DE102021115658A1

DE102021115658A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021115658A1
Application number: DE102021115658.0A
Authority: DE
Inventors: Tilman Armbruster; Valentin Schmidt; Marcel Debelec
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2041-06-18
Also published as: DE102021115658B4

Abstract

Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug (1), mittels der zumindest ein zu beleuchtender Teilbereich (4) eines Umfeldes (5) des Kraftfahrzeugs (1) zeilen- oder spaltenweise beleuchtbar ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (2) wenigstens eine Lichtquelle (6), mittels der ein eine flächige Lichtverteilung (7) aufweisender Lichtstrahl (8) sichtbaren Lichts generierbar ist, und wenigstens einen Spiegelkörper (10, 35, 36, 37), der mittels einer Antriebseinheit (15) der Beleuchtungseinrichtung (2) in Rotation versetzbar ist, umfasst, wobei mehrere Spiegel (11) des Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37), bezogen auf die zur Rotationsachse (16) des Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37) senkrecht stehende Querschnittsfläche, polygonal zueinander angeordnet sind, wobei die Lichtquelle (6) und der Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) derart zueinander angeordnet sind, dass der Lichtstrahl (8) nacheinander auf die Spiegel (11) des rotierenden Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37) auftrifft und hierbei derart reflektiert wird, dass der Lichtstrahl (8) während der Reflexion an einem der Spiegel (11) eine Zeile (22) des Teilbereichs (4) oder den gesamten Teilbereich (4) überstreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Moderne Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge erfüllen neben ihrer originären Funktion betreffend die bloße Ausleuchtung des Kraftfahrzeugumfelds weitere in diesem Zusammenhang stehende Funktionen. So ist beispielsweise im Rahmen von adaptiven Fern- respektive Abblendlichtern vorgesehen, dass eine Helligkeitsverteilung im mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Teilbereichs des Kraftfahrzeugumfelds situationsspezifisch angepasst wird. Insbesondere können Teilbereiche, in denen sich weitere Verkehrsteilnehmer befinden, mit einer schwächeren Helligkeit beleuchtet oder von der Beleuchtung komplett ausgespart werden, so dass eine etwaige Blendung der weiteren Verkehrsteilnehmer vermieden wird.
Im Zusammenhang mit Lidarsystemen sind aus dem Stand der Technik Umfeld-Abtasteinrichtung bekannt, bei denen ein mit einer Laserquelle emittierter Lichtstrahl mittels rotierender Spiegel derart abgelenkt werden, dass ein zeilenweises Abtasten des Kraftfahrzeugumfelds erfolgt. Entsprechende System sind etwa in DE 10 2019 213 963 A1 oder DE 10 2016 219 955 A1 offenbart, wobei in der zweitgenannten Veröffentlichung konkret ein polygonaler Spiegel als rotierbarer Spiegel vorgeschlagen wird.
Ein Laserbildprojektor, der ebenfalls auf dem Prinzip eines rotierenden, polygonalen Spiegels basiert, wird in DE 601 26 720 T2 beschrieben.
Ein Problem bei bekannten Beleuchtungseinrichtungen von Kraftfahrzeugen ist, dass bei diesen ein sehr hoher Bauraumbedarf erforderlich ist, insbesondere aufgrund der Anordnung von Spiegeln auf einer rotierenden Baueinheit.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber bekannten Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge verbessertes Konzept anzugeben, insbesondere bezüglich eines verringerten Bauraumbedarfs und einer einfachen Herstellbarkeit.
Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mittels der zumindest ein zu beleuchtender Teilbereich eines Umfeldes des Kraftfahrzeugs zeilen- oder spaltenweise beleuchtbar ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine Lichtquelle, mittels der ein eine flächige Lichtverteilung aufweisender Lichtstrahl sichtbaren Lichts generierbar ist, und wenigstens einen Spiegelkörper, der mittels einer Antriebseinheit der Beleuchtungseinrichtung in Rotation versetzbar ist, umfasst, wobei mehrere Spiegel des Spiegelkörpers, bezogen auf die zur Rotationsachse des Spiegelkörpers senkrecht stehende Querschnittsfläche, polygonal zueinander angeordnet sind, wobei die Lichtquelle und der Spiegelkörper derart zueinander angeordnet sind, dass der Lichtstrahl nacheinander auf die Spiegel des rotierenden Spiegelkörpers auftrifft und hierbei derart reflektiert wird, dass der Lichtstrahl während der Reflexion an einem der Spiegel eine Zeile oder eine Spalte des Teilbereichs oder den gesamten Teilbereich überstreicht.
Durch die polygonal zueinander angeordneten und bevorzugt ebenflächigen Spiegel, die den Spiegelkörper ausbilden oder ein Teil des Spiegelkörpers sind, wird eine möglichst einfach herzustellende und kompakte Bauweise realisiert.
Das Funktionskonzept basiert darauf, dass aufgrund der, insbesondere mit einer konstanten Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit erfolgenden, Rotation des Spiegelkörpers der Auftreffpunkt des Lichtstrahls, bezogen auf ein spiegelfestes Koordinatensystem, zunächst über einen Spiegel wandert, wobei sich der Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Fläche des Spiegels kontinuierlich ändert. Gemäß dem Reflexionsgesetz, wonach der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist, ändert sich folglich gleichermaßen der Ausfallswinkel, so dass letztlich die durch den Lichtstrahl bewirkte Lichtverteilung über die Zeile oder die Spalte des Teilbereichs streicht respektive fährt. Die Rotationsachse des Spiegelkörpers ist hierbei insbesondere senkrecht zu der Ebene angeordnet, innerhalb der sich der Lichtstrahl ausbreitet.
Nachdem der Auftreffpunkt des Lichtstrahls den Rand des aktuell überwandernden Spiegels erreicht hat, geht der Lichtstrahl auf den nächsten Spiegel über. Dadurch, dass die Spiegel aufgrund der ihrer polygonalen Anordnung unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind, bewirkt der durch die Rotation des Spiegelkörpers verursachte Übergang des Auftreffpunkts des Lichtstrahls von einem Spiegel zum nachfolgenden Spiegel eine quasi schlagartige Änderung des Reflexionswinkels, so dass der Lichtstrahl hierbei wieder an den Anfang der beleuchteten Zeile oder Spalte springt. Das Entlangfahren der Lichtverteilung entlang dieser Zeile oder Spalte wird durch die stetige Rotation und hierdurch bewirkte Änderung des Einfallswinkels des Lichtstrahls auf den jeweiligen Spiegel bewirkt.
Unter der Lichtverteilung wird allgemein die querschnittsmäßige geometrische Form des Lichtstrahls verstanden, insbesondere bezüglich einer gewinkelt, etwa senkrecht, zur Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls stehenden Querschnittsfläche. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „flächige Lichtverteilung“ insbesondere, dass der Lichtstrahl, bezogen auf seine Querschnittsfläche, nicht-punktförmig beziehungsweise nicht-laserförmig respektive inkohärent ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die Lichtverteilung entlang der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls ändert, insbesondere auffächert.
Unter dem zu beleuchtenden Teilbereich wird, beispielsweise bezogen auf den Abstrahlwinkel des Lichtstahls von der Beleuchtungseinrichtung respektive vom zugehörigen Kraftfahrzeug, ein Unterbereich respektive eine Teilmenge des gesamten Umfeldes respektive in der gesamten Umgebung der Beleuchtungseinrichtung bzw. des Kraftfahrzeugs verstanden. Die zeilenrespektive spaltenweise Beleuchtung des Teilbereichs bedeutet hierbei insbesondere, dass sich der Abstrahlwinkel des Lichtstrahls von der Beleuchtungseinrichtung während des Überstreichens nur bezüglich des Horizontalrespektive Azimutwinkels bei konstantem Höhenwinkel (bei zeilenweisem Scannen) oder bezüglich des Höhenwinkels bei konstantem Horizontalwinkel (bei spaltenweisem Scannen), insbesondere mit einer konstanten Änderungsrate, ändert.
Bezüglich der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass diese nach der Art eines Projektors arbeitet, mittels dem die flächige Lichtverteilung erzeugbar ist. Besonders bevorzugt ist oder umfasst die Lichtquelle ein sogenanntes digital mirror device, auch „DMD“ genannt, mit einer Vielzahl an Leuchtdioden und Mikrospiegeln. Details diesbezüglich sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und werden an dieser Stelle nicht näher erläutert. Insbesondere ist die Lichtquelle, etwa im Gegensatz zu einem Laser, nicht nur dazu eingerichtet, einen eindimensionalen Lichtstrahl wie beispielsweise bei einem Laser zu erzeugen, der bezogen auf seine Querschnittsflächen nahezu punktförmig ist, sondern dass sich der Lichtstrahl zur Erzeugung der flächigen Lichtverteilung entlang seiner Ausbreitungsrichtung immer weiter auffächert. Aus spektraler Sicht erzeugt die Beleuchtungseinrichtung bevorzugt einen weißes Lichtstrahl, insbesondere mit einer kontinuierlichen Spektralverteilung. Der Spektralbereich kann Wellenlängen des sichtbaren Lichts, etwa zwischen 400 und 780 nm, umfassen.
Bezüglich des Teilbereichs kann vorgesehen sein, dass dieser entweder nur eine einzige Zeile oder Spalte umfasst. Bevorzugt umfasst der Teilbereich mehrere Zeilen oder Spalten. Sofern dieser mehrere Zeilen oder Spalten umfasst, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung mehrere Lichtquellen und insbesondere Spiegelkörper umfasst, wobei jede der Lichtquellen für die Beleuchtung zumindest einer entsprechend zugehörigen Zeile respektive Spalte vorgesehen ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine einzige Lichtquelle vorgesehen ist, die mehrere Zeilen oder Spalten mittels eines entsprechenden Verschwenkens der Lichtquelle oder mittels einer Änderung des Abstrahlwinkels des Lichtstrahls von der Lichtquelle beleuchtet.
Bezüglich des Spiegelkörpers kann vorgesehen sein, dass dieser einen Grundkörper umfasst, auf dem die Spiegel befestigt, insbesondere aufgeklebt sind. Gleichermaßen ist denkbar, dass der Spiegelkörper sich ausschließlich aus den randseitig sich berührenden und hier insbesondere aneinandergeklebten Spiegeln zusammensetzt.
Bezüglich der Antriebseinheit ist insbesondere vorgesehen, dass diese ein Elektromotor ist, mittels dem der Spiegelkörper in eine, bevorzugt gleichmäßige, Rotation versetzbar ist. Die Drehzahl des Aktors kann hierbei unmittelbar oder über ein Getriebe auf den Spiegelkörper übertragen werden. Die Drehzahl des Spiegelkörpers ist hierbei groß genug, dass der Fahrer aufgrund des zeitlichen Auflösungsvermögens des menschlichen Auges die einzelnen Überstreichungsvorgänge nicht wahrnimmt, was bedeutet, dass die erforderliche Drehzahl insbesondere auch davon abhängt, wie oft der Lichtstrahl die Zeilen respektive Spalten pro Rotationszyklus des Spiegelkörpers überstreicht. Beispielsweise kann die Drehzahl des Spiegelkörpers größer als etwa vier Umdrehungen pro Sekunde, sofern der Spiegelkörper acht Spiegel aufweist, und größer als etwa drei Umdrehungen pro Sekunde, sofern der Spiegelkörper zwölf Spiegel aufweist, sein.
Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kann wenigstens ein Verstellelement vorgesehen sein, das

- ein elektromechanischer Aktor ist, mittels dem die relative Stellung zwischen der Lichtquelle und den Spiegelkörpern veränderbar ist, und/oder
- ein zwischen der Lichtquelle und dem Spiegelkörper schwenkbar angeordnetes Reflexionselement ist, mittels dem der Lichtstrahl ablenkbar ist,

Demgemäß ist die Auftreffposition des Lichtstrahls auf den Spiegelkörper, insbesondere entlang dessen Rotationsachse, veränderbar, so dass sich eine Änderung der Geometrie der Lichtlaufwege realisieren lässt. Letztlich kann hierdurch gezielt die Größe und/oder die Form der in dem beleuchteten Teilbereich erzeugten Lichtverteilung verändert werden, wodurch die Größe und/oder die Auflösung des Teilbereichs einstellbar ist.
Sofern mittels des Verstellelements die Relativstellung zwischen der Lichtquelle und dem Spiegelkörper veränderbar ist, kann vorgesehen sein, dass mittels des Verstellelements die Position der Lichtquelle und/oder des Spiegelkörpers veränderbar ist. Das heißt, dass mittels des Verstellelements die Lichtquelle und/oder das Spiegelelement bezüglich beleuchtungseinrichtungsseitig ortsfester Komponenten verschwenkbar und/oder verschiebbar ist. Sofern das Spiegelelement mittels des Verstellelements verschwenkbar ist, kann hierdurch auch die Rotationsachse des Spiegelelements geändert werden.
Sofern das Verstellelement das Reflexionselement ist, kann vorgesehen sein, dass das Reflexionselement beispielsweise ein mit einem elektromechanischen Aktor gekoppelter Spiegel ist, dessen Schwenkposition mittels dieses Aktors veränderbar ist. Insbesondere ist die Lichtquelle hierbei ortsfest innerhalb der Beleuchtungseinrichtung angeordnet, so dass die Auftreffposition des Lichtstrahls auf dem Spiegelkörper ausschließlich mittels der aktuellen Schwenkposition des Reflexionselements vorgegeben wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist vorgesehen, dass sich der Spiegelkörper zumindest teilweise entlang seiner Rotationsachse, insbesondere gleichmäßig, verjüngt. Der demgemäß konische Spiegelkörper bewirkt, dass sich mittels des Verstellelements eine noch stärkere Änderung der Lichtlaufwege im Vergleich zu dem Fall, dass der Spiegelkörper die geometrische Form eines geraden Primas aufweist, ergibt. Somit lässt sich durch eine im Vergleich hierzu kleine Verschiebung bzw. Verschwenkung der Lichtquelle respektive des Spiegelelements mittels des Verstellelements eine stärkere Änderung der Größe respektive der Form der Lichtverteilung erreichen. So ist es leicht ersichtlich, dass eine Änderung der Auftreffposition der Lichtverteilung auf einem Spiegel entlang der Rotationsachse des Spiegelkörpers keine so starke Änderung der reflektierten Lichtverteilung bewirkt wie in dem Fall, dass sich, wie dies bei einem konischen Spiegelkörper der Fall ist, auch der Abstand der Spiegelfläche zur Rotationsachse hierbei verändert.
Konkret kann vorgesehen sein, dass der Spiegelkörper die geometrische Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes mit einem Polygon als Grundfläche und den Spiegeln als Seitenflächen aufweist. Dass die Grundfläche der Pyramide bzw. des Pyramidenstumpfes ausbildende Polygon kann beispielsweise ein, insbesondere regelmäßiges, Achteck sein. Die Pyramide respektive der Pyramidenstumpf ist bevorzugt gerade und/oder weist ein regelmäßig-gleichseitiges Polygon als Grundfläche auf. Sofern der Spiegelkörper eine gerade Pyramide respektive ein gerader Pyramidenstumpf mit einem regelmäßig-gleichseitigem Polygon als Grundfläche ist, wobei die Rotationsachse des Spiegelkörpers die Symmetrie- bzw. Längsachse dieses Körpers ist, wird bewirkt, dass bei jedem der Spiegel das Überstreichen des Auftreffpunkts des Lichtstrahls auf dem jeweiligen Spiegel und mithin das Überstreichen des Lichtstrahls über die entsprechende Zeile oder Spalte des beleuchteten Teilbereichs gleich abläuft.
Bezüglich der konkreten Ausgestaltung des Spiegelkörpers kann vorgesehen sein, dass dieser einen Grundkörper, insbesondere aus Kunststoff, umfasst, der die entsprechende Pyramiden- bzw. Pyramidenstumpfform vorgibt. Die einzelnen Spiegel können auf den Seitenflächen des Grundkörpers befestigt, bevorzugt angeklebt, sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass mehrere zueinander geometrisch unterschiedliche Spiegelkörper und wenigstens eine Verstelleinheit vorgesehen sind, die

- der oder ein elektromechanischer Aktor ist, mittels dem die relative Stellung zwischen der Lichtquelle und den Spiegelkörpern veränderbar ist, und/oder
- das oder ein zwischen der Lichtquelle und dem Spiegelkörper schwenkbar angeordnetes Reflexionselement ist, mittels dem der Lichtstrahl ablenkbar ist,

Dadurch, dass ausgewählt werden kann, auf welchen der mehreren Spiegelkörpern der Lichtstrahl auftrifft, lässt sich mithin ein sogenanntes „Lichtgetriebe“ realisieren. So lässt sich situationsspezifisch die Größe und/oder die Auflösung des Teilbereichs aufgrund der unterschiedlichen Geometrie der Lichtlaufwege und mithin der Lichtverteilung in dem beleuchteten Teilbereich bei unterschiedlichen Spiegelkörpern verändern. Optional ist die Verstellleinheit das bereits oben beschriebene Verstellelement.
Besonders bevorzugt sind die Spiegelkörper entlang einer gemeinsamen Achse, insbesondere entlang einer gemeinsamen Rotationsachse, angeordnet und mittels der Verstelleinheit längsverschiebbar. Die Spiegelkörper sind hierbei bevorzugt an einer gemeinsamen Welle befestigt, wobei diese mittels der Verstelleinheit längsverschiebbar sein kann. In diesem Fall ist die Verstelleinheit bevorzugt zudem die Antriebseinheit, mittels der die Spiegelkörper in Rotation versetzbar sind. Zur Realisierung der Längsverschiebbarkeit kann die Verstelleinheit ein Zahnrad aufweisen, das mit einer entlang der Wellenlängsachse verlaufende Zahnstange kämmt.
Zusätzlich oder alternativ zur Längsverschiebbarkeit der Spiegelkörper kann auch die Lichtquelle mittels der Verstelleinheit längsverschiebbar und/oder verschwenkbar sein. In dieser Ausführungsform ist denkbar, dass die Spiegelkörper, abgesehen von deren Rotation, ortsfest in der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind.
Die Spiegelkörper können sich bezüglich der Anzahl der Ecken ihrer jeweiligen Polygone unterscheiden. Durch die unterschiedliche Eckenanzahl der die Grundflächen der Spiegelkörper ausbildenden Polygone lässt sich die Scanfrequenz verändern. So ist die Anzahl, wie oft die entsprechende Zeile oder Spalte während eines Rotationszyklus des Spiegelkörpers von dem Lichtstrahl überstrichen wird, gleich der Anzahl der Ecken des Polygons und mithin der Anzahl der Spiegel respektive Seitenflächen der Pyramide bzw. des Pyramidenstumpfes ist. Rotiert etwa der Spiegelkörper 10 mal pro Sekunde um die Rotationsachse so ergibt sich für das Durchlaufen einer Zeile bzw. Spalte eine Dauer von 12,5 ms wenn der Grundkörper ein regelmäßig-gleichseitiges Achteck ist, und von ca. 8,3 ms wenn der Grundkörper ein regelmäßig-gleichseitiges Zwölfeck ist.
Die Spiegelkörper können sich zusätzlich oder alternativ bezüglich ihrer jeweiligen Neigungswinkel voneinander unterscheiden. Der Neigungswinkel eines Spiegelkörpers mit der geometrischen Form einer geraden Pyramide oder eines geraden Pyramidenstumpfes und mit einem regelmäßig-gleichseitigen Polygon als Grundfläche ist definiert als der Winkel zwischen einer der Spiegelflächen und der Grundfläche dieses Spiegelkörpers. Mit anderen Worten hängt der Neigungswinkel von dem Verhältnis der oberen und unteren Spiegelkörperbreite ab, insbesondere bei konstanter Pyramiden- bzw. Pyramidenstumpfhöhe. Die Spiegelkörperbreite ist hierbei beispielsweise der Durchmesser des Innen- und Außenkreises des jeweiligen Polygons oder der jeweilige Abstand zwischen den parallel gegenüberliegenden Seitenflächen des jeweiligen Polygons, sofern dessen Seitenanzahl gerade ist.
Ersichtlich lässt sich auch hierdurch ein anderes Verhalten bei Veränderung der Abstrahlposition respektive des Abstrahlwinkels des Lichtstrahls von der Lichtquelle der Strahlungsgeometrie bei unterschiedlichen Spiegelkörpern realisieren. So ändert sich der Abstand zwischen dem jeweiligen Auftreffpunkt des Lichtstrahls auf den Spiegel zur Rotationsachse stärker bei einer Verschiebung des Auftreffpunkts entlang der Rotationsachse, wenn der Neigungswinkel kleiner ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine Beleuchtungseinrichtung gemäß der obigen Beschreibung. Sämtliche im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung erläuterte Aspekte, Merkmale und Vorteile gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt. Die Beleuchtungseinrichtung ist bevorzugt ein Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug zwei als Frontscheinwerfer vorgesehene Beleuchtungseinrichtungen auf, nämlich links- und rechtsseitig am Kraftfahrzeug.
Besonders bevorzugt ist eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs oder der Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet, Steuersignale zur Ansteuerung der Lichtquelle in Abhängigkeit eines mittels eines Umfeldsensors des Kraftfahrzeugs erfassbaren Sensorsignals und/oder eines fest vorgegebenen Abschalt- oder Dimmmusters zu generieren, so dass ein zyklisches Abschalten und/oder Dimmen der Lichtquelle derart erfolgt, dass wenigstens ein Unterbereich des Teilbereichs von der Beleuchtung ausgespart und/oder mit einer reduzierten Helligkeit beleuchtet wird. Es ist mithin vorgesehen, dass bei einem bestimmten Reflexionswinkel des Lichtstrahls am Spiegelkörper die Helligkeit respektive Lichtintensität des Lichtstrahls reduziert oder gleich Null gesetzt wird, so dass der zugehörige, innerhalb des Teilbereichs liegende Unterbereich nicht so stark beleuchtet wird wie der Rest des Teilbereichs. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn sich im Unterbereich weitere Verkehrsteilnehmer wie etwa entgegenkommende Fahrzeuge oder dergleichen befinden, so dass eine etwaige Blendung vermieden wird. Durch diese „Entblendung“ von Unterbereichen lässt sich ein adaptives Abblend- bzw. Fernlicht realisieren.
Die Steuerungseinrichtung kann hierbei dazu eingerichtet sein, die Anwesenheit entsprechend weiterer Verkehrsteilnehmer zu detektieren und in Abhängigkeit hiervon entsprechende Steuersignale zu generieren. Hierzu werden die Daten des Umfeldsensors, der beispielsweise eine Kamera und/oder ein Radar- und/oder ein Lidarsensor ist, ausgewertet.
Die oder eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs oder der Beleuchtungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Steuersignale zur Ansteuerung des elektromechanischen Verstellelements und/oder der elektromechanischen Verstelleinheit in Abhängigkeit wenigstens eines eine Größe und/oder eine Auflösung des Teilbereichs betreffenden Eingangssignals zu generieren, wobei das Eingangssignal mittels wenigstens einer mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Bedienvorrichtung seitens eines Fahrers und/oder mittels des oder eines, mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Umfeldsensors generierbar ist und/oder im Rahmen einer Steuerung des Kraftfahrzeugs, die in Abhängigkeit eines Sensorsignals des oder eines Umfeldsensors erfolgt, vorliegt. Die oben beschriebene Änderung der Strahlgeometrie mittels einer unterschiedlichen Auswahl mehrerer Spiegelkörper oder des Änderns des Auftreffpunkts durch das Verstellelement respektive durch die Verstelleinheit erfolgt mithin abhängig von dem Eingangssignal und kann situationsspezifisch angepasst werden.
Das Eingangssignal kann beispielsweise mittels der Bedienvorrichtung, die insbesondere ein Touchscreen des Kraftfahrzeugs ist, seitens des Fahrers generierbar. So kann dieser beispielsweise, insbesondere im Rahmen eines entsprechenden Bedienmenüs, die Auflösung der Beleuchtung in dem Teilbereich gezielt gemäß seinen Wünschen ändern. Er kann beispielsweise einstellen, dass von der Beleuchtung aussparbare Teilbereiche des Unterbereichs eine entsprechend feinere Auflösung haben. Das Eingangssignal kann zudem mittels des Signals des Umfeldsensors generierbar sein. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass ein mittels der Kamera erfasster Umgebungshelligkeitswert erfasst wird, in Abhängigkeit dessen die Auflösung der Beleuchtung eingestellt wird. So kann die Auflösung beispielsweise umso feiner ausgewählt werden, je dunkler es aktuell in der Umgebung des Kraftahrzeugs ist.
Ferner kann das Eingangssignal im Rahmen einer Steuerung des Kraftfahrzeugs vorliegen, die in Abhängigkeit eines Sensorsignals des Umfeldsensors vorliegt. Die Steuerung kann beispielsweise einen Kreuzungsassistenten oder dergleichen betreffen, im Rahmen derer automatisch weitere Verkehrsteilnehmer erkannt werden, wobei anhand dieser Signale eine erforderliche Auflösung der Beleuchtung und/oder die Größe des Teilbereichs vorgegeben werden, wobei diese sodann mittels der Ansteuerung des Verstellelements respektive der Verstelleinheit realisiert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen sowie anhand der Figuren. Hierbei zeigen schematisch:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfassend eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung,
2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs aus 1,
3 - 5 verschiedene Ansichten eines Spiegelkörpers der Beleuchtungseinrichtung aus 2,
6 - 8 Reflexionsgeometrien bei unterschiedliche Rotationsstellungen des Spiegelkörpers der Beleuchtungseinrichtung aus 2,
9 ein Beispiel für ein Umfeld des Kraftfahrzeugs der 1 mit einem beleuchteten Teilbereich,
10 eine, bezüglich der 2, alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, und
11 eine Seitenansicht auf mehrere Spiegelkörper der Beleuchtungseinrichtung der 2.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 umfassend zwei Beleuchtungseinrichtungen 2, die vorliegend als links- und rechtsseitige Frontscheinwerfer 3 ausgebildet sind. Mittels der Beleuchtungseinrichtungen 2 ist ein zu beleuchtender Teilbereich 4 eines Umfelds 5 des Kraftfahrzeugs 1 beleuchtbar. Ersichtlich liegt der Teilbereich 4 vor dem Kraftfahrzeug 1.
Die in den Figuren gezeigten Koordinatenachsen sind derart definiert, dass die x-Achse entlang der Fahrzeuglängsrichtung nach hinten, die y-Achse entlang der Fahrzeughochrichtung nach oben und die z-Achse entlang der Fahrzeugquerrichtung nach links weist.
Details bezüglich der Beleuchtungseinrichtung 2 werden anhand der äußerst schematischen 2 erläutert. Die Beleuchtungseinrichtung 2 umfasst eine Lichtquelle 6, mittels der ein eine flächige Lichtverteilung 7 bewirkender Lichtstrahl 8 generiert wird. Die Lichtquelle 6 ist exemplarisch ein Projektor, nämlich ein sogenanntes digital mirror device- bzw. „DMD“-Modul. Die Lichtverteilung 7 kann als querschnittsmäßige geometrische Form des Lichtstrahls 8 verstanden werden. Zunächst, also unmittelbar nach dem Aussenden durch die Lichtquelle 6, ist die Lichtverteilung 7 beispielhaft rechteckig, wobei sich der Lichtstrahl 8 entlang seiner Ausbreitungsrichtung auffächert respektive aufweitet. Im Laufe der weiteren Ausbreitung ändert sich die rechteckige Form der Lichtverteilung 7 bzw. wird verzerrt, insbesondere aufgrund erfolgender Reflexionen. Das Licht des Lichtstrahls 8 ist ein für einen Fahrer 9 des Kraftfahrzeugs 1 sichtbares Licht im optischen Wellenlängenbereich. Bezüglich seiner Farbe ist der mittels der Lichtquelle 6 erzeugte Lichtstrahl 8 weiß.
Der Lichtstrahl 8 wird an einem Spiegelkörper 10 umfassend mehrere ebenflächige Spiegel 11 reflektiert. Anschließend tritt der Lichtstrahl 8 durch ein optisches Modul 12, etwa ein System aus Linsen oder dergleichen, hindurch und tritt sodann durch eine Öffnung 13 eines Gehäuses 14 der Beleuchtungseinrichtung 2 nach außen zur Beleuchtung des Teilbereichs 4 aus. Hierbei wird der Teilbereich 4 von der Lichtverteilung 7 respektive des Lichtstrahls 8 zeilenweise beleuchtet respektive überstrichen. Obgleich im Rahmen der erläuterten Ausführungsbeispiele lediglich eine zeilenweise Beleuchtung beschrieben wird, ist gleichermaßen denkbar, dass die Beleuchtung stattdessen spaltenweise erfolgt.
Dieses Überstreichen wird durch eine Rotation des Spiegelkörpers 10 um eine parallel zur y-Achse verlaufende Rotationsachse 16 bewirkt. Zu diesem Zweck ist der Spiegelkörper 10 mit einer Antriebseinheit 15 verbunden, wobei die durch den Pfeil 17 angedeutete Rotationsrichtung des Spiegelkörpers 10 resultiert. Die Antriebseinheit 15 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Elektromotor, der den Spiegelkörper 10 in eine, bezüglich der Winkelgeschwindigkeit, konstante Rotation versetzt.
Nachfolgend werden anhand der 3 bis 5 Details bezüglich der Geometrie des Spiegelkörpers 10 erläutert. So zeigt 3 eine Seitenansicht, 4 eine Draufsicht und 5 eine dreidimensionale Ansicht des Spiegelkörpers 10. Der Spiegelkörper 10 umfasst exemplarisch einen Grundkörper 18 z.B. aus Kunststoff, der eine zentrale durchgehende Öffnung bzw. Bohrung 19 aufweist und auf dem die Spiegel 11 aufgeklebt sind. Ersichtlich verjüngt sich der Spiegelkörper 10 respektive der Grundkörper 18 entlang der Rotationsachse 16 gleichmäßig. Der Spiegelkörper 10 weist mithin eine konische Form auf. Obgleich der Spiegelkörper 10 allgemein die geometrische Form eines, insbesondere geraden, Primas aufweisen kann, ist bei dem vorliegenden Beispiel jedoch die geometrische Form eines Pyramidenstumpfes 20 vorgesehen, wobei ein Polygon, nämlich ein regelmäßig-gleichseitiges Achteck 21, die Grundfläche des Pyramidenstumpfs 20 bildet. Die ebenen Spiegel 11 sind hierbei jeweils trapezförmig und bilden die Seitenflächen des Pyramidenstumpfes. Somit sind die Spiegel 11 des Spiegelkörpers 10, bezogen auf die zur Rotationsachse 16 des Spiegelkörpers 10 senkrecht stehende Querschnittsfläche, polygonal zueinander angeordnet, nämlich in Form des regelmäßig-gleichseitigen Achtecks 21.
Nachfolgend wird anhand der 6 bis 8 die Beleuchtung des Teilbereichs 4 respektive das damit verbundene zeilenartige Scannen beschrieben.
Zum besseren Verständnis zeigt 9 ein Beispiel für einen entsprechenden Teilbereich 4 respektive ein entsprechendes Umfeld 5 des Kraftfahrzeugs 1 aus Sicht des Fahrers 9 umfassend beispielhaft fünf Zeilen 22. In den 6 bis 8 wird der Lichtstrahl 8 der Einfachheit halber zur Erläuterung des Grundkonzepts eindimensional dargestellt. Effekte, die sich aufgrund der eigentlich flächigen Querschnittsfläche Lichtstrahls 8 ergeben, während dieser eine zwischen zwei Spiegeln 11 liegende Kante des Spiegelkörpers 10 überstreicht, sind vernachlässigbar, insbesondere da die hierfür erforderlichen Zeiträume im Vergleich zu den Zeiträumen, während denen die Lichtverteilung 7 komplett auf der Fläche der Spiegel 11 auftrifft, vernachlässigbar klein sind.
Die 6 - 8 zeigen sukzessive Rotationsstellungen des Spiegelkörpers 10, der gemäß dem Pfeil 17 exemplarisch im Uhrzeigersinn rotiert. Bei diesen Figuren trifft der Lichtstrahl 8 jeweils auf den selben Spiegel 11 auf, wobei der Spiegelkörper jeweils um etwa 22,5° weiter rotiert ist. 6 zeigt die Situation, bei der der Lichtstrahl 8 gerade erst auf die in der 6 rechts oben dargestellte Spiegelfläche 11 aufgetroffen ist. Der von rechts kommende Lichtstrahl 8 wird gemäß dem Prinzip „Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel“ nach links oben reflektiert, so dass die Lichtverteilung 7 bezüglich des in 9 gezeigten Teilbereichs 4 ganz links auftrifft. Die dargestellte Situation betrifft den Fall, dass der Lichtstrahl 8 die mittlere Zeile 22 überstreicht.
Aufgrund der Rotationsrichtung 17 des Spiegelkörpers 10 rotiert die Ausfallrichtung des Lichtstrahls 8 ebenfalls im Uhrzeigersinn. In der in 7 dargestellten Situation ist im Vergleich zu 6 der Spiegelkörper 10 etwa um 22,5° weiter rotiert, so dass der Lichtstrahl 8 in einem 45°-Winkel mittig auf den Spiegel 11 auftrifft. Bezogen auf die 9 bedeutet dies, dass die Lichtverteilung 7 entlang einer Zeile 22 des Teilbereichs 4 nach rechts wandert, wobei, bezogen auf die in 7 dargestellte Rotationsposition des Spiegelkörpers 10, die Lichtverteilung 7 horizontal mittig im Teilbereich 4 auftrifft.
Der Rotationsvorgang des Spiegelkörpers 10 setzt sich fort, bis der Lichtstrahl 8 das andere Ende des Spiegels 11 gemäß der 8 erreicht hat, in der sich der Spiegelkörper 10, bezogen auf die 7, wieder um etwa 22,5° weiter gedreht hat. In dieser Stellung befindet sich die Lichtverteilung 7 in dem in 9 dargestellten Teilbereich 4 auf der rechten Seite. Unmittelbar anschließend hierauf fällig der Lichtstrahl 8 auf die Fläche des nächsten Spiegels 11, so dass das zeilenweise Scannen des Teilbereichs 4, wie es soeben erläutert wurde, wieder von vorne beginnt.
Wie bereits angesprochen wurde und sich aus der 9 ergibt, umfasst der Teilbereich 4 fünf Zeilen 22, wobei das soeben beschriebene Überstreichen der Lichtverteilung 7 die mittlere dieser Zeilen 22 betrifft. Für die vier weiteren Zeilen sind exemplarisch vier weitere nicht näher gezeigte Lichtquellen vorgesehen, die sich in der Beleuchtungseinrichtung 2 neben der gezeigten Lichtquelle 6 befinden und für die das im Zusammenhang mit dieser Lichtquelle 6 Beschriebene gleichermaßen gilt. Diese Konfiguration ist jedoch lediglich beispielhaft zu sehen, wobei im Extremfall sogar vorgesehen sein kann, dass der Teilbereich 4 lediglich aus einer einzelnen Zeile 22 besteht. In diesem Fall ist die Lichtverteilung 7, im Vergleich zur vorliegenden Situation, im Teilbereich 4 in Hochrichtung entsprechend langgestreckt.
Bezugnehmend insbesondere auf die 2 und 9 umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Steuerungseinrichtung 45, die insbesondere zur Ansteuerung der Lichtquelle 6 bezüglich der Helligkeit respektive Intensität des Lichtstrahls 8 vorgesehen ist. Die Steuerungseinrichtung 45 kann in einer Leistungselektronik der Beleuchtungseinrichtung 2 integriert sein oder eine separate ECU („electronic control unit“) des Kraftfahrzeugs 1 sein.
Die Steuerungseinrichtung 45 ist mit mehreren Umfeldsensoren 23 des Kraftfahrzeugs 1 zur Datenübertragung verbunden. Die Umfeldsensoren 23 sind vorliegend eine Kamera 24, ein Radarsensor 25 und ein Lidarsensor 26. Die Steuerungseinrichtung 45 ist dazu eingerichtet, anhand der durch die Umfeldsensoren 23 erfassten Sensorsignale, beispielsweise mittels einer entsprechenden Bildauswertesoftware zur Auswertung seitens der Kamera 24 erfasster Bilder, weitere Verkehrsteilnehmer respektive Objekte im Umfeld 5 des Kraftfahrzeugs 1 zu detektieren. Bezogen auf die in 9 dargestellte Situation wird auf diese Art ein vor dem Kraftfahrzeug 1 fahrendes weiteres Kraftfahrzeug 27 sowie ein entgegenkommender Radfahrer 28 detektiert.
Die Steuerungseinrichtung 45 ist nun zur Ansteuerung der Lichtquelle 6 derart eingerichtet, dass diese, angepasst an das zeilenweise Abscannen respektive Überstreichen der Zeilen 22, zyklisch abgeschaltet respektive gedimmt wird, so dass Unterbereiche 29 des Teilbereichs 4, in dem sich das weitere Kraftfahrzeug 27 respektive der Radfahrer 28 befinden, von der Beleuchtung ausgespart bzw. mit einer reduzierten Helligkeit beleuchtet werden. Mittels der Beleuchtungseinrichtung 2 ist mithin ein adaptives Abblendlicht zur Entblendung einzelner Unterbereiche 29 realisierbar. Ersichtlich hängt die Auflösung, bezüglich der die entsprechenden Unterbereiche 29 ausblendbar sind, von der Geometrie, insbesondere der Größe der Lichtverteilung 7 und mithin der Höhe der Zeilen 22 ab.
Im Zusammenhang mit der Entblendung der Gegenspur kann mittels der Steuerungseinrichtung 45 auch ein fest vorgesehenes Abschalt- bzw. Dimmmuster vorgegeben werden, das ein zyklisches Abschalten respektive Dimmen der Lichtquelle 6 vorgibt, so dass grundsätzlich und unabhängig entsprechend detektierter weiterer Verkehrsteilnehmer die Gegenspur von der Beleuchtung ausgespart respektive mit reduzierter Helligkeit beleuchtet wird.
Nachfolgend werden, unter Bezugnahme auf 2, Aspekte betreffend ein Verstellelement 30 erläutert. So ist das Verstellelement 30 ein elektromechanischer Aktor 31, mittels dem die relative Stellung der Lichtquelle 6, bezogen auf den Spiegelkörper 10, veränderbar ist. Exemplarisch ist die Lichtquelle 6 mittels des elektromechanischen Aktors 31 entlang der y-Achse verschiebbar und um die y-Achse verschwenkbar. Hierdurch ist die Auftreffposition 32 des Lichtstrahls 8 auf den Spiegelkörper 10 respektive den jeweiligen Spiegel 11 bezüglich der y-Richtung veränderbar, wodurch sich eine Änderung der Lichtlaufwege respektive der geometrische Form der auf den Spiegel 11 auftreffenden Lichtverteilung 7 ergibt, wodurch sich letztlich eine Änderung der Lichtverteilung 7 im Teilbereich 4 bewirken lässt. Somit lässt sich die Größe und die Form der Lichtverteilung 7 gezielt mittels des Verstellelements 30 ändern, so dass sich letztlich hierdurch die Auflösung des Teilbereichs 4, insbesondere hinsichtlich der auszublendenden Unterbereiche 29, einstellen lässt. Alternativ dazu, dass das Verstellelement 30 die Lichtquelle 6 schwenken respektive verschieben kann, ist gleichermaßen denkbar, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Verstellelement 30 den Spiegelkörper 10 verschwenkt und/oder verschiebt.
Ein weiteres denkbares Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 2, das sich zu dem anhand der 2 beschriebenen Beleuchtungseinrichtung 2 bezüglich des Verstellelements 30 unterscheidet, ist in der 10 dargestellt. Die anhand der 2 beschriebenen Aspekte gelten weitestgehend gleichermaßen für das anhand der 10 beschriebene Ausführungsbeispiel. Die Unterschiede werden nachfolgend erläutert. So ist das Verstellelement 30 bei der in 10 gezeigten Beleuchtungseinrichtung 2 ein mit einem elektromechanischen Aktor 33 gekoppeltes Reflexionselement 34, das vorliegend ein ebenflächiger Spiegel ist. Bezüglich des Laufweges des Lichtstrahls 8 ist das Reflexionselement 34 zwischen der Lichtquelle 6, die in diesem Ausführungsbeispiel fest in der Beleuchtungseinrichtung 2 angeordnet ist, und dem Spiegelkörper 10 angeordnet. Das Reflexionselement 34 ist mittels des elektromechanischen Aktors 33 um die y-Achse sowie die z-Achse schwenkbar angeordnet, so dass die Auftreffposition 32 des Lichtstrahls 8 auf den Spiegelkörper 10 mittels des Reflexionselements 30 veränderbar ist. Die im Zusammenhang mit dem Verstellelement 30 der anhand der 2 erläuterten Beleuchtungseinrichtung 2 erläuterten Aspekte hinsichtlich der Änderung der Geometrie der Lichtlaufwege gelten gleichermaßen für das Reflexionselement 34 und den elektromechanischen Aktor 33.
Ein weiterer optionaler Aspekt im Zusammenhang mit dem Spiegelkörper 10 wird nachfolgend anhand der 11 erläutert. So umfasst die Beleuchtungseinrichtung 2 neben dem Spiegelkörper 10 weitere Spiegelkörper 35 - 37, wobei die Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 zueinander geometrisch unterschiedlich sind. Insgesamt sind also vier Spiegelkörper 10, 35, 36, 37, wobei diese Anzahl lediglich exemplarisch ist.
Jeder der Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 weist die geometrische Form eines Pyramidenstumpfes mit einem regelmäßig-gleichseitigen Polygon als Grundfläche und den jeweils zugehörigen Spiegeln 11 als Seitenflächen auf. Der Spiegelkörper 35 und der Spiegelkörper 10 weisen als Grundfläche jeweils das Achteck 21 auf. Die beiden Spiegelkörper 10, 35 unterscheiden sich bezüglich ihres Neigungswinkels 38.
Der Neigungswinkel 38 definiert sich, wie insbesondere anhand der 3 ersichtlich wird, als der Winkel zwischen den Flächen der Spiegel 11 und der Grundfläche des Spiegelkörpers 10. Anders ausgedrückt hängt der Neigungswinkel 38 von dem Verhältnis zwischen der oberen Spiegelkörperbreite 39 und der unteren Spiegelkörperbreite 40, etwa bei konstanter Spiegelkörperhöhe 41, ab. Die Spiegelkörperbreiten 39, 40 sind als die jeweiligen Abstände zwischen den parallel gegenüberliegenden Seitenflächen des jeweiligen Achtecks 21 definiert.
Die beiden Spiegelkörper 36, 37 unterscheiden sich zu den beiden anderen Spiegelkörpern 10, 35 bezüglich der Anzahl der Ecken ihrer polygonaler Grundflächen. Während die Spiegelkörper 10, 35 jeweils das Achteck 21 als Grundfläche aufweisen, weisen die Spiegelkörper 36, 37 jeweils ein regelmäßig-gleichseitiges Zwölfeck als Grundfläche auf. Untereinander unterscheiden sich die Spiegelkörper 36, 37, gleichermaßen wie die Spiegelkörper 10, 35, bezüglich ihres Neigungswinkels 38.
Die Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 sind entlang ihrer gemeinsamen Rotationsachse 16 angeordnet, nämlich auf einer sich entlang der y-Richtung erstreckenden Welle 42, die durch die Öffnungen bzw. Bohrungen 19 läuft. Die Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 sind auf die Welle 42 aufgesteckt und hieran befestigt. Bezogen auf die 2 ist nur der Spiegelkörper 10 dargestellt, da die weiteren Spiegelkörper 35, 36, 37 entlang der senkrecht aus der Zeichenebene herauskommenden y-Richtung angeordnet sind.
Die Beleuchtungseinrichtung 2 umfasst eine Verstelleinheit 43, mittels der die relative Stellung zwischen der Lichtquelle 6 und den Spiegelkörpern 10, 35, 36, 37 veränderbar ist. Mittels der Verstelleinheit 43, die vorliegend ein elektromechanischer Aktor 46 ist, sind die Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 entlang ihrer gemeinsamen Rotationsachse 16 längsverschiebbar, so dass mittels der Verstelleinheit 43 eingestellt werden kann, auf welchen der Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 der Lichtstrahl 8 auftrifft. Die Verstelleinheit 43 weist exemplarisch ein nicht näher gezeigtes Zahnrad auf, das mit einer, ebenfalls nicht näher gezeigten, Längsverzahnung der Welle 42 kämmt. Vorliegend ist die Verstelleinheit 43 gleichzeitig die Antriebseinheit 15, mittels der die Welle 42 und mithin die Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 in Rotation versetzbar sind.
Gleichermaßen, jedoch vorliegend anhand der Figuren nicht näher gezeigt, ist denkbar, dass die Auswahl der unterschiedlichen Spiegelkörper 10, 35, 36, 37, auf die der Lichtstrahl 8 auftrifft, nicht mittels der längsverschiebbaren Welle 42 realisiert wird, sondern dass stattdessen das in der 10 dargestellte Reflexionselement 34 dazu eingerichtet ist, den Lichtstrahl 8 hin zu den unterschiedlichen Reflexionskörpern 10, 35, 36, 37 zu reflektieren, die in diesem Fall bezüglich ihrer Längsverschiebbarkeit ortsfest sein können.
Dadurch, dass der Lichtstrahl 8 auf unterschiedliche Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 auftreffen kann, wird eine zusätzliche Veränderlichkeit bezüglich der Geometrie der Lichtlaufwege geschaffen. So kann insbesondere situationsspezifisch ausgewählt werden, welcher der Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 aktuell zur Reflexion des Lichtstrahls 8 genutzt wird. So bewirkt etwa ein unterschiedlicher Neigungswinkel 38, dass ein Verschieben der Lichtverteilung 7 entlang der Rotationsachse 16 eine stärkere bzw. schwächere Änderung der Lichtlaufgeometrie zur Folge hat. Die unterschiedliche Eckenanzahl der Polygone der Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 bewirkt dagegen, dass die Scanfrequenz, also die Anzahl, wie oft die Lichtverteilung 7 eine Zeile 22 während eines Rotationszyklus des Spiegelkörpers 10, 35, 36, 37 durchläuft, verändert werden kann.
Zusammenfassend kann also die Geometrie der Lichtverteilung 7 einerseits durch eine Verstellung der Auftreffposition 32 des Lichtstrahls auf einen der Spiegelkörper 10, 35, 36, 37 variiert werden, und zwar mittels des Verstellelements 30. Zum anderen lässt sich die Lichtverteilung 7 mittels der Verstelleinheit 43 ändern, und zwar durch eine entsprechend unterschiedliche Auswahl des Spiegelkörpers 10, 35, 36, 37, an dem der Lichtstrahl 8 aktuell reflektiert wird. Die Steuerungseinrichtung 45 ist nun dazu eingerichtet, das Verstellelement 30 sowie die Verstelleinheit 43 in Abhängigkeit eines Eingangssignals anzusteuern, das eine Größe und Auflösung des Teilbereichs 4 betrifft, insbesondere hinsichtlich des auszubildenden Unterbereichs 29.
Dieses Signal ist auf mehrere Arten generierbar. So kann etwa der Fahrer 9 eine gewünschte Auflösung des Teilbereichs 4 mittels eines von einer als einem Touchscreen vorgesehenen Bedienvorrichtung 44 vorgeben. Ferner wird ein die aktuelle Helligkeit der Umgebung 5 betreffendes Sensorsignal, das aus Bilddaten der Kamera 24 gewonnen wird, dazu genutzt, um die entsprechende Größe respektive Auflösung des Teilbereichs 4 vorzugeben. So ist etwa vorgesehen, dass die Auflösung des Teilbereichs 4 umso feiner ist, je dunkler es aktuell in der Umgebung 5 des Kraftfahrzeugs 1 ist.
Schließlich werden, wie bereits oben erläutert wurde, mittels der Umfeldsensoren 23 weitere Verkehrsteilnehmer 27, 28 erfasst, wobei in diesem Zusammenhang die Position und die Größe des auszublenden Unterbereichs 29 in Abhängigkeit der Position und der Größe des weiteren Verkehrsteilnehmers 27, 28 bestimmt wird. So kann etwa, sofern der auszublendende Unterbereich 29 derart klein ist, dass dieser mittels der aktuell vorliegenden Auflösung des Teilbereichs 4 nicht realisierbar ist, eine entsprechend feinere Auflösung durch die Auswahl eines anderen Spiegelkörpers 10, 35, 36, 37 realisiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019213963 A1 [0003]
DE 102016219955 A1 [0003]
DE 60126720 T2 [0004]

Claims

Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug (1), mittels der zumindest ein zu beleuchtender Teilbereich (4) eines Umfeldes (5) des Kraftfahrzeugs (1) zeilen- oder spaltenweise beleuchtbar ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (2) wenigstens eine Lichtquelle (6), mittels der ein eine flächige Lichtverteilung (7) aufweisender Lichtstrahl (8) sichtbaren Lichts generierbar ist, und wenigstens einen Spiegelkörper (10, 35, 36, 37), der mittels einer Antriebseinheit (15) der Beleuchtungseinrichtung (2) in Rotation versetzbar ist, umfasst, wobei mehrere Spiegel (11) des Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37), bezogen auf die zur Rotationsachse (16) des Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37) senkrecht stehende Querschnittsfläche, polygonal zueinander angeordnet sind, wobei die Lichtquelle (6) und der Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) derart zueinander angeordnet sind, dass der Lichtstrahl (8) nacheinander auf die Spiegel (11) des rotierenden Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37) auftrifft und hierbei derart reflektiert wird, dass der Lichtstrahl (8) während der Reflexion an einem der Spiegel (11) eine Zeile (22) des Teilbereichs (4) oder den gesamten Teilbereich (4) überstreicht.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verstellelement (30) vorgesehen ist, das - ein elektromechanischer Aktor (31) ist, mittels dem die relative Stellung zwischen der Lichtquelle (6) und dem Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) veränderbar ist, und/oder - ein zwischen der Lichtquelle (6) und dem Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) schwenkbar angeordnetes Reflexionselement (34) ist, mittels dem der Lichtstrahl (8) ablenkbar ist, so dass die die Auftreffposition (32) des Lichtstrahls (8) auf den Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) mittels des Verstellelements (30) veränderbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei das Verstellelement (30) der elektromechanische Aktor (31) ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Verstellelements (30) die Lichtquelle (6) und/oder der Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) verschwenkbar und/oder verschiebbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) zumindest teilweise entlang seiner Rotationsachse (16), insbesondere gleichmäßig, verjüngt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) die geometrische Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes (20) mit einem Polygon als Grundfläche und den Spiegeln (11) als Seitenflächen aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zueinander geometrisch unterschiedliche Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) und wenigstens eine Verstelleinheit (43) vorgesehen sind, die - der oder ein elektromechanischer Aktor (46) ist, mittels dem die relative Stellung zwischen der Lichtquelle (6) und den Spiegelkörpern (10, 35, 36, 37) veränderbar ist, und/oder - das oder ein zwischen der Lichtquelle (6) und den Spiegelkörpern (10, 35, 36, 37) schwenkbar angeordnetes Reflexionselement (34) ist, mittels dem der Lichtstrahl (8) ablenkbar ist, so dass mittels der Verstelleinheit (43) einstellbar ist, auf welchen der Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) der Lichtstrahl (8) auftrifft.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verstelleinheit (33) der elektromechanische Aktor ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) entlang einer gemeinsamen Achse, insbesondere entlang einer gemeinsamen Rotationsachse (16), angeordnet sind und mittels der Verstelleinheit (43) längsverschiebbar sind und/oder dass die Lichtquelle (6) mittels der Verstelleinheit längsverschiebbar und/oder verschwenkbar ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Spiegelkörper (10, 35, 36, 37) bezüglich der Anzahl der Ecken ihrer jeweiligen Polygone und/oder bezüglich ihrer jeweiligen Neigungswinkel (38) voneinander unterscheiden, wobei der Neigungswinkel (38) eines Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37) mit der geometrischen Form einer geraden Pyramide oder eines geraden Pyramidenstumpfes (20) und mit einem regelmäßig-gleichseitigem Polygon als Grundfläche der Winkel zwischen einer der Spiegelflächen und der Grundfläche dieses Spiegelkörpers (10, 35, 36, 37) ist.
Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung (45) des Kraftfahrzeugs (1) oder der Beleuchtungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, Steuersignale zur Ansteuerung der Lichtquelle (6) in Abhängigkeit eines mittels eines Umfeldsensors (23) des Kraftfahrzeugs (1) erfassbaren Sensorsignals und/oder eines fest vorgegebenen Abschalt- oder Dimmmusters zu generieren, so dass ein zyklisches Abschalten und/oder Dimmen der Lichtquelle (6) derart erfolgt, dass wenigstens ein Unterbereich (29) des Teilbereichs (4) von der Beleuchtung ausgespart und/oder mit einer reduzierten Helligkeit beleuchtet wird.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9 oder 10, umfassend die Beleuchtungseinrichtung (2) nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine oder eine weitere Steuerungseinrichtung (45) des Kraftfahrzeugs (1) oder der Beleuchtungseinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, Steuersignale zur Ansteuerung des elektromechanischen Verstellelements (30) und/oder der elektromechanischen Verstelleinheit (43) in Abhängigkeit wenigstens eines eine Größe und/oder eine Auflösung des Teilbereichs (4) betreffenden Eingangssignals zu generieren, wobei das Eingangssignal mittels wenigstens einer mit der Steuerungseinrichtung (45) verbundenen Bedienvorrichtung (44) seitens eines Fahrers (9) und/oder mittels des oder eines, mit der Steuerungseinrichtung (45) verbundenen Umfeldsensors (23) generierbar ist und/oder im Rahmen einer Steuerung des Kraftfahrzeugs (1), die in Abhängigkeit eines Sensorsignals des oder eines Umfeldsensors (23) erfolgt, vorliegt.