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Die Erfindung geht aus von einem Projektionssystem zur Projektion von Bildern. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fahrzeugleuchte mit einem derartigen Projektionssystem.
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Aus dem Stand der Technik sind die Linsenraster- und Parallaxenbarriere-Technik bekannt. Bei der Linsenraster-technik wird mit einem Linsenrasterbild oder Lentikularbild ein dreidimensionaler Eindruck über optische Linsen erzeugt. Diese sind einem Bildschirm nachgeschaltet, der entsprechend aufbereitete Bilder aufweist. Bei der Parallaxenbarrieren-Technik ist dem Bildschirm anstelle der Linsen eine Parallaxenbarriere nachgeschaltet. Parallaxbarrieren sind üblicherweise als einfache Blenden ausgestaltet, während die Linsen für die Linsenraster-Technik üblicherweise sehr feine Stablinsen sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Projektionssystem und eine Fahrzeugleuchte zu schaffen, mit dem/der auf vorrichtungstechnisch einfache und kostengünstige Weise verschiedene Einzelbilder projizierbar sind.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Projektionssystems wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Fahrzeugleuchte gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein Projektionssystem zur Projektion von zwei Einzelbildern vorgesehen. Das Projektionssystem hat zumindest eine Lichtquelle und eine Bildmaske, die der Lichtquelle nachgeschaltet ist. Die Bildmaske ist vorzugsweise im Strahlengang des von der Lichtquelle emittierbaren Lichts angeordnet und von dem Licht durchstrahlbar. Ein jeweiliges projizierbares Einzelbild kann in mehrere über die Bildmaske ausgebildete Bildsegmente aufgeteilt sein. Insbesondere sind die Bildsegmente in einer Mehrzahl von Maskenabschnitten der Bildmaske aufgeteilt. Des Weiteren kann das Projektionssystem eine Selektionsoptik aufweisen, die der Bildmaske nachgeschaltet ist. Die Selektionsoptik kann somit im Strahlengang des von der Lichtquelle emittierbaren Lichts nach der Bildmaske anageordnet sein. Außerdem kann die Selektionsoptik eine Mehrzahl von, insbesondere in Reihe angeordneten, Linsen haben. Die Linsen und die Bildmaske sind vorzugsweise derart ausgestaltet und angeordnet, dass ein jeweiliges Bildsegment der Bildmaske einer jeweiligen Linse zugeordnet ist und über die jeweilige Linse projizierbar ist. Die Bildsegmente können derart projiziert sein, dass diese zusammen ein Einzelbild der Einzelbilder ergeben. Vorzugsweise ist durch eine jeweilige Linse nur ein jeweiliges Bildsegment darstellbar. Des Weiteren kann ein Aktor oder Verstellmechanismus vorgesehen sein. Dieser ist vorzugsweise eingerichtet, die Bildmaske relativ zur Selektionsoptik zu verschieben, wobei denkbar wäre, auch umgekehrt die Selektionsoptik relativ zur Bildoptik zu verschieben oder beide relativ zueinander zu verschieben. Somit kann der Aktor vorzugsweise vorrichtungstechnisch einfach an die Bildmaske zum Verschieben angreifen oder an die Selektionsoptik zum Verschieben angreifen oder es kann ein Aktor für die Bildmaske und ein Aktor für die Selektionsoptik vorgesehen sein oder ein Aktor, der die Bildmaske und die Selektionsoptik verschieben kann. Durch die Verschiebung der Bildmaske über den Aktor können die zu projizierenden Bildsegmente den entsprechenden Linsen zugeordnet werden und die Zuordnung kann verändert werden. Die Zuordnung erfolgt vorzugsweise derart oder Bildsegmente sind derart auf der Bildmaske angeordnet, dass über die Linsen - in Abhängigkeit der Position der Bildmaske - eines der Einzelbilder projiziert ist und über die Aktor das zu projizierende Einzelbild einstellbar ist. Somit erfolgt die Verstellung über den Aktor derart, dass über diesen das zu projizierende Einzelbild einstellbar ist.
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Mit anderen Worten können verschiedene Einzelbilder über ein statisches optisches System erzeugt werden, indem die Bildmaske oder GOBO (GOBO = Graphical Optical BlackOut) quer zu den Linsen, insbesondere Zylinderlinsen, der Selektionsoptik verschoben wird. Auf der Bildmaske können spalten- und/oder zeilenweise mehrere Bildinhalte aufgebracht sein, von denen die Linsen jeweils nur einen darstellen.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand mehrere unterschiedliche Einzelbilder über das Projektionssystem projezierbar sind. Durch die einfache Ausgestaltung des Projektionssystems ist dieses auch äußerst robust, wobei dieses in Bereichen sicher einsetzbar ist, in denen das Projektionssystem äußeren Krafteinflüssen ausgesetzt ist, wie beispielsweise in einem Fahrzeug, wo beispielsweise Vibrationen wirken können. Das Projektionssystem ist des Weiteren mit einem geringen Bauraumbedarf und kompakt ausgestaltbar, da beispielsweise die Selektionsoptik und die Bildmaske in Baugrößen fertigbar sind, die in der Mikroelektronik oder Mikrosystemtechnik üblich sind. Insbesondere können die Selektionsoptik und/oder die Bildmaske über eine Wafertechnologie hergestellt sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Bildmaske mehrere Maskenabschnitte auf. Ein jeweiliger Maskenabschnitt kann dann einer jeweiligen Linse zugeordnet sein. Mit anderen Worten kann für einen jeweiligen Maskenabschnitt eine jeweilige Linse vorgesehen sein, wobei die jeweilige Linse zumindest einen Teil des ihr zugeordneten Maskenabschnitts überdeckt. Die jeweilige Linse kann somit einen Teil des ihr zugeordneten Maskenabschnitts abbilden, insbesondere fokussieren. Über den Aktor kann durch Positionsänderung der Bildmaske der abzubildende Teil des Maskenabschnitts verstellbar sein. Die Bildsegmente eines jeweiligen Einzelbilds sind dann vorzugsweise auf mehrere Maskenabschnitte der Bildmaske verteilt und bilden jeweils einen Teil des Maskenabschnitts. Der Teil kann dann über die zugeordnete Linse projiziert werden. Vorzugsweise kann ein Maskenabschnitt mehrere Bildsegmente von unterschiedlichen Einzelbildern aufweisen.
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Die Bildmaske kann vorteilhafter Weise für ein jeweiliges Einzelbild eine von dem Aktor einstellbare Einzelbild-Position aufweisen. In der jeweiligen Einzelbild-Position können, insbesondere nur die Bildsegmente des abzubildenden Einzelbildes, über die zugeordneten Linsen projizierbar sein. Vorzugsweise sind dann die Bildsegmente des oder der weiteren Einzelbild/Einzelbilder nicht über diese Linsen abbildbar. Mit anderen Worten ist das jeweilige Einzelbild derart auf die Maskenabschnitte mit seinem Bildsegmenten verteilt, dass diese bei einer durch den Aktor eingestellten Einzelbild-Positionen jeweils von den zugeordneten Linsen projizierbar sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zur verbesserten Projektion eines Einzelbilds eine Abbildungsoptik vorgesehen sein. Diese ist vorzugsweise der Selektionsoptik nachgeschaltet. Somit kann die Abbildungsoptik im Strahlengang des von der Lichtquelle emittierbaren Lichts nach der Selektionsoptik angeordnet sein. Vorzugsweise ist als Abbildungsoptik vorrichtungstechnisch einfach eine einzelne Linse vorgesehen. Diese ist beispielsweise als Sammellinse ausgestaltet und hat vorzugsweise eine bi-konvexe Form.
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Wie vorstehend bereits erläutert, kann die Bildmaske eine Mehrzahl von Maskenabschnitten aufweisen, denen jeweils Bildsegmente von verschiedenen Einzelbildern zugeordnet sind. Eine jeweilige Linse ist dann einem jeweiligen Maskenabschnitt vorzugsweise zugeordnet. Die Maskenabschnitte können beispielsweise als Spalten ausgebildet sein, die sich quer zur Verschieberichtung der Bildmaske erstrecken.
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Vorzugsweise ist die Bildmaske länglich oder streifenförmig ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist der Aktor derart ausgebildet, dass er die Bildmaske in ihrer Längsrichtung verschieben kann. Somit kann auf einfache Weise ein jeweiliger Maskenabschnitt relativ zu seiner ihm zugeordneten Linse verschoben werden, um das zu projizierende Bildsegment bei einem jeweiligen Maskenabschnitt zu ändern und einzustellen.
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Eine Segmentierung der Bildsegmente eines Einzelbilds erfolgt vorrichtungstechnisch einfach durch Bildschnitte quer zur Verschieberichtung der Bildmaske. Mit anderen Worten kann ein jeweiliges Einzelbild in Streifen zerlegt auf der Bildmaske ausgebildet werden, wobei ein jeweiliger Streifen ein Bildsegment darstellt, das in einem jeweiligen Maskenabschnitt angeordnet ist. Die Streifen sind beispielsweise rechteckförmig ausgebildet. Denkbar ist, dass sich die Streifen parallel zur Linse erstrecken und/oder vorzugsweise quer zur Verschieberichtung und/oder vorzugsweise quer zur Längserstreckung der Bildmaske. Bildsegmente mehrerer Einzelbilder können bei einem jeweiligen Maskenabschnitt in Verschieberichtung gesehen hintereinander oder nebeneinander angeordnet sein, insbesondere in gleichbleibender Reihenfolge. Mit anderen Worten kann beispielsweise ein erstes Einzelbild in zwei Bildsegmente aufgeteilt sein, die auf zwei Maskenabschnitten ausgebildet sind. Ein weiteres Einzelbild kann ebenfalls zwei Bildsegmente aufweisen, die auf diesen Maskenabschnitten vorgesehen sind. Somit hat der erste Maskenabschnitt das erste Bildsegment des ersten Bildes und das erste Bildsegment des zweiten Bildes und der weitere Maskenabschnitt das zweite Bildsegment des ersten Einzelbildes und das das zweite Bildsegment des zweiten Einzelbildes in jeweils gleicher Reihenfolge. Entsprechend kann die Selektionsoptik zumindest zwei Linsen aufweisen, um die Bildsegmente des ersten Einzelbilds oder des zweiten Einzelbilds abzubilden, je nach Einstellposition der Bildmaske. Mit anderen Worten sind die Bildsegmente von unterschiedlichen Einzelbildern bei einem Maskenabschnitt in Verschieberichtung gesehen in Reihe angeordnet, wobei die Reihenfolge der Bildsegmente bei den Maskenabschnitten gleich ist. Das heißt, die Bildsegmente eines jeweiligen Einzelbilds sind beim jeweiligen Maskenabschnitt in einer gleichen Position. Somit können die Bildsegmente des ersten Einzelbilds beispielsweise immer an erster Stelle sein und die Bildsegmente des zweiten Einzelbilds an zweiter Stelle des jeweiligen Maskenabschnitts.
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Die Abstände der Bildsegmente eines jeweiligen Einzelbilds auf der Bildmaske zueinander sind vorzugsweise derart gewählt, dass diese von einer jeweiligen zugeordneten Linse in der jeweiligen Einzelbild-Position der Bildmaske projizierbar sind.
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Bei den Einzelbildern handelt es sich vorzugsweise um diskrete, unabhängige Darstellungen. Die Einzelbilder können einen Teil einer Abfolge bilden, womit eine flüssige Animation ermöglicht sein kann, indem der Aktor die Bildmaske entsprechend verschiebt. Mit anderen Worten können die Bildinhalte diskrete unabhängige Darstellungen enthalten und/oder ein gemeinsames Thema zu einer flüssigen Animation darstellen.
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Die Bildmaske kann vorrichtungstechnisch einfach aus einem transparenten Substrat gebildet sein, insbesondere kann die Bildmaske plattenförmig ausgestaltet sein. Die Einzelbilder können durch Beschichtung des Substrats vorrichtungstechnisch ausgebildet werden. Beispielsweise kann als Beschichtung eine Metallisierung vorgesehen sein, mit der vergleichsweise hohe Auflösungen kostengünstig ausbildbar sind. Wie vorstehend bereits angeführt, wird die Bildmaske vorzugsweise in einem Waferverfahren hergestellt. Die Beschichtung wird beispielsweise durch photolithographische Technologie auf 2 bis 8 Zoll grosse Wafer aufgebracht. Bondpads können dabei freigehalten werden. Das Waferverfahren ist ähnlich wie bei Farbfiltern von üblichen Kamerachips („Bayer Pattern“).
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Die Lichtquelle ist mit Vorteil derart ausgestaltet, dass über diese Licht in verschiedenen Farben emittierbar ist. Dies ist äußerst vorteilhaft in Kombination mit der günstigen Strukturierung über die Metallisierung in höher Auflösung auf dem transparenten Substrat in Form der Bildmaske. Somit sind die Einzelbilder auf einfache Weise in unterschiedlichen Farben darstellbar. Mit anderen Worten können im RGB-Farbraum (RGB - Rot Grün Blau) durchstimmbare Lichtquellen unabhängig vom Bildinhalt die Projektionsfarben passend zu anderen Dekorelementen und von dem Bereich, in dem das Projektionssystem eingesetzt wird, gewählte werden, womit beispielsweise auch Ambient Light Funktionen ausbildbar sind. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, die Einzelbilder farbig auf der Bildmaske auszugestalten.
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Die Lichtquelle ist vorzugsweise eine Licht emittierende Diode (LED) oder ein LED-Modul, mit mehreren, insbesondere verschiedenfarbigen LEDs. Eine LED kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form einer Mikro-LED oder einer Nano-LED (Smart Dust), vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat (Submount) montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (z befestigt sein, durch einen Chip on Board Prozess (CoB). Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs, beispielsweise OLEDs wie Polymer-OLEDs, einsetzbar. Die LEDs können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die lichtemittierende Komponente eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der lichtemittierenden Komponenten können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die lichtemittierenden Komponenten können zusätzlich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Die LEDs können weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie emittieren, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Selektionsoptik als Linsen zwei oder mehr Zylinderlinsen aufweisen, die in Reihe parallel zueinander angeordnet sind. Derartige Linsen eignen sich besonders vorteilhaft, insbesondere längliche, Bildsegmente in einer hohen Auflösung zu projizieren. Eine jeweilige Zylinderlinse hat vorzugsweise eine Lichteintrittsfläche, die plan ist, und eine Lichtaustrittsfläche, die konvex ist. Somit kann es sich bei der jeweiligen Zylinderlinse um eine plankonvexe Linse handeln. Des Weiteren kann eine jeweilige Zylinderlinse, wie der Name schon sagt, zylindrisch ausgebildet sein. Mit anderen Worten sind die Zylinderlinsen als Stablinsen ausgebildet. Um eine verbesserte Handhabbarkeit des Selektionsoptik zu ermöglichen, können die Zylinderlinsen einstückig miteinander verbunden sein. Somit ist denkbar, dass die Zylinderlinsen auch in einem gemeinsamen Herstellungsverfahren einstückig hergestellt werden und eine Vereinzelung nicht erforderlich ist. Die Zylinderlinsen können somit ein gemeinsames Mikrolinsenarray bilden. Die Selektionsoptik wird vorzugsweise über einen Wafer oder Waferprozess hergestellt. Ist sowohl die Selektionsoptik als auch die Bildmaske durch einen Waferprozess hergestellt, so können die hohen Anforderungen an die Präzision und die Abstimmung der Bildinhalte auf der Bildmaske und der Selektionsoptik in Masken- und Prägeprozessen auf Waferbasis umgesetzt werden. Kritische Dimensionen sind somit in einer hohen Zuverlässigkeit gewährleistet. Das weniger kritische Ausrichten der Bildmaske zu der Selektionsoptik während der Montage kann dann beispielsweise durch elektronische Kalibrierwerte des Aktors oder des Verstellmechanismuses erfolgen. Somit ist eine einfache Fertigung mit hoher Ausbeute ermöglicht. Zum Herstellen der Selektionsoptik in einem Waferprozess gibt es viele Möglichkeiten. Denkbar sind diverse Abformprozesse eines Masters bis zu geätzten Strukturen. Für Gallium-Phosphid Stablinsen kann beispielsweise ein planer GaP Wafer in groben Stufen (beispielsweise drei) geätzt werden und anschließend kann die Oberfläche aufgeschmolzen werden - mit dem Ergebnis homogener Stablinsen auf dem Wafer die per Sägen vereinzelt werden können.
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Die Zylinderlinsen der Selektionsoptik erstrecken sich vorzugsweise quer zur Verschieberichtung der Bildmaske und/oder entlang einer Spalte der Bildmaske. Es ist denkbar, dass die Lichteintrittsflächen der Zylinderlinsen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die sich parallel zur, insbesondere planen, Bildmaske erstreckt. Kostengünstig können die Zylinderlinsen gleich ausgebildet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der, insbesondere elektronische, Aktor mit der Bildmaske mechanisch verbunden und derart ausgestaltet, dass dieser die Bildmaske stetig verstellen und/oder schalten kann, um unterschiedliche Positionen oder Einzelbild-Positionen oder einen Ablauf der Bildmaske einzustellen oder vorzunehmen. Vorzugsweise ist der Aktor derart ausgestaltet, dass er die Bildmaske in einer Verschieberichtung, vorzugsweise in Erstreckungsrichtung der Selektionsoptik, also insbesondere quer zu den Zylinderlinsen, bewegen kann. Vorzugsweise ist hierbei ein Parallelabstand zwischen der Bildmaske und der Ebene, in der die Lichteintrittsflächen der Selektionsoptik vorgesehen sind, gleichbleibend. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Bildmaske in eine weitere Raumrichtung oder weitere Raumrichtungen bewegbar ist. Ist eine Bewegung der Bildmaske in mehreren Raumrichtungen durch den Aktor möglich, so könnte möglicherweise eine größere Anzahl von Einzelbildern auf der Bildmaske ausgebildet werden. Außerdem ist denkbar, dass die Bildmaske verkippbar oder drehbar alternativ oder zusätzlich ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Aktor ein Piezoelement auf, das derart ausgestaltet ist, dass in Abhängigkeit einer Bestromung des Piezoelements die Bildmaske bewegt ist, um diese zu verstellen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Piezoelement um einen Kristall oder Piezokristall oder um eine piezoelektrische Keramik. Mit anderen Worten ist der Aktor als Piezoaktor ausgestaltet, um durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine mechanische Bewegung auszuführen, die durch entsprechende Wirkverbindung mit der Bildmaske zu einer Bewegung der Bildmaske führt. Der Einsatz des Aktors mit dem Piezoelement hat den Vorteil, dass hierdurch eine spielfreie Bewegung der Bildmaske auf vorrichtungstechnisch einfache Weise ermöglicht ist. Außerdem kann die Bildmaske kleinste Bewegungen im um-Bereich durch das Piezoelement ausbilden. Mit anderen Worten bewegt sich das Verschieben der Bildmaske im um-Bereich der Bildauflösung und erfolgt bevorzugt durch das Piezoelement, das spielfrei definierte Bewegungen in dem Maßstab ausführen kann, wenn eine entsprechende Spannung angelegt wird. Es kann sich hierbei um einen Festkörperaufbau handeln. Der Einsatz des Aktors mit einem Piezoelement ist auch äußerst robust. Piezoaktoren sind sowohl für statische als auch für dynamische Anwendungen, insbesondere im kHz-Bereich, kommerziell und kostengünstig verfügbar. Im dynamischen Bereich sind sie bekannt, insbesondere, um ein haptisches Feedback von Bedienelementen auszugeben. Durch einen derartigen Aktor können stabile Einzelbilder mit dem Projektionssystem dargestellt werden und alternativ oder zusätzliche flüssige kontinuierlich veränderte Animationen.
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Denkbar ist auch, dass der Aktor alternativ oder zusätzlich zur Verschiebung der Bildmaske eine Verkippung der Bildmaske durchführen kann. Hierdurch können beispielsweise über die Bildmaske bis zu zweihundert Einzelbilder dargestellt werden.
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Der Piezoaktor ist beispielsweise durch einen Piezostapel gebildet. Des Weiteren ist denkbar, dass der Piezoaktor einen Hubbereich zwischen 1 um und 200 um, insbesondere zwischen 2 um bis 123 um oder 20 um bis 150 um aufweist. Denkbar wäre auch, dass der obere Hubbereich gleich wie oder größer als 200 um ist.
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Alternativ oder zusätzlich zum Aktor in Form eines Piezoaktors ist denkbar, den Aktor als Tauchspule oder Schwingspule auszubilden.
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Wie vorstehend bereits erläutert kann eine Kalibrierung des Projektionssystems durch Ansteuerung des Aktors derart erfolgen, dass die Bildmaske in geforderter Weise auf die Selektionsoptik ausgerichtet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Selektionsoptik, insbesondere mit den einstückig verbundenen Linsen, aus Bereichen, die nicht zur Projektion der Einzelbilder verwendet/ oder notwendig sind zumindest teilweise eine Blende oder Streulichtmakse aufweisen. Die Lösung hat den Vorteil, dass hierdurch ein hoher Kontrast erreicht wird und „Geisterbilder“ unterdrückt werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stab- oder Zylinderlinsen über ihre länglichen Seitenwandungen, die sich entlang der Lichtein- und Lichtaustrittsfläche erstrecken, miteinander durch Stege einstückig verbunden sind. Auf die Stege kann dann auf ihrer zur Lichtaustrittsfläche weisenden Stegseite und/oder auf ihrer zur Lichteintrittsfläche weisenden Stegseite die Blende vorgesehen sein. Ist die Blende auf der zur Lichtaustrittsfläche weisenden Stegseite ausgebildet, so ist denkbar, dass diese auch einen zum Steg benachbarten Abschnitt der Lichtaustrittsfläche bedeckt. Mit anderen Worten kann auf der Linsenplatte mit den Stablinsen auf den nicht für die Selektion benötigen Flächen eine kompakte Schicht als Blende aufgebracht werden. Die Blende ist vorzugsweise als opake Schicht ausgebildet.
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Erfindungsgemäß ist eine Fahrzeugleuchte mit dem Projektionssystem gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Eine derartige Fahrzeugleuchte ist kostengünstig und vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltbar, um Projektionen von Einzelbildern vorzusehen. Durch die robuste Ausgestaltung des Projektionssystems ist dieses besonders gut für Fahrzeuge geeignet, bei denen im Betrieb beispielsweise Vibrationen auftreten und bei denen das Projektionssystem äußeren Witterungsbedingungen und Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
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Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nicht-autonomes oder teil-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein.
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Die Anmelderin behält sich vor, einen unabhängigen Anspruch auf ein Fahrzeug mit der Fahrzeugleuchte gemäß einem oder mehreren der oben genannten Aspekte zu richten.
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Offenbart ist ein Projektionssystem mit einer Selektionsoptik, die mehrere Linsen aufweist. Der Selektionsoptik ist eine, insbesondere kollimierte, Lichtquelle vorgeschaltet. Zwischen der Lichtquelle und der Selektionsoptik ist eine über einen Aktor verstellbare Bildmaske angeordnet. Über die Selektionsoptik werden Bildsegmente der Bildmaske abgebildet, die ein zusammengesetztes Einzelbild ergeben. Durch Verschieben der Bildmaske über den Aktor können die über die Linsen abgebildeten Bildsegmente verändert werden, womit sich entsprechend das abgebildete Einzelbild verändern kann.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
- 1a bis 1c jeweils ein Projektionssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Schaltzuständen einer Bildmaske und
- 2 in einer perspektivischen Darstellung eine Selektionsoptik des Projektionssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Gemäß 1a ist ein Projektionssystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel schematisch gezeigt. Dies kann Teil einer Fahrzeugleuchte 2 sein, die schematisch mit einer Strichpunktlinie in 1a dargestellt ist. Das Projektionssystem 1 hat eine Lichtquelle 4, die schematisch mit einem Pfeil gekennzeichnet ist. Im Strahlengang der Lichtquelle 4 ist eine verschiebbare Bildmaske 6 angeordnet. Dieser wiederum ist eine Selektionsoptik 8 nachgeschaltet. Somit ist die Bildmaske 6 im Strahlengang des von der Lichtquelle 4 emittierten Lichts zwischen der Lichtquelle 4 und der Selektionsoptik 8 angeordnet. Der Selektionsoptik 8 wiederum ist eine Abbildungsoptik 10 mit einer einzelnen Linse nachgeschaltet. Die Bildmaske 6 ist über einen Aktor 12 verschiebbar, der vereinfacht mit einem Block dargestellt ist. Der Aktor 12 ist als Piezoaktor ausgestaltet.
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Die Selektionsoptik 8 weist mehrere Linsen 14 auf - gemäß dem Ausführungsbeispiel insgesamt vier -, die nebeneinander angeordnet sind und jeweils gleich ausgestaltet sind. Bei den Linsen 14 handelt es sich um Zylinderlinsen, die jeweils eine ebene Lichteintrittsfläche 16 und eine konvexe Lichtauskoppelfläche 18 aufweisen. Die Lichteinkoppelflächen 16 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die plane Bildmaske 6 erstreckt sich im Parallelabstand zu dieser Ebene. Die Bildmaske 6 weist ein transparentes Substrat auf, das eine Metallisierung hat, um mehrere Bildsegmente 20 auszubilden. Die Bildmaske weist mehrere Gruppen von Bildsegmenten 20 oder spaltenförmige Maskenabschnitte 22 bis 28 auf, die jeweils mehrere, gemäß dem Ausführungsbeispiel jeweils drei - Bildsegmente 20 aufweisen. Eine jeweilige Linse 14 der Selektionsoptik 8 ist dabei einem jeweiligen Maskenabschnitt 20 bis 28 zugeordnet. Die jeweilige Linse 14 ist dabei derart ausgestaltet, dass diese ein jeweiliges Bildsegment 20 des jeweiligen Maskenabschnitts 22 bis 28 abbilden kann. Dies ist symbolisch durch ein Dreieck 30 angedeutet.
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Insgesamt sind auf der Bildmaske 20 drei Einzelbilder 32, 34 und 36 ausgebildet. Ein jeweiliges Einzelbild 32 bis 36 ist in vier einzelne Bildsegmente 20 aufgeteilt, wobei ein jeweiliges Bildsegment 20 in einem jeweiligen Maskenabschnitt 22 bis 28 vorgesehen ist. Beim jeweiligen Maskenabschnitt 22 bis 28 sind somit jeweils drei Bildsegmente 20 in gleichbleibender Reihenfolge vorgesehen. Die Bildsegmente 20 des Einzelbilds 32 sind dabei jeweils links gemäß 1a im jeweiligen Maskenabschnitt 22 bis 28 vorgesehen, die Bildsegmente 20 des Einzelbilds 34 sind jeweils mittig vorgesehen und die Bildsegmente 20 der Einzelbilder 36 sind jeweils rechts vorgesehen. Die Anordnung der Bildmaske 6 bezüglich der Selektionsoptik 8 ist dabei derart, dass die Bildsegmente 20 eines der Einzelbilder 32, 34 oder 36 abbildbar sind. Gemäß 1a sind dies die in den Maskenabschnitten 22 bis 28 linken Bildsegmente 20, die das abgebildete Einzelbild 32 bei eingeschalteter Lichtquelle 4 ergeben. Das Einzelbild 32 stellt die Nummer „1“ dar. Wird die Bildmaske 6 über den Aktor 12 relativ zur Selektionsoptik 8 in die Einzelbild-Position gemäß 1b verschoben, so wechseln die abgebildeten Bildsegmente 20. Gemäß 1b werden über die Selektionsoptik 8 die mittleren Bildsegmente 20 abgebildet, die dann das projizierte Einzelbild 34 ergeben, das die Nummer „2“ darstellt. Wird die Bildmaske 6 über den Aktor 12 aus 1a weiter verschoben, so werden gemäß 1c die Bildsegmente, die rechts über einem jeweiligen Maskenabschnitt 22 bis 28 vorgesehen sind, über die Selektionsoptik 8 abgebildet. Hierdurch ergibt sich das projizierte Einzelbild 36, das die Nummer „3“ darstellt.
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Gemäß 2 ist eine Selektionsoptik 38 im Vergleich zu 1a in einer abgewandelten Ausführung dargestellt. Bei der Selektionsoptik 38 sind die Linsen 14 einstückig über Stege 40 miteinander verbunden. Die Stege 40 sind dabei jeweils zwischen zwei Seitenwandungen 42 und 44 von benachbarten Linsen 14 ausgebildet. Von den seitlichen Linsen 14 erstreckt sich ebenfalls jeweils ein Steg 40 weg. Die Stege 40 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die Stege 40 haben jeweils eine zur Lichtaustrittsfläche 18 weisende Stegseite 46 und eine zur Lichteintrittsfläche 16 weisende Stegseite 48. Die Stegseiten 46 und 48 erstrecken sich im Parallelabstand zueinander und im Parallelabstand zu den ebenen Lichteintrittsflächen 16 der Linsen 14. Somit liegen die Stegseiten 46 in einer gemeinsamen Ebene und die Stegseiten 48 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die Ebenen erstrecken sich im Parallelabstand. Die Stegseiten 48 sind im Vergleich zu den Lichteintrittsflächen 16 in Durchstrahlungsrichtung zurückgesetzt, also weiter zur Lichtquelle 4, s. 1A, beabstandet. Die Ebene der Stegseiten 48 ist somit parallel zu den Lichteintrittsflächen 16, siehe 1c. Die Stegseiten 46 sind im Vergleich zu den Lichtaustrittsflächen 18 ebenfalls zurückgesetzt und näher zur Lichtquelle 4 angeordnet. Die Lichtaustrittsflächen 18 erstrecken sich hierbei jeweils ausgehend von der benachbarten Stegseite 46 oder von den benachbarten Stegseiten 46. Auf die Stegseiten 46 und 48 ist eine opake Beschichtung 50 als Blende ausgebildet. Die seitlich vorgesehenen Linsen 14 weisen seitlich, wie obenstehend angeführt, ebenfalls Stege 40 auf, die allerdings nicht mit einer weiteren Linse verbunden sind, allerdings ebenfalls die Beschichtung 50 haben. Lichteintrittsseitig füllt die Beschichtung 50 einen Raum zwischen den Stegseiten 48 und den Seitenwandungen 44 vollständig aus. Lichtausgansseitig kragen die Lichtaustrittsflächen 18 aus der Beschichtung 50 aus. Die Beschichtung 50 bedeckt hierbei die Stegseite 46 und einen an die Stegseite 48 angrenzenden Randabschnitt der jeweiligen Lichtaustrittsfläche 18.
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BEZUGSZEICHLISTE
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- 1
- Projektionssystem
- 2
- Fahrzeugleuchte
- 4
- Lichtquelle
- 6
- Bildmaske
- 8, 38
- Selektionsoptik
- 10
- Abbildungsoptik
- 12
- Aktor
- 14
- Linsen
- 16
- Lichteintrittsfläche
- 18
- Lichtaustrittsfläche
- 20
- Bildsegmente
- 22, 24, 26, 28
- Maskenabschnitt
- 30
- Dreieck
- 32, 34, 36
- Einzelbilder
- 40
- Steg
- 42, 44
- Seitenwandung
- 46, 48
- Stegseite
- 50
- Beschichtung
