WO2016059180A1 - Beleuchtungsanordnung mit einer blende bestehend aus einer vielzahl von öffnungen - Google Patents

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WO2016059180A1
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light
diaphragm
lighting arrangement
lighting
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PCT/EP2015/073939
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Stefan Groetsch
Uli Hiller
Michael Brandl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes

Definitions

  • the present invention relates to a lighting arrangement according to claim 1.
  • An object of the present invention is to provide a lighting arrangement. This object is achieved by a lighting arrangement having the features of claim 1. In the dependent claims various ⁇ dene developments are specified.
  • An illumination arrangement comprises a light source and a micromechanical diaphragm arrangement which has a two-dimensional arrangement of closable diaphragm openings.
  • the micromechanical diaphragm arrangement can also be referred to as Digital Micro Shutter or Micro Shutter Display.
  • this lighting arrangement allows a geometry of a light distribution of a light emitted by this lighting arrangement by individual Opening and closing the individual apertures of the micromechanical diaphragm arrangement of the illumination arrangement to change. Since the closable apertures of the micro-mechanical shutter array are arranged in a two-dimensional arrival order, the illumination arrangement allows a two-dimensional shaping of the geometry of the Lichtvertei ⁇ development of light emitted by the lighting arrangement light.
  • the change in the geometry of the light distribution can advantageously take place with high resolution.
  • the closing of individual apertures of the micromechanical diaphragm arrangement of the illumination arrangement advantageously enables a high contrast in the light distribution of the light emitted by the illumination arrangement.
  • the closable apertures of the micromechanical diaphragm arrangement of the illumination arrangement can advantageously enable high switching speeds.
  • the lighting arrangement may be designed for operation in a wide temperature range of an ambient temperature.
  • At least one aperture of the micromechanical diaphragm arrangement has a rectangular shape with a length and egg ⁇ ner width. The length is greater than the width, preferably at least twice as large, more preferably at least three times as large.
  • the diaphragm openings of the diaphragm arrangement each have an elongated rectangular shape. This makes it possible to form the mikrome ⁇ -mechanical shutter array with a higher resolution than in the width direction in the length direction. This makes it possible to change the geometry of the light distribution of the light emitted by the lighting arrangement in a spatial direction with a higher resolution than in a spatial direction perpendicular thereto.
  • this is designed as a headlight for a motor vehicle.
  • ⁇ advantageous way allows enough, the lighting arrangement in a variation of the light emitted by the headlight of the motor vehicle in a surrounding area of the motor vehicle to the geometry Light cone.
  • Designed as headlamp illumination ⁇ arrangement thereby allows an adaptation of the radiated from the headlight of the motor vehicle light to a driving situation of the motor vehicle ⁇ .
  • At least one of the apertures in a mounting orientation of the illumination arrangement in the horizontal direction is greater than in the vertical direction. This makes it possible to change the geometry of the light cone emitted by the headlight of the motor vehicle more finely in the direction of removal than in the transverse direction. As a result, the illumination arrangement makes it possible to precisely adapt the geometry of the light cone emitted by the headlight of the motor vehicle to a multiplicity of different driving situations of the motor vehicle.
  • the diaphragm arrangement has a higher resolution in the installation orientation of the illumination arrangement in the vertical direction than in the horizontal direction.
  • the as Headlamp for a motor vehicle formed BL LEVEL ⁇ processing arrangement also thereby a particularly accurate adjustment of the geometry of the light radiated from the headlight of the motor vehicle from ⁇ light cone in the range direction and thus an adaptation to a plurality of different driving situations.
  • the micromechanical diaphragm arrangement comprises a first diaphragm opening and a second diaphragm opening.
  • the first diaphragm opening and a second diaphragm opening.
  • Aperture and the second aperture different sizes. For example, drying a lockable in the central region of the two-dimensional arrangement of apertures of the micromechanical diaphragm arrangement ofuploadssanord- disposed aperture smaller in size aufwei ⁇ sen as a arranged in the outer region of the two-dimensional array closable apertures of the micro-mechanical shutter array aperture.
  • this comprises an arrangement of converging lenses which is arranged in the light path of the illumination arrangement in front of the micromechanical diaphragm arrangement.
  • the arrangement of converging lenses can serve to direct light incident on the micromechanical diaphragm arrangement to the closable diaphragm openings of the micromechanical diaphragm arrangement.
  • Aperture arrangement arranged areas of the micromechanical diaphragm arrangement reflected or absorbed, whereby the Be ⁇ lighting arrangement can advantageously have a particularly high efficiency.
  • the collecting lenses are formed as cylindrical lenses. This geometry of the collecting lenses is particularly suitable if the closable apertures of the micromechanical aperture arrangement of the illumination arrangement are rectangular.
  • the longitudinal axes of the collecting lenses are oriented parallel to longitudinal directions of the diaphragm openings.
  • the collecting lenses thereby make it possible to focus on the micromechanical Blen ⁇ the arrangement of the illumination arrangement incident light in the apertures of the micromechanical diaphragm arrangement.
  • the light source has a halogen incandescent lamp, a gas discharge lamp, a light emitting diode and / or a laser diode.
  • the light source comprises a two dimensional array of individual light sources ⁇ .
  • this represents an easy way to maximize the brightness of one of the
  • the two-dimensional arrangement of Einzellichtquel ⁇ len also allows an adaptation of the geometry of the light emitted from the light source to an individual An ⁇ claim.
  • this is designed to switch on and off separately at least some of the individual light sources.
  • the light would hit closed apertures of the micromechanical diaphragm arrangement of the illumination assembly, disable, to thereby reduce an energy requirement of the illumination assembly.
  • the light source is designed to generate a luminance gradient in the plane of the illumination arrangement .
  • the light source can have, for example, a two-dimensional arrangement of light-emitting diodes, and have one or more additional laser diodes for generating the luminance gradient.
  • the illumination arrangement the light source comprises at least one light conductor, which is seen to pre ⁇ to direct light to the micro-mechanical shutter array.
  • the illumination arrangement DIE se has a wavelength-element which is seen to before ⁇ to convert a wavelength of light emitted by the light source.
  • the wavelength converting element can be provided, for example, to convert light emitted by the light source with a wavelength from the blue or ultraviolet spectral range into light having a wavelength from the yellow spectral range.
  • the wavelength converting element is disposed in the light path of the BL LEVEL ⁇ processing arrangement behind the micro-mechanical shutter array.
  • the welleninkonver ⁇ animal element can thereby advertising supported by the micro-mechanical shutter nano ⁇ rdnung the lighting arrangement and held to.
  • this allows a particularly simple and compact construction of the lighting arrangement.
  • the wavelength-converting element is subdivided into a two-dimensional arrangement of wavelength-converting individual elements.
  • Each sealable aperture of the micro-mechanical shutter array of the lighting arrangement, a wavelength-individual element of the wellenlän ⁇ genkonvert Schlierenden element can be associated.
  • the wavelength-converting individual elements of the wavelength-converting element are separated from one another by opaque barriers.
  • this avoids that light which passes through one of the closable apertures of the micromechanical diaphragm arrangement of the illumination arrangement in one of the wavelength-converting individual elements, in an adjacent wavelength-converting one Cell element radiates, which is associated with another closable aperture of the micromechanical diaphragm assembly.
  • This advantageously achieves a high sharpness of the image produced by the micromechanical diaphragm arrangement of the illumination arrangement.
  • each aperture of the diaphragm arrangement is assigned to a single element of the wavelength-converting element.
  • Advantageous ingly can be achieved by a high sharpness effected by the mik ⁇ romechanische panel arrangement of the illumination assembly illustration and thereby a high sharpness of the geometry of the light distribution of the emitted by the illumination device light.
  • the latter has an optically imaging element which is arranged downstream of the aperture arrangement in the light path of the illumination arrangement.
  • the optically imaging element may comprise, for example, one or more optical lenses.
  • the optically imaging Ele ⁇ element may serve to image the formed of the micro-mechanical shutter array of the illumination assembly light distribution in a target area in the vicinity of the lighting arrangement. If the lighting arrangement as
  • the optically imaging element of the lighting arrangement can serve, for example, to image the light distribution formed by the aperture arrangement of the lighting arrangement on a road in the vicinity of the motor vehicle.
  • Fig. 1 is a lighting arrangement
  • Figure 2 is a sectional side view of a micromechanical ⁇ rule aperture arrangement of the illumination assembly.
  • FIG. 3 shows a plan view of a part of the micromechanical diaphragm arrangement
  • FIG. 4 is a perspective view of a target area to be illuminated on a road
  • FIG. 5 shows a plan view of a part of a micromechanical diaphragm arrangement according to an alternative embodiment
  • Figure 6 is a sectional side view of a micromechanical ⁇ rule baffle arrangement according to another embodiment.
  • Figure 7 is a sectional side view of a micromechanical ⁇ rule baffle arrangement according to another embodiment.
  • Fig. 8 is a plan view of a part of a light source of the lighting arrangement ⁇ Be.
  • Fig. 1 shows a highly schematic view of a BL LEVEL ⁇ processing arrangement 100.
  • the illumination assembly 100 may, for example, as a headlight, in particular as front headlights of a motor vehicle are used.
  • the lighting ⁇ arrangement 100 in this case allows an adaptive lighting surroundings of the motor vehicle, such as adaptive lighting of a front of the automobile are ⁇ the road section.
  • the adaptive lighting can be ⁇ ⁇ bar at play, to a driving situation of the motor vehicle Fit to.
  • the adjustment of the lighting can be, for example, a horizontal and / or vertical displacement and / or
  • the adaptation of the lighting can For example, depending on a driving speed of the motor vehicle, a cornering of the motor vehicle, a pitching or tilting movement of the motor vehicle, a kind of road traveled by the motor vehicle, depending on the presence of oncoming, preceding or subsequent other motor vehicles and / or depending on a brightness of an ambient light respectively.
  • the lighting assembly 100 includes a light source 200.
  • the light source 200 is provided to light 120 to erzeu ⁇ gene which passes through the illumination assembly 100 along an optical path 110 and is radiated by the lighting arrangement 100 to an area to be illuminated by the illumination assembly 100 target area 700th
  • the light source 200 may comprise, for example, one or more halogen incandescent lamps, one or more gas discharge lamps, one or more light-emitting diodes and / or one or more laser diodes.
  • the illumination arrangement 100 has an input optics 300, which is arranged downstream of the light source 200 of the illumination arrangement 100 in the light path 110 of the illumination arrangement 100. If the light produced by the light source 200 of the illumination assembly 100 is divergently radiated from the light source 120 from 200 ⁇ , the input optics may be used 300 to 120 to collimate the light at least partially. In this
  • the input optics 300 may include, for example, one or meh ⁇ eral optical lenses, in particular one or several ⁇ re converging lenses.
  • the input optics 300 may also include one or more light guides to downstream the light 120 generated by the light source 200 to the input optics 300
  • the one or more light guides may be formed, for example, as glass fibers and / or as an optical taper. However, the input optics 300 can also be completely eliminated.
  • the input optics 300 are followed by a micromechanical diaphragm arrangement 400.
  • the micromechanical diaphragm arrangement 400 can also known as Digital Micro Shutter or Micro Shutter Display.
  • the light 120 generated by the input optics 300 and directed to the micromechanical diaphragm arrangement 400 strikes the micromechanical diaphragm arrangement 400 of the illumination arrangement 100.
  • the micromechanical diaphragm arrangement 400 passes only an adjustable part of the light 120 and thereby causes a shaping of the light Geometry of the radiated from the illumination ⁇ arrangement 100 in the target area 700 light distribution.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional side view of the micromechanical diaphragm arrangement 400.
  • the micromechanical diaphragm arrangement 400 has a diaphragm screen 410 which is oriented substantially perpendicular to the direction of the light path 110 of the illumination arrangement 100.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a part of the screen 410.
  • the screen 410 extends in a horizontal direction 401 and in a vertical direction 402.
  • the horizontal direction 401 and in a vertical direction 402 are oriented perpendicular to the direction of the light path 110 ,
  • the screen 410 has a two-dimensional arrangement of closable apertures 420.
  • the diaphragm openings 420 are preferably arranged in a regular grid arrangement, for example in a rectangular grid.
  • the apertures 420 are arranged along a grid with axes parallel to the horizontal direction 401 and the vertical direction 402.
  • each aperture 420 has a rectangular shape with edges parallel to a longitudinal direction 423 and to a transverse direction 424 oriented perpendicular to the longitudinal direction 423.
  • the longitudinal direction 423 is preferably oriented parallel to the horizontal direction 401 of the blen ⁇ shield 410.
  • the cross-direction 424 is then pa rallel ⁇ to the vertical direction 402 of the screen aperture 410 oriented.
  • Each aperture 420 has a length 425 in the longitudinal direction 423.
  • each aperture 420 has a width 426.
  • the length 425 is greater than the width 426, preferably at least twice as large, particularly preferably at least three times as large.
  • the apertures 420 are thus formed as oriented in horizontal direction 401 rectangular openings.
  • the rectangular shape of the apertures 420 of the visor screen 410 allows the visor 410 in the vertical direction 402 more apertures 420 per unit length than in the horizontal direction 401.
  • the resolution of the apertures 420 of the visor 410 is thus higher in the vertical direction 402 than in
  • the apertures 420 may also be formed with a square, circular disk or other shape.
  • Each diaphragm opening 420 in the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm arrangement 400 is associated with a respective movable shutter 430.
  • each movable shutter 430 is movable in a direction of movement 431.
  • the direction of movement 431 may, for example, be oriented parallel to the transverse direction 424 of the diaphragm openings 420.
  • the movable shutters 430 are arranged in the direction of the light path 110 behind the diaphragm screen 410 with the diaphragm openings 420. However, it is also possible to arrange the movable shutters 430 in the direction of the light path 110 in front of the screen 410.
  • Each diaphragm opening 420 in the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm arrangement 400 can be opened or closed along the direction of movement 431 by displacing the movable shutter 430 associated with the respective diaphragm opening 420.
  • a first aperture 420, 421 is shown in the open state.
  • a second aperture 420, 422 is shown in the closed state.
  • the micromechanical diaphragm assembly 400 In the direction of the light path 110 to the first diaphragm opening 420, 421 in the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm assembly 400 reaching light 120, the micromechanical diaphragm assembly 400 through the ers ⁇ te aperture 420, 421 happen. In the direction of the light path 110 to the second aperture 420, 422 in the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm assembly 400 reaching
  • Light 120 is reflected by the movable shutter 430 of the two ⁇ th aperture 420 422 or absorbs and thereby prevented from passage through the micro-mechanical Blendena ⁇ UTHORISATION 400th
  • micro-mechanical shutter array 400 By individually opening and closing the Wegdimensiona ⁇ len arrangement closable apertures 420 of the micro-mechanical shutter array 400 may be the direction of the light path 110 through the micro-mechanical shutter array 400 running light 120 is a two-dimensional image pattern in the direction perpendicular to the direction of the light path 110 level are impressed.
  • the micro-mechanical shutter array can have one or more micro-mechanical actuators per movable shutter 430 ⁇ . If only one actuator per movable shutter 430, the movement of the movable stopper 430 can take place in a movement direction by means of the actuator and in the opposite direction of movement by a spring-elastic restoring force ⁇ . In the presence of two actuators, the movement in both opposite directions of movement can be driven by one actuator each. This offers the Advantage of an increased temperature independence of the movement of the movable shutters 430 of the micromechanical diaphragm arrangement 400.
  • the illumination arrangement 100 has a wavelength-converting element 500 in the example shown schematically in FIG. The wavelength-converting element 500 is provided to at least a part of the through the
  • the wavelength-converting element 100 may be configured to emit light having a wavelength from the blue or ultraviolet spectral range in yellow To convert light.
  • a mixture of unconverted light and light converted by the wavelength converting element 500 may have a white color impression. If the light color of the light generated by the light source 200 of the lighting arrangement 100 corresponds to Be ⁇ 120 of the desired light color of the emitted by the illumination assembly 100 in the target area 700 light 120, the wavelength converting element 500 may be omitted.
  • the wavelength-converting element 500 is mechanically connected to the micromechanical diaphragm arrangement 400 arranged in the light path 110 in front of the wavelength-converting element 500.
  • the micromechanical diaphragm arrangement 400 has a transparent medium 440, for example a glass plate, on one side of which the diaphragm screen 410 with the closable diaphragm openings 420 is arranged. On the opposite side of the transparent medium 440, the wavelength converting element 500 is arranged.
  • the wel ⁇ leninkonvert Schlierende element 500 can for this purpose be arranged beispielswei ⁇ se by means of a deposition on the transparent medium 440th It is also possible, however, to arrange the welleninkonver ⁇ animal element 500 elsewhere in the optical path 110 of the lighting assembly 100th In particular, the wavelength converting element 500 may be arranged in the direction of the light ⁇ path 110 before the micro-mechanical shutter array 400th For example, it is possible to arrange the wellenlän ⁇ genkonvert Schlierende element 500 directly behind the light source 200 of the illumination assembly ⁇ 100th
  • the illumination arrangement 100 has an optically imaging element 600, which is arranged downstream of the micromechanical diaphragm arrangement 400 and the wavelength-converting element 500 in the direction of the light path 110.
  • the optically abbil- Dende element 600 is provided to reflect the light along the path ⁇ 110 by the micro-mechanical shutter array 400 ge ⁇ reached light 120 into the target area 700th
  • the optically imaging element 600 may, for example, have one or more optical lenses and / or one or more mirrors.
  • Fig. 4 shows a schematic perspective view of the target area 700 in the exemplary case that the Be ⁇ lighting arrangement 100 generating as a headlight for a motor vehicle is formed.
  • the target area 700 is formed by a section of a road 710 which is traveled by the motor vehicle in the direction of travel in front of the motor vehicle and which is to be illuminated by the illumination arrangement 100 designed as a headlight.
  • the target area 700 ER- extends in a direction oriented transversely to the horizontal ⁇ right direction 701 and in an oriented parallel to the direction of vertical direction 702, which may also be referred to as Entfer ⁇ voltage direction.
  • the optical imaging element 600, the BL LEVEL ⁇ processing arrangement 100 formed to the horizontal Rich ⁇ tung 401 of the micro-mechanical shutter array 400 in the installation orientation of the illumination assembly 100 to the horizontal direction 701 of the target area 700 and the senk ⁇ right direction 402 of the micromechanical diaphragm arrangement 400 are formed on the vertical direction 702 of the target area 700 ⁇ .
  • a higher resolution than in horizontal direction 401, ie, a higher number of apertures ⁇ openings 420 per length portion of the diaphragm screen 410 comprises, as is the shape of light radiated from the illumination assembly 100 in the target area 700 light pattern in the vertical direction 702, ie in the direction of removal, more finely adjustable than in the horizontal direction 701 of the target area 700.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a part of the input optics 300 of the illumination arrangement 100 facing side of the micromechanical diaphragm assembly 400 in an alternative embodiment.
  • the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm arrangement 400 is visible with the two-dimensional arrangement of closable diaphragm openings 420.
  • the diaphragm openings 420 have the same shape and size.
  • the arranged in the edge region of the two ⁇ dimensional arrangement closable apertures 420 first aperture 420, 421 has a right ⁇ corner shape and corresponds in shape and size to the apertures 420 of the micro-mechanical shutter array 400 in the embodiment shown in Fig. 3 embodiment.
  • the second aperture 420, 422 arranged closer to the center of the two-dimensional arrangement has a square shape and a smaller area than the first aperture 420, 421.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional side view of the micro-mechanical shutter array 400 and the wavelength converting element 500 according to a further alternative embodiment of the illumination assembly 100. In the in Fig.
  • the welleninkonver- animal element 500 wel ⁇ len commenkonvert Schlierender in a two-dimensional arrangement of individual elements 510 divided.
  • Each aperture 420 is in such a wavelength-individual element 510 assigned in the gobo 410 of the micro-mechanical shutter array 400 of the welleninkonvert Schlieren- the element 500, that the associated wellenlän ⁇ genkonvert Schlierende single element 510 is disposed in the direction of the light path 110, respectively behind the associated aperture 420th
  • the wavelength-converting individual elements 510 of the wavelength-converting element 500 are delimited by opaque barriers 520.
  • the wavelength-converting element 500 subdivided into the wavelength-converting individual elements 510 provides the Advantage, that in one of the wavelength-converting individual elements 510 scattered light 120 can not pass through the arranged between the wavelength-converting individual elements 510 opaque barriers 520 in adjacent wavelength-converting individual elements 510.
  • FIG. 7 shows a schematic sectional side view of the micromechanical diaphragm arrangement 400 according to a further alternative embodiment of the illumination arrangement 100.
  • the embodiment of the micromechanical diaphragm arrangement 400 shown in FIG. 7 differs from the embodiment of the micromechanical diaphragm arrangement 400 shown in FIG Direction of the light path 110 in front of the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm assembly 400, a plurality of converging lenses 450 is arranged.
  • the collecting lenses 450 are provided to at least partially converge the light 120 reaching the micromechanical diaphragm arrangement 400 in the direction of the light path 110 to the diaphragm openings 420 in the diaphragm screen 410 of the micromechanical diaphragm arrangement 400.
  • the converging lenses 451 are formed as cylindrical lenses.
  • Longitudinal axes (axes of symmetry ⁇ ) 451 of the condenser lenses 450 formed as cylindrical lenses are oriented parallel to the longitudinal directions of the 423 Blen ⁇ the openings 420th
  • This embodiment of the collecting lenses 450 makes it possible to provide only one converging lens 450 per longitudinally 423 oriented line of apertures 420.
  • the light 120 reaching from the input optics 300 of the illumination arrangement to the collecting lenses 450 can be directed differently in the horizontal direction 401 and in the vertical direction 402 of the micromechanical diaphragm arrangement 400, or can have a different divergence.
  • the longitudinal axes 451 of the collecting lenses 450 formed as cylindrical lenses are preferably oriented parallel to the direction of the higher divergence of the light 120.
  • Fig. 8 shows a schematic view of a portion of the light ⁇ source 200 according to an embodiment of theanssanord ⁇ voltage 100. In the embodiment shown in Fig.
  • the light source 200 a two dimensional array of A ⁇ cell maybe sources 210 comprising the two-dimensional array of input Cell light sources 210 is oriented perpendicular to the direction of the light path 110.
  • the individual light sources 210 are preferably arranged in a regular two-dimensional grid, for example in a two-dimensional rectangular grid.
  • Each individual light source 210 of the light source 200 may comprise one or more halogen incandescent lamps, one or more gas discharge lamps, one or more light-emitting diodes and / or one or more laser diodes.
  • each individual ⁇ light source 210 of the light source 200 may be a light emitting diode aufwei ⁇ sen.
  • the individual light sources 210 of the light source 200 can be switched on and off separately. If in a portion of the screen 410 of the micro-mechanical shutter array 400 of the illumination assembly 100 all apertures are closed 420 so 410, the micro-mechanical shutter array 400 may assigned subregion of the light source 200, one or more of the individual light ⁇ sources are switched off 210 in a this part of the visor shield. This can allow an energy saving ⁇ .
  • the formation of the light source 200 with a two-dimensional arrangement of individual light sources 210 may also make it possible to produce a luminance gradient 130 oriented perpendicular to the direction of the light path 110 at the location of the micromechanical diaphragm arrangement 400 of the illumination arrangement 100, as is schematically illustrated in FIG .
  • the light source 200 may include, for example, a further laser system in addition to the two-dimensional arrangement of individual light sources 210.
  • the invention has been further illustrated and described with reference to the preferred Sinsbei ⁇ games. However, the invention is not limited to the disclosed examples. Rather, other variations may be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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Abstract

Eine Beleuchtungsanordnung (100) umfasst eine Lichtquelle (200) und eine mikromechanische Blendenanordnung (400), die eine zweidimensionale Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen (420) aufweist. Zumindest eine Blendenöffnung (420) der mikromechanischen Blendenanordnung weist eine rechteckige Form mit einer Länge (425) und einer Breite (426) auf. Dabei ist die Länge größer als die Breite.

Description

Beschreibung
BELEUCHTUNGSANORDNUNG MIT EINER BLENDE BESTEHEND AUS EINER VIELZAHL VON ÖFFNUNGEN Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung gemäß Patentanspruch 1.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 115 068.6, deren Offenbarungsge- halt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit Front-Scheinwerfern auszustatten, deren abgestrahlte Lichtverteilung sich einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs an- passt. Derartige Systeme werden auch als Adaptive Front-
Lighting System oder als Active Forward-Lighting (AFS) bezeichnet. Solche Scheinwerfer können beispielsweise bewegli¬ che Linsen aufweisen, um eine verbesserte Ausleuchtung einer Kurve während einer Kurvenfahrt zu erreichen. Ebenfalls be- kannt ist, derartige Scheinwerfer mit einer Mehrzahl diskret angesteuerter Leuchtdioden-Bauelemente auszubilden, die je nach Geometrie der gewünschten Lichtverteilung einzeln zu- oder abgeschaltet werden können. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsanordnung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschie¬ dene Weiterbildungen angegeben.
Eine Beleuchtungsanordnung umfasst eine Lichtquelle und eine mikromechanische Blendenanordnung, die eine zweidimensionale Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen aufweist. Die mikromechanische Blendenanordnung kann auch als Digital Micro Shutter oder als Micro Shutter Display bezeichnet werden. Vorteilhafterweise erlaubt es diese Beleuchtungsanordnung, eine Geometrie einer Lichtverteilung eines von dieser Beleuchtungsanordnung abgestrahlten Lichts durch individuelles Öffnen und Schließen der einzelnen Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung zu verändern. Da die verschließbaren Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung in einer zweidimensionalen An- Ordnung angeordnet sind, erlaubt die Beleuchtungsanordnung eine zweidimensionale Formung der Geometrie der Lichtvertei¬ lung des von der Beleuchtungsanordnung abgestrahlten Lichts. Dabei kann die Veränderung der Geometrie der Lichtverteilung vorteilhafterweise mit hoher Auflösung erfolgen. Das Ver- schließen einzelner Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung ermöglicht vorteilhafterweise einen hohen Kontrast in der Lichtverteilung des von der Beleuchtungsanordnung abgestrahlten Lichts. Die verschließbaren Blendenöffnungen der mikromechanischen Blen- denanordnung der Beleuchtungsanordnung können vorteilhafterweise hohe Schaltgeschwindigkeiten ermöglichen. Die Beleuchtungsanordnung kann für einen Betrieb in einem breiten Temperaturbereich einer Umgebungstemperatur ausgebildet sein. Zumindest eine Blendenöffnung der mikromechanischen Blendenanordnung weist eine rechteckige Form mit einer Länge und ei¬ ner Breite auf. Dabei ist die Länge größer als die Breite, bevorzugt mindestens doppelt so groß, besonders bevorzugt mindestens dreimal so groß. Dies bedeutet, dass die Blenden- Öffnungen der Blendenanordnung jeweils eine langgestreckt rechteckige Form aufweisen. Dies ermöglicht es, die mikrome¬ chanische Blendenanordnung mit in Breitenrichtung höherer Auflösung als in Längenrichtung auszubilden. Dies ermöglicht es, die Geometrie der Lichtverteilung des von der Beleuch- tungsanordnung abgestrahlten Lichts in einer Raumrichtung mit höherer Auflösung zu verändern als in einer dazu senkrechten Raumrichtung .
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist diese als Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Vorteil¬ hafterweise ermöglicht die Beleuchtungsanordnung dadurch eine Veränderung der Geometrie des von dem Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abgestrahlten Lichtkegels. Die als Scheinwerfer ausgebildete Beleuchtungs¬ anordnung erlaubt dadurch eine Anpassung des von dem Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs abgestrahlten Lichts an eine Fahr¬ situation des Kraftfahrzeugs.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist zumindest eine der Blendenöffnungen in einer Einbauorientierung der Beleuchtungsanordnung in waagrechte Richtung größer als in senkrechte Richtung. Dies ermöglicht es, die Geometrie des von dem Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs abgestrahlten Lichtkegels in Entfernungsrichtung feiner zu verändern als in Querrichtung. Dadurch ermöglicht die Beleuchtungsanordnung eine genaue Anpassung der Geometrie des von dem Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs abgestrahlten Lichtkegels an eine Vielzahl un- terschiedlicher Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung weist die Blendenanordnung in der Einbauorientierung der Beleuchtungsanordnung in senkrechte Richtung eine höhere Auflösung auf als in waagrechte Richtung. Vorteilhafterweise ermöglicht die als Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug ausgebildete Beleuch¬ tungsanordnung auch hierdurch eine besonders genaue Anpassung der Geometrie des von dem Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs ab¬ gestrahlten Lichtkegels in Entfernungsrichtung und dadurch eine Anpassung an eine Vielzahl unterschiedlicher Fahrsituationen .
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung umfasst die mikromechanische Blendenanordnung eine erste Blendenöff- nung und eine zweite Blendenöffnung. Dabei weisen die erste
Blendenöffnung und die zweite Blendenöffnung unterschiedliche Größen auf. Beispielsweise kann eine im Mittenbereich der zweidimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanord- nung angeordnete Blendenöffnung eine geringere Größe aufwei¬ sen als eine im Außenbereich der zweidimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung angeordnete Blendenöffnung. In diesem Fall er- möglicht die Beleuchtungsanordnung im Mittenbereich einer Lichtverteilung eines von der Beleuchtungsanordnung abgestrahlten Lichts eine besonders feine Variation der Geometrie der Lichtverteilung.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung umfasst diese eine Anordnung von Sammellinsen, die im Lichtweg der Beleuchtungsanordnung vor der mikromechanischen Blendenanordnung angeordnet ist. Die Anordnung von Sammellinsen kann dazu dienen, auf die mikromechanische Blendenanordnung auftreffendes Licht zu den verschließbaren Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung zu leiten. Dadurch wird nur ein geringer Teil des auf die mikromechanische Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung auftreffenden Lichts an zwischen den verschließbaren Blendenöffnungen der mikromechanischen
Blendenanordnung angeordneten Bereichen der mikromechanischen Blendenanordnung reflektiert oder absorbiert, wodurch die Be¬ leuchtungsanordnung vorteilhafterweise eine besonders hohe Effizienz aufweisen kann.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung sind die Sammellinsen als Zylinderlinsen ausgebildet. Diese Geometrie der Sammellinsen bietet sich insbesondere an, wenn die verschließbaren Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendena- nordnung der Beleuchtungsanordnung rechteckig ausgebildet sind .
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung sind die Längsachsen der Sammellinsen parallel zu Längsrichtungen der Blendenöffnungen orientiert. Vorteilhafterweise ermöglichen es die Sammellinsen dadurch, auf die mikromechanische Blen¬ denanordnung der Beleuchtungsanordnung auftreffendes Licht in die Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung zu bündeln.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung weist die Lichtquelle eine Halogenglühlampe, eine Gasentladungslampe, eine Leuchtdiode und/oder eine Laserdiode auf. Vorteilhafter- weise kann die Lichtquelle der Beleuchtungsanordnung dadurch eine energieeffiziente Erzeugung von Licht mit hoher Hellig¬ keit ermöglichen. In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung umfasst die Lichtquelle eine zweidimensionale Anordnung von Einzel¬ lichtquellen. Vorteilhafterweise stellt dies eine einfache Möglichkeit dar, eine maximale Helligkeit eines von der
Lichtquelle der Beleuchtungsanordnung abstrahlbaren Lichts zu erhöhen. Die zweidimensionale Anordnung von Einzellichtquel¬ len ermöglicht außerdem eine Anpassung der Geometrie des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts an eine individuelle An¬ forderung . In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist diese ausgebildet, zumindest einige der Einzellichtquellen getrennt an- und abzuschalten. Vorteilhafterweise wird es dadurch er¬ möglicht, Einzellichtquellen der Lichtquelle der Beleuchtungsanordnung, deren Licht auf geschlossene Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung treffen würde, abzuschalten, um dadurch einen Energiebedarf der Beleuchtungsanordnung zu reduzieren.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist die Lichtquelle ausgebildet, in der Ebene der Beleuchtungsanord¬ nung einen Leuchtdichtegradienten zu erzeugen. Dabei kann die Lichtquelle beispielsweise eine zweidimensionale Anordnung von Leuchtdioden aufweisen, und zur Erzeugung des Leuchtdichtegradienten über eine oder mehrere zusätzliche Laserdio- den verfügen.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung umfasst die Lichtquelle mindestens einen Lichtleiter, der dazu vorge¬ sehen ist, Licht zu der mikromechanischen Blendenanordnung zu leiten. Vorteilhafterweise wird es dadurch ermöglicht, die
Lichtquelle von der mikromechanischen Blendenanordnung beabstandet anzuordnen. Dadurch kann die Beleuchtungsanordnung für einen Einsatz in Umgebungen mit beschränktem zur Verfügung stehendem Bauraum geeignet sein.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung weist die- se ein wellenlängenkonvertierendes Element auf, das dazu vor¬ gesehen ist, eine Wellenlänge eines durch die Lichtquelle emittierten Lichts zu konvertieren. Das wellenlängenkonvertierende Element kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, von der Lichtquelle emittiertes Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich in Licht mit einer Wellenlänge aus dem gelben Spektralbereich zu konvertieren .
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist das wellenlängenkonvertierende Element im Lichtweg der Beleuch¬ tungsanordnung hinter der mikromechanischen Blendenanordnung angeordnet. Vorteilhafterweise kann das wellenlängenkonver¬ tierende Element dabei durch die mikromechanische Blendenano¬ rdnung der Beleuchtungsanordnung gestützt und gehalten wer- den. Vorteilhafterweise ermöglicht dies einen besonders ein¬ fachen und kompakten Aufbau der Beleuchtungsanordnung.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist das wellenlängenkonvertierende Element in eine zweidimensionale Anordnung von wellenlängenkonvertierenden Einzelelementen unterteilt. Dabei kann jeder verschließbaren Blendenöffnung der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung ein wellenlängenkonvertierendes Einzelelement des wellenlän¬ genkonvertierenden Elements zugeordnet sein.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung sind die wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente des wellenlängenkonvertierenden Elements durch opake Barrieren voneinander getrennt. Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, dass Licht, das durch eine der verschließbaren Blendenöffnungen der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung in eines der wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente gelangt, in ein benachbartes wellenlängenkonvertierendes Ein- zelelement abstrahlt, das einer anderen verschließbaren Blendenöffnung der mikromechanischen Blendenanordnung zugeordnet ist. Dadurch wird vorteilhafterweise eine hohe Schärfe der durch die mikromechanische Blendenanordnung der Beleuchtungs- anordnung bewirkten Abbildung erreicht.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung ist jede Blendenöffnung der Blendenanordnung einem Einzelelement des wellenlängenkonvertierenden Elements zugeordnet. Vorteilhaf- terweise kann dadurch eine hohe Schärfe einer durch die mik¬ romechanische Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung bewirkten Abbildung und dadurch eine hohe Schärfe der Geometrie der Lichtverteilung des durch die Beleuchtungsanordnung abgestrahlten Lichts erreicht werden.
In einer Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung weist diese ein optisch abbildendes Element auf, das der Blendenanord¬ nung im Lichtweg der Beleuchtungsanordnung nachgeordnet ist. Das optisch abbildende Element kann beispielsweise eine oder mehrere optische Linsen umfassen. Das optisch abbildende Ele¬ ment kann dazu dienen, die von der mikromechanischen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung geformte Lichtverteilung in einen Zielbereich in der Umgebung der Beleuchtungsanordnung abzubilden. Falls die Beleuchtungsanordnung als
Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist, so kann das optisch abbildende Element der Beleuchtungsanordnung beispielsweise dazu dienen, die von der Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung geformte Lichtverteilung auf eine Straße in der Umgebung des Kraftfahrzeugs abzubilden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung Fig. 1 eine Beleuchtungsanordnung;
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht einer mikromechani¬ schen Blendenanordnung der Beleuchtungsanordnung;
Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil der mikromechanischen Blendenanordnung;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines zu beleuchten- den Zielbereichs auf einer Straße;
Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Teil einer mikromechanischen Blendenanordnung gemäß einer alternativen Ausführungsform; Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht einer mikromechani¬ schen Blendenanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 7 eine geschnittene Seitenansicht einer mikromechani¬ schen Blendenanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
Fig. 8 eine Aufsicht auf einen Teil einer Lichtquelle der Be¬ leuchtungsanordnung . Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Ansicht einer Beleuch¬ tungsanordnung 100. Die Beleuchtungsanordnung 100 kann beispielsweise als Scheinwerfer, insbesondere als Front- Scheinwerfer, eines Kraftfahrzeugs dienen. Die Beleuchtungs¬ anordnung 100 ermöglicht in diesem Fall eine adaptive Be- leuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine adaptive Beleuchtung eines vor dem Kraftfahrzeug liegen¬ den Straßenabschnitts. Die adaptive Beleuchtung kann bei¬ spielsweise an eine Fahrsituation des Kraftfahrzeugs anpass¬ bar sein. Die Anpassung der Beleuchtung kann beispielsweise eine horizontale und/oder vertikale Verschiebung und/oder
Größenänderung und/oder Formänderung eines durch die Beleuchtungsanordnung 100 beleuchteten Bereichs in der Umgebung des Kraftfahrzeugs umfassen. Die Anpassung der Beleuchtung kann beispielsweise abhängig von einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs, einer Nick- oder Kippbewegung des Kraftfahrzeugs, einer Art einer durch das Kraftfahrzeug befahrenen Straße, abhängig von der Anwesenheit entgegenkommender, vorausfahrender oder nachfolgender weiterer Kraftfahrzeuge und/oder abhängig von einer Helligkeit eines Umgebungslichts erfolgen.
Die Beleuchtungsanordnung 100 umfasst eine Lichtquelle 200. Die Lichtquelle 200 ist dazu vorgesehen, Licht 120 zu erzeu¬ gen, das die Beleuchtungsanordnung 100 entlang eines Lichtwegs 110 durchläuft und durch die Beleuchtungsanordnung 100 in einen durch die Beleuchtungsanordnung 100 zu beleuchtenden Zielbereich 700 abgestrahlt wird. Die Lichtquelle 200 kann beispielsweise eine oder mehrere Halogenglühlampen, eine oder mehrere Gasentladungslampen, eine oder mehrere Leuchtdioden und/oder eine oder mehrere Laserdioden aufweisen.
Die Beleuchtungsanordnung 100 weist eine Eingangsoptik 300 auf, die der Lichtquelle 200 der Beleuchtungsanordnung 100 im Lichtweg 110 der Beleuchtungsanordnung 100 nachgeordnet ist. Falls das von der Lichtquelle 200 der Beleuchtungsanordnung 100 erzeugte Licht 120 von der Lichtquelle 200 divergent ab¬ gestrahlt wird, so kann die Eingangsoptik 300 dazu dienen, das Licht 120 zumindest teilweise zu kollimieren. In diesem
Fall kann die Eingangsoptik 300 beispielsweise eine oder meh¬ rere optische Linsen aufweisen, insbesondere eine oder mehre¬ re Sammellinsen. Die Eingangsoptik 300 kann auch einen oder mehrere Lichtleiter umfassen, um das von der Lichtquelle 200 erzeugte Licht 120 zu der Eingangsoptik 300 nachgeordneten
Komponenten der Beleuchtungsanordnung 100 zu leiten. Der oder die Lichtleiter können beispielsweise als Glasfasern und/oder als optische Taper ausgebildet sein. Die Eingangsoptik 300 kann allerdings auch vollständig entfallen.
Im Lichtweg 110 der Beleuchtungsanordnung 100 ist der Eingangsoptik 300 eine mikromechanische Blendenanordnung 400 nachgeordnet. Die mikromechanische Blendenanordnung 400 kann auch als Digital Micro Shutter oder als Micro Shutter Display bezeichnet werden. Das von der Lichtquelle 200 erzeugte und durch die Eingangsoptik 300 zu der mikromechanischen Blendenanordnung 400 geleitete Licht 120 trifft auf die mikrome- chanische Blendenanordnung 400 der Beleuchtungsanordnung 100. Die mikromechanische Blendenanordnung 400 lässt nur einen einstellbaren Teil des Lichts 120 passieren und bewirkt dadurch eine Formung der Geometrie der von der Beleuchtungs¬ anordnung 100 in den Zielbereich 700 abgestrahlten Lichtver- teilung.
Fig. 2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der mikromechanischen Blendenanordnung 400. Die mikromechanische Blendenanordnung 400 weist einen Blendenschirm 410 auf, der im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Lichtwegs 110 der Beleuchtungsanordnung 100 orientiert ist. Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils des Blendenschirms 410. Der Blendenschirm 410 erstreckt sich in eine waagrechte Richtung 401 und in eine senkrechte Richtung 402. Die waagrechte Rich- tung 401 und in eine senkrechte Richtung 402 sind senkrecht zur Richtung des Lichtwegs 110 orientiert.
Der Blendenschirm 410 weist eine zweidimensionale Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420 auf. Die Blendenöffnun- gen 420 sind bevorzugt in einer regelmäßigen Gitteranordnung angeordnet, beispielsweise in einem Rechteckgitter. Bevorzugt sind die Blendenöffnungen 420 entlang eines Gitters mit zu der waagrechten Richtung 401 und der senkrechten Richtung 402 parallelen Achsen angeordnet.
Im in Fig. 3 gezeigten Beispiel weist jede Blendenöffnung 420 eine rechteckige Form mit zu einer Längsrichtung 423 und zu einer senkrecht zur Längsrichtung 423 orientierten Querrichtung 424 parallelen Kanten auf. Die Längsrichtung 423 ist da- bei bevorzugt parallel zur waagrechten Richtung 401 des Blen¬ denschirms 410 orientiert. Die Querrichtung 424 ist dann pa¬ rallel zur senkrechten Richtung 402 des Blendenschirms 410 orientiert . Jede Blendenöffnung 420 weist in Längsrichtung 423 eine Länge 425 auf. In Querrichtung 424 weist jede Blendenöffnung 420 eine Breite 426 auf. Die Länge 425 ist im dargestellten Bei- spiel größer als die Breite 426, bevorzugt mindestens doppelt so groß, besonders bevorzugt sogar mindestens dreimal so groß. Die Blendenöffnungen 420 sind damit als in waagrechte Richtung 401 orientierte Rechtecköffnungen ausgebildet. Die Rechteckform der Blendenöffnungen 420 des Blendenschirms 410 ermöglicht es, dass der Blendenschirm 410 in senkrechte Richtung 402 mehr Blendenöffnungen 420 pro Längeneinheit aufweist als in waagrechte Richtung 401. Die Auflösung der Blendenöffnungen 420 des Blendenschirms 410 ist damit in senk- rechte Richtung 402 höher als in waagrechte Richtung 401. Es ist allerdings auch möglich, die mikromechanische Blendenano¬ rdnung 400 mit in waagrechte Richtung 401 und in senkrechte Richtung 402 gleicher Anzahl von Blendenöffnungen 420 pro Längeneinheit auszubilden. Die Blendenöffnungen 420 können auch mit quadratischer, kreisscheibenförmiger oder anderer Form ausgebildet werden.
Jeder Blendenöffnung 420 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 ist je ein beweglicher Ver- schluss 430 zugeordnet. Die beweglichen Verschlüsse 430 die¬ nen dazu, die Blendenöffnungen 420 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 individuell zu öffnen oder zu schließen. Hierzu ist jeder bewegliche Verschluss 430 in eine Bewegungsrichtung 431 beweglich. Die Bewegungsrich- tung 431 kann beispielsweise parallel zur Querrichtung 424 der Blendenöffnungen 420 orientiert sein.
In der schematischen Darstellung der Fig. 2 sind die beweglichen Verschlüsse 430 in Richtung des Lichtwegs 110 hinter dem Blendenschirm 410 mit den Blendenöffnungen 420 angeordnet. Es ist allerdings ebenfalls möglich, die beweglichen Verschlüsse 430 in Richtung des Lichtwegs 110 vor dem Blendenschirm 410 anzuordnen . Jede Blendenöffnung 420 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 kann durch Verschieben des der jeweiligen Blendenöffnung 420 zugeordneten beweglichen Ver- Schlusses 430 entlang der Bewegungsrichtung 431 geöffnet oder geschlossen werden. In der schematischen Darstellung der Fig. 2 ist eine erste Blendenöffnung 420, 421 in geöffnetem Zustand dargestellt. Eine zweite Blendenöffnung 420, 422 ist in geschlossenem Zustand gezeigt. In Richtung des Lichtwegs 110 zur ersten Blendenöffnung 420, 421 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 gelangendes Licht 120 kann die mikromechanische Blendenanordnung 400 durch die ers¬ te Blendenöffnung 420, 421 passieren. In Richtung des Lichtwegs 110 zur zweiten Blendenöffnung 420, 422 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 gelangendes
Licht 120 wird durch den beweglichen Verschluss 430 der zwei¬ ten Blendenöffnung 420, 422 reflektiert oder absorbiert und dadurch an einer Passage durch die mikromechanische Blendena¬ nordnung 400 gehindert.
Durch individuelles Öffnen und Schließen der zweidimensiona¬ len Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 kann dem in Richtung des Lichtwegs 110 durch die mikromechanische Blendenanordnung 400 laufenden Licht 120 ein zweidimensionales Bildmuster in der zur Richtung des Lichtwegs 110 senkrechten Ebene aufgeprägt werden .
Zum Öffnen und Schließen der beweglichen Verschlüsse 430 kann die mikromechanische Blendenanordnung einen oder mehrere mikromechanische Aktuatoren pro beweglichem Verschluss 430 auf¬ weisen. Bei nur einem Aktuator pro beweglichem Verschluss 430 kann die Bewegung des beweglichen Verschlusses 430 in eine Bewegungsrichtung mittels des Aktuators und in die entgegen- gesetzte Bewegungsrichtung durch eine federelastische Rück¬ stellkraft erfolgen. Bei Vorhandensein zweier Aktuatoren kann die Bewegung in beide entgegengesetzte Bewegungsrichtungen durch jeweils einen Aktuator getrieben sein. Dies bietet den Vorteil einer erhöhten Temperaturunabhängigkeit der Bewegung der beweglichen Verschlüsse 430 der mikromechanischen Blendenanordnung 400. Die Beleuchtungsanordnung 100 weist in dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Beispiel ein wellenlängenkonvertierendes Element 500 auf. Das wellenlängenkonvertierende Element 500 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Teil des durch die
Lichtquelle 200 abgestrahlten Lichts 120 in Licht einer ande- ren Wellenlänge zu konvertieren. Dadurch kann das durch die
Beleuchtungsanordnung 100 in den Zielbereich 700 abgestrahlte Licht 120 eine andere Lichtfarbe aufweisen als das von der Lichtquelle 200 der Beleuchtungsanordnung 100 erzeugte Licht 120. Beispielsweise kann das wellenlängenkonvertierende Ele- ment 500 dazu ausgebildet sein, Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich in gelbes Licht zu konvertieren. Eine Mischung von unkonvertiertem Licht und durch das wellenlängenkonvertierende Element 500 konvertiertem Licht kann einen weißen Farbeindruck aufweisen. Falls die Lichtfarbe des durch die Lichtquelle 200 der Be¬ leuchtungsanordnung 100 erzeugten Lichts 120 der gewünschten Lichtfarbe des durch die Beleuchtungsanordnung 100 in dem Zielbereich 700 abgestrahlten Lichts 120 entspricht, so kann das wellenlängenkonvertierende Element 500 entfallen.
Im in Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Beispiel ist das wellenlängenkonvertierende Element 500 mechanisch mit der im Lichtweg 110 vor dem wellenlängenkonvertierenden Element 500 angeordneten mikromechanischen Blendenanordnung 400 ver- bunden. Die mikromechanische Blendenanordnung 400 weist ein transparentes Medium 440, beispielsweise eine Glasplatte, auf, an dessen einer Seite der Blendenschirm 410 mit den verschließbaren Blendenöffnungen 420 angeordnet ist. An der gegenüberliegenden Seite des transparenten Mediums 440 ist das wellenlängenkonvertierende Element 500 angeordnet. Das wel¬ lenlängenkonvertierende Element 500 kann hierzu beispielswei¬ se mittels eines Abscheideverfahrens auf dem transparenten Medium 440 angeordnet werden. Es ist allerdings ebenfalls möglich, das wellenlängenkonver¬ tierende Element 500 an anderer Stelle im Lichtweg 110 der Beleuchtungsanordnung 100 anzuordnen. Insbesondere kann das wellenlängenkonvertierende Element 500 in Richtung des Licht¬ wegs 110 vor der mikromechanischen Blendenanordnung 400 angeordnet werden. Beispielsweise ist es möglich, das wellenlän¬ genkonvertierende Element 500 unmittelbar hinter der Licht¬ quelle 200 der Beleuchtungsanordnung 100 anzuordnen.
Die Beleuchtungsanordnung 100 weist ein optisch abbildendes Element 600 auf, das der mikromechanischen Blendenanordnung 400 und dem wellenlängenkonvertierenden Element 500 in Richtung des Lichtwegs 110 nachgeordnet ist. Das optisch abbil- dende Element 600 ist dazu vorgesehen, das entlang des Licht¬ wegs 110 durch die mikromechanische Blendenanordnung 400 ge¬ langte Licht 120 in den Zielbereich 700 abzubilden. Hierzu kann das optisch abbildende Element 600 beispielsweise eine oder mehrere optische Linsen und/oder einen oder mehrere Spiegel aufweisen.
Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Zielbereichs 700 in dem beispielhaften Fall, dass die Be¬ leuchtungsanordnung 100 als Scheinwerfer für ein Kraftfahr- zeug ausgebildet ist. Der Zielbereich 700 wird durch einen in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden Abschnitt einer durch das Kraftfahrzeug befahrenen Straße 710 gebildet, der durch die als Scheinwerfer ausgebildeten Beleuchtungsanordnung 100 beleuchtet werden soll. Der Zielbereich 700 er- streckt sich in eine quer zur Fahrtrichtung orientierte waag¬ rechte Richtung 701 und in eine parallel zur Fahrtrichtung orientierte senkrechte Richtung 702, die auch als Entfer¬ nungsrichtung bezeichnet werden kann. Bevorzugt ist das optisch abbildende Element 600 der Beleuch¬ tungsanordnung 100 so ausgebildet, dass die waagrechte Rich¬ tung 401 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 in der Einbauorientierung der Beleuchtungsanordnung 100 auf die waagrechte Richtung 701 des Zielbereichs 700 und die senk¬ rechte Richtung 402 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 auf die senkrechte Richtung 702 des Zielbereichs 700 ab¬ gebildet werden. Falls die mikromechanische Blendenanordnung 400 in senkrechte Richtung 402 eine höhere Auflösung als in waagrechte Richtung 401, also eine höhere Zahl von Blenden¬ öffnungen 420 pro Längenabschnitt des Blendenschirms 410, aufweist, so ist die Form des von der Beleuchtungsanordnung 100 in den Zielbereich 700 abgestrahlten Lichtmusters in senkrechte Richtung 702, also in Entfernungsrichtung, feiner einstellbar als in waagrechte Richtung 701 des Zielbereichs 700.
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansicht eines Teils der der Eingangsoptik 300 der Beleuchtungsanordnung 100 zugewandten Seite der mikromechanischen Blendenanordnung 400 in einer alternativen Ausführungsform. Sichtbar ist der Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 mit der zweidimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöff- nungen 420.
Im Unterschied zu der in Fig. 3 schematisch dargestellten Ausführungsform der mikromechanischen Blendenanordnung 400 weisen bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform der mikro- mechanischen Blendenanordnung 400 nicht alle Blendenöffnungen 420 dieselbe Form und Größe auf. Die im Randbereich der zwei¬ dimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420 angeordnete erste Blendenöffnung 420, 421 weist eine Recht¬ eckform auf und entspricht in Form und Größe den Blendenöff- nungen 420 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. Die näher an der Mitte der zweidimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420 angeordnete zweite Blendenöffnung 420, 422 weist dagegen eine quadratische Form und eine geringere Flä- che als die erste Blendenöffnung 420, 421 auf.
Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die Blendenöffnungen 420 im Bereich um die Mitte der zweidimensionalen Anordnung ver- schließbarer Blendenöffnungen 420 mit höherer Auflösung anzuordnen als im Randbereich der zweidimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420. Im Mittenbereich der zweidimensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420 sind somit mehr einzelne Blendenöffnungen pro Fläche des Blendenschirms 410 angeordnet als im Randbereich der zweidi¬ mensionalen Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen 420.
Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der mikromechanischen Blendenanordnung 400 bietet den Vorteil, dass die höhere Auf¬ lösung der mikromechanischen Blendenanordnung 400 im Mittenbereich eine feiner aufgelöste Beeinflussung der Geometrie der durch die Beleuchtungsanordnung 100 in den Zielbereich 700 abgestrahlten Lichtverteilung im Mittenbereich des Ziel- bereichs 700 ermöglicht. Selbstverständlich ist es möglich, die Auflösung der mikromechanischen Blendenanordnung 400, anstatt in ihrem Mittenbereich, in einem anderen Bereich, beispielsweise einem Randbereich, zu erhöhen. Fig. 6 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der mikromechanischen Blendenanordnung 400 und des wellenlängenkonvertierenden Elements 500 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung 100. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist das wellenlängenkonver- tierende Element 500 in eine zweidimensionale Anordnung wel¬ lenlängenkonvertierender Einzelelemente 510 unterteilt. Dabei ist jeder Blendenöffnung 420 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 derart ein wellenlängenkonvertierendes Einzelelement 510 des wellenlängenkonvertieren- den Elements 500 zugeordnet, dass das zugeordnete wellenlän¬ genkonvertierende Einzelelement 510 in Richtung des Lichtwegs 110 jeweils hinter der zugeordneten Blendenöffnung 420 angeordnet ist. Die wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente 510 des wellenlängenkonvertierenden Elements 500 sind durch opake Barrieren 520 gegeneinander abgegrenzt.
Das in die wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente 510 unterteilte wellenlängenkonvertierende Element 500 bietet den Vorteil, dass in einem der wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente 510 gestreutes Licht 120 nicht über die zwischen den wellenlängenkonvertierenden Einzelelementen 510 angeordneten opaken Barrieren 520 in benachbarte wellenlängenkonver- tierende Einzelelemente 510 gelangen kann. Dadurch wird si¬ chergestellt, dass Licht 120, das durch eine geöffnete Blen¬ denöffnung 420 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 in eines der wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente 510 gelangt ist, nicht in ein benachbartes wellenlängenkonvertie- rendes Einzelelement 510 gestreut wird, das einer geschlosse¬ nen Blendenöffnung 420 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 zugeordnet ist. Hierdurch kann ein durch die mikromecha¬ nische Blendenanordnung 400 in der zur Richtung des Lichtwegs 110 senkrechten Ebene erzeugtes Bildmuster auch nach dem Durchlaufen des wellenlängenkonvertierenden Elements 500 durch das Licht 120 mit hoher Schärfe erhalten bleiben.
Fig. 7 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der mikromechanischen Blendenanordnung 400 gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung 100. Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der mikromechanischen Blendenanordnung 400 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der mikromechanischen Blendenanordnung 400 dadurch, dass in Richtung des Lichtwegs 110 vor dem Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 eine Mehrzahl von Sammellinsen 450 angeordnet ist. Die Sammellinsen 450 sind dazu vorgesehen, das in Richtung des Lichtwegs 110 zu der mikromechanischen Blendenanordnung 400 gelangende Licht 120 zumindest teilweise zu den Blendenöff- nungen 420 im Blendenschirm 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 zu bündeln. Dadurch gelangt lediglich ein geringerer Teil des durch die Lichtquelle 200 der Beleuchtungsanordnung 100 erzeugten Lichts 120 zu den zwischen den Blendenöffnungen 420 des Blendenschirms 410 angeordneten Be- reichen des Blendenschirms 410, wo es absorbiert oder reflek¬ tiert wird. Hierdurch kann der nutzbare Anteil des durch die Lichtquelle 200 der Beleuchtungsanordnung 100 erzeugten
Lichts 120 erhöht werden. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel sind die Sammellinsen 451 als Zylinderlinsen ausgebildet. Längsachsen (Symmetrie¬ achsen) 451 der als Zylinderlinsen ausgebildeten Sammellinsen 450 sind dabei parallel zu den Längsrichtungen 423 der Blen¬ denöffnungen 420 orientiert. Diese Ausführung der Sammellinsen 450 ermöglicht es, lediglich eine Sammellinse 450 pro in Längsrichtung 423 orientierter Zeile von Blendenöffnungen 420 vorsehen zu müssen.
Das von der Eingangsoptik 300 der Beleuchtungsanordnung zu den Sammellinsen 450 gelangende Licht 120 kann in waagrechte Richtung 401 und in senkrechte Richtung 402 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 unterschiedlich stark gerichtet sein, bzw. eine unterschiedlich große Divergenz aufweisen. In diesem Fall sind die Längsachsen 451 der als Zylinderlinsen ausgebildeten Sammellinsen 450 bevorzugt parallel zur Richtung der höheren Divergenz des Lichts 120 orientiert. Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils der Licht¬ quelle 200 gemäß einer Ausführungsform der Beleuchtungsanord¬ nung 100. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform umfasst die Lichtquelle 200 eine zweidimensionale Anordnung von Ein¬ zellichtquellen 210. Die zweidimensionale Anordnung von Ein- zellichtquellen 210 ist senkrecht zur Richtung des Lichtwegs 110 orientiert. Die Einzellichtquellen 210 sind bevorzugt in einem regelmäßigen zweidimensionalen Gitter angeordnet, beispielsweise in einem zweidimensionalen Rechteckgitter. Jede Einzellichtquelle 210 der Lichtquelle 200 kann eine oder meh- rere Halogenglühlampen, eine oder mehrere Gasentladungslampen, eine oder mehrere Leuchtdioden und/oder eine oder mehrere Laserdioden aufweisen. Beispielsweise kann jede Einzel¬ lichtquelle 210 der Lichtquelle 200 eine Leuchtdiode aufwei¬ sen .
Bevorzugt können zumindest einige der Einzellichtquellen 210 der Lichtquelle 200 getrennt voneinander an- und abgeschaltet werden. Falls in einem Teilbereich des Blendenschirms 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 der Beleuchtungsanordnung 100 alle Blendenöffnungen 420 geschlossen sind, so können in einem diesem Teilbereich des Blendenschirms 410 der mikromechanischen Blendenanordnung 400 zugeordneten Teilbe- reich der Lichtquelle 200 eine oder mehrere der Einzellicht¬ quellen 210 abgeschaltet werden. Hierdurch kann eine Energie¬ einsparung ermöglicht werden.
Die Ausbildung der Lichtquelle 200 mit einer zweidimensiona- len Anordnung von Einzellichtquellen 210 kann es auch ermöglichen, am Ort der mikromechanischen Blendenanordnung 400 der Beleuchtungsanordnung 100 einen senkrecht zur Richtung des Lichtwegs 110 orientierten Leuchtdichtegradienten 130 zu erzeugen, wie dies schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Zur Erzeugung des Leuchtdichtegradienten 130 kann die Lichtquelle 200 zusätzlich zu der zweidimensionalen Anordnung von Einzellichtquellen 210 beispielsweise ein weiteres Lasersystem umfassen . Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlas- sen.
Bezugs zeichenliste
100 Beleuchtungsanordnung
110 Lichtweg
120 Licht
130 Leuchtdichtegradient
200 Lichtquelle
210 Einzellichtquellen
300 Eingangsoptik
400 mikromechanische Blendenanordnung
401 waagerechte Richtung
402 senkrechte Richtung
410 Blendenschirm
420 Blendenöffnung
421 erste Blendenöffnung
422 zweite Blendenöffnung
423 Längsrichtung
424 Querrichtung
425 Länge
426 Breite
430 beweglicher Verschluss
431 Bewegungsrichtung
440 transparentes Medium
450 Samme11inse
451 Längsachse
500 wellenlängenkonvertierendes Element
510 wellenlängenkonvertierendes Einzelelement
520 opake Barriere
600 optisch abbildendes Element
700 Zielbereich
701 waagerechte Richtung
702 senkrechte Richtung 710 Straße

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsanordnung (100)
mit einer Lichtquelle (200)
und einer mikromechanischen Blendenanordnung (400), die eine zweidimensionale Anordnung verschließbarer Blendenöffnungen (420) aufweist,
wobei zumindest eine Blendenöffnung (420) eine rechtecki¬ ge Form mit einer Länge (425) und einer Breite (426) auf- weist,
wobei die Länge (425) größer ist als die Breite (426), bevorzugt mindestens doppelt so groß, besonders bevorzugt mindestens dreimal so groß.
2. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 1,
wobei die Beleuchtungsanordnung (100) als Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
3. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 2,
wobei zumindest eine der Blendenöffnungen (420) in einer
Einbauorientierung der Beleuchtungsanordnung (100) in waagerechte Richtung (401) größer als in senkrechte Rich¬ tung (402) ist.
4. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 3,
wobei die Blendenanordnung (400) in der Einbauorientie¬ rung der Beleuchtungsanordnung (100) in senkrechte Richtung (402) eine höhere Auflösung aufweist als in waage¬ rechte Richtung (401) .
5. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die mikromechanischen Blendenanordnung (400) eine erste Blendenöffnung (421) und eine zweite Blendenöffnung (422) umfasst,
wobei die erste Blendenöffnung (421) und die zweite Blen¬ denöffnung (422) unterschiedliche Größen aufweisen.
6. Beleuchtungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungsanordnung (100) eine Anordnung von Sammellinsen (450) umfasst, die im Lichtweg (110) der Be¬ leuchtungsanordnung (100) vor der mikromechanischen Blendenanordnung (400) angeordnet ist.
7. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 6,
wobei die Sammellinsen (450) als Zylinderlinsen ausgebildet sind.
8. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 7,
wobei Längsachsen (451) der Sammellinsen (450) parallel zu Längsrichtungen (423) der Blendenöffnungen (420) orientiert sind.
9. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Lichtquelle (200) eine Halogenglühlampe, eine Gasentladungslampe, eine Leuchtdiode und/oder eine Laser¬ diode aufweist.
10. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Lichtquelle (200) eine zweidimensionale Anord¬ nung von Einzellichtquellen (210) umfasst.
11. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 10,
wobei die Beleuchtungsanordnung (100) ausgebildet ist, zumindest einige der Einzellichtquellen (210) getrennt an- und abzuschalten.
12. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Lichtquelle (200) ausgebildet ist, in der Ebene der Blendenanordnung (400) einen Leuchtdichtegradienten (130) zu erzeugen.
13. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Lichtquelle (200) mindestens einen Lichtleiter umfasst, der dazu vorgesehen ist, Licht (120) zu der mik¬ romechanischen Blendenanordnung (400) zu leiten.
14. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungsanordnung (100) ein wellenlängenkonvertierendes Element (500) aufweist, das dazu vorgese¬ hen ist, eine Wellenlänge eines durch die Lichtquelle (200) emittierten Lichts (120) zu konvertieren.
15. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 14,
wobei das wellenlängenkonvertierende Element (500) im Lichtweg (110) der Beleuchtungsanordnung (100) hinter der mikromechanischen Blendenanordnung (400) angeordnet ist.
16. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 14 und 15,
wobei das wellenlängenkonvertierende Element (500) in ei¬ ne zweidimensionale Anordnung wellenlängenkonvertierender Einzelelemente (510) unterteilt ist.
17. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß Anspruch 16,
wobei die wellenlängenkonvertierenden Einzelelemente (510) durch opake Barrieren (520) voneinander getrennt sind .
18. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 16 und 17,
wobei jede Blendenöffnung (420) der Blendenanordnung (400) einem Einzelelement (510) des wellenlängenkonver¬ tierenden Elements (500) zugeordnet ist.
19. Beleuchtungsanordnung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Beleuchtungsanordnung (100) ein optisch abbil- dendes Element (600) aufweist, das der Blendenanordnung (400) im Lichtweg (110) der Beleuchtungsanordnung (100) nachgeordnet ist.
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