DE102017101001A1 - Anordnung, scheinwerfer und gruppe von scheinwerfern - Google Patents

Abstract

Offenbart ist eine Anordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer, die zwei, drei oder mehr Strahlungsquellen hat. Die Strahlungsquellen strahlen auf eine Mikrospiegel-Vorrichtung. Bei zumindest zwei der Strahlungsquellen handelt es sich um einen unterschiedlichen Typ. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Strahlungsquellen Strahlung mit einem unterschiedlichen Spektrum emittieren.

Description

• Die Erfindung geht aus von einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff den Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Scheinwerfer mit einer derartigen Anordnung und eine Gruppe von Scheinwerfern.
• Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugscheinwerfer bekannt, die einen Adaptive Driving Beam (ADB) und/oder ein Adaptive Front Lighting System (AFS) aufweisen. Damit kann als Beleuchtungsfunktion insbesondere ein automatisch veränderbares Fernlicht vorgesehen sein, um beispielsweise ein Blenden eines Gegenverkehrs zu vermeiden. Zum Abblenden oder zum teilweisen Abblenden des Fernlichts ist bekannt, mechanisch verstellbare Systeme, wie beispielsweise Shutter, einzusetzen. Außerdem sind Matrix-Systeme bekannt, die eine Vielzahl von gleichartigen, matrixartig angeordneter Licht emittierender Dioden (LEDs) aufweisen. Hierbei ist beispielsweise eine jeweilige LED separat ansteuerbar, womit das Fernlicht bedarfsgerecht einstellbar ist. Außerdem ist bekannt, ein Digital-Micromirror-Device (DMD), ein Liquid Crystal Display (LCD) oder ein oder mehrere Micro-Electro-Mechanical-Systeme (MEMS), die beispielsweise einer Laser Activated Remote Phosphor (LARP) Lichtquelle nachgeschaltet sind, vorzusehen, um ein vom Fahrzeugscheinwerfer abgestrahltes Licht einzustellen. Ein DMD weist hierbei eine Vielzahl von Spiegeln auf (Mikrospiegel), die mit hoher Frequenz zwischen zwei Spiegelstellungen kippbar sind und jeweils ein Lichtpixel bilden können. Üblicherweise wird in einer ersten Position eines Spiegels ein auf den Spiegel einfallendes Licht aus dem Fahrzeugscheinwerfer emittiert und in einer zweiten Position zu einer Absorberfläche gelenkt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung, insbesondere für einen Scheinwerfer, zu schaffen, mit der auf vorrichtungstechnisch einfache Weise ein abgestrahltes Lichtbild, insbesondere hinsichtlich seines Spektrums und/oder seiner räumlichen und zeitlichen Lichtverteilung, einstellbar ist und/oder mit der auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine vergleichsweise hohe Bestrahlungsstärke und/oder Leuchtdichte erreicht wird. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, einen Scheinwerfer mit einer derartigen Anordnung und eine Gruppe von Scheinwerfern mit einer derartigen Anordnung zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird gelöst hinsichtlich der Anordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Scheinwerfers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 und hinsichtlich der Gruppe von Scheinwerfern gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14.
• Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
• Erfindungsgemäß ist eine Anordnung, insbesondere für einen Scheinwerfer, mit zumindest zwei Strahlungsquellen unterschiedlichen Typs vorgesehen. Den Strahlungsquellen ist vorzugsweise eine digitale Mikrospiegel-Vorrichtung oder ein Digital-Micromirror-Device (DMD) nachgeschaltet. Vorteilhafterweise unterscheiden sich die zumindest zwei Strahlungsquellen hinsichtlich ihres Typs in zumindest einer der folgenden Merkmale: a) ein Emissionsspektrum ihrer emittierbaren Strahlung oder Anregungsstrahlung oder das Spektrum des durch die Strahlung erzeugten einfallenden Lichts auf die Mikrospiegel-Vorrichtung, (b) die räumliche Lichtverteilung ihrer emittierbaren Strahlung oder der Anregungsstrahlung oder die räumliche Lichtverteilung des durch die Strahlung erzeugten einfallenden Lichts auf die Mikrospiegel-Vorrichtung, (c) die Leuchtdichteverteilung der emittierbaren Strahlung oder Anregungsstrahlung oder die Leuchtdichteverteilung des durch die Strahlung erzeugten einfallenden Lichts auf die Mikrospiegel-Vorrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass sich Strahlungen der zumindest zwei Strahlungsquellen hinsichtlich ihrer Polarisation unterscheiden.
• Diese Lösung hat den Vorteil, dass funktionelle Vorteile von verschiedenen Lichtquellen verknüpfbar sind, wobei mit der Mikrospiegel-Vorrichtung ein von der Anordnung abgestrahltes Lichtbild flexibel veränderbar ist. Die Anordnung kann somit vorteilhafterweise beispielsweise für einen Scheinwerfer vorgesehen sein, um einen Advanced Driving Beam (ADB) oder ein Adaptive Front Lighting System (AFS) umzusetzen. Da die Strahlungsquellen ein unterschiedliches Spektrum aufweisen können, ist auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine aktive Farbsteuerung, beispielsweise durch Zu- und Abschalten der Strahlungsquellen und/oder deren Intensitätsregelung, ermöglicht. Außerdem ermöglicht eine aktive Farbsteuerung eine zumindest teilweise Korrektur von produktionsbedingten Farbabweichungen sowie von temperatur- und/oder alterungsbedingten Farbdriften der Strahlungsquellen. Weiterhin ermöglicht eine aktive Farbsteuerung, dass gegebenenfalls LEDs von unterschiedlichen Binning-Gruppen (Klasseneinteilungen) verwenden werden können. Weiterhin ermöglicht eine aktive Farbsteuerung, dass ein Fahrzeugbetreiber eine selbstgewählte Farbanpassung vornimmt. Auch ermöglicht eine aktive Farbsteuerung, dass externe Sensoren, die beispielsweise am eigenen Fahrzeug und/oder an einem anderen Fahrzeug und/oder an einem externen Verkehrsobjekt (Ampelanlagen, Lichtmasten, Begrenzungspfosten, etc.) angebracht sind und die spektrale Verteilung des emittierten Lichtbildes messen, eine Nachregelung der spektralen Eigenschaften des emittierten Lichtbildes. Durch die unterschiedlichen Spektren kann somit eine Farbsteuerung erfolgen, ohne dass ein Farbfilterrad oder ein Konverterrad mit unterschiedlichen Leuchtstoffen eingesetzt werden muss, so wie es beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein Farbfilterrad führt nämlich zu einer starken Reduzierung einer Leuchtdichte und ein Konverterrad ist insbesondere im Automotive Bereich unüblich. Somit kann die von der Anordnung abgestrahlte Strahlung insgesamt hinsichtlich ihrer Farbe oder ihres Farbtons bzw. ihres Farborts im CIE-Farbdiagramm, verändert werden. Eine Kombination von Strahlungsquellen unterschiedlichen Typs, wie beispielsweise die Kombination von mehreren blaues Licht emittierenden Hochleistungs-LEDs mit einer in Vollkonversion betriebenen LED mit gelbes Licht erzeugendem Leuchtstoff, ermöglicht, dass nun nicht mehr die Leuchtdichte eines einzelnen LED-Typs limitierend ist für eine resultierende weiße Lichtverteilung, wodurch sich auch der vom Scheinwerfersystem emittierte Lichtstrom ins Fernfeld erhöht. Hierdurch ist der Lichtstrom im Vergleich zu einem System aus dem Stand der Technik, erhöht.
• Vorzugsweise ist die Mikrospiegel-Vorrichtung von der Strahlung einer jeweiligen Strahlungsquelle zumindest teilweise oder vorzugsweise vollständig bestrahlbar. Mit anderen Worten ist somit ein DMD-System mit einem Pixelarray vorgesehen, wobei beispielsweise die gesamte DMD Fläche mit einer Mehrzahl von verschiedenen Lichtquellen beleuchtet werden kann.
• Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass sich die auf der Mikrospiegel-Vorrichtung abbildbaren Strahlungsbilder der Strahlungsquellen zumindest abschnittsweise überschneiden oder überlappen. Mit Vorteil kann eine vollständige Überlappung vorgesehen sein, um somit ein gemeinsames Strahlungsbild der Strahlungsquellen mit einer homogenen Farbverteilung vorzusehen.
• Bei einer der Strahlungsquellen handelt es sich vorzugsweise um folgenden Typ: eine Licht emittierende Diode (LED), insbesondere mit einem nachgelagerten Leuchtstoff zur teilweisen Umwandlung von Primärlicht (Emissionslicht der LED) in Sekundärlicht (Konversionslicht des Leuchtstoffs); eine warmweißes Licht emittierende LED; eine kaltweißes Licht emittierende LED; eine LED, welche mit einem nachgelagerten Leuchtstoff in Vollkonversion betrieben wird; eine LED ohne einen nachgelagerten Leuchtstoff; eine pixelierte LED-Matrixanordnung; ein Laser Activated Remote Phosphor (LARP) Modul; eine Laserdiode; ein Laser oder eine IR-Strahlungsquelle (insbesondere eine IR-Laserdiode); eine Halogenlampe; eine Entladungslampe; ein Emissionsstrahler, dessen Emissionsstrahlung zur Wellenlängenkonversion mit einem Leuchtstoff geeignet ist (zum Beispiel ein Elektronenstrahl). Das LARP Modul hat vorzugsweise einen transmittierenden Konverter, der eine Einkoppelseite und eine Auskoppelseite für die Strahlung hat, oder einen reflektiven Konverter, bei dem eine Seite als Ein- und Auskoppelseite für die Strahlung dient, und bei dem dann beispielsweise eine Basisplatte/Substrat reflektierend sein kann (z.B. Saphir mit Spiegelschicht). Bei der zumindest einen weiteren Strahlungsquelle handelt es sich ebenfalls um einen der vorgenannten Typen, wobei die zumindest zwei Strahlungsquellen aus unterschiedlichen Typen gebildet sind. Wie vorstehend bereits erläutert, können somit die funktionellen Vorteile der verschiedenen Strahlungsquellen kombiniert werden. Beispielsweise weist das LARP Modul oder die Laserdiode eine hohe Leuchtdichte auf. Eine LED weist eine geringere Leuchtdichte auf und ist vergleichsweise günstig. Vorteilhaft ist des Weiteren bei einer Leuchtstoffkonvertierenden LED und bei dem LARP Modul im Vergleich zur Laserdiode, dass deren emittierbare Strahlung ein vergleichsweise breites Spektrum aufweist. Eine Kombination eines LARP Moduls mit einer weiteren Strahlungsquelle hat gegenüber einem ausschließlich mit LARP Modulen erzeugtem Licht des Weiteren den Vorteil, dass es vergleichsweise günstig ist und einen vergleichsweise geringen Bauraumbedarf aufweist. Somit ist es auf einfache Weise möglich, für den jeweiligen Einsatzzweck der Anordnung durch die flexible Auswahl der Strahlungsquellen insbesondere eine Variante mit möglichst hoher Leuchtdichte und/oder möglichst homogener Farbe und/oder einer einstellbaren Lichtfarbe, vorzusehen. Beispielsweise sind direkt grünes Licht emittierende LEDs und/oder Laserdioden hinsichtlich ihrer Leuchtdichte und Effizienz vergleichsweise schlecht im Vergleich zu Varianten, die blaues und rotes Licht emittieren. Somit könnten alternativ zu, insbesondere direkt grünes Licht emittierenden LEDs oder Laserdioden beispielsweise Infrarot(IR)-Laserdioden mit einer verdoppelten Frequenz eingesetzt werden, wobei die Frequenzverdoppelung vorzugsweise zu einer Emission von sichtbarem Licht führt. Alternativ können ultraviolette Strahlung oder blaues Licht emittierende LEDs mit Leuchtstoffen versehen werden, um grünes Licht zu erzeugen. Soll eine Strahlungsquelle eingesetzt werden, um weißes Licht zu emittieren, so kann beispielsweise eine blaues Licht emittierende Laserdiode mit einem nachgelagerten, gelbes Licht erzeugenden Leuchtstoff für eine Vollkonversion (LARP-Modul) vorgesehen sein. Diese Strahlungsquelle wird vorzugsweise mit einer eine vergleichsweise hohe Leuchtdichte aufweisenden, insbesondere blaues Licht emittierenden, Strahlungsquelle kombiniert (z.B. einer blaues Licht emittierenden Hochstrom-LED), um insgesamt die Mikrospiegel-Vorrichtung mit weißem Licht zu beaufschlagen.
• Bei dem LARP Modul wird die LARP-Technologie eingesetzt. Bei dieser Technologie wird ein von einer Strahlungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das einen Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit einer Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl oder Pumpstrahl oder Pumplaserstrahl bestrahlt, insbesondere mit dem Anregungsstrahl einer Laserdiode. 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 werden. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung, insbesondere blaues Laserlicht, in rote und/oder grüne und/oder gelbe Konversionsstrahlung oder Konversionslicht konvertiert werden. Bei einer teilweisen Konversion ergibt dann beispielsweise eine Überlagerung von nichtkonvertiertem blauen Anregungslicht und gelbem Konversionslicht weißes Nutzlicht.
• 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 Sammellinse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, 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 lichtemittierende Komponente eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der lichtemittierenden Komponenten können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die lichtemittierenden Komponenten 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. Infrarot emittierende Lichtquellen können insbesondere für Nachtsicht-Erkennung verwendet werden.
• Zumindest einer der Strahlungsquellen oder einem Teil der Strahlungsquellen oder allen Strahlungsquellen kann ein Kollimator nachgeschaltet sein, um einen parallelen Strahlenverlauf zu schaffen oder sich einem parallelen Strahlenverlauf anzunähern. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zumindest einer der Strahlungsquellen oder einem Teil der Strahlungsquellen oder allen Strahlungsquellen ein Kondensor nachgeschaltet ist. Mit diesem kann ein großer Teil des abgestrahlten Lichts in einen vorgesehenen Strahlengang eingebracht werden. Vorteilhafterweise ist der Kondensor dem Kollimator nachgeschaltet. Vorrichtungstechnisch einfach ist denkbar, dass die Strahlungsquellen einen gemeinsamen Kondensor haben. Des Weiteren ist denkbar, dass für eine jeweilige Strahlungsquelle ein eigener Kollimator vorgesehen ist. Diese können dann beispielsweise in einer Ebene angeordnet sein. Hierbei kann der gemeinsame Kondensor im Parallelabstand zu den Kollimatoren angeordnet sein und somit zwischen diesen und der Mikrospiegel-Vorrichtung angeordnet sein. Mit anderen Worten ist somit eine Anordnung ausbildbar, in der mehrere, insbesondere kleine, Lichtquellen so angeordnet sind, dass deren Licht über Kollimations- und Kondensorelemente und/oder über weitere nachgelagerte optische Elemente (Wabenkondensor, Fliegenauge), auf das DMD gelenkt wird, und das Licht einer jeweiligen Lichtquelle das DMD jeweils zumindest zu einem Großteil beleuchtet. Mit anderen Worten ist hiermit eine homogene Ausleuchtung und/oder eine Ausleuchtung mit einer homogenen Lichtfarbe der, insbesondere großen, Mikrospiegel-Vorrichtung ermöglicht, insbesondere mit maximaler Leuchtdichte auf dem Mikrospiegel-Array, wobei vorteilhafterweise Strahlung unterschiedlicher Farborte im CIE-Farbdiagramm abstrahlbar ist.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zumindest drei Strahlungsquellen vorgesehen, die jeweils ein anderes Spektrum aufweisen. Somit kann auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine aktive Farbsteuerung, insbesondere einer gesamten Lichtverteilung, ermöglicht sein, indem beispielsweise einfach die optische Leistung der einzelnen Strahlungsquellen verändert ist, beispielsweise durch Einstellung der Höhe und/oder Taktung eines ihnen zugeführten Betriebsstroms. Insbesondere handelt es sich bei den drei Strahlungsquellen um LEDs. Beispielsweise sind zumindest eine grünes Licht emittierende LED und zumindest eine blaues Licht emittierende LED und zumindest eine rotes Licht emittierende LED vorgesehen. Für eine Lichtverteilung mit weißem Licht können dann vorteilhafterweise alle LEDs im Dauerbetrieb sein, womit ein hoher Lichtstrom ermöglicht ist. Im Gegensatz zu rotes, grünes und blaues Licht emittierenden Laserdioden kann beim Einsatz von rotes, grünes und blaues Licht emittierenden LEDs ein Farbwiedergabeindex besser sein, da ein Spektrum des emittierten Lichts vergleichsweise geringe Lücken aufweist und insgesamt eine breitere Wellenlängenverteilung hat. Werden rotes, grünes und blaues Licht emittierende Laserdioden verwendet, so kann im Einsatz der Anordnung in einem Scheinwerfer ein Sicherheitsproblem auftreten. Durch das begrenzte Spektrum der Laserdioden können beispielsweise Objekte vor einem Fahrzeug für den Fahrer bei Nacht unsichtbar oder zumindest schlecht sichtbar sein. Dies ist deswegen der Fall, da die Objekte beispielsweise nur schmalbandig Strahlung in Bereichen eines Spektrums reflektieren, das von den Laserdioden nicht abgedeckt ist. Dieses Problem wird durch den Einsatz von rotes, grünes und blaues Licht emittierenden LEDs vermieden.
• Es kann vorgesehen sein, wie vorstehend bereits erläutert, dass eine Strahlungsquelle oder eine zusätzliche Strahlungsquelle als IR-Strahlungsquelle ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, um beispielsweise für einen IR-Sensor in einem Fahrzeug einen Bereich vor dem Fahrzeug auszuleuchten. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Nachtsicht-Assistent oder eine Nachtsicht-Funktion umgesetzt sein. Bei der IR-Strahlungsquelle handelt es sich beispielsweise um eine IR-LED oder um eine IR-Laserdiode.
• Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es sich bei einer oder mehreren der Strahlungsquellen um ein LARP Modul und bei einer weiteren Strahlungsquelle oder vorzugsweise bei weiteren Strahlungsquellen um LEDs handeln. Der LED oder den LEDs kann oder können jeweils ein Leuchtstoff nachgelagert sein. Somit kann eine Kombination aus einem LAPR Modul oder mehreren LARP Modulen und einer LED oder mehreren LEDs vorgesehen sein. Das LARP Modul oder die LARP Module kann/können dann blaue Anregungsstrahlung, insbesondere einer Laserdiode, teilweise oder vollständig konvertieren und weisen vorteilhafterweise eine vergleichsweise hohe Leuchtdichte auf. Wie vorstehend bereits erläutert kann als Konverter zum Konvertieren der Anregungsstrahlung beispielsweise ein transmissiver oder reflektiver Konverter eingesetzt werden. Vorzugsweise wandelt der Konverter blaue Anregungsstrahlung zumindest teilweise oder vollständig in gelbe Konversionsstrahlung um. Bei den LEDs handelt es sich vorzugsweise um blaues Licht emittierende LEDs, insbesondere um blaues Licht emittierende Hochstrom-LEDs oder High Current(HC)-LEDs. Ist die Anregungsstrahlung der LED(s) eine UV-Strahlung, so ist der LED oder der jeweiligen LED ein Leuchtstoff zum Konvertieren der Anregungsstrahlung nachgelagert, damit die LED(s) insgesamt blaues Nutzlicht abstrahlt/abstrahlen. Denkbar ist auch eine LED oder LEDs einzusetzen, die direkt blaue Strahlung abstrahlen, ohne das ein Leuchtstoff nachgelagert ist. Diese Ausgestaltung der blaues Licht emittierenden LED kann auch für die blaues Licht emittierende LED oder die blaues Licht emittierenden LEDs der anderen Ausführungsformen der Anordnung vorgesehen sein. Durch Hinzu- und Wegschalten bzw. Dimmen und/oder Takten einer oder mehrerer der blaues Licht emittierenden LEDs kann die Lichtfarbe der Anordnung beliebig zwischen kaltweiß und warmweiß variiert werden, insbesondere entlang einer Geraden im Farbraum oder im ECE-Weißfeld. Somit kann ein Verhältnis zwischen blauer Strahlung der LEDs und gelber oder weißer Strahlung des LARP Moduls oder der LARP Module durch Variation der Anzahl der blaues Licht emittierenden LEDs und/oder Dimmung oder Taktung der Laserdioden flexibel eingestellt werden. Ist bei einem LARP Modul vorgesehen, dass der Konverter die Anregungsstrahlung vollständig konvertiert, so kann von einem derartigen LARP Modul beispielsweise gelbes Nutzlicht emittiert sein. Die Anordnung kann beispielsweise weißes, gelbes oder blaues Licht abstrahlen, indem die blaues Licht emittierenden LEDs und das gelbes Licht erzeugende LARP Modul oder die gelbes Licht erzeugenden LARP Module entsprechend angesteuert werden. Über die Mikrospiegel-Vorrichtung kann dann beispielsweise eine (gelbe) Blinkerfunktion und eine (weiße) Tagfahrlichtfunktion realisiert werden, wobei die beiden Lichtfunktion sequentiell aktiviert werden, so dass zu einem gegebenen Zeitpunkt nur einer der beiden Lichtfunktionen aktiviert ist. Wird blaue Strahlung abgestrahlt, so ist diese beispielsweise für Sensoren einsetzbar.
• Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei zumindest zwei der Strahlungsquellen um ein LARP Modul handeln und bei zumindest einer weiteren Strahlungsquelle um eine LED. Eines der LARP Module kann dann vorteilhafterweise einen gelbes Licht erzeugenden Leuchtstoff und das andere LARP Modul einen rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff aufweisen, wobei als Anregungsstrahlung beispielswiese blaue Strahlung oder blaue Laserstrahlung vorgesehen ist. Mit dem gelbes Licht erzeugenden Leuchtstoff kann Anregungsstrahlung zumindest teilweise oder vollständig in gelbe Konversionsstrahlung und mit dem rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff kann die Anregungsstrahlung zumindest teilweise oder vollständig in rote Konversionsstrahlung konvertiert werden. Bei der LED handelt es sich vorzugsweise um eine blaues Licht emittierende LED. Somit können diese Strahlungsquellen für die Mikrospiegel-Vorrichtung verwendet werden, um die Farbsteuerung nicht nur entlang einer Geraden im ECE-Weißfeld oder Farbraum, sondern in einem großen Bereich des Farbraums, bzw. insbesondere den Bereich des ECEgenormten Weißfeldes umfassend, zu ermöglichen. Somit kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Anordnung rote, gelbe, blaue oder weiße, wie beispielsweise auch warmweiße oder kaltweiße Strahlung, emittieren.
• Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zumindest zwei Strahlungsquellen als LARP Modul ausgebildet und zumindest eine weitere Strahlungsquelle kann eine Laserdiode sein. Vorzugsweise weist eines der LARP Module einen grünes Licht erzeugenden Leuchtstoff und das andere LARP Modul einen rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff auf. Mit dem grünes Licht erzeugenden Leuchtstoff kann die Anregungsstrahlung zumindest teilweise oder vollständig in grüne Konversionsstrahlung und mit dem rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff kann Anregungsstrahlung zumindest teilweise oder vollständig in rote Konversionsstrahlung konvertiert werden. Bei der Laserdiode handelt es sich vorzugsweise um eine blaues Licht emittierende Laserdiode. Mit einer derartigen Anordnung ist dann eine flexible Farbsteuerung und ein hoher Farbwiedergabeindex in einer weißen Lichtverteilung ermöglicht. Durch die flexible Farbsteuerung können beispielsweise auch blaue oder grüne oder violette Lichtverteilungen realisiert werden, die beispielsweise für eine Coming-Home-Funktion oder für bunte Symbole auf einer Straße vorgesehen sein können. Bei der Coming-Home-Funktion kann die Fahrerin oder der Fahrer beim Ein- bzw. Ausschalten der Fahrzeug-Zündung, beispielsweise beim Anfahren oder Einparken in einer Garage, von einem Lichteffekt begrüßt werden.
• Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Strahlungsquellen oder sind alle Strahlungsquellen mit jeweils einer hohen Frequenz ein- und ausschaltbar, um beispielsweise farbige Lichtsequenzen über die modulierende Mikrospiegel-Vorrichtung auf einer Fläche, zum Beispiel eine Straßenoberfläche, abzubilden. Damit lassen sich auf der Projektionsfläche ein- bzw. mehrfarbige Bilder oder Bildsequenzen (Filme) erzeugen.
• Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Strahlungsquellen oder sind alle Strahlungsquellen dimmbar und/oder überstrombar und/oder pulsweitenmodulierbar.
• Vorzugsweise sind die Positionen von Mikrospiegeln der Mikrospiegel-Vorrichtung mit einer Ansteuerung, insbesondere mit einer Pulsweitenmodulierung, mit zumindest einer der Strahlungsquellen synchronisiert. Somit können beispielsweise in einem pulsweitenmodulierten Betrieb die Strahlungsquellen mit der Mikrospiegel-Vorrichtung bzw. mit den Stellungen der einzelnen Mikrospiegel synchronisiert werden, womit auch einzelne Pixel oder Pixelgruppen, beispielsweise in einem Fernfeld unterschiedliche Lichtfarben und/oder Lichtintensitäten aufweisen bzw. projizieren können.
• Vorzugsweise sind die Strahlungsquellen voneinander beabstandet, was thermisch vorteilhaft ist, und können räumlich verteilt angeordnet sein. Die Strahlungsquellen müssen dabei nicht auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein, sondern können zueinander in allen Raumrichtungen versetzt angeordnet sein, beispielsweise auf einem sphärischen oder elliptischen Kugelsegment, oder treppenförmig (zweidimensional oder dreidimensional). Auch muss die jeweils emittierte Anregungsstrahlung nicht kollinear zu den anderen verlaufen, sondern die einzelnen Anregungslichtquellen und somit die Anregungsstrahlung können gegeneinander geneigt bzw. verdreht sein.
• Vorzugsweise strahlt ein Teil der Strahlungsquellen oder strahlen alle Strahlungsquellen direkt zur Mikrospiegel-Vorrichtung. Es sind somit keine Spiegel, wie beispielsweise dichroitische Spiegel, erforderlich.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, alternativ oder zusätzlich zu einer rotes und/oder zu einer grünes und/oder zu einer blaues Licht emittierenden Strahlungsquelle verschiedene weißes Licht emittierenden Strahlungsquellen einzusetzen, wie beispielsweise eine warmweißes und eine kaltweißes Licht emittierende LED. Hierdurch kann eine feinere Farbsteuerung im Farbraum oder im ECE-Weißfeld ermöglicht werden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, alternativ oder zusätzlich zu einer rotes und/oder zu einer grünes und/oder zu einer blaues Licht emittierenden Strahlungsquelle verschiedene Infrarot-Strahlungsquellen einzusetzen, welche als Infrarot-Strahlungsquellen für Nachtsichterkennung einsetzbar sind.
• Da mit der erfindungsgemäßen Anordnung die Lichtfarbe auf vorrichtungstechnisch einfache Weise anpassbar ist, können auch Strahlungsquellen, insbesondere LEDs, eingesetzt werden, die hinsichtlich von Eigenschaften der abgestrahlten Strahlung eine vergleichsweise große Toleranz aufweisen. Somit muss nicht auf kostenintensive, eine geringe Toleranz aufweisende Strahlungsquellen zurückgegriffen werden, um eine bestimmte Lichtfarbe vorzusehen, da diese eben im Gesamtsystem einfach veränderbar ist. Erfindungsgemäß ist ein Scheinwerfer, insbesondere ein Fahrzeugscheinwerfer, mit einer Anordnung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Dieser kann zusätzlich eine Optik oder mehrere Optiken, wie beispielsweise eine Primäroptik und eine Sekundäroptik, aufweisen.
• Der Scheinwerfer ist beispielsweise für ein Fahrzeug vorgesehen. Bei dem Scheinwerfer kann es sich auch um eine Heckleuchte des Fahrzeugs handeln. 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 wird gelbes emittiertes Licht des Scheinwerfers für eine Blinkerfunktion eingesetzt.
• Weitere Anwendungsbereiche der Anordnung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte können beispielsweise auch Scheinwerfer für Effektlichtbeleuchtungen, Entertainmentbeleuchtungen, Architainmentbeleuchtungen, Allgemeinbeleuchtung, medizinische und therapeutische Beleuchtung oder Beleuchtung für den Gartenbau sein.
• Erfindungsgemäß ist eine Gruppe von Scheinwerfern vorgesehen, wobei ein jeweiliger Scheinwerfer gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte ausgebildet sein kann. Eine Lichtfarbe der Scheinwerfer ist hier beispielsweise anpassbar. Dies ist äußerst vorteilhaft bei einem Fahrzeug, um die Lichtfarbe von linkem und rechtem Scheinwerfer anzugleichen.
• Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
• 1 bis 4 jeweils in einer schematischen Seitenansicht eine Anordnung gemäß einem jeweiligen Ausführungsbeispiel.
• Gemäß 1 ist ein Fahrzeugscheinwerfer 1 schematisch anhand einer Strichlinie dargestellt. Dieser hat eine Anordnung 2. Diese weist eine digitale Mikrospiegel-Vorrichtung 4 auf, die von drei Strahlungsquellen 6, 8 und 10 bestrahlbar ist. Die Strahlungsquelle 6 ist als rotes Licht emittierende LED, die Strahlungsquelle 8 als grünes Licht emittierende LED und die Strahlungsquelle 10 als blaues Licht emittierende LED ausgebildet. Die Strahlungsquellen 6 bis 10 sind hierbei in einer gemeinsamen Ebene gleichmäßig voneinander beabstandet, wobei auch eine andere Verteilung denkbar ist. Einer jeweiligen Strahlungsquelle 6 bis 10 ist ein jeweiliger Kollimator 12, 14 und 16 nachgeschaltet. Den Kollimatoren 12 bis 16 wiederum ist ein gemeinsamer Kondensor 18 nachgeschaltet, welcher auch aus mehreren optischen Elementen zusammengesetzt sein kann. Die von den Strahlungsquellen 6 bis 10 emittierten Strahlungen werden somit über die Kollimatoren 12 bis 16 und den Kondensor 18 zur Mikrospiegel-Vorrichtung 4 gelenkt. Diese kann dann von einer jeweiligen Strahlungsquelle 6 bis 10 vollständig beleuchtet werden. Ein jeweiliger Mikrospiegel lenkt dann die Strahlung, die auf ihn trifft, je nach Schaltzustand, entweder aus dem Fahrzeugscheinwerfer 1 heraus oder zu einem nicht dargestellten Absorber. Die Strahlung kann beispielsweise senkrecht oder angewinkelt auf die Mikrospiegel-Vorrichtung 4 fallen. Ein jeweiliger Mikrospiegel ist vorzugsweise um einen Winkel im Bereich von +/- 10° oder vorzugsweise im Bereich von +/- 12° kippbar gegenüber einer Ruhelage . Denkbar wäre auch, dass ein jeweiliger Mikrospiegel um größeren Winkelbereich als +/- 12° kippbar ist. Über eine Steuerung 20 ist die Bestromung der Strahlungsquellen 6 bis 10 steuerbar. Diese können dabei unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet und/oder gedimmt werden. Des Weiteren kann eine jeweilige Strahlungsquelle 6 bis 10 pulsweitenmoduliert sein. Die Ansteuerung der Strahlungsquellen 6 bis 10 über die Steuerung 20 kann in Abhängigkeit der Schaltstellungen der Mikrospiegel der Mikrospiegel-Vorrichtung 4 erfolgen. Die Mikrospiegel-Vorrichtung 4 kann über eine weitere Steuerung 21 gesteuert sein. Denkbar wäre nur die Steuerung 20 vorzusehen und diese zusätzlich für die Mikrospiegel-Vorrichtung 4 einzusetzen. Die Schaltimpulse der Steuerung 21 basieren vorzugsweise auf internen Steuerquellen oder Schaltsignalen eines Fahrzeugs. Alternativ oder zusätzlich können die Schaltimpulse der Steuerung 21 auf externen Steuerquellen, insbesondere eines Fahrzeugs, und/oder erfassten Messwerten zumindest eines Sensors, insbesondere eines Fahrzeugs, und/oder auf erfassten Bildern zumindest einer Kamera, insbesondere eines Fahrzeugs, basieren. Zum Abstrahlen eines weißen Lichts sind alle Strahlungsquellen 6 bis 10 eingeschaltet, was zu einem äußerst hohen Lichtstrom führt. Gemäß 1 ist denkbar, eine weitere oder mehrere weitere Strahlungsquellen vorzusehen, denen dann jeweils ein Kollimator und der Kondensor 18 nachgeschaltet sein kann/können, damit die Strahlung oder die Strahlungen zur Mikrospiegel-Vorrichtung 4 gelenkt ist/sind.
• Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind ebenfalls drei Strahlungsquellen 22, 24 und 26 einer Anordnung 27 vorgesehen. Bei den Strahlungsquellen 22 und 26 handelt es sich um blaues Licht emittierende LEDs. Dagegen ist die mittlere Strahlungsquelle 24 als LARP Modul ausgestaltet. Diese hat eine blaues Licht emittierende Laserdiode 28, von der Anregungsstrahlung in Form von blauem Laserlicht über eine Linse zu einem gelbes Licht erzeugenden Leuchtstoff emittiert ist. Der Leuchtstoff konvertiert dann die blaue Anregungsstrahlung vollständig oder teilweise in gelbe Konversionsstrahlung. Wird die blaue Anregungsstrahlung teilweise konvertiert, so bildet die gelbe Konversionsstrahlung mit der blauen nicht konvertierten Anregungsstrahlung weißes Licht. Durch Hinzuschalten und Wegschalten der Strahlungsquellen 22 und 26 kann die Lichtfarbe des abgestrahlten weißen Lichts, beispielsweise zwischen kaltweiß und warmweiß, variiert werden. Findet eine Vollkonversion statt, so wird von der Strahlungsquelle 24 gelbes Licht emittiert, womit dann durch Ausschalten der beiden anderen Strahlungsquellen 22 und 26 insgesamt nur gelbe Strahlung emittiert ist, die beispielsweise für einen Blinker einsetzbar ist. Ist die als LARP Modul ausgebildete Strahlungsquelle 24 ausgeschaltet und zumindest eine der Strahlungsquellen 22 und 26 eingeschaltet, so kann insgesamt eine blaue Strahlung emittiert werden. Die blaue Strahlung kann beispielsweise zur Erkennung und/oder Entfernungsmessung eines externen Objekts verwendet werden (Rückreflexion auf einen am Fahrzeug angebrachten Sensors).
• Gemäß 2 ist einer jeweiligen Strahlungsquelle 22, 24 und 26 ebenfalls jeweils der Kollimator 12, 14 und 16 nachgeschaltet. Diesen ist der Kondensor 18 nachgeschaltet, wobei in dessen Nachgang die Mikrospiegel-Vorrichtung 4 vorgesehen ist.
• Gemäß 3 ist bei einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung 30 eine Strahlungsquelle 32 in Form einer blaues Licht emittierenden LED vorgesehen. Des Weiteren ist eine Strahlungsquelle 34 und eine Strahlungsquelle 36 vorgesehen, die jeweils in Form eines LARP Moduls ausgebildet sind, wobei Anregungsstrahlung von einer blaues Licht emittierenden Laserdiode emittiert ist. Die Strahlungsquelle 34 weist hierbei einen gelbes Licht erzeugenden Leuchtstoff und die Strahlungsquelle 36 einen rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff auf. Des Weiteren sind Kollimatoren 12, 14 und 16, der Kondensor 18 und die Mikrospiegel-Vorrichtung 4 vorgesehen. Die Strahlungsquelle 34 kann somit bei Vollkonversion gelbes Licht und bei Teilkonversion weißes Licht emittieren. Bei der Strahlungsquelle 36 ist bei Vollkonversion rotes Licht und bei Teilkonversion violettes Licht emittierbar.
• Gemäß 4 hat eine Anordnung 38 eine Strahlungsquelle 40 in Form einer blaues Licht emittierenden Laserdiode. Des Weiteren hat sie eine Strahlungsquelle 42, die als LARP Modul mit einem grünes Licht erzeugenden Leuchtstoff ausgebildet ist. Außerdem ist eine Strahlungsquelle 44 vorgesehen, die als LARP Modul mit einem rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff ausgebildet ist. Anregungsstrahlung der LARP Module kann von einer blaues Licht emittierenden Laserdiode emittiert werden.
• Es ist denkbar, die Mikrospiegel-Vorrichtung 4 in den beschriebenen Ausführungsformen gemäß den 1 bis 4 schräg oder gekippt zur optischen Achse der kombinierten emittierten Strahlung oder Anregungsstrahlung der Strahlungsquellen 6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44 auszurichten. Die schräge Anordnung ist dabei vorzugsweise derart, dass bei einer sogenannten Ein-Spiegelstellung bzw. On-Spiegelstellung des jeweiligen Mikrospiegels die reflektierte Strahlung aus der Anordnung 2 bzw. dem Scheinwerfer 1 austreten kann und somit auf eine gewünschte Projektionsfläche geworfen werden kann. Der Mikrospiegel-Vorrichtung 4 können weitere Sekundäroptiken zur weiteren Strahlformung bzw. Strahlführung nachgelagert sein.
• Offenbart ist eine Anordnung für einen Fahrzeugscheinwerfer, die zwei, drei oder mehr Strahlungsquellen hat. Die Strahlungsquellen strahlen auf eine Mikrospiegel-Vorrichtung. Bei zumindest zwei der Strahlungsquellen handelt es sich um einen unterschiedlichen Typ. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Strahlungsquellen Strahlung mit einem unterschiedlichen Spektrum emittieren.
• Bezugszeichenliste

• Fahrzeugscheinwerfer	1
  Anordnung	2; 27; 30; 38
  Mikrospiegel-Vorrichtung	4
  Strahlungsquelle	6, 8, 10; 22, 24,
  	26; 32, 34, 36;
  	40, 42, 44
  Kollimator	12, 14, 16
  Kondensor	18
  Steuerung	20, 21
  Laserdiode	28

Claims (15)

1. Anordnung mit zumindest zwei Strahlungsquellen (6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44), denen eine digitale Mikrospiegel-Vorrichtung (4) nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest zwei Strahlungsquellen (6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44) hinsichtlich ihres Typs unterscheiden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei sich die zumindest zwei Strahlungsquellen (6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44) hinsichtlich ihres Typs in zumindest einem der folgenden Aspekte unterscheiden: ein Emissionsspektrum einer emittierbaren Strahlung; eine räumliche Lichtverteilung der emittierbaren Strahlung; eine Leuchtdichteverteilung der emittierbaren Strahlung.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die auf der Mikrospiegel-Vorrichtung (4) abbildbaren Strahlungsbilder der Strahlungsquellen (6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44) zumindest abschnittsweise überschneiden.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei als Typ einer Strahlungsquelle eine Licht emittierende Diode (LED) (6, 8, 10; 22, 26; 32) und/oder ein Laser Activated Remote Phosphor (LARP) Modul (28; 34, 36; 42, 44) und/oder eine Laserdiode (40) und/oder eine IR-Strahlungsquelle vorgesehen ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest drei Strahlungsquellen (6, 8, 10; 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44) vorgesehen sind, die jeweils ein anderes Spektrum aufweisen.
6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei zumindest eine grünes Licht emittierende LED (8) und zumindest eine blaues Licht emittierende LED (10) und zumindest eine rotes Licht emittierende LED (6) vorgesehen sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich bei einer oder mehreren der Strahlungsquellen (24, 34, 36, 42, 44) um ein LARP Modul und bei zumindest einer weiteren Strahlungsquelle (22, 26; 32) um eine LED handelt.
8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei beim LARP Modul (24; 34) blaue Anregungsstrahlung teilweise oder vollständig in gelbe Konversionsstrahlung konvertiert ist, und/oder wobei es sich bei der LED (22, 26; 32) oder den LEDs (22, 26; 32) um eine blaues Licht emittierende LED oder um blaues Licht emittierende LEDs handelt.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei eines der LARP Module (34) einen gelbes Licht erzeugenden Leuchtstoff und das andere LARP Modul (36) einen rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff aufweist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich bei zumindest zwei der Strahlungsquellen (42, 44) um ein LARP Modul handelt und bei zumindest einer weiteren Strahlungsquelle (40) um eine Laserdiode.
11. Anordnung nach Anspruch 10, wobei eines der LARP Module (42) einen grünes Licht erzeugenden Leuchtstoff und das andere LARP Modul (44) einen rotes Licht erzeugenden Leuchtstoff aufweist, und/oder wobei es sich bei der Laserdiode (40) um eine blaues Licht emittierende Laserdiode handelt.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Strahlungsquellen (6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44) dimmbar und/oder überstrombar und/oder pulsweitenmodulierbar ist.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Positionen von Mikrospiegeln der Mikrospiegel-Vorrichtung (4) über eine Ansteuerung mit zumindest einer der Strahlungsquellen (6, 8, 10; 22, 24, 26; 32, 34, 36; 40, 42, 44) synchronisiert sind.
14. Scheinwerfer mit einer Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere wobei gelbes emittiertes Licht für eine Blinkerfunktion eingesetzt ist.
15. Gruppe von Scheinwerfern, wobei ein jeweiliger Scheinwerfer gemäß Anspruch 14 ausgebildet ist.

Images