DE102017011327A1

DE102017011327A1 - Scheinwerfer für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017011327A1
Application number: DE102017011327.0A
Authority: DE
Inventors: Joerg Moisel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug, umfassend wenigstens eine Lichtquelle (2), deren Licht über eine Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) einen Bildgeber (4) ausleuchtet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Lichtquelle (2) wenigstens zwei Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) mit diesen jeweils zugeordneten Primäroptiken (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) umfasst, wobei zumindest eines der Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) und/oder dessen Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) so ausgebildet ist, dass das emittierte Licht dieses Leuchtelements (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) die beleuchtete Fläche des Bildgebers (4) in zumindest einer Breite (B) oder einer Höhe (H) der beleuchteten Fläche des Bildgebers (4) nicht vollständig ausleuchtet. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Beleuchtung des Bildgebers (4) sieht es vor, dass dieser von den Leuchtelementen (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) überlappend ausgeleuchtet wird, sodass zumindest ein Randbereich schwächer beleuchtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beleuchtung eines Bildgebers in einem Scheinwerfer für ein Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 6 näher definierten Art.
Scheinwerfer für Fahrzeuge, welche über einen sogenannten Bildgeber arbeiten, sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Bildgeber im Sinne der hier vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein LC-Display, ein Feld von Mikrospiegeln oder Ähnlichem sein. Typischerweise wird ein solcher Bildgeber über eine Lichtquelle und eine Primäroptik beleuchtet oder durchleuchtet, worauf das Licht über eine Abbildungsoptik auf die Fahrbahn geleitet wird. Beispielhaft ist ein solcher Aufbau in der DE 20 2016 102 988 U1 beschrieben. Derartige Scheinwerfer werden häufig auch mit sogenannten Videobeamern verglichen und sind im Prinzip ähnlich aufgebaut. Im Stand der Technik ist es deshalb üblich, dass über die Primäroptik und die wenigstens eine Lichtquelle eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des Bildgebers erzielt wird, ähnlich wie dies aus dem Bereich der Beamer und Projektoren bekannt ist. Dabei ist es so, dass derartige Technologien bereits für Scheinwerfer eingesetzt werden, welche unter dem Begriff „Digital Light“ in verschiedenen Fahrzeugen Verwendung finden.
Da die Bildgeber an sich häufig, insbesondere wenn sie durchleuchtet werden, einen Teil des Lichtes schlucken, ist bei derartigen Scheinwerfern zum Erreichen einer hohen Lichtausbeute eine entsprechend hohe Leistung zum Betrieb der Lichtquelle notwendig. Dies stellt einen Nachteil dar.
Zum weiteren Stand der Technik kann in diesem Zusammenhang auf die beiden internationalen Patentanmeldungen WO 2012/156 280 A1 und WO 2013/167 705 A1 hingewiesen werden. Diese erreichen in beiden Fällen die Abbildung über eine einzige Lichtquelle, eine Primäroptik und einen halbdurchlässigen Spiegel, welcher einen reflektierenden Bildgeber in den Strahleneingang einkoppelt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern, indem der lichttechnische Wirkungsgrad beziehungsweise die Effizienz und/oder der Ausleuchtungsbereich vergrößert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Außerdem löst ein Verfahren zur Beleuchtung eines Bildgebers in einem Scheinwerfer mit den Merkmalen im Anspruch 6, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6, die Aufgabe. Auch hier ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus den abhängigen Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer ist es so, dass die Lichtquelle wenigstens zwei Leuchtelemente mit diesen jeweils zugeordneter Primäroptik umfasst. Zumindest eines dieser Leuchtelemente und/oder dessen Primäroptik sind dabei so ausgebildet, dass das emittierte Licht dieses Leuchtelements die beleuchtete Fläche des Bildgebers in zumindest einer Breite oder einer Höhe der beleuchteten Fläche des Bildgebers nicht vollständig ausleuchtet.
Der Erfinder hat erkannt, dass für den Einsatz in Fahrzeugscheinwerfern der Randbereich des Bildgebers von untergeordneter Bedeutung ist. Dies geht sogar so weit, dass eine höhere Helligkeit im mittigen Bereich des Bildgebers der typischerweise gewünschten Art der Lichtverteilung sogar zuträglich sein kann. Aus diesem Grund ist in dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer zumindest eines der Leuchtelemente so ausgebildet, dass es nicht die gesamte Fläche des Bildgebers beleuchtet. Der Bildgeber ist also bewusst ungleichmäßig ausgeleuchtet. Dabei reicht es bereits aus, wenn das Licht, welches durch eines der Leuchtelemente auf den Bildgeber emittiert wird, beispielsweise in der Breite des Bildgebers lediglich 80% der Fläche des Bildgebers ausleuchtet, beispielsweise vom einen Rand bis kurz vor den anderen. Ein anderes Leuchtelement kann dann vorzugsweise überlappend in der Art ausgestaltet sein, dass es ausgehend von dem anderen Rand in etwa 80% der Fläche des Bildgebers ausleuchtet und damit den Bereich des zuvor genannten Randes frei lässt. In der Praxis führt dies dazu, dass im mittigen Bereich die Lichtintensität beider Leuchtelemente sich addiert, während in den Randbereichen, jeweils bis 20% vom Rand weg, lediglich die Lichtintensität eines einzigen Leuchtelements vorliegt. Hierdurch lässt sich eine auf die Mitte fokussierte Lichtverteilung erzielen.
Das von dem jeweiligen Leuchtelement erzeugte Licht wird dabei auf einer kleineren Fläche genutzt, was beispielsweise durch eine Variation des Abstandes und/oder der Primäroptik erfolgen kann. Hierdurch wird die Lichtintensität bzw. Beleuchtungsstärke in diesem kleineren Bereich je Flächeneinheit entsprechend größer, sodass bei gleicher Leistung mehr Licht zur Verfügung steht, oder bei gleicher Beleuchtungsstärke weniger Leistung benötigt wird. Bei dem Beispiel, bei dem lediglich 80% der Breite beleuchtet werden, steigt die Beleuchtungsstärke in dem beleuchteten Bereich bei gleicher Lichtleistung des Leuchtelements dabei um den Faktor 1 - 0,8² = 0,36 = 36% an. Dies bedeutet in der Praxis beispielsweise, dass bei gleicher Leistung die maximale Beleuchtungsstärke im Zentrum des Bildgebers und damit letztlich im Zentrum des später auf die Straße projizierten Lichts ansteigt, mit einem gewollten Abfall zum Rand hin. Die Erhöhung der maximalen Beleuchtungsstärke im Zentrum führt in der Praxis aber zu einer Erhöhung der Fernlichtreichweite, was gewünscht ist. Die zum Rand hin abfallende Helligkeit, welche die Gefahr einer Blendung des Gegenverkehrs verstärken würde, nimmt entsprechend ab. In der Praxis lässt sich eine solche Lichtverteilung zwar auch über den Bildgeber in der gewünschten Art einstellen, dieser ist jedoch immer mit entsprechenden Verlusten behaftet, sodass die Lichtausbeute durch den erfindungsgemäßen Scheinwerfer hier für den Einsatz im Straßenverkehr einen ganz entscheidenden Vorteil darstellt.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sieht es dabei vor, dass sowohl in der Höhe als auch in der Breite die Fläche des Bildgebers von jeweils wenigstens einem der Leuchtelemente nicht vollständig ausgeleuchtet wird. Die Fokussierung auf das Zentrum kann so also nicht nur hinsichtlich beispielsweise der Breite, sondern auch hinsichtlich der Höhe entsprechend erfolgen.
Das Zentrum der höchsten Lichtintensität lässt sich dabei auch je nach Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen Leuchtelemente beziehungsweise ihrer Primäroptiken aus dem Zentrum des Bildgebers heraus in der gewünschten Art und Weise verschieben, um beispielsweise bereits im Bereich des Bildgebers eine primäre Leuchtrichtung seitlich oder bezüglich der Höhe des abgegebenen Lichts voreinzustellen. Mittig in nachfolgend genutzten Sinn hat somit nicht die Bedeutung von exakt in der Mitte des Bildgebers.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sieht es ferner vor, dass die wenigstens zwei Leuchtelemente und/oder deren Primäroptiken so ausgebildet sind, dass sie gemeinsam überlappend die gesamte Fläche des Bildgebers ausleuchten, wobei mittig auf der Fläche des Bildgebers ein Bereich mit höherer Lichtintensität angeordnet ist. Diese vorteilhafte Ausgestaltung nutzt weiterhin die gesamte Fläche des Bildgebers aus und erlaubt durch ein geschicktes Überlappen und Überlagern des Lichts von einzelnen Leuchtelementen eine Lichtverteilung mit höherer Beleuchtungsstärke mittig im Bereich des Bildgebers.
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer weist dabei als Lichtquelle gemäß einer außerordentlich günstigen Ausgestaltung drei bis sieben Leuchtelemente, vorzugsweise drei bis fünf Leuchtelemente, mit jeweils zugeordneter Primäroptik auf. Der Scheinwerfer in dieser besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist also vergleichsweise einfach in seinem Aufbau, weil er auf hoch komplexe Lichtmatrix-Elemente mit einer Vielzahl von eigenen Lichtpunkten verzichten kann. Er gewährleistet in der Kombination von wenigen Leuchtelementen, beispielsweise drei bis sieben Leuchtelementen eine sehr effiziente Beleuchtung. Eine größere Anzahl von Leuchtelementen ist dabei hinsichtlich der Anordnung der Leuchtelemente und insbesondere der Primäroptiken entsprechend aufwendig und kann das erzielte Ergebnis nur leicht verbessern, sodass höhere Anzahlen von Leuchtelementen nicht notwendig sind.
Die Leuchtelemente können dabei gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee als lichtemittierende Dioden (LED) ausgebildet sein, sodass eine sehr einfache, energieeffiziente und langlebige Ausgestaltung der Lichtquelle ermöglicht wird.
In einer anderer vorteilhaften Weiterbildung der Idee können die Leuchtelemente als sogenannte LARP-Module (Laser activated remote phosphor) ausgebildet sein. Anbieter solcher Module ist z.B. OSRAM. Mit LARP Modulen lassen sich höhere Leuchtdichten erzielen und damit deutlich höhere Beleuchtungsreichweiten.
Als Primäroptiken können hierbei sowohl Linsen als auch Reflektoren eingesetzt werden. Die Verwendung von Reflektoren erlaubt insbesondere eine kompaktere Bauart des Scheinwerfers, da dann die Leuchtelemente im Reflektor angeordnet werden können.
Der Bildgeber kann als transmissiver Bildgeber z.B. ein LCD Array, oder als reflektierender Bildgeber, z.B. ein Micro Mirror Array ausgebildet sein. Ein LCD Array ermöglicht einen einfachen weitgehend linearen Strahlengang, während ein reflektierender Bildgeber durch die dann erforderliche Umlenkung des Strahlenganges eine sehr kompakte Bauweise des Scheinwerfers ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beleuchtung eines Bildgebers in einem Fahrzeugscheinwerfer sieht ebenfalls eine Lichtquelle vor, deren Licht über eine Primäroptik den Bildgeber ausleuchtet. Erfindungsgemäß umfasst auch hier die Lichtquelle wenigstens zwei Leuchtelemente mit diesen zugeordneter Primäroptik. Der Bildgeber wird gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens von den Leuchtelementen überlappend ausgeleuchtet, sodass zumindest ein Randbereich nur von dem Licht eines Teils der Leuchtelemente ausgeleuchtet wird. Sind alle Leuchtelemente eingeschaltet, dann beleuchten diese überlappend den gesamten Bildgeber. Hierdurch kommt es wie oben bereits beschrieben zu Bereichen, in denen die Beleuchtung mit nur einem der Leuchtelemente erfolgt und Bereichen, in denen mehrere Leuchtelemente die entsprechende Fläche des Bildgebers beleuchten, je nach Anordnung und Anzahl der Leuchtelemente.
Hierdurch lassen sich bereits im Bereich des Bildgebers Lichtverteilungen erzielen, welche insbesondere im mittigen Bereich die höchste Lichtintensität bzw. Beleuchtungsstärke aufweisen, wie es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beansprucht ist. In den Randbereichen kann diese Lichtintensität dann entsprechend abfallen, um diese Verteilung des Lichts bereits bei der Beleuchtung des Bildgebers selbst zu erzeugen. Prinzipiell wäre, wie oben bereits ausgeführt worden ist, eine solche Lichtverteilung auch unter Einsatz des Bildgebers direkt zu erzielen. Allerdings wäre dies mit entsprechenden Verlusten verbunden, da über den Bildgeber hierfür die Randbereiche abgeschattet werden müssten, sodass das dort den Bildgeber erreichende Licht letztlich „verloren“ wäre.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es bei dieser Konstellation ferner vor, dass das Licht von wenigstens drei Leuchtelementen so überlagert wird, dass die Beleuchtungsstärke ausgehend von der höchsten Beleuchtungsstärke in der Mitte des Bildgebers bis zum Rand des Bildgebers in wenigstens zwei Stufen abnimmt. Eine solche gestufte Beleuchtungsstärke ist eine ideale Ausgestaltung beim Einsatz von einer überschaubaren Anzahl von Leuchtelementen, beispielsweise gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens von bevorzugt drei bis sieben, bevorzugt drei bis fünf Leuchtelementen. Je höher die Anzahl an Leuchtelementen dabei wird, desto feiner lässt sich die Stufung erzielen, sodass letzten Endes bei einer höheren Anzahl eine Lichtverteilung in der Art einer Gaußschen Verteilung ermöglicht wird.
Eine weitere sehr vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es vor, dass in einem Kurvenlichtbetrieb wenigstens ein dem Randbereich des Bildgebers auf der der geplanten Lichtausrichtung gegenüberliegenden Seite liegendes Leuchtelement gedimmt oder abgeschaltet wird. Das Zentrum der Beleuchtungsstärke lässt sich so bei geringfügig abnehmender Lichtintensität je nach Grad der Dimmung und/oder Anzahl der eingesetzten Leuchtelemente, in der gewünschten Richtung des Kurvenlichts verschieben. Hierdurch wird bereits eine energieeffiziente Vorbeleuchtung des Bildgebers in der gewünschten Art realisiert, welcher in seinem einen Randbereich nicht oder nur minimal beleuchtet wird, während sich das Zentrum der Lichtintensität in der Richtung verschiebt, in welcher das Kurvenlicht benötigt wird. Auch hier kann eine weitere Anpassung dann über den Bildgeber selbst erfolgen. Durch die zuvor bereits vorgenommene Anpassung bei der Ausleuchtung des Bildgebers lässt sich jedoch ein sehr energieeffizienter Betrieb des Kurvenlichts realisieren, bei welchem die durch Abschattung in dem Bildgeber aus der Lichtverteilung herausgenommenen Lichtanteile minimiert werden, wodurch ein sehr energieeffizienter Betrieb des Scheinwerfers mit dem genannten Verfahren zur Beleuchtung seines Bildgebers möglich wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
Dabei zeigen:

1 ein prinzipmäßig angedeuteter Scheinwerfer in einer möglichen Ausgestaltung gemäß der Erfindung;
2 der für die Erfindung relevante Ausschnitt aus dem Scheinwerfer in einer ersten möglichen Ausführungsform;
3 eine Betriebsvariante der Ausführungsform gemäß 2;
4 der für die Erfindung relevante Ausschnitt des Scheinwerfers in einer alternativen Ausgestaltung; und
5 der für die Erfindung relevante Ausschnitt des Scheinwerfers in einer weiteren alternativen Ausgestaltung.

In 1 ist eine prinzipmäßige Schnittdarstellung durch einen Scheinwerfer 1 für ein Fahrzeug in einer möglichen Ausgestaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Der Scheinwerfer 1 umfasst dabei eine Lichtquelle 2, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei einzelnen Leuchtelementen 2.1, 2.2 und 2.3 besteht, beispielsweise aus lichtemittierenden Dioden (LED). Das Licht dieser einzelnen Leuchtelemente 2.1, 2.2, 2.3 gelangt dann über eine dem jeweiligen Leuchtelement 2.1, 2.2, 2.3 zugeordnete Primäroptik 3.1, 3.2, 3.3 zu einem Bildgeber 4. Das am Bildgeber 4, welcher durch die Lichtquelle 2 entsprechend beleuchtet wird, entstehende Bild lässt sich dabei digital beeinflussen, beispielsweise indem der Bildgeber 4 als Feld von Mikrospiegeln oder als LC-Display ausgebildet ist. Hierdurch lassen sich einzelne Bereiche gezielt abschatten und so die gewünschte Lichtverteilung erzeugen. Diese Lichtverteilung gelangt dann über eine Abbildungsoptik 5 des Scheinwerfers 1 in die zu beleuchtende Umgebung U, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 rechts außerhalb des sichtbaren Bereichs liegen wird.
In den nachfolgenden Figuren wird nun der für die Erfindung relevante Teil des Scheinwerfers 1 bestehend aus der Lichtquelle 2 mit ihren Leuchtelementen 2.1, 2.2, 2.3, deren Primäroptiken 3.1, 3.2, 3.3 und dem Bildgeber 4 in den verschiedenen Ausführungsvarianten näher beschrieben. Dem Fachmann ist dabei klar, dass sich an den Bildgeber 4 immer die Abbildungsoptik 5 entsprechend anschließen wird. Dabei ist auch klar, dass der Aufbau nicht wie in der Darstellung der 1 dargestellt, jeweils als durch den Bildgeber 4 durchleuchtender Aufbau, wie es beispielsweise bei einem LC-Display der Fall wäre, realisiert werden muss, sondern dass der Bildgeber 4 auch ein reflektierender Bildgeber 4 sein kann, beispielsweise ein Feld von Mikrospiegeln oder Ähnliches.
Anstelle der bisher im Stand der Technik üblichen und aus dem Bereich der Videobeamer übernommenen Technik, bei welcher jedes Leuchtelement 2.1, 2.2, 2.3 der Lichtquelle 2 zur gleichmäßigen Ausleuchtung des Bildgebers 4 beziehungsweise seiner beleuchteten Fläche genutzt wird, ist es bei dem hier beschriebenen Scheinwerfer 1 so, dass die einzelnen Leuchtelemente 2.1, 2.2 und 2.3 unterschiedliche Bereiche des Bildgebers 4 beleuchten, sodass dieser durch das Licht der einzelnen Leuchtelemente 2.1, 2.2, 2.3 überlappend insgesamt beleuchtet ist, in unterschiedlichen Abschnitten jedoch unterschiedliche Beleuchtungsstärken aufweist, da jedes der Leuchtelemente 2.1, 2.2, 2.3 nicht mehr die gesamte Fläche des Bildgebers 4 homogen ausleuchtet. In der Darstellung der 2 ist dies in einer ersten Ausführungsform beschrieben. Neben dem Aufbau aus den einzelnen Leuchtelementen 2.1, 2.2, 2.3, ihren zugeordneten Primäroptiken 3.1, .3.2, 3.3 und dem Bildgeber 4 ist ganz rechts in 2 der Bildgeber 4 nochmals in einer Draufsicht dargestellt. Unterhalb ist die Beleuchtungsstärke Ev über der geometrischen Breite B der beleuchteten Fläche des Bildgebers 4 dargestellt. Den einzelnen Leuchtelementen 2.1, 2.2, 2.3 ist dabei ein entsprechender Strahlengang und eine entsprechende ausgeleuchtete Fläche zugeordnet. Beim Leuchtelement 2.1 lässt sich diese in Form einer punktierten Linie erkennen, beim Leuchtelement 2.2 in Form einer gestrichelten Linie und beim Leuchtelement 2.3 in Form einer strichpunktierten Linie. In der Darstellung der beleuchteten Fläche des Bildgebers 4 ist zu erkennen, dass über das Leuchtelement 2.3 der Bereich vom linken Rand B₀ bis zur Breite B₃ ausgeleuchtet wird. Das mittig angeordnete Leuchtelement 2.2 leuchtet den Bereich von der Breite B₁ bis zur Breite B₄ in dem Diagramm der Beleuchtungsstärke Ev aus. Das oben angeordnete Leuchtelement 2.1 in 2 leuchtet den Bereich zwischen der Breite B₂ und dem anderen Rand B₅ der beleuchteten Fläche des Bildgebers 4 entsprechend aus. Es ergeben sich dabei um die Mitte B_M verteilt in den einzelnen Bereichen die exemplarisch gezeigten Beleuchtungsstärken E_V , da im Bereich zwischen B₂ und B₃ alle drei Leuchtelemente 2.1, 2.2, 2.3 den Bildgeber 4 beleuchten, während zwischen B₁ und B₃ die Beleuchtung lediglich durch die Leuchtelemente 2.3 und 2.2 und zwischen B₂ und B₄ lediglich durch die Leuchtelement 2.1 und 2.2 erfolgt. Die jeweiligen Randbereiche zwischen B₀ und B₁ werden dann nur vom Leuchtelement 2.3 und zwischen B₄ und B₅ nur vom Leuchtelement 2.1 ausgeleuchtet. Der Aufbau ist dabei so, dass die abschnittsweise Ausleuchtung der Fläche des Bildgebers 4 durch die einzelnen Leuchtelemente 2.1, 2.2, 2.3 lediglich in der Breite B entsprechend variiert, während in der Höhe H der ausgeleuchteten Fläche des Bildgebers 4 keine Variation erfolgt. Das in 2 unterhalb des Bildgebers 4 dargestellte Diagramm der Beleuchtungsstärke Ev gilt also für alle Höhenbereiche der Fläche des Bildgebers 4.
In der Darstellung der 3 ist eine Betriebsvariante des in 2 bereits beschriebenen Aufbaus dargestellt. Diese kann beispielsweise Verwendung finden, wenn über den Bildgeber 4 eine Kurvenlichtverteilung eingestellt werden soll. In diesem Fall kann eines der Leuchtelemente, hier beispielsweise das Leuchtelement 2.3, gedimmt oder, wie es hier dargestellt worden ist, abgeschaltet werden. Hierdurch ergibt sich eine veränderte Verteilung der Beleuchtungsstärke Ev über der Breite B, welche dem über den Bildgeber zu erzeugenden Kurvenlicht entsprechend zugute kommt. So ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem abgeschalteten Leuchtelement 2.3 beispielsweise der Bereich zwischen B₀ und B₁ nicht beleuchtet, außerdem verschiebt sich das Zentrum der höchsten Beleuchtungsstärke aus der Mitte B_M der Breite B.
In der Darstellung der 4 ist eine alternative Ausführungsvariante des Aufbaus analog zur Darstellung in 2 gezeigt. Durch eine Anpassung des Abstandes und/oder der Primäroptik 3.2 des Leuchtelements 2.2 vom Bildgeber 4 wird nun außerdem in der Richtung der Höhe H der beleuchteten Fläche des Bildgebers 4 eine verringerte Beleuchtung der Ränder der Fläche erzielt. Auf der rechten Seite der 4 ist dies analog zu den oben beschriebenen Figuren wiederum dargestellt, indem die Beleuchtungsstärke Ev sowohl über der Breite B als auch über der Höhe H entsprechend aufgetragen ist. In diesem Fall muss erwähnt werden, dass sich die Beleuchtungsstärke über der Höhe H jeweils auf die Mitte B_M der Breite und die der Breite B jeweils auf die Mitte H_M der Höhe bezieht. Deutlich ist zu erkennen, dass die Verteilung in Richtung der Breite B in etwa so bleibt, wie es im Rahmen der 2 bereits erläutert worden ist. In Richtung der Höhe H variiert die Beleuchtungsstärke Ev nun ebenfalls und zwar so, dass diese um die Mitte H_M der Höhe herum zwischen den H₁ und H₂ größer ist als in den Randbereichen, da mittig die Beleuchtung des Bildgebers 4 mit allen drei Leuchtelementen 2.1, 2.2, 2.3 erfolgt, während in den Randbereichen jeweils nur die Leuchtelemente 2.1 bzw. 2.3 den entsprechenden Abschnitt, H₂ bis H₃ bzw. H₀ bis H₁ der Höhe H beleuchten.
Die unterschiedlichen Varianten bezüglich der Lichtverteilung in der Breite und/oder der Höhe ließen sich dabei prinzipiell selbstverständlich auch umkehren und lassen sich untereinander kombinieren. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn weitere Leuchtelemente vorhanden sind. In der Darstellung der 5 ist ein solcher Aufbau anhand eines Ausschnitts aus dem Scheinwerfer 1 gezeigt, welcher beispielhaft fünf Leuchtelemente 2.1, ..., 2.5 als Lichtquelle 2 aufweist, welche jeweils ihre eigene ihr zugeordnete Primäroptik 3.1, ..., 3.5 aufweisen. Auch hier hat wieder jede einzelne Lichtquelle 2.1, ..., 2.5 ihre eigene Strichart, um die Strahlengänge und insbesondere in der Darstellung der Fläche des Bildgebers 4 am rechten Rand der Darstellung in 5 die von ihr jeweils ausgeleuchtete Fläche erkennbar zu machen. Es ist zu sehen, dass dies eine Kombination der bisher beschriebenen Ausführungsvarianten ist, wobei hier auf die Darstellung der Beleuchtungsintensitäten Ev zur Vereinfachung verzichtet worden ist. Je mehr einzelne Leuchtelemente 2.1, ..., 2.5 eingesetzt werden, desto eher lässt sich die Verteilung der Beleuchtungsstärke Ev beispielsweise einer Gaußschen Verteilung annähern. In der Praxis ist ein Aufbau mit drei bis fünf einzelnen Leuchtelementen 2.1, ..., 2.5 dabei ideal hinsichtlich des Aufwands und des zu erzielenden Effekts. Ein weiterer Ausbau auf beispielsweise sieben einzelne Leuchtelemente 2.1, ..., 2.5 in der Lichtquelle 2 wäre denkbar. Noch höhere Anzahlen machen den Aufbau jedoch so komplex, dass dieser nicht mehr einfach, effizient und wirtschaftlich sinnvoll darstellbar sein dürfte.
Als Primäroptiken können hierbei sowohl Linsen als auch Reflektoren eingesetzt werden. Die Verwendung von Reflektoren erlaubt insbesondere eine kompaktere Bauart des Scheinwerfers, da dann die Leuchtelemente im Reflektor angeordnet werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202016102988 U1 [0002]
WO 2012/156280 A1 [0004]
WO 2013/167705 A1 [0004]

Claims

Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug, umfassend wenigstens eine Lichtquelle (2), deren Licht über eine Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) einen Bildgeber (4) ausleuchtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) wenigstens zwei Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) mit diesen jeweils zugeordneten Primäroptiken (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) umfasst, wobei zumindest eines der Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) und/oder dessen Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) so ausgebildet ist, dass das emittierte Licht dieses Leuchtelements (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) die beleuchtete Fläche des Bildgebers (4) in zumindest einer Breite (B) oder einer Höhe (H) der beleuchteten Fläche des Bildgebers (4) nicht vollständig ausleuchtet.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) und/oder dessen Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) so ausgebildet ist, dass das emittierte Licht dieses Leuchtelements (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) die beleuchtete Fläche des Bildgebers (4) in der Breite (B) und der Höhe (H) der beleuchteten Fläche des Bildgebers (4) nicht vollständig ausleuchtet.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) und/oder deren Primäroptiken (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) so ausgebildet sind, dass sie gemeinsam überlappend die gesamte Fläche des Bildgebers (4) ausleuchten, wobei mittig auf der Fläche des Bildgebers (4) ein Bereich mit der höchsten Beleuchtungsstärke (Ev) angeordnet ist.
Scheinwerfer (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) drei bis sieben, vorzugsweise drei bis fünf, Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) mit diesen jeweils zugeordneter Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) aufweist.
Scheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) jeweils als lichtemittierende Dioden ausgebildet sind.
Scheinwerfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) jeweils als LARP-Module ausgebildet sind.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildgeber (4) transmissiv ausgebildet ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildgeber (4) reflektierend ausgebildet ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptiken (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) als Linsen ausgebildet sind.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptiken (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) als Reflektoren ausgebildet sind.
Verfahren zur Beleuchtung eines Bildgebers (4) in einem Scheinwerfer (1) für ein Fahrzeug, mit wenigstens einer Lichtquelle (2), deren Licht über eine Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) ein Bildgeber (4) beleuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) wenigstens zwei Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) mit diesen jeweils zugeordneter Primäroptik (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) umfasst, wobei der Bildgeber (4) von den Leuchtelementen (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) überlappend ausgeleuchtet wird, sodass zumindest ein Randbereich nur von dem Licht eines Teils der Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) ausgeleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von wenigstens drei Leuchtelementen (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) so überlagert wird, dass sich im mittigen Bereich der ausgeleuchteten Fläche des Bildgebers (4) die höchste Beleuchtungsstärke (Ev) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der wenigstens zwei Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) so überlagert wird, dass die Beleuchtungsstärke (Ev) ausgehend von der höchsten Beleuchtungsstärke (Ev) in dem mittigen Bereich der ausgeleuchteten Fläche des Bildgebers (4) bis zum Rand der ausgeleuchteten Fläche des Bildgebers (4) in wenigstens zwei Stufen abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (2) wenigstens drei, bevorzugt drei bis sieben, besonders bevorzugt drei bis fünf Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kurvenlichtbetrieb des Scheinwerfers (1) wenigstens eine den Randbereich der ausgeleuchteten Fläche des Bildgebers (4) auf der der geplanten Lichtausrichtung gegenüberliegenden Seite liegende Leuchtelemente (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) gedimmt oder abgeschaltet wird.