EP4354019A1 - Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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EP4354019A1
EP4354019A1 EP22201107.4A EP22201107A EP4354019A1 EP 4354019 A1 EP4354019 A1 EP 4354019A1 EP 22201107 A EP22201107 A EP 22201107A EP 4354019 A1 EP4354019 A1 EP 4354019A1
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EP
European Patent Office
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light
light beam
designed
mirror
collimator
Prior art date
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Pending
Application number
EP22201107.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Hölzl
Christian Knobloch
Stefan MITTERLEHNER
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.)
ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to US18/377,879 priority patent/US12013095B2/en
Priority to CN202311305373.5A priority patent/CN117869819A/zh
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Pending legal-status Critical Current

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    • F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles

Definitions

  • the invention further relates to a motor vehicle headlight comprising a lighting device.
  • Lighting devices for motor vehicle headlights are known in the prior art.
  • High-resolution lighting devices often use DMD (Digital Micromirror Device) modules, which redirect a light image, for example onto a projection means, in order to implement a specific lighting function.
  • Light that forms the light image redirected by the DMD module is usually first generated by a light source and then shaped by optical devices into the desired light image before it hits the DMD module. Since it is necessary to protect DMD modules from UV light when using them, the optical devices that form the light image usually have UV filters.
  • Optical devices of this type are usually a group of at least two, often three or more, lenses, with at least one of these lenses having a UV-absorbing coating.
  • the disadvantage is that these coatings often do not sufficiently reduce the UV component of the light.
  • the use of several lenses, at least one of which must be coated has the disadvantage that a large number of (optical) components are required.
  • Another disadvantage of the known systems is that in order to be coatable, the lenses must be made of a solid or resistant material, which makes them very heavy.
  • the object of the present invention is to alleviate or eliminate the disadvantages of the prior art.
  • the invention therefore has the particular aim of creating a lighting device in which the reduction of unwanted UV light is improved and at the same time the complexity of the device is reduced.
  • the DMD device remains essentially free of UV light, since the mirror device only redirects or reflects light (the reflected part of the first light beam) with a wavelength that is longer than the wavelength of UV light towards the DMD device.
  • the light image is formed by a single collimator instead of several lenses. This means that a plurality of partially coated lenses can be dispensed with.
  • UV light is understood to mean light with a wavelength of essentially 380 nm to 110 nm.
  • the reflected part of the first light beam hits the DMD device.
  • the reflected part of the first light beam is free of UV light, with in particular the entire UV light component of the light from the illuminant being in the transmitted part of the first light beam.
  • the lighting device further comprises a projection device which is arranged along the third beam direction after the DMD device in such a way that the third light beam hits the projection device, wherein the projection device is set up to project the third light beam into a traffic area.
  • the light beam projected into the traffic area can in particular form a lighting function.
  • the first light beam, the second light beam and the third light beam are in particular formed from the light of the illuminant, which spreads in different directions within the lighting device from the illuminant until it is projected into a traffic area.
  • the reflection surface of the mirror device is designed in such a way that the second light beam is formed from the first light beam in such a way that the second light beam forms a, preferably projectable, light image for at least one light distribution.
  • the light image for the at least one light distribution can preferably be formed by an optical interaction of the collimator and the mirror device.
  • the collimator, the mirror device and preferably the DMD device are in particular the optically effective elements of the lighting device.
  • An element is optically effective in the sense of this disclosure if it changes the direction of the light that passes through the element or strikes a surface of the element when used as intended in relation to its direction and/or its beam or bundle characteristics.
  • the reflection surface of the mirror device is curved in order to form the light image, wherein the reflection surface is preferably curved towards the collimator, in particular concave.
  • the micromirrors of the DMD device comprise tiltable reflective surface elements, in particular micromirrors, whereby the light image can be modulated by tilting the reflective surface elements.
  • the light image can be modulated by tilting the reflective surface elements.
  • modulating the light image individual areas of the light image can be masked out, for example. This can be used to implement, for example, an adaptive low beam distribution.
  • the projection device for projecting the light image is designed in the form of a light distribution.
  • the light distribution comprises a, in particular adaptive, low beam distribution or a high beam distribution.
  • the lighting device has an absorption means which is arranged on a rear side of the mirror device facing away from the reflection surface of the mirror device and is designed to absorb UV light transmitted by the reflection surface, wherein the absorption means preferably has a diaphragm designed to absorb UV light.
  • the mirror device is designed as an interference mirror, in particular as a dichroic deflection mirror.
  • the collimator, the mirror device and the DMD device are arranged relative to one another such that the first beam direction runs substantially parallel to the third beam direction.
  • the collimator and the mirror device are arranged in such a way that the first beam direction and the second beam direction enclose an acute angle.
  • the angle is in particular less than 90°, preferably between 20° and 70°. This allows the lighting device to be designed to be particularly compact and space-saving.
  • the mirror device and the DMD device are arranged in relation to one another in such a way that the second beam direction and the third beam direction enclose an acute angle.
  • the angle is in particular less than 90°, preferably between 20° and 70°. This allows the lighting device to be designed to be particularly compact or space-saving.
  • the collimator is made of an optical polymer, in particular of silicone, wherein the collimator is preferably designed as a compound parabolic concentrator collimator.
  • the collimator is lighter than the coated lenses used in the prior art, since the lenses have to be made of glass in order to be coatable.
  • the collimator can in particular be free of a UV coating (since such a coating is not expedient for polymers, in particular for silicone), since the UV light component of the light from the illuminant is essentially filtered (or transmitted) by the mirror device.
  • a compound parabolic concentrator collimator comprises in particular a central collecting lens and a totally reflecting side region.
  • the mirror device is designed so that substantially all of the UV light of the first light beam is transmitted through the mirror device.
  • a motor vehicle headlight which comprises a lighting device according to the invention.
  • top For the purposes of this description, the terms “top”, “bottom”, “horizontal” and “vertical” are to be understood as indicating the orientation when the lighting device is in its normal position of use after it has been installed in a motor vehicle headlamp.
  • Fig.1 a schematic side view of an embodiment of a lighting device according to the invention.
  • Fig.1 shows an embodiment of a lighting device 1 according to the invention for a motor vehicle headlight.
  • the lighting device 1 comprises a lighting means 2 for generating and emitting light and a collimator 4.
  • the collimator 4 is arranged after the lighting means 2 and is designed to form light from the lighting means 2 into a first light beam.
  • the first light beam is coupled out of the collimator 4 along a first beam direction 3a.
  • the lighting device 1 further comprises a mirror device 5 with a reflection surface 5a.
  • the mirror device 5 is arranged along the first beam direction 3a after the collimator 4.
  • the reflection surface 5a of the mirror device 5 is designed to reflect a first part of the first light beam and to transmit a second part of the first light beam.
  • the mirror device 5 is designed such that the reflected part of the first light beam is free of UV light and the transmitted part of the first light beam contains UV light.
  • the mirror device 5 is further designed to reflect the first part of the first light beam such that the reflected part of the first light beam forms a second light beam.
  • the second light beam propagates along a second beam direction 3b, which is different from the first beam direction 3a, in the direction of a DMD device 6.
  • the mirror device 5 is designed as a dichroic deflecting mirror.
  • the reflection surface 5a of the mirror device 5 or the dichroic deflecting mirror is curved to form the light image.
  • the reflection surface 5a is curved or concave towards the collimator 4.
  • the reflection surface 5a of the mirror device 5 is designed to form the second light beam from the first light beam in such a way that the second light beam forms a, preferably projectable, light image for light distribution.
  • the mirror device 5 is set up so that essentially all of the UV light of the first light beam is transmitted through the mirror device.
  • the DMD device 6 comprises a deflection surface 6a, which is formed from a plurality of micromirrors designed to modulate and deflect the second light beam. On a side facing away from the deflection surface 6a, the DMD device 6 has a cooling element 6b designed to cool the DMD device 6.
  • the DMD device 6 is arranged along the second beam direction 3b after the mirror device 5 such that the second light beam strikes the deflection surface 6a of the DMD device 6.
  • the second light beam deflected by the deflection surface 6a of the DMD module 6 forms a third light beam, which spreads along a third beam direction 3c, which is different from the second beam direction 3b.
  • Fig.1 For better clarity, no light rays are shown; the light rays (not shown) or the light bundles formed from the light rays propagate essentially parallel or along the beam directions 3a, 3b and 3c.
  • the micromirrors of the DMD device 6 are tiltable reflective surface elements, wherein the light image can be modulated by tilting the reflective surface elements.
  • the lighting device further comprises a projection device 7, which is arranged along the third beam direction 3c after the DMD device 6 in such a way that the third light beam strikes the projection device 7.
  • the projection device 7 is designed to project the third light beam into a traffic area.
  • the projection device 7 is preferably designed to project the light image in the form of a light distribution.
  • the light distribution can be a low beam distribution, in particular an adaptive one, or a high beam distribution.
  • the projection device 7 comprises a lens system which has three lenses.
  • the lighting device 1 can further comprise an absorption means 8, which is arranged on a rear side of the mirror device 5 facing away from the reflection surface 5a of the mirror device 5.
  • the absorption means 8 is designed to absorb UV light transmitted by the reflection surface 5a, wherein the absorption means 8 in the embodiment shown comprises a diaphragm 8a designed to absorb UV light.
  • the collimator 4, the mirror device 5 and the DMD device 6 are arranged relative to one another such that the first beam direction 3a runs essentially parallel to the third beam direction 3c. Furthermore, the collimator 4 and the mirror device 5 are arranged relative to one another such that the first beam direction 3a and the second beam direction 3b enclose an acute angle. The mirror device 5 and the DMD device 6 are in turn arranged relative to one another such that the second beam direction 3b and the third beam direction 3c enclose an acute angle.
  • the collimator is made of an optical polymer, in particular silicone.
  • the collimator is preferably designed as a compound parabolic concentrator collimator.

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (1) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend ein Leuchtmittel (2), einen Kollimator (4), eine Spiegelvorrichtung (5) mit einer Reflexionsfläche (5a), wobei die Spiegelvorrichtung (5) nach dem Kollimator (4) angeordnet ist, wobei die Reflexionsfläche (5a) der Spiegelvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, einen ersten Teil des Lichts des Leuchtmittels zu reflektieren und einen zweiten Teil des Lichts des Leuchtmittels zu transmittieren, wobei die Spiegelvorrichtung (5) derart ausgestaltet ist, dass der reflektierte Teil frei von UV-Licht ist und der transmittierte Teil UV-Licht aufweist, und eine DMD-Vorrichtung (6), welche zur Modulation und Umlenkung des ersten Teil des Lichts des Leuchtmittels eingerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Beleuchtungsvorrichtung Folgendes umfasst:
    • * ein Leuchtmittel zu Erzeugung und Abstrahlung von Licht,
    • * einen Kollimator, welcher nach dem Leuchtmittel angeordnet und dazu eingerichtet ist, Licht des Leuchtmittels zu einem ersten Lichtbündel zu formen, sodass das erste Lichtbündel aus dem Kollimator entlang einer ersten Strahlrichtung ausgekoppelt wird.
  • Die Erfindung betrifft weiters einen Kraftfahrzeugscheinwerfer umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung.
  • Im Stand der Technik sind Beleuchtungsvorrichtungen für Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt. Bei hochauflösenden Beleuchtungsvorrichtungen kommen häufig DMD (Digital Micromirror Device bzw. Mikrospiegelaktor) Module zum Einsatz, welche ein Lichtbild, beispielsweise auf ein Projektionsmittel, umlenken, um eine bestimmte Lichtfunktion zu realisieren. Licht, welches das von dem DMD-Modul umgelenkte Lichtbild ausbildet, wird üblicherweise zuerst von einer Lichtquelle erzeugt und dann von optischen Vorrichtungen zum gewünschten Lichtbild geformt, bevor es auf das DMD-Modul trifft. Da es bei der Verwendung von DMD-Modulen erforderlich ist, diese vor UV-Licht zu schützen, weisen die optischen Vorrichtungen, welche das Lichtbild formen, üblicherweise UV-Filter auf. Optische Vorrichtungen dieser Art sind meist eine Gruppe von zumindest zwei, häufig auch drei oder mehr, Linsen, wobei zumindest eine dieser Linsen eine UV-absorbierende Beschichtung aufweist.
  • Nachteiligerweise reduzieren diese Beschichtungen oftmals den UV-Anteil des Lichts nicht hinreichend. Darüber hinaus hat die Verwendung von mehreren Linsen, wovon zumindest eine beschichtet sein muss, den Nachteil, dass eine hohe Anzahl an erforderlichen (optischen) Bauteilen benötigt wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Systeme besteht darin, dass, um beschichtbar zu sein, die Linsen aus einem festen bzw. widerstandfähigen Material hergestellt sein müssen, wodurch diese ein hohes Gewicht aufweisen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw. zu beseitigen. Die Erfindung setzt sich daher insbesondere zum Ziel, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Reduktion von unerwünschtem UV-Licht verbessert wird und gleichzeitig die Komplexität der Vorrichtung reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Beleuchtungsvorrichtung
    • * eine Spiegelvorrichtung mit einer Reflexionsfläche, wobei die Spiegelvorrichtung entlang der ersten Strahlrichtung nach dem Kollimator angeordnet ist, wobei die Reflexionsfläche der Spiegelvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen ersten Teil des ersten Lichtbündels zu reflektieren und einen zweiten Teil des ersten Lichtbündels zu transmittieren, wobei die Spiegelvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels im Wesentlichen frei von UV-Licht ist und der transmittierte Teil des ersten Lichtbündels UV-Licht aufweist, wobei die Spiegelvorrichtung weiters dazu eingerichtet ist, den ersten Teil des ersten Lichtbündels derart zu reflektieren, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels ein zweites Lichtbündel ausbildet, welches sich entlang einer zweiten, von der ersten Strahlrichtung unterschiedlichen, Strahlrichtung ausbreitet, und
    • * eine DMD-Vorrichtung, welche eine Umlenkfläche aufweist, welche aus einer Vielzahl von zur Modulation und Umlenkung des zweiten Lichtbündels eingerichteten Mikrospiegeln gebildet ist, wobei die DMD-Vorrichtung entlang der zweiten Strahlrichtung nach der Spiegelvorrichtung derart angeordnet ist, dass das zweite Lichtbündel auf die Umlenkfläche der DMD-Vorrichtung trifft, wobei das von der Umlenkfläche des DMD-Moduls umgelenkte zweite Lichtbündel ein drittes Lichtbündel ausbildet, welches sich entlang einer dritten, von der zweiten Strahlrichtung unterschiedlichen, Strahlrichtung ausbreitet.
  • Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die DMD-Vorrichtung im Wesentlichen frei von UV-Licht bleibt, da durch die Spiegelvorrichtung lediglich Licht (der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels) mit einer Wellenlänge, welche größer als die Wellenlänge von UV-Licht ist, in Richtung der DMD-Vorrichtung umgelenkt bzw. reflektiert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass anstatt mehrerer Linsen das Lichtbild durch einen einzigen Kollimator geformt wird. Somit kann auf eine Mehrzahl an zum Teil beschichteten Linsen verzichtet werden. Als UV-Licht wird Licht mit einer Wellenlänge von im Wesentlichen 380 nm bis 110 nm verstanden. Insbesondere trifft ausschließlich der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels auf die DMD-Vorrichtung. Bevorzugt ist der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels frei von UV-Licht, wobei insbesondere der gesamte UV-Lichtanteil des Lichts des Leuchtmittels im transmittierten Teil des ersten Lichtbündels ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung weiters eine Projektionsvorrichtung umfasst, welche entlang der dritten Strahlrichtung nach der DMD-Vorrichtung derart angeordnet ist, dass das dritte Lichtbündel auf die Projektionsvorrichtung trifft, wobei die Projektionsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das dritte Lichtbündel in einen Verkehrsraum zu projizieren. Das in den Verkehrsraum projizierte Lichtbündel kann insbesondere eine Lichtfunktion ausbilden. Das erste Lichtbündel, das zweite Lichtbündel und das dritte Lichtbündel ist insbesondere aus dem Licht des Leuchtmittels gebildet, welches sich ausgehend von dem Leuchtmittel, bis zu seiner Projektion in einen Verkehrsraum, innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung in unterschiedlichen Richtungen ausbreitet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Reflexionsfläche der Spiegelvorrichtung derart ausgestaltet ist, aus dem ersten Lichtbündel das zweite Lichtbündel derart zu formen, dass das zweite Lichtbündel ein, vorzugsweise projizierbares, Lichtbild für zumindest eine Lichtverteilung ausbildet. Das Lichtbild für die zumindest eine Lichtverteilung kann bevorzugt durch ein optisches Zusammenwirken des Kollimators und der Spiegelvorrichtung ausgebildet sein. Der Kollimator, die Spiegelvorrichtung und vorzugsweise die DMD-Vorrichtung sind insbesondere die optisch wirksamen Elemente der Beleuchtungsvorrichtung. Ein Element ist optisch wirksam im Sinne dieser Offenbarung, wenn es die Richtung des Lichts, das bei bestimmungsgemäßem Gebrauch durch das Element hindurchtritt oder auf eine Oberfläche des Elements trifft, in Bezug auf seine Richtung und/oder seine Strahl- bzw. Bündelcharakteristik verändert.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Reflexionsfläche der Spiegelvorrichtung zur Ausbildung des Lichtbilds gekrümmt ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise die Reflexionsfläche zum Kollimator hin gekrümmt, insbesondere konkav, ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Mikrospiegel der DMD-Vorrichtung verkippbare spiegelnde Flächenelemente, insbesondere Mikrospiegel, umfassen, wobei durch eine Verkippung der spiegelnden Flächenelemente das Lichtbild modulierbar ist. Durch eine Modulation des Lichtbilds können einzelne Bereiche des Lichtbilds beispielsweise ausgeblendet werden. Dadurch kann beispielsweise eine adaptive Abblendlichtverteilung realisiert werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Projektionsvorrichtung zur Projektion des Lichtbilds in Form einer Lichtverteilung ausgebildet ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtverteilung eine, insbesondere adaptive, Abblendlichtverteilung oder eine Fernlichtverteilung umfasst.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung ein Absorptionsmittel aufweist, welches an einer der Reflexionsfläche der Spiegelvorrichtung abgewandten Rückseite der Spiegelvorrichtung angeordnet und dazu eingerichtet ist, von der Reflexionsfläche transmittiertes UV-Licht zu absorbieren, wobei vorzugsweise das Absorptionsmittel eine zur Absorption von UV-Licht eingerichtete Blende aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels frei von UV-Licht ist und insbesondere das im Wesentlichen gesamte UV-Licht des Leuchtmittels (bzw. der UV-Lichtanteil des Lichts des Leuchtmittels) durch die Spiegelvorrichtung hindurch transmittiert und von dem Absorptionsmittel absorbiert wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Spiegelvorrichtung als Interferenzspiegel, insbesondere als dichroitischer Umlenkspiegel, ausgebildet ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Kollimator, die Spiegelvorrichtung und die DMD-Vorrichtung derart zueinander angeordnet sind, dass die erste Strahlrichtung im Wesentlichen parallel zur dritten Strahlrichtung verläuft.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Kollimator und die Spiegelvorrichtung derart zueinander angeordnet sind, dass die erste Strahlrichtung und die zweite Strahlrichtung einen spitzen Winkel einschließen. Der Winkel ist insbesondere kleiner 90°, vorzugsweise zwischen 20° und 70°. Dadurch kann die Beleuchtungsvorrichtung besonders kompakt bzw. platzsparend ausgestaltet werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Spiegelvorrichtung und die DMD-Vorrichtung derart zueinander angeordnet sind, dass die zweite Strahlrichtung und die dritte Strahlrichtung einen spitzen Winkel einschließen. Der Winkel ist insbesondere kleiner 90°, vorzugsweise zwischen 20° und 70°. Dadurch kann die Beleuchtungsvorrichtung besonders kompakt bzw. platzsparend ausgestaltet werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Kollimator aus einem optischen Polymer, insbesondere aus Silikon, gebildet ist, wobei der Kollimator bevorzugt als Compound-Parabolic-Concentrator Kollimator ausgestaltet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Kollimator im Vergleich zu den im Stand der Technik verwendeten beschichteten Linsen ein geringeres Gewicht aufweist, da die Linsen um beschichtbar zu sein aus Glas hergestellt sein müssen. Der Kollimator kann insbesondere frei von einer UV-Beschichtung (da eine derartige Beschichtung bei Polymeren, insbesondere bei Silikon, nicht zweckmäßig ist) sein, da der UV-Lichtanteil des Lichts des Leuchtmittels durch die Spiegelvorrichtung im Wesentlichen gefiltert (bzw. transmittiert) wird. Ein Compound-Parabolic-Concentrator Kollimator umfasst insbesondere eine zentrale Sammellinse und einen totalreflektierenden Seitenbereich.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Spiegelvorrichtung dazu eingerichtet ist, dass im Wesentlichen das gesamte UV-Licht des ersten Lichtbündels durch die Spiegelvorrichtung transmittiert.
  • Erfindungsgemäß ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer vorgesehen, welcher eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung sind die Begriffe "oben", "unten", "horizontal", "vertikal" als Angaben der Ausrichtung zu verstehen, wenn die Beleuchtungsvorrichtung in normaler Benutzungsstellung angeordnet ist, nachdem sie in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingebaut wurde.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, auf das sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst ein Leuchtmittel 2 zu Erzeugung und Abstrahlung von Licht und einen Kollimator 4. Der Kollimator 4 ist nach dem Leuchtmittel 2 angeordnet und dazu eingerichtet, Licht des Leuchtmittels 2 zu einem ersten Lichtbündel zu formen. Das erste Lichtbündel wird aus dem Kollimator 4 entlang einer ersten Strahlrichtung 3a ausgekoppelt.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst weiters eine Spiegelvorrichtung 5 mit einer Reflexionsfläche 5a. Die Spiegelvorrichtung 5 ist entlang der ersten Strahlrichtung 3a nach dem Kollimator 4 angeordnet. Die Reflexionsfläche 5a der Spiegelvorrichtung 5 ist dazu eingerichtet, einen ersten Teil des ersten Lichtbündels zu reflektieren und einen zweiten Teil des ersten Lichtbündels zu transmittieren. Die Spiegelvorrichtung 5 ist derart ausgestaltet, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels frei von UV-Licht ist und der transmittierte Teil des ersten Lichtbündels UV-Licht aufweist. Die Spiegelvorrichtung 5 ist weiters dazu eingerichtet, den ersten Teil des ersten Lichtbündels derart zu reflektieren, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels ein zweites Lichtbündel ausbildet. Das zweite Lichtbündel breitet sich entlang einer zweiten, von der ersten Strahlrichtung 3a unterschiedlichen, Strahlrichtung 3b aus, und zwar in Richtung einer DMD-Vorrichtung 6.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Spiegelvorrichtung 5 als dichroitischer Umlenkspiegel ausgebildet. Die Reflexionsfläche 5a der Spiegelvorrichtung 5 bzw. des dichroitischen Umlenkspiegels ist zur Ausbildung des Lichtbilds gekrümmt ausgestaltet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Reflexionsfläche 5a zum Kollimator 4 hin gekrümmt bzw. konkav. Die Reflexionsfläche 5a der Spiegelvorrichtung 5 ist derart ausgestaltet, um aus dem ersten Lichtbündel das zweite Lichtbündel derart zu formen, dass das zweite Lichtbündel ein, vorzugsweise projizierbares, Lichtbild für eine Lichtverteilung ausbildet. Die Spiegelvorrichtung 5 ist dazu eingerichtet, dass im Wesentlichen das gesamte UV-Licht des ersten Lichtbündels durch die Spiegelvorrichtung transmittiert wird.
  • Die DMD-Vorrichtung 6 umfasst eine Umlenkfläche 6a, welche aus einer Vielzahl von zur Modulation und Umlenkung des zweiten Lichtbündels eingerichteten Mikrospiegeln gebildet ist. An einer der Umlenkfläche 6a abgewandten Seite weist die DMD-Vorrichtung 6 ein zur Kühlung der DMD-Vorrichtung 6 eingerichtetes Kühlelement 6b auf. Die DMD-Vorrichtung 6 ist entlang der zweiten Strahlrichtung 3b nach der Spiegelvorrichtung 5 derart angeordnet, dass das zweite Lichtbündel auf die Umlenkfläche 6a der DMD-Vorrichtung 6 trifft. Das von der Umlenkfläche 6a des DMD-Moduls 6 umgelenkte zweite Lichtbündel bildet ein drittes Lichtbündel aus, welches sich entlang einer dritten, von der zweiten Strahlrichtung 3b unterschiedlichen, Strahlrichtung 3c ausbreitet. In Fig. 1 sind zur besseren Übersicht keine Lichtstrahlen eingezeichnet, die (nicht gezeigten) Lichtstrahlen bzw. die aus den Lichtstrahlen gebildeten Lichtbündel breiten sich im Wesentlichen parallel bzw. entlang der Strahlrichtungen 3a, 3b und 3c aus.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Mikrospiegel der DMD-Vorrichtung 6 verkippbare spiegelnde Flächenelemente, wobei durch eine Verkippung der spiegelnden Flächenelemente das Lichtbild modulierbar ist.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel weiters eine Projektionsvorrichtung 7, welche entlang der dritten Strahlrichtung 3c nach der DMD-Vorrichtung 6 derart angeordnet ist, dass das dritte Lichtbündel auf die Projektionsvorrichtung 7 trifft. Die Projektionsvorrichtung 7 ist dazu eingerichtet, das dritte Lichtbündel in einen Verkehrsraum zu projizieren. Die Projektionsvorrichtung 7 ist bevorzugt zur Projektion des Lichtbilds in Form einer Lichtverteilung ausgebildet. Die Lichtverteilung kann eine, insbesondere adaptive, Abblendlichtverteilung oder eine Fernlichtverteilung sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Projektionsvorrichtung 7 ein Linsensystem, welches drei Linsen aufweist.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann weiters ein Absorptionsmittel 8 aufweisen, welches an einer der Reflexionsfläche 5a der Spiegelvorrichtung 5 abgewandten Rückseite der Spiegelvorrichtung 5 angeordnet ist. Das Absorptionsmittel 8 ist dazu eingerichtet, von der Reflexionsfläche 5a transmittiertes UV-Licht zu absorbieren, wobei das Absorptionsmittel 8 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine zur Absorption von UV-Licht eingerichtete Blende 8a umfasst.
  • Der Kollimator 4, die Spiegelvorrichtung 5 und die DMD-Vorrichtung 6 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart zueinander angeordnet, dass die erste Strahlrichtung 3a im Wesentlichen parallel zur dritten Strahlrichtung 3c verläuft. Weiters sind der Kollimator 4 und die Spiegelvorrichtung 5 derart zueinander angeordnet, dass die erste Strahlrichtung 3a und die zweite Strahlrichtung 3b einen spitzen Winkel einschließen. Die Spiegelvorrichtung 5 und die DMD-Vorrichtung 6 sind wiederum derart zueinander angeordnet, dass die zweite Strahlrichtung 3b und die dritte Strahlrichtung 3c einen spitzen Winkel einschließen.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiels ist der Kollimator aus einem optischen Polymer, insbesondere aus Silikon, gebildet. Der Kollimator ist bevorzugt als Compound-Parabolic-Concentrator Kollimator ausgestaltet.

Claims (15)

  1. Beleuchtungsvorrichtung (1) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) Folgendes umfasst:
    * ein Leuchtmittel (2) zu Erzeugung und Abstrahlung von Licht,
    * einen Kollimator (4), welcher nach dem Leuchtmittel (2) angeordnet und dazu eingerichtet ist, Licht des Leuchtmittels (2) zu einem ersten Lichtbündel zu formen, sodass das erste Lichtbündel aus dem Kollimator (4) entlang einer ersten Strahlrichtung (3a) ausgekoppelt wird,
    gekennzeichnet durch
    * eine Spiegelvorrichtung (5) mit einer Reflexionsfläche (5a), wobei die Spiegelvorrichtung (5) entlang der ersten Strahlrichtung (3a) nach dem Kollimator (4) angeordnet ist, wobei die Reflexionsfläche (5a) der Spiegelvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, einen ersten Teil des ersten Lichtbündels zu reflektieren und einen zweiten Teil des ersten Lichtbündels zu transmittieren, wobei die Spiegelvorrichtung (5) derart ausgestaltet ist, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels im Wesentlichen frei von UV-Licht ist und der transmittierte Teil des ersten Lichtbündels UV-Licht aufweist, wobei die Spiegelvorrichtung (5) weiters dazu eingerichtet ist, den ersten Teil des ersten Lichtbündels derart zu reflektieren, dass der reflektierte Teil des ersten Lichtbündels ein zweites Lichtbündel ausbildet, welches sich entlang einer zweiten, von der ersten Strahlrichtung (3a) unterschiedlichen, Strahlrichtung (3b) ausbreitet,
    * eine DMD-Vorrichtung (6), welche eine Umlenkfläche (6a) aufweist, welche aus einer Vielzahl von zur Modulation und Umlenkung des zweiten Lichtbündels eingerichteten Mikrospiegeln gebildet ist, wobei die DMD-Vorrichtung (6) entlang der zweiten Strahlrichtung (3b) nach der Spiegelvorrichtung (5) derart angeordnet ist, dass das zweite Lichtbündel auf die Umlenkfläche (6a) der DMD-Vorrichtung (6) trifft, wobei das von der Umlenkfläche (6a) des DMD-Moduls (6) umgelenkte zweite Lichtbündel ein drittes Lichtbündel ausbildet, welches sich entlang einer dritten, von der zweiten Strahlrichtung (3b) unterschiedlichen, Strahlrichtung (3c) ausbreitet.
  2. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, weiters umfassend eine Projektionsvorrichtung (7), welche entlang der dritten Strahlrichtung (3c) nach der DMD-Vorrichtung (6) derart angeordnet ist, dass das dritte Lichtbündel auf die Projektionsvorrichtung (7) trifft, wobei die Projektionsvorrichtung (7) dazu eingerichtet ist, das dritte Lichtbündel in einen Verkehrsraum zu projizieren.
  3. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionsfläche (5a) der Spiegelvorrichtung (5) derart ausgestaltet ist, aus dem ersten Lichtbündel das zweite Lichtbündel derart zu formen, dass das zweite Lichtbündel ein, vorzugsweise projizierbares, Lichtbild für eine Lichtverteilung ausbildet.
  4. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Reflexionsfläche (5a) der Spiegelvorrichtung (5) zur Ausbildung des Lichtbilds gekrümmt ausgestaltet ist, wobei vorzugsweise die Reflexionsfläche (5a) zum Kollimator (4) hin gekrümmt, insbesondere konkav, ist.
  5. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Mikrospiegel der DMD-Vorrichtung (6) verkippbare spiegelnde Flächenelemente umfassen, wobei durch eine Verkippung der spiegelnden Flächenelemente das Lichtbild modulierbar ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Projektionsvorrichtung (7) zur Projektion des Lichtbilds in Form einer Lichtverteilung ausgebildet ist.
  7. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Lichtverteilung eine, insbesondere adaptive, Abblendlichtverteilung oder eine Fernlichtverteilung umfasst.
  8. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) ein Absorptionsmittel (8) aufweist, welches an einer der Reflexionsfläche (5a) der Spiegelvorrichtung (5) abgewandten Rückseite der Spiegelvorrichtung (5) angeordnet und dazu eingerichtet ist, von der Reflexionsfläche (5a) transmittiertes UV-Licht zu absorbieren, wobei vorzugsweise das Absorptionsmittel (8) eine zur Absorption von UV-Licht eingerichtete Blende (8a) aufweist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelvorrichtung (5) als Interferenzspiegel, insbesondere als dichroitischer Umlenkspiegel, ausgebildet ist.
  10. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kollimator (4), die Spiegelvorrichtung (5) und die DMD-Vorrichtung (6) derart zueinander angeordnet sind, dass die erste Strahlrichtung (3a) im Wesentlichen parallel zur dritten Strahlrichtung (3c) verläuft.
  11. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kollimator (4) und die Spiegelvorrichtung (5) derart zueinander angeordnet sind, dass die erste Strahlrichtung (3a) und die zweite Strahlrichtung (3b) einen spitzen Winkel einschließen.
  12. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelvorrichtung (5) und die DMD-Vorrichtung (6) derart zueinander angeordnet sind, dass die zweite Strahlrichtung (3b) und die dritte Strahlrichtung (3c) einen spitzen Winkel einschließen.
  13. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kollimator aus einem optischen Polymer, insbesondere aus Silikon, gebildet ist, wobei der Kollimator bevorzugt als Compound-Parabolic-Concentrator Kollimator ausgestaltet ist.
  14. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spiegelvorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, dass im Wesentlichen das gesamte UV-Licht des ersten Lichtbündels durch die Spiegelvorrichtung (5) transmittiert.
  15. Kraftfahrzeugscheinwerfer umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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