines Überholverbots, dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist.
  • Mit Vorteil sind über die erste Leuchtkomponente im ersten Ausleuchtungsbereich und/oder über die zweite Leuchtkomponente im zweiten Ausleuchtungsbereich eine Mehrzahl oder Vielzahl von, insbesondere beliebigen, Teilbereichen, insbesondere gleichzeitig, dimmbar und/oder einund ausschaltbar. Überdecken sich die Ausleuchtungsbereiche abschnittsweise, so kann/können vorzugsweise die erste Leuchtkomponente und/oder die zweite Leuchtkomponente zumindest einen, insbesondere beliebigen, Teilbereich im überdeckten Bereich und zumindest einen, insbesondere beliebigen, Teilbereich außerhalb des überdeckten Bereichs, insbesondere gleichzeitig, dimmen und/oder ein- und ausschalten.
  • Vorzugsweise hat die erste Leuchtkomponente eine Mehrzahl von einzelnen Leuchtpixeln, von denen zumindest ein Teil oder alle, insbesondere unabhängig voneinander, jeweils dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die erste Leuchtkomponente eine Abstrahlfläche hat, die beispielsweise Teil eines Konversionselements eines Laser Activated Remote Phosphor Systems (LARP-System) ist. Hierbei kann ein von einer Teilfläche der Abstrahlfläche abgestrahltes Licht dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar sein. Über die Größe der Teilfläche ist dann der Teilbereich oder Winkelbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs bestimmbar, der dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die erste Leuchtkomponente eine digitale Mikrospiegeleinheit (DMD) aufweisen, die von zumindest einer Strahlungsquelle bestrahlbar ist. Ein jeweiliger Mikrospiegel kann ein Leuchtpixel bilden. Somit kann die erste Leuchtkomponente ein digitales Lichtverarbeitungssystem oder Digital Light Processing (DLP) haben, bei dem ein Lichtstrahl durch die Mikrospiegeleinheit in Pixel zerlegt und dann pixelweise entweder in einen Projektionsweg hinein oder aus dem Projektionsweg hinaus reflektierbar ist. Die Beleuchtung eines solchen DLP-Systems kann sowohl mit konventionellen Lichtquellen, wie beispielsweise Halogenlampen oder Entladungslampen (High Intensity Discharge (HID)), erfolgen, als auch mit Licht emittierenden Dioden (LED) oder Laser (wie beispielsweise ein Laser Activated Remote Phosphor (LARP) System). Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die erste Leuchtkomponente, wie vorstehend bereits erläutert ein LARP-System aufweist. Bei dieser Technologie wird ein von der Strahlungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das einen Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit einer Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt, insbesondere mit dem Anregungsstrahl einer oder mehrerer Laserdioden. Die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leuchtstoff zumindest teilweise absorbiert und zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Bei der Down-Konversion wird die Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle durch den bestrahlten Leuchtstoff in Konversionsstrahlung mit längeren Wellenlängen als die Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung (blaues Laserlicht) in rote oder grüne oder gelbe Konversionsstrahlung (Konversionslicht) konvertiert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die erste Leuchtkomponente ein einzeiliges oder mehrzeiliges Matrix-System mit spalten- oder matrixartig angeordneten Lichtquellen hat, die jeweils ein Leuchtpixel bilden. Bei den Lichtquellen handelt es sich vorzugsweise jeweils um eine Licht emittierende Diode (LED), die gleichartig ausgebildet sein können, wobei auch denkbar wäre unterschiedliche LEDs einzusetzen. Eine Licht emittierende Diode (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.
  • Bevorzugterweise ist die erste Leuchtkomponente als Modul ausgebildet. Des Weiteren ist denkbar eine Mehrzahl oder Vielzahl derartiger Module vorzusehen. Die Module können hierbei gleichartig oder verschiedenartig sein.
  • Vorzugsweise hat die zweite Leuchtkomponente ein Modul oder ein System mit zumindest einer Lichtquelle mit einer hohen Leuchtdichte, insbesondere eine höheren Leuchtdichte als die erste Leuchtkomponente. Die Lichtquelle kann hierbei beispielsweise als LED oder Laserlichtquelle oder als LARP-System oder aus einer Kombination aus diesen Bauelementen ausgestaltet sein. Durch die vorrichtungstechnisch einfache modulartige Ausgestaltung können Bauraum und Kosten gespart werden. Es ist denkbar eine Mehrzahl oder Vielzahl derartiger Module vorzusehen. Die Module können hierbei gleichartig oder verschiedenartig sein.
  • Vorzugsweise beträgt eine Strahlungsintensität der zweiten Leuchtkomponente oder beim gleichzeitigen Betrieb beider Leuchtkomponenten die gemeinsame Strahlungsintensität im Maximum größer oder gleich 40,5kcd, womit diese beispielsweise für eine Fernlichtfunktion in einem Fahrzeugscheinwerfer einsetzbar ist/sind.
  • Es ist denkbar, dass der zweite Ausleuchtungsbereich der zweiten Leuchtkomponente, insbesondere in Breitenrichtung gesehen, geringer als der der ersten Leuchtkomponente ist. Hierdurch kann die zweite Leuchtkomponente, insbesondere für hohe Reichweiten, die beispielsweise bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs vorgesehen sind, ausgelegt werden. Somit kann eine, insbesondere horizontale Ausleuchtbreite, des zweiten Ausleuchtungsbereichs verringert werden. Die Breitenrichtung kann beispielsweise in einer Horizontalebene in einer Richtung quer zur Strahlungsrichtung liegen.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Ausleuchtungsbereiche der ersten und zweiten Leuchtkomponente gleich sind. Denkbar wäre auch, dass der zweite Ausleuchtungsbereich größer als der erste Ausleuchtungsbereich ist.
  • In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung überschneiden oder überdecken sich die Ausleuchtungsbereiche der ersten und zweiten Leuchtkomponente. Dies hat den Vorteil, dass im Schnittbereich, bei einer Überschneidung der Ausleuchtungsbereiche, bei Ausblendung eines Teilbereichs im ersten Ausleuchtungsbereich, dennoch Strahlung vom zweiten Ausleuchtungsbereich in diesem Teilbereich emittiert wird, wenn die zweite Leuchtkomponente eingeschaltet ist. Beispielsweise liegt der zweite Ausleuchtungsbereich hinsichtlich eines Gesamtwinkelbereichs gesehen im ersten Ausleuchtungsbereich.
  • Sind sie Ausleuchtungsbereiche gleich groß, so können sie in Deckung zueinander sein.
  • Mit Vorteil sind die Ausleuchtungsbereiche in einem Fernfeld eines Fahrzeugscheinwerfers vorgesehen, da im Fernfeld hohe Lichtintensitäten benötigt werden, was zu den Problematiken hinsichtlich Blendung des Fahrzeugführers oder eines Gegenverkehrs führt, die von dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem vermieden werden. Alternativ ist denkbar, dass einer oder beide Ausleuchtungsbereiche für ein Vorfeld oder kürzere Reichweiten vorgesehen sind.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Ausleuchtungsbereich etwa mittig im ersten Ausleuchtungsbereich, insbesondere etwa quer zur Strahlungsrichtung in einer Horizontalebene oder in Breitenrichtung betrachtet. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar den ersten Ausleuchtungsbereich asymmetrisch auszulegen, wobei eine Fahrzeugaußenseite oder ein seitlicher Bereich vor einem Fahrzeug besser beleuchtet ist. Es ist auch denkbar, dass sich der zweite Ausleuchtungsbereich außermittig vom ersten Ausleuchtungsbereich erstreckt. Beispielsweise wenn die erste Leuchtkomponente als Abblendlicht eingesetzt ist und zusätzlich zum Fernlicht beiträgt, also das Fernlicht unterstützt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine dritte Leuchtkomponente vorgesehen. Diese kann einen Ausleuchtungsbereich oder mehrere Ausleuchtungsbereiche aufweisen. Durch die dritte Leuchtkomponente ist nun ermöglicht, dass beispielsweise der erste Ausleuchtungsbereich der ersten und/oder der zweite Ausleuchtungsbereich der zweiten Leuchtkomponente schmäler, also in Breitenrichtung verkleinert, ausgebildet werden kann, da dies durch den Ausleuchtungsbereich der dritten Leuchtkomponente kompensiert werden kann. Durch den geringeren Ausleuchtungsbereich der ersten Leuchtkomponente und/oder zweiten Leuchtkomponente kann diese kostengünstiger ausgestaltet werden. Somit kann mit dem zumindest einem Ausleuchtungsbereich der dritten Leuchtkomponente der erste und/oder zweite Ausleuchtungsbereich der ersten und/oder zweiten Leuchtkomponente, insbesondere in Breitenrichtung, verbreitert oder vergrößert werden.
  • Es ist denkbar, dass die dritte Leuchtkomponente als Modul ausgebildet ist. Des Weiteren ist denkbar eine Mehrzahl oder Vielzahl derartiger Module vorzusehen. Die Module können hierbei gleichartig oder verschiedenartig sein.
  • Bei der dritten Leuchtkomponente kann es sich um eine Strahlungsquelle handeln, die beispielsweise vorrichtungstechnisch einfacher als die erste Leuchtkomponente ausgebildet ist und beispielsweise nur insgesamt ein- und ausschaltbar ist und/oder dimmbar ist und/oder eine im Vergleich zur ersten Leuchtkomponente sehr geringe Auflösung hat. Hierdurch kann die erste und/oder zweite Leuchtkomponente beziehungsweise deren Gesamtausleuchtung erweitert werden. Alternativ ist denkbar, dass die dritte Leuchtkomponente im Vergleich zur ersten Leuchtkomponente eine geringe Auflösung hat, um die erste und/oder zweite Leuchtkomponente zu erweitern. Alternativ ist denkbar, dass die dritte Leuchtkomponente im Vergleich zur ersten Leuchtkomponente eine etwa entsprechende Auflösung hat, also ein steuerbarer Teilbereich oder Teilwinkelbereich eine etwa entsprechende Minimalgröße hat. Hierdurch kann die erste Leuchtkomponente hinsichtlich ihrer vollständigen Funktionalität erweitert werden.
  • Mit Vorteil schließt sich der zumindest eine Ausleuchtungsbereich der zumindest einen dritten Leuchtkomponente an den ersten Ausleuchtungsbereich der ersten Leuchtkomponente an oder ist alternativ benachbart zu diesem. Vorzugsweise hat der zumindest eine Ausleuchtungsbereich der dritten Leuchtkomponente keinen Beitrag im mittigen oder Zentrumsbereich. Denkbar ist auch, dass auf beiden Seiten des ersten Ausleuchtungsbereichs ein dritter Ausleuchtungsbereich, in Breitenrichtung gesehen, vorgesehen ist.
  • Mit Vorteil ist eine Strahlungsintensität der dritten Leuchtkomponente geringer als die der ersten Leuchtkomponente, womit die dritte Leuchtkomponente kostengünstig ausgebildet werden kann.
  • Bevorzugterweise ist ein äußerer Bereich des ersten Ausleuchtungsbereichs der ersten Leuchtkomponente in Breitenrichtung gesehen, im Vergleich zum übrigen ersten Ausleuchtungsbereich, gedimmt. Dies erfolgt beispielsweise durch Dimmen der äußeren Leuchtpixel der ersten Leuchtkomponente. Eine derartige Dimmung ist vorteilhaft für eine thermische Auslegung. Außerdem kann hierdurch ein sogenanntes „Bending“ oder Kurvenlicht ermöglicht werden, in dem bei einer Kurvenfahrt die Lichtstärke durch Dimmung im Zentralbereich verringert wird und in Richtung der Kurvenkrümmung erhöht wird. Denkbar wäre auch, den zweiten Ausleuchtungsbereich der zweiten Leuchtkomponente im äußeren Bereich (evtl. auch zusätzlich), insbesondere in Breitenrichtung gesehen, zu dimmen, um dann beispielsweise ein „Bending“ vorzusehen.
  • Vorteilhafterweise ist die erste Leuchtkomponente derart ausgestaltet, dass in einem ersten Betriebszustand Licht imgesamten ersten Ausleuchtungsbereich oder, insbesondere winkelabhängig, in einem oder mehreren Teilbereichen des ersten Ausleuchtungsbereichs mit einer ersten Strahlungsintensität emittiert wird, die unterhalb ihrer maximalen Strahlungsintensität liegt und beispielsweise 80% der maximalen Strahlungsintensität beträgt. Die erste Strahlungsintensität kann dann im ersten Betriebszustand die maximal möglich Strahlungsintensität im ersten Ausleuchtungsbereich sein, wobei dann in zumindest einem Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs Licht hinsichtlich seiner Strahlungsintensität weiter gedimmt sein kann. Mit anderen Worten kann das Licht bei reduzierter maximaler Strahlungsintensität winkelabhängig gedimmt sein, wobei dann die beispielhaften 80% der absolut maximalen Strahlungsintensität also nur ein (relatives) Maximum der aktuell eingestellten Lichtverteilung sein können. In einem zweiten Betriebszustand kann die erste Leuchtkomponente Licht mit einer zweiten Strahlungsintensität emittieren, die vorzugsweise oberhalb der ersten Strahlungsintensität liegt und beispielsweise die maximale Strahlungsintensität aufweist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass der zweite Betriebszustand beispielsweise dann eingesetzt werden kann, wenn die zweite Leuchtkomponente gedimmt oder ausgeschaltet wird. Mit anderen Worten kann die erste Leuchtkomponente beispielsweise grundsätzlich nur im ersten Betriebszustand mit beispielsweise maximal 80 % Strahlungsintensität angesteuert sein, so dass eine, insbesondere vollständige oder teilweise „Überhöhung“ auf eine maximale Strahlungsintensität (zweiter Betriebszustand) ermöglicht ist, wenn die zweite Leuchtkomponente gedimmt oder ausgeschaltet wird oder es aus anderen Gründen gewünscht ist. Somit ist vorzugsweise der erste Betriebszustand eingesetzt, wenn die zweite Leuchtkomponente nicht gedimmt oder ausgeschaltet ist. Des Weiteren ist vorzugsweise der zweite Betriebszustand eingesetzt, wenn die zweite Leuchtkomponente ausgeschaltet oder gedimmt ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand mindestens ein weiterer Betriebszustand (Zwischenstufe) vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise hat das Beleuchtungssystem ein Kamerasystem und eine bildverarbeitende Elektronik, um, insbesondere Objekte, wie beispielsweise Verkehrszeichen oder Hinweisschilder, Gegenverkehr, etc. zu erfassen und dann mit der ersten Leuchtkomponente auszublenden.
  • Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeugscheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Eine Strahlungsachse des Beleuchtungssystems erstreckt sich hierbei vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung. Bei dem Fahrzeugscheinwerfer kann es sich des Weiteren beispielsweise um einen Frontscheinwerfer handeln.
  • Vorzugsweise ist die zweite Leuchtkomponente eingeschaltet, wenn kein Gegenverkehr vorhanden ist. Denkbar wäre, trotz Gegenverkehrs die zweite Leuchtkomponente einzuschalten, wenn dieser eine große Entfernung zum Beleuchtungssystem hat und/oder wenn sich der Gegenverkehr außerhalb des Ausleuchtungsbereiches der zweiten Leuchtkomponente befindet.
  • Es ist denkbar, dass die erste und/oder die zweite Leuchtkomponente aus mehreren Unter-Komponenten zusammengesetzt ist/sind. Es ist dabei weiter denkbar, dass diese physikalisch und/oder mechanisch nicht miteinander verbunden sind.
  • Es ist denkbar, dass mit dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem neben dem Ausblenden von Objekten, wie beispielsweise von Verkehrsschildern, zusätzlich andere Verkehrsteilnehmer ausgeblendet werden, indem beispielsweise die zweite Leuchtkomponente und/oder die erste Leuchtkomponente (oder Teile davon) gedimmt wird/werden.
  • Vorteilhafterweise bleibt bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem die Reichweite bis zu einem sehr geringen Winkelabstand an das ausgeblendete Objekt, wie beispielsweise das Verkehrsschild, dem Gegenverkehr, erhalten.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte ist vorgesehen, dass Licht der ersten Leuchtkomponente in einem zumindest eine Minimalgröße aufweisenden Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs gedimmt oder ausgeschaltet wird, um eine (Eigen-)Blendung, beispielsweise aufgrund eines Verkehrszeichens, zu vermeiden. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die erste und zweite Leuchtkomponente zumindest zeitweise gemeinsam eingeschaltet sind. Dies kann zu einer hohen Reichweite und einer breiten Ausleuchtung führen, wobei Blendungen von Objekten vermieden werden.
  • Vorzugsweise bleibt bei dem Verfahren die zweite Leuchtkomponente beim Dimmen und/oder Ausschalten des Lichts der ersten Leuchtkomponente eingeschaltet und/oder zumindest teilweise eingeschaltet und/oder wird gedimmt und/oder zumindest teilweise gedimmt.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
  • 1 in einer schematischen Darstellung ein Beleuchtungssystem mit einer abgebildeten Strahlungsintensitätsverteilung in einem horizontalen Schnitt
  • 2 in einer schematischen Darstellung eine Summe von Strahlungsintensitäten dreier Leuchtkomponenten des Beleuchtungssystems aus 1 in einem horizontalen Schnitt
  • 3 in einer schematischen Darstellung eine geglättete Strahlungsintensitätsverteilung des Beleuchtungssystems in einem horizontalen Schnitt
  • 4 in einer schematischen Darstellung die Strahlungsintensitätsverteilung aus 3 bei Ausblendung eines Teilbereichs des Beleuchtungssystems in einem horizontalen Schnitt
  • 5 in einer schematischen Darstellung die Strahlungsintensitätsverteilung aus 3 mit unterschiedlichen Möglichkeiten einer Ausblendung in einem horizontalen Schnitt
  • Gemäß 1 ist ein Beleuchtungssystem 1 für ein Fahrzeug schematisch dargestellt. Dieses kann für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Frontscheinwerfer, eingesetzt werden. Gemäß 1 ist hierbei ein etwa horizontaler Schnitt durch eine Lichtverteilung gezeigt. Darin sind ein erster Ausleuchtungsbereich 2 einer ersten Leuchtkomponente, ein zweiter Ausleuchtungsbereich 4 einer zweiten Leuchtkomponente und ein dritter Ausleuchtungsbereich 6 einer dritten Leuchtkomponente ersichtlich. Die Ausleuchtungsbereiche 2 bis 6 sind hierbei jeweils durch eine Strahlungsintensität dargestellt, die über eine Abszisse 8 aufgetragen ist, bei der es sich um einen horizontalen Öffnungswinkel des Beleuchtungssystems 1 handelt. Somit ist gemäß 1 vertikal eine Strahlungsintensität einer jeweiligen Leuchtkomponente und horizontal der Öffnungswinkel aufgetragen. Die Verteilung der Strahlungsintensität über den Öffnungswinkel gilt sowohl für einen Ortsraum direkt vor dem Scheinwerfer, als auch für einen Winkelraum beziehungsweise für eine Leuchtstärkeverteilung auf einer beleuchteten Oberfläche (bspw. Fahrbahn oder Straße).
  • Gemäß 1 hat die Leuchtkomponente 1 ein digitales Lichtverarbeitungssystem mit einer digitalen Mikrospiegeleinheit, die hochauflösend ist. Somit können beim ersten Ausleuchtungsbereich 2 beliebige Teilbereiche ausgeblendet werden, wobei ein Teilbereich eine äußerst geringe Größe oder Minimalgröße hat. Die zweite Leuchtkomponente mit dem zweiten Ausleuchtungsbereich 4 kann beispielsweise eine Licht emittierende Diode (LED) oder mehrere LEDs und/oder mindestens eine als LARP-System gebildete Lichtquelle haben, wobei eine maximale Strahlungsintensität in diesem Ausführungsbeispiel höher als bei der ersten Leuchtkomponente gemäß dem ersten Ausleuchtungsbereich 2 ist. Bei der zweiten Leuchtkomponente handelt es sich beispielsweise um einen sogenannten „Boost“. Des Weiteren kann die zweite Leuchtkomponente insgesamt dimmbar und ein- und ausschaltbar sein. Der zweite Ausleuchtungsbereich liegt des Weiteren etwa mittig des ersten Ausleuchtungsbereichs 2 und ist deutlich schmäler als dieser. Somit ist gemäß 1 der Winkelbereich des zweiten Ausleuchtungsbereichs deutlich kleiner als der des ersten Ausleuchtungsbereichs. Die dritten Ausleuchtungsbereiche 6 der dritten Leuchtkomponente schließen sich seitlich des ersten Ausleuchtungsbereichs 2 an diesen an. Diese können ebenfalls etwa insgesamt dimmbar und ein- und ausschaltbar sein. Die dritten Ausleuchtungsbereiche 6 bzw. die Seitenausleuchtung hat somit keinen Beitrag im Zentrum der Lichtverteilung.
  • Gemäß 2 ist eine Summe 10 der Ausleuchtungsbereiche 2 bis 6 bzw. der Strahlungsintensitäten aus 1 dargestellt. Somit ist eine maximal mögliche Strahlungsintensität in jedem Winkel ersichtlich.
  • 3 zeigt eine Summe 12 der Strahlungsintensitäten der Leuchtkomponenten, die einen weicheren Verlauf im Vergleich zur 2 aufweist. Hierfür sind gemäß 3 beim ersten Ausleuchtungsbereich 2 in dessen Randbereichen 14 Teilbereiche gedimmt. Die Dimmung ist dabei umso größer, je weiter der Ausleuchtungsbereich vom Zentrum entfernt ist. Diese Dimmung ist vorteilhaft für eine thermische Auslegung, da insgesamt weniger Strahlung emittiert ist, und für ein Kurvenlicht. Mit anderen Worten wird, um ein weicheres Erscheinungsbild zu gewährleisten und die geringere thermische Belastung auszunutzen, Licht an einem Rand des Ausleuchtungsbereichs gedimmt. Dieses Licht wird wieder erhöht, wenn das Fahrzeug in diese Richtung einlenkt. Dafür wird dann an anderer Stelle (gegenüberliegender Rand) Licht verringert. Hierdurch bleibt die gesamte thermische Belastung etwa konstant und ist geringer als eine theoretisch (aus optischer Auslegung) maximale Belastung.
  • Gemäß 3 ist der Bereich 16, der oberhalb des ersten Ausleuchtungsbereichs 2 liegt, der Beitrag der zweiten Leuchtkomponente oder des „Boosts“. Seitlich des zweiten Ausleuchtungsbereichs 4 gemäß 3 sind die Beiträge 18 der dritten Leuchtkomponente dargestellt.
  • In 4 ist die Summe der Strahlungsintensitäten 21 dargestellt, wobei beim ersten Ausleuchtungsbereich 2, aus 3, ein Teilbereich 20 ausgeblendet oder ausgeschaltet ist, was zu einem Ausleuchtungsbereich 19 führt. Bei diesem Teilbereich 20 handelt es sich beispielsweise um eine mögliche, insbesondere horizontale und vertikale, Position eines Verkehrsschilds. Da die zweite Leuchtkomponente mit dem zweiten Ausleuchtungsbereich bzw. ihrem Beitrag 16 zur gesamten Strahlungsintensität weiterhin eingeschaltet ist, wird die Strahlungsintensität beim ausgeblendeten Teilbereich 20 insgesamt nur reduziert (siehe Verlauf der Summe der Strahlungsintensitäten 21 an dieser Stelle). In diesem Teilbereich 20 überlagern sich nämlich der erste und zweite Ausleuchtungsbereich. Somit ist eine Strahlungsintensität der Beleuchtung des Verkehrsschilds deutlich reduziert, wobei weiterhin insgesamt eine hohe Reichweite, insbesondere „neben dem Verkehrsschild“, ermöglicht ist.
  • Gemäß 5 ist die Summe der Strahlungsintensitäten 12 dargestellt. Des Weiteren zeigt 5 eine Summe 22 der Strahlungsintensitäten, bei der der Teilbereich 20 der ersten Leuchtkomponente ausgeblendet ist und bei der die zweite Leuchtkomponente insgesamt gedimmt ist. Somit ist hierbei die Strahlungsintensität im Teilbereich 20 im Vergleich zur 4 verringert.
  • Dies ist ersichtlich im Vergleich mit der in 5 ebenfalls eingezeichneten Summe der Strahlungsintensitäten 21, bei denen entsprechend 4 der Teilbereich 20 der ersten Leuchtkomponente ausgeschaltet ist und die zweite Leuchtkomponente nicht gedimmt ist.
  • Bei der Summe 28 der Strahlungsintensitäten in 5 ist bei der ersten Leuchtkomponente der Teilbereich 20 ausgeblendet und zusätzlich ist die zweite Leuchtkomponente ausgeschaltet. Hierdurch liegt im Teilbereich 20 keine Strahlung mehr vor.
  • Die Ausblendung des Teilbereichs bei den Summen 22 und 28 kann auch dazu verwendet werden, andere Fahrzeuge bei einer größeren Entfernung (Summe 22) und bei geringerer Entfernung (Summe 28) auszublenden. Erfolgt eine Ausblendung eines Teilbereichs 30 der ersten Leuchtkomponente, der außerhalb des zweiten Ausleuchtungsbereichs 4, siehe 1, liegt, so wird in diesem Teilbereich unabhängig von der zweiten Leuchtkomponente keine oder nur eine reduzierte Strahlung emittiert. Gemäß 5 ist hierfür eine Summe der Strahlungsintensitäten 32 dargestellt. Grundsätzlich können auch mehrere Objekte, z.B. Verkehrszeichen, Hinweisschilder oder Hindernisse, gleichzeitig ausgeblendet werden, wobei dies beispielsweise wie beim Teilbereich 20 und/oder wie beim Teilbereich 30 erfolgt. Offenbart ist ein Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug mit einer ersten und zweiten Leuchtkomponente, die sich voneinander unterscheiden. Die erste Leuchtkomponente kann Teilbereiche ihres Lichtfelds ausblenden. Die zweite Leuchtkomponente kann dagegen keinen Teilbereich ihres Lichtfelds ausblenden oder nur einen Teilbereich der größer ist.
  • Da sich aufgrund der Vorwärtsbewegung und/oder Lateralbewegung und/oder Drehung des Fahrzeugs ein Winkel sowie ein Abstand zwischen dem auszublendenden oder mit einer reduzierten Lichtleistung zu beleuchtenden Objektes, z.B. ein Verkehrszeichen oder ein Hinweisschild, ständig ändern, werden auch die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Lichtverteilungen ständig der aktuellen Situation angepasst. Sind mehrere solcher Objekte vorhanden, so kann mittels einer Auswertesoftware von Kamerabildern die Objekte, im Besonderen die Verkehrszeichen, nach ihrer Bedeutung oder Relevanz priorisiert werden, so dass das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem bevorzugt auf das am höchsten priorisierte Objekt angewendet wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Beleuchtungssystem
    2
    erster Ausleuchtungsbereich
    4
    zweiter Ausleuchtungsbereich
    6
    dritter Ausleuchtungsbereich
    8
    Abszisse
    10
    Summe der Strahlungsintensitäten
    12
    Summe der Strahlungsintensitäten
    14
    Randbereich
    16
    Bereich
    18
    Beitrag dritte Leuchtkomponente
    19
    Ausleuchtungsbereich
    20
    Teilbereich
    21
    Summe der Strahlungsintensitäten
    22
    Summe der Strahlungsintensitäten
    26
    Summe der Strahlungsintensitäten
    28
    Summe der Strahlungsintensitäten
    30
    Teilbereich
    32
    Summe der Strahlungsintensitäten

Claims (14)

  1. Beleuchtungssystem für ein Fahrzeug mit einer ersten Leuchtkomponente, mit deren emittierbaren Licht ein erster Ausleuchtungsbereich (2) ausbildbar ist, und mit einer sich davon unterscheidenden zweiten Leuchtkomponente, mit deren emittierbaren Licht ein zweiter Ausleuchtungsbereich (4) ausbildbar ist, wobei die Leuchtkomponenten gemeinsam einsetzbar sind, und wobei die erste Leuchtkomponente derart ausgestaltet ist, dass deren Licht in einem zumindest eine Minimalgröße aufweisenden Teilbereich (20) des ersten Ausleuchtungsbereichs (2) dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist, und wobei die zweite Leuchtkomponente derart ausgestaltet ist, dass deren Licht in einem zumindest größer als die Minimalgröße ausgebildeten Teilbereichs des zweiten Ausleuchtungsbereichs (4) dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist, oder wobei die zweite Leuchtkomponente derart ausgestaltet ist, dass deren Licht nur insgesamt dimmbar und/oder nur insgesamt ein- und ausschaltbar ist.
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Leuchtkomponente derart ausgestaltet ist, dass damit ein Teilbereich (20) des ersten Ausleuchtungsbereichs (2) in der Größe eines Verkehrsschilds und/oder Hinweisschildes dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist.
  3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Leuchtkomponente eine Mehrzahl von einzelnen Leuchtpixeln hat, von denen zumindest ein Teil oder alle jeweils dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar sind, und/oder wobei die erste Leuchtkomponente eine Abstrahlfläche hat, wobei ein von einer Teilfläche der Abstrahlfläche ausgestrahltes Licht dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar ist, und/oder wobei die erste Leuchtkomponente eine digitale Mikrospiegeleinheit hat, die von zumindest einer Strahlungsquelle bestrahlbar ist, wobei ein jeweiliger Mikrospiegel ein Leuchtpixel bildet, und/oder wobei die erste Leuchtkomponente ein einzeiliges oder mehrzeiliges Matrix-System mit spalten- oder matrixartig angeordneten Strahlungsquellen hat, die jeweils ein Leuchtpixel bilden.
  4. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Leuchtkomponente ein Modul mit zumindest einer Strahlungsquelle mit einer hohen Leuchtdichte aufweist.
  5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Leuchtkomponente und/oder die zweite Leuchtkomponente ein Laser Activated Remote Phosphor System (LARP-System) aufweist.
  6. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Ausleuchtungsbereich (4) der zweiten Leuchtkomponente geringer als der erste Ausleuchtungsbereich (2) der ersten Leuchtkomponente ist.
  7. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Ausleuchtungsbereiche (2, 4) der ersten und zweiten Leuchtkomponente überschneiden.
  8. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine dritte Leuchtkomponente vorgesehen ist, deren mindestens dritter Ausleuchtungsbereich (6) den ersten und/oder den zweiten Ausleuchtungsbereich der ersten und/oder zweiten Leuchtkomponente erweitert.
  9. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Ausleuchtungsbereich etwa quer zur Strahlungsrichtung und etwa in einer Horizontalebene betrachtet in seinem äußeren Bereich gedimmt ist.
  10. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Leuchtkomponente in einem ersten Betriebszustand Licht im ersten Ausleuchtungsbereich (2) mit einer ersten Strahlungsintensität emittiert, die unterhalb ihrer maximalen Strahlungsintensität liegt, und wobei die erste Leuchtkomponente in einem zweiten Betriebszustand Licht in einer zweiten Strahlungsintensität zumindest in einem Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs (2) emittiert, die oberhalb der ersten Strahlungsintensität liegt.
  11. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über die erste Leuchtkomponente im ersten Ausleuchtungsbereich (2) und/oder über die zweite Leuchtkomponente im zweiten Ausleuchtungsbereich (4) eine Mehrzahl oder Vielzahl von Teilbereichen (20, 30) dimmbar und/oder ein- und ausschaltbar sind.
  12. Fahrzeugscheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Verfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Dimmen und/oder Ausschalten des Lichts der ersten Leuchtkomponente in einem zumindest eine Minimalgröße aufweisenden Teilbereich des ersten Ausleuchtungsbereichs (2) erfolgt, um eine Blendung zu vermeiden oder zu reduzieren.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die zweite Leuchtkomponente beim Dimmen und/oder Ausschalten des Lichts der ersten Leuchtkomponente eingeschaltet bleibt und/oder zumindest teilweise eingeschaltet bleibt und/oder gedimmt wird und/oder zumindest teilweise gedimmt und/oder ausgeschaltet wird.
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