DE102018217651A1 - Light module for a lighting device of a motor vehicle - Google Patents

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Joscha Roth
Gerolf Kloppenburg
Alexander Wolf
Marcel Philipp Held
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul (1) für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Das Lichtmodul (1) weist eine Lichtquelle (10) auf und eine im Strahlengang der Lichtquelle (10) nachgeordnete Optik (O) Durch eine Vielzahl von pixelweise und pixelindividuell ansteuerbaren Lichtabgabepixeln ist eine aus Lichtpixeln beziehungsweise Abbildungspixeln (AP) gebildete Abbildung (A) in der Umgebung erzeugbar.Die Erfindung schlägt vor, dass die Lichtabgabepixel Bestandteil der einen Lichtquelle (10) sind. Hierdurch lässt sich das Lichtmodul (1) sehr platzsparend und energieeffizient aufbauen.The invention relates to a light module (1) for a lighting device of a motor vehicle. The light module (1) has a light source (10) and an optic (O) arranged downstream in the beam path of the light source (10) The light output pixels are part of the one light source (10). This allows the light module (1) to be set up in a very space-saving and energy-efficient manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a light module for a lighting device of a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a lighting device for a motor vehicle.

Eine derartiges Lichtmodul ist aus der DE 10 2016 103 649 A1 bekannt geworden. Konkret wird darin ein Lichtmodul zur pixelweisen und pixelindividuell steuerbaren Lichtabstrahlung in die Umgebung der Beleuchtungseinrichtung vorgeschlagen. Hierdurch soll eine aus Lichtpixeln gebildete Abbildung erzeugt werden. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Lichtquelle und eine der Lichtquelle nachgeschaltete Lichtabgabeeinrichtung auf. Die Lichtabgabeeinrichtung kann als Lichtmanipulator ausgebildet sein, wie z. B. als DMD (DMD = Digital Micromirror Device) oder auch als LCD (LCD = Liquid Crystal Display). Im Fall eines DMD wird die Lichtabgabeeinrichtung von einer Lichtquelle, die als LED oder sonstige Lichtquelle ausgebildet sein kann, bestrahlt. Das DMD reflektiert dann das von der Lichtquelle darauf abgestrahlte Licht weiter, um die gewünschte Abbildung zu erzeugen. Auf Grund der Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Mikrospiegeln des DMD ist der pixelhafte Aufbau der Abbildung beliebig beeinflussbar. Durch eine der Lichtabgabeeinrichtung nachgeschaltete, verzeichnende Optik werden die Lichtpixel der erzeugten Abbildung gegenüber einem Lichtbild der Lichtabgabeeinrichtung (Ursprungslichtbild) in horizontaler und/oder vertikaler Raumrichtung verzerrt. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die Lichtintensität der erzeugten Abbildung in der Bildmitte zu erhöhen und auch in der Bildmitte im Vergleich zum Bildrand mehr einzelne Pixel pro Flächeneinheit zu erzeugen und individuell anzusteuern. Die Lichtabgabeeinrichtung kann auch mit eigener Lichtquelle ausgebildet sein und so beispielsweise als LED-Matrix, also als Matrix von vielen LEDs als Lichtquellen ausgebildet sein.Such a light module is from the DE 10 2016 103 649 A1 known. Specifically, a light module for pixel-wise and pixel-individually controllable light radiation into the surroundings of the lighting device is proposed. This is intended to produce an image formed from light pixels. The lighting device has a light source and a light emitting device connected downstream of the light source. The light emitting device can be designed as a light manipulator, such as. B. as DMD (DMD = Digital Micromirror Device) or as LCD (LCD = Liquid Crystal Display). In the case of a DMD, the light emitting device is irradiated by a light source, which can be designed as an LED or other light source. The DMD then continues to reflect the light emitted by the light source thereon to produce the desired image. Due to the multitude of individually controllable micromirrors of the DMD, the pixelated structure of the image can be influenced as desired. The optical pixels of the generated image are distorted in a horizontal and / or vertical spatial direction with respect to a light image of the light output device (original light image) by means of a registering optics downstream of the light output device. In this way it is possible to increase the light intensity of the generated image in the center of the image and also to generate and individually control more individual pixels per unit area in the center of the image compared to the edge of the image. The light emitting device can also be designed with its own light source and can thus be designed, for example, as an LED matrix, ie as a matrix of many LEDs as light sources.

In der US2015/0377442 A1 wird eine pixelweise Projektion mittels eines Kraftfahrzeugfrontscheinwerfers beschrieben. Licht einer LED-Lichtquelle wird über ein DMD sowie eine nachgeschaltete Optik in die Umgebung abgestrahlt. Durch die Optik soll ein breiter Ausleuchtungsbereich bei geringer Ausleuchtungshöhe erzeugt werden.In the US2015 / 0377442 A1 describes a pixel-by-pixel projection using a motor vehicle headlight. Light from an LED light source is emitted into the environment via a DMD and a downstream optic. The optics are intended to generate a wide illumination area with a low illumination height.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welches sehr kompakt aufgebaut werden kann und einen guten Wirkungsgrad aufweist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche kompakt aufgebaut ist und Lichtenergie effizient zur Verfügung stellen kann.The present invention is based on the object of providing a light module for a lighting device of a motor vehicle which can be constructed very compactly and has good efficiency. The invention is also based on the object of providing a lighting device for a motor vehicle which is of compact design and can efficiently provide light energy.

Die vorgenannten Aufgaben werden durch ein Lichtmodul mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils abhängigen Ansprüchen entnehmbar.The aforementioned objects are achieved by a light module with the features of claim 1 and a lighting device with the features of claim 7. Advantageous embodiments or further developments of the invention can be found in the respective dependent claims.

Die Erfindung geht zunächst aus von einem Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Das Lichtmodul weist eine Lichtquelle auf und eine im Strahlengang der Lichtquelle nachgeordnete Optik. Durch eine Vielzahl von pixelweise und pixelindividuell ansteuerbaren Lichtabgabepixeln ist eine aus Lichtpixeln bzw. Abbildungspixeln gebildete Abbildung in der Umgebung erzeugbar.The invention starts out from a light module for a lighting device of a motor vehicle. The light module has a light source and optics arranged downstream of the light source in the beam path. A large number of pixel-by-pixel and pixel-individually controllable light emitting pixels can be used to generate an image formed from light pixels or imaging pixels in the environment.

Die Erfindung schlägt nun vor, dass die Lichtabgabepixel Bestandteil der einen Lichtquelle sind.The invention now proposes that the light emission pixels are part of the one light source.

Hierdurch wird die Grundvoraussetzung für einen sehr kompakten Aufbau des Lichtmoduls gegeben. Auf einen aus dem Stand der Technik bekannten Lichtmanipulator bzw. Lichtmodulator, beispielsweise in Form eines DMD und der dann notwendigen, vorgeschalteten Beleuchtungsoptik mitsamt Lichtquelle kann verzichtet werden. Die Anzahl der Bauteile wird reduziert. Durch den Verzicht auch auf eine herkömmliche LED-Matrix mit einer Vielzahl von matrixartig angeordneten LEDs kann ebenfalls eine platzsparende, kompakte Lösung geschaffen werden.This provides the basic requirement for a very compact construction of the light module. A light manipulator or light modulator known from the prior art, for example in the form of a DMD and the then upstream lighting optics together with the light source, can be dispensed with. The number of components is reduced. By also dispensing with a conventional LED matrix with a large number of LEDs arranged in a matrix, a space-saving, compact solution can also be created.

Die Lichtquelle ist insbesondere ein monolithischer LED-Chip, der wenigstens mehrere hundert Lichtabgabepixel aufweist. Jeder Lichtabgabepixel ist vorzugsweise kleiner als 200 Mikrometer.The light source is in particular a monolithic LED chip which has at least several hundred light emission pixels. Each light emitting pixel is preferably less than 200 microns.

Die Lichtquelle kann beispielsweise im Umriss quadratisch sein und somit bauformbedingt in der unmittelbar durch sie erzeugbaren Abbildung ein Aspektverhältnis (Breite: Höhe) von 1:1 aufweisen. Es ist aber auch ein anderer Umriss der Lichtquelle denkbar, bei dem eine unmittelbar durch sie erzeugbare Abbildung ein Aspektverhältnis von 2:1 oder gar 3:1 aufweist.The light source can, for example, be square in outline and thus have an aspect ratio (width: height) of 1: 1 in the image that can be generated directly by it due to the shape of the building. However, another outline of the light source is also conceivable, in which an image that can be generated directly by it has an aspect ratio of 2: 1 or even 3: 1.

Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die der Lichtquelle nachgeschaltete Optik wenigstens eine erste Linse, eine zweite Linse und eine dritte Linse aufweist. Durch die erste Linse und die zweite Linse sind von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahlen bündelbar beziehungsweise werden gebündelt. Dies erfolgt, ohne ein durch den Umriss der Lichtquelle bedingtes, ursprüngliches Aspektverhältnis zu verhindern. Die zweite Linse trägt überdies noch zur Schärfe der erzeugten Abbildung bei. Durch die dritte Linse hingegen ist eine Ablenkung der Lichtstrahlen in der Weise möglich, dass das ursprüngliche Aspektverhältnis in der erzeugten Abbildung veränderbar beziehungsweise verändert ist.According to a first development of the invention, it is proposed that the optics downstream of the light source have at least a first lens, a second lens and a third lens. Light rays emerging from the light source can be bundled or are bundled by the first lens and the second lens. This is done without preventing an original aspect ratio due to the outline of the light source. The second lens also contributes to the sharpness of the image produced. The third lens, on the other hand, allows the light beams to be deflected in such a way that the original aspect ratio is changeable or changed in the generated image.

Auf diese Weise wird die Grundvoraussetzung dafür gebildet, dass das Lichtmodul auf effektive Weise zu einer gewünschten Lichtverteilung einer Beleuchtungsvorrichtung beitragen kann.In this way, the basic requirement is established for the light module to be able to contribute effectively to a desired light distribution of an illumination device.

Es ist also denkbar, dass durch die dritte Linse das ursprüngliche Aspektverhältnis vergrößert oder auch verkleinert wird.It is therefore conceivable that the original aspect ratio is enlarged or also reduced by the third lens.

Bei einer derartigen Ausbildung des Lichtmoduls ist es sehr zweckmäßig, wenn durch die dritte Linse das ursprüngliche Aspektverhältnis vergrößert wird bzw. vergrößerbar ist. Ist also das durch den Umriss der Lichtquelle bedingte Aspektverhältnis 1, so kann durch die dritte Linse das Aspektverhältnis beispielsweise auf den Wert 2 verdoppelt werden. Hierdurch kann eine durch das Lichtmodul erzeugte Abbildung auf einer gedachten Mess-Projektionsfläche deutlich verbreitert werden. Auf diese Weise werden insbesondere gute Voraussetzungen dafür geschaffen, um erforderliche Breiten für Abblendlichtverteilungen eines Abblendlichtes und/oder Fernlichtes erzielen zu können.With such a design of the light module, it is very expedient if the original aspect ratio is enlarged or can be enlarged by the third lens. So is the aspect ratio due to the outline of the light source 1 , the aspect ratio can, for example, be adjusted to the value through the third lens 2nd be doubled. In this way, an image generated by the light module can be significantly broadened on an imaginary measurement projection surface. In this way, in particular, good conditions are created in order to be able to achieve the required widths for low beam distributions of a low beam and / or high beam.

Um eine Vergrößerung des ursprünglichen Aspektverhältnisses effektiv und platzsparend realisieren zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass die erste Linse und die zweite Linse rotationssymmetrische Asphären sind und die dritte Linse eine nicht-rotationssymmetrische bikonisch-zernike Linse ist.In order to be able to realize an enlargement of the original aspect ratio effectively and in a space-saving manner, it is further proposed that the first lens and the second lens are rotationally symmetrical aspheres and the third lens is a non-rotationally symmetrical biconical-zernike lens.

Die dritte Linse ist also eine anamorphe Linse, welche das ursprüngliche Aspektverhältnis verändert, insbesondere vergrößert. Als anamorph wird eine Abbildung bezeichnet, welche in beiden orthogonalen Koordinatenrichtungen der Abbildung unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ausweist und so beispielsweise ein quadratisches Objekt rechteckig abbildet.The third lens is therefore an anamorphic lens, which changes the original aspect ratio, in particular enlarges it. An image is referred to as anamorphic, which shows different image scales in both orthogonal coordinate directions of the image and thus, for example, images a square object in a rectangular manner.

Um den Bauraum des Lichtmoduls gering halten zu können, wird die erste Linse in einem Abstand von der Lichtquelle angeordnet, der geringe als 3 Millimeter ist, vorzugsweise geringer als 2 Millimeter.In order to be able to keep the installation space of the light module small, the first lens is arranged at a distance from the light source that is less than 3 millimeters, preferably less than 2 millimeters.

Um einen hohen Wirkungsgrad und hohe Kontraste über den gesamten Flächenbereich der erzeugten Abbildung zu erreichen, wird vorgeschlagen, die erste Linse und die zweite Linse jeweils mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung im sichtbaren Wellenbereich des Lichtes, also für eine Wellenlänge von etwa 380 bis 780 Nanometer wirksam, zu versehen. Auf diese Weise können Fresnel-Reflexionen auf ein Minimum reduziert werden.In order to achieve high efficiency and high contrasts over the entire surface area of the image produced, it is proposed that the first lens and the second lens each be effective with an anti-reflection coating in the visible wave range of the light, that is to say for a wavelength of approximately 380 to 780 nanometers , to provide. In this way, Fresnel reflections can be reduced to a minimum.

Es ist aber auch denkbar und kann für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig sein, wenn die der Lichtquelle nachgeschaltete Optik nur die besagte erste und die besagte zweite Linse aufweist, wobei also auf die besagte dritte Linse verzichtet wird. Dies kann bspw. dann sinnvoll sein, wenn das Lichtmodul zusammen mit anderen, nicht baugleichen Lichtmodulen verbaut wird und keine Änderung des Aspektverhältnisses herbeiführen soll.However, it is also conceivable and can be expedient for certain applications if the optics connected downstream of the light source have only said first and second lenses, so that said third lens is dispensed with. This can be useful, for example, if the light module is installed together with other, not structurally identical light modules and is not intended to change the aspect ratio.

Wie eingangs erwähnt, soll mit der Erfindung auch eine effektive Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden. Um eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, welche auf platzsparende und energieeffiziente Weise die flexible Erzeugung einer Gesamtlichtverteilung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass eine solche Beleuchtungsvorrichtung wenigstens zwei erfindungsgemäße Lichtmodule aufweist. Dabei sind die Lichtmodule in der Beleuchtungsvorrichtung derart angeordnet und ausgerichtet, dass sich die von ihnen erzeugbaren oder erzeugten Abbildungen zumindest bereichsweise überdecken.
Im Übrigen sollen die erzeugten Abbildungen in den Verkehrsraum nahezu scharf erfolgen. Eine definierte, allenfalls geringfügige Unschärfe kann vorgesehen sein, um die Sichtbarkeit zwischen eventuell vorhandenen Lücken zwischen den einzelnen Lichtmodulen in erzeugten Gesamt-Abbildungen zu verringern.
As mentioned at the beginning, the invention is also intended to provide an effective lighting device. In order to provide a lighting device which enables the flexible generation of an overall light distribution in a space-saving and energy-efficient manner, it is proposed that such a lighting device has at least two light modules according to the invention. The light modules in the lighting device are arranged and aligned in such a way that the images that can be generated or generated overlap at least in regions.
In addition, the images generated should be almost sharp in the traffic area. A defined, possibly slight blur can be provided in order to reduce the visibility between any gaps between the individual light modules in the overall images generated.

Um den Aufwand in der Entwicklung gering zu halten und einen möglichst hohen Anteil an Gleichteilen realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die in der Beleuchtungsvorrichtung verwendeten Lichtmodule baugleich sind.In order to keep the development effort low and to be able to realize the highest possible proportion of identical parts, it is proposed that the light modules used in the lighting device be of identical construction.

Eine bereichsweise Überdeckung beziehungsweise Überlagerung der erzeugten oder erzeugbaren Abbildungen der wenigstens zwei Lichtmodule kann auf einfache Weise dadurch realisiert werden, indem die Lichtmodule in der Beleuchtungsvorrichtung gegeneinander translatorisch versetzt sind. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Lichtmodule mit einer Achse ihrer Haupt-Lichtabstrahlrichtung in einem Winkel gegeneinander verkippt sind. Der translatorische Versatz beziehungsweise die Verkippung erfolgt insbesondere in horizontaler Richtung, um eine gewünschte Breite der Gesamtlichtverteilung leicht realisieren zu können.A region-wise covering or overlaying of the generated or producible images of the at least two light modules can be realized in a simple manner by translating the light modules in the lighting device. Alternatively or additionally, it is conceivable that the light modules are tilted at an angle to one another with an axis of their main light emission direction. The translational offset or the tilting takes place in particular in the horizontal direction in order to be able to easily implement a desired width of the total light distribution.

Es hat sich gezeigt, dass eine gewünschte Gesamtlichtverteilung besonders effizient dann realisiert werden kann, wenn in der Beleuchtungsvorrichtung drei erfindungsgemäße Lichtmodule vorhanden sind.It has been shown that a desired total light distribution can be implemented particularly efficiently if three light modules according to the invention are present in the lighting device.

Dabei kann eine Gesamtlichtverteilung, die die Lichtfunktionen eines Fernlichts und eines Abblendlichts erfüllt, besonders gut realisiert werden, wenn durch jedes der Lichtmodule auf einer gedachten Mess-Projektionsfläche eine Abbildung erzeugbar ist oder erzeugt wird, welche eine Flächenerstreckung in Höhe von etwa 20 Grad in Horizontalrichtung und in Höhe von etwa 10 Grad in Vertikalrichtung aufweist.A total light distribution that fulfills the light functions of a high beam and a low beam can be implemented particularly well if each of the light modules provides an image on an imaginary measurement projection surface is or can be generated which has a surface extension of approximately 20 degrees in the horizontal direction and approximately 10 degrees in the vertical direction.

Bei einer derartigen Ausbildung hat sich gezeigt, dass unter Wahrung des Gleichteilekonzepts eine optimale Gesamtlichtverteilung erzeugbar ist, wenn die Lichtmodule in einem Winkel von 5 Grad gegeneinander verkippt sind. Auf diese Weise ist auf einer gedachten Mess-Projektionsfläche durch die drei Lichtmodule eine Abbildung mit einer Gesamtlichtverteilung realisierbar, welche sich mit ihrer Flächenerstreckung in einem Winkelbereich von etwa 30 Grad in der Horizontalen und etwa 10 Grad in der Vertikalen erstreckt. Damit kann ein üblicher, auszuleuchtender Winkelbereich gut abgedeckt werden.With such a design, it has been shown that, while maintaining the same parts concept, an optimal total light distribution can be generated if the light modules are tilted at an angle of 5 degrees to one another. In this way, an image with a total light distribution can be realized on an imaginary measurement projection surface by the three light modules, which extends with its surface extension in an angular range of approximately 30 degrees horizontally and approximately 10 degrees vertically. A common angular range to be illuminated can thus be covered well.

Von großer Bedeutung ist auch die Auflösung der pixelbasierten Abbildung im zentralen Bereich, welche aus der Überlagerung der Abbildungen der einzelnen Lichtmodule erzeugt werden kann. Hier lässt sich die Auflösung dadurch spürbar erhöhen, indem jede erzeugbare oder erzeugte Abbildung Abbildungspixel aufweist und die Lichtmodule wenigstens in einer Richtung (also horizontal und/oder vertikal) derart gegeneinander translatorisch versetzt oder in einem Winkel verkippt sind, dass die Abbildungspixel der überlagerten Abbildungen nicht direkt übereinander liegen. Vielmehr werden die überlagerten Abbildungen in ihrer Pixelbreite und/oder Pixelhöhe versetzt zueinander abgebildet. Der Versatz der Abbildungen kann beispielsweise die halbe Pixelbreite und/oder Pixelhöhe betragen. Dies führt immerhin schon zu einer Verdoppelung der Auflösung im besagten Bereich.Also of great importance is the resolution of the pixel-based image in the central area, which can be generated by superimposing the images of the individual light modules. Here, the resolution can be noticeably increased by the fact that each image that can be generated or generated has imaging pixels and the light modules are at least in one direction (i.e. horizontally and / or vertically) offset from one another in such a way that the imaging pixels of the superimposed images are not tilted lie directly on top of each other. Rather, the overlaid images are displayed offset from one another in terms of their pixel width and / or pixel height. The offset of the images can be, for example, half the pixel width and / or pixel height. After all, this leads to a doubling of the resolution in said area.

Schließlich soll mit der Erfindung auch ein Kraftfahrzeug unter Schutz gestellt werden, welches mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Lichtmodul oder mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgestattet ist.Finally, the invention is also intended to provide protection for a motor vehicle which is equipped with at least one light module according to the invention or with at least one lighting device according to the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden 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. Die Figuren sind nicht oder zumindest nicht immer maßstabsgetreu. In manchen Figuren können Proportionen oder Abstände übertrieben dargestellt sein, um Merkmale eines Ausführungsbeispiels deutlicher hervorheben zu können.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail with reference to the figures in the following description. This also makes further advantages of the invention clear. The same reference numerals, also in different figures, refer to the same, comparable or functionally identical components. Corresponding or comparable properties and advantages are achieved, even if there is no repeated description or reference to them. The figures are not, or at least not always, to scale. In some figures, proportions or distances can be exaggerated in order to be able to emphasize features of an exemplary embodiment more clearly.

Es zeigen, jeweils schematisch

  • 1 die Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls von oben,
  • 2 die Darstellung des Lichtmoduls von der Seite, gemäß Ansicht II aus 1,
  • 3 die Darstellung der Lichtquelle des Lichtmoduls gemäß Ansicht III aus 1,
  • 4 die Darstellung einer erzeugbaren Abbildung durch ein erfindungsgemäßes Lichtmodul auf einer gedachten Mess-Projektionsfläche gemäß Ansicht IV aus 1,
  • 5 die Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung, welche mehrere erfindungsgemäße und darüber hinaus baugleiche Lichtmodule aufweist,
  • 6 die Darstellungen unterschiedlich erzeugbarer Lichtverteilungen bei Verwendung von drei erfindungsgemäßen Lichtmodulen in einer Beleuchtungsvorrichtung,
  • 7 die Darstellung unterschiedlicher Ausprägungen der Beleuchtungsvorrichtung, mit denen die Lichtverteilungen gemäß 6 realisiert werden können,
  • 8 die Darstellung von Teilbereichen der überlagerten Abbildungen auf Pixelebene, ohne Versatz,
  • 9 die Darstellung der überlagerten Abbildungen auf Pixelebene, mit Versatz und
  • 10 die Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßen Lichtmodulen beziehungsweise erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen.
It shows, each schematically
  • 1 the representation of a light module according to the invention from above,
  • 2nd the view of the light module from the side, according to the view II out 1 ,
  • 3rd the representation of the light source of the light module according to the view III out 1 ,
  • 4th the representation of a producible image by a light module according to the invention on an imaginary measurement projection surface according to the view IV out 1 ,
  • 5 the representation of a lighting device which has a plurality of light modules according to the invention and moreover of identical construction,
  • 6 the representations of differently generated light distributions when using three light modules according to the invention in an illumination device,
  • 7 the representation of different forms of the lighting device with which the light distributions according 6 can be realized
  • 8th the representation of partial areas of the superimposed images on pixel level, without offset,
  • 9 the representation of the superimposed images on pixel level, with offset and
  • 10th the representation of a motor vehicle with light modules according to the invention or lighting devices according to the invention.

Zunächst wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen. In diesen Figuren ist ein Lichtmodul 1 ersichtlich, welches eine Lichtquelle 10 aufweist. Der Lichtquelle 10 ist im angedeuteten Strahlengang von Lichtstrahlen L eine Optik O nachgeschaltet.First, the 1 to 3rd Referred. In these figures there is a light module 1 apparent which is a light source 10th having. The light source 10th is in the indicated ray path of light rays L an optic O downstream.

Die Lichtquelle 10 ist insbesondere als monolithischer LED-Chip ausgebildet, in den auf nicht näher dargestellte Art und Weis eine Vielzahl von Lichtabgabepixeln 11 eingebracht ist. Die Anzahl der Lichtabgabepixel 11 beträgt wenigstens mehrere hundert, beispielsweise 1000 oder auch mehr (nicht realistisch dargestellt). Jeder Lichtabgabepixel 11 ist quadratisch ausgebildet und weist eine Kantenlänge auf, die vorzugsweise kleiner als 200 Mikrometer ist. Jedes der Lichtabgabepixel 11 ist überdies durch eine nicht näher dargestellte, separate Steuereinrichtung individuell ansteuerbar, auch hinsichtlich der Lichtintensität und der Lichtfarbe des abstrahlbaren Lichts.The light source 10th is designed in particular as a monolithic LED chip, in a variety of light-emitting pixels in a manner not shown 11 is introduced. The number of light output pixels 11 is at least several hundred, for example 1000 or more (not shown realistically). Each light emitting pixel 11 is square and has an edge length that is preferably less than 200 microns. Each of the light emitting pixels 11 can also be individually controlled by a separate control device, not shown, also with regard to the light intensity and the light color of the emittable light.

Die Lichtquelle 10, also der monolithische LED-Chip ist ebenfalls in seinem Umriss quadratisch ausgebildet, mit einer Kantenlänge k. Das durch den Umriss der Lichtquelle 10 bedingte (ursprüngliche) Aspektverhältnis einer unverzerrten Abbildung würde also 1 betragen.The light source 10th , ie the monolithic LED chip is also square in shape with an edge length k . That through the outline of the light source 10th conditional (original) Aspect ratio of an undistorted image would therefore be 1.

Wie ferner ersichtlich ist, besteht die der Lichtquelle 10 nachgeordnete Optik O aus einer ersten Linse 20, einer zweiten Linse 30 und einer dritten Linse 40. Sowohl die erste Linse 20 als auch die zweite Linse 30 sind als plankonvexe Sammellinsen ausgebildet. Insbesondere sind die Linsen 20, 30 als rotationssymmetrische Asphären ausgebildet.As can also be seen, there is that of the light source 10th subordinate optics O from a first lens 20th , a second lens 30th and a third lens 40 . Both the first lens 20th as well as the second lens 30th are designed as plano-convex converging lenses. In particular, the lenses 20th , 30th designed as rotationally symmetrical aspheres.

Von der Lichtquelle 10 emittierte Lichtstrahlen L werden von der ersten Linse 20 aufgefangen und auf einen kleineren Winkel gebündelt. Um den Bauraum für das Lichtmodul gering halten zu können, ist ein sehr kleiner Abstand e zwischen der Lichtquelle 10 und der ersten Linse 20 eingehalten. Der Abstand e liegt im Ausführungsbeispiel bei etwa 2 Millimeter oder darunter. Als Material für die Linse 20 wird auf Grund der starken thermischen Belastung Glas (z. B. N-BK7) vorgeschlagen.From the light source 10th emitted light rays L are from the first lens 20th caught and bundled to a smaller angle. In order to keep the space for the light module small, there is a very small distance e between the light source 10th and the first lens 20th adhered to. The distance e is about 2 millimeters or less in the exemplary embodiment. As a material for the lens 20th glass (e.g. N-BK7) is suggested due to the high thermal load.

Die zweite Linse 30 bündelt die Lichtstrahlen L weiter, ohne das ursprüngliche Aspektverhältnis zu verändern. Sie dient zusätzlich auch zur Bildung der Schärfe in der erzeugbaren Abbildung. Als Material kann ebenfalls Glas, beispielsweise Kronglas verwendet werden. Es ist aber auch die Verwendung von transparenten, thermoplastischen Kunststoffen (beispielsweise PMMA) denkbar.The second lens 30th bundles the light rays L without changing the original aspect ratio. It also serves to create sharpness in the image that can be generated. Glass, for example crown glass, can also be used as the material. However, the use of transparent, thermoplastic materials (for example PMMA) is also conceivable.

Die dritte Linse 40 ist eine anamorphe Linse. Sie ändert das Aspektverhältnis einer auf eine gedachte Mess-Projektionsfläche P projizierten, durch Abbildungspixel AP gebildeten Abbildung A. Insbesondere ist die Linse 40 eine nicht-rotationssymmetrische, bikonisch-zernike Linse. Dies wird aus der Gegenüberstellung der 1 und 2 deutlich. Für die Linse 40 kommen dieselben Materialien wie bei der Linse 30 infrage.The third lens 40 is an anamorphic lens. It changes the aspect ratio of an imaginary measurement projection surface P projected, through imaging pixels AP formed image A. In particular, the lens 40 a non-rotationally symmetrical, biconical-zernike lens. This is from the comparison of the 1 and 2nd clear. For the lens 40 come from the same materials as the lens 30th questionable.

Schließlich soll noch darauf hingewiesen werden, dass die Linsen 20 und 30 an ihrer Lichtaustrittsseite mit einer Beschichtung S versehen sind, die antireflektiv wirkt. Insbesondere wirkt die Beschichtung S antireflektiv im sichtbaren Wellenbereich des Lichts (etwa zwischen 380 Nanometer bis 780 Nanometer).Finally, it should be noted that the lenses 20th and 30th on their light exit side with a coating S are provided, which has an anti-reflective effect. The coating acts in particular S antireflective in the visible wave range of light (approximately between 380 nanometers to 780 nanometers).

Aus der 4 ist die Ansicht der auf der Mess-Projektionsfläche P erzeugbaren beziehungsweise erzeugten Abbildung A in einer Draufsicht auf die Mess-Projektionsfläche P dargestellt.From the 4th is the view of the on the measurement projection surface P Generatable or generated image A in a plan view of the measurement projection surface P shown.

Daran ist erkennbar, dass die Abbildung A aus Abbildungspixeln AP besteht. Jedes Abbildungspixel AP wird durch einen Lichtabgabepixel 11 der Lichtquelle 10 erzeugt bzw. ist durch einen solchen erzeugbar. Somit weist die Abbildung A ebenfalls eine Vielzahl von Abbildungspixeln AP auf, die maximal der Anzahl der Lichtabgabepixel 11 entsprechen kann (nicht realitätsgetreu dargestellt). Die Abbildung A weist eine Flächenerstreckung c in einer Horizontalrichtung H und eine Flächenerstreckung d in Vertikalrichtung V auf. Insbesondere ist die Flächenerstreckung c doppelt so groß wie die Flächenerstreckung d. Hierdurch soll deutlich gemacht werden, dass auf Grund der anamorphen Linse 40 das ursprüngliche Aspektverhältnis auch auf Pixelebene verdoppelt wurde. Das Aspektverhältnis der Abbildung A insgesamt beträgt somit 2. Mittels des Lichtmoduls 1 ist insbesondere eine Abbildung A erzeugbar, welche in Horizontalrichtung H eine Flächenerstreckung von insgesamt etwa 20 Grad und in Vertikalrichtung V eine Flächenerstreckung von insgesamt etwa 10 Grad aufweist. Auf Grund dieser Ausgestaltung bietet das Lichtmodul 1 eine hervorragende Grundlage, um in der Kraftfahrzeugtechnik gewünschte Lichtverteilungen realisieren zu können.This shows that the image A consists of image pixels AP consists. Each picture pixel AP is represented by a light emission pixel 11 the light source 10th generated or can be generated by such. Thus, the image A also has a large number of image pixels AP on, the maximum of the number of light emitting pixels 11 can correspond (not represented realistically). Figure A shows an area extension c in a horizontal direction H and an area extension d in the vertical direction V on. In particular, the area extension c twice the area d . This should make it clear that due to the anamorphic lens 40 the original aspect ratio has also been doubled at the pixel level. The overall aspect ratio of Figure A is 2. Using the light module 1 in particular an image A can be generated, which is in the horizontal direction H a total surface area of approximately 20 degrees and in the vertical direction V has a total area extension of approximately 10 degrees. Due to this configuration, the light module offers 1 an excellent basis for realizing the desired light distribution in automotive technology.

Dies ist auf besonders leichte und kostengünstige Weise möglich, wenn in einer Beleuchtungsvorrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug mehrere, insbesondere drei erfindungsgemäße Lichtmodule 1 verbaut sind (vergleiche 5).This is possible in a particularly easy and inexpensive way if in a lighting device 100 for a motor vehicle several, in particular three, light modules according to the invention 1 are installed (compare 5 ).

Die in der Beleuchtungsvorrichtung 100 verbauten Lichtmodule 1 sind vorzugsweise baugleich. Jedes der Lichtmodule 1 kann somit eine Abbildung A erzeugen, welche eine gegenüber dem ursprünglichen Aspektverhältnis verdoppeltes Aspektverhältnis aufweist (vergleiche 4).The one in the lighting fixture 100 built-in light modules 1 are preferably identical. Each of the light modules 1 can thus generate an image A which has an aspect ratio which is doubled compared to the original aspect ratio (cf. 4th ).

Wie aus der Figur, welche die Beleuchtungsvorrichtung 100 in einer gedachten Montageposition von oben zeigt, deutlich wird, sind die einzelnen Lichtmodule 1 in horizontaler Richtung gegeneinander translatorisch versetzt und gleichzeitig in horizontaler Richtung in einem Winkel α gegeneinander verkippt. Insbesondere sind die Lichtmodule 1 mit einer Achse 12 ihrer Haupt-Lichtabstrahlung um den genannten Winkel α gegeneinander verkippt.As from the figure showing the lighting device 100 in an imaginary installation position from above, the individual light modules are clear 1 offset translationally from each other in the horizontal direction and at the same time at an angle in the horizontal direction α tilted against each other. In particular, the light modules 1 with one axis 12th their main light emission by the named angle α tilted against each other.

Bei der genannten Ausführungsform mit drei verbauten, baugleichen Lichtmodulen 1 hat sich ein Winkel α von etwa 5 Grad als besonders zweckmäßig erwiesen.In the aforementioned embodiment with three built-in, structurally identical light modules 1 has an angle α of about 5 degrees proved to be particularly useful.

Anhand der 6 soll nun dargestellt werden, welche unterschiedlichen Lichtverteilungen mit einer Beleuchtungseinrichtung realisierbar sind, in der drei erfindungsgemäße Lichtmodule 1 verbaut sind.Based on 6 It is now to be shown which different light distributions can be realized with an illumination device in which three light modules according to the invention 1 are installed.

So zeigt die 6a eine Lichtverteilung LV1, wie sie mit einer Beleuchtungsvorrichtung 100 gemäß 5 realisierbar ist. Konkret werden durch das in der Mitte angeordnete Lichtmodul 1 eine mittlere Abbildung A1 und durch die beiden äußeren Lichtmodule 1 die beiden Abbildungen A2 und A3 auf der gedachten Mess-Projektionsfläche P erzeugt. Dabei werden die Abbildungen A1 bis A3 zum Teil gegenseitig überlagert bzw. überlappt. Konkret führt die gegenseitige Verkippung der Lichtmodule 1 im Winkel α (etwa 5°) zu einem horizontalen Winkelversatz der Abbildungen A1 bis A3 zueinander auf der Mess-Projektionsfläche P in einem Winkel β, der jeweils in etwa 5 Grad beträgt.So it shows 6a a light distribution LV1 as with a lighting fixture 100 according to 5 is feasible. Specifically, the light module arranged in the middle 1 a middle figure A1 and through the two outer light modules 1 the two figures A2 and A3 on the imaginary measurement projection surface P generated. Here Figures A1 to A3 are partially overlaid or overlapped. Specifically, the mutual tilting of the light modules leads 1 at an angle α (about 5 °) to a horizontal angular offset of the figures A1 to A3 to each other on the measurement projection surface P at an angle β , which is approximately 5 degrees each.

Auf Grund des Winkels β und der nur teilweise Überlagerung der Abbildungen A1 bis A3 weist die Lichtverteilung LV1 unterschiedliche Lichtintensitätsbereiche B1 bis B3 auf.Because of the angle β and the only partial overlay of Figures A1 to A3 shows the light distribution LV1 different light intensity ranges B1 to B3 on.

So wird im mittleren Bereich der Lichtverteilung LV1 ein Lichtintensitätsbereich B1 mit maximaler Lichtintensität geschaffen. Im Lichtintensitätsbereich B1 sind alle Abbildungen A1 bis A3 miteinander überlagert. Neben dem Lichtintensitätsbereich B1 befinden sich Bereiche, in denen zwei Abbildungen (A1 mit A2 beziehungsweise A1 mit A3) miteinander überlagert sind. Dies führt zu Lichtintensitätsbereichen B2 mit mittlerer Lichtintensität. Schließlich befinden sich ganz außen Bereiche der Abbildungen, in denen keine Überlagerung mehr stattfindet und die durch die Abbildung A2 beziehungsweise durch die Abbildung A3 gebildet werden. Hier entstehen Lichtintensitätsbereiche B3 mit der geringsten Lichtintensität.This is in the middle of the light distribution LV1 a light intensity range B1 created with maximum light intensity. In the light intensity range B1 all figures A1 to A3 are superimposed. In addition to the light intensity range B1 there are areas in which two figures (A1 with A2 respectively A1 With A3 ) are superimposed on one another. This leads to light intensity ranges B2 with medium light intensity. Finally, there are areas on the very outside of the images in which there is no longer any superimposition and which are formed by the illustration A2 or by the illustration A3. Here light intensity areas arise B3 with the lowest light intensity.

Durch die Ausbildung der Beleuchtungsvorrichtung 100 gemäß 5 und die damit verbundene Überlappung und weitere horizontale Aufweitung der erzeugbaren Gesamtlichtverteilung LV1 kann in horizontaler Richtung H ein Winkelbereich von etwa 30 Grad auf der Mess-Projektionsfläche P abgedeckt werden. In vertikaler Richtung V bleibt die Flächenerstreckung nahezu unverändert bei etwa 10 Grad. Es wird also ein Gesamt-Aspektverhältnis von 3 zu 1 realisiert. Ein Winkelversatz der einzelnen Abbildungen A1 bis A3 gegeneinander liegt bei einem Winkel β von etwa 5 Grad.By designing the lighting device 100 according to 5 and the associated overlap and further horizontal expansion of the total light distribution that can be generated LV1 can in the horizontal direction H an angular range of approximately 30 degrees on the measurement projection surface P be covered. In the vertical direction V the area extension remains almost unchanged at about 10 degrees. A total aspect ratio of 3 to 1 is therefore realized. An angular offset of the individual figures A1 to A3 is at an angle β of about 5 degrees.

Mit dem Konzept der Verwendung von mehreren, insbesondere drei Lichtmodulen 1 in einer Beleuchtungsvorrichtung kann man unterschiedlichste Lichtverteilungen realisieren. Hierzu muss man jedoch unter Umständen von einem gewollten Gleichteilekonzept Abkehr nehmen.With the concept of using several, especially three, light modules 1 A wide variety of light distributions can be realized in a lighting device. To do this, however, you may have to turn away from a desired common parts concept.

So ist in 6b dargestellt, dass die Lichtverteilung LV1 auch mit drei unterschiedlich aufgebauten Lichtmodulen 1 realisiert werden kann. So beruhen die Abbildungen A1 bis A3 in der 6b auf drei Lichtmodulen 1, die nicht gegeneinander versetzt oder verkippt sind. Vielmehr weist jedes Lichtmodul 1 eine unterschiedlich ausgestaltete, dritte Linse 40 auf, die zu unterschiedlichen Öffnungswinkeln beziehungsweise zu einer unterschiedlichen Breite der erzeugten Abbildung führt. So ist mit einem ersten Lichtmodul 1 eine Abbildung A1 mit einer Flächenerstreckung in Horizontalrichtung H in Höhe von etwa 30 Grad mal 10 Grad (Aspektverhältnis 3 zu 1), mit einem zweiten Lichtmodul 1 eine Abbildung A2 mit einer Flächenerstreckung in Höhe von etwa 20 Grad mal 10 Grad (Aspektverhältnis 2 zu 1) und mit einem dritten Lichtmodul 1 eine Abbildung A3 mit einer Flächenerstreckung in Höhe von 10 Grad mal 10 Grad (Aspektverhältnis 1) erzielbar.So is in 6b shown that the light distribution LV1 also with three differently constructed light modules 1 can be realized. Figures A1 to A3 are based on the 6b on three light modules 1 that are not offset or tilted against each other. Rather, each light module points 1 a differently designed third lens 40 on, which leads to different opening angles or to a different width of the generated image. So with a first light module 1 an illustration A1 with a surface extension in the horizontal direction H approximately 30 degrees by 10 degrees (aspect ratio 3rd to 1 ), with a second light module 1 an image A2 with an area extension of approximately 20 degrees by 10 degrees (aspect ratio 2nd to 1 ) and with a third light module 1 an illustration A3 with an area extension of 10 degrees by 10 degrees (aspect ratio 1 ) achievable.

Obwohl sich die Lichtverteilungen LV1 und die damit verbundenen, erzielbaren Lichtintensitätsbereiche B1 bis B3 in den 6a und 6b gleichen, ist der Entwicklungs- und Fertigungsaufwand für das Ausführungsbeispiel gemäß 6a deutlich geringer, da hier nur baugleiche Lichtmodule 1 verwendet werden.Although the light distributions LV1 and the associated achievable light intensity ranges B1 to B3 in the 6a and 6b same, is the development and manufacturing effort for the embodiment according to 6a significantly lower, since here only identical light modules 1 be used.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 6b weist das die Abbildung A3 erzeugende Lichtmodul 1 keine anamorphe, also verzerrende Linse 40 auf. Es sind lediglich die Linsen 20 und 30 als nachgeschaltete Optik vorhandenIn the embodiment according to 6b shows the light module generating Figure A3 1 no anamorphic, so distorting lens 40 on. It's just the lenses 20th and 30th available as a downstream optic

In den 6c bis 6f sind noch weitere Ausführungsbeispiele aufgezeigt, in denen Lichtverteilungen LV2 bis LV5 durch die Verwendung von drei Lichtmodulen 1 in einer Beleuchtungsvorrichtung erzielbar sind.In the 6c to 6f further exemplary embodiments are shown in which light distributions LV2 to LV5 through the use of three light modules 1 can be achieved in a lighting device.

Gesondert erwähnt werden soll noch 6c, bei der ebenfalls drei baugleiche Lichtmodule 1 in einer Beleuchtungsvorrichtung verbaut sind. Im Unterschied zur 6a ist hierbei eine gegenseitige Verkippung der Lichtmodule 1 in einem Winkel α von etwa 6 Grad vorhanden, was mit einem gegenseitigen Versatz der Abbildungen auf der Mess-Projektionsfläche P in einem Winkel β von ebenfalls etwa 6 Grad einhergeht.To be mentioned separately 6c , which also has three identical light modules 1 are installed in a lighting device. In contrast to 6a is a mutual tilting of the light modules 1 at an angle α of approximately 6 degrees, which results in a mutual offset of the images on the measurement projection surface P at an angle β of about 6 degrees.

Wie ersichtlich, ist mit allen Lichtverteilungen LV1 bis LV5 eine Aufteilung beziehungsweise Unterteilung in die unterschiedlichen Lichtintensitätsbereiche B1 bis B3 möglich.As can be seen, with all light distributions LV1 to LV5 a division or subdivision into the different light intensity ranges B1 to B3 possible.

Anhand von 7 ist noch einmal für jede der Lichtverteilungen LV1 bis LV5 dargestellt, dass jede Lichtverteilung wenigstens durch zwei unterschiedliche Ausprägungen a oder b realisiert werden kann. Während die Ausprägung a bei den Lichtverteilungen LV1 und LV2 durch ein striktes Gleichteilekonzept mit zueinander verkippten und/oder versetzten Lichtmodulen 1 realisiert wird, kann die gleiche Lichtverteilung nach einer zweiten Ausprägung b ohne Verkippung oder gegenseitige Versetzung lediglich durch Verwendung unterschiedlicher, der Lichtquelle 10 nachgeschalteten Optiken erzielt werden.Based on 7 is once again for each of the light distributions LV1 to LV5 shown that each light distribution by at least two different forms a or b can be realized. While the expression a in the light distributions LV1 and LV2 through a strict common parts concept with tilted and / or offset light modules 1 is realized, the same light distribution can be realized after a second version b without tilting or mutual displacement, simply by using different light sources 10th downstream optics can be achieved.

Anhand der 8 und 9 wird erläutert, wie die Überlappung der Abbildungen auf Pixelebene gestaltet werden kann.Based on 8th and 9 explains how to overlap the images at the pixel level.

So ist denkbar, dass zwei Abbildungen A1 und A2 auf der Ebene von ihren Abbildungspixeln AP (vergleiche A1' und A2') derart überlagert werden können, dass sich die Pixel AP der überlagerten Abbildungen A1, A2 ebenfalls exakt überlagern. Mit h1 ist eine Pixelhöhe und mit b1 eine Pixelbreite beziffert. It is conceivable that two images A1 and A2 are on the plane of their image pixels AP (compare A1 ' and A2 ') can be superimposed in such a way that the pixels AP of the superimposed figures A1, A2 also exactly overlay. With h1 is a pixel height and with b1 numbered a pixel width.

In der 9 wird deutlich, welcher Effekt erzielbar ist, wenn mehrere Abbildungen (beispielsweise A1 und A2) auf Pixelebene derart überlagert werden, dass sich ein Versatz VS in Richtung der Pixelbreite b1 ergibt, welcher beispielsweise der halben Pixelbreite b1 entsprechen kann. Dies führt nämlich dazu, dass sich auf der Ebene der Abbildungspixel AP die Auflösung in dem überlappten Bereich verdoppelt.In the 9 it becomes clear what effect can be achieved if several images (e.g. A1 and A2 ) are superimposed on the pixel level in such a way that there is an offset VS towards the pixel width b1 which is, for example, half the pixel width b1 can correspond. This leads to the fact that at the level of the imaging pixels AP the resolution in the overlapped area doubled.

Schließlich ist in 10 ein Kraftfahrzeug K ersichtlich, welches mit Scheinwerfern 2 ausgestattet ist. In den Scheinwerfern 2 ist jeweils eine Beleuchtungsvorrichtung 100 verbaut, im Ausführungsbeispiel mit drei baugleichen Lichtmodulen 1. Die Beleuchtungsvorrichtungen 100 sind über ein Bussystem C (CAN-Bus) mit einer übergeordneten Auswerte- und Steuereinrichtung 5 verbunden. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 5 steuert die Beleuchtungsvorrichtungen 100 in Abhängigkeit von Signalen an, die sie von Sensoren 3 (beispielsweise Lichtsensoren, Umfeldkameras) oder auch von Bedienschaltern 4 erhält.Finally in 10th a motor vehicle K visible, which with headlights 2nd Is provided. In the headlights 2nd is a lighting device 100 installed, in the embodiment with three structurally identical light modules 1 . The lighting fixtures 100 are via a bus system C. (CAN bus) with a higher-level evaluation and control device 5 connected. The evaluation and control device 5 controls the lighting devices 100 depending on signals from sensors 3rd (for example light sensors, environment cameras) or also from operating switches 4th receives.

So ist beispielsweise denkbar, dass durch die Sensoren 3 ein entgegenkommendes Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) detektiert wird und in dessen Abhängigkeit die Beleuchtungsvorrichtungen 100 pixelweise derart angesteuert werden, dass das entgegenkommende Kraftfahrzeug nicht geblendet wird.For example, it is conceivable that the sensors 3rd an oncoming motor vehicle (not shown) is detected and the lighting devices as a function thereof 100 can be controlled pixel by pixel in such a way that the oncoming motor vehicle is not dazzled.

BezugszeichenlisteReference list

11
LichtmodulLight module
22nd
ScheinwerferHeadlights
33rd
SensorenSensors
44th
Schaltercounter
55
Auswerte- und SteuereinrichtungEvaluation and control device
1010th
LichtquelleLight source
1111
LichtabgabepixelLight emission pixels
1212th
Achse der Haupt-LichtabstrahlrichtungAxis of the main direction of light emission
2020th
erste Linsefirst lens
3030th
zweite Linsesecond lens
4040
dritte Linsethird lens
100100
Beleuchtungsvorrichtung Lighting device
aa
erste Ausprägungfirst expression
bb
zweite Ausprägungsecond expression
AA
AbbildungIllustration
A1-A3A1-A3
AbbildungenIllustrations
A1', A2'A1 ', A2'
Teile von Abbildungen auf PixelebeneParts of pixel-level images
APAP
AbbildungspixelImaging pixels
b1b1
PixelbreitePixel width
B1-B3B1-B3
LichtintensitätsbereicheLight intensity ranges
cc
Flächenerstreckung in HorizontalrichtungHorizontal surface extension
CC.
Bussystem, CAN-BusBus system, CAN bus
dd
Flächenerstreckung in VertikalrichtungArea extension in the vertical direction
ee
Abstanddistance
HH
HorizontalrichtungHorizontal direction
h1h1
PixelhöhePixel height
kk
KantenlängeEdge length
KK
KraftfahrzeugMotor vehicle
LL
LichtstrahlenRays of light
LV1-LV5LV1-LV5
LichtverteilungenLight distributions
OO
OptikOptics
PP
Mess-ProjektionsflächeMeasuring projection surface
SS
BeschichtungCoating
VV
VertikalrichtungVertical direction
VSVS
Versatz Offset
αα
Winkelangle
ββ
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016103649 A1 [0002]DE 102016103649 A1 [0002]
  • US 2015/0377442 A1 [0003]US 2015/0377442 A1 [0003]

Claims (14)

Lichtmodul (1) für eine Beleuchtungsvorrichtung (100) eines Kraftfahrzeugs (K), mit einer Lichtquelle (10) und einer im Strahlengang der Lichtquelle (10) nachgeordneten Optik (O), wobei durch eine Vielzahl von pixelweise und pixelindividuell ansteuerbaren Lichtabgabepixeln (11) eine aus Abbildungspixeln (AP) gebildete Abbildung (A, A1-A3) in der Umgebung erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtabgabepixel (11) Bestandteil der einen Lichtquelle (10) sind.Light module (1) for a lighting device (100) of a motor vehicle (K), with a light source (10) and an optic (O) arranged downstream of the light source (10) in the beam path, with a plurality of pixel-by-pixel and pixel-individually controllable light-emitting pixels (11) an image (A, A1-A3) formed from imaging pixels (AP) can be generated in the environment, characterized in that the light-emitting pixels (11) are part of the one light source (10). Lichtmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Lichtquelle (10) nachgeschaltete Optik (O) wenigstens eine erste Linse (20), eine zweite Linse (30) und eine dritte Linse (40) aufweist, wobei durch die erste Linse (20) und die zweite Linse (30) von der Lichtquelle (10) ausgehende Lichtstrahlen (L) bündelbar sind ohne ein durch den Umriss der Lichtquelle (10) bedingtes, ursprüngliches Aspektverhältnis zu verändern und durch die dritte Linse (40) eine Ablenkung der Lichtstrahlen (L) derart möglich ist, dass das ursprüngliche Aspektverhältnis in der erzeugten Abbildung (A, A1-A3) verändert ist.Light module (1) after Claim 1 , characterized in that the optics (O) connected downstream of the light source (10) has at least a first lens (20), a second lens (30) and a third lens (40), with the first lens (20) and the second Lens (30) from the light source (10) light rays (L) can be bundled without changing an original aspect ratio due to the outline of the light source (10) and the third lens (40) can deflect the light rays (L) in this way is that the original aspect ratio in the generated image (A, A1-A3) has changed. Lichtmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die dritte Linse (40) das ursprüngliche Aspektverhältnis vergrößerbar ist.Light module (1) after Claim 2 , characterized in that the original aspect ratio can be enlarged by the third lens (40). Lichtmodul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (20) und die zweite Linse (30) rotationssymmetrische Asphären sind und die dritte Linse (40) eine nicht-rotationssymmetrische bikonisch-zernike Linse ist.Light module (1) after Claim 3 , characterized in that the first lens (20) and the second lens (30) are rotationally symmetrical aspheres and the third lens (40) is a non-rotationally symmetrical biconical-zernike lens. Lichtmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (20) einen Abstand (e) von der Lichtquelle (10) aufweist, der geringer als 3 mm, vorzugsweise geringer als 2 mm ist.Light module (1) according to one of the preceding Claims 2 to 4th , characterized in that the first lens (20) has a distance (e) from the light source (10) which is less than 3 mm, preferably less than 2 mm. Lichtmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linse (20) und die zweite Linse (30) jeweils mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung (S) im sichtbaren Wellenbereich des Lichts versehen sind.Light module (1) according to one of the preceding Claims 2 to 5 , characterized in that the first lens (20) and the second lens (30) are each provided with an anti-reflection coating (S) in the visible waveband of the light. Beleuchtungsvorrichtung (100) für ein Kraftfahrzeug (K), gekennzeichnet durch wenigstens zwei Lichtmodule (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtmodule (1) in der Beleuchtungsvorrichtung (100) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass sich die von ihnen erzeugbaren oder erzeugten Abbildungen (A1-A3) zumindest bereichsweise überdecken.Lighting device (100) for a motor vehicle (K), characterized by at least two light modules (1) according to at least one of the preceding claims, the light modules (1) being arranged and aligned in the lighting device (100) in such a way that they can be generated cover or generated images (A1-A3) at least in certain areas. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmodule (1) baugleich sind.Lighting device (100) after Claim 7 , characterized in that the light modules (1) are identical. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmodule (1) in der Beleuchtungsvorrichtung (100) gegeneinander translatorisch versetzt und/oder mit einer Achse (12) ihrer Haupt-Lichtabstrahlrichtung in einem Winkel (a) gegeneinander verkippt sind.Lighting device (100) after Claim 7 or 8th , characterized in that the light modules (1) in the lighting device (100) are offset from one another in translation and / or are tilted relative to one another at an angle (a) with an axis (12) of their main light emission direction. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass drei Lichtmodule (1) vorhanden sind.Lighting device (100) according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that three light modules (1) are present. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch jedes der Lichtmodule (1) auf einer gedachten Mess-Projektionsfläche (P) eine Abbildung (A1, A2, A3) erzeugbar ist oder erzeugt wird, welche eine Flächenerstreckung in Höhe von 20 Grad in Horizontalrichtung (H) und in Höhe von 10 Grad in Vertikalrichtung (V) aufweist.Lighting device (100) after Claim 10 , characterized in that an image (A1, A2, A3) can be generated or is generated by each of the light modules (1) on an imaginary measurement projection surface (P), which has a surface extension of 20 degrees in the horizontal direction (H) and at a height of 10 degrees in the vertical direction (V). Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmodule (1) in einem Winkel (a) von 5 Grad gegeneinander verkippt sind.Lighting device (100) after Claim 11 , characterized in that the light modules (1) are tilted at an angle (a) of 5 degrees to each other. Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede erzeugbare oder erzeugte Abbildung (A, A1-A3) Abbildungspixel (AP) aufweist und die Lichtmodule (1) wenigstens in einer Richtung derart gegeneinander translatorisch versetzt oder in einem Winkel (a) verkippt sind, dass die Abbildungspixel (AP) der überlagerten Abbildungen (A1' und A2') nicht direkt übereinander liegen, sondern in ihrer Pixelbreite (b1) und/oder Pixelhöhe (h1) in einem Versatz (VS) zueinander abgebildet werden.Lighting device (100) according to one of the Claims 7 to 12th characterized in that each image (A, A1-A3) that can be generated or generated has imaging pixels (AP) and the light modules (1) are at least in one direction translationally offset from one another or tilted at an angle (a) that the imaging pixels ( AP) of the superimposed images (A1 'and A2') do not lie directly one above the other, but are mapped to one another in their offset (VS) in their pixel width (b1) and / or pixel height (h1). Kraftfahrzeug (K) mit wenigstens einem Lichtmodul (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 oder mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13.Motor vehicle (K) with at least one light module (1) according to at least one of the Claims 1 to 6 or with at least one lighting device (100) according to at least one of the preceding Claims 7 to 13 .
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