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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Gesamtlichtverteilung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Fernlichtmodul sowie einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
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Die LED-Technik (LED = Licht emittierende Dioden) hält mittlerweile immer mehr Einzug in Scheinwerfer moderner Kraftfahrzeuge. LEDs können eine hohe Lichtintensität erzeugen, sind gut ansteuerbar und weisen eine sehr lange Lebensdauer auf.
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Der Nachteil sehr leistungsfähiger LEDs ist jedoch, dass diese sehr teuer sind. Ein weiterer Nachteil von Hochleistungs-LEDs besteht auch darin, dass diese sehr viel Wärme abgeben und daher bei modernen LED-Scheinwerfern schnell die Gefahr einer thermischen Überhitzung auftritt, was zu Schaden der LEDs und damit zu einem Ausfall des Scheinwerfers führen kann.
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Die die Merkmale vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildende
EP 2 306 075 A2 beschreibt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer matrixartigen Anordnung von Halbleiterlichtquellen, einer Primäroptik und einer Sekundäroptik. Die Primäroptik weist eine Grenzfläche mit einer mittleren Zeile auf, die sich aus drei Lichtaustrittsbereichen zusammensetzt. Durch die Sekundäroptik wird eine sich auf der Grenzfläche einstellende Lichtverteilung abgebildet. Die Lichtaustrittsflächen der mittleren Zeile unterscheiden sich in ihrer Form von den Lichtaustrittsflächen einer jeweils benachbarten Zeile. Dabei ist ein mittlerer Lichtaustrittsbereich der mittleren Zeile durch zwei V-förmig aufeinander zulaufende Kanten von den benachbarten Lichtaustrittsbereichen der mittleren Zeile getrennt.
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Aus der
DE 10 2016 107 252 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Fahrzeugscheinwerfer bekannt, welche ein Abblendlichtmodul zur Erzeugung einer segmentierten Abblendlichtverteilung und ein Fernlichtmodul zur Erzeugung einer segmentierten Fernlichtverteilung umfasst. Jedem Lichtmodul ist eine Mehrzahl von Lichtquellen zugeordnet, deren Licht über eine Lichtführungseinheit einer Projektionslinse zugeführt wird.
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In der
DE 10 2005 041 234 A1 wird ein Scheinwerfer für Fahrzeuge beschrieben, der aus optischen Bauteilen besteht, welche eine erste Gruppe von LEDs und eine zweite Gruppe von LEDs ausbilden. Der ersten Gruppe von LEDs ist eine erste Optikeinheit mit einer ersten Abbildungscharakteristik und der zweiten Gruppe von LEDs ist eine zweite Optikeinheit mit einer zweiten Abbildungscharakteristik vorgelagert. Durch wahlweises Ein- und Ausschalten oder Dimmen der LEDs der ersten Gruppe oder der LEDs der zweiten Gruppe ist eine Anzahl von unterschiedlich großen Lichtflecken im Verkehrsraum generierbar.
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Ein Verfahren zur Erzeugung einer Gesamtlichtverteilung eines Kraftfahrzeugs ist ferner aus der
EP 2 280 215 A2 bekannt geworden. Konkret wird in diesem Dokument ein LED-Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug beschrieben, welcher zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung dient. Unter anderem wird vorgeschlagen, die LEDs in einer Matrix von drei Zeilen und drei Spalten auszubilden. Den eigentlichen LEDs ist jeweils ein Primäroptikelement zugeordnet, in die das Licht der LED eingekoppelt wird und welche in einer Lichtaustrittsfläche endet, durch welche ein flächenhaftes Lichtsegment gebildet ist. Den LED-Lichtquellen ist wiederum eine Sekundäroptik in Form von asphärischen Linsen zugeordnet, durch die die ausgekoppelten Lichtsegmente als Lichtsegment-Abbildungen in einem vor dem Kraftfahrzeug liegenden Bereich projiziert werden. Die mittlere Zeile der LED-Matrix ist schräg ausgebildet, um auch einen Asymmetrieanteil in der erzeugten Lichtverteilung realisieren zu können.
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Ein mit einer derartigen LED-Matrix ausgestatteter Scheinwerfer kann eine Gesamtlichtverteilung erzeugen, welche aus einer Fernlichtverteilung, und einer Abblendlichtverteilung (mit einem Asymmetrieanteil) zusammengesetzt ist.
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In der
EP 3 026 705 A1 ist ein LED-Scheinwerfer beschrieben, welcher getrennte Module zur Erzeugung einer Abblendlicht- und einer Fernlichtverteilung hat. Dabei wird vorgeschlagen, dass das Fernlichtmodul keine einheitliche Matrix aus einer bestimmten Anzahl von Zeilen und Spalten aufweist, sondern dass die Anzahl der Zeilen, ausgehend von einem zentralen Matrixbereich zu beiden Seiten verringert wird. Hinsichtlich des LED-Moduls für das Abblendlicht wird eine einheitliche Matrixform mit fest vorgegebener Zeilen- und Spaltenanzahl vorgeschlagen. Als wünschenswerte und durch die vorgeschlagene Anordnung erzielbare Lichtverteilung wird in etwa die Form eines liegenden Halbovals beschrieben.
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Schließlich ist der
DE 10 2014 108 354 A1 ein LED-Scheinwerfer mit einer LED-Matrix zu entnehmen, welche drei Zeilen aufweist, die in der Anzahl ihrer Spalten von oben nach unten jeweils um den Wert 2 zunimmt. Um eine maximal bereitstellbare Kühlleistung des LED-Scheinwerfers nicht zu überschreiten und somit Schaden von den LEDs abzuwenden, wird vor dem Hintergrund einer jeweils gewählten Ausleuchtstrategie vorgeschlagen, die Lichtintensität durch entsprechende Ansteuerung in uninteressanten Bereichen zu reduzieren und in priorisierten Bereichen entsprechend zu verstärken.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welches die Voraussetzung für eine kostengünstige und leistungsfähige Beleuchtung bietet. Insbesondere soll durch das Verfahren eine Annäherung an eine glockenartige Gesamtlichtverteilung im Fernlichtbetrieb möglich sein.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Fernlichtmodul sowie einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug auch ein geeignetes Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.
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Die obigen Aufgaben werden mit einem Verfahren mit den Merkmalen vom Patentanspruch 1, einem Fernlichtmodul mit den Merkmalen vom Patentanspruch 8, einem Scheinwerfer mit den Merkmalen von Patentanspruch 9 sowie einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen oder Ausbildungen sind jeweils den genannten, abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Hinsichtlich des Verfahrens geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Erzeugung einer Gesamtlichtverteilung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Gesamtlichtverteilung (ausschließlich) mit Hilfe mehrerer LEDs realisiert wird. Die LEDs sind in Form einer Matrix angeordnet. Dabei ist jeder LED ein Primäroptikelement zugeordnet, in das das Licht der LED eingekoppelt wird und aus dem das eingekoppelte Licht zumindest teilweise als (flächenhaftes) Lichtsegment wieder in Richtung einer Sekundäroptik ausgekoppelt wird. Die Sekundäroptik bildet die ausgekoppelten Lichtsegmente in einem vor dem Kraftfahrzeug liegenden Bereich als Lichtsegment-Abbildung ab, wobei zumindest in einem Betriebsmodus (Fernlichtbetrieb) durch die Lichtsegment-Abbildungen mindestens eine die Gesamtlichtverteilung bildende Abblendlichtverteilung und mindestens eine (ebenso die Gesamtlichtverteilung bildende) Fernlichtverteilung erzeugt werden.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass zumindest mehrere Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung vollständig innerhalb von Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung abgebildet werden. Mit anderen Worten werden die Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung durch Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung also zumindest teilweise überlagert.
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Durch eine derartige Verfahrensweise ist es möglich, die vor dem Kraftfahrzeug erzeugte Lichtprojektion in ihrer Lichtintensität zumindest bereichsweise deutlich zu erhöhen.
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Dadurch wird auf der anderen Seite auch ermöglicht, mit einer geringeren Anzahl von LEDs auszukommen, was sich auf die Kosten entsprechend positiv auswirkt.
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Gemäß einer ersten Ausbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Fernlichtverteilung und die Abblendlichtverteilung durch separate LED-Matrixmodule erzeugt werden. Eine derartige Verfahrensweise führt zu einer höheren Flexibilität hinsichtlich der Ansteuerung und auch hinsichtlich einer eventuellen Wartung oder Reparatur einer Beleuchtungsausstattung. Des Weiteren wird dadurch der große, thermische Vorteil erzielbar, dass man in Summe eine höhere thermische Kühlleistung erreichen kann.
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Das Verfahren ist erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass durch die Fernlichtverteilung ein Zentralbereich gebildet wird, der aus einer Matrix von mehreren Zeilen und mehreren Spalten an Lichtsegment-Abbildungen besteht. In horizontaler Richtung wird der Zentralbereich zu beiden Seiten lediglich (also einzig und allein) jeweils von einem solchen Randbereich begrenzt, der eine Anzahl von Zeilen an Lichtsegment-Abbildungen aufweist, die um den Wert 1 geringer ist, als die Anzahl von Zeilen im Zentralbereich.
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Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Weiterbildung des Verfahrens eine Annäherung an eine glockenartige Gesamtlichtverteilung im Fernlichtbetrieb möglich ist. Eine derartige, glockenartige Lichtverteilung ist für einen Fahrer besonders angenehm.
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Dabei hat es sich herausgestellt, dass man dem Ideal einer glockenförmigen Lichtverteilung noch näher kommt, wenn im Zentralbereich zwei Zeilen und in den Randbereichen jeweils eine Zeile von Lichtsegment-Abbildungen gebildet wird. Besonders bevorzugt ist die eine Zeile in den Randbereichen in vertikaler Richtung gesehen im Übergangsbereich der zwei Zeilen vom Zentralbereich positioniert.
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Eine andere Ausbildung des Erfindungsgedankens schlägt vor, dass durch die Abblendlichtverteilung ein einziger Bereich gebildet wird, der aus einer Matrix von mehreren Zeilen und mehreren Spalten an Lichtsegment-Abbildungen besteht. Dabei entspricht in horizontaler Richtung eine Breite der Abblendlichtverteilung wenigstens einer Breite des Zentralbereichs der Fernlichtverteilung. Eine solche Verfahrensweise trägt zu einer möglichen Erhöhung der Lichtintensität der Gesamtlichtverteilung bei.
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Ein vergleichbarer Vorteil wird auch dadurch erzielt, wenn die Gesamtlichtverteilung in dem zumindest einen Betriebsmodus dadurch gebildet wird, dass in horizontaler Richtung wenigstens eine Zeile der Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung vollständig innerhalb der Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung abgebildet wird und eine weitere Zeile der Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung zumindest zu einem Teil.
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Um für die Gesamtlichtverteilung im Nahbereich des Kraftfahrzeugs eine ausreichend hohe Auflösung bereitstellen zu können und dort sehr flexibel dynamisch Lichtsegment-Abbildungen ein- oder ausblenden zu können hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung und die Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung jeweils horizontale Breiten aufweisen. Dabei sind die horizontalen Breiten der Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung kleiner gewählt als die horizontalen Breiten der Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung. Besonders bevorzugt ist die horizontale Breite der Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung nur etwa halb so groß wie die horizontale Breite der Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung.
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Um trotz einer Überlagerung der Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung und der Abblendlichtverteilung im Nahbereich ausreichend Licht zur Verfügung stellen zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass die Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung eine Matrix aus einer oberen und einer unteren Zeile mit jeweils einer bestimmten Zeilenhöhe und mehreren Spalten bilden, wobei die Zeilenhöhe der unteren Zeile größer ist als die Zeilenhöhe der oberen Zeile. Besonders bevorzugt ist die Zeilenhöhe der unteren Zeile mindestens dreimal so groß wie die Zeilenhöhe der oberen Zeile.
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Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Fernlichtmodul für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein derartiges Fernlichtmodul ist mit LEDs versehen, die in einer Matrix auf einer Platine angeordneten sind, wobei die Matrix mehrere Zeilen und mehrere Spalten an LEDs aufweist.
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Gemäß der Erfindung ist eine zentrale Matrix vorhanden, welche in horizontaler Richtung zu jeder Seite lediglich (also einzig und allein) jeweils von einer solchen LED-Anordnung begrenzt ist, die eine Anzahl von Zeilen aufweist, die um den Wert 1 geringer ist, als die Anzahl von Zeilen der zentralen Matrix.
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Mit einem derartig ausgebildeten Fernlichtmodul kann das erfindungsgemäße Verfahren gut durchgeführt werden.
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Besonders bevorzugt ist das Fernlichtmodul so auszubilden, dass die zentrale Matrix zwei Zeilen aufweist, die zu jeder Seite lediglich von einer solchen LED-Anordnung begrenzt ist, die jeweils durch eine einzige Zeile gebildet ist. Dabei ist in vertikaler Richtung gesehen diese Zeile jeweils zwischen den Zeilen der zentralen Matrix angeordnet.
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Schließlich sollen mit der Erfindung auch ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug selbst zur Durchführung des Verfahrens unter Schutz gestellt werden.
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Dabei besteht der Scheinwerfer wenigstens aus einem eine LED-Matrix aufweisenden Abblendlicht- und aus wenigstens einem separaten, ebenso eine LED-Matrix aufweisenden Fernlichtmodul, welches erfindungsgemäß ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens einen Scheinwerfer mit einem erfindungsgemäßen Fernlichtmodul auf. Dabei ist zu beachten, dass das Abblendlichtmodul auch im Fernlichtbetrieb des Kraftfahrzeugs (zusammen mit dem Fernlichtmodul) betrieben wird. Dazu wird zum einen die Bestromung der LEDs vom Abblendlichtmodul in ihrer Intensität erhöht, zum anderen wird auch die Anzahl der bestromten LEDs vom Abblendlichtmodul erhöht.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird anhand der Figuren in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dadurch werden auch noch weitere Vorteile der Erfindung deutlich. Gleiche Bezugszeichen, auch in unterschiedlichen Figuren, beziehen sich auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile. Dabei werden entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht, auch wenn eine wiederholte Beschreibung oder Bezugnahme darauf nicht erfolgt.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 die Projektion von Lichtsegment-Abbildungen auf eine Projektionsfläche durch ein erfindungsgemäßes Fernlichtmodul,
- 2 eine Ansicht auf eine Platine des Fernlichtmoduls gemäß Ansicht II aus 1,
- 3 die Projektion von Lichtsegment-Abbildungen auf eine Projektionsfläche durch ein Abblendlichtmodul,
- 4 die Ansicht auf eine Platine des Abblendlichtmoduls gemäß Ansicht IV aus 3,
- 5 die Darstellung einer auf eine Projektionsfläche projizierte Fernlichtverteilung,
- 6 die Darstellung einer auf eine Projektionsfläche projizierte Abblendlichtverteilung,
- 7 die Darstellung einer durch Überlagerung der Fern- und der Abblendlichtverteilung auf einer Projektionsfläche erzeugten Gesamtlichtverteilung und
- 8 ein Kraftfahrzeug mit erfindungsgemäßen Scheinwerfern.
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Zunächst wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. In diesen Figuren ist ein erfindungsgemäßes LED-Matrixmodul 100 für Fernlicht (Fernlichtmodul) dargestellt. Das Fernlichtmodul 100 weist eine Platine 101 auf, welche mit mehreren matrixartig angeordneten LEDs 102 bestückt ist. Zur Kühlung der entstehenden Wärme ist die Platine 101 wärmeleitend mit einem Kühlkörper 103 verbunden.
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Jedem der LEDs 102 ist ein Primäroptikelement 104 zugeordnet, in das Licht L der LEDs 102 eingekoppelt werden kann.
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Beispielhaft ist nur Licht L einer LED 102 dargestellt. Die Primäroptikelemente 104 dienen zur Formung und Richtungsgebung des eingekoppelten Lichts L, welches als flächiges Lichtsegment 106 mit vorzugsweise viereckigem Umriss wieder ausgekoppelt wird.
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Die einzelnen Primäroptikelemente 104 sind vorzugsweise in einem einzigen Primäroptikkörper 105 stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Primäroptikkörper 105 ist vorzugsweise aus einem transparenten Silikon. Jedes ausgekoppelte Lichtsegment 106 gelangt durch einen Optikfilter 107, welcher zu einer Homogenisierung des abgestrahlten Lichts L führen soll.
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Dem Optikfilter 107 ist schließlich eine Sekundäroptik 108 in Form einer Projektionslinse nachgeschaltet.
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Durch die Sekundäroptik 108 wird ein jedes Lichtsegment 106 schließlich als Lichtsegment-Abbildung LAF in einem Bereich vor dem Fernlichtmodul 100 bzw. vor einem hier nicht dargestellten Kraftfahrzeug abgebildet.
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Der Bereich vor dem Kraftfahrzeug ist hier als gedachte Projektionsfläche 109 dargestellt, welche beispielsweise in einem Abstand von 25 Meter vor dem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann.
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Wie aus der 2 ersichtlich wird, sind die LEDs 102 in einer Draufsicht auf die Platine 101 matrixartig in mehreren Zeilen angeordnet. So ist eine zentrale Matrix ZM ersichtlich, in der die LEDs 102 in zwei Zeilen, d. h. einer oberen Zeile OZ und einer unteren Zeile UZ sowie in zehn Spalten S mit einem Abstand a von wenigen Millimetern angeordnet sind.
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In einer horizontalen Richtung H betrachtet, ist links neben der zentralen Matrix ZM eine mittlere Zeile MZ1 mit fünf LEDs 102 und rechts neben der zentralen Matrix ZM eine mittlere Zeile MZ2 mit lediglich zwei LEDs 102 angeordnet.
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Die Zeilen MZ1 und MZ2 liegen in einer vertikalen Richtung V gesehen zwischen den Zeilen OZ und UZ. Mit anderen Worten liegen die Zeilen MZ1 und MZ2 im mittleren Bereich zwischen den Zeilen OZ, UZ und weisen in vertikaler Richtung V bevorzugt jeweils in etwa einen gleichen Abstand zur oberen Zeile OZ und zur unteren Zeile UZ auf.
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Mit einer derartigen Anordnung der LEDs 102 ist es möglich, einer angestrebten Lichtverteilung, welche der Silhouette einer Glocke ähnelt, weitest möglich nahezukommen. Eine derartige, glockenförmige Lichtverteilung ist für einen Fahrer bei Dunkelheit sehr angenehm.
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Bezugnehmend auf 3 und 4 wird nunmehr ein LED-Matrixmodul 200 für Abblendlicht (Abblendlichtmodul) beschrieben. Das Abblendlichtmodul 200 ist im Grundsatz ähnlich aufgebaut wie das Fernlichtmodul 100. Es weist eine Platine 201 auf, auf der LEDs 202 ebenfalls matrixartig angeordnet sind. Zur Kühlung ist ebenfalls ein Kühlkörper 203 vorhanden. Licht L der LEDs 202, von denen abermals beispielhaft nur ein Lichtstrahl dargestellt ist, wird in Primäroptikelemente 204 eingekoppelt, die den einzelnen LEDs 202 zugeordnet sind. Die Primäroptikelemente 204 sind wiederum vorzugsweise in einem Primäroptikkörper 205 stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Mit 206 ist ein Lichtsegment beziffert, welches durch die Primäroptikelemente 204 geformt und aus diesen ausgekoppelt wird. Durch eine optisch nachgeschaltete Sekundäroptik 208 in Form einer Projektionslinse wird ein jedes Lichtsegment 206 wiederum als Lichtsegment-Abbildung LAA auf eine gedachte, vor einem Kraftfahrzeug liegende Projektionsfläche 109 geworfen.
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Wie aus 4 deutlich wird, sind die LEDs 202 auf der Platine 201 matrixartig in zwei Zeilen, d. h. eine obere Zeile OZ und eine untere Zeile UZ sowie in 24 Spalten S angeordnet. Die Spalten S weisen einen Abstand a von wenigen Millimetern auf. Des Weiteren ist in horizontaler Richtung H ein mittlerer Bereich MB beziffert, innerhalb dessen der Abstand a zwischen den LEDs 202 deutlich geringer ist als in den seitlich vom mittleren Bereich MB befindlichen Bereichen. Durch die in den äußeren Bereichen vorliegenden, größeren Abstände a wird die Auflösung der erzielbaren Lichtsegment-Abbildungen in einer horizontalen Richtung H zwar gröber, diese reicht in den Randbereichen in der Regel aber vollkommen aus. Somit lässt sich hierdurch auch eine Einsparung an LEDs im Abblendlichtmodul 200 erzielen.
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Es ist noch darauf hinzuweisen, dass die Abstände a im mittleren Bereich MB auch deutlich kleiner sind als die Abstände a in der zentralen Matrix ZM des Fernlichtmoduls 100 (vergleiche 2).
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Anhand der 5 wird eine Fernlichtverteilung LVF beschrieben, wie sie in einer Draufsicht auf die Projektionsfläche 109 durch ein Fernlichtmodul 100 erzeugt werden kann. So weist die Fernlichtverteilung LVF eine obere Zeile OZ und eine untere Zeile UZ an Lichtsegment-Abbildungen LAF auf, welche in zehn Spalten S nebeneinander in horizontaler Richtung H angeordnet sind. Durch die zwei Zeilen OZ und UZ wird ein Zentralbereich ZB gebildet. Rechts vom Zentralbereich ZB ist in einem Randbereich RB eine mittlere Zeile MZ1 ersichtlich. Die mittlere Zeile MZ1 besteht aus fünf Spalten S, d. h. also aus fünf Lichtsegment-Abbildungen LAF. Linksseitig vom Zentralbereich ZB ist in einem Randbereich RB eine mittlere Zeile MZ2, bestehend aus zwei Lichtsegment-Abbildungen LAF vorhanden.
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Die Breite aller Lichtsegment-Abbildungen LAF beziehungsweise der Spalten S ist bei der Fernlichtverteilung LVF in der schematischen Figur der Einfachheit halber zwar in etwa gleich dargestellt, nimmt in der Realität jedoch von der Mitte nach außen stetig etwas zu. Hinsichtlich der Höhe sind die Lichtsegment-Abbildungen LAF der oberen Zeile OZ etwas größer als die Lichtsegment-Abbildungen LAF der unteren Zeile UZ.
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Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, dass in horizontaler Richtung H die mittleren Zeilen MZ1 und MZ2 jeweils direkt an den Zentralbereich ZB anschließen. In einer vertikalen Richtung V gesehen, sind die mittleren Zeilen MZ1 und MZ2 in etwa in einem Übergangsbereich der oberen Zeile OZ und der unteren Zeile UZ angeordnet, also dort, wo die Zeilen OZ und ZU aneinander angrenzen.
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Mit MAX ist ein Bereich mit maximaler Lichtintensität gestrichelt angedeutet, wie er durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen LEDs erzielt werden kann.
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In der 6 ist eine auf die Projektionsfläche 109 durch das Abblendlichtmodul 200 projizierbare Abblendlichtverteilung LVA dargestellt, wie sie im Fernlichtbetrieb durch das Abblendlichtmodul 200 erzeugt wird (im Abblendlichtbetrieb werden im Gegensatz zum Fernlichtbetrieb nicht alle LEDs des Abblendlichtmoduls 200 bestromt und zudem mit einer niedrigeren Intensität). Die Abblendlichtverteilung LVA weist Lichtsegment-Abbildungen LAA auf, welche matrixartig in zwei Zeilen, mit einer oberen Zeile OZ und einer unteren Zeile UZ sowie in 24 Spalten S angeordnet sind. Mit MAX ist wiederum ein Bereich mit maximaler Lichtintensität bei Geradeausfahrt angedeutet.
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Sämtliche LEDs 102 vom Fernlichtmodul 100 und sämtliche LEDs 202 vom Abblendlichtmodul 200 sind einzeln und getrennt voneinander in ihrer Leistung ansteuerbar. Auf diese Weise können die LEDs 102, 202 in ihrer Leistung je nach Bedarf gedimmt oder gänzlich ausgeschaltet werden. Hierdurch ist zum einen ein Dauerfernlicht möglich, bei dem in der Lichtverteilung für einen Gegenverkehr oder vorausfahrenden Verkehr blendfreie Korridore geschaffen werden können. Zum anderen ist auch eine Verschiebung des Bereiches MAX mit maximaler Lichtintensität in horizontaler Richtung H möglich, um beispielsweise ein Kurvenlicht zu realisieren.
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Es fällt auf, dass in der Abblendlichtverteilung LVA die untere Zeile UZ eine deutlich größere Höhe als die obere Zeile OZ aufweist. Die Höhe der unteren Zeile UZ beträgt vorzugsweise in etwa das Drei- bis Vierfache von der Höhe der oberen Zeile OZ.
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Die in den 5 und 6 gezeigten Lichtverteilungen LVF und LVA entstehen in Zusammenspiel zwischen der Anordnung und Anzahl der LEDs 102 bzw. 202 und der Ausgestaltung der Primäroptikelemente 104 bzw. 204. Während in der 6 eine solche Lichtverteilung gezeigt wird, wie sie vom Abblendlichtmodul 200 im Fernlichtbetrieb realisiert wird, ist anhand von 7 eine Gesamtlichtverteilung LVG dargestellt, wie sie vom Fernlichtmodul 100 im besagten Fernlichtbetrieb erzeugt wird. Danach werden im Fernlichtbetrieb die Abblendlichtverteilung LVA des Abblendlichtmoduls 200 und die Fernlichtverteilung LVF des Fernlichtmoduls 100 teilweise überlagert.
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Konkret findet die Überlagerung derart statt, dass in vertikaler Richtung V die obere Zeile OZ der Abblendlichtverteilung LVA vollständig in der unteren Zeile UZ der Fernlichtverteilung LVF abgebildet wird. Ferner wird die untere Zeile UZ der Abblendlichtverteilung LVA noch etwa zur Hälfte in der unteren Zeile UZ der Fernlichtverteilung LVF abgebildet.
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In horizontaler Richtung H überlagert eine Breite BA der Abblendlichtverteilung LVA den Zentralbereich ZB der Fernlichtverteilung LVF vollständig und geht sogar noch etwas über den Zentralbereich ZB hinaus.
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Dabei ist ersichtlich, dass die Lichtsegment-Abbildungen LAF der Fernlichtverteilung LVF eine deutlich größere Breite B1 aufweisen als eine Breite B2 der Lichtsegment-Abbildungen LAA von der Abblendlichtverteilung LVA.
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Durch die in der 7 dargestellte Überlagerung der Lichtverteilungen kann eine Gesamtlichtverteilung LVG erzeugt werden, die im dargestellten Fernlichtbetrieb im oberen Bereich einem glockenförmigen Verlauf nahe kommt und im unteren Bereich eine besonders hohe Lichtintensität aufweist.
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Während für LED-Matrixmodule, welche sowohl im Abblendlicht- als auch im Fernlichtmodus betreibbar sind, zum Beispiel eine maximale Lichtintensität von 100 Lux erzielbar ist, kann durch das dargestellte Verfahren der Überlagerung zweier getrennter LED-Matrixmodule eine maximale Lichtintensität von zirka 200 Lux erzielt werden.
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Schließlich ist in der 8 ein Kraftfahrzeug K dargestellt, welches mit zwei Scheinwerfern 300 ausgestattet ist. Jeder Scheinwerfer 300 weist jeweils ein Fernlichtmodul 100 und in horizontaler Anordnung daneben ein Abblendlichtmodul 200 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- LED-Matrixmodul (Fernlichtmodul)
- 101
- Platine
- 102
- LEDs
- 103
- Kühlkörper
- 104
- Primäroptikelemente
- 105
- Primäroptikkörper
- 106
- Lichtsegment
- 107
- Optikfilter
- 108
- Sekundäroptik; Projektionslinse
- 109
- Projektionsfläche
- 200
- LED-Matrixmodul (Abblendlichtmodul)
- 201
- Platine
- 202
- LEDs
- 203
- Kühlkörper
- 204
- Primäroptikelemente
- 205
- Primäroptikkörper
- 206
- Lichtsegment
- 208
- Sekundäroptik; Projektionslinse
- 300
- Scheinwerfer
- a
- horizontaler Abstand
- B1
- Breite der Lichtsegment-Abbildungen
- B2
- Breite der Lichtsegment-Abbildungen
- BA
- Breite der Abblendlichtverteilung
- H
- horizontale Richtung
- L
- Licht
- LAA
- Lichtsegment-Abbildungen der Abblendlichtverteilung
- LAF
- Lichtsegment-Abbildungen der Fernlichtverteilung
- LVA
- Abblendlichtverteilung
- LVF
- Fernlichtverteilung
- LVG
- Gesamtlichtverteilung
- MAX
- Bereich mit maximaler Lichtintensität
- MB
- mittlerer Bereich
- MZ1
- mittlere Zeile
- MZ2
- mittlere Zeile
- OZ
- obere Zeile
- RB
- Randbereiche
- S
- Spalten
- UZ
- untere Zeile
- V
- vertikale Richtung
- ZB
- Zentralbereich
- ZM
- zentrale Matrix
