DE19907943A1 - Scheinwerferanordnung für Fahrzeuge - Google Patents
Scheinwerferanordnung für FahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferanordnung (1) für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Lichtquelle (2), mit einem Reflektor (3) und mit einer Umlenkvorrichtung (4), die eine Vielzahl einzelner reflektierender Elemente (5) aufweist, die zwischen mindestens zwei definierten Stellungen umschaltbar sind, wobei die reflektierenden Elemente (5) von der Lichtquelle (2) ausgesandte Lichtstrahlen (8) auf einen Bereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug lenken. Um eine solche Scheinwerfer-Anordnung (1) möglichst kleinbauend ausgestalten zu können, schlägt die Erfindung vor, dass die reflektierenden Elemente (5) zumindest einen Teil einer Reflexionsfläche des Reflektors (3) bilden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Scheinwerferanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einer Lichtquelle, mit einem Reflektor
und mit einer Umlenkvorrichtung, die eine Vielzahl
einzelner reflektierender Elemente aufweist, die zwischen
mindestens zwei definierten Stellungen umschaltbar sind,
wobei die reflektierenden Elemente von der Lichtquelle
ausgesandte Lichtstrahlen auf einen Bereich in
Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug lenken.
Eine derartige Scheinwerferanordnung ist bspw. aus der
DE 195 30 008 A1 bekannt. Dort wird eine
Scheinwerferanordnung für Fahrzeuge offenbart, die eine
Lichtquelle, einen Reflektor und eine Umlenkvorrichtung mit
reflektierenden Elementen aufweist. Die Lichtquelle strahlt
Lichtstrahlen aus, die von dem Reflektor auf die
reflektierenden Elemente der Umlenkvorrichtung gelenkt
werden. Von der Umlenkvorrichtung werden die
reflektierenden Elemente auf einen Bereich in Fahrtrichtung
vor dem Fahrzeug gelenkt. Die reflektierenden Elemente sind
zwischen mindestens zwei Stellungen, bspw. einer Stellung
für Linksverkehr und einer anderen Stellung für
Rechtsverkehr, umschaltbar. Zum Umschalten der
reflektierenden Elemente sind diese jeweils um eine
Schwenkachse verschwenkbar ausgebildet.
Bei der bekannten Scheinwerferanordnung ist die
Umlenkvorrichtung in einem Abstand zu dem Reflektor
angeordnet und lenkt nur solche Lichtstrahlen auf den
Bereich vor dem Fahrzeug, die von dem Reflektor reflektiert
worden sind. Aufgrund des Abstands zwischen dem Reflektor
und der Umlenkvorrichtung ist die bekannte
Scheinwerferanordnung in nachteilhafter Weise recht
großbauend, insbesondere weist sie eine große Einbautiefe
auf.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Scheinwerferanordnung der eingangs genannten Art
dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß sie
besonders kleinbauend ausgebildet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend
von der Scheinwerferanordnung der eingangs genannten Art
vor, daß die reflektierenden Elemente zumindest einen Teil
einer Reflexionsfläche des Reflektors bilden.
Bei der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung reflektiert
die Umlenkvorrichtung nicht Lichtstrahlen, die von dem
Reflektor auf die Umlenkvorrichtung gelenkt worden sind,
sondern Lichtstrahlen die von der Lichtquelle unmittelbar
auf die Umlenkvorrichtung ausgesandt wurden. Es ist
denkbar, daß die reflektierenden Elemente die gesamte
Reflexionsfläche des Reflektors bilden.
Vorzugsweise bilden die reflektierenden Elemente jedoch nur
einen Teil der Reflexionsfläche. Dann kann durch die
eigentliche Reflexionsfläche des eigentlichen Reflektors
die Grundlichtverteilung erzeugt werden. Durch die
Reflexionsflächen der reflektierenden Elemente kann diese
Grundlichtverteilung dann gezielt beeinflußt werden. So ist
es bspw. denkbar, daß in Abhängigkeit von der Fahrsituation
des Fahrzeugs (z. B. abhängig von der
Fahrzeuggeschwindigkeit) die Lichtverteilung der
Scheinwerferanordnung variiert wird.
Die erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung hat insbesondere
den Vorteil, daß sie sehr kleinbauend ist. Ihre Abmessungen
gehen üblicherweise nicht über die Abmessungen
herkömmlicher Scheinwerferanordnungen ohne
Umlenkvorrichtung hinaus. Aufgrund der geringen Abmessungen
können die Scheinwerfer problemlos im vorderen Bereich
eines Fahrzeugs eingebaut werden. Durch die geringe
Einbautiefe der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung ist
im vorderen Bereich des Fahrzeugs mehr Platz für das
Antriebsaggregat oder andere Aggregate. Außerdem können die
gestalterischen Freiheiten bezüglich der Ausgestaltung des
vorderen Bereichs des Fahrzeugs durch die geringen
Abmessungen der Scheinwerferanordnung entscheidend
verbessert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, daß reflektierenden Elemente
als Mikrospiegel ausgebildet sind. Die Umlenkvorrichtung
ist vorzugsweise als ein sog. Digital Mirror Device (DMD)
ausgebildet, wie es in der deutschen Zeitschrift
Elektronik, Heft 20/1993, Seiten 30 bis 32 beschrieben ist.
Die Mikrospiegel können eine beliebige Form aufweisen.
Vorzugsweise haben die Mikrospiegel jedoch die Form von
Segmenten des Reflektors. Es ist bspw. denkbar, daß die
Mikrospiegel die Form von Kugelsegmenten oder die Form von
Poly-Ellipsen-Segmenten aufweisen. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform weisen die Mikrospiegel jedoch die Form von
Parabelsegmenten auf. Derartig ausgebildete Mikrospiegel
fügen sich nahezu nahtlos in die Reflexionsfläche eines
parabelförmigen Reflektors ein.
Alternativ wird vorgeschlagen, daß die Mikrospiegel eine
ebene Form aufweisen. Derartig ausgebildete Mikrospiegel
können einem beliebigen Verlauf der Reflexionsfläche des
Reflektors angenähert folgen. Für den Einsatz in einer
Scheinwerferanordnung reicht ein derart angenäherter
Verlauf der reflektierenden Elemente der Umlenkvorrichtung
aus.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist
die Umlenkvorrichtung Aktorelemente zum Verstellen der
reflektierenden Elemente auf. Die Aktorelemente können
beliebig ausgebildet sein. So ist es bspw. denkbar, daß sie
als elektromagnetische Aktoren ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind die Aktorelemente jedoch als
piezoelektrische Aktoren ausgebildet. Derartig ausgebildete
Aktorelemente sind kleinbauend und weisen besonders kurze
Ansprech- und Schaltzeiten auf.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß die Scheinwerferanordnung eine
Steuereinrichtung zum Steuern der reflektierenden Elemente
über die Aktorelemente aufweist. Die Steuereinrichtung kann
von einer übergeordneten Rechnereinheit des Fahrzeugs
Informationen über die momentane Fahrsituation des
Fahrzeugs (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit) erhalten und die
reflektierenden Elemente entsprechend ansteuern. Die
Steuereinrichtung kann der übergeordneten Rechnereinheit
auch Informationen über die momentane Stellung der
reflektierenden Elemente übermitteln.
Vorteilhafterweise steuert die Steuereinrichtung die
reflektierenden Elemente über die Aktorelemente in
Abhängigkeit von dem Fahrbahnverlauf an. Die
Steuereinrichtung kann Informationen über den
Fahrbahnverlauf von einem Satelliten-Navigationssystem des
Fahrzeugs oder von Lenkwinkelsensoren an den Rädern des
Fahrzeugs erhalten. Wenn die Fahrbahn eine Kurve macht,
kann die Steuereinrichtung die reflektierenden Elemente
über die Aktorelemente derart ansteuern, daß die
Grundlichtverteilung in die Kurve hinein verschoben, d. h.
daß die Kurve zielgenau ausgeleuchtet wird.
Die Erfindung schlägt außerdem vor, daß die
Steuereinrichtung die reflektierenden Elemente über die
Aktorelemente in Abhängigkeit davon ansteuert, ob auf der
Gegenfahrbahn ein anderes Fahrzeug entgegenkommt. Die
Steuereinrichtung kann Informationen darüber, ob auf der
Gegenfahrbahn ein anderes Fahrzeug entgegenkommt, von einem
optischen Sensor erhalten, der das Scheinwerferlicht von
entgegenkommenden Fahrzeugen detektieren kann. Derartige
Sensoren sind in manchen Fahrzeugen bereits vorgesehen, um
das Fernlicht des Fahrzeugs bei Gegenverkehr automatisch
abzublenden. Wenn auf der Gegenfahrbahn ein Fahrzeug
entgegen kommt, kann die Steuereinrichtung die
reflektierenden Elemente über die Aktorelemente derart
ansteuern, daß der Bereich der Grundlichtverteilung, der
die Gegenfahrbahn erfaßt, in den Bereich des rechten
Fahrbahnrands verschoben wird. Dadurch verringert sich die
Blendung des Gegenverkehrs und gleichzeitig wird durch die
bessere Ausleuchtung des rechten Fahrbahnrands für den
Fahrer des Fahrzeugs eine verbesserte visuelle Führung
trotz einer möglichen Blendung durch den Gegenverkehr
erreicht.
Die Erfindung schlägt des weiteren vor, daß die
Steuereinrichtung die reflektierenden Elemente über die
Aktorelemente in Abhängigkeit von der eingestellten
Lichtfunktion ansteuert. Es ist denkbar, daß die
reflektierenden Elemente abhängig davon, ob Abblendlicht
oder Fernlicht eingestellt ist, unterschiedlich angesteuert
werden. Bei Fernlicht können die reflektierenden Elemente
über die Aktorelemente bspw. derart angesteuert werden, daß
die Bereiche der Grundlichtverteilung aus dem 15°-Sektor
bzw. aus dem Vorfeld in den Fernbereich vor dem Fahrzeug
verlagert werden. Dadurch wird eine situationsabhängige
Gestaltung der Lichtverteilung mit Zwischenstufen zwischen
dem konventionellen Fernlicht und dem Abblendlicht
ermöglicht.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung wird vorgeschlagen, daß in dem Strahlengang der
von der Umlenkvorrichtung reflektierten Lichtstrahlen
zumindest ein Linsenelement angeordnet ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im
Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung
gem. einer bevorzugten Ausführungsform.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung
gem. einer bevorzugten Ausführungsform in ihrer Gesamtheit
mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Scheinwerfer-
Anordnung 1 wird in Fahrzeugen, insbesondere
Kraftfahrzeugen, eingesetzt. Sie weist eine Lichtquelle 2,
einen Reflektor 3 und eine Umlenkvorrichtung 4 auf. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit ist der Reflektor 3 in Fig.
1 aufgeschnitten dargestellt. Die Umlenkvorrichtung 4 weist
eine Vielzahl von reflektierenden Elementen 5 auf. Die
reflektierenden Elemente 5 sind als Mikrospiegel
ausgebildet.
Die Lichtquelle 2 strahlt Lichtstrahlen 6 aus, die von
einer Reflexionsfläche des Reflektors 3 auf einen Bereich
in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug gelenkt werden. Die von
dem Reflektor 3 reflektierten Lichtstrahlen 6 erzeugen eine
Grundlichtverteilung 7.
Die reflektierenden Elemente 5 bilden zumindest einen Teil
der Reflexionsfläche des Reflektors 3. Die Lichtquelle 2
strahlt neben den Lichtstrahlen 6 außerdem Lichtstrahlen 8
aus, die auf die reflektierenden Elemente 5 der
Umlenkvorrichtung 4 treffen und von dort ebenfalls in den
Bereich vor dem Fahrzeug gelenkt werden. Durch die an den
Reflexionsflächen der reflektierenden Elemente 5
reflektierten Lichtstrahlen 8 kann die Grundlichtverteilung
7 gezielt beeinflußt werden, indem bestimmte Bereiche der
Grundlichtverteilung 7 in andere Bereiche 9 der
Lichtverteilung umgelenkt werden.
Die reflektierenden Elemente 5 haben die Form von Segmenten
der Reflexionsfläche des Reflektors 3. Derartig ausgebildet
reflektierende Elemente 5 fügen sich nahezu nahtlos in die
Reflexionsfläche des Reflektors 3 ein. Die
Umlenkvorrichtung 4 weist Aktorelemente (nicht dargestellt)
zum Verstellen der reflektierenden Elemente 5 auf. Die
Aktorelemente sind vorzugsweise als piezoelektrische
Aktoren ausgebildet. Zum Verstellen der reflektierenden
Elemente 5 werden diese um eine Schwenkachse verschwenkt.
Die Scheinwerfer-Anordnung 1 weist eine Steuervorrichtung
10 zum Steuern der reflektierenden Elemente 5 über die
Aktorelemente auf. Die Steuereinrichtung 10 steuert die
reflektierenden Elemente 5 in Abhängigkeit von der
momentanen Fahrsituation des Fahrzeugs an. Dazu bekommt die
Steuereinheit 10 von einer übergeordneten Rechnereinheit 11
des Fahrzeugs Informationen über die momentane
Fahrsituation des Fahrzeugs.
Claims (11)
1. Scheinwerferanordnung (1) für Fahrzeuge, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einer Lichtquelle (2), mit
einem Reflektor (3) und mit einer Umlenkvorrichtung
(4), die eine Vielzahl einzelner reflektierender
Elemente (5) aufweist, die zwischen mindestens zwei
definierten Stellungen umschaltbar sind, wobei die
reflektierenden Elemente (5) von der Lichtquelle (2)
ausgesandte Lichtstrahlen (8) auf einen Bereich in
Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug lenken, dadurch
gekennzeichnet, daß die reflektierenden Elemente (5)
zumindest einen Teil einer Reflexionsfläche des
Reflektors (3) bilden.
2. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß reflektierenden Elemente (5) als
Mikrospiegel ausgebildet sind.
3. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrospiegel die Form
von Parabelsegmenten aufweisen.
4. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrospiegel eine
ebene Form aufweisen.
5. Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Umlenkvorrichtung (4) Aktorelemente zum Verstellen der
reflektierenden Elemente (5) aufweist.
6. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aktorelemente als
piezoelektrische Aktoren ausgebildet sind.
7. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheinwerferanordnung
(1) eine Steuereinrichtung (10) zum Steuern der
reflektierenden Elemente (5) über die Aktorelemente
aufweist.
8. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) die
reflektierenden Elemente (5) über die Aktorelemente in
Abhängigkeit von dem Fahrbahnverlauf ansteuert.
9. Scheinwerferanordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10)
die reflektierenden Elemente (5) über die
Aktorelemente in Abhängigkeit davon ansteuert, ob auf
der Gegenfahrbahn ein anderes Fahrzeug entgegenkommt.
10. Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung (10) die reflektierenden Elemente
(5) über die Aktorelemente in Abhängigkeit von der
eingestellten Lichtfunktion ansteuert.
11. Scheinwerferanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Strahlengang der von der Umlenkvorrichtung (4)
reflektierten Lichtstrahlen zumindest ein
Linsenelement angeordnet ist.
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