DE102022110529A1 - Projektionsmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Projektionsmodul (10), insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend wenigstens eine Lichtquelle (12) zum Erzeugen von Urbildpixeln und ein Projektionslinsensystem (18) zum Erzeugen einer Lichtverteilung, wobei die Lichtverteilung Bildpixel umfasst, die von dem Projektionslinsensystem (18) als Bilder der Urbildpixel abgebildet werden, wobei das Projektionslinsensystem (18) wenigstens eine Eintrittslinse (20) und wenigstens eine Austrittslinse (40) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionslinsensystem (18) einen Achromaten (30) umfasst, wobei der Achromat (30) zwischen der Eintrittslinse (20) und der Austrittslinse (40) des Projektionslinsensystems (18) angeordnet ist, und dass die Austrittlinse (40) als eine asphärische Linse ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Projektionsmodul, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer. Bekannte Projektionsmodule umfassen wenigstens eine Lichtquelle zum Erzeugen von Urbildpixeln, beispielsweise eine LED-Matrix, und ein Projektionslinsensystem zum Erzeugen einer Lichtverteilung, wobei die Lichtverteilung Bildpixel umfasst, die von dem Projektionslinsensystem als Bilder der Urbildpixel abgebildet werden. Ein Projektionslinsensystem umfasst wenigstens zwei Linsen, beispielsweise eine Eintrittslinse und eine Austrittslinse.
  • Derartige Projektionsmodule werden beispielsweise zum Erzeugen einer adaptiven Lichtverteilung verwendet. Dabei bildet das Projektionslinsensystem, die mit der Lichtquelle erzeugten Urbildpixel beispielsweise auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug ab. Solche Lichtquellen können beispielsweise zwischen 1.000 und 100.000 einzeln ansteuerbare Urbildpixel erzeugen. Um die hohe Anzahl der Pixel nutzbar zu machen, beispielsweise um Symbole oder Warnhinweise auf die Fahrbahn zu projizieren, wird eine Optik mit einer hohen Abbildungsqualität benötigt. Mit einer einzelnen Linse ist die erforderliche Abbildungsqualität nicht zu erreichen.
  • Ein Projektionsmodul ist beispielsweise bekannt aus der WO 2021/063979 A1 . Derartige Projektionsmodule umfassen fünf einzelne Linsen und sind somit relativ schwer.
  • Aus der US 2016/0238209 A1 ist ein Projektionsmodul mit mehreren asphärischen Linsen bekannt. Die Linsen sind etwa gleichmäßig entlang der optischen Achse angeordnet und damit relativ groß und schwer. Die asphärische Ausbildung der Linsen macht das System aufwändig in der Herstellung.
  • Aus der US 2019/0086051 A1 ist ein Projektionsmodul mit mehreren Linsen bekannt. Die Linsen sind mit einem sehr kleinen Abstand zueinander angeordnet. Dementsprechend sind die Linsen relativ groß und schwer.
  • Das relativ hohe Gewicht ist nachteilig aus mechanischen Gründen und aufgrund der hohen Kosten für optische Gläser.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Projektionsmodul bereitzustellen, das einerseits eine hohe Abbildungsqualität bereitstellt, wobei andererseits das Gewicht möglichst gering gehalten werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Projektionslinsensystem einen Achromaten umfasst, wobei der Achromat zwischen der Eintrittslinse und der Austrittslinse des Projektionslinsensystems angeordnet ist, und dass die Austrittlinse als eine asphärische Linse ausgebildet ist.
  • Der Achromat ist dazu eingerichtet, chromatische Aberrationen zu korrigieren. Achromate können als Standardprodukte der Optikindustrie kosteneffizient hergestellt werden. Sie haben den Vorteil guter und farbkorrigierter Abbildungseigenschaften, insbesondere für nahe der optischen Achse liegende Urbildpunkte.
  • Der Achromat umfasst beispielsweise eine sphärische Lichteintrittsfläche und eine sphärische Lichtaustrittsfläche. Der Achromat kann auch aus zwei sphärischen Linsen gefertigt sein. Sphärische Oberflächen sind leichter und preiswerter zu fertigen als asphärische Oberflächen. Der Achromat ist beispielsweise meniskusförmig oder scheibenförmig.
  • Die Eintrittslinse des Projektionslinsensystems ist derart ausgebildet, dass von der Lichtquelle ausgesandtes Licht gebündelt wird. Dadurch kann der Achromat mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet werden und/oder näher an der Lichtquelle angeordnet werden.
  • Die Eintrittslinse umfasst beispielsweise eine plane und eine sphärische Fläche. Die Eintrittslinse kann aber auch eine andere Form umfassen.
  • Durch die asphärisch ausgebildete Austrittslinse können sphärische Aberrationen, Schärfefehler, die durch die Lichtbrechung von sphärischen Linse verursacht werden, korrigiert werden.
  • Die Lichtquelle zum Erzeugen von Urbildpixeln ist oder umfasst eine LED-Matrix, insbesondere eine Mikro- LED-Matrix und/oder DLP-, Digital Light Processing-, System, und/oder ein Laserscanner-System und/oder ein LCD/LCOS-Display.
  • Eine LED-Matrix umfasst eine Vielzahl, beispielsweise zwischen 1.000 und 100.000, von matrixartig angeordneten LEDs, die einzeln und/oder gruppenweise einschaltbar und ausschaltbar sind. Die Lichtaustrittsflächen der eingeschalteten LEDs bilden die Urbildpixel. Die einzeln oder gruppenweise ansteuerbaren LEDs sind zum Beispiel in einem Rechteck angeordnet. Einander nächstbenachbarte LEDs liegen so nahe beieinander, dass ihre Lichtaustrittsflächen im eingeschalteten Zustand als eine zusammenhängend leuchtende Lichtaustrittsfläche wahrnehmbar sind. Durch individuelles Ansteuern der einzelnen LEDs kann die sich als Summe der Lichtaustrittsflächen der jeweils eingeschalteten LEDs ergebende die Urbildpixel erzeugende Fläche der Matrix-LED mit einer durch die Größe der einzelnen Pixel bestimmten Feinheit definiert vorgegeben werden.
  • Ein DLP-, Digital Light Processing-, System umfasst eine Vielzahl, beispielsweise zwischen 1.000 und 100.000, von Mikrospiegeln, die einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sind. Ein jeweiliges Urbildpixel wird von einem jeweiligen Mikrospiegel erzeugt.
  • Ein Laserscanner-System umfasst eine Laserlichtquelle und einen Scannereinheit, beispielsweise mit einem Mikrospiegel und einem Spiegelsteller. Bei dem Laserscanner-System wird ein Bild durch zeilenweises und/oder spaltenweises Schwenken eines Laserstrahls durch Bewegen des Mikrospiegels erzeugt. Ein Urbildpixel ist in diesem Fall eine beleuchtete Fläche, die sich durch einen pro Zeiteinheit zurückgelegten Weg des Laserstrahls ergibt.
  • Zum Erzeugen von Urbildpixeln kann auch ein LCD/LCOS-Display verwendet werden.
  • Bei den beispielhaft genannten Lichtquellen beträgt ein Durchmesser der Urbildpixel erzeugenden Fläche der Lichtquelle beispielsweise zwischen 5 mm und 50 mm, beispielsweise 10 mm.
  • Mit den beispielhaft genannten Lichtquellen und dem Projektionslinsensystem kann ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul zum Erzeugen einer adaptiven Lichtverteilung bereitgestellt werden.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Projektionslinsensystem in Bezug auf die Lichtquelle derart angeordnet ist, dass ein erster Abstand zwischen der Lichtquelle und einer Austrittsfläche des Achromats kürzer ist als zweiter Abstand zwischen der Austrittsfläche des Achromats und einer Austrittsfläche der Austrittslinse. Dadurch wird erreicht, dass der Achromat nahe an der Lichtquelle angeordnet ist und dementsprechend mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet werden kann, als wenn der Achromat weiter weg von der Lichtquelle angeordnet wird. Dadurch wird erreicht, dass das Projektionslinsensystem insgesamt klein, leicht und kostengünstig ausgebildet werden kann. Eine Reduktion des Durchmessers bei dem Achromat um 40% führt bei einer konstanten Dicke zu einer Gewichtsreduktion von über 60%.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der Eintrittslinse und/oder ein Durchmesser des Achromaten das 1,2-Fache bis 2,2-Fache, insbesondere maximal das 2,2-Fache, eines Durchmessers der Urbildpixel erzeugenden Fläche der Lichtquelle beträgt. Der Durchmesser des Achromaten ist beispielsweise geringfügig größer als der Durchmesser der Eintrittslinse. Wenn die Urbildpixel erzeugende Fläche der Lichtquelle eine Rechteckform umfasst, kann der Durchmesser der Eintrittslinse und/oder ein Durchmesser des Achromaten etwa geringfügig größer als die Diagonale sein, etwa das 1,2-Fache bis 2,2-Fache der Diagonalen des Rechtecks betragen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen der Eintrittslinse und dem Achromaten eine Blendeneinrichtung angeordnet ist und/oder dass zwischen dem Achromaten und der Austrittslinse eine Blendeneinrichtung angeordnet ist. Achromaten können den Nachteil aufweisen, dass nur achsnahe Punkte, hier: achsnahe Urbildpixel, scharf abgebildet werden. Die Blendeneinrichtung blockiert einen Teil des Lichts beispielweise 10% bis 50% des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Blendeneinrichtung eine, insbesondere kreisförmige, Öffnung zum Begrenzen der numerischen Apertur des Projektionslinsensystems umfasst. Auf diese Weise wird das Licht blockiert, dass vom Rand der Urbildpixel erzeugenden Fläche der Lichtquelle abgestrahlt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die numerische Apertur des Projektionslinsensystems zwischen 0,5 und 0,8, insbesondere zwischen 0,6 und 0,7, beträgt. Beispielsweise wird die numerische Apertur durch die eine Blendeneinrichtung oder durch die beiden Blendeneinrichtungen begrenzt.
  • Wenn das Projektionslinsensystem zwei Blendeneinrichtungen umfasst kann es vorteilhaft sein, wenn ein Durchmesser der Öffnung der Blendeneinrichtung, die zwischen dem Achromaten und der Austrittslinse angeordnet ist, das 1,5-Fache bis 2-Fache eines Durchmessers der Öffnung der Blendeneinrichtung, die zwischen der Eintrittslinse und dem Achromaten angeordnet ist, beträgt.
  • Es kann vorteilhaft sein, dass der Achromat wenigstens zwei sphärische Linsen, insbesondere aus voneinander verschiedenen Materialien, umfasst. Durch die verschiedenen Materialien kann die chromatische Aberration weiter verringert werden. Durch die geringe Größe des Achromaten stehen auch Materialien zur Verfügung die aufgrund ihres Gewichts und/oder der Kosten für größere Linsen nicht verwendet werden. Durch die geringe Größe des Achromaten haben diese Nachteile jedoch nicht so eine große Auswirkung und können durch die Möglichkeiten bei der Materialauswahl hinsichtlich Brechzahl und Dispersionseigenschaften ausgeglichen werden. Beispielsweise wird ein Material mit einer höheren und ein Material mit einer niedrigeren Brechzahl verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Austrittslinse aus Kunststoff, insbesondere Polymethylmethacrylat, PMMA, auch Acrylglas, und/oder dass die Eintrittslinse aus Glas gefertigt ist. Dies kann gewichtstechnisch vorteilhaft sein, da die Austrittslinse größer ist als die Eintrittslinse.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Bei der Beschreibung einzelner Figuren wird gegebenenfalls auch auf Elemente aus anderen Figuren Bezug genommen. Es zeigen jeweils in schematischer Form:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Projektionsmodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
    • 2 einen Spotradius als Funktion des Abstands von der optischen Achse, der mit dem erfindungsgemäßen Projektionsmodul erreicht werden kann;
    • 3 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Projektionsmodul;
    • 4 einen Spotradius als Funktion des Abstands von der optischen Achse, der mit einem Projektionsmodul aus dem Stand der Technik erreicht werden kann.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Projektionsmodul 10.
  • Das Projektionsmodul 10 wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer verwendet. Mit dem Projektionsmodul kann beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Lichtfunktionen erzeugt werden: Fernlicht, Teilfernlicht, Projektion von Symbolen und/oder Warnhinweisen auf die Fahrbahn, (dynamisches) Kurvenlicht, (dynamisches) Abblendlicht.
  • Das Projektionsmodul 10 umfasst eine Lichtquelle 12 zum Erzeugen von Urbildpixeln.
  • Die Lichtquelle 12 ist beispielhaft eine LED-Matrix. Die LED-Matrix umfasst eine Vielzahl, beispielsweise zwischen 1.000 und 100.000, von matrixartig angeordneten LEDs, die einzeln und/oder gruppenweise einschaltbar und ausschaltbar sind. Die Lichtaustrittsflächen der eingeschalteten LEDs bilden die Urbildpixel. Die einzeln oder gruppenweise ansteuerbaren LEDs sind im Beispiel in einem Rechteck angeordnet. Einander nächstbenachbarte LEDs liegen so nahe beieinander, dass ihre Lichtaustrittsflächen im eingeschalteten Zustand als eine zusammenhängend leuchtende Lichtaustrittsfläche wahrnehmbar sind. Durch individuelles Ansteuern der einzelnen LEDs kann die sich als Summe der Lichtaustrittsflächen der jeweils eingeschalteten LEDs ergebende die Urbildpixel erzeugende Fläche der Matrix-LED mit einer durch die Größe der einzelnen Pixel bestimmten Feinheit definiert vorgegeben werden.
  • Die Maße der Urbildpixel erzeugenden Fläche betragen beispielsweise 10 mm x 10 mm. Die Seitenlänge eines einzelnen Mikro-LED-Pixels beträgt beispielsweise 100 um. Die Matrix umfasst dementsprechend beispielsweise 10.000 einzeln oder gruppenweise ansteuerbare LEDs, sodass dementsprechend 10.000 Urbildpixel erzeugt werden können.
  • Von der Lichtquelle 12 wird Licht abgestrahlt. In der 1 ist beispielhaft ein Strahlengang 14 eines von einer LED der LED-Matrix, einem sogenannten Urbildpixel, ausgehenden Lichtbündels dargestellt. Das Lichtbündel geht im Beispiel von einem auf einer optischen Achse 16 eines Projektionslinsensystems 18 liegenden Urbildpunkt aus.
  • Das Projektionslinsensystem 18 umfasst eine Eintrittslinse 20. Die Eintrittslinse 20 bündelt das der Lichtquelle 12 abgestrahlte Licht, beispielsweise das abgestrahlte Lichtbündel.
  • Die Eintrittslinse 20 umfasst im Beispiel eine plane Eintrittsfläche 22 und eine konvexe Austrittsfläche 24.
  • Ein Durchmesser der Eintrittslinse 20 beträgt beispielsweise die Länge der Diagonalen der Urbildpixel erzeugenden Fläche. Der Durchmesser der Eintrittslinse 20 kann auch etwas größer sein als die Diagonale der Urbildpixel erzeugenden Fläche, beispielsweise das 1,2-Fache der Diagonalen.
  • Nach der Eintrittslinse 20 ist eine erste Blendeneinrichtung 26 angeordnet. Die erste Blendeneinrichtung 26 umfasst beispielsweise eine, insbesondere kreisförmige, Öffnung 28. Die erste Blendeneinrichtung 26 begrenzt das Lichtbündel. Beispielsweise wird auf diese Weise das Licht blockiert, dass vom Rand der Urbildpixel erzeugenden Fläche der Lichtquelle 12 abgestrahlt wird.
  • Der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung 28 der Blendeneinrichtung 26 beträgt beispielsweise zwischen 24 mm und 36 mm. Der Radius der Öffnung 28 beträgt dementsprechend 12 mm bis 18 mm.
  • Nach der ersten Blendeneinrichtung 26 ist ein Achromat 30 angeordnet. Der Achromat 30 ist dazu eingerichtet, chromatische Aberrationen zu korrigieren. Der Achromat 30 hat den Vorteil guter und farbkorrigierter Abbildungseigenschaften, insbesondere für nahe der optischen Achse liegende Urbildpunkte. Durch das Blockieren von achsfernen Lichtstrahlen mit großen Abstrahlungswinkeln durch die Blendeneinrichtung 26 kann die Abbildungsqualität des Achromaten 30 verbessert werden. Mit Blendeneinrichtung 26 kann der Achromat 30 bei gleichbleibender Abbildungsqualität kleiner ausgestaltet werden als ohne Blendeneinrichtung 26.
  • Der Achromat 30 umfasst beispielsweise eine sphärische Lichteintrittsfläche 32 und eine sphärische Lichtaustrittsfläche 34. Im Beispiel ist der Achromat aus zwei sphärischen Linsen 30a, 30b gefertigt. Die beiden Linsen 30a, 30b sind beispielsweise miteinander verklebt.
  • Der Achromat 30 ist im Gesamten beispielsweise meniskusförmig oder scheibenförmig.
  • Die Eintrittslinse 20 des Projektionslinsensystems 18 ist derart ausgebildet, dass von der Lichtquelle ausgesandtes Licht gebündelt wird. Dadurch kann der Achromat 30 mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet werden und/oder näher an der Lichtquelle angeordnet werden als ohne die Bündelung durch die Eintrittslinse.
  • Ein Durchmesser des Achromaten 30 beträgt beispielsweise die Länge der Diagonalen der Urbildpixel erzeugenden Fläche. Der Durchmesser des Achromaten 30 kann auch etwas größer sein als die Diagonale der Urbildpixel erzeugenden Fläche, beispielsweise das 1,2 bis 2,2-Fache der Diagonalen. Der Durchmesser des Achromaten 30 ist beispielsweise so groß wie der Durchmesser der Eintrittslinse 20. Der Durchmesser des Achromaten 30 ist vorteilhafterweise etwas größer als der Durchmesser der Eintrittslinse 20.
  • Nach dem Achromaten 30 ist eine zweite Blendeneinrichtung 36 angeordnet. Die zweite Blendeneinrichtung 36 umfasst beispielsweise eine, insbesondere kreisförmige, Öffnung 38. Die zweite Blendeneinrichtung 36 begrenzt das Lichtbündel weiter. Beispielsweise wird damit die numerische Apertur des Projektionslinsensystems 18 auf 0,65 begrenzt.
  • Nach der zweiten Blendeneinrichtung 38 ist eine Austrittslinse 40 angeordnet.
  • Die Austrittslinse 40 umfasst im Beispiel eine asphärisch ausgebildete Eintrittsfläche 42 und eine asphärisch ausgebildete Austrittsfläche 44. Dadurch können sphärische Aberrationen, Schärfefehler, die durch die Lichtbrechung von sphärischen Linse verursacht werden, korrigiert werden.
  • Das Projektionslinsensystem 18 umfasst im Beispiel wenigstens die Eintrittslinse 20, den Achromaten 30 und die Austrittslinse 40. Das Projektionslinsensystem 18 ist in Bezug auf die Lichtquelle 12 derart angeordnet ist, dass ein erster Abstand A1 zwischen der Lichtquelle 12 und der Austrittsfläche 34 des Achromaten 30 kürzer ist als ein zweiter Abstand A2 zwischen der Austrittsfläche 34 des Achromaten 30 und einer Austrittsfläche 44 der Austrittslinse 40.
  • Die Gesamtlänge des Linsensystems von der Lichtquelle 12 bis zur Austrittsfläche 44 der Austrittslinse 40, also die Abstände A1 und A2 zusammen, liegt beispielsweise zwischen 60 und 90mm. Ein Durchmesser der Austrittslinse 40 beträgt liegt beispielsweise vorteilhaft zwischen 40 und 50mm.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Gesamtgewicht des Projektionslinsensystems 18 von beispielsweise 45g erreicht werden.
  • Die Brennweite des Projektionslinsensystems 18 beträgt beispielsweise 30 mm.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Projektionsmodul 10 kann beispielsweise die Fahrbahn im Winkelbereich von etwa +/-10° ausgeleuchtet werden.
  • 2 zeigt beispielhafte Werte für den RMS, root mean square,-Spotradius, die mit einem Projektionsmodul 10 gemäß 1 erreicht werden können. Der RMS-Spotradius ist die radiale Größe des quadratischen Mittelwerts. Der Abstand zwischen jedem Strahl und dem Referenzpunkt wird quadriert und über alle Strahlen gemittelt, dann wird die Quadratwurzel gezogen. Je größer der RMS-Spotradius ist, umso größer ist eine Streuung der Lichtstrahlen und/oder Abbildungsfehler. Umso kleiner der RMS-Spotradius ist, umso schärfer ist die Abbildung der Bilder der Urbildpixel.
  • Der RMS-Spotradius ist als Funktion des Abstands von der optischen Achse 16 dargestellt. Der Abstand ist im Beispiel an der horizontalen Koordinatenachse in Millimeter angegeben. Der RMS-Spotradius ist im Beispiel an der vertikalen Koordinatenachse in Grad angegeben.
  • Der RMS-Spotradius kann beispielsweise mittels einem sogenannten Raytracing-Verfahren, ZEMAX, ermittelt werden.
  • Im Bereich der optischen Achse werden im Beispiel Spotdurchmesser mit einer Auflösung von etwa 0,25° (Radius etwa 0,125°) erreicht. Am Rand, also beispielsweise bei einem Abstand von 5 mm von der optischen Achse, beträgt die Auflösung des Spotdurchmessers nur noch 0,8° (Radius etwa 0,4°) .
  • In 3 ist zum Vergleich ein herkömmliches aus dem Stand der Technik bekanntes System 50 dargestellt. Die Lichtquelle 52 des Systems 50 ist beispielsweise analog zur Lichtquelle 12 des Projektionsmoduls 10 aus 1 ausgebildet. Eine Eintrittslinse 54 des Systems 50 kann ebenfalls analog zur Eintrittslinse 20 des Projektionsmoduls 10 aus 1 ausgebildet sein. Bei dem herkömmlichen System wird ein Achromat 56 als Austrittslinse verwendet. Der Achromat 56 des herkömmlichen Systems 50 ist dabei weiter entfernt von der Lichtquelle 52 angeordnet und damit deutlich größer als der Achromat 30 des Projektionsmoduls 10 aus 1 ausgebildet. Die numerische Apertur wird mit einer Blende 58 beispielsweise auf 0,65 begrenzt. Das Gesamtgewicht der Eintrittslinse 52 und des Achromaten 56 des herkömmlichen Systems 50 beträgt im Beispiel 95g.
  • 4 zeigt beispielhafte Werte für den RMS-Spotradius, die mit einem Projektionsmodul gemäß 3 erreicht werden können.
  • Der RMS-Spotradius ist als Funktion des Abstands von der optischen Achse des Projektionsmoduls aus 3 dargestellt. Der Abstand ist im Beispiel an der horizontalen Koordinatenachse in Millimeter angegeben. Der RMS-Spotradius ist im Beispiel an der vertikalen Koordinatenachse in Grad angegeben.
  • Im Bereich der optischen Achse werden im Beispiel Spotdurchmesser mit einer Auflösung von etwa 0,9° (Radius etwa 0,45°) erreicht. Am Rand, also beispielsweise bei einem Abstand von 5 mm von der optischen Achse, beträgt die Auflösung des Spotdurchmessers 0,8° (Radius etwa 0,4°).
  • Am Rand, also beispielsweise bei einem Abstand von 5 mm von der optischen Achse, sind die erreichbaren Spotradien, die mit den beiden Projektionsmodulen gemäß 1 und 3 erreicht werden können, vergleichbar.
  • Näher an der optischen Achse können mit dem erfindungsgemäßen Projektionsmodul 10 gemäß 1 kleinere Spotradien und dementsprechend schärfere Abbildungen erzielt werden. Die Spotradien sind im Bereich der optischen Achse bei dem erfindungsgemäßen Projektionsmodul 10 gemäß 1 etwa um den Faktor 4-5 kleiner.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2021/063979 A1 [0003]
    • US 2016/0238209 A1 [0004]
    • US 2019/0086051 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Projektionsmodul (10), insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend wenigstens eine Lichtquelle (12) zum Erzeugen von Urbildpixeln und ein Projektionslinsensystem (18) zum Erzeugen einer Lichtverteilung, wobei die Lichtverteilung Bildpixel umfasst, die von dem Projektionslinsensystem (18) als Bilder der Urbildpixel abgebildet werden, wobei das Projektionslinsensystem (18) wenigstens eine Eintrittslinse (20) und wenigstens eine Austrittslinse (40) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionslinsensystem (18) einen Achromaten (30) umfasst, wobei der Achromat (30) zwischen der Eintrittslinse (20) und der Austrittslinse (40) des Projektionslinsensystems (18) angeordnet ist, und dass die Austrittlinse (40) als eine asphärische Linse ausgebildet ist.
  2. Projektionsmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (12) zum Erzeugen von Urbildpixeln eine LED-Matrix, insbesondere eine Mikro- LED-Matrix und/oder DLP-, Digital Light Processing-, System, und/oder ein Laserscanner-System und/oder ein LCD/LCOS-Display ist oder umfasst.
  3. Projektionsmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionslinsensystem (18) in Bezug auf die Lichtquelle (12) derart angeordnet ist, dass ein erster Abstand (A1) zwischen der Lichtquelle (12) und einer Austrittsfläche (34) des Achromaten (30) kürzer ist als zweiter Abstand (A2) zwischen der Austrittsfläche (34) des Achromaten (30) und einer Austrittsfläche (44) der Austrittslinse (40).
  4. Projektionsmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der Eintrittslinse (20) und/oder ein Durchmesser des Achromaten (30) das 1,2-Fache bis 2,2-Fache eines Durchmessers der Urbildpixel erzeugenden Fläche der Lichtquelle (12) beträgt.
  5. Projektionsmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Eintrittslinse (20) und dem Achromaten (30) eine Blendeneinrichtung (26) angeordnet ist und/oder dass zwischen dem Achromaten (30) und der Austrittslinse (40) eine Blendeneinrichtung (36) angeordnet ist.
  6. Projektionsmodul (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (26, 36) eine, insbesondere kreisförmige, Öffnung (28, 38) zum Begrenzen der numerischen Apertur des Projektionslinsensystems (18) umfasst.
  7. Projektionsmodul (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der Öffnung der Blendeneinrichtung (36), die zwischen dem Achromaten (30) und der Austrittslinse (40) angeordnet ist, das 1,5-Fache bis 2-Fache eines Durchmessers der Öffnung der Blendeneinrichtung (26), die zwischen der Eintrittslinse (20) und dem Achromaten (30) angeordnet ist, beträgt.
  8. Projektionsmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur des Projektionslinsensystems (18) zwischen 0,5 und 0,8, insbesondere zwischen 0,6 und 0,7, beträgt.
  9. Projektionsmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achromat (30) wenigstens zwei sphärische Linsen (30a, 30b), insbesondere aus voneinander verschiedenen Materialien, umfasst.
  10. Projektionsmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittslinse (40) aus Kunststoff, insbesondere Polymethylmethacrylat, PMMA, auch Acrylglas, und/oder dass die Eintrittslinse (20) aus Glas gefertigt ist.
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