DE102020126491B4 - Scheinwerfersystem für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfersystem für Fahrzeuge mit einer Bildergebereinheit (1) und mit einer Optikeinheit (2) zur Erzeugung einer Lichtverteilung (L), die eine Mehrzahl von Ausleuchtflecken (A11, A12...Anm) aufweist, wobei die Ausleuchtflecken (A11, A12...Anm) jeweils durch Abbildung mindestens eines Lichtpixels (P11, P12...Pnm) der Bildgebereinheit (1) erzeugt wird, mit einer Ansteuereinheit (3) zur Ansteuerung der Bildgebereinheit (1), wobei die Ansteuereinheit (3) Korrekturmittel aufweist, mittels derer bei Vorliegen eines Fehler-Lichtpixels (P35), welches nicht durch die Optikeinheit (2) auf einen Ausleuchtfleck abbildbar ist, mindestens ein Korrektur-Lichtpixel (P25, P34, P36, P45) angesteuert wird, mittels dessen ein zu dem durch das Fehler-Lichtpixel (P35) nicht beleuchteten Fehler-Ausleuchtfleck (A35) benachbarte Ausleuchtflecken (A25, A34, A36, A45) eine im Vergleich zum Nichtfehlerfall veränderten Korrektur-Intensitätsverlauf (IIII) aufweisen, wobei die Optikeinheit (2) derart ausgebildet ist, dass die Intensität der jeweiligen Ausleuchtflecken (A11, A12...Anm) durch Überlagerung eines ersten Lichtanteils (14), der durch das Lichtpixel erzeugt wird, dessen Licht durch die Optikeinheit (2) auf den Ausleuchtfleck abgebildet wird, und einen zweiten Lichtanteil (15), der durch mindestens ein Lichtpixel erzeugt wird, dessen Licht durch die Optikeinheit (2) auf ein benachbarten Ausleuchtfleck abgebildet wird, gebildet ist, und dass die Korrekturmittel derart ausgebildet sind, dass mindestens ein zu dem Fehler-Ausleuchtfleck (A35) benachbarter Ausleuchtfleck (A25, A34, A36, A45) einen im Vergleich zum Nichtfehlerfall erhöhten Korrektur-Intensitätsverlauf (IIV) aufweist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfersystem für Fahrzeuge mit einer Bildergebereinheit und mit einer Optikeinheit zur Erzeugung einer Lichtverteilung, die eine Mehrzahl von Ausleuchtflecken aufweist, wobei die Ausleuchtflecken jeweils durch Abbildung mindestens eines Lichtpixels der Bildgebereinheit erzeugt wird, mit einer Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Bildgebereinheit, wobei die Ansteuereinheit Korrekturmittel aufweist, mittels derer bei Vorliegen eines Fehler-Lichtpixels, welches nicht durch die Optikeinheit auf einen Ausleuchtfleck abbildbar ist, mindestens ein Korrektur-Lichtpixel angesteuert wird, mittels dessen ein zu dem durch das Fehler-Lichtpixel nicht beleuchteten Fehler-Ausleuchtfleck benachbarte Ausleuchtflecken eine im Vergleich zum Nichtfehlerfall veränderten Korrektur-Intensitätsverlauf aufweisen.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren von Fehler-Lichtpixeln eines Scheinwerfers für Fahrzeuge, wobei Lichtpixel mittels einer Optikeinheit jeweils zu Ausleuchtflecken einer Lichtverteilung abgebildet werden, die durch Überlagerung ein Ausleuchtfeld einer Lichtverteilung bilden, dass andere Lichtpixel so angesteuert werden, dass ein Kontrast zwischen einer einem Fehler-Ausleuchtfleck und zu demselben benachbarten Ausleuchtflecken reduziert wird.
• Aus der DE 10 2015 207 530 A1 ist eine Überwachungsvorrichtung für ein Scheinwerfersystem bekannt, das die Bilderfassungseinrichtung, beispielsweise eine Kamera, umfasst, mittels derer ein Vorfeldbereich des Fahrzeugs im eingeschalteten Zustand des Scheinwerfers erfasst wird. Mit Hilfe von durch die Kamera erzeugten Bilddaten wird überprüft, ob eine Abweichung der tatsächlichen Lichtverteilung zu einer vorgegebenen Lichtverteilung im Vorfeld des Fahrzeugs besteht bzw. ein Lichtsteuergerät die korrekten Schaltbefehle abgegeben hat. Ergibt sich ein Unterschied zwischen der vorgegebenen Lichtverteilung und der von der Kamera erfassten Lichtverteilung, wird ein Warnsignal erzeugt, mittels dessen weitere Maßnahmen zur Korrektur der Lichtverteilung vorgenommen werden können.
• Aus der DE 10 2019 101 710 A1 ist ein Scheinwerfersystem für Fahrzeuge bekannt, dass eine Bildgebereinheit und eine Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung aufweist. Die Bildgebereinheit kann matrixartig angeordnete Lichtquellen und eine Flüssigkristalleinheit oder eine Mikrospiegeleinheit aufweisen. Das von der Bildgebereinheit abgestrahlte Licht wird mittels einer Optikeinheit zu einer Lichtverteilung abgebildet, die aus einer Mehrzahl von vorzugsweise gleich groß ausgebildeten Ausleuchtflecken besteht. Die Ausleuchtflecken werden jeweils durch Abbildung eines Lichtpixels der Bildgebereinheit erzeugt, so dass durch einzelne Ansteuerung der Lichtpixel eine hoch auflösende Lichtverteilung ausgebildet werden kann, beispielsweise eine blendfreie Fernlichtverteilung. Eine auf die Bildgebereinheit wirkende Ansteuereinheit weist Korrekturmittel auf, so dass bei Vorliegen eines Fehler-Lichtpixels (defektes Lichtpixel) ein hierdurch verursachter dunkler Ausleuchtfleck korrigiert wird. Hierzu werden Korrektur-Lichtpixel, die auf zu dem Fehler-Ausleuchtfleck benachbarte Ausleuchtflecken abgebildet werden, gedimmt angesteuert, so dass die benachbarten Ausleuchtflecken eine verringerte Lichtintensität aufweisen. Vorteilhaft kann hierdurch ein weicher Übergang von dem Fehler-Ausleuchtfleck zu den benachbarten korrekten Ausleuchtflecken geschaffen werden. Nachteilig an dem bekannten Scheinwerfersystem ist jedoch, dass der Fehler-Ausleuchtfleck weiterhin dunkel und sogar vergrößert erscheint, was die Wahrnehmung von Pixelfehlern nicht wesentlich reduziert.
• Aus der WO 2019/ 014 480 A1 ist eine Brille mit integriertem Display (Head Mounted Display) bekannt, das eine aus einer Vielzahl von Lichtpixeln bestehende Lichtquelleneinheit, eine Optikeinheit sowie ein Darstellungsfeld aufweist. Die Optikeinheit umfasst einen mit hoher Frequenz schwenkbaren Spiegel, der die Lichtpixel auf das Darstellungsfeld umlenkt. Das Darstellungsfeld befindet sich in unmittelbarer Nähe zu einem menschlichen Auge. Auf dem Darstellungsfeld werden Ausleuchtflecken zeilen- und spaltenweise dargestellt, wobei eine Redundanz dadurch geschaffen wird, dass mehrere Reihen bzw. mehrere Ausleuchtfelder durch dasselbe Lichtpixel erzeugt werden. Eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Lichtquelleneinheit weist solche Korrekturmittel auf, dass bei Vorliegen eines Fehler-Lichtpixels (defektes Lichtpixel) die benachbarten und die Licht gleicher Farbe abstrahlenden Lichtpixel mit erhöhter Helligkeit angesteuert werden. Dadurch, dass der Spiegel eine Reihe von Lichtquellen zu unterschiedlichen Bereichen des Darstellungsfeldes leitet, kann eine Kompensation des Fehler-Ausleuchtfleckens geschaffen werden. Dies setzt jedoch eine Redundanz der auf dem Darstellungsfeld erzeugten Ausleuchtflecken voraus, denn die Ausleuchtflecken werden jeweils durch Ansteuerung mehrerer Lichtpixel beleuchtet. Eine solche Redundanz ist jedoch bei Fahrzeugscheinwerfern nicht sinnvoll, da der Aufwand hierfür zu groß wäre. Insbesondere ließe sich eine andere Verkehrsobjekte ausblendende Lichtverteilung nur schwer erzeugen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Scheinwerfersystem für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass störende dunkle Flecken in einer Lichtverteilung, die durch Ausfall einzelner Lichtpixel erzeugt werden, so weit wie möglich reduziert werden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung mit dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Optikeinheit derart ausgebildet ist, dass die Intensität der jeweiligen Ausleuchtflecken durch Überlagerung eines ersten Lichtanteils, der durch das Lichtpixel erzeugt wird, dessen Licht durch die Optikeinheit auf den Ausleuchtfleck abgebildet wird, und einen zweiten Lichtanteil, der durch mindestens ein Lichtpixel erzeugt wird, dessen Licht durch die Optikeinheit auf ein benachbarten Ausleuchtfleck abgebildet wird, gebildet ist, und dass die Korrekturmittel derart ausgebildet sind, dass mindestens ein zu dem Fehler-Ausleuchtfleck benachbarter Ausleuchtfleck einen im Vergleich zum Nichtfehlerfall erhöhten Korrektur-Intensitätsverlauf aufweist.
• Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Beleuchtungsstärke bzw. Intensität an dem Fehler-Ausleuchtfleck erhöht wird, so dass der Abstand bzw. Kontrast zwischen dem Fehler-Ausleuchtfleck einerseits und den zu demselben benachbarten Ausleuchtflecken der Mehrzahl der anderen Ausleuchtflecken, die vom Fehler-Ausleuchtfleck weiter entfernt sind als die benachbarten Ausleuchtflecken, andererseits verkleinert wird. Durch die Anhebung des Beleuchtungsstärkeniveaus an dem Fehler-Ausleuchtfleck einerseits und gleichzeitige Verringerung des Kontrastes des Fehler-Ausleuchtflecks zu dem benachbarten Ausleuchtflecken und den weiter entfernt angeordneten Ausleuchtflecken wird das Auftreten eines „schwarzen Lochs“ in der Lichtverteilung verhindert. Hierbei wird eine Überhöhung des Beleuchtungsstärkeniveaus an den benachbarten Ausleuchtflecken in Kauf genommen. Damit kein weißer Kranz um den Fehler-Ausleuchtfleck entsteht, ist die Beleuchtungsstärkeüberhöhung bzw. der Kontrast der benachbarten Ausleuchtflecken zu den weiter entfernt angeordneten Ausleuchtflecken kleiner als ein vorgegebener Schwellwert.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Bildgebereinheit und/oder die Optikeinheit derart ausgebildet, dass ein maximaler Intensitätswert der jeweiligen Ausleuchtflecken durch Abbildung lediglich eines einzigen Lichtpixels gebildet ist. Die Intensität der Ausleuchtflecken ist somit abhängig von der Strahlungsstärke eines einzigen Lichtpixels, so dass die Steuerung eines hoch auflösenden Scheinwerfers mit einer an die Verkehrsumgebung abhängigen dynamischen Lichtverteilung einfach erfolgen kann.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Bildgebereinheit und/oder die Optikeinheit derart ausgebildet, dass das von den Lichtpixeln abgestrahlte Licht neben einem Intensitätsmaximum auf einem einzigen Ausleuchtfleck eine verringerte Intensität auf zu dem Ausleuchtfleck benachbarte Ausleuchtflecken erzeugt. Die Lichtpixel werden somit mittels der Optikeinheit zu einem über den Ausleuchtfleck hinausgehenden Überstrahlungsbereich abgebildet, der zu einer Überlappung des von den Lichtflecken ausgesandten Lichtes in dem Ausleuchtbereich führt. Diese Überlappung wird sich zur Anhebung des Beleuchtungsstärkeniveaus des Fehler-Ausleuchtfleckens zunutze gemacht, wobei jede Überstrahlung eines weiteren benachbarten Ausleuchtfleckes das Beleuchtungsstärkeniveau des Fehler-Ausleuchtflecks angehoben wird und damit der Kontrast des Fehler-Ausleuchtflecks zu den benachbarten Ausleuchtflecken sowie den weiter entfernt angeordneten Ausleuchtflecken verringert wird.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Korrektur-Lichtpixel benachbart zu dem Fehler-Lichtpixel angeordnet, so dass zur Kompensation des Fehler-Ausleuchtflecks vorzugsweise die direkt zu dem Fehler-Lichtpixel benachbarten Lichtpixel als Korrektur-Lichtpixel angesteuert werden zur Erzeugung einer erhöhten Strahlungsstärke, die zu einer Beleuchtungsstärkeüberhöhung an dem zu dem Fehler-Ausleuchtfleck benachbarten Ausleuchtflecken führt.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Korrekturmittel derart ausgebildet, dass mehrere Korrektur-Lichtpixel angesteuert werden. Vorteilhaft führt dies zu einer Aufsummierung von mehreren zweiten Lichtanteilen an dem Fehler-Ausleuchtfleck, so dass die Beleuchtungsstärkeerhöhung an dem Fehler-Ausleuchtfleck größer ist als die Beleuchtungsstärkeüberhöhung an den benachbarten Ausleuchtflecken. Die Beleuchtungsstärkeüberhöhung am Fehler-Ausleuchtfleck ist mindestens dreimal so hoch wie die Beleuchtungsstärkeüberhöhung an den benachbarten Ausleuchtflecken.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Fehlererkennungseinrichtung vorgesehen, mittels derer das Vorhandensein von Fehler-Lichtpixeln ermittelbar ist. Vorteilhaft können somit die Fehler-Lichtpixel identifiziert und entsprechende korrigierende Maßnahmen eingeleitet werden.
• Nach einer ersten Ausführungsform der Fehlererkennungseinrichtung weist diese einen Lichtsensor auf, der Fehler-Ausleuchtflecken in der Lichtverteilung entweder auf einem Messschirm oder während des Betriebes des Fahrzeugs erfasst. Eine Auswerteeinrichtung verarbeitet die Sensordaten des Lichtsensors und ermittelt aus dem Ort der Fehlerausleuchtfläche der Lichtverteilung den Ort des Fehler-Lichtpixels. Durch entsprechende Ansteuerung kann die dunkle Stelle am Fehler-Ausleuchtfleck kompensiert werden.
• Nach einer weiteren Ausführungsform der Fehlererkennungseinrichtung ist eine Fehlermessroutine vorgesehen, die mittels einer Überprüfung von Nennstrom und Nennspannung der jeweiligen Lichtpixel die Fehler-Lichtpixel erfassen kann. Ist beispielsweise die betragsgemäße Abweichung einer Stromstärke im Arbeitspunkt des Lichtpixels größer als ein Schwellwert, kann auf einen Fehler dieses Lichtpixels geschlossen werden. Eine solche Fehlermessroutine ist vorzugsweise in der Ansteuereinheit integriert, so dass der Aufwand reduziert ist.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Bildgebereinheit als Lichtquellen-Matrixfeld mit einer Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Lichtquellen (LEDs) aufweisen. Alternativ kann die Bildgebereinheit eine Lichtquelleneinheit und eine Flüssigkristalleinheit einerseits oder eine Lichtquelleneinheit und eine Mikrospiegeleinheit andererseits oder eine Lichtquelleneinheit und eine LCoS-Einheit (Liquid Crystal on Silicon) andererseits aufweisen. Die Flüssigkristalleinheit bzw. die Mikrospiegeleinheit bzw. die LCOS-Einheit weisen hierbei die ansteuerbaren Lichtpixel auf, mittels der Ausleuchtbereich pixelweise moduliert werden kann.
• Zur Lösung der Aufgabe weist die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Anspruch 14 auf.
• Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch eine Beleuchtungsstärkeüberhöhung an zu einem Fehler-Ausleuchtfleck benachbarten Ausleuchtflecken zum einen eine Kontrastreduzierung des Fehler-Ausleuchtflecks zu den benachbarten Ausleuchtflecken und den weiter entfernt angeordneten Ausleuchtflecken einerseits und eine Erhöhung des Beleuchtungsstärkeniveaus in dem Fehler-Ausleuchtfleck andererseits geschaffen werden kann, was die Wahrnehmbarkeit von kleinen dunklen Löchern in der Lichtverteilung wesentlich reduziert bzw. eliminiert.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Scheinwerfersystems,
• 2 eine Draufsicht auf ein Lichtpixelfeld,
• 3 eine Draufsicht auf ein Ausleuchtbereich einer Lichtverteilung,
• 4 eine Intensitätsverteilung von Ausleuchtflecken entlang einer Schnittlinie IV-IV in 3 und
• 5 eine Intensitätsverteilung von Ausleuchtflecken entlang einer Schnittlinie V-V in 3.
• Ein Scheinwerfersystem für Fahrzeuge besteht im Wesentlichen aus einer Bildgebereinheit 1, die eine Mehrzahl von vorzugsweise matrixartig angeordneten Lichtpixeln P₁₁, P₁₂...P_nm aufweist, die in Zeilen Z1 bis Zn und Spalten S1 bis Sm angeordnet sind. Ferner umfasst das Scheinwerfersystem eine Optikeinheit 2 bestehend beispielsweise aus einer Anzahl von Linsenelementen, mittels derer das von den Lichtpixeln P₁₁, P₁₂...P_nm abgegebene Licht zu einer Lichtverteilung L in einem Fahrzeugumfeld abgebildet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Lichtverteilung L als eine Abblendlichtverteilung ausgebildet. Ferner umfasst das Scheinwerfersystem eine Ansteuereinheit 3, mittels derer die Bildgebereinheit 1 ansteuerbar ist.
• Die Bildgebereinheit 1 kann beispielsweise eine Vielzahl von matrixartig angeordneten und einzeln ansteuerbaren Lichtquellen, beispielsweise LED-Lichtquellen, aufweisen. Mittels der Ansteuereinheit 3 können die Lichtquellen derart ein- bzw. ausgeschaltet oder gedimmt werden, dass eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird, beispielsweise Stadtlicht, Autobahnlicht oder dergleichen. Insbesondere kann auch ein blendfreies Fernlicht erzeugt werden, wobei in der Fernlichtverteilung abhängig von dem Vorhandensein die in der Fahrzeugumgebung erkannten Verkehrsobjekte ausgespart werden.
• Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Bildgebereinheit 1 eine Flüssigkristalleinheit als LCD-Display oder als LCoS-Einheit (Liquid Crystal on Silicon) und eine Lichtquelleneinheit aufweisen. Hierbei dienen die matrixartig bzw. pixelartig angeordneten Flüssigkristallelemente als Blendelemente, die entweder Licht der Lichtquelle durchlassen oder blockieren. Die Flüssigkristallelemente dienen hierbei als Lichtpixel im Sinne der Erfindung. Alternativ kann die Bildgebereinheit 1 eine Lichtquelleneinheit und eine Mikrospiegeleinrichtung (DMD) aufweisen, wobei die einzelnen Mikrospiegelelemente der Mikroelemente matrixartig bzw. pixelartig im Bereich von mehreren Millionen schwenkbar angeordnet sind. Die Mikrospiegelelemente haben zumindest einen An-Zustand, in dem das Licht der Lichtquelleneinheit auf die Optikeinheit gelenkt wird und zumindest einen Aus-Zustand, in dem das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht absorbiert wird.
• Durch die Ausbildung der Bildgebereinheit wird ein hoch auflösender Scheinwerfer bzw. hoch auflösendes Scheinwerfersystem geschaffen.
• Zur Erzeugung der Lichtverteilung werden ein Teil oder alle Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm des Lichtpixelfeldes angesteuert, so dass die vorgegebene Lichtverteilung L erzeugt wird. Befinden sich die Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm in einem Einschaltzustand, werden dieselben mittels der Optikeinheit 2 auf Ausleuchtflecke A₁₁, A₁₂...A_nm eines in 3 dargestellten Ausleuchtbereiches 5 abgebildet. Der Ausleuchtbereich 5 setzt sich aus einer Mehrzahl von matrixartig angeordneten Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm zusammen. Jeder Ausleuchtfleck A₁₁, A₁₂...A_nm ist einem Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm zugeordnet. So wird beispielsweise im eingeschalteten Zustand das Lichtpixel P₂₂ mittels der Optikeinheit 2 zu dem Ausleuchtfleck A₂₂ abgebildet. Das Lichtpixel P₂₃ wird zu dem Ausleuchtfleck A₂₃ abgebildet usw.
• In 1 ist ein Ausschnitt eines Lichtpixelfeldes mit einer Mehrzahl von matrixartig angeordneten Lichtpixeln P₁₁, P₁₂...P_nm dargestellt. Es sei angenommen, dass das Pixel P₃₅, das sich in der dritten Zeile und der fünften Spalte befindet, defekt ist, also durch entsprechende Ansteuerung nicht zum Leuchten gebracht werden kann.
• Die Optikeinheit 2 ist derart ausgebildet, dass die Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm nicht entsprechend einer Rechteckfunktion auf den Ausleuchtbereich 5 abgebildet werden, sondern unter Bildung einer Glockenkurve 6 unter Bildung eines Intensitätsmaximums I₀, die über den Weg kontinuierlich verläuft. Die Optikeinheit 2 führt zu einer örtlichen Aufweitung und/oder Aufweichung der Lichtpixelabbildung. Wie aus 3 zu ersehen ist, wird jedes Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm derart abgebildet, dass ein sich mit einem Ausleuchtfleck A₁₁, A₁₂...A_nm deckender Kernabschnitt 7 mit erhöhter Intensität und ein benachbarte Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm deckender Überstrahlabschnitt 8 mit geringerer Intensität gebildet wird. Das Lichtpixel P₂₂ wird somit derart abgebildet, dass der Kernabschnitt 7 (zentrale Abschnitt) des Lichtpixel P₂₂ auf den Ausleuchtfleck A₂₂ trifft, während der Überstrahlabschnitt 8 die in der Zeile benachbarten Ausleuchtflecken A₂₁ und A₂₃ sowie in der Spalte benachbarten Ausleuchtflecken A₁₂ und A₃₂ erfasst. Die diagonal angeordneten Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₃, A₃₁, A₃₃ werden nur teilweise erfasst bzw. beleuchtet. Der Überstrahlabschnitt 8 erstreckt sich somit ringförmig um den Kernabschnitt 7. Eine Ausdehnung ds eines durch den Kernabschnitt 7 und den Überstrahlabschnitt 8 gebildeten Leuchtabschnitts 9 ist kleiner als die vierfache Ausdehnung d_F der Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht die Ausdehnung ds des Leuchtabschnitts 9 etwa der dreifachen Ausdehnung d_F der Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm.
• Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass die Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm quadratisch oder kreisrund auf einem Messschirm erscheinen und gleich groß ausgebildet sind.
• Aus 3 ist ersichtlich, dass bei korrekt arbeitenden Lichtpixeln P₁₁, P₁₂...P_nm in den Kernabschnitten 7 jeweils die gleiche maximale Intensität I₀ erzeugt wird. Benachbarte Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm im Einschaltzustand der entsprechenden Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm weisen somit eine gleich große Beleuchtungsstärke bzw. Intensität auf.
• Das Scheinwerfersystem weist ferner eine Fehlererkennungseinheit 10 auf, mittels derer das Vorhandensein von fehlerhaften oder defekten Lichtpixeln P₁₁, P₁₂...P_nm erkannt werden kann. Die fehlerhaften Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm werden im Folgenden als Fehler-Lichtpixel genannt. Alternativ kann die Verteilung der defekten Lichtpixel auch von dem Hersteller der Bildgebereinheit 1 bereitgestellt werden, so dass auf die Fehlererkennungseinheit 10 verzichtet werden kann.
• Die Fehlererkennungseinheit 10 kann nach einer ersten Ausführungsform einen Lichtsensor 11 aufweisen, mittels dessen auf einem Messschirm dunkel erscheinende Ausleuchtflecken A₁₁, A₁₂...A_nm als Fehler-Ausleuchtflecken erkannt werden können. Der Lichtsensor 11 kann beispielsweise als eine Kamera ausgebildet sein. Das von dem Lichtsensor 11 bereitgestellte Sensorsignal wird einer Auswerteeinrichtung 12 der Fehlererkennungseinheit 10 zugeführt, in der die von dem Lichtsensor 11 detektierten Bilddaten ausgewertet und mittels einer Zuordnungsvorschrift aus dem Ort der Fehler-Ausleuchtfläche der Lichtverteilung L der Ort des Fehler-Lichtpixels (P₃₅) in der Bildgebereinheit 1 bestimmt werden kann.
• Nach einer alternativen Ausführungsform der Fehlererkennungseinrichtung 10 erfolgt die Fehlererkennungsauswertung der Bildgebereinheit 1. Hierzu weist die Fehlererkennungseinheit 10 eine Fehlermessroutine 13 auf, die die Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft. Beispielsweise können die Lichtpixel P₁₁, P₁₂...P_nm mit einer Messspannung oder mit einem Messstrom, vorzugsweise Nennstrom oder Nennspannung, angesteuert werden, um festzustellen, ob elektrische Größen des Lichtpixels P₁₁, P₁₂...P_nm einen vorgegebenen Arbeitsbereich nicht überschreiten. Wenn eine elektrische Größe, wie beispielsweise die Stromstärke, außerhalb dieses Bereiches liegt, kann auf die Fehlerhaftigkeit dieses Lichtpixels geschlossen werden.
• Ist mittels der Fehlererkennungseinheit 10 ein Fehler-Lichtpixel erkannt worden, beispielsweise das Lichtpixel P₃₅, sind in der Ansteuereinheit 3 Korrekturmittel zur Kompensation bzw. Korrektur der Ausleuchtung für den Ausleuchtfleck A₃₅ vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden vier zu dem Fehler-Lichtpixel P₃₅ benachbarte Lichtpixel P₃₄, P₃₆, P₂₅, P₄₅ derart angesteuert, dass die zu dem Fehler-Ausleuchtfleck A35 benachbarten Ausleuchtflecken A₃₄, A₃₆, A₂₅, A₄₅ mit einem im Vergleich zum Intensitätsmaximum I₀ erhöhten maximalen Korrektur-Intensitätswert I₁ beleuchtet werden. Der maximale Korrektur-Intensitätswert I₁ ist größer als der maximale Intensitätswert I₀, der vergleichsweise weiter entfernt von dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ entfernten Ausleuchtflecken A₂₃, A₂₄, A₂₆, A₂₇, A₃₃, A₄₄, A₄₅, A₄₇ bzw. der Ausleuchtflecken, deren benachbarter Ausleuchtfleck nicht einem Fehler-Lichtpixel zugeordnet ist.
• In 4 sind die Intensitätsverteilungen I₂₁, I₂₂, I₂₃ der Ausleuchtflecken A₂₁, A₂₂, A₂₃ dargestellt, denen nicht fehlerhafte Lichtpixel P₂₁, P₂₂, P₂₃ zugeordnet sind bzw. auf die die nicht fehlerhaften Lichtpixel P₂₁, P₂₂, P₂₃ abgebildet werden. Die Intensitätsverteilungen I₂₁, I₂₂, I₂₃ sind gleich ausgebildet, wobei aufgrund der Überstrahlung der abgebildeten Lichtpixel auf benachbarte Ausleuchtflecken die Ausleuchtflecken jeweils einen ersten Lichtanteil 14 aufweisen, der durch die Abbildung des demselben zugeordneten Lichtpixels erzeugt wird, und einem zweiten Lichtanteil 15, der von den in den benachbarten Ausleuchtflecken strahlenden Lichtflecken erzeugt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel setzt sich die Ausleuchtung des Ausleuchtfleckes A₂₂ aus dem unter der Intensitätskurve I₂₂ in eine Richtung schraffierten ersten Lichtanteil 14 und aus dem entgegensetzt schraffiert angeordneten zweiten Lichtanteil 15 zusammen, der sich aus dem benachbarten Intensitätskurven I₂₁ und I₂₃ ergibt. Die Überlappung bzw. Überstrahlung der abgebildeten Lichtflecken auf benachbarte Ausleuchtflecken macht sich die Erfindung hierbei zunutze, wie im Folgenden beschrieben wird.
• In 5 sind drei Intensitätsverläufe I_I, I_II, I_III der benachbarten Ausleuchtflecken A₂₄, A₃₅, A₃₆ bei Vorliegen des Fehler-Ausleuchtflecks A₃₅ dargestellt. Der Intensitätsverlauf I_I zeigt den idealisierten Fall, dass keine Überstrahlung benachbarter Ausleuchtflecken durch das Lichtpixel erfolgt. In diesem Fall wäre die Intensität im Fehler-Lichtpixelfeld A₃₅ null, währen die Intensität in den benachbarten korrekten Ausleuchtflecken I₀ beträgt. Der strichierte Intensitätsverlauf I_II entspricht einer Ansteuerung der Lichtpixel P₃₄, P₃₆ im Nichtfehlerfall des Lichtpixels P₃₅, wenn Lichtpixel P₃₅ also nicht defekt wäre. Ein dritter Intensitätsverlauf I_III entspricht der Intensität der Lichtpixel A₃₄ und A₃₆ im Korrekturzustand (Fehlerfall des Lichtpixels P₃₅), wenn also das Lichtpixel P₃₅ defekt ist. Hierbei weisen die zu dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ benachbarten Ausleuchtflecken A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅ einen erhöhten Intensitätsverlauf I_III mit dem maximalen Korrektur-Intensitätswert I₁ auf. Da die für die Beleuchtung der benachbarten Ausleuchtflecken A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅ verantwortlichen Korrektur-Lichtpixel P₂₅, P₃₄, P₃₆, P₄₅ mit ihren Überstrahlabschnitten 8 auch den Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ beleuchten, erfolgt im Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ eine Anhebung des Intensitätsverlaufes bzw. des Beleuchtungsstärkeverlaufs. Im Vergleich zu einem Nichtfehlerfall des Lichtpixels P₃₅ erfolgt eine vierfache Intensitäts- bzw. Beleuchtungsstärkeerhöhung, wobei in dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ ein Intensitätsminimum I_K erzeugt wird, das wesentlich größer ist als ein Intensitätsminimum I_F ohne Korrektur. Das Intensitätsminimum I_K des Fehler-Ausleuchtflecks A₃₅ ist größer als Intensitätsminimum I_F bei Nichtkorrektur. Ferner ist die Überstrahlung in den benachbarten Ausleuchtflecken kleiner als die Erhöhung der Intensität in dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅. Es ergibt sich somit neben der Beleuchtungsstärkeerhöhung in dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ eine Verringerung des Kontrastes zwischen dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ und den benachbarten Ausleuchtflecken A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅ einerseits sowie eine vergleichsweise größere Kontrastverringerung zu den bezüglich der im Vergleich zu den benachbarten Ausleuchtflecken A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅ weiter entfernt angeordneten Ausleuchtlecken A₃₁, A₃₂, A₃₃.... $${\text{I}}_1-{\text{I}}_{\text{K}}<{\text{I}}_0-{\text{I}}_{\text{F}},$$

  

  wobei I₁ ist maximale Korrekturintensität der benachbarten Ausleuchtflecken A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅, I_K Intensitätsminimum im Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ bei Korrektur, I_F Intensitätsminimum im Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ ohne Korrektur, I₀ Intensitätsmaximum der nicht fehlerbehafteten Ausleuchtflecken A₂₂, A₂₃, A₂₄..., die sich an den benachbarten Ausleuchtflecken A₂₃, A₃₄, A₃₆, A₄₅ anschließen,
  Ferner gilt: $${\text{I}}_0-{\text{I}}_{\text{K}}=\mathrm{\Delta }{\text{I}}_{\text{A}}<{\text{S}}_{\text{A}}$$

  
• Die Differenz ΔI_A ist kleiner als ein vorgegebener Schwellwert S_A. Der Schwellwert S_A definiert die Mindestbeleuchtungsstärke in dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅, damit der Ausleuchtfleck A₃₅ nicht als schwarzes Loch wahrgenommen wird.
• Ferner gilt: $${\text{I}}_1-{\text{I}}_0=\mathrm{\Delta }{\text{I}}_{\text{B}}<{\text{S}}_{\text{B}}$$

  
• Die Intensitätsüberhöhung ΔI_B, die die Differenz aus I₁ und I₀ darstellt, ist kleiner als ein Schwellwert S_B. Der Schwellwert S_B gibt eine maximale Überstrahlerhöhung an, so dass nicht die überstrahlten benachbarten Ausleuchtflecken A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅ zu einem unerwünschten hellen Ring oder Kranz um den Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ führen. Der Schwellwert S_B begrenzt somit die Intensitätsdifferenz zu den Ausleuchtflecken, die auf einer zu dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ anderen Seite angeordnet sind.
• Nach Feststellung des Ortes eines Fehler-Lichtpixels A₃₅ werden mittels der Ansteuereinheit 3 die Korrektur-Lichtpixel P₂₅, P₃₄, P₃₆, P₄₅, die vorzugsweise benachbart zu dem Fehler-Lichtpixel P₃₅ angeordnet sind, mit erhöhter Leistung angesteuert, so dass die in 5 dargestellte Helligkeitsüberhöhung bei den zu dem Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ benachbarten Ausleuchtflecken eintritt, womit gleichzeitig eine Erhöhung der Helligkeit im Fehler-Ausleuchtfleck A₃₅ einhergeht.
• Bezugszeichenliste

1

Bildgebereinheit

2

Optikeinheit

3

Ansteuereinheit

5

Ausleuchtbereich

6

Glockenkurve

7

Kernabschnitt

8

Überstrahlungsabschnitt

9

Leuchtabschnitt

10

Fehlererkennungseinheit

11

Lichtsensor

12

Auswerteeinrichtung

13

Fehlermessroutine

14

1. Lichtanteil

15

2. Lichtanteil

P11...Pnm

Lichtpixel

A11...Anm

Ausleuchtflecken

L

Lichtverteilung

dS, dF

Ausdehnung

SA, SB

Schwellwert

ΔIB

Intensitätserhöhung

ΔIA

Differenz

I21, I22, I23

Intensitätsverteilungen

I0

maximale Intensität

IK, IF

Intensitätsminimum

I1

Korrektur-Intensitätswert

Z

Zeilen

S

Spalten

Claims (14)

1. Scheinwerfersystem für Fahrzeuge mit einer Bildergebereinheit (1) und mit einer Optikeinheit (2) zur Erzeugung einer Lichtverteilung (L), die eine Mehrzahl von Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm) aufweist, wobei die Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm) jeweils durch Abbildung mindestens eines Lichtpixels (P₁₁, P₁₂...P_nm) der Bildgebereinheit (1) erzeugt wird, mit einer Ansteuereinheit (3) zur Ansteuerung der Bildgebereinheit (1), wobei die Ansteuereinheit (3) Korrekturmittel aufweist, mittels derer bei Vorliegen eines Fehler-Lichtpixels (P₃₅), welches nicht durch die Optikeinheit (2) auf einen Ausleuchtfleck abbildbar ist, mindestens ein Korrektur-Lichtpixel (P₂₅, P₃₄, P₃₆, P₄₅) angesteuert wird, mittels dessen ein zu dem durch das Fehler-Lichtpixel (P₃₅) nicht beleuchteten Fehler-Ausleuchtfleck (A₃₅) benachbarte Ausleuchtflecken (A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅) eine im Vergleich zum Nichtfehlerfall veränderten Korrektur-Intensitätsverlauf (I_III) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, - dass die Optikeinheit (2) derart ausgebildet ist, dass die Intensität der jeweiligen Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm) durch Überlagerung eines ersten Lichtanteils (14), der durch das Lichtpixel erzeugt wird, dessen Licht durch die Optikeinheit (2) auf den Ausleuchtfleck abgebildet wird, und einen zweiten Lichtanteil (15), der durch mindestens ein Lichtpixel erzeugt wird, dessen Licht durch die Optikeinheit (2) auf ein benachbarten Ausleuchtfleck abgebildet wird, gebildet ist, und - dass die Korrekturmittel derart ausgebildet sind, dass mindestens ein zu dem Fehler-Ausleuchtfleck (A₃₅) benachbarter Ausleuchtfleck (A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅) einen im Vergleich zum Nichtfehlerfall erhöhten Korrektur-Intensitätsverlauf (I_IV) aufweist.
2. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm) zeilen- und spaltenweise zur Bildung eines Ausleuchtbereiches (5) angeordnet sind.
3. Scheinwerfersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebereinheit (1) und/oder die Optikeinheit (2) derart ausgebildet sind, dass das Maximum (10, 11) des Intensitätsverlaufes (I_II, I_III) in einem zentralen Bereich des Ausleuchtfleckens (A₁₁, A₁₂...A_nm) angeordnet ist.
4. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikeinheit (2) derart ausgebildet ist, dass jedes Lichtpixel in einem über den Ausleuchtfleck hinausgehenden Überstrahlungsabschnitt (8) abgebildet wird, wobei der Überstrahlungsabschnitt (8) benachbarte Ausleuchtflecken erfasst und wobei in dem Überstrahlungsabschnitt (8) die Intensität geringer ist als die Intensität innerhalb des Ausleuchtfleckes.
5. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstrahlungsabschnitt (8) der Lichtpixel (P₁₁, P₁₂...P_nm) eine Ausdehnung (ds) aufweist, die kleiner ist als die vierfache Ausdehnung (d_F) der Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm).
6. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm) auf einem Messschirm gleich groß ausgebildet sind.
7. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrektur-Lichtpixel (P₂₅, P₃₄, P₃₆, P₄₅) benachbart zu dem Fehler-Lichtpixel (P₃₅) angeordnet ist.
8. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikeinheit (2) derart ausgebildet ist, dass der Intensitätsverlauf des abgebildeten Lichtpixels in eine Richtung nach Art einer Glockenkurve verläuft, wobei das Intensitätsmaximum (I₀, I₁) in dem zentralen Bereich des jeweiligen Ausleuchtflecks angeordnet ist.
9. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturmittel derart ausgebildet sind, dass mehrere um das Fehler-Lichtpixel herum angeordnete Korrektur-Lichtpixel in einem Korrekturzustand angesteuert werden.
10. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlererkennungseinheit (10) vorgesehen ist, mittels derer das Vorhandensein von Fehler-Lichtpixeln (P₃₅) ermittelbar ist.
11. Scheinwerfersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungseinheit (10) einen Lichtsensor (11) aufweist, der die auf ein Messschirm abgebildete Lichtverteilung (L) erfasst, und dass die Fehlererkennungseinheit (10) eine Auswerteeinheit aufweist, die die von dem Lichtsensor (11) gelieferten Bilddaten auswertet und mittels einer Zuordnungsvorschrift aus dem Ort des Fehler-Ausleuchtflecks (A₃₅) der Lichtverteilung (L) den Ort des Fehler-Lichtpixels in der Bildgebereinheit (1) bestimmt.
12. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungseinheit (10) eine Fehlermessroutine (13) aufweist, mittels derer die Lichtpixel (P₁₁, P₁₂...P_nm) mit einem Messstrom und/oder Messspannung beaufschlagt werden, so dass aus den Messewerten ein Fehlersignal generierbar ist, das die Fehlerhaftigkeit des jeweils überprüften Lichtpixels definiert.
13. Scheinwerfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebereinheit (1) eine matrixartig angeordnete Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Lichtquellen aufweist zum einen oder zum zweiten eine Lichtquelleneinheit und eine Flüssigkristalleinrichtung (LCD, LCoS) oder zum dritten eine Lichtquelleneinheit und eine Mikrospiegeleinrichtung (DMD) aufwiest.
14. Verfahren zum Kompensieren von Fehler-Lichtpixeln eines Scheinwerfers für Fahrzeuge, wobei Lichtpixel mittels einer Optikeinheit (2) jeweils zu Ausleuchtflecken (A₁₁, A₁₂...A_nm) einer Lichtverteilung (L) abgebildet werden, die durch Überlagerung ein Ausleuchtfeld (5) einer Lichtverteilung (L) bilden, dass andere Lichtpixel so angesteuert werden, dass ein Kontrast zwischen einer einem Fehler-Ausleuchtfleck (A₃₅) und zu demselben benachbarten Ausleuchtflecken (A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅) reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtpixel (P₁₁, P₁₂...P_nm) derart angesteuert werden, dass die Beleuchtungsstärke des zu dem Fehler-Ausleuchtfleck (A35) benachbarten Ausleuchtfleck (A₂₅, A₃₄, A₃₆, A₄₅) höher ist als die weiter von dem Fehler-Ausleuchtfleck (A35) entfernt angeordneten Ausleuchtflecken.

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