EP4469721A1 - Scheinwerfer für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Scheinwerfer für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP4469721A1
EP4469721A1 EP23701238.0A EP23701238A EP4469721A1 EP 4469721 A1 EP4469721 A1 EP 4469721A1 EP 23701238 A EP23701238 A EP 23701238A EP 4469721 A1 EP4469721 A1 EP 4469721A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
headlight
luminous surface
luminous
distribution
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
EP23701238.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arnd-Claus Büchner
Frank Grüter
Wolf Alexander Quitsch
Peter Rausch
Martin Rode
Burkhard Topp
Mario Zehanciuc
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.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella GmbH and Co KGaA
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 Hella GmbH and Co KGaA filed Critical Hella GmbH and Co KGaA
Publication of EP4469721A1 publication Critical patent/EP4469721A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/24—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • F21W2102/135—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions

Definitions

  • the present invention relates to a headlight for a motor vehicle.
  • Compact, pixelated light sources with small distances between the luminous surfaces already enable the realization of very compact module concepts.
  • Corresponding module concepts are also referred to as SSL technology.
  • the desired light distribution such as glare-free high beam (ADB)
  • ADB glare-free high beam
  • An example of such a light module can be found in DE 2017 105 888 A1. Only one lens is arranged there between the light-emitting diodes (LED) arranged in a matrix-like manner and the projection optics.
  • the extensive omission of primary optics allows the optical system to be implemented in a significantly smaller installation space while at the same time being more efficient.
  • the variety of variants can be limited, since the light distribution can be adapted to the respective homologation areas using software-based pixelation.
  • the problem on which the present invention is based is the creation of a headlight of the type mentioned at the outset, which can produce a full light distribution consisting of a low beam and a high beam from a compact module.
  • the headlight comprises a first luminous surface, wherein the headlight is set up so that light emanates from the first luminous surface, which serves to generate a high-beam distribution, - A second luminous surface, the headlight being set up in such a way that light emanates from the second luminous surface, which light is used to generate a portion in front of a low-beam light distribution, as well as
  • a projection optics which is set up to project the light emanating from the first and from the second luminous surface into the exterior of the motor vehicle.
  • a compact module can thus be implemented which can produce a full light distribution consisting of a low beam and a high beam.
  • the inventive design can have the advantages of SSL technology, such as in particular a small installation space, high efficiency, fewer variants, less logistics effort, faster development times, lower development costs and synergy effects resulting from the use of identical parts for different vehicle types.
  • the inventive design allows technical compatibility with currently used SSL concepts, but also with SSL
  • the first luminous surface and the second luminous surface can have a distance between 0 ⁇ m and 200 ⁇ m in the plane of the luminous surfaces.
  • luminous segments can be arranged in a matrix-like manner on the first luminous surface for the targeted generation of pixels of a high beam distribution.
  • the adjacent luminous segments can have a distance of between 0 ⁇ m and 100 ⁇ m from one another on the first luminous surface.
  • the luminous segments on the first luminous surface can be in the form of light-emitting diodes or laser diodes, in particular the first luminous surface corresponding to the active surface of a solid-state LED array.
  • the solid state LED array can also be an SSL HD LED.
  • the headlight is set up so that the light emanating from the first luminous surface is not only used to generate a high beam distribution, but also to generate a range portion of a low beam distribution and/or to generate a light-dark boundary of a low beam distribution .
  • the second luminous surface is set up to have a luminance that changes over the surface.
  • the luminance on the second luminous surface can have gradients that differ from one another in two mutually perpendicular directions. In this way, a low beam distribution or at least the portion in front of a low beam distribution can be specified on the second luminous surface and projected into the exterior of the motor vehicle by the projection optics.
  • the headlight comprises a plurality of light-emitting diodes whose active areas together form the second light-emitting area.
  • the second luminous area can also be formed by the active area of a solid-state LED array.
  • the headlight comprises converter means or scattering means and at least one light-emitting diode, with the second luminous surface being formed by the converter means or the scattering means and with the at least one light-emitting diode illuminating the converter means or scattering means when the headlight is in operation.
  • the light can be generated at a distance from the second luminous surface before taking place through the at least one light-emitting diode, the light of which is converted by the converter means or scattering means into the desired distribution on the second luminous surface.
  • the headlight comprises a plurality of light guides and at least one light-emitting diode, the decoupling surfaces of the light guides together forming the second light-emitting surface.
  • the light can be generated at a distance from the second luminous surface by the at least one light-emitting diode, the light from which reaches the second luminous surface through the light guide.
  • the headlight comprises at least one primary lens or at least one reflector and at least one light-emitting diode, with the light exit surface of the at least one primary lens or of the at least one reflector forming the second luminous surface.
  • the light can be generated at a distance from the second luminous surface by the at least one light-emitting diode, the light of which reaches the second luminous surface through the at least one primary optics or is reflected by the at least one reflector to the second luminous surface.
  • the headlight it is possible for the headlight to be set up so that the light emanating from the second luminous surface is used not only to generate a portion of a low-beam light distribution in front of it, but also to generate a range portion of a low-beam light distribution and/or to generate a light-dark boundary Low beam distribution is used.
  • the first luminous area is smaller than the second luminous area.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of the luminous surfaces of a first embodiment of a headlight according to the invention
  • FIG. 2 shows a detail according to arrow II in FIG. 1 ;
  • FIG. 3 shows a schematic side view of the embodiment according to FIG. 1 ;
  • FIG. 4 shows a diagram to clarify the design options for the second luminous surface of a headlight according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic side view of a second embodiment of a headlight according to the invention.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a third embodiment of a headlight according to the invention.
  • Fig. 7 shows a detail according to arrow VII in Fig. 6;
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of the second luminous surface of an embodiment of a headlight according to the invention.
  • Fig. 9 shows the luminance along the arrow IX in Fig. 8.
  • Fig. 10 shows the luminance along the arrow X in Fig. 8.
  • the embodiments of a headlight according to the invention that are partially shown in the figures each comprise a first luminous surface 1, a second luminous surface 2 (see FIG. 1) and projection optics 3, which are only indicated schematically in FIG. 3.
  • the luminous surfaces 1, 2 are arranged in a plane 4 , which corresponds to the imaging plane of the projection optics 3.
  • the first luminous surface 1 and the second luminous surface 2 can have a distance 5 from one another in the plane 4 of between 0 ⁇ m and 200 ⁇ m (see FIG. 2).
  • the first luminous surface 1 is smaller than the second luminous surface 2 .
  • the first luminous surface 1 is divided into luminous segments 6 in the manner of a matrix.
  • adjacent luminous segments 6 on the first luminous surface 4 are at a distance from one another of between 0 ⁇ m and 100 ⁇ m.
  • the first luminous area 1 corresponds to the active area of a solid-state LED array 7 (see FIG. 5).
  • the solid-state LED array 7 forming the first luminous surface 1 can be controlled in such a way that a luminance distribution is produced on the first luminous surface 1, which is projected onto the exterior of the motor vehicle using the projection optics 3 to produce a high beam distribution.
  • the light emanating from the first luminous surface 1 can serve not only to generate a high beam distribution, but also to generate a range portion of a low beam distribution and/or to generate a light-dark boundary of a low beam distribution.
  • the second luminous surface 2 can also be divided into luminous segments in the manner of a matrix (not shown).
  • the second luminous area 2 can also correspond to the active area of a solid-state LED array 8 .
  • Fig. 5 illustrates an embodiment in which both the first luminous surface 1 and the second luminous surface 2 are each formed by the active surface of a solid-state LED array 7, 8, the are arranged on a common heat sink 9 and in particular are also arranged on a common printed circuit board, not shown.
  • the solid-state LED array 8 forming the second luminous surface 2 can be controlled in such a way that a luminance distribution is produced on the first luminous surface 2, which is projected into the exterior of the motor vehicle using the projection optics 3 at least in the forefield of a low-beam light distribution.
  • the light emanating from the second luminous surface 2 can be used not only to generate a portion of a low beam distribution in front, but also to generate a range portion of a low beam distribution and/or to generate a light-dark boundary of a low beam distribution.
  • a luminance distribution can be generated on the second luminous surface 2, and when it is projected into the exterior of the motor vehicle, a portion 10 in front of a low-beam light distribution is produced.
  • a luminance distribution can be generated on the second luminous surface 2 in the case shown in the center of FIG.
  • a luminance distribution can be generated on the second luminous surface 2 in the case shown on the right in Fig. 4, which, when projected onto the exterior of the motor vehicle, produces a combination 12 of a portion of the front area with a light-dark boundary and with a range portion of a low beam distribution and thus a complete Low beam distribution is created.
  • the second luminous surface 2 can also be designed as a non-segmented luminous surface which, during operation, has a luminance profile that corresponds to the low beam distribution to be generated.
  • Fig. 9 and Fig. 10 show the luminance curves 13, 14 in two mutually perpendicular directions x, y, which correspond to the arrows IX, X in Fig. 8 correspond. It is found that the luminance on the second luminous surface 2 has gradients that are different from one another in two mutually perpendicular directions.
  • the second luminous surface 2 designed as a surface with a corresponding luminance profile can be formed by an array of light-emitting diodes.
  • the headlight comprises converter means 15 or scattering means and at least one light-emitting diode 16, with the second luminous surface 2 being formed by the converter means 15 or the scattering means, and with the at least one light-emitting diode 16 being the converter means or scattering means when the headlight is in operation illuminated (see Fig. 6).
  • the at least one light-emitting diode 16 is spaced apart from the converter means 15 or scattering means.
  • the solid-state LED array 7 forming the first luminous surface 1 and the at least one light-emitting diode 16 serving to illuminate the converter means 15 or scattering means can be arranged on the same heat sink 9 .
  • the solid-state LED array 7 is arranged on a first circuit board 17 (see FIG. 7) and the at least one light-emitting diode 16 is arranged on a second circuit board, which is different from the first and is not shown is offset to the left of the first circuit board 17.
  • the distance 18 between the edge of the heat sink 9 and the solid-state LED array 7 forming the first luminous surface 1 is not greater than 200 ⁇ m (see FIG. 7).
  • the at least one light-emitting diode 16 should also be placed close to the step 19 formed in the heat sink 9 (see FIG. 6).
  • the second luminous surface 2 designed as a surface with a corresponding luminance profile can alternatively also be formed by the decoupling surfaces of a plurality of light guides (not shown), into which the light of the at least one light-emitting diode 16 is coupled.
  • the second luminous surface 2 designed as a surface with a corresponding luminance profile, can alternatively also be formed by light exit surfaces of at least one primary optics (not shown) or at least one reflector (not shown), with the light from the at least one light-emitting diode 16 passing through the at least one primary optics to the second luminous surface 2 or from the at least one reflector is reflected to the second luminous surface 2.

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Abstract

Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste Leuchtfläche (1 ), wobei der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass von der ersten Leuchtfläche (1 ) Licht ausgeht, das zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung dient, eine zweite Leuchtfläche (2), wobei der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass von der zweiten Leuchtfläche (2) Licht ausgeht, das zur Erzeugung eines Vorfeldanteils einer Abblendlichtverteilung dient, sowie eine Projektionsoptik (3), die dazu eingerichtet ist, das von der ersten und von der zweiten Leuchtfläche (1, 2) ausgehende Licht in den Außenraum des Kraftfahrzeugs zu projizieren.

Description

Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug.
Kompakte, pixelierte Lichtquellen mit geringen Abständen zwischen den leuchtenden Flächen ermöglichen bereits heute die Realisierung sehr kompakter Modulkonzepte. Entsprechende Modulkonzepte werden auch als SSL-Technologie bezeichnet. Durch die direkte Abbildung der leuchtenden Fläche in den Verkehrsraum kann so bereits die gewünschte Lichtverteilung wie beispielsweise ein blendfreies Fernlicht (ADB) realisiert werden, ohne das Lichtbild mit Hilfe einer Primäroptik manipulieren zu müssen. Ein Beispiel für ein derartiges Lichtmodul findet sich in der DE 2017 105 888 A1 . Dort ist zwischen den matrixartig angeordneten Leuchtdioden (LED) und der Projektionsoptik lediglich eine Linse angeordnet. Der weitgehende Verzicht auf eine Primäroptik erlaubt, dass optische System auf deutlich kleinerem Bauraum bei gleichzeitig höherer Effizienz zu realisieren. Gleichzeitig kann die Variantenvielfalt eingeschränkt werden, da die Lichtverteilung durch die Pixelierung softwarebasiert den jeweiligen Homologationsbereichen angepasst werden kann.
Derartige kompakte Konzepte sind jedoch nur für Fernlichtverteilungen bekannt. Kompakte Lösungen zur Realisierung einer aus einem Abblendlicht und einem Fernlicht bestehenden vollen Lichtverteilung aus einem Modul wären wünschenswert, um insbesondere die Bauraum- und Effizienzvorteile der SSL-Technologie zu nutzen. Aktuelle Konzepte, die auf der SSL-Technologie basieren, erlauben je nach Pixelierung die Umsetzung von Fernlichtfunktionalitäten und allenfalls eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung. Zur Umsetzung einer vollen Lichtverteilung muss bisher ein zweites Modul eingesetzt werden, das entweder ein volles Abblendlicht generiert oder beispielsweise zumindest den Vorfeldanteil und die Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung generiert. Aktuell verfügbare Konzepte zur Erzeugung von Fernlicht- und Abblendlichtverteilungen in einem Modul nutzen aufwändig gestaltete Primäroptiken zur Vorformung der Lichtverteilung. Ein Beispiel eines derartigen Scheinwerfers findet sich in der DE 10 2016 109 132 A1. Die damit verbundenen Nachteile sind ein hoher Bauraumbedarf, insbesondere eine große Bautiefe durch den notwendigen optischen Pfad, eine vergleichsweise geringe Effizienz des Systems durch den optischen Wirkungsgrad der Primäroptiken, ein großer Variantenreichtum durch die Anpassung der Primäroptiken für verschiedene Homologationsbereiche sowie ein hoher Entwicklungsaufwand beziehungsweise eine lange Entwicklungszeit, beispielsweise für mehrere unterschiedlichen Optiken eines Moduls für unterschiedliche Fahrzeuge, und damit erhöhte Entwicklungskosten. Die Nachteile aktueller Systeme widersprechen damit klar den Zukunftstrends des Automobilmarktes: ein hoher Kostendruck, kürzere Entwicklungszeiten, kleinere Bauräume im Scheinwerfer sowie ein Fokus auf Effizienz im Rahmen der Elektrifizierung.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Scheinwerfers der eingangs genannten Art, der eine aus einem Abblendlicht und einem Fernlicht bestehenden volle Lichtverteilung aus einem kompakten Modul erzeugen kann.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Un- teransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 umfasst der Scheinwerfer eine erste Leuchtfläche, wobei der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass von der ersten Leuchtfläche Licht ausgeht, das zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung dient, - eine zweite Leuchtfläche, wobei der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass von der zweiten Leuchtfläche Licht ausgeht, das zur Erzeugung eines Vorfeldanteils einer Abblendlichtverteilung dient, sowie
- eine Projektionsoptik, die dazu eingerichtet ist, das von der ersten und von der zweiten Leuchtfläche ausgehende Licht in den Außenraum des Kraftfahrzeugs zu projizieren.
Damit lässt sich ein kompaktes Modul realisieren, das eine aus einem Abblendlicht und einem Fernlicht bestehenden volle Lichtverteilung erzeugen kann. Die erfinderische Gestaltung kann Vorteile der SSL-Technologie aufweisen wie insbesondere einen geringen Bauraum, eine hohe Effizienz, die Verringerung der Varianten, einen geringeren Logistikaufwand, schnellere Entwicklungszeiten, geringere Entwicklungskosten und Synergieeffekte, die sich aus der Verwendung von Gleichteilen für verschiedene Fahrzeugtypen ergeben. Die erfinderische Gestaltung erlaubt insbesondere die technische Kompatibilität zu aktuell eingesetzten SSL-Konzepten, aber auch zukünftig zu SSL|HD-Konzepten.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Leuchtfläche in der gleichen Ebene wie die zweite Leuchtfläche angeordnet ist, insbesondere wobei die Ebene, in der die erste und die zweite Leuchtfläche angeordnet sind, der Abbildungsebene der Projektionsoptik entspricht. Insbesondere können dabei die erste Leuchtfläche und die zweite Leuchtfläche in der Ebene der Leuchtflächen zueinander einen Abstand zwischen 0 um und 200 pm aufweisen. Durch die Anordnung der ersten Leuchtfläche und der zweiten Leuchtfläche in der Abbildungsebene der Projektionsoptik wird dort die in dem Außenraum des Kraftfahrzeugs zu erzeugende Lichtverteilung realisiert.
Es besteht die Möglichkeit, dass auf der ersten Leuchtfläche leuchtende Segmente zur gezielten Erzeugung von Pixeln einer Fernlichtverteilung matrixartig angeordnet sind. Die benachbarten leuchtenden Segmente können auf der ersten Leuchtfläche zueinander einen Abstand zwischen 0 pm und 100 pm aufweisen. Weiterhin können die leuchtenden Segmente auf der ersten Leuchtfläche als Leuchtdioden oder als Laserdioden ausgebildet sein, insbesondere wobei die erste Leuchtfläche der aktiven Fläche eines Solid-State-LED-Arrays entspricht. Es kann sich bei dem Solid-State- LED-Array auch um ein SSL-HD-LED handeln.
Es kann vorgesehen sein, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass das von der ersten Leuchtfläche ausgehende Licht nicht nur zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung dient, sondern auch zur Erzeugung eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung und/oder zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung dient.
Es besteht die Möglichkeit, dass die zweite Leuchtfläche dazu eingerichtet ist, eine sich über die Fläche verändernde Leuchtdichte aufzuweisen. Dabei kann im Betrieb des Scheinwerfers die Leuchtdichte auf der zweiten Leuchtfläche in zwei zueinander senkrechten Richtungen voneinander verschiedene Gradienten aufweisen. Auf diese Weise kann eine Abblendlichtverteilung oder zumindest der Vorfeldanteil einer Abblendlichtverteilung auf der zweiten Leuchtfläche vorgegeben werden und durch die Projektionsoptik in den Außenraum des Kraftfahrzeugs projiziert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Scheinwerfer eine Mehrzahl von Leuchtdioden umfasst, deren aktive Flächen zusammen die zweite Leuchtfläche bilden. Insbesondere kann auch die zweite Leuchtfläche von der aktiven Fläche eines Solid-State- LED-Arrays gebildet werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Scheinwerfer Konvertermittel oder Streumittel sowie mindestens eine Leuchtdiode umfasst, wobei die zweite Leuchtfläche durch die Konvertermittel oder die Streumittel gebildet wird und wobei die mindestens eine Leuchtdiode im Betrieb des Scheinwerfers die Konvertermittel oder Streumittel beleuchtet. Dadurch kann die Lichterzeugung beabstandet von der zweiten Leuchtflä- ehe durch die mindestens eine Leuchtdiode erfolgen, deren Licht von den Konvertermitteln oder Streumitteln in die gewünschte Verteilung auf der zweiten Leuchtfläche umgewandelt wird.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Scheinwerfer eine Mehrzahl von Lichtleitern sowie mindestens eine Leuchtdiode umfasst, wobei die Auskoppelflächen der Lichtleiter zusammen die zweite Leuchtfläche bilden. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Lichterzeugung beabstandet von der zweiten Leuchtfläche durch die mindestens eine Leuchtdiode erfolgen, deren Licht durch die Lichtleiter zu der zweiten Leuchtfläche gelangt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Scheinwerfer mindestens eine Primäroptik oder mindestens einen Reflektor sowie mindestens eine Leuchtdiode umfasst, wobei die Lichtaustrittsfläche der mindestens einen Primäroptik oder des mindestens einen Reflektors die zweite Leuchtfläche bildet. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Lichterzeugung beabstandet von der zweiten Leuchtfläche durch die mindestens eine Leuchtdiode erfolgen, deren Licht durch die mindestens eine Primäroptik zu der zweiten Leuchtfläche gelangt oder von dem mindestens einen Reflektor zu der zweiten Leuchtfläche reflektiert wird.
Es besteht die Möglichkeit, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass das von der zweiten Leuchtfläche ausgehende Licht nicht nur zur Erzeugung eines Vorfeldanteils einer Abblendlichtverteilung dient, sondern auch zur Erzeugung eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung und/oder zur Erzeugung einer Hell-Dunkel- Grenze einer Abblendlichtverteilung dient.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Leuchtfläche kleiner ist als die zweite Leuchtfläche.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Leuchtflächen einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
Fig. 2 ein Detail gemäß dem Pfeil II in Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ;
Fig. 4 ein Schema zur Verdeutlichung der Auslegungsmöglichkeiten der zweiten Leuchtfläche eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
Fig. 7 ein Detail gemäß dem Pfeil VII in Fig. 6;
Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf die zweite Leuchtfläche einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
Fig. 9 die Leuchtdichte längs des Pfeils IX in Fig. 8;
Fig. 10 die Leuchtdichte längs des Pfeils X in Fig. 8.
In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in den Figuren teilweise abgebildeten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers umfassen jeweils eine erste Leuchtfläche 1 , eine zweite Leuchtfläche 2 (siehe Fig. 1 ) sowie eine in Fig. 3 lediglich schematisch angedeutete Projektionsoptik 3. Die Leuchtflächen 1 , 2 sind in einer Ebene 4 angeordnet, die der Abbildungsebene der Projektionsoptik 3 entspricht. Die erste Leuchtfläche 1 und die zweite Leuchtfläche 2 können in der Ebene 4 einen Abstand 5 zueinander zwischen 0 pm und 200 pm aufweisen (siehe Fig. 2).
Aus den Abbildungen ist ersichtlich, dass die erste Leuchtfläche 1 kleiner ist als die zweite Leuchtfläche 2. Es besteht durchaus die Möglichkeit, die beiden Leuchtflächen gleich groß auszubilden oder die zweite Leuchtfläche 2 kleiner als die erste Leuchtfläche 1 auszubilden.
Die erste Leuchtfläche 1 ist matrixartig in leuchtende Segmente 6 unterteilt. Dabei weisen benachbarte leuchtende Segmente 6 auf der ersten Leuchtfläche 4 zueinander einen Abstand zwischen 0 pm und 100 pm auf. Insbesondere entspricht die erste Leuchtfläche 1 der aktiven Fläche eines Solid-State-LED-Arrays 7 (siehe Fig. 5).
Das die erste Leuchtfläche 1 bildende Solid-State-LED-Array 7 kann derart angesteuert werden, dass auf der ersten Leuchtfläche 1 eine Leuchtdichteverteilung entsteht, durch deren Projektion in den Außenraum des Kraftfahrzeugs mit der Projektionsoptik 3 eine Fernlichtverteilung entsteht. Alternativ kann das von der ersten Leuchtfläche 1 ausgehende Licht nicht nur zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung dienen, sondern auch zur Erzeugung eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung und/oder zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung.
Auch die zweite Leuchtfläche 2 kann matrixartig in leuchtende Segmente unterteilt sein (nicht abgebildet). In diesem Fall kann auch die zweite Leuchtfläche 2 der aktiven Fläche eines Solid-State-LED-Arrays 8 entsprechen. Fig. 5 verdeutlicht eine Ausführungsform, bei der sowohl die erste Leuchtfläche 1 als auch die zweite Leuchtfläche 2 jeweils von der aktiven Fläche eines Solid-State-LED-Arrays 7, 8 gebildet werden, die auf einem gemeinsamen Kühlkörper 9 angeordnet sind sowie insbesondere auch auf einer gemeinsamen, nicht abgebildeten Leiterplatte angeordnet sind.
Das die zweite Leuchtfläche 2 bildende Solid-State-LED-Array 8 kann derart angesteuert werden, dass auf der ersten Leuchtfläche 2 eine Leuchtdichteverteilung entsteht, durch deren Projektion in den Außenraum des Kraftfahrzeugs mit der Projektionsoptik 3 zumindest ein Vorfeldanteil einer Abblendlichtverteilung entsteht. Alternativ kann das von der zweiten Leuchtfläche 2 ausgehende Licht nicht nur zur Erzeugung eines Vorfeldanteils einer Abblendlichtverteilung dienen, sondern auch zur Erzeugung eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung und/oder zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung.
Fig. 4 verdeutlicht diese Möglichkeiten. Auf der zweiten Leuchtfläche 2 kann im in Fig. 4 links dargestellten Fall eine Leuchtdichteverteilung erzeugt werden, durch deren Projektion in den Außenraum des Kraftfahrzeugs ein Vorfeldanteil 10 einer Abblendlichtverteilung entsteht. Alternativ kann auf der zweiten Leuchtfläche 2 im in Fig. 4 mittig dargestellten Fall eine Leuchtdichteverteilung erzeugt werden, durch deren Projektion in den Außenraum des Kraftfahrzeugs eine Kombination 11 eines Vorfeldanteils mit einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung entsteht. Alternativ kann auf der zweiten Leuchtfläche 2 im in Fig. 4 rechts dargestellten Fall eine Leuchtdichteverteilung erzeugt werden, durch deren Projektion in den Außenraum des Kraftfahrzeugs eine Kombination 12 eines Vorfeldanteils mit einer Hell-Dunkel-Grenze sowie mit einem Reichweiteanteil einer Abblendlichtverteilung und damit eine vollständige Abblendlichtverteilung entsteht.
Die zweite Leuchtfläche 2 kann auch als eine nicht segmentierte leuchtende Fläche ausgebildet sein, die im Betrieb einen der zu erzeugenden Abblendlichtverteilung entsprechenden Leuchtdichteverlauf aufweist. Fig. 9 und Fig. 10 zeigen die Leuchtdichteverläufe 13, 14 in zwei zueinander senkrechten Richtungen x, y, die den Pfeilen IX, X in Fig. 8 entsprechen. Es zeigt sich, dass die Leuchtdichte auf der zweiten Leuchtfläche 2 in zwei zueinander senkrechten Richtungen voneinander verschiedene Gradienten aufweist.
Die als Fläche mit entsprechendem Leuchtdichteverlauf ausgebildete zweite Leuchtfläche 2 kann durch ein Array von Leuchtdioden gebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Scheinwerfer Konvertermittel 15 oder Streumittel sowie mindestens eine Leuchtdiode 16 umfasst, wobei die zweite Leuchtfläche 2 durch die Konvertermittel 15 oder die Streumittel gebildet wird und wobei die mindestens eine Leuchtdiode 16 im Betrieb des Scheinwerfers die Konvertermittel oder Streumittel beleuchtet (siehe Fig. 6).
Dabei ist die mindestens eine Leuchtdiode 16 von den Konvertermitteln 15 oder Streumitteln beabstandet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können das die erste Leuchtfläche 1 bildende Solid-State-LED-Array 7 und die mindestens eine für die Beleuchtung der Konvertermittel 15 oder Streumittel dienende Leuchtdiode 16 auf dem gleichen Kühlkörper 9 angeordnet sein. Allerdings sind dabei das Solid-State-LED- Array 7 auf einer ersten Leiterplatte 17 (siehe Fig. 7) und die mindestens eine Leuchtdiode 16 auf einer zweiten, von der ersten verschiedenen, nicht abgebildeten Leiterplatte angeordnet, die entsprechend in Fig. 6 nach links gegenüber der ersten Leiterplatte 17 versetzt ist.
Wichtig ist dabei, dass der Abstand 18 zwischen dem Rand des Kühlkörpers 9 und dem die erste Leuchtfläche 1 bildenden Solid-State-LED-Array 7 möglichst nicht größer als 200 |im wird (siehe Fig. 7). Auch die mindestens eine Leuchtdiode 16 sollte dabei nahe der in dem Kühlkörper 9 gebildeten Stufe 19 platziert werden (siehe Fig. 6). Die als Fläche mit entsprechendem Leuchtdichteverlauf ausgebildete zweite Leuchtfläche 2 kann alternativ auch von den Auskoppelflächen einer Mehrzahl von nicht abgebildeten Lichtleitern gebildet werden, in die das Licht der mindestens einen Leuchtdiode 16 eingekoppelt wird.
Die als Fläche mit entsprechendem Leuchtdichteverlauf ausgebildete zweite Leuchtfläche 2 kann alternativ auch von Lichtaustrittsflächen mindestens einer nicht abgebildeten Primäroptik oder mindestens eines nicht abgebildeten Reflektors gebildet werden, wobei das Licht der mindestens einen Leuchtdiode 16 durch die mindestens eine Primäroptik zu der zweiten Leuchtfläche 2 gelangt oder von dem mindestens einen Reflektor zu der zweiten Leuchtfläche 2 reflektiert wird.
Bezugszeichenliste
1 erste Leuchtfläche
2 zweite Leuchtfläche
3 Projektionsoptik
4 Ebene, in der die Leuchtflächen angeordnet sind
5 Abstand zwischen der ersten der zweiten Leuchtfläche
6 Segment auf der ersten Leuchtfläche
7 ein die erste Leuchtfläche bildendes Solid-State-LED-Array
8 ein die zweite Leuchtfläche bildendes Solid-State-LED-Array
9 Kühlkörper
10 Vorfeldanteil einer Abblendlichtverteilung
11 Kombination eines Vorfeldanteils mit einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung
12 Kombination eines Vorfeldanteils mit einer Hell-Dunkel-Grenze und mit einem Reichweiteanteil einer Abblendlichtverteilung
13, 14 Leuchtdichteverläufe auf der zweiten Leuchtfläche
15 Konvertermittel
16 Leuchtdiode
17 erste Leiterplatte
18 Abstand zwischen dem Rand des Kühlkörpers und dem die erste Leuchtfläche bildenden Solid-State-LED-Array
19 Stufe des Kühlkörpers

Claims

Patentansprüche
1 . Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend
- eine erste Leuchtfläche (1 ), wobei der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass von der ersten Leuchtfläche (1) Licht ausgeht, das zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung dient,
- eine zweite Leuchtfläche (2), wobei der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass von der zweiten Leuchtfläche (2) Licht ausgeht, das zur Erzeugung eines Vorfeldanteils einer Abblendlichtverteilung dient, sowie
- eine Projektionsoptik (3), die dazu eingerichtet ist, das von der ersten und von der zweiten Leuchtfläche (1 , 2) ausgehende Licht in den Außenraum des Kraftfahrzeugs zu projizieren.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leuchtfläche (1 ) in der gleichen Ebene (4) wie die zweite Leuchtfläche (2) angeordnet ist, insbesondere wobei die Ebene (4), in der die erste und die zweite Leuchtfläche (1 , 2) angeordnet sind, der Abbildungsebene der Projektionsoptik (3) entspricht.
3. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leuchtfläche (1) und die zweite Leuchtfläche (2) in der Ebene (4) der Leuchtflächen (1 , 2) zueinander einen Abstand (5) zwischen 0 pm und 200 pm aufweisen.
4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Leuchtfläche (1 ) leuchtende Segmente (6) zur gezielten Erzeugung von Pixeln einer Fernlichtverteilung matrixartig angeordnet sind.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte leuchtende Segmente (6) auf der ersten Leuchtfläche (1 ) zueinander einen Abstand zwischen 0 pm und 100 pm aufweisen. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die leuchtenden Segmente (6) auf der ersten Leuchtfläche (1 ) als Leuchtdioden oder als Laserdioden ausgebildet sind, insbesondere wobei die erste Leuchtfläche (1 ) der aktiven Fläche eines Solid-State-LED-Arrays (7) entspricht. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass das von der ersten Leuchtfläche (1 ) ausgehende Licht nicht nur zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung dient, sondern auch zur Erzeugung eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung und/oder zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung dient. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leuchtfläche (2) dazu eingerichtet ist, eine sich über die Fläche verändernde Leuchtdichte aufzuweisen. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb des Scheinwerfers die Leuchtdichte auf der zweiten Leuchtfläche (2) in zwei zueinander senkrechten Richtungen voneinander verschiedene Gradienten aufweist. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer eine Mehrzahl von Leuchtdioden umfasst, deren aktive Flächen zusammen die zweite Leuchtfläche (2) bilden. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer Konvertermittel (15) oder Streumittel sowie mindestens eine Leuchtdiode (16) umfasst, wobei die zweite Leuchtfläche (2) durch die Konvertermittel (15) oder die Streumittel gebildet wird und wobei die mindestens eine Leuchtdiode (16) im Betrieb des Scheinwerfers die Konvertermittel (15) oder Streumittel beleuchtet. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer eine Mehrzahl von Lichtleitern sowie mindestens eine Leuchtdiode (16) umfasst, wobei die Auskoppelflächen der Lichtleiter zusammen die zweite Leuchtfläche (2) bilden. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer mindestens eine Primäroptik oder mindestens einen Reflektor sowie mindestens eine Leuchtdiode (16) umfasst, wobei die Lichtaustrittsfläche der mindestens einen Primäroptik oder des mindestens einen Reflektors die zweite Leuchtfläche (2) bildet. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass das von der zweiten Leuchtfläche (2) ausgehende Licht nicht nur zur Erzeugung eines Vorfeldanteils einer Abblendlichtverteilung dient, sondern auch zur Erzeugung eines Reichweiteanteils einer Abblendlichtverteilung und/oder zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung dient. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leuchtfläche (1 ) kleiner ist als die zweite Leuchtfläche (2).
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