DE102018209302A1 - Lighting unit for adaptive lighting - Google Patents

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DE102018209302A1
DE102018209302A1 DE102018209302.4A DE102018209302A DE102018209302A1 DE 102018209302 A1 DE102018209302 A1 DE 102018209302A1 DE 102018209302 A DE102018209302 A DE 102018209302A DE 102018209302 A1 DE102018209302 A1 DE 102018209302A1
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Stephan SCHWAIGER
Henning Rehn
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit (1) mit einer Lichtquellenanordnung (2) mit mehreren selektiv aktivierbaren Emissionsbereichen (2a-c), die über ein abbildendes Linsensystem (4) jeweils mit einer eigenen Raumrichtung (5a-c) verknüpft sind, wobei eine Eintrittsfläche (4aa) des Linsensystems (4) zur Vermeidung von Rückreflexen (8) entweder asymmetrisch konkav oder konvex geformt ist.The invention relates to a lighting unit (1) with a light source arrangement (2) with a plurality of selectively activatable emission areas (2a-c), each of which is linked to its own spatial direction (5a-c) via an imaging lens system (4), with an entry surface (4aa) of the lens system (4) to avoid back reflections (8) is either asymmetrically concave or convex.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit zur adaptiven Beleuchtung, also zur wahlweisen Emission in unterschiedliche Segmente bzw. Raumrichtungen eines Beleuchtungsfelds.The present invention relates to a lighting unit for adaptive lighting, that is to say for the selective emission into different segments or spatial directions of a lighting field.

Stand der TechnikState of the art

Ein jüngeres Anwendungsgebiet der adaptiven Beleuchtung liegt im Bereich der Straßenausleuchtung mit einem Kfz-Frontscheinwerfer, wobei z. B. vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge zur Vermeidung einer Blendung von der Beleuchtung ausgenommen werden. Es wird bspw. das Beleuchtungsfeld mit einer Kamera erfasst und werden dann jene Segmente bzw. Raumrichtungen nicht beleuchtet, in denen ein entsprechender Verkehrsteilnehmer festgestellt wurde. Es kann bspw. sogar auch eine Beleuchtung derart möglich sein, dass dieser an sich noch angeleuchtet, dabei aber nicht geblendet wird (z. B. durch Beleuchten der Beine eines Fußgängers). Dies soll ein bevorzugtes Anwendungsgebiet illustrieren, den Gegenstand aber zunächst nicht in seiner Allgemeinheit beschränken.A recent application of adaptive lighting is in the field of street lighting with a motor vehicle headlight, with z. B. ahead or oncoming vehicles to avoid glare from the lighting are excluded. For example, the illumination field is detected by a camera and then those segments or spatial directions in which a corresponding road user was detected are not illuminated. For example, lighting may even be possible in such a way that it is still illuminated but not dazzled (eg by illuminating the legs of a pedestrian). This is intended to illustrate a preferred field of application, but initially does not limit the subject matter in its generality.

Ein Grundprinzip zur Realisierung der adaptiven Beleuchtung liegt in der Konversion zwischen Orts- und Raumwinkelauflösung, die mit einem abbildenden Linsensystem erreicht wird. Die Lichtquellenanordnung ist entsprechend in mehrere Emissionsbereiche untergliedert, die sich wahlweise, also selektiv, aktivieren lassen (Ortsauflösung). Einer solchen Lichtquellenanordnung kann das abbildende Linsensystem dann z. B. derart zugeordnet sein, dass jeder Emissionsbereich ins Unendliche abgebildet wird, was im Prinzip einer Fourier-Transformation entspricht und funktional die Orts- in eine Raumwinkelverteilung umsetzt. Um möglichst viel Beleuchtungslicht aufzusammeln, ist die Eintrittsfläche des Linsensystems konkav gekrümmt, sie kann sich gewissermaßen domartig über die Lichtquellenanordnung hinweg erstrecken.A basic principle for the realization of adaptive illumination lies in the conversion between spatial and solid angle resolution, which is achieved with an imaging lens system. The light source arrangement is correspondingly subdivided into a plurality of emission regions which can be selectively, ie selectively, activated (spatial resolution). Such a light source arrangement, the imaging lens system then z. B. such that each emission range is mapped to infinity, which corresponds in principle to a Fourier transform and functionally converts the spatial into a spatial angle distribution. In order to collect as much illumination light as possible, the entrance surface of the lens system is curved in a concave manner, it may extend in a dome fashion over the light source arrangement.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Beleuchtungseinheit anzugeben.The present invention is based on the technical problem of specifying a particularly advantageous lighting unit.

Dies wird erfindungsgemäß mit der Beleuchtungseinheit

  • - gemäß Anspruch 1 gelöst, bei welcher die konkav gekrümmte Eintrittsfläche des Linsensystems asymmetrisch ist, und zwar bezogen auf eine Mittenachse der Lichtquellenanordnung (siehe unten im Detail), sowie mit einer Beleuchtungseinheit
  • - gemäß Anspruch 6 gelöst, bei welcher die Eintrittsfläche des Linsensystems konvex gekrümmt ist.
This is inventively with the lighting unit
  • - solved according to claim 1, wherein the concave curved entrance surface of the lens system is asymmetrical, with respect to a center axis of the light source assembly (see below in detail), as well as with a lighting unit
  • - Solved according to claim 6, wherein the entrance surface of the lens system is curved convexly.

Beide Varianten motivieren sich darüber, kontrastmindernde Rückreflexe an der Eintrittsfläche des Linsensystems zu reduzieren bzw. zu vermeiden. Die Erfinder haben einerseits festgestellt, dass sich solche Rückreflexe selbst mit einer Antireflexbeschichtung nicht immer hinreichend verringern lassen, speziell mit Blick auf die hohen Lichtstärken bei den Kfz-Anwendungen, zumal eine Beschichtung auch aufwendig und teuer ist bzw. mitunter auch gar nicht realisierbar ist, z. B. haftungsbedingt auf bestimmten Materialien. Andererseits können insbesondere im Kfz-Bereich Rückreflexe, infolge derer Beleuchtungslicht in eine Raumrichtung gelangt, die aktuell gar nicht mit Beleuchtungslicht versorgt werden soll, sogar auch sicherheitsrelevant sein, bspw. wenn es zur Blendung anderer Verkehrsteilnehmer und damit einer Gefährdung im Straßenverkehr kommt.Both variants are motivated to reduce or avoid contrast-reducing back reflections at the entrance surface of the lens system. On the one hand, the inventors have found that such back-reflections can not always be sufficiently reduced even with an antireflection coating, especially with regard to the high light intensities in motor vehicle applications, especially since a coating is also complicated and expensive or sometimes even impossible to realize. z. B. due to adhesion to certain materials. On the other hand, in particular in the automotive sector, back reflections, as a result of which illumination light enters a spatial direction that is currently not supposed to be supplied with illumination light, may even be relevant to safety, for example when dazzling other road users and thus endangering road traffic.

Konkret ergibt sich ein vorliegend betrachteter Rückreflex, wenn zumindest einer der Emissionsbereiche aktiviert ist und dessen Beleuchtungslicht nicht vollständig in das Linsensystem gelangt, sondern an der Eintrittsfläche des Linsensystems anteilig zurück zur Lichtquellenanordnung reflektiert wird (bspw. aufgrund von Fresnel-Reflexen, typischerweise zu einem Anteil von einigen Prozent). Dies ist insbesondere nachteilig, wenn das zurückreflektierte Beleuchtungslicht auf einen anderen, in diesem Zeitpunkt eigentlich nicht aktivierten Emissionsbereich trifft und von diesem, bspw. aufgrund von Streuprozessen bzw. Absorptions-/Reemissionsprozessen (insbesondere an einem Leuchtstoff, siehe unten) oder auch aufgrund von Reflexionsprozessen (z. B. an einem unbeschichteten Chip), durch das Linsensystem in die zugeordnete Raumrichtung gelangt (die eigentlich nicht versorgt werden soll).Specifically, a back reflection considered here results if at least one of the emission regions is activated and its illumination light does not completely enter the lens system, but is reflected back to the light source arrangement proportionately at the entrance surface of the lens system (for example due to Fresnel reflections, typically to a certain extent) of a few percent). This is disadvantageous, in particular, when the back-reflected illumination light strikes another emission region, which is not actually activated at this time, and from this, for example due to scattering processes or absorption / reemission processes (in particular on a phosphor, see below) or else due to reflection processes (For example, on an uncoated chip), through the lens system in the assigned spatial direction (which is not supposed to be supplied).

Beiden Varianten gemäß den Ansprüchen 1 und 6 liegt derselbe Grundgedanke zugrunde, nämlich die Eintrittsfläche so zu gestalten, dass etwaige Rückreflexe soweit möglich neben der Lichtquellenanordnung bzw. zumindest neben den Emissionsbereichen liegen. Im Falle der konkaven Eintrittsfläche wird dies mit deren Asymmetrie bzgl. der Mittenachse der Lichtquellenanordnung erreicht. Die Mittenachse der Lichtquellenanordnung bestimmt sich nach den Emissionsbereichen, durchsetzt nämlich deren gemeinsamen Flächenschwerpunkt (ermittelt als geometrischer Flächenschwerpunkt sämtlicher Emissionsflächen). Die Mittenachse der Lichtquellenanordnung weist ferner in jenen Halbraum, in welchen die Lichtquellenanordnung emittiert; sie liegt parallel zu einer Hauptausbreitungsrichtung des Beleuchtungslichts dem Linsensystem vorgelagert (die sich im Rahmen einer Mittelwertbildung nach der Lichtstärke gewichtet ergibt, wenn sämtliche Emissionsflächen aktiviert sind). Both variants according to claims 1 and 6 are based on the same basic idea, namely to design the entry surface so that any return reflexes are as far as possible adjacent to the light source arrangement or at least adjacent to the emission regions. In the case of the concave entrance surface, this is achieved with its asymmetry with respect to the center axis of the light source arrangement. The center axis of the light source arrangement is determined according to the emission regions, namely enforces their common centroid (determined as the geometric centroid of all emission surfaces). The center axis of the light source arrangement further points into the half-space in which the light source arrangement emits; it is located in front of the lens system parallel to a main direction of propagation of the illumination light (which is weighted by averaging when all emission surfaces are activated).

Bezogen auf diese Mittenachse, also mit der Lichtquellenanordnung als Referenz, ist die Eintrittsfläche gemäß der ersten Variante asymmetrisch. Betrachtet wird die Eintrittsfläche im Schnitt und sie ist dabei zu der Mittenachse als Spiegelachse asymmetrisch. Wird in besagter Schnittebene jener Teil der Eintrittsfläche, der auf einer Seite der Mittenachse liegt, an dieser auf die andere Seite gespiegelt (Achsspiegelung um die Mittenachse), so ist diese Spiegelung nicht deckungsgleich mit dem auf der anderen Seite angeordneten Teil der Eintrittsfläche (was auch umgekehrt gilt). Es wird also die Eintrittsfläche bei einer Achsspiegelung um die Mittenachse nicht auf sich selbst abgebildet (in besagter Schnittebene betrachtet). Im Einzelnen lässt sich die Asymmetrie bzgl. der Lichtquellenanordnung auf unterschiedliche Weise erreichen, etwa durch einen Versatz und/oder durch eine für sich asymmetrische Eintrittsfläche, vergleiche die abhängigen Ansprüche. Infolge der Asymmetrie werden jedenfalls die Reflexe zwischen den einzelnen Emissionsbereichen verringert, gelangen sie z. B. größtenteils neben die Lichtquellenanordnung.In relation to this central axis, that is to say with the light source arrangement as reference, the entrance surface according to the first variant is asymmetrical. The entrance surface is considered in section and it is asymmetrical to the center axis as a mirror axis. If, in said section plane, that part of the entrance surface which lies on one side of the center axis is mirrored on the other side (axis reflection about the center axis), this reflection is not congruent with the part of the entry surface arranged on the other side (which also vice versa). Thus, the entrance surface is not imaged onto itself in an axis mirroring about the center axis (viewed in said section plane). In particular, the asymmetry with respect to the light source arrangement can be achieved in different ways, for example by an offset and / or by an asymmetrical entrance surface, see the dependent claims. As a result of the asymmetry, the reflexes between the individual emission regions are at least reduced, they reach z. B. largely in addition to the light source arrangement.

Gemäß der zweiten Variante wird die Eintrittsfläche mit einer im Schnitt betrachtet konvexen Krümmung vorgesehen (die Schnittebene beinhaltet die Mittenachse der Lichtquellenanordnung). Infolge der konvexen Krümmung werden die Rückreflexe gewissermaßen gestreut, also zur Lichtquellenanordnung hin aufgefächert. Dementsprechend finden sich dort zumindest weniger Rückreflexe, diese können auch in Gänze neben der Lichtquellenanordnung liegen. Vereinfacht zusammengefasst wird gemäß der ersten Variante (konkave Eintrittsfläche) mit der Asymmetrie eine Rückreflexion, insbesondere Abbildung der Lichtquellenanordnung auf sich selbst vermieden (ein etwaiges Abbild liegt neben der Lichtquellenanordnung), wohingegen gemäß der zweiten Variante (konvexe Eintrittsfläche) eine Abbildung der Lichtquellenanordnung selbst bereits durch das Auffächern vermieden wird. Beiden Varianten liegt jedoch derselbe Gedanke zugrunde.According to the second variant, the entry surface is provided with a convex curvature viewed in section (the cutting plane includes the center axis of the light source arrangement). As a result of the convex curvature, the back reflections are scattered to a certain extent, that is fanned out towards the light source arrangement. Accordingly, at least there are fewer reflexes, these can also be located in total next to the light source arrangement. Put simply, according to the first variant (concave entrance surface) with the asymmetry, a back reflection, in particular imaging of the light source arrangement on itself is avoided (a possible image lies next to the light source arrangement), whereas according to the second variant (convex entrance surface) an image of the light source arrangement itself is already is avoided by fanning. However, both variants are based on the same idea.

Bevorzugte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei bei der Darstellung der Merkmale nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. Sie betrifft also stets sowohl die Beleuchtungseinheit als auch einen Kfz-Scheinwerfer mit einer solchen bzw. entsprechende Verwendungen oder auch ein Verfahren zum Entwerfen bzw. Herstellen.Preferred embodiments can be found in the dependent claims and the entire disclosure, wherein in the representation of the features is not always distinguished in detail between device and process or use aspects; In any case, implicitly, the disclosure must be read with regard to all categories of claims. It therefore always relates to both the lighting unit and a motor vehicle headlight with such or corresponding uses or a method for designing or manufacturing.

Wie bereits erwähnt, ist das Linsensystem abbildend. Im Allgemeinen sind im Kfz-Bereich auch Anwendungen denkbar, bei welchen die Emissionsbereiche ins Nahfeld abgebildet werden, bspw. zur Projektion von Informationen auf die Straße. Als „Nahfeld“ wird in diesem Zusammenhang insbesondere die Beleuchtung einer Fläche, bspw. einer vertikalen Fläche oder Kugelschale bzw. freigeformten Fläche, in einem Abstand von bis zu 200 m verstanden. Bevorzugt bildet das Linsensystem die Emissionsbereiche ins Unendliche ab, ist also das Beleuchtungsfeld in Raumwinkelsegmente untergliedert, denen wahlweise Beleuchtungslicht zugeführt werden kann. Wenngleich das Linsensystem im Allgemeinen auch aus einer einzigen Einzellinse (Sammellinse) bestehen kann, weist es bevorzugt eine Mehrzahl aufeinanderfolgend angeordnete Einzellinsen auf, vergleiche die Ausführungsbeispiele zur Illustration.As already mentioned, the lens system is imaging. In general, applications are also conceivable in the motor vehicle sector, in which the emission regions are imaged into the near field, for example for the projection of information onto the road. In this context, the term "near field" is understood in particular to mean the illumination of a surface, for example a vertical surface or spherical shell or free-formed surface, at a distance of up to 200 m. The lens system preferably forms the emission regions at infinity, that is to say the illumination field is subdivided into solid angle segments to which illumination light can optionally be supplied. Although the lens system can generally also consist of a single individual lens (converging lens), it preferably has a plurality of successively arranged individual lenses, compare the exemplary embodiments for illustration.

Die erfindungsgemäße Optimierung betrifft jedenfalls die Eintrittsfläche des Linsensystems, also die erste lichtbrechende Fläche (der ersten Einzellinse), und zwar von der Lichtquellenanordnung aus gesehen, also in Richtung der Durchstrahlung mit dem Beleuchtungslicht. Reflexionen an diese, der Lichtquellenanordnung zugewandten Eintrittsfläche können besonders ausgeprägt bzw. kritisch sein, weswegen eine Optimierung dahingehend besondere Vorteile bietet. Selbstverständlich können auch weitere Lichtdurchtrittsflächen des Linsensystems entsprechend optimiert sein, dass Rückreflexe verringert werden. Dabei nimmt im Prinzip die Relevanz der Lichtdurchtrittsflächen mit zunehmendem Abstand von der Lichtquellenanordnung bzw. zunehmender Anzahl der dazwischen liegenden Lichtdurchtrittsflächen ab.In any case, the optimization according to the invention relates to the entrance surface of the lens system, that is to say the first refractive surface (of the first single lens), as viewed from the light source arrangement, ie in the direction of irradiation with the illumination light. Reflections on these, the light source assembly facing the entrance surface can be particularly pronounced or critical, which is why an optimization to this effect offers particular advantages. Of course, other light transmission surfaces of the lens system can be optimized accordingly, that back-reflections are reduced. In principle, the relevance of the light passage surfaces decreases with increasing distance from the light source arrangement or the increasing number of intervening light passage surfaces.

Eingangs wurde auf das erfindungsgemäße Lösungsprinzip im Vergleich zu einer Antireflexbeschichtung Bezug genommen. Dabei handelt es sich jedoch nicht notwendigerweise um Alternativen, auch das vorliegend diskutierte Linsensystem kann mit einer Antireflexbeschichtung versehen sein, insbesondere an der Eintrittsfläche. Durch die Kombination kann bspw. ein besonders hoher Kontrast erreicht werden, oder es lässt sich eine vereinfachte und damit in Kostenhinsicht vorteilhafte Antireflexbeschichtung vorsehen. Alternativ ist aber auch eine unbeschichtete Eintrittsfläche möglich. Generell kann eine Antireflexbeschichtung bspw. aus mehreren, in ihren Brechungsindizes angepassten dielektrischen Schichten aufgebaut sein. Initially, reference was made to the inventive solution principle compared to an antireflection coating. However, these are not necessarily alternatives, and the lens system discussed herein may be provided with an antireflective coating, particularly at the entrance surface. By means of the combination, for example, a particularly high contrast can be achieved, or a simplified antireflex coating, which is thus advantageous in terms of costs, can be provided. Alternatively, however, an uncoated entrance surface is possible. In general, an antireflection coating may, for example, be composed of a plurality of dielectric layers adapted in their refractive indices.

Die Emissionsbereiche der Lichtquellenanordnung sind wahlweise aktivierbar, lassen sich also zumindest dem prinzipiellen Aufbau der Lichtquellenanordnung nach individuell ein- und ausschalten bzw. aktivieren, oder eben nicht. Bevorzugt kann dies mit einem Halbleiter-Bauelement umgesetzt werden, das mehrere Emissionsflächen zur Emission einer Halbleiter-Strahlung (Primärstrahlung) aufweist, siehe unten im Detail. Im Einzelnen kann diesen Emissionsflächen dennoch bereits seitens der Lichtquellenanordnung (durch eine entsprechende Verdrahtung) bzw. mit einer Steuereinheit auch bereits eine gewisse Verknüpfung vorgegeben sein. Es muss also in der Anwendung nicht mehr zwingend jeder Emissionsbereich tatsächlich extern individuell ansteuerbar sein, sondern kann es, auch je nach Einsatzart, funktional zusammengefasste Gruppen geben (z. B. Abblend-, Fernlicht bzw. „Lichtfinger“ etc.).The emission regions of the light source arrangement can be selectively activated, so they can be turned on or off individually according to at least the basic structure of the light source arrangement or activated or not. This can preferably be implemented with a semiconductor component which has a plurality of emission surfaces for emission of a semiconductor radiation (primary radiation), see below in detail. In detail, these emission surfaces can already be predefined by the light source arrangement (by an appropriate wiring) or with a control unit already a certain link. Thus, in the application, each emission range no longer necessarily has to be individually controllable externally, but it can also, depending on the type of use, give functionally summarized groups (eg low beam, high beam or "light finger", etc.).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, welche die konkave Eintrittsfläche betrifft, ist das Linsensystem zu der Mittenachse der Lichtquellenanordnung versetzt angeordnet. Konkret soll eine optische Achse des Linsensystems zu der Mittenachse der Lichtquellenanordnung versetzt sein. Aufgrund dieses Versatzes ergibt sich die gewünschte Asymmetrie der Eintrittsfläche bzgl. der Mittenachse der Lichtquellenanordnung, selbst wenn die Eintrittsfläche für sich betrachtet symmetrisch ist (was möglich, aber nicht zwingend ist).In a preferred embodiment, which relates to the concave entrance surface, the lens system is arranged offset to the center axis of the light source arrangement. Specifically, an optical axis of the lens system is to be offset from the center axis of the light source arrangement. Because of this offset, the desired asymmetry of the entrance surface with respect to the center axis of the light source arrangement results, even if the entrance surface is considered to be symmetrical in itself (which is possible, but not mandatory).

Generell ist die „optische Achse“ des Linsensystems dessen Mittenachse in Durchstrahlungsrichtung. Bevorzugt sind zumindest eine oder einige der Lichtdurchtrittsflächen des Linsensystems um die optische Achse zumindest dreh-, bevorzugt rotationssymmetrisch (ausgenommen eine gegebenenfalls gezielt asymmetrisch gestaltete Fläche, insbesondere eine asymmetrische Eintrittsfläche).In general, the "optical axis" of the lens system is the center axis in the direction of transmission. At least one or some of the light passage surfaces of the lens system are preferably at least rotationally, preferably rotationally symmetrically, about the optical axis (with the exception of an optionally asymmetrically designed surface, in particular an asymmetrical entrance surface).

In bevorzugter Ausgestaltung ist ein Versatz derart vorgesehen, dass die optische Achse des Linsensystems seitlich an der Lichtquellenanordnung vorbeigeht. In anderen Worten durchsetzt die optische Achse die Lichtquellenanordnung nicht. Die Ausdehnung der Lichtquellenanordnung bemisst sich hierbei nach deren Emissionsbereichen, es bleibt also bspw. im Falle des Halbleiter-Bauelements ein etwaiger Randbereich (Verdrahtung etc.), der seinerseits nicht selbst zur Lichtemission ausgelegt ist, außer Betracht. Entgegen der Abstrahlrichtung, also aus Sicht des Linsensystems, auf die Lichtquellenanordnung blickend, wird also eine Einhüllende um die Emissionsbereiche gelegt und soll die optische Achse außerhalb davon vorbei gehen.In a preferred embodiment, an offset is provided such that the optical axis of the lens system passes laterally at the light source arrangement. In other words, the optical axis does not penetrate the light source arrangement. The extent of the light source arrangement is in this case measured according to their emission ranges, so it remains, for example, in the case of the semiconductor device, a possible edge region (wiring, etc.), which in turn is not itself designed for light emission out of consideration. Contrary to the emission direction, ie from the perspective of the lens system, looking at the light source arrangement, an envelope is therefore placed around the emission regions and the optical axis is to pass outside of it.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das Linsensystem derart angeordnet, dass seine optische Achse parallel zur Mittenachse der Lichtquellenanordnung liegt. Im Falle des Versatzes ist also ein Parallelversatz bevorzugt. „Parallel“ bezieht sich selbstverständlich auf eine Genauigkeit im Rahmen des technisch Üblichen, es bleibt also bspw. eine etwaige Verkippung infolge einer Montageschwankung außer Betracht. Generell kann die parallele Anordnung bspw. ein in Design und Montage noch gut zu handhabendes Linsensystem ermöglichen. Generell kann die Eintrittsfläche im Falle des Versatzes, insbesondere Parallelversatzes, um die optische Achse auch rotationssymmetrisch sein und ergibt sich gleichwohl eine Asymmetrie bzgl. der Mittenachse der Lichtquellenanordnung.In a preferred embodiment, the lens system is arranged such that its optical axis is parallel to the center axis of the light source arrangement. In the case of the offset so a parallel offset is preferred. Of course, "parallel" refers to accuracy in the context of the technically usual, so it remains, for example, a possible tilting due to a mounting variability out of consideration. In general, the parallel arrangement can, for example, enable a lens system which is still easy to handle in design and assembly. In general, in the case of the offset, in particular parallel offset, the entry surface may also be rotationally symmetrical about the optical axis and nevertheless results in an asymmetry with respect to the center axis of the light source arrangement.

Bei einer insoweit alternativ bevorzugten Ausführungsform ist die Eintrittsfläche bzgl. der optischen Achse des Linsensystems asymmetrisch. Konkret wird die Eintrittsfläche wiederum im Schnitt betrachtet, wobei die Schnittebene die Mittenachse der Lichtquellenanordnung beinhaltet. Dabei ist die Eintrittsfläche nun nicht nur bzgl. dieser Mittenachse als Spiegelachse asymmetrisch, sondern auch bzgl. der eigenen optischen Achse als Spiegelachse. In dieser Schnittebene wird die Eintrittsfläche also bei einer Spiegelung an der optischen Achse nicht auf sich selbst abgebildet, vgl. die vorstehenden Erläuterungen im Einzelnen (im Unterschied dazu wird nun zusätzlich die optische Achse als Spiegelachse zugrundegelegt).In an alternative preferred embodiment, the entry surface is asymmetrical with respect to the optical axis of the lens system. Specifically, the entrance surface is again viewed in section, wherein the sectional plane includes the center axis of the light source assembly. In this case, the entrance surface is asymmetrical not only with respect to this center axis as a mirror axis, but also with respect to its own optical axis as a mirror axis. In this sectional plane, therefore, the entrance surface is not imaged onto itself upon reflection on the optical axis, cf. the above explanations in detail (in contrast to this, the optical axis is now additionally used as a mirror axis).

Gemäß dieser Variante ist die Eintrittsfläche also bereits in sich asymmetrisch. Folglich lässt sich die hauptanspruchsgemäße Asymmetrie bzgl. der Lichtquellenanordnung selbst dann erreichen, wenn deren Mittenachse mit der optischen Achse des Linsensystems zusammenfällt. Dies stellt eine erste Möglichkeit dar, alternativ dazu kann die in sich asymmetrische Eintrittsfläche jedoch auch mit dem Versatz kombiniert werden, womit die gewünschte Ablenkung der Rückreflexe bspw. ohne allzu großen Versatz bzw. allzu starke Asymmetrie erreicht werden kann (jede Maßnahme leistet einen anteiligen Beitrag).According to this variant, the entrance surface is therefore already asymmetric in itself. Consequently, the main asymmetry with respect to the light source arrangement can be achieved even if its center axis coincides with the optical axis of the lens system. This is a first possibility, alternatively, however, the asymmetric entrance surface can also be combined with the offset, whereby the desired deflection of the back reflexes, for example, can be achieved without too great offset or excessive asymmetry (each measure makes a pro-rata contribution ).

Generell kann die erfindungsgemäße Anpassung der Eintrittsfläche, ob Asymmetrie oder konvexe Form (siehe unten), eine gewisse Kompensation durch das übrige Linsensystem notwendig machen. Es kann bspw. sogar erforderlich sein, hierfür zusätzliche Lichtdurchtrittsflächen vorzusehen, also bspw. eine zusätzliche Einzellinse. Der Nachteil hiervon (Kosten, gegebenenfalls Bauraum) wiegen jedoch in der Regel weniger schwer als ein Kontrastverlust, zumal letzterer bspw. im Falle der Kfz-Anwendungen eine Umsetzung auch gänzlich verhindern könnte (aufgrund der geschilderten Sicherheitsproblematik). In general, the inventive adaptation of the entrance surface, whether asymmetry or convex shape (see below), make a certain compensation by the rest of the lens system necessary. It may, for example, even be necessary to provide additional light passage surfaces for this purpose, that is, for example, an additional single lens. The disadvantage of this (cost, space, if necessary), however, usually weigh less difficult than a loss of contrast, especially as the latter, for example, in the case of automotive applications could also completely prevent implementation (due to the described security issues).

Die nachstehend geschilderten Ausführungsformen können sowohl die asymmetrisch konkave als auch die konvexe Eintrittsfläche betreffen. Letztere kann im Allgemeinen zusätzlich auch asymmetrisch sein, bzgl. der Lichtquellenanordnung (deren Mittenachse) bzw. auch für sich (bzgl. der optischen Achse des Linsensystems). Bevorzugt ist die konvexe Eintrittsfläche jedoch für sich und auch bzgl. der Lichtquellenanordnung symmetrisch (kein Versatz).The below-described embodiments may relate to both the asymmetrical concave and the convex entry surface. In addition, in general, the latter can also be asymmetrical, with regard to the light source arrangement (the center axis thereof) or also by itself (with respect to the optical axis of the lens system). Preferably, however, the convex entry surface is symmetrical in itself and in terms of the light source arrangement (no offset).

Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft den Lichtstärkekontrast, der mit der konkaven oder konvexen Eintrittsfläche erreicht wird. Konkret wird dazu ein inaktiver Emissionsbereich betrachtet, der (zeitweilig) nicht aktiv emittiert, also seitens der Lichtquellenanordnung nicht eingeschaltet bzw. aktiv ist. Ferner wird, im Sinne einer Worst-Case-Betrachtung davon ausgegangen, dass alle übrigen Emissionsbereiche aktiv sind, womit etwaige Rückreflexe auf den inaktiven Emissionsbereich potenziell maximiert werden. Der Kontrast wird dann anhand der Raumrichtung genommen, mit welcher der inaktive Emissionsbereich verknüpft ist, in welche also etwaiges Streulicht gelangt, das auf Rückreflexe in den inaktiven Emissionsbereich hinein zurückzuführen ist bzw. wäre. Konkret ergibt sich der Kontrast dann als Verhältnis der in einer Raumrichtung eines aktiven Emissionsbereichs genommenen Lichtstärke zu der Lichtstärke entlang der Raumrichtung des inaktiven Emissionsbereichs.A preferred embodiment relates to the luminous intensity contrast achieved with the concave or convex entry surface. Specifically, an inactive emission range is considered for this purpose, which (temporarily) does not actively emit, ie is not switched on or active by the light source arrangement. Furthermore, in the sense of a worst-case analysis, it is assumed that all other emission ranges are active, thus potentially maximizing any feedback on the inactive emission range. The contrast is then taken on the basis of the spatial direction with which the inactive emission region is linked, in which thus any scattered light is due, which would or would be due to back reflections in the inactive emission region. Specifically, the contrast then results as the ratio of the light intensity taken in a spatial direction of an active emission region to the light intensity along the spatial direction of the inactive emission region.

Dieser Kontrast liegt bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt mindestens 100:1, 150:1, 200:1, 250:1 bzw. 300:1. Im Prinzip kann ein maximal großer Kontrast bevorzugt sein, technisch bzw. auch anwendungsbedingt können Obergrenzen jedoch bspw. bei 500:1, 450:1 bzw. 400:1 liegen. Bei der Kontrastbildung wird die Lichtstärke entlang der Raumrichtung des inaktiven Bereichs mit den Lichtstärken entlang der umgebenden Raumrichtungen (also der benachbarten Emissionsbereiche) verglichen; bevorzugt wird im Verhältnis zu sämtlichen Raumrichtungen bzw. aktiven Emissionsbereichen ein entsprechender Kontrast erreicht.This contrast is in the order of naming increasingly preferred at least 100: 1, 150: 1, 200: 1, 250: 1 and 300: 1, respectively. In principle, a maximum of high contrast may be preferred, but for technical or application reasons, upper limits can be, for example, 500: 1, 450: 1 or 400: 1. In contrast formation, the light intensity along the spatial direction of the inactive region is compared with the light intensities along the surrounding spatial directions (ie the adjacent emission regions); Preferably, a corresponding contrast is achieved in relation to all spatial directions or active emission regions.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft die Lage bzw. Orientierung der Schnittebene, in welcher die Asymmetrie bzw. Konvexität besteht. Diese soll bezogen auf eine Einbaulage des Linsensystems vertikal liegen, sodass also die Vermeidung von Rückreflexen bzw. die Kontrastverbesserung auch bzgl. der vertikalen Richtung erreicht wird. Dies kann mit Blick auf die bevorzugten Kfz-Anwendungen von besonderem Interesse sein, weil bspw. im Falle der teilweisen Beleuchtung eines anderen Verkehrsteilnehmers (z. B. der Beine eines Fußgängers oder des Teils unterhalb der Fensterscheiben eines Kfz) letztlich „nach oben“ geführte Rückreflexe besonders kritisch wären. Demensprechend wird bevorzugt auf die vertikale Richtung optimiert. Die Bezugnahme auf die Einbaulage des Linsensystems geht zunächst von dessen Orientierung in der Anwendung aus, bspw. im Kfz-Scheinwerfer (unter Berücksichtigung dessen Orientierung im Kfz). Ferner werden auch die Abbildungseigenschaften berücksichtigt.A further preferred embodiment relates to the position or orientation of the cutting plane in which the asymmetry or convexity exists. This should be based on an installation position of the lens system vertically, so so the avoidance of back-reflections and the contrast improvement is also achieved with respect. The vertical direction. This may be of particular interest in view of the preferred automotive applications because, for example, in the case of partial illumination of another road user (eg the legs of a pedestrian or the part below the windowpanes of a motor vehicle) ultimately "upwards" Back reflexes would be particularly critical. Demensprechend is preferably optimized to the vertical direction. The reference to the installation position of the lens system is based initially on its orientation in the application, for example in the motor vehicle headlight (taking into account its orientation in the vehicle). Furthermore, the imaging properties are also considered.

Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft den mittleren Krümmungsradius, den die Eintrittsfläche in besagter Schnittebene hat. Betrachtet wird hierbei ein in der Schnittebene über die Eintrittsfläche hinweg (die eine konkave oder konvexe Krümmung hat) gebildeter Mittelwert, wobei selbstverständlich auch ein konstanter Krümmungsradius möglich ist (etwa im Falle der versetzten konkaven Eintrittsfläche oder im Falle der konvexen Eintrittsfläche). Dieser Krümmungsradius wird in ein Verhältnis zur geometrischen Erstreckung d der Lichtquellenanordnung in der Schnittebene der Asymmetrie gesetzt. Vereinfacht zusammengefasst ist es einerseits von Vorteil, wenn der Krümmungsradius nicht zu groß wird, sich die Eintrittsfläche also nicht einer planen Form annähert, weil diese die unerwünschten Rückreflexe auf die Lichtquellenanordnung selbst begünstigen würde. Andererseits soll der Krümmungsradius auch nicht zu klein werden, nicht zuletzt aus Gründen der Herstellbarkeit etc.A preferred embodiment relates to the mean radius of curvature that the entry surface has in said cutting plane. In this case, a mean value formed in the sectional plane over the entry surface (which has a concave or convex curvature) is considered, whereby, of course, a constant radius of curvature is also possible (for example in the case of the offset concave entrance surface or in the case of the convex entry surface). This radius of curvature is set in relation to the geometric extent d of the light source arrangement in the sectional plane of the asymmetry. To put it simply, it is on the one hand advantageous if the radius of curvature does not become too large, that is, the entrance surface does not approach a planar shape, because this would favor the unwanted reflexes on the light source arrangement itself. On the other hand, the radius of curvature should not be too small, not least for reasons of manufacturability etc.

Vorteilhafte Untergrenzen des mittleren Krümmungsradius liegen bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt mindestens dem 0,5-, 0,8-, bzw. 1-fachen der Erstreckung d. Obergrenzen, die im Allgemeinen auch von den Untergrenzen unabhängig von Interesse sein können (was auch umgekehrt gilt), liegen bei in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt höchstens dem 50-, 40-, 30-, 20-, 15-, 10-, bzw. 5-fachen der Erstreckung d. Generell wird die Erstreckung d rein geometrisch anhand der Emissionsflächen genommen, und zwar in jener Schnittebene, in welcher die Eintrittsfläche asymmetrisch bzgl. der Lichtquellenanordnung ist.Advantageous lower limits of the mean radius of curvature are in the order of naming increasingly preferred at least 0.5, 0.8, and 1 times the extent d. Upper limits, which in general may also be of interest independently of the lower limits (and vice versa), are increasingly preferred in the order in which they are mentioned at most to the 50, 40, 30, 20, 15, 10, or 5 times the extension d. In general, the extension d is taken purely geometrically on the basis of the emission surfaces, specifically in that section plane in which the entrance surface is asymmetrical with respect to the light source arrangement.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Eintrittsfläche um die optische Achse des Linsensystems rotationssymmetrisch. Dies wurde vorstehend bereits für die konkave Linse diskutiert (das entsprechende Linsensystem ist dann bevorzugt versetzt). Auch im Falle der konvexen Form kann eine Rotationssymmetrie bevorzugt sein, wenngleich im Allgemeinen bspw. auch eine Zylinderlinse vorgesehen sein könnte. In a preferred embodiment, the entrance surface is rotationally symmetric about the optical axis of the lens system. This has already been discussed above for the concave lens (the corresponding lens system is then preferably offset). Even in the case of the convex shape, a rotational symmetry may be preferred, although in general, for example, a cylindrical lens could also be provided.

Im Folgenden wird die Lichtquellenanordnung weiter im Detail diskutiert. In zumindest einem der Emissionsbereiche ist in bevorzugter Ausgestaltung ein Leuchtstoff angeordnet, der auf eine Aktivierung hin ein Konversionslicht emittiert (bevorzugt kann in mehreren oder sämtlichen Emissionsbereichen ein Leuchtstoff angeordnet sein). Das Konversionslicht bildet entweder für sich (Vollkonversion) oder in Mischung mit anteilig nichtkonvertierter Primärstrahlung (Teilkonversion) das Beleuchtungslicht. Im Falle einer solchen Leuchtstoff-basierten Lichtquellenanordnung kann die asymmetrisch konkave bzw. konvexe Eintrittsfläche von besonderem Vorteil sein, weil umgekehrt Rückreflexe besonders kritisch wären. Der Leuchtstoff hat nämlich in der Regel für etwaiges, zurückreflektiertes Konversionslicht eine Streuwirkung, verteilt dieses also vergleichsweise effizient in die zugeordnete Raumrichtung (was unerwünscht ist, wenn der entsprechende Emissionsbereich eigentlich inaktiv ist).In the following, the light source arrangement will be discussed further in detail. In at least one of the emission regions, in a preferred embodiment, a phosphor is arranged which emits a conversion light upon activation (preferably a phosphor can be arranged in several or all emission regions). The conversion light forms the illumination light either by itself (full conversion) or in mixture with proportionately non-converted primary radiation (partial conversion). In the case of such a phosphor-based light source arrangement, the asymmetrically concave or convex entrance surface may be of particular advantage, because conversely back reflections would be particularly critical. As a rule, the phosphor has a scattering effect for any back-reflected conversion light, ie distributes it relatively efficiently into the assigned spatial direction (which is undesirable if the corresponding emission region is actually inactive).

Im Allgemeinen könnte eine solche Leuchtstoff-basierte Lichtquellenanordnung zur adaptiven Beleuchtung bspw. auch als sogenanntes LARP-System (Laser Activated Remote Phosphor) vorgesehen sein, bspw. mit einem scannenden Laserstrahl. Der Laserstrahl könnte also bspw. mit einem Spiegel (MEMS-Spiegel) über die Oberfläche eines Leuchtstoffelements bewegt und dabei je Pixel (Emissionsbereich) wahlweise ein- oder ausgeschaltet werden. Entsprechend wird dann aus einem jeweiligen Bereich (Emissionsbereich) des Leuchtstoffelements heraus Beleuchtungslicht abgegeben, oder nicht. Diese Ortsverteilung wird mit dem Linsensystem in eine Raumwinkelverteilung umgesetzt, siehe vorne.In general, such a phosphor-based light source arrangement for adaptive illumination could, for example, also be provided as a so-called LARP system (Laser Activated Remote Phosphor), for example with a scanning laser beam. Thus, for example, the laser beam could be moved with the aid of a mirror (MEMS mirror) over the surface of a phosphor element and optionally switched on or off per pixel (emission region). Accordingly, illumination light is emitted or not from a respective area (emission area) of the phosphor element. This spatial distribution is converted into a solid angle distribution with the lens system, see above.

Eine solche LARP-Anordnung kann einerseits in Reflexion betrieben werden (Einstrahl- und Abstrahlfläche sind identisch), wobei der Laserstrahl dann bspw. durch das Linsensystem auf das Leuchtstoffelement gekoppelt werden kann. Andererseits ist auch ein Betrieb in Transmission möglich, können die Einstrahl- und die Abstrahlfläche also einander entgegengesetzt liegen, wird das Leuchtstoffelement nämlich durchstrahlt. Dabei ist ein Betrieb in Vollkonversion (gesamte Primärstrahlung wird in Konversionslicht umgesetzt) oder Teilkonversion möglich, wobei im letztgenannten Fall das Konversionslicht in Mischung mit anteilig nichtkonvertierter Primärstrahlung das Beleuchtungslicht bildet. Ein Beispiel für Teilkonversion ist eine Anregung mit blauem Laserlicht, das anteilig in gelbes Konversionslicht konvertiert wird (z. B. mit YAG:Ce als Leuchtstoff), was in Mischung Weißlicht ergibt.On the one hand, such a LARP arrangement can be operated in reflection (irradiation and emission surface are identical), wherein the laser beam can then be coupled to the phosphor element, for example, by the lens system. On the other hand, an operation in transmission is possible, so the Einstrahl- and the radiating surface are thus opposite to each other, namely the phosphor element is irradiated. In this case, an operation in full conversion (all primary radiation is converted into conversion light) or partial conversion is possible, in the latter case, the conversion light in mixture with proportionately non-converted primary radiation forms the illumination light. An example of partial conversion is excitation with blue laser light that is proportionately converted to yellow conversion light (eg, with YAG: Ce as the phosphor), resulting in a mixture of white light.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquellenanordnung nicht als LARP-Quelle, sondern auf Basis eines Halbleiter-Bauelements mit mehreren wahlweise aktivierbaren Emissionsflächen vorgesehen. Diesen ist dann jeweils der Leuchtstoff zugeordnet, und zwar direkt darauf aufgebracht (in direktem optischen Kontakt, nicht mit einem Luftvolumen dazwischen). An der bzw. den Emissionsflächen wird jeweils eine Halbleiter-Strahlung als Primärstrahlung emittiert, welche vollständig (Vollkonversion) oder bevorzugt anteilig (Teilkonversion) in das Konversionslicht umgesetzt wird.In a preferred embodiment, the light source arrangement is not provided as a LARP source, but on the basis of a semiconductor device having a plurality of selectively activatable emission surfaces. These are then each assigned to the phosphor, and directly applied thereto (in direct optical contact, not with an air volume in between). At the emission surface (s) a semiconductor radiation is emitted in each case as primary radiation, which is converted completely (full conversion) or preferably proportionately (partial conversion) into the conversion light.

Die Emissionsflächen der Lichtquellenanordnung können an einem einzigen Halbleiter-Bauelement ausgebildet sein, es können aber auch mehrere Bauelemente zusammengesetzt die Lichtquellenanordnung bilden. Bevorzugt weist ein jeweiliges Halbleiter-Bauelement, auch wenn es mit weiteren Bauelementen kombiniert wird, mehrere Emissionsflächen auf (die individuell ansteuerbar, also betreibbar sind). Eine solche Integration mehrerer Emissionsflächen in dasselbe Halbleiter-Bauelement kann bspw. hinsichtlich eines insgesamt kompakten Aufbaus von Vorteil sein. Das Halbleiter-Bauelement kann bspw. auf Basis einer InGaN-LED vorgesehen sein. Es kann sich um einen durchgehenden Chip handeln, ebenso können aber auch mehrere Halbleiter-Bauelementteile zusammengefügt sein. Der Chip oder auch die Teile können im Allgemeinen bspw. auch eine hexagonale oder trapezförmige Grundform haben, bevorzugt ist ein Rechteck, insbesondere Quadrat.The emission surfaces of the light source arrangement can be formed on a single semiconductor component, but it is also possible for a plurality of components to be combined to form the light source arrangement. Preferably, a respective semiconductor component, even if it is combined with other components, on a plurality of emission surfaces (which are individually controlled, so are operable). Such an integration of multiple emission surfaces in the same semiconductor device may, for example, be advantageous in terms of an overall compact design. The semiconductor component may, for example, be provided based on an InGaN LED. It can be a continuous chip, but it is also possible for several semiconductor component parts to be joined together. In general, the chip or the parts may, for example, also have a hexagonal or trapezoidal basic shape, preferably a rectangle, in particular a square.

Generell ist die „Primärstrahlung“ bevorzugt blaues Licht, sie hat also bspw. eine Wellenlänge von mind. 380 nm, bevorzugt sind mind. 400 nm bzw. mind. 405 nm, wobei Obergrenzen (davon unabhängig) bspw. bei höchstens 480 nm, 475 nm, bzw. 470 nm liegen können (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt). Die Primärstrahlung ist bevorzugt monochromatisch bzw. schmalbandig. Das Konversionslicht, insbesondere das erste Konversionslicht, ist bevorzugt gelbes Licht, bspw. mit einer Dominanz-Wellenlänge von mind. 500 nm bzw. mind. 530 nm und (davon unabhängig) bspw. höchstens 650 nm bzw. 600 nm.In general, the "primary radiation" is preferably blue light, ie it has, for example, a wavelength of at least 380 nm, preferably at least 400 nm or at least 405 nm, with upper limits (independent thereof), for example, at most 480 nm, 475 nm, or 470 nm can be (in the order of naming increasingly preferred). The primary radiation is preferably monochromatic or narrowband. The conversion light, in particular the first conversion light, is preferably yellow light, for example with a dominant wavelength of at least 500 nm or at least 530 nm and (independently thereof), for example at most 650 nm or 600 nm.

Die Erfindung betrifft auch einen Kfz-Scheinwerfer mit einer vorliegend offenbarten Beleuchtungseinheit, vorzugsweise einen Kfz-Frontscheinwerfer. Der Kfz-Scheinwerfer kann bspw. auch eine Steuer- und/oder Erfassungseinheit aufweisen bzw. mit einer solchen zu verbinden oder verbunden sein. Als Erfassungseinheit kann z. B. eine Kamera oder auch ein LiDAR- bzw. Radarsystem vorgesehen sein, welche beleuchtungsseitig das Beleuchtungsfeld erfasst (das mit dem Beleuchtungslicht in den einzelnen Richtungen zugänglich ist). Sind sämtliche Emissionsbereiche aktiviert, wird das gesamte Beleuchtungsfeld ausgeleuchtet. Taucht in dem Beleuchtungsfeld dann bspw. ein anderer Verkehrsteilnehmer auf, etwa Gegenverkehr oder ein vorausfahrendes Fahrzeug, wird dies von der Steuereinheit ausgewertet und werden die den entsprechenden Raumrichtungen zugeordneten Emissionsbereiche deaktiviert, etwa abgeschaltet (Emissionsflächen der LED) oder nicht mehr bestrahlt (LARP-Anordnung).The invention also relates to a motor vehicle headlight with a lighting unit disclosed herein, preferably a motor vehicle headlight. The motor vehicle headlight can, for example, a tax and / or Have detection unit or connect to such or connected. As a detection unit can, for. B. a camera or a LiDAR or radar system may be provided, which detects the illumination side of the illumination field (which is accessible to the illumination light in the individual directions). If all emission areas are activated, the entire illumination field is illuminated. If, for example, another road user, such as oncoming traffic or a vehicle driving in front, then dives into the illumination field, this is evaluated by the control unit and the emission areas assigned to the corresponding spatial directions are deactivated, for example switched off (emitting surfaces of the LED) or no longer irradiated (LARP arrangement) ).

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Entwerfen einer vorliegend offenbarten Beleuchtungseinheit, und zwar anhand eines Simulationsmodells. In diesem werden zunächst die Lichtquellenanordnung und das Linsensystem relativ zueinander platziert und werden die sich ab initio ergebenden Rückreflexe ermittelt. Dies kann insbesondere anhand einer symmetrischen Eintrittsfläche erfolgen, also ohne Versatz bzw. Asymmetrie in sich. In einem darauffolgenden Schritt bzw. mehreren iterativen Schritten wird die Anordnung dann dahingehend optimiert, dass weniger oder keine Rückreflexe auf die jeweilig anderen Emissionsbereiche der Lichtquellenanordnung selbst treffen.The invention also relates to a method for designing a lighting unit disclosed herein, based on a simulation model. In this first, the light source assembly and the lens system are placed relative to each other and the ab initio resulting back reflections are determined. This can be done in particular on the basis of a symmetrical entry surface, ie without offset or asymmetry in itself. In a subsequent step or several iterative steps, the arrangement is then optimized in such a way that fewer or no retroreflections strike the respective other emission regions of the light source arrangement itself.

Hierbei werden jene Rückreflexe an der Eintrittsfläche des Linsensystems betrachtet, die sich zwischen den unterschiedlichen Emissionsbereichen ergeben, also von einem Emissionsbereich über die Eintrittsfläche zu einem anderen. Diese Rückreflexe sind kontrastmindernd und deshalb unerwünscht. Zur Umsetzung in der Simulation gibt es verschiedene Möglichkeiten, es kann bspw. immer nur ein Emissionsbereich aktiviert sein und die gesamte Lichtquellenanordnung dann in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten betrachtet werden. Ebenso ist aber eine simultane Emission denkbar, solange aufgelöst wird, welche Rückreflexe auf welche Emissionsbereiche zurückgehen. Prinzipiell sind nämlich Rückreflexe auf den originär emittierenden Emissionsbereich selbst weniger kritisch, hinsichtlich eines Recyclings der Strahlung können sie sogar bevorzugt sein. Im Einzelnen dürfte eine Umsetzung, bei welcher an der Eintrittsfläche jeder Emissionsbereich auf sich selbst abgebildet wird, nicht immer möglich sein bzw. stärkeren optischen Einschränkungen unterliegen. In this case, those back reflections at the entrance surface of the lens system are considered, which result between the different emission regions, ie from one emission region via the entrance surface to another. These return reflections reduce the contrast and are therefore undesirable. There are various possibilities for implementation in simulation; for example, only one emission area can always be activated and the entire light source arrangement can then be viewed in several successive steps. Likewise, however, a simultaneous emission is conceivable as long as it is resolved which return reflections go back to which emission regions. In principle, back reflections on the originally emitting emission region itself are less critical; they may even be preferred in terms of recycling the radiation. Specifically, an implementation in which each emission region is imaged on itself at the entrance surface may not always be possible or subject to greater optical restrictions.

Bevorzugt wird die Eintrittsfläche derart angepasst, dass die Rückreflexe zwischen unterschiedlichen Emissionsbereichen verringert werden. Die Rückreflexe können dabei im Allgemeinen noch immer innerhalb der Lichtquellenanordnung (innerhalb einer Einhüllenden um die Emissionsflächen) zu liegen kommen. Bevorzugt ist eine Optimierung dahingehend, dass die Rückreflexe innerhalb der Lichtquellenanordnung reduziert werden, dann also bspw. weitgehend außerhalb dieser liegen.Preferably, the entrance surface is adapted so that the back reflections between different emission regions are reduced. In general, the back reflections can still lie within the light source arrangement (within an envelope around the emission surfaces). An optimization is to the effect that the return reflections are reduced within the light source arrangement, so then, for example, are largely outside this.

Bei dieser Optimierung wird davon ausgegangen, dass die Größe der Lichtquellenanordnung gegeben ist. Als Optimierungsgrößen werden insbesondere der Versatz (zwischen optischer Achse und Mittenachse) und/oder die Krümmung der Eintrittsfläche im Schnitt und/oder der Abstand zwischen der Lichtquellenanordnung und der Eintrittsfläche und/oder das Linsenmaterial (Brechungsindex) optimiert. Mit dem Versatz und dem Abstand wird also die Relativposition von Quelle und Linsensystem sowohl axial als auch senkrecht dazu optimiert. Generell können, wie auch vorstehend dargelegt, mehrere Stellgrößen gleichzeitig angepasst werden, es ist bspw. eine für sich asymmetrische Eintrittsfläche in Verbindung mit einem Versatz möglich. Ebenso kann aber auch nur anhand einer der Größen optimiert werden.In this optimization, it is assumed that the size of the light source arrangement is given. In particular, the offset (between optical axis and center axis) and / or the curvature of the entrance surface in the section and / or the distance between the light source arrangement and the entrance surface and / or the lens material (refractive index) are optimized as optimization variables. With the offset and the distance so the relative position of the source and lens system is both axially and vertically optimized. In general, as explained above, a plurality of manipulated variables can be adapted at the same time; for example, an asymmetrical entrance surface in combination with an offset is possible. Likewise, it can also be optimized only by one of the sizes.

Hierbei werden jedenfalls die Rückreflexe an der Eintrittsfläche betrachtet, zusätzlich können selbstverständlich auch weitere Lichtdurchtrittsflächen oder auch andere Quellen von Streulicht berücksichtigt werden. Der Einfluss der Eintrittsfläche auf den Kontrast ist jedoch so hoch, dass deren Berücksichtigung bzw. Optimierung hinsichtlich der gewünschten Kontraste erforderlich ist. In any case, the back reflections at the entrance surface are considered, in addition, of course, other light transmission surfaces or other sources of scattered light can be taken into account. However, the influence of the entrance surface on the contrast is so high that it requires consideration or optimization with regard to the desired contrasts.

Andere Quellen von Streu- oder Reflexlicht können bspw. Halterungen bzw. Einfassungen der Linsen etc. sein. Diese können im Produkt, also in der letztendlich hergestellten Beleuchtungseinheit, als optisch nicht aktiv benötigte Bereiche „passiviert“ werden, z. B. verdeckt oder aufgeraut etc.Other sources of stray light or reflection light can be, for example, holders or enclosures of the lenses, etc. These can be "passivated" in the product, that is to say in the finally produced lighting unit, as areas which are not optically active, e.g. B. obscured or roughened etc.

Auch die Rückreflexe, die mit dem erfindungsgemäßen Design der Eintrittsfläche neben die Emissionsbereiche bzw. die Lichtquellenanordnung geführt werden, können dann dort weitgehend „vernichtet“ werden, die Oberfläche neben der Lichtquellenanordnung kann also bspw. passiviert sein, ebenso kann eine Strahlfalle vorgesehen werden.The back reflections, which are guided with the inventive design of the entrance surface next to the emission regions or the light source arrangement, can then be largely "destroyed" there, so the surface next to the light source arrangement can for example be. Passivated, as well as a beam trap can be provided.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorliegend offenbarten Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung, insbesondere zur Kfz-Außenbeleuchtung, vorzugsweise zur adaptiven Straßenbeleuchtung. Im Allgemeinen kann die adaptive Beleuchtung auch in anderen Bereichen Anwendung finden, bspw. im Unterhaltungsbereich (Bühnen- bzw. Showbeleuchtung), im industriellen Bereich (z. B. adaptive Beleuchtung eines Roboters bzw. Roboterarms etc.) bzw. auch im Medizinbereich (Operationsfeldbeleuchtung). Vorteile ergeben sich immer dann, wenn möglichst exakt adaptiv beleuchtet werden soll, also mit hohem Kontrast.The invention also relates to the use of a presently disclosed lighting unit for lighting, in particular for automotive exterior lighting, preferably for adaptive street lighting. In general, adaptive lighting can also be used in other areas, for example in the Entertainment area (stage or show lighting), in the industrial sector (eg adaptive lighting of a robot or robotic arm, etc.) or in the medical field (surgical field illumination). Advantages always arise when the aim is to illuminate as accurately as possible adaptively, ie with high contrast.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment, wherein the individual features in the context of the independent claims in another combination may be essential to the invention and continue to distinguish not in detail between the different claim categories.

Im Einzelnen zeigt

  • 1 eine nicht erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit zur Illustration von Rückreflexen;
  • 2 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit, bei welcher im Unterschied zu 1 das Linsensystem versetzt ist;
  • 3 die Anordnung gemäß 2, wobei ein anderer Emissionsbereich der Lichtquellenanordnung aktiv ist;
  • 4 in Ergänzung zu den 2 und 3 die Beleuchtungseinheit im Gesamten, mit dem vollständigen Linsensystem;
  • 5 als Alternative zu dem Versatz gemäß den 2 - 4 eine in sich asymmetrische Eintrittsfläche;
  • 6 als Alternative zu den Varianten gemäß den 2 - 5 ein Linsensystem mit konvex gekrümmter Eintrittsfläche;
  • 7 zu 6 die gesamte Beleuchtungseinheit, mit dem vollständigen Linsensystem.
In detail shows
  • 1 a lighting unit not according to the invention for illustrating back reflections;
  • 2 a lighting unit according to the invention, in which, in contrast to 1 the lens system is offset;
  • 3 the arrangement according to 2 wherein another emission region of the light source device is active;
  • 4 in addition to the 2 and 3 the lighting unit in its entirety, with the complete lens system;
  • 5 as an alternative to the offset in accordance with 2 - 4 an asymmetrical entrance surface;
  • 6 as an alternative to the variants according to the 2 - 5 a lens system with a convexly curved entrance surface;
  • 7 to 6 the entire lighting unit, with the complete lens system.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

1 zeigt eine Beleuchtungseinheit 1 mit einer Lichtquellenanordnung 2 zur Emission von Beleuchtungslicht 3. 1 shows a lighting unit 1 with a light source arrangement 2 for the emission of illumination light 3 ,

Die Beleuchtungseinheit 2 weist dazu mehrere Emissionsbereiche 2a-c auf, die wahlweise aktivierbar sind. In der Situation gemäß 1 ist nur der Emissionsbereich 2a aktiviert, emittiert also nur dieser Beleuchtungslicht 3. Die anderen Emissionsbereiche 2b,c lassen sich wahlweise hinzuschalten. Im Einzelnen ist die Lichtquellenanordnung 2 Halbleiter-basiert, als LED-Bauelement realisiert, vergleiche die Beschreibungseinleitung im Detail.The lighting unit 2 has several emission areas 2a-c on, which are selectively activated. In the situation according to 1 is only the emission area 2a activated, so only emits this illumination light 3 , The other emission areas 2 B . c can be optionally switched on. In detail, the light source arrangement 2 Semiconductor-based, realized as an LED device, see the introduction to the description in detail.

Der Lichtquellenanordnung 2 ist ferner ein Linsensystem 4 zugeordnet, welches das aus den unterschiedlichen Emissionsbereichen 2a-c heraus emittierte Beleuchtungslicht 3 in unterschiedliche Raumrichtungen 5a-c führt. Im Falle der Situation gemäß 1, wenn also der Emissionsbereich 2a emittiert, soll nur die zugeordnete Raumrichtung 5a mit Beleuchtungslicht 3 versorgt werden. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die adaptive Straßenausleuchtung mit einem Kfz-Scheinwerfer, bei welcher von einem Beleuchtungsfeld selektiv Raumwinkelsegmente ausgeklammert, also nicht beleuchtet werden, in denen sich andere Verkehrsteilnehmer finden, vergleiche die Beschreibungseinleitung.The light source arrangement 2 is also a lens system 4 assigned, which from the different emission areas 2a-c out emitted illumination light 3 in different directions 5a-c leads. In the case of the situation according to 1 So if the emission area 2a emitted, should only the assigned spatial direction 5a with illumination light 3 be supplied. A preferred field of application is the adaptive street illumination with a motor vehicle headlamp, in which selectively excluded from an illumination field solid angle segments, so are not illuminated, in which find other road users, see the introduction to the description.

In den bisher beschriebenen Bestandteilen und Funktionen entspricht die Beleuchtungseinheit 1 einem erfindungsgemäßen Aufbau. Im Unterschied zu einem solchen ist die konkave Eintrittsfläche 4aa des Linsensystems 4, konkret der Sammellinse 4a, jedoch symmetrisch bzgl. einer Mittenachse 6 der Lichtquellenanordnung 2. Diese Mittenachse 6 fällt mit einer optischen Achse 7 des Linsensystems 4 zusammen, und die Eintrittsfläche 4aa ist auch in sich spiegelsymmetrisch.In the components and functions described so far, the lighting unit corresponds 1 a construction according to the invention. In contrast to such is the concave entrance surface 4aa of the lens system 4 , specifically the collective lens 4a , but symmetrical with respect to a center axis 6 the light source arrangement 2 , This center axis 6 falls with an optical axis 7 of the lens system 4 together, and the entrance area 4aa is also mirror-symmetrical in itself.

Die strichlierten Linien in 1 illustrieren die Konsequenz, dass nämlich Rückreflexe 8 des aus dem Emissionsbereich 2a heraus abgegebenen Beleuchtungslichts 3 letztlich auf den Emissionsbereich 2c treffen. Dieser ist in der dargestellten Situation inaktiv, der Raumrichtung 5c soll also kein Beleuchtungslicht 3 zugeführt werden. In dem Emissionsbereich 2c, konkret dem Leuchtstoff der LED, kommt es jedoch zur Streuung des zurückreflektierten Lichts, wird dieses also im Ergebnis zumindest zu einem gewissen Anteil wieder nach vorne abgegeben. Effektiv wird somit auch aus dem Emissionsbereich 2c heraus Beleuchtungslicht abgegeben, obwohl dieser inaktiv ist, wird also der Raumrichtung 5c Beleuchtungslicht zugeführt. Der Kontrast ist reduziert, und im Falle der Kfz-Anwendungen kann es zu sicherheitsrelevanten Blendeffekten kommen.The dotted lines in 1 illustrate the consequence, that is back reflexes 8th of the emission area 2a out emitted illumination light 3 ultimately on the emissions area 2c to meet. This is inactive in the situation shown, the spatial direction 5c So should not illuminating light 3 be supplied. In the emission area 2c However, in concrete terms, the phosphor of the LED, it comes to the scattering of the reflected back light, so this is the result, at least to a certain extent returned to the front. Effective thus also from the emission area 2c Light emitted, although this is inactive, so the spatial direction 5c Illuminating light supplied. The contrast is reduced, and in the case of automotive applications, safety-relevant glare effects can occur.

Die 2 - 4 illustrieren einen ersten erfindungsgemäßen Ansatz zur Lösung dieses Problems. Das gesamte Linsensystem 4 ist relativ zu der Lichtquellenanordnung 2 versetzt, es gibt also einen Versatz 20 zwischen deren Mittenachse 6 und der optischen Achse 7 des Linsensystems 4. Dabei liegen die Mittenachse 6 und die optische Achse 7 parallel zueinander. Zur Illustration des Effekts ist in 2 analog der Situation gemäß 1 nur der Emissionsbereich 2a aktiv, und werden die infolgedessen erzeugten Rückreflexe 8 betrachtet (strichliert). Die Rückreflexe 8 treffen nun nicht mehr auf einen anderen Emissionsbereich 2b,c, sie liegen sogar gänzlich außerhalb der Lichtquellenanordnung 2. Dementsprechend wird den Raumrichtungen 5b,c, die den Emissionsbereichen 2b,c zugeordnet sind, auf diesem Wege kein Streulicht zugeführt, was den Kontrast erhöht. The 2 - 4 illustrate a first approach of the invention for solving this problem. The entire lens system 4 is relative to the light source assembly 2 offset, so there is an offset 20 between the center axis 6 and the optical axis 7 of the lens system 4 , Here are the center axis 6 and the optical axis 7 parallel to each other. To illustrate the effect is in 2 analogous to the situation according to 1 only the emission range 2a active, and become the resulting reflexes 8th considered (dashed). The reflexes 8th no longer meet another emission area 2 B . c they are even completely outside the light source arrangement 2 , Accordingly, the spatial directions 5b . c that are the emission areas 2 B . c are associated, fed in this way no stray light, which increases the contrast.

3 zeigt die selbe Figur, wobei im Unterschied dazu der Emissionsbereich 2c aktiv ist, also die Emissionsbereiche 2a,b inaktiv sind. Aufgrund des Versatzes 20 zwischen den Achsen 6, 7 treffen die Rückreflexe 8 auch in diesem Fall neben der Lichtquellenanordnung 2 auf, verursachen also kein Streulicht. Je nach Anwendung und auch erforderlicher Effizienz kann die Eintrittsfläche 4aa zusätzlich entspiegelt sein, die Reflektivität wird jedoch selbst im Falle einer Antireflexbeschichtung in der Größenordnung eines Prozentes liegen, jedenfalls bei ungünstigem Einfallswinkel. 3 shows the same figure, in contrast to the emission range 2c is active, so the emission areas 2a . b are inactive. Due to the offset 20 between the axes 6 . 7 meet the reflexes 8th also in this case next to the light source arrangement 2 on, so do not cause stray light. Depending on the application and also required efficiency, the entrance surface 4aa additionally be anti-reflective, but the reflectivity will be in the order of one percent even in the case of an anti-reflection coating, at least at an unfavorable angle of incidence.

4 zeigt die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 1, deren Linsensystem 4 gemäß den 2 und 3 versetzt ist, in einer Gesamtansicht, es sind insbesondere auch die übrigen Einzellinsen 4b-d dargestellt. Das aus einem jeweiligen Emissionsbereich 2a-c heraus abgegebenen Beleuchtungslicht 3 wird damit im Ergebnis jeweils für sich (je Emissionsbereich 2a-c) kollimiert und in eine jeweilig eigene Raumrichtung 5a-c geführt. 4 shows the lighting unit according to the invention 1 whose lens system 4 according to the 2 and 3 offset, in an overall view, it is in particular the other individual lenses 4b-d shown. That from a respective emission area 2a-c out illuminated light 3 As a result, this will result in each case individually (per emission range 2a-c ) collimated and in their own spatial direction 5a-c guided.

5 zeigt als Alternative zu dem Versetzen des gesamten Linsensystems 4 eine Linse 4a, deren Eintrittsfläche 4aa in sich asymmetrisch ist. Konkret ist die Eintrittsfläche 4aa bzgl. der optischen Achse 7 des Linsensystems 4 asymmetrisch. Bei einer Spiegelung an der optischen Achse 7 wird die Eintrittsfläche 4aa nicht auf sich selbst abgebildet, vergleiche die strichlierten Linien zur Illustration (diese entspräche einer symmetrischen Spiegelung der unteren Hälfte an der optischen Achse 7). 5 shows as an alternative to the displacement of the entire lens system 4 a lens 4a , their entrance surface 4aa is asymmetrical in itself. Specifically, the entrance area 4aa regarding the optical axis 7 of the lens system 4 asymmetric. With a reflection on the optical axis 7 becomes the entrance surface 4aa not shown on its own, compare the dashed lines for illustration (this would correspond to a symmetrical reflection of the lower half of the optical axis 7 ).

Der damit erreichte Effekt entspricht der vorstehenden Schilderung, Rückreflexe 8 des Beleuchtungslichts 3 werden neben die Lichtquellenanordnung 2 geführt.The effect achieved corresponds to the above description, reflexes 8th of the illumination light 3 Be next to the light source assembly 2 guided.

Als Alternative zu der konkaven Eintrittsfläche 4aa, die bzgl. der Lichtquellenanordnung 2 asymmetrisch ist, entweder durch Versatz oder in sich selbst, illustrieren die 6 und 7 eine Eintrittsfläche 4aa, die konvex gekrümmt ist. Zur Illustration ist wiederum ein Emissionsbereich 2a der Lichtquellenanordnung 2 aktiv. Die Rückreflexe 8 werden aufgrund der konvexen Form zur Lichtquellenanordnung 2 hin nicht gebündelt, sondern aufgefächert. Im Ergebnis können zwar vereinzelt noch Rückreflexe 8 innerhalb der Lichtquellenanordnung 2 liegen, deren Dichte kann jedoch zumindest reduziert werden, was im Vergleich zu 1 den Kontrast verbessern hilft.As an alternative to the concave entrance surface 4aa relating to the light source arrangement 2 is asymmetric, either by offset or in itself, illustrating the 6 and 7 an entrance area 4aa which is convexly curved. As an illustration, again, there is an emission area 2a the light source arrangement 2 active. The reflexes 8th become the light source arrangement due to the convex shape 2 not bundled, but fanned out. As a result, isolated reactions may still be reflexes 8th within the light source assembly 2 However, their density can be at least reduced, compared to 1 helps to improve the contrast.

7 zeigt zu der Anordnung gemäß 6 die gesamte Beleuchtungseinheit 1, also auch die übrigen Linsen 4b,c. Mit dem Linsensystem 4 kann analog der vorstehenden Schilderung ein aus einem jeweiligen Emissionsbereich 2a-c heraus abgegebenes Beleuchtungslicht kollimiert in die jeweilige Raumrichtung 5a-c geführt werden. 7 shows to the arrangement according to 6 the entire lighting unit 1 So also the other lenses 4b . c , With the lens system 4 analogous to the above description, one from a respective emission range 2a-c out emitted illumination light collimates in the respective spatial direction 5a-c be guided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Beleuchtungseinheitlighting unit 11 LichtquellenanordnungLight source arrangement 22 Emissionsbereicheemitting regions 2a-c2a-c Beleuchtungslichtillumination light 33 Linsensystemlens system 44 Einzellinse (erste)Single lens (first) 4a4a Konkave EintrittsflächeConcave entrance area 4aa4aa Einzellinsen (weitere)Single lenses (further) 4b-d4b-d Raumrichtungenspatial directions 5a-c5a-c Mittenachsemid-axis 66 Optische AchseOptical axis 77 Rückreflexeretroreflections 88th Versatzoffset 2020

Claims (15)

Beleuchtungseinheit (1) zur adaptiven Beleuchtung, mit einer Lichtquellenanordnung (2) mit mehreren, um eine gemeinsame Mittenachse (6) angeordneten Emissionsbereichen (2a-c), und einem der Lichtquellenanordnung (2) zugeordneten, abbildenden Linsensystem (4), welches jeden Emissionsbereich (2a-c) mit einer jeweilig eigenen Raumrichtung (5a-c) verknüpft, wobei die Emissionsbereiche wahlweise aktivierbar sind, also ihr jeweiliges Beleuchtungslicht (3) auf eine jeweils gesonderte Aktivierung hin in die jeweilig zugeordnete Raumrichtung emittieren, und wobei eine Eintrittsfläche (4aa) des Linsensystems (4) in einer die Mittenachse (6) der Lichtquellenanordnung (2) beinhaltenden Schnittebene betrachtet konkav gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (4aa) bezogen auf die Lichtquellenanordnung (2) asymmetrisch ist, nämlich in der Schnittebene betrachtet asymmetrisch um die Mittenachse (6) als Spiegelachse ist.An illumination unit (1) for adaptive illumination, comprising a light source arrangement (2) with a plurality of emission regions (2a-c) arranged around a common central axis (6) and an imaging lens system (4) associated with the light source arrangement (2), which covers each emission region (2a-c) associated with a respective own spatial direction (5a-c), wherein the emission regions are selectively activated, ie emit their respective illumination light (3) to a respective separate activation in the respective assigned spatial direction, and wherein an entrance surface (4aa ) of the lens system (4) is concavely curved when viewed in a sectional plane containing the center axis (6) of the light source arrangement (2), characterized in that the entrance surface (4aa) is asymmetrical with respect to the light source arrangement (2), namely asymmetrically viewed in the sectional plane around the center axis (6) as a mirror axis. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Linsensystem (4) versetzt angeordnet ist, also seine optische Achse (7) zu der Mittenachse (6) der Lichtquellenanordnung (2) versetzt liegt.Lighting unit (1) after Claim 1 in which the lens system (4) is arranged offset, so that its optical axis (7) to the center axis (6) of the light source assembly (2) is offset. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 2, bei welcher das Linsensystem (4) derart versetzt angeordnet ist, dass die optische Achse (7) des Linsensystems (4) seitlich an der Lichtquellenanordnung (2) vorbeigeht.Lighting unit (1) after Claim 2 in which the lens system (4) is arranged offset in such a way that the optical axis (7) of the lens system (4) passes laterally past the light source arrangement (2). Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das Linsensystem (4) derart angeordnet ist, dass seine optische Achse (7) parallel zu der Mittenachse (6) der Lichtquellenanordnung (2) liegt.Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, in which the lens system (4) is arranged such that its optical axis (7) is parallel to the central axis (6) of the light source arrangement (2). Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Eintrittsfläche (4aa) in der Schnittebene betrachtet auch in Bezug auf eine optische Achse (7) des Linsensystems (4) asymmetrisch ist, nämlich in der Schnittebene betrachtet asymmetrisch um die optische Achse (7) als Spiegelachse ist.Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, in which the entrance surface (4aa) viewed in the sectional plane is also asymmetrical with respect to an optical axis (7) of the lens system (4), namely viewed asymmetrically about the optical axis in the sectional plane ( 7) as a mirror axis. Beleuchtungseinheit (1) zur adaptiven Beleuchtung, mit einer Lichtquellenanordnung (2) mit mehreren, um eine gemeinsame Mittenachse (6) angeordneten Emissionsbereichen, und einem der Lichtquellenanordnung (2) zugeordneten, abbildenden Linsensystem (4), welches jeden Emissionsbereich (2a-c) mit einer jeweilig eigenen Raumrichtung verknüpft, wobei die Emissionsbereiche wahlweise aktivierbar sind, also ihr jeweiliges Beleuchtungslicht (3) auf eine jeweils gesonderte Aktivierung hin in die jeweilig zugeordnete Raumrichtung emittieren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eintrittsfläche (4aa) des Linsensystems (4) in einer die Mittenachse (6) der Lichtquellenanordnung (2) beinhaltenden Schnittebene betrachtet konvex gekrümmt ist, also zu der Lichtquellenanordnung (2) hin hervortritt.Illumination unit (1) for adaptive illumination, comprising a light source arrangement (2) having a plurality of emission regions arranged around a common center axis (6), and an imaging lens system (4) which is assigned to each light source arrangement (2) and which covers each emission region (2a-c). linked with a respective own spatial direction, wherein the emission regions are selectively activated, ie emit their respective illumination light (3) to a respective separate activation in the respective assigned spatial direction, characterized in that an entrance surface (4aa) of the lens system (4) in one viewed in the center axis (6) of the light source arrangement (2), when viewed in a sectional plane, it is convexly curved, that is to say it protrudes toward the light source arrangement (2). Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher ein Lichtstärkekontrast, der sich im Falle eines inaktiven Emissionsbereichs (2a-c) in Bezug auf dessen Raumrichtung (5a-c) ergibt, und zwar von den verbleibenden Raumrichtungen (5a-c) ausgehend, wenn deren Emissionsbereiche (2a-c) aktiviert sind, bei mindestens 100:1 liegt.Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, in which a luminous intensity contrast which results in the case of an inactive emission area (2a-c) with respect to its spatial direction (5a-c), namely from the remaining spatial directions (5a-c) assuming that their emission regions (2a-c) are activated is at least 100: 1. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher in einer Einbaulage des Linsensystems (4) die Schnittebene, in welcher die Eintrittsfläche (4aa) betrachtet wird, vertikal liegt.Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, in which, in an installed position of the lens system (4), the sectional plane in which the entrance surface (4aa) is viewed is vertical. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher Lichtquellenanordnung (2) eine geometrische Erstreckung d hat, die in der Schnittebene über sämtliche Emissionsbereiche (2a-c) hinweg genommen wird, und die Eintrittsfläche (4aa) in der Schnittebene betrachtet einen dem Betrag nach genommenen mittleren Krümmungsradius r hat, wobei 0,5-d ≤ r ≤ 50·d.Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, wherein the light source arrangement (2) has a geometric extension d, which is taken over the entire emission areas (2a-c) in the sectional plane, and the entrance surface (4aa) in the sectional plane considered a Amount taken after taking average curvature radius r, where 0.5-d ≤ r ≤ 50 · d. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ausgenommen Anspruch 5, bei welcher die Eintrittsfläche (4aa) des Linsensystems (4) um eine optische Achse (7) des Linsensystems (4) rotationssymmetrisch ist. Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, except Claim 5 in which the entrance surface (4aa) of the lens system (4) is rotationally symmetrical about an optical axis (7) of the lens system (4). Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher in zumindest einen der Emissionsbereiche der Lichtquellenanordnung (2) ein Leuchtstoff angeordnet ist, der auf eine Aktivierung hin ein Konversionslicht emittiert, welches zumindest anteilig das Beleuchtungslicht (3) bildet.Lighting unit (1) according to one of the preceding claims, wherein in at least one of the emission regions of the light source assembly (2) a phosphor is arranged, which emits a conversion light upon activation, which at least partially forms the illumination light (3). Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 11, bei welcher die Emissionsbereiche an einem Halbleiter-Bauelement ausgebildet sind, welches mehrere wahlweise aktivierbare Emissionsflächen zur Emission einer Primärstrahlung aufweist, wobei zumindest einem der Emissionsflächen ein Leuchtstoff zugeordnet ist, um die Primärstrahlung zumindest anteilig in das Konversionslicht zu konvertieren.Lighting unit (1) after Claim 11 in which the emission regions are formed on a semiconductor component which has a plurality of selectively activatable emission surfaces for emission of a primary radiation, wherein at least one of the emission surfaces is assigned a phosphor to at least partially convert the primary radiation into the conversion light. Kfz-Scheinwerfer mit einer Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Motor vehicle headlight with a lighting unit (1) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Entwerfen einer Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem in einem Simulationsmodell - die Lichtquellenanordnung (2) und das Linsensystem relativ zueinander platziert werden; - Rückreflexionen ermittelt werden, die sich, von einem jeweilig aktiven Emissionsbereich (2a-c) ausgehend, an der Eintrittsfläche (4aa) zu einem jeweilig anderen Emissionsbereich (2a-c) ergeben; - welche Rückreflexionen dann iterativ minimiert werden, und zwar durch Verändern des Versatzes zwischen optischer Achse (7) des Linsensystems (4) und Mittenachse (6) der Lichtquellenanordnung (2) und/oder der Krümmung der Eintrittsfläche (4aa) und/oder des Abstands zwischen der Lichtquellenanordnung (2) und der Eintrittsfläche (4aa) und/oder des Linsenmaterials.Method for designing a lighting unit (1) according to one of the preceding claims, wherein in a simulation model - The light source assembly (2) and the lens system are placed relative to each other; - back reflections are determined, which, starting from a respective active emission region (2a-c), at the entry surface (4aa) result in a respective different emission region (2a-c); which backreflections are minimized iteratively by changing the offset between optical axis (7) of the lens system (4) and center axis (6) of the light source assembly (2) and / or the curvature of the entrance surface (4aa) and / or the distance between the light source assembly (2) and the entrance surface (4aa) and / or the lens material. Verwendung einer Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Beleuchtung, insbesondere zur Kfz-Außenbeleuchtung, vorzugsweise zur adaptiven Straßenbeleuchtung.Use of a lighting unit (1) according to one of Claims 1 to 12 for lighting, in particular for automotive exterior lighting, preferably for adaptive street lighting.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113587042A (en) * 2020-04-30 2021-11-02 船井电机株式会社 Light projecting device and light projecting device for vehicle
EP3904945A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-03 Funai Electric Co., Ltd. Light projection device and light projection device for vehicle
US11346521B2 (en) 2020-04-30 2022-05-31 Funai Electric Co., Ltd. Light projection device and light projection device for vehicle
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