DE102022130803A1 - Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse - Google Patents

Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse Download PDF

Info

Publication number
DE102022130803A1
DE102022130803A1 DE102022130803.0A DE102022130803A DE102022130803A1 DE 102022130803 A1 DE102022130803 A1 DE 102022130803A1 DE 102022130803 A DE102022130803 A DE 102022130803A DE 102022130803 A1 DE102022130803 A1 DE 102022130803A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
meta
lens
light
light source
dimensionally stable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022130803.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Marius Franciscus Andrej van den Berg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Original Assignee
Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH filed Critical Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority to DE102022130803.0A priority Critical patent/DE102022130803A1/de
Publication of DE102022130803A1 publication Critical patent/DE102022130803A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
    • F21S41/635Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by moving refractors, filters or transparent cover plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/2605Refractors
    • F21S43/2621Refractors characterised by the properties of the light beam shaping surface
    • F21S43/26231Refractors characterised by the properties of the light beam shaping surface collimating, focusing, condensing or projecting beams, e.g. projection lenses or Fresnel lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/601Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by variable optical properties, e.g. involving the use of LCD or movable parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/002Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/008Surface plasmon devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Vorgestellt wird eine zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine Lichtquelle und eine optische Teilvorrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle ausgehendes Licht zu erfassen und abzustrahlen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die optische Teilvorrichtung wenigstens eine Meta-Linse aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Vorrichtung ist per se bekannt und weist eine Lichtquelle und eine optische Teilvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle ausgehendes Licht zu erfassen und abzustrahlen.
  • Beispiele solcher Vorrichtungen sind Kraftfahrzeugscheinwerfer und Signalleuchten sowie Lidarsensoren. Solche Vorrichtungen weisen optische Teilvorrichtungen auf, die wenigstens ein reflektierendes Element oder wenigstens ein herkömmliches lichtbrechendes Element aus Kunststoff (z.B. aus Polymer) oder Glas als Licht der Lichtquelle erfassende und ggf. strahlformende (z.B. bündelnde) sowie abstrahlendes optisches Element aufweisen. Ein Lidarsensor ist zum Beispiel aus der EP 3 964 860 1 bekannt.
  • Vor einigen Jahren erschienen erste wissenschaftliche Veröffentlichungen zum Konzept sogenannter Meta-Linsen. Eine Meta-Linse besteht zum Beispiel aus einer dünnen Stützstruktur aus transparentem Kunststoff, auf der sich eine metallische Nanostruktur befindet. Ein Überblick über bekannte Prinzipien, Funktionen und Anwendungen optischer Meta-Linsen ist der Veröffentlichung Adv. Optical Mater. 2021, 9, 2001414 zu entnehmen.
  • Im Unterschied zu den herkömmlichen Linsen beruht eine lichtbündelformende Wirkung der Meta-Linsen auf dielektrischen oder plasmonischen Effekten, die sich aus der Wechselwirkung von Licht mit der metallischen Nanostruktur beim Durchtritt des Lichtes durch die Meta-Linse einstellen.
  • Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der eingangs genannten, per se bekannten Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Dieser Teil sieht vor, dass die optische Teilvorrichtung wenigstens eine Meta-Linse aufweist.
  • Vorteile ergeben sich aus dem folgenden Vergleich
  • Bei den eingangs genannten Vorrichtungen als lichtbrechende optische Elemente verwendete Linsen werden allgemein als sogenannte dicke Linsen betrachtet. Ihre Dicke beträgt wenigstens einige Millimeter und kann bis zu mehreren Zentimetern betragen. Das Ausmaß ihrer lichtbrechenden Wirkung hängt von dem Brechungsindex ihres Materials und der geometrischen Form ihrer lichtbrechenden optischen Grenzflächen ab.
  • Im Gegensatz dazu wird die Dicke der Meta-Linsen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Mikrometern gemessen und beträgt daher nur einen Bruchteil der Dicke herkömmlich verwendeter Linsen. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bei gleicher Strahlformungswirkung wesentlich kleiner ausfallen als ihrer Wirkung nach vergleichbare herkömmliche Vorrichtungen, was mit Blick auf einen anzustrebenden geringen Einbauraumbedarf von Vorteil ist.
  • Meta-Linsen weisen Eigenschaften auf, die von natürlich gebildeten Materialien nicht bekannt sind. Ein Beispiel einer solchen Eigenschaft besteht darin, dass ein Lichtstrahl beim Durchtritt durch eine Grenzfläche so gebrochen wird, dass der gebrochene Strahl auf der gleichen Seite der Grenzflächennormalen bleibt wie der einfallende Strahl.
  • Derzeit verwendete optische Teilvorrichtungen der eingangs genannten Art sind im Vergleich zu der Erfindung voluminös und benötigen ein vergleichsweise großes Volumen an Beschichtungsmaterial und Kunststoffbasismaterial. Sie ermöglichen nur einfache Lichtformungen. Glaslinsen sind in ihrer Formbarkeit begrenzt und erfordern bei ihrer Herstellung einen signifikanten Material- und Kostenaufwand. Dicke Kunststofflinsen sind ebenfalls groß und voluminös. Sie benötigen bei ihrer Herstellung entsprechend viel Material und weisen in der Regel mehr optische Aberrationen als Glaslinsen auf. Fresnellinsen aus Kunststoff erfordern ebenfalls mehr Material und Raum als Meta-Linsen und haben ebenfalls optische Aberrationen.
  • Im Gegensatz dazu sind Meta-Linsen deutlich kleiner als herkömmliche strahlformende optische Elemente in Beleuchtungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, sodass der zu ihrer Herstellung benötigte Materialaufwand entsprechend kleiner ausfällt.
  • Meta-Linsen basieren auf komplexen Nanostrukturen, die eine große Variationsvielfalt aufweisen. Diese führt zu einer großen Vielfalt an Strahlformungsmöglichkeiten, ohne dass dazu komplexe elektronische oder mechanische Vorrichtungen in der Beleuchtungseinrichtung erforderlich sind.
  • Im Ergebnis erlaubt die Verwendung von Meta-Linsen aufgrund ihrer im Vergleich zu herkömmlichen Strahlformungselementen geringen Größe neuartig konstruierte Beleuchtungseinrichtungen.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer zur Emission von Licht eingerichteten Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche die vorstehend genannten Nachteile vermeidet oder verringert und die vorstehend genannten Vorteile eines geringeren Platz- und Materialbedarfs, einer Vermeidung von Aberrationen und einer großen Vielfalt an Strahlformungsmöglichkeiten aufweist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung eine Beleuchtungsvorrichtung ist.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Beleuchtungsvorrichtung ein Scheinwerfer ist.
  • Weiter ist bevorzugt, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Signalleuchte ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung ein Lidarsensor ist.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Meta-Linse eine formstabile Trägerschicht aus transparentem Material und eine darauf liegende metallische Nanostruktur aufweist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich durch einen formstabilen mechanischen Halter aus, der die Meta-Linse in wenigstens einer relativ zu der Lichtquelle festen Position hält.
  • Weiter ist bevorzugt, dass der formstabile mechanische Halter die Meta-Linse in genau einer relativ zu der Lichtquelle festen und damit starren Position hält.
  • Bevorzugt ist auch, dass der formstabile mechanische Halter ein steuerbares Verstellelement aufweist, mit dem die Meta-Linse in wenigstens zwei voneinander verschiedenen festen Positionen festhaltbar ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass gekennzeichnet, dass das steuerbare Verstellelement ein piezo-elektrischer Steller ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schnitt;
    • 2 eine Ansicht einer Meta-Linse aus einer der Hauptabstrahlrichtung z entgegengesetzten Blickrichtung;
    • 3 die Meta-Linse aus den 1 und 2 in einer Seitenansicht;
    • 4 eine Ausgestaltung, bei welcher der formstabile mechanische Halter ein steuerbares Verstellelement aufweist;
    • 5 den Einbauraumbedarf einer mit einer herkömmlichen Linse ausgerüsteten Beleuchtungseinrichtung in einer Draufsicht;
    • 6 den Einbauraumbedarf einer erfindungsgemäßen, mit einer Meta-Linse ausgerüsteten Beleuchtungseinrichtung in einer Draufsicht;
    • 7 eine Funktionsblockdarstellung eines scannenden Lidarsensors; und
    • 8 eine Funktionsblockdarstellung eines Flash-Lidarsensors.
  • Im Einzelnen zeigt die 1 eine zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung 10 weist eine Lichtquelle 12 und eine optische Teilvorrichtung 14 auf, die dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle 12 ausgehendes Licht 16 zu erfassen und abzustrahlen. Die optische Teilvorrichtung 14 weist wenigstens eine Meta-Linse 18 auf.
  • Die Vorrichtung 10 ist zum Beispiel eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere ein Scheinwerfer oder eine Signalleuchte oder ein Lichtmodul für einen Scheinwerfer oder eine Signalleuchte. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, in der die Vorrichtung ein Lidarsensor ist.
  • Die Vorrichtung 10 weist eine Trägerstruktur 20 auf, die zum Beispiel ein Gehäuse oder ein Teil des Gehäuses der Vorrichtung 10 ist und an welcher die übrigen Teile direkt oder indirekt befestigt sind. Weiter weist die Vorrichtung 10 eine Leiterplatte 22 auf, an der die Lichtquelle 12 mechanisch befestigt ist. Die Leiterplatte 22 ist ihrerseits über elektrisch leitende Verbindungen 23 mit einem Steuergerät 21 verbindbar, das zur Steuerung der Vorrichtung 10 eingerichtet ist. Das Steuergerät 21 kann ein Teil der Vorrichtung 10 oder ein externes Steuergerät 21 sein. Die Lichtquelle 12 ist bevorzugt eine Halbleiterlichtquelle, die eine Leuchtdiode oder mehrere Leuchtdioden oder eine Laserdiode oder mehrere Laserdioden aufweist und die mittels der Leiterplatte 22 elektrisch mit dem Steuergerät 21 verbunden oder verbindbar ist.
  • Ein formstabiler mechanischer Halter 24 ist mechanisch mit der Leiterplatte 22 und/oder der Trägerstruktur 20 verbunden und hält die optische Teilvorrichtung 14 in einer bezüglich ihrer Anordnung zur Lichtquelle 12 unveränderlichen Position fest. Diese Position zeichnet sich dadurch aus, dass die optische Teilvorrichtung 14 dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle 12 ausgehendes Licht 16 zu erfassen und abzustrahlen. Die Abstrahlung erfolgt in einem Lichtbündel, das eine Hauptabstrahlrichtung aufweist. Die Hauptabstrahlrichtung ist die z-Richtung eines rechtwinklig-rechtshändigen Koordinatensystems mit den weiteren Richtungen x und y. Eine Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle 12, ist parallel zu der x-Richtung und parallel zu der y-Richtung ausgerichtet.
  • 2 zeigt eine Ansicht einer Meta-Linse 18 aus einer der Hauptabstrahlrichtung z entgegengesetzten Blickrichtung zusammen mit einem vergrößerten Detail, das einen Ausschnitt 25 aus einem Beispiel eines Feldes von Nanoantennen 26 zeigt.
  • Die Meta-Linse 18 ist eine flache optische Vorrichtung, die ein Feld von künstlichen Antennen aufweist, deren Abmessungen wenige Nanometer betragen und die deshalb auch als Nanoantennen 26 bezeichnet werden können. Das Feld ist durch die Form, Anordnung und stoffliche Zusammensetzung der Nanoantennen 26 dazu geeignet, Phasen und/oder Amplituden und/oder Polarisationen einfallender Lichtwellen so zu beeinflussen, dass sich angestrebte optische Effekte wie eine Fokussierung der Lichtwellen ergeben. Wie eingangs erwähnt, sind Prinzipien, Funktionen und Anwendungen optischer Meta-Linsen im Prinzip bekannt.
  • 3 zeigt die Meta-Linse 18 aus den 1 und 2 in einer Seitenansicht. Die Meta-Linse 18 weist eine formstabile Trägerschicht 28 aus transparentem Material und eine darauf liegende metallische Nanostruktur 30 auf. Die metallische Nanostruktur 30 wird zum Beispiel durch das Feld der Nanoantennen 26 gebildet.
  • Soweit wie bis hier beschrieben, hält der formstabile mechanische Halter 24 die Meta-Linse 18 in wenigstens einer relativ zu der Lichtquelle 12 festen Position. Dabei handelt es sich um einen starren Halter, der die Meta-Linse 18 in genau einer relativ zu der Lichtquelle 12 festen und damit starren Position hält.
  • 4 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher der formstabile mechanische Halter 24 ein steuerbares Verstellelement 32 aufweist, mit dem die optische Teilvorrichtung 14, die wenigstens eine Meta-Linse 18 aufweist, in wenigstens zwei voneinander verschiedenen festen Positionen festhaltbar ist. Das steuerbare Verstellelement 32 ist zum Beispiel ein piezo-elektrischer Steller, mit dem der Abstand zwischen der Lichtquelle 12 und der Meta-Linse 18 in der z-Richtung verstellbar ist, um zum Beispiel eine Feineinstellung des Brennpunktes der Meta-Linse 18 zu erlauben.
  • 5 veranschaulicht qualitativ den Einbauraumbedarf einer herkömmlichen, mit einer handelsüblichen dicken Linse 34 aus transparentem Kunststoff oder Glas ausgerüsteten Beleuchtungseinrichtung in einer Draufsicht und einer Blickrichtung, die quer zu der y-Richtung und quer zu der Hauptabstrahlrichtung z liegt.
  • 6 veranschaulicht qualitativ den Einbauraumbedarf einer Meta-Linse 18 in einer Draufsicht und einer Blickrichtung, die quer zu der y-Richtung und quer zu der Hauptabstrahlrichtung z liegt.
  • Ein Vergleich der 5 und 6 veranschaulicht den Vorteil der Erfindung, der unter anderem in einem geringeren Einbauplatzbedarf der eine Meta-Linse 18 aufweisenden optischen Teilvorrichtung 14 besteht. Die elektrischen Komponenten, die beispielsweise Leiterplatten 22 sein können, sind in beiden Fällen gleich.
  • 7 zeigt eine Funktionsblockdarstellung eines scannenden Lidarsensors als Ausführungsbeispiel einer zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug. Der Lidarsensor weist eine Lichtquelle 12 und eine optische Teilvorrichtung 14 auf, die von der Lichtquelle 12 ausgehendes Licht 16 erfasst und abstrahlt. Die optische Teilvorrichtung 14 weist eine erste Strahlformungsoptik 36, einen rotierenden Spiegel 38 und eine zweite Stahlformungsoptik 40 auf. Die erste Strahlformungsoptik 36 fokussiert und richtet Licht 16 der Lichtquelle 12 auf den rotierenden Spiegel 38, der den vom Spiegel 38 ausgehenden Lichtstrahl in einer ersten Ebene, bspw. in der y-z-Ebene schwenkt. Eine zweite Strahlformungsoptik 40 schwenkt den vom rotierenden Spiegel 38 ausgehenden Lichtstrahl zusätzlich in der zweiten Ebene, die quer zu der ersten Ebene orientiert ist und die zum Beispiel die x-y-Ebene ist. Die optische Teilvorrichtung 14 weist weiter eine Detektoroptik 42 auf, mit der von Objekten reflektierte Lichtstrahlen 44 der zweiten Strahlformungsoptik 40 auf einen Detektor 46 gerichtet werden. Die Steuerung der Lichtstrahlerzeugung und die Auswertung der vom Detektor 46 erfassten reflektierten Lichtstrahlen 44 erfolgt durch das Steuergerät 21.
  • 8 zeigt eine Funktionsblockdarstellung eines Flash-Lidarsensors als weiteres Ausführungsbeispiel einer zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug. Der Lidarsensor weist eine Lichtquelle 12 und eine optische Teilvorrichtung 14 auf, die von der Lichtquelle 12 ausgehendes Licht 16 erfasst und als aufgeweitetes Bündel 48 abstrahlt. Dazu weist die optische Teilvorrichtung 14 eine den Strahl aufweitende Strahlformungsoptik 50 auf. Die Aufweitung erfolgt quer zu der Hauptabstrahlrichtung z bevorzugt sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung. Die optische Teilvorrichtung 14 weist weiter eine Detektoroptik 42 auf, mit der von Objekten reflektierte Lichtstrahlen 44 der aufweitenden Strahlformungsoptik 50 auf einen Detektor 46 gerichtet werden. Die Steuerung der Lichtstrahlerzeugung und die Auswertung der vom Detektor 46 erfassten reflektierten Lichtstrahlen 44 erfolgt durch das Steuergerät 21.
  • Sowohl für die scannenden als auch für die Flash-Lidarsensoren gilt, dass deren Strahlformungsoptiken 36, 40, 50 in praktischen Realisierungen eine Vielzahl von optisch in einem Strahlengang hintereinander geschalteten Linsen aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest eine, bevorzugt jedoch mehrere und besonders bevorzugt alle Linsen des jeweiligen Lidarsensors als Meta-Linsen realisiert. Bevorzugt ist auch, dass die Linse, durch die Licht aus der Vorrichtung 10 austritt oder eintritt, als einzige Linse der Vorrichtung 10 keine Meta-Linse ist, sondern aus Glas oder Kunststoff besteht und somit als Schutz für die im Strahlengang nachfolgende(n) Meta-Linse(n) vor mechanischer Beschädigung dient.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 39648601 [0003]

Claims (10)

  1. Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, welche eine Lichtquelle (12) und eine optische Teilvorrichtung (14) aufweist, die dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (12) ausgehendes Licht (16) zu erfassen und abzustrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Teilvorrichtung (14) wenigstens eine Meta-Linse (18) aufweist.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Beleuchtungsvorrichtung ist.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung ein Scheinwerfer ist.
  4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Signalleuchte ist.
  5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Lidarsensor ist.
  6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Meta-Linse (18) eine formstabile Trägerschicht (28) aus transparentem Material und eine darauf liegende metallische Nanostruktur (30) aufweist.
  7. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen formstabilen mechanischen Halter (24), der die Meta-Linse (18) in wenigstens einer relativ zu der Lichtquelle (12) festen Position hält.
  8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile mechanische Halter (24) die Meta-Linse (18) in genau einer relativ zu der Lichtquelle (12) festen und damit starren Position hält.
  9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile mechanische Halter (24) ein steuerbares Verstellelement (32) aufweist, mit dem die Meta-Linse (18) in wenigstens zwei voneinander verschiedenen festen Positionen festhaltbar ist.
  10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare Verstellelement (32) ein piezo-elektrischer Steller ist.
DE102022130803.0A 2022-11-22 2022-11-22 Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse Pending DE102022130803A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022130803.0A DE102022130803A1 (de) 2022-11-22 2022-11-22 Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022130803.0A DE102022130803A1 (de) 2022-11-22 2022-11-22 Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022130803A1 true DE102022130803A1 (de) 2024-05-23

Family

ID=90922892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022130803.0A Pending DE102022130803A1 (de) 2022-11-22 2022-11-22 Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022130803A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017214399A1 (de) 2017-08-18 2019-02-21 Osram Gmbh Beleuchtungssystem und scheinwerfer
DE102018113711A1 (de) 2018-06-08 2019-12-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Apparat und scheinwerfer
EP3353578B1 (de) 2015-09-23 2021-01-20 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Kollimierende metalinsen und technologien damit
EP3964860A1 (de) 2020-09-08 2022-03-09 Marelli Automotive Lighting Reutlingen (Germany) GmbH Adaptives lidarmodul für ein kraftfahrzeug
DE102021112717A1 (de) 2021-05-17 2022-11-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3353578B1 (de) 2015-09-23 2021-01-20 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Kollimierende metalinsen und technologien damit
DE102017214399A1 (de) 2017-08-18 2019-02-21 Osram Gmbh Beleuchtungssystem und scheinwerfer
DE102018113711A1 (de) 2018-06-08 2019-12-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Apparat und scheinwerfer
EP3964860A1 (de) 2020-09-08 2022-03-09 Marelli Automotive Lighting Reutlingen (Germany) GmbH Adaptives lidarmodul für ein kraftfahrzeug
DE102021112717A1 (de) 2021-05-17 2022-11-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2789900B1 (de) Lichtmodul für eine kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
EP1742168B1 (de) Optoelektronischer Sensor
DE69937544T2 (de) Led-modul und leuchte
EP2087394B1 (de) Vorrichtung zur homogenisierung von strahlung mit nicht regelmässigen mikrolinsenarrays
EP2799762B1 (de) Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
AT518905A1 (de) Projektionseinrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und Verfahren zu seiner Herstellung
DE20200571U1 (de) Fahrzeugleuchte
DE102013102819A1 (de) Kameramodul sowie Verfahren zur Herstellung
DE102020102226A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Scheinwerfer
DE102015219211A1 (de) Lichtmodul für eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung
EP2112978B1 (de) Kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102007026730A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer homogenen Winkelverteilung einer Laserstrahlung
DE102017112955A1 (de) Bifunktions-Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit Lidar-Funktion
DE102022130803A1 (de) Zur Emission von Licht eingerichtete Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Meta-Linse
EP0115267A2 (de) Abbildungssystem
EP1400747A2 (de) Scheinwerfer mit pyramidenstumpfförmigen Reflektorstrukturen
WO2023031012A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102018217651A1 (de) Lichtmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102018133302A1 (de) Optische Vorrichtung und optische Sensoreinrichtung mit einer solchen Vorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen optischen Sensoreinrichtung
DE102016121913A1 (de) Mehrstrahllichtschranke
DE102021203405A1 (de) LIDAR-Sensor zum Erfassen eines Sichtfeldes und Verfahren zum Erfassen eines Sichtfeldes
EP1675453A2 (de) Vorrichtung zum Beleuchten von Objekten, Sensorvorrichtung
DE102019118676A1 (de) Optisches System zur Homogenisierung der Intensität von Lichtstrahlung
EP2957876A1 (de) Baugruppe für einen optoelektronischen Sensor und Verfahren zu deren Herstellung
DE102014010372A1 (de) Vorrichtung zur Lichtemission und Fahrzeugleuchte

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified