DE102018222333A1

DE102018222333A1 - Optisches Fahrzeugsystem und dieses verwendende Fahrzeugleuchte

Info

Publication number: DE102018222333A1
Application number: DE102018222333.5A
Authority: DE
Inventors: Jong Woon Kim; Hyeong Do Kim
Original assignee: SL Corp
Current assignee: SL Corp
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-07-04
Also published as: KR102392548B1; KR20190081638A; US20190203898A1; US10794562B2

Abstract

Bereitgestellt wird ein optisches System. Das optische System weist eine erste Linse und eine vor der ersten Linse angeordnete zweite Linse auf. Insbesondere hat die zweite Linse eine konkave Einfallsfläche, ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse liegt in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3,0, und das optische System empfängt durch eine Lichtabstrahleinheit abgestrahltes Licht in einem Bereich von mindestens etwa 60°.

Description

Die Offenbarung betrifft ein optisches Fahrzeugsystem und insbesondere ein optisches Fahrzeugsystem, das eine pixelierte Lichtabstrahleinheit aufweist und einen hohen Wirkungsgrad hat, sowie eine Fahrzeugleuchte, die es verwendet.
Allgemein verfügt ein Fahrzeug über verschiedene Arten von Leuchten, die eine Ausleuchtfunktion zum besseren Erkennen von Objekten, die um das Fahrzeug verteilt sind, und eine Signalfunktion zum Informieren anderer Fahrzeuge oder Fahrbahnbenutzer über einen Fahrzustand des Fahrzeugs haben. Beispielsweise weist das Fahrzeug hauptsächlich Scheinwerfer und Nebelscheinwerfer für die Ausleuchtfunktionen, Fahrtrichtungsleuchten, Heckleuchten, Bremsleuchten, seitliche Markierungsleuchten u. ä. für Signalisierungsfunktionen auf. Die Einbaunormen und technischen Daten der Fahrzeugleuchten sind in Gesetzen und Vorschriften festgelegt, um die Leistung der Fahrzeugleuchten zu gewährleisten.
Unter den Fahrzeugleuchten bildet der Scheinwerfer eine Abblendlichtverteilung oder Fernlichtverteilung, um ein Fahrersichtfeld nach vom zu gewährleisten, und spielt eine wichtige Rolle für die Betriebssicherheit, wenn das Fahrzeug unter Verhältnissen fährt, bei denen die Umgebung dunkel ist, z. B. nachts.
Hauptsächlich behält ein solcher Scheinwerfer normalerweise die Abblendlichtverteilung bei (z. B. bei Reisegeschwindigkeit), um zu verhindern, dass Fahrer entgegenkommender Fahrzeuge, die in Gegenrichtung fahren, oder Fahrer vorausfahrender Fahrzeuge, die vor dem Fahrzeug fahren, geblendet werden, und fährt das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit oder in einer Gegend, in der die Umgebung dunkel ist, erzeugt der Scheinwerfer die Fernlichtverteilung, um sicherer zu fahren.
In letzter Zeit sind hochauflösende Fahrzeugscheinwerfer gefordert, und eine pixelierte Lichtabstrahlquelle wurde in den Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt zur Steuerung des Lichts, das Einheiten mit einer minimalen Größe hat. Um das Licht mit pixelierten kleinen Einheiten zu steuern, ist ein entsprechendes optisches Abbildungslinsensystem mit hoher Auflösung erforderlich. Ein herkömmliches optisches Abbildungslinsensystem ist hauptsächlich ein optisches System mit niedrigem Wirkungsgrad, das so konfiguriert ist, dass es einen Lichtbereich von höchstens 30° empfängt.
Aspekte der Offenbarung stellen ein optisches Fahrzeugsystem, das eine pixelierte Lichtabstrahleinheit aufweist und einen hohen Wirkungsgrad hat, sowie eine Leuchte bereit.
Zu beachten ist, dass Aufgaben der Offenbarung nicht auf die zuvor beschriebenen Aufgaben beschränkt sind und andere Aufgaben der Offenbarung dem Fachmann anhand der folgenden Darstellungen deutlich sein werden.
In Übereinstimmung mit Aspekten der Offenbarung kann eine beispielhafte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung die nachstehend dargestellte Konfiguration haben.
Ein optisches System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine erste Linse und eine zweite Linse aufweisen, die vor der ersten Linse angeordnet ist und eine konkave Einfallsfläche hat. Ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse kann in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3,0 liegen, und das optische System kann Licht, das durch eine Lichtabstrahleinheit abgestrahlt wird, in einem Bereich von mindestens 60° empfangen.
Eine Fahrzeugleuchte gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine pixelierte Lichtabstrahleinheit und eine optische Linse aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahltes Licht überträgt. Die optische Linse kann eine erste Linse, die nahe der Lichtabstrahleinheit angeordnet ist, und eine zweite Linse aufweisen, die weiter entfernt von der Lichtabstrahleinheit als die erste Linse angeordnet ist und eine konkave Einfallsfläche hat. Insbesondere kann ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3,0 liegen, und die optische Linse kann das durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahlte Licht in einem Bereich von mindestens 60° empfangen.
Diese und weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung gehen aus der näheren Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor. Es zeigen:

1 eine Perspektivansicht eines optischen Systems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 eine senkrechte Querschnittansicht des optischen Systems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 ein Diagramm von Lichtempfangsbereichen des optischen Systems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Übereinstimmung mit der Lichtstärkeverteilung für jeden Winkel einer Lambertschen Lichtquelle;
4A, 4B, 5A, 5B, 6A und 6B Ansichten von Größen von Lichtverteilungen in Übereinstimmung mit Brennweiten des optischen Systems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
7 bis 9 Diagramme der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) in Übereinstimmung mit Krümmungsverhältnissen zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse;
10A und 10B Ansichten einer Lichtverteilung des optischen Systems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
11 eine Ansicht einer Intensität (cd) in Übereinstimmung mit der Lichtverteilung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
12 eine Ansicht einer Leuchte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Vorteile und Merkmale der Offenbarung sowie Verfahren zu ihrer Realisierung gehen aus den beigefügten Zeichnungen und den folgenden beispielhaften Ausführungsformen klar hervor. Allerdings ist die Offenbarung nicht auf die zu offenbarenden beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen unterschiedlichen Formen realisiert sein. Die beispielhaften Ausführungsformen dienen dazu, dem Fachmann die vorliegende Offenbarung und ihren Umfang zu vermitteln. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die beigefügten Ansprüche festgelegt. In der Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszahlen durchweg gleiche Komponenten.
Sofern nicht anders festgelegt, können alle hierin verwendeten Begriffe (darunter technische und wissenschaftliche Begriffe) wie in der Technik gebräuchlich verwendet werden, zu der die vorliegende Offenbarung gehört. Ferner wird verständlich sein, dass Begriffe, z. B. die in gewöhnlich gebrauchten Wörterbüchern definiert sind, nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, sofern dies hierin nicht ausdrücklich festgelegt ist.
Die hier verwendeten Begriffe dienen nur zur Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und nicht zur Einschränkung. Sofern der Zusammenhang nicht eindeutig anderes angibt, gehören zu den Singularformen auch die Pluralformen. Verständlich wird sein, dass die Begriffe „weist auf“ oder „aufweisen“ im Gebrauch hierin einige angegebene Komponenten, Schritte, Betriebsabläufe und/oder Elemente bezeichnen, aber nicht das Vorhandensein oder Zufügen einer oder mehrerer anderer Komponenten, Schritte, Betriebsabläufe und/oder Elemente ausschließen.
Sofern nicht spezifisch anders angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich ist, versteht sich im Gebrauch hierin der Begriff „etwa“ als in einem normalen Toleranzbereich in der Technik liegend, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen vom Mittel. „Etwa“ kann als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des angegebenen Werts liegend verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nichts anderes hervorgeht, sind alle hier aufgeführten Zahlenwerte durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Als optisches Fahrzeugsystem, das in eine pixelierte Lichtabstrahleinheit eingesetzt ist, kann ein optisches System mit hohem Wirkungsgrad erforderlich sein, um die Auflösung zu erhöhen. Zur Bildung des optischen Systems mit hohem Wirkungsgrad, das für die pixelierte Lichtabstrahleinheit geeignet ist, kann ein optisches System 110 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mehrere Linsen aufweisen und Licht, das durch die Lichtabstrahleinheit in einem Bereich von mindestens 60° abgestrahlt wird, empfangen. Das optische System kann zwei Linsen 111 und 112 aufweisen und kann auch drei oder mehr Linsen aufweisen. Das optische System mit den beiden Linsen kann gemäß 1 ausgebildet sein, und eine Querschnittansicht davon ist in 2 gezeigt.
Die pixelierte Lichtabstrahleinheit kann eine Lichtabstrahleinheit bezeichnen, die mehrere Lichtquellen oder mehrere Reflektoren aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie von einer Lichtquelle abgestrahltes Licht reflektieren, um das Licht in Pixeleinheiten zu erzeugen. Eine Leuchte kann mit Hilfe mehrerer Lichtquellen gebildet sein, insbesondere unter Verwendung einer Lichtquelle wie einer Leuchtdiode (LED), einem Laser u. ä., oder mehreren Reflektoren, z. B. einem digitalen Mikrospiegel-Bauelement (DMD) u. ä.. Ferner kann die Leuchte unter Verwendung eines µ-strukturierten adaptiven Frontlichtsystems (µ-AFS) u. ä. gebildet sein. Die Leuchte kann das durch die pixelierte Lichtabstrahleinheit 120 abgestrahlte Licht im Bereich von mindestens 60° empfangen, um ihren Wirkungsgrad zu steigern.
Die Energiemenge in Übereinstimmung mit einer empfangenen Lichtmenge lässt sich durch eine numerische Apertur (NA) ausdrücken. Die NA ist ein Wert von sinθ und kann als Wert betrachtet werden, der durch Integrieren der Energie einer Lambertschen Lichtquelle erhalten wird. 3 ist ein Diagramm, das Lichtempfangsbereiche in Übereinstimmung mit der Lichtstärkeverteilung für einen Winkel der Lambertschen Lichtquelle zeigt. 3 zeigt, dass bei einem Lichtempfangswinkel von 30° die NA 0,5 beträgt. Wird aber Licht im Bereich von mindestens 60° empfangen, berechnet sich die NA zu 0,866. Energie des Lichtbereichs von 30° entspricht einem Bereich 310 von 3, und Energie des Lichtbereichs von 60° entspricht einem Bereich 320 von 3. Beträgt der Lichtempfangswinkel 30°, kann ein Lichtempfangswirkungsgrad sinken, und auch ein gesamter Lichtstärkewert kann sinken. Beträgt umgekehrt ein Lichtempfangswinkel mindestens 60°, kann ein Lichtempfangswirkungsgrad steigen, um einen hohen Lichtstärkewert beizubehalten.
Ist 3072 Im ein Eingabewert und berücksichtigt man eine NA von 0,866 und einen Linsenwirkungsgrad von 88 % (mit zwei Linsen), kann eine Lichtabstrahlung von 1784 Im wie folgt erhalten werden. $\begin{array}{l} Theoretischer Wirkungsgrad = Eingabe * NA2 * Linsenwirkungsgrad \\ = 3072 * 0,866 * 0,866 * 0,88 * 0,88 = 1784 \end{array}$
Folglich kann die Leuchte einen Wirkungsgrad von etwa 58 % haben. Insbesondere kann die Leuchte eine Stärke von 1500 Im haben, und ein Ist-Wirkungsgrad kann etwa 50 % infolge von Totalreflexion und Lichtabstrahleigenschaften einer LED betragen. Zwei Linsen können verwendet werden, um Fresnelverluste oder Durchlassvermögen zu reduzieren.
Das optische System gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung kann ausgebildet sein, um einen Lichtstärkewert von mindestens 40.500 cd von einer Lichtverteilung zu erzielen, die durch das Licht gebildet wird, das durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahlt wird und die Linsen durchläuft. Insbesondere kann die Lichtverteilung eine Lichtverteilung sein, die in einem Abstand von 25 m vom optischen System projiziert wird. Da das optische System, das in die Fahrzeugleuchte eingesetzt ist, so ausgebildet sein kann, dass es einen Lichtstärkewert im Bereich von etwa 40.500 cd bis 215.000 cd hat, um adaptive Fahrtlicht- (ADB) und Fernlichtvorschriften zu erfüllen, kann das optische System so ausgebildet sein, dass ein Lichtstärkewert der Lichtverteilung mindestens etwa 40.500 cd beträgt. Das optische System kann so ausgebildet sein, dass der Lichtstärkewert der gesamten Lichtverteilung mindestens etwa 40.500 cd beträgt oder eine Lichtstärke eines Bereichs, der einem Gebiet über einem speziellen Abschnitt der gesamten Lichtverteilung entspricht, mindestens etwa 40.500 cd beträgt.
Eine Größe jedes Pixels, das die Lichtverteilung bildet, kann im Bereich von etwa 0,15° bis 0,35° liegen. Zusätzlich kann ein Sichtwinkel des optischen Systems im Bereich von etwa 4,8° bis 11,2° liegen, und das optische System kann mit einer effektiven Brennweite im Bereich von etwa 28 mm bis 70 mm ausgebildet sein.
Ist ein Lichtstärkewert der Lichtverteilung festgelegt, den das optische System erfüllen muss, können eine Größe des Pixels, ein Sichtwinkel und eine effektive Brennweite in vorbestimmten Bereichen erhalten werden, um den entsprechenden Lichtstärkewert zu erhalten. Sind eine NA, eine durch Linsen verbrauchte Energiemenge und ein Lichtstrom (Im) pro Pixel der Lichtabstrahleinheit bereitgestellt, kann ein Lichtstärkewert pro Pixel mit Hilfe einer Etendue-Gleichung erhalten werden. Insbesondere kann der Lichtstärkewert durch die Etendue-Gleichung wie folgt berechnet werden: $Lichtstärke (cd) = 3 lm * NA2 * Linsenwirkungsgrad/Raumwinkel,$
wobei der Linsenwirkungsgrad = 0,88^Linsenanzahl ist und der Raumwinkel ein dreidimensionaler Winkel ist. Obwohl Fresnelverluste und Durchlassvermögen angewendet werden können, um die Lichtstärke genauer zu berechnen, kann der Wirkungsgrad der Linse des optischen Fahrzeugsystems für jede Linse mit 0,88 angenähert werden.
Bei Verwendung der Etendue-Gleichung kann ein Bereich einer Größe pro Pixel im Bereich von etwa 0,15° bis 0,35° liegen, und wenn die erhaltene Größe des Pixels mit der Anzahl von Pixeln multipliziert werden kann, lässt sich eine Größe der Lichtverteilung bei 25 m erhalten. Beträgt die Anzahl von Pixeln in Breite und Länge 32 x 32 (beispielsweise ein optisches System für EVIYOS von OSRAM) und wird die erhaltene Größe der Pixel mit der Anzahl von Pixeln multipliziert, kann die Größe der Lichtverteilung im Bereich von etwa 4,8° bis 11,2° liegen.
Sind die Größe der Lichtverteilung und eine Größe der Lichtabstrahleinheit (LED) bereitgestellt, kann eine Brennweite durch eine Korrelation y (halbe Länge der Diagonale der Lichtabstrahleinheit) = f (Brennpunkt) * tanθ (halbe Größe der Lichtverteilung) berechnet werden. Beträgt y = 2,828 mm (beispielsweise das optische System EVIYOS von OSRAM), kann eine Brennweite des optischen Systems im Bereich von etwa 28 mm bis 70 mm liegen. Veranschaulicht ist die Größe der Lichtverteilung in Übereinstimmung mit der Brennweite insbesondere in 4 bis 6. 4A und 4B sind Ansichten, in denen die Größe der Lichtverteilung unter ±6° liegt, wenn die Brennweite 30 mm beträgt. 5A und 5B sind Ansichten, in denen die Größe der Lichtverteilung unter ±4° liegt, wenn die Brennweite 40 mm beträgt. 6A und 6B sind Ansichten, in denen die Größe der Lichtverteilung unter ±2° liegt, wenn die Brennweite 80 mm beträgt. Liegt die Brennweite außerhalb eines erforderlichen Bereichs wie in 6, kann die Auflösung erheblich zurückgehen.
Das optische System kann eine erste Linse 111 und eine zweite Linse 112 aufweisen. Die erste Linse 111 und die zweite Linse 112 können in Richtung des Lichts im Wesentlichen längs ausgerichtet sein. Die zweite Linse 112 kann vor der ersten Linse 111 angeordnet sein. Insbesondere kann die erste Linse 111 näher an der Lichtabstrahleinheit angeordnet sein, und die zweite Linse 112 kann weiter entfernt von der Lichtabstrahleinheit als die erste Linse 111 angeordnet sein. Um wie zuvor beschrieben Licht bei 25 m zu sammeln, um die Lichtverteilung zu bilden, kann die Brechkraft des gesamten optischen Systems positiv (+) sein. Obwohl eine Teilfläche der Linse konkav sein kann, kann das gesamte optische System so ausgebildet sein, dass die Brechkraft positiv (+) ist.
Eine Brechzahl der ersten Linse 111, die an einer Seite der Lichtabstrahleinheit angeordnet ist, kann mindestens etwa 1,6 betragen. Da der Bereich von mindestens 60° von Licht zu empfangen ist, kann die erste Linse 111 aus einem hochbrechenden Glas mit einer Brechzahl von mindestens etwa 1,6 gebildet sein. Eine Einfallsfläche der ersten Linse 111 kann eine flache Oberfläche oder eine Oberfläche sein, die einer flachen Oberfläche ähnelt (z. B. eine im Wesentlichen flache Oberfläche). Die Einfallsfläche der ersten Linse 111 kann die flache Oberfläche oder die Oberfläche sein, die der flachen Oberfläche ähnelt, um den Lichtbereich von mindestens 60° zu empfangen.
Eine Brechzahl der zweiten Linse 112, die von der Lichtabstrahleinheit beabstandet angeordnet ist, kann im Bereich von etwa 1,4 bis 1,7 liegen, und die zweite Linse 112 kann aus einem Material gebildet sein, das eine niedrigere Brechzahl als die Brechzahl der ersten Linse 111 hat. Beispielsweise kann die zweite Linse 112 aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Eine Einfallsfläche der zweiten Linse 112 kann konkav sein. Die konkave Einfallsfläche kann chromatische Aberration minimieren. Eine Meniskuslinse kann verwendet werden, um die chromatische Aberration einzustellen, da die chromatische Aberration infolge einer Differenz der gesammelten Lichtmenge aufgrund einer unterschiedlichen Brechzahl für Wellenlängen an einer positiven (+) Oberfläche auftritt, und die chromatische Aberration kann infolge von Lichtdivergenz auf einer negativen (-) Oberfläche kompensiert werden. Eine Blendenposition kann an einer zur Lichtabstrahleinheit weisenden Oberfläche der zweiten Linse 112 festgelegt sein. Folglich kann ein Linsenhalter auch eine Blendenfunktion erfüllen, ohne einen gesonderten Aufbau zu verwenden.
Ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse 111 und der zweiten Linse 112 kann im Bereich von etwa 1,2 bis 3,0 liegen. Ist das Krümmungsverhältnis kleiner als 1,2, kann die Leistung der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) einer Linse beginnen, sich zu verringern, und liegt das Krümmungsverhältnis über 3,0, kann eine Form der zweiten Linse 112 eine bikonvexe Linsenform statt einer Meniskusform sein. Ein Krümmungsradius eines Lichtabstrahlabschnitts der ersten Linse 111 kann etwa 14,1522 mm betragen, und ein Krümmungsradius eines Lichtabstrahlabschnitts der zweiten Linse 112 kann etwa 24,1435 mm betragen. Das Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse auf der Grundlage der Krümmungsradien der ersten Linse und der zweiten Linse kann etwa 1,7 betragen. 7 bis 9 sind MTF-Diagramme in Übereinstimmung mit den Krümmungsverhältnissen zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse. Insbesondere ist 7 das Diagramm der MTF, wenn das Krümmungsverhältnis 1,2 beträgt, 8 ist das Diagramm der MTF, wenn das Krümmungsverhältnis 2,0 beträgt, und 9 ist das Diagramm der MTF, wenn das Krümmungsverhältnis 3,0 beträgt.
Da das Krümmungsverhältnis eine Umkehrfunktion eines Krümmungsradius ist, kann das Krümmungsverhältnis mit Hilfe eines Krümmungsradius R5 der ersten Linse und eines Krümmungsradius R2 der zweiten Linse berechnet werden. Der Krümmungsradius R5 kann ein Krümmungsradius einer Einfallsfläche der ersten Linse sein, die in Gegenrichtung zu einer Richtung angeordnet ist, in der die Lichtabstrahleinheit angeordnet ist, und der Krümmungsradius R2 kann ein Krümmungsradius einer Lichtabstrahlfläche der zweiten Linse sein, die in Gegenrichtung zu einer Richtung angeordnet ist, in der die Lichtabstrahleinheit angeordnet ist. Somit kann das Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse als R2/R5 berechnet werden. In der MTF für ein Krümmungsverhältnis konvergieren Linien der MTF beim Krümmungsverhältnis von 2,0, was eine Mitte der Krümmungsverhältnisse ist. Die Konvergenz von MTF-Linien kann anzeigen, dass Auflösung und Schärfe hoch sind. In 7, in der das Krümmungsverhältnis 1,2 beträgt, was ein unterer Wert der Beispiele ist, und in 9, in der das Krümmungsverhältnis 3,0 beträgt, was ein oberer Wert der Beispiele ist, nehmen aber Abstände zwischen Linien der MTF zu, und liegt das Krümmungsverhältnis außerhalb des Bereichs, kann es schwierig sein, das optische System als optisches Fahrzeugsystem zu verwenden.
10A und 10B sind Bilder einer Lichtverteilung, die durch Licht gebildet wird, das das optische System gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durchläuft. 10A zeigt die Lichtverteilung, wenn das gesamte optische System eingeschaltet ist, und 10B zeigt die Lichtverteilung, wenn das optische System diagonal eingeschaltet ist. Deutlich wird, dass eine Differenzlichtstärke zu der gesamten Lichtverteilung unerheblich ist. 11 ist eine Ansicht der Lichtstärke in Übereinstimmung mit der Lichtverteilung, wenn das gesamte optische System gemäß 10A eingeschaltet ist, und es wird deutlich, dass eine Lichtstärke von mindestens etwa 40.500 cd über die gesamte Lichtverteilung gewahrt bleiben kann.
12 ist eine Ansicht einer Leuchte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Eine Leuchte 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Lichtabstrahleinheit 210 und eine optische Linse 220 aufweisen. Da eine Beschreibung der optischen Linse 220 im Wesentlichen dem optischen System 110 von 1 bis 11 entspricht, wird auf die wiederholte Beschreibung nachstehend verzichtet.
Die Lichtabstrahleinheit 210 kann ein pixelierter Lichtabstrahlkörper sein. Die optische Linse 220 kann mehrere Linsen 221 und 222 aufweisen, durch die Lichtabstrahleinheit 210 abgestrahltes Licht übertragen und den Bereich von mindestens 60° des durch die Lichtabstrahleinheit 210 abgestrahlten Lichts empfangen. Ein Lichtstärkewert einer Lichtverteilung, die durch Licht gebildet ist, das durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahlt wird und die Linse durchläuft, kann mindestens etwa 40.500 cd betragen, und eine Größe jedes Pixels, das die Lichtverteilung bildet, kann im Bereich von etwa 0,15° bis 0,35° liegen. Ein Sichtwinkel der optischen Linse 220 kann im Bereich von etwa 4,8 bis 11,2 Grad liegen, und eine effektive Brennweite kann im Bereich von etwa 28 mm bis 70 mm liegen.
Die optische Linse 220 kann die erste Linse 221 und die zweite Linse 222 aufweisen, eine Brechzahl der an der Seite der Lichtabstrahleinheit angeordneten ersten Linse 221 kann mindestens etwa 1,6 betragen, eine Brechzahl der zweiten Linse 222 kann im Bereich von etwa 1,4 bis 1,7 liegen, und ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse 221 und der zweiten Linse 222 kann im Bereich von etwa 1,2 bis 3,0 liegen. Eine Einfallsfläche der ersten Linse 221 kann eine flache Oberfläche oder eine einer flachen Oberfläche ähnelnde Oberfläche (z. B. eine im Wesentlichen flache Oberfläche) sein, und eine Einfallsfläche der zweiten Linse 222 kann in konkaver Form ausgebildet sein, um chromatische Aberration zu minimieren.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein optisches System mit einem großen Lichtempfangswinkel für eine pixelierte Lichtabstrahleinheit einen Wirkungsgrad des optischen Systems erhöhen. Offenbarungsgemäße Wirkungen sind nicht auf die zuvor beschriebene Wirkung beschränkt, und in der Beschreibung wurden mehrere verschiedene Wirkungen erläutert.
Dem Fachmann wird klar sein, dass die vorliegende Offenbarung in anderen Formen realisiert sein kann, ohne den technischen Umfang und die wesentlichen Merkmale zu ändern. Daher sind die zuvor beschriebenen Ausführungsformen nur als Beispiel und nicht als Einschränkung zu betrachten. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht durch die nähere Beschreibung, sondern durch die beigefügten Ansprüche festgelegt und umfasst alle Abwandlungen und Abänderungen, die sich aus Bedeutungen, dem Umfang und Äquivalenten der beigefügten Ansprüche herleiten.

Claims

Optisches System, das aufweist: eine erste Linse; und eine zweite Linse, die vor der ersten Linse angeordnet ist, wobei die zweite Linse eine konkave Einfallsfläche hat, wobei ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3,0 liegt.
Optisches System nach Anspruch 1, ferner mit einer Lichtabstrahleinheit.
Optisches System nach Anspruch 2, wobei die Lichtabstrahleinheit einen pixelierten Lichtabstrahlkörper aufweist.
Optisches System nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Kombination aus der ersten und der zweiten Linse so konfiguriert ist, dass sie durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahltes Licht in einem Bereich von mindestens 60° empfängt.
Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, das so konfiguriert ist, dass es einen Lichtstärkewert einer Lichtverteilung, die durch das Licht gebildet wird, das die Linsen durchlaufen hat, auf mindestens etwa 40.500 cd festlegt.
Optisches System nach Anspruch 5, das so konfiguriert ist, dass es eine Größe jedes die Lichtverteilung bildenden Pixels in einem Bereich von etwa 0,15° bis 0,35° hat.
Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, das so konfiguriert ist, dass es einen Sichtwinkel in einem Bereich von etwa 4,8° bis 11,2° hat.
Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, das so konfiguriert ist, dass es eine effektive Brennweite in einem Bereich von etwa 28 mm bis 70 mm hat.
Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Einfallsfläche der ersten Linse eine flache Oberfläche oder eine im Wesentlichen flache Oberfläche ist.
Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Brechzahl der ersten Linse mindestens etwa 1,6 beträgt.
Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Brechzahl der zweiten Linse in einem Bereich von etwa 1,4 bis 1,7 liegt.
Fahrzeugleuchte, die aufweist: eine pixelierte Lichtabstrahleinheit; und eine optische Linse, die so konfiguriert ist, dass sie durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahltes Licht überträgt, wobei die optische Linse eine nahe der Lichtabstrahleinheit angeordnete erste Linse und eine zweite Linse aufweist, die weiter entfernt von der Lichtabstrahleinheit als die erste Linse angeordnet ist und eine konkave Einfallsfläche hat, und wobei ein Krümmungsverhältnis zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3,0 liegt und die optische Linse angepasst ist, um das durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahlte Licht in einem Bereich von mindestens etwa 60° zu empfangen.
Fahrzeugleuchte nach Anspruch 12, die so konfiguriert ist, dass sie einen Lichtstärkewert einer Lichtverteilung, die durch das Licht gebildet wird, das die optische Linse durchlaufen hat, nachdem es durch die Lichtabstrahleinheit abgestrahlt wurde, auf mindestens etwa 40.500 cd festlegt.
Fahrzeugleuchte nach Anspruch 13, die so konfiguriert ist, dass sie eine Größe jedes die Lichtverteilung bildenden Pixels in einem Bereich von etwa 0,15° bis 0,35° hat.
Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die optische Linse angepasst ist, um einen Sichtwinkel in einem Bereich von etwa 4,8° bis 11,2° und eine effektive Brennweite in einem Bereich von etwa 28 mm bis 70 mm zu haben.
Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei eine Einfallsfläche der ersten Linse eine flache Oberfläche oder eine im Wesentlichen flache Oberfläche ist.
Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei eine Brechzahl der ersten Linse mindestens etwa 1,6 beträgt und eine Brechzahl der zweiten Linse in einem Bereich von etwa 1,4 bis 1,7 liegt.