WO2016070962A1 - Headlight for a motor vehicle and method for operating a headlight - Google Patents

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WO2016070962A1
WO2016070962A1 PCT/EP2015/002102 EP2015002102W WO2016070962A1 WO 2016070962 A1 WO2016070962 A1 WO 2016070962A1 EP 2015002102 W EP2015002102 W EP 2015002102W WO 2016070962 A1 WO2016070962 A1 WO 2016070962A1
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light
light distribution
laser element
emitting diode
diode elements
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PCT/EP2015/002102
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Carsten Gut
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Audi Ag
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    • 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
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    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors

Definitions

  • the invention relates to a headlight for a motor vehicle according to the preamble of the first independent claim. Furthermore, the invention relates to a method for operating a headlamp for a motor vehicle according to the preamble of the second independent patent claim.
  • the company Audi AG discloses a vehicle model "R8 LMX" which discloses a headlamp for a motor vehicle having a light-emitting diode element as a first light source and a laser element as a second light source, by means of which light can be generated in each case, which is emitted by the headlight for generating a first light source.
  • the two light distributions are at least partially superimposed to a common light distribution, wherein the second light distribution associated with the laser element is used in particular to provide a high beam function ,
  • a headlight for a motor vehicle having a plurality of light-emitting diode elements as the light source is known from the vehicle model "Audi A8.”
  • a control device is provided by means of which the light-emitting diode elements can be individually switched for variably setting a light distribution is known from the Audi R18 race car, a headlamp, in which a laser element as the second light source and a plurality of light emitting diode elements are provided as the first light source.
  • a headlight in which the light generated by a second light source by means of a reflector device. tion in the beam path of the light generated by a first light source can be coupled.
  • a pivotally mounted, one-sided for the light of the first light source permeable mirror element is provided.
  • the second light source for example, an infrared light source or a UV light source can be used.
  • a headlamp which comprises a plurality of light sources in a housing part.
  • a Femlicht and a laser element are arranged together in this housing part.
  • a headlight with a plurality of different light sources is known.
  • This plurality of light sources forms an array which emits a plurality of parallel light bundles.
  • the light sources can be formed, for example, as a laser element or as a light-emitting diode element.
  • the headlamps described above have the disadvantage in common that their common light distribution, which can be emitted into an ambient region of the motor vehicle, can be adjusted variably only to a very limited extent, for example by switching off a light source.
  • a headlight can only be used to a very limited extent for certain functionalities.
  • it is not possible with the use of multiple light sources, specifically targeted oncoming road users fully variable in the entire range of light distribution hide, so they are not dazzled. So it is for example only possible to turn off the laser element altogether, whereby the environment of the vehicle, however, is poorer overall lighting.
  • Object of the present invention is therefore to provide a headlamp, which has a particularly high degree of functionality.
  • the laser element is assigned a controllable deflection device by means of which the light generated by the laser element can be deflected for variably setting the second light distribution, thereby producing the entire common light distribution in conjunction with the likewise adjustable first light distribution is variably adjustable.
  • the headlight on a particularly high level of functionality, for example, other road users can be hidden so easily o- but also road markings and / or traffic signs are particularly well lit.
  • the laser element comprises, for example, a laser diode for generating a light beam.
  • the laser element may comprise a converter, which is excited for example by the light beam of a laser diode to illuminate with a different color than this light beam. Due to the converter, the laser element can thus generate light with a different spectral distribution than just a laser diode. The spectral distribution can thus correspond, for example, to white light.
  • the deflection device can be, for example, a pivotably mounted mirror element. Alternatively, the deflection device may comprise a so-called digital micromirror device, DMD for short. These are a variety of micro-mirror elements, which are individually adjustable.
  • a DMD is preferably used when the laser element comprises a converter to deflect the light emitted by the converter. Both the deflection device and the switching device can be controlled by means of the control device. So it is possible to provide a common integrated control.
  • a maximum spatial resolution of the adjustable by the deflection, the laser element associated second light distribution is higher than a maximum spatial resolution of the adjustable by the switching device, the plurality of light emitting diode elements associated first light distribution.
  • the maximum spatial resolution describes So, for example, the subarea of the light distribution, which can be optionally lit by the individual turning on a single light emitting diode element.
  • a brightness distribution can be set particularly precisely.
  • these can be particularly cost-effective due to the lower spatial resolution in the case of the multiplicity of light-emitting diode elements. It is particularly advantageous if a light beam generated by the laser element and emitted by the headlight has an opening angle of less than or equal to 0.3 °. This is especially true at a certain time.
  • the opening angle essentially determines the maximum spatial resolution, wherein the spatial resolution is greater, the smaller the opening angle.
  • a particularly small opening angle, ie less than or equal to 0.3 °, has the consequence that even at a great distance from the headlight, the minimum adjustable partial area of the light distribution comprises a particularly small area. As a result, the laser element can be adjusted particularly well variably.
  • the first light distribution assigned to the multiplicity of light-emitting diode elements has a greater luminous flux than the second light distribution assigned to the laser element.
  • a luminous flux can be provided in a particularly cost-effective manner relative to the laser element.
  • the plurality of light-emitting diode elements can be provided for the provision of a large-area basic light distribution.
  • the laser element can then be dimensioned correspondingly with lower power and is therefore also particularly cost-effective, if it serves only for the provision of a high-beam function and / or for the variable setting or modification of the basic light distribution, for example by superposition.
  • the laser element can be used to generate light with a particularly high luminance in a particularly simple manner, in particular in comparison with the multiplicity of light-emitting diode elements.
  • the first light distribution generated by the plurality of light-emitting diode elements with respect to a vehicle transverse direction has a greater extent than the second light distribution generated by the laser element.
  • the deflecting device can now be configured so that only a light distribution in a core region of the first light distribution can be provided by means of the second light distribution.
  • the deflection can be particularly space-saving and inexpensive.
  • the respective light distribution is adjustable as a function of environmental information detected by a sensor device.
  • the sensor device may comprise, for example, a camera, a radar, an ultrasound sensor, a GPS receiver and / or a receiver of a car-to-car communication system.
  • the sensor device can also be provided with environmental information from a navigation system. This makes it possible, for example, to specifically illuminate or hide other road users, animals, obstacles, branches, traffic signs and / or lane markings.
  • the advantage can be used that the entire common light distribution is particularly variable adjustable to provide additional functionalities of the headlight. As a result, driving safety in particular can be increased.
  • an edge of the two superimposed light distribution has the same brightness as the first light distribution at a directly adjacent location.
  • an observer no longer distinguishes between the second and the first light distribution in his perception and / or a contrast edge can be detected. Otherwise, such a perception can lead to irritation and distractions.
  • This advantage can be further enhanced by producing the first and second light distribution by light of the same color.
  • a contrast edge between the superimposed light distribution and the first light distribution can also be intentionally provided. As a result, the driver's gaze can be directed specifically to this area and thus, for example, to special danger areas.
  • the laser element can be experienced through the clear limits of the light distributions.
  • the plurality of light-emitting diode elements and the laser element are provided for providing the functionality of a high beam and the headlight comprises a further light source for providing a functionality of a low beam.
  • This further light source and an optionally necessary further switching and / or deflecting device can then be designed substantially less powerful and complex than the components of the headlamp previously described. Thus, these components can then be designed according to cost and possibly less powerful.
  • the laser element is associated with a controllable deflection device by means of which the light generated by the laser element is deflected to variably adjust the second light distribution, whereby in conjunction with the adjustable first light distribution, the entire common light distribution is variably adjusted.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a motor vehicle with two headlights.
  • FIG. 2 is a further schematic plan view of the motor vehicle according to FIG. 1, wherein the light distribution generated by the headlights is shown in greater detail;
  • Figure 3 is a schematic view of the light distribution produced by the headlamps of Figures 1 and 2, which is projected onto a wall.
  • Fig. 4 is a further schematic view of FIG. 3, wherein a different light distribution is shown.
  • FIG. 1 shows in a schematic plan view a motor vehicle 10 with two headlamps 12.
  • the headlamps 12 comprise in each case as a first light source 14 a multiplicity of light-emitting diode elements and as a second light source 16 a laser element.
  • each light can be generated, which is emitted by the headlamps 12 for generating a first, the plurality of light-emitting diode elements associated, and a second, the laser element associated light distribution 18 and 20 in a surrounding region 22 of the motor vehicle 10.
  • the two light distributions 18, 20 are at least partially superimposed to form a common light distribution 24.
  • the second light distribution 20 associated with the laser element lies in a core region of the first light distribution 18 associated with the plurality of light-emitting diode elements. There, therefore, the second light distribution 20 increases the brightness of the first light distribution 18.
  • the two light distributions 18, 20 thus form together a common light distribution 24.
  • the plurality of light emitting diode elements is associated with a controllable by means of a control device 26 switching device 28, by means of which the light emitting diode elements for variable adjustment of the first light distribution 18 are individually switchable.
  • individual light-emitting diode elements are switched on or off by means of the switching device 28.
  • different current intensities, pulse width modulations and / or current voltages for the supply of individual light-emitting diode elements can be adjusted by means of the switching device 28 so as to their respective To change luminosity.
  • the first light distribution 18 is variably adjustable.
  • other road users can not yet be specifically masked out since the second light distribution 20 assigned to the laser element can not be variably adjusted in this way.
  • the laser element is assigned a controllable deflection device 30 by means of the control device 26, by means of which the light generated by the laser element can be deflected for variably adjusting the second light distribution 18, whereby the entire common light distribution 24 can be variably adjusted in conjunction with the likewise adjustable first light distribution 18 , For example, oncoming other road users can be easily hidden in the light distribution 24.
  • the deflection device 30 may include, for example, a digital micromirror device, DMD for short. These are a plurality of micromirror elements, which are arranged together on a chip and deflect a light beam generated by the laser element.
  • the laser element comprises a laser diode and a converter, wherein the laser diode excites the converter to shine, so that then the light emitted from the converter is deflected by the DMD
  • setting the second light distribution 20 is similar to the setting of the first light distribution 18 by means of Switching device 28.
  • a pivotably mounted mirror element can be provided, with which the second light distribution 20 is then built up, for example, line by line in the surrounding area 22 of the motor vehicle 10.
  • a headlamp 12 with a laser element it is usually provided that the generated light is converted by a converter, not shown here in a different color spectrum.
  • the converter can be arranged in the beam path before or after the deflection device 30.
  • FIG. 2 shows, in a further schematic plan view, the motor vehicle 10 according to FIG. 1.
  • the light distributions 18, 20 and 24 are shown in greater detail.
  • a maximum spatial resolution of the deflector 30 adjustable, the laser element associated second light distribution 20 is higher than a maximum spatial resolution of the adjustable by the switching device 28, the plurality of light emitting diode elements associated first light distribution 18.
  • the maximum spatial resolution corresponds to the minimum size of Subareas 32, 34, 36, which are variably adjustable.
  • the partial area 36 of the light distribution 18 can be hidden by the individual switching off of a light-emitting diode element.
  • the substantially smaller subarea 34 can be variably adjusted in a targeted manner by activating the laser element or the deflecting device 30 by means of the control device 26, in particular by being faded out.
  • the size of the partial regions 32, 34 is defined in particular by an opening angle of the light beam generated by the laser element and emitted by the headlight 12. It is a function of the opening angle and the distance.
  • the opening angle is illustrated in FIG. 2 by the two arrows 38. In the example shown, this opening angle is, for example, less than or equal to 0.3 °, in particular less than 0.1 °. Especially in the provision of a high beam function can thus be achieved in a particularly large distance from the motor vehicle 10 is still a particularly good spatial resolution.
  • FIG. 2 illustrates how the individually variably adjustable partial area 32, which is closer to the motor vehicle 10, is smaller than the partial area 34 which is further distanced from the motor vehicle 10.
  • the first light distribution 18 generated by the plurality of light-emitting diode elements which are also referred to as LEDs, has a greater extent with respect to the vehicle transverse direction of the motor vehicle 10 than that of the lamp.
  • the research results are able to do particularly well that a lower spatial resolution and a lower brightness are required in the edge region than in a core region.
  • the headlights 12 can be designed particularly inexpensive.
  • a sensor device 40 is shown in the form of a camera.
  • environmental information can be detected, in particular, for example, other road users, lane markings and / or traffic signs.
  • the respective light distributions 18, 20 and thus also the light distribution 24 are adjustable by the control device 26.
  • further functionalities of the headlamp 12 can be provided and also the driving safety can be increased. For example, other road users can be hidden.
  • an edge of the second light distribution 20 has the same brightness as the first light distribution 18 at the same location.
  • Such a region is marked for example in FIGS. 1 and 2 by the edge lines 42 delimiting the second light distribution 20. If the two light distributions 18, 20 in the region of these marked boundary lines 42 have the same brightness, for an observer, ie in particular for the driver of the motor vehicle 10 and other road users, no distinction is made between the two light distributions 18, 20 in their perception in the form of a contrast edge possible. As a result, possibly existing irritation of the observer is avoided and both a distraction of the driver and the other road users is prevented.
  • the light for generating the light distribution 18 and 20 has the same color. Even then, the common light distribution 24 is particularly uniform and distractions are particularly well avoided.
  • the increased functionality of the headlight 12 can be experienced directly for a customer.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate in a view how the common light distribution 24 generated by a dummy 12 in an alternative embodiment can be used.
  • This alternative designed headlight 12 includes a further light source for providing a further functionality.
  • the two light distributions 18, 20, which are projected in an upper region of the wall, are again associated with the laser element and the multiplicity of light-emitting diode elements. Thus, they provide the functionality of a high beam.
  • the dipped beam is provided by the further light source and generates the light distribution 44. This falls on the lower portion of the wall, so it would illuminate an area of the surrounding area 22 closer to the motor vehicle 10.
  • the common light distribution 24 is thus formed by the light distribution 18 and 20 and additionally the light distribution 44.
  • the functionalities are exactly the opposite.
  • the further light source is used to provide a functionality of a high beam. Accordingly, the light distribution 44 falls on an upper area of the wall.
  • the plurality of light emitting diode elements and the laser element is used to provide the functionality of a low beam. Accordingly, the two light distributions 18, 20 fall on a lower portion of the wall.
  • a headlamp 12 is created by a combination of a plurality of light systems, in particular a multiplicity of light-emitting diode elements, which are also referred to as a matrix LED, which has a particularly well variably adjustable light distribution 24 with a particularly high light distribution Spatial resolution, so that the headlight 12 has a particularly high functionality.
  • a multiplicity of light-emitting diode elements which are also referred to as a matrix LED, which has a particularly well variably adjustable light distribution 24 with a particularly high light distribution Spatial resolution, so that the headlight 12 has a particularly high functionality.
  • light can be provided in a surrounding area 22 of the motor vehicle 10 particularly well where it is needed and at the same time driving safety is increased by suppressing other road users.

Abstract

The invention relates to a headlight (12) having a multiplicity of light-emitting diode elements as a first light source (14) and a laser element as a second light source (16), which light sources can respectively generate light which can be emitted by the headlight (12) in order to generate a first light distribution (18) assigned to the multiplicity of light-emitting diode elements, and a second light distribution (20) assigned to the laser element, into a surrounding region (22) of the motor vehicle (10), wherein the two light distributions (18, 20) are at least partially superimposed to form one common light distribution (24), and a switching device (28) which can be controlled by means of a control device (26) is assigned to the multiplicity of light-emitting diode elements, by means of which switching device (20) the light-emitting diode elements can be switched individually in order to set the first light distribution (18) variably, wherein the laser element is assigned a deflection device (30) which can be controlled by means of the control device (26) and by means of which the light generated by the laser element can be deflected in order to set the second light distribution (20) variably, as a result of which, in conjunction with the first light distribution (18) which is also adjustable, the entire common light distribution (24) can be set in a variable fashion, and wherein the multiplicity of light-emitting diode elements and the laser element are provided to make available the functionality of a full beam, and the headlight (12) comprises a further light source for making available a dipped headlight functionality.

Description

Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines  Headlight for a motor vehicle and method for operating a
Scheinwerfers  headlight
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des ersten nebengeordneten Patentanspruchs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des zweiten nebengeordneten Patentan- Spruchs. The invention relates to a headlight for a motor vehicle according to the preamble of the first independent claim. Furthermore, the invention relates to a method for operating a headlamp for a motor vehicle according to the preamble of the second independent patent claim.
Von dem Unternehmen Audi AG ist ein Fahrzeugmodell„R8 LMX" bekannt, das einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einem Leuchtdiodenelement als erster Lichtquelle und einem Laserelement als zweite Lichtquelle bekannt, mittels welchen jeweils Licht erzeugbar ist, welches von dem Scheinwerfer zum Erzeugen einer ersten, dem Leuchtdiodenelement zugeordneten, und einer zweiten, dem Laserelement zugeordneten, Lichtverteilung in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abstrahlbar ist. Dabei sind die beiden Lichtverteilungen zu einer gemeinsamen Lichtverteilung we- nigstens teilweise überlagert. Die zweite dem Laserelement zugeordnete Lichtverteilung wird dabei insbesondere zur Bereitstellung einer Fernlichtfunktion genutzt. The company Audi AG discloses a vehicle model "R8 LMX" which discloses a headlamp for a motor vehicle having a light-emitting diode element as a first light source and a laser element as a second light source, by means of which light can be generated in each case, which is emitted by the headlight for generating a first light source. The two light distributions are at least partially superimposed to a common light distribution, wherein the second light distribution associated with the laser element is used in particular to provide a high beam function ,
Von dem Fahrzeugmodell „Audi A8" des Unternehmens Audi AG ist ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Leuchtdiodenelementen als Lichtquelle bekannt. Es ist eine mittels einer Steuereinrichtung steuerbare Schalteinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Leuchtdiodenelemente zum variablen Einstellen einer Lichtverteilung einzeln schaltbar sind. Weiterhin ist vom Audi R18-Rennwagen ein Scheinwerfer bekannt, bei welchem ein Laserelement als zweite Lichtquelle und eine Vielzahl von Leuchtdiodenelementen als erste Lichtquelle vorgesehen sind. A headlight for a motor vehicle having a plurality of light-emitting diode elements as the light source is known from the vehicle model "Audi A8." A control device is provided by means of which the light-emitting diode elements can be individually switched for variably setting a light distribution is known from the Audi R18 race car, a headlamp, in which a laser element as the second light source and a plurality of light emitting diode elements are provided as the first light source.
Aus der DE 103 47 951 A1 ist ein Scheinwerfer bekannt, bei welchem das von einer zweiten Lichtquelle erzeugte Licht mittels einer Reflektoreinrich- tung in dem Strahlengang des von einer ersten Lichtquelle erzeugten Lichts einkoppelbar ist. Zu diesem Zweck ist insbesondere ein schwenkbar gelagertes, einseitig für das Licht der ersten Lichtquelle durchlässiges Spiegelelement vorgesehen. Als zweite Lichtquelle kann beispielsweise eine Infrarot- lichtquelle oder eine UV-Lichtquelle verwendet werden. From DE 103 47 951 A1 a headlight is known, in which the light generated by a second light source by means of a reflector device. tion in the beam path of the light generated by a first light source can be coupled. For this purpose, in particular a pivotally mounted, one-sided for the light of the first light source permeable mirror element is provided. As the second light source, for example, an infrared light source or a UV light source can be used.
Aus der DE 103 47 635 A1 ist ein Scheinwerfer bekannt, welcher mehrere Lichtquellen in einem Gehäuseteil umfasst. Insbesondere sind ein Femlicht und ein Laserelement gemeinsam in diesem Gehäuseteil angeordnet. From DE 103 47 635 A1 a headlamp is known, which comprises a plurality of light sources in a housing part. In particular, a Femlicht and a laser element are arranged together in this housing part.
Aus der EP 1 270 324 A2 ist ein Scheinwerfer mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Lichtquellen bekannt. Diese Vielzahl von Lichtquellen bildet ein Array, welcher eine Vielzahl von zueinander parallelen Lichtbündeln emittiert. Die Lichtquellen können beispielsweise als Laserelement oder als Leuchtdi- odenelement ausgebildet sein. From EP 1 270 324 A2 a headlight with a plurality of different light sources is known. This plurality of light sources forms an array which emits a plurality of parallel light bundles. The light sources can be formed, for example, as a laser element or as a light-emitting diode element.
Die oben beschriebenen Scheinwerfer haben dabeh den Nachteil gemein, dass ihre in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abstrahlbare gemeinsame Lichtverteilung nur in sehr eingeschränktem Maße variabel ein- stellbar ist, beispielsweise indem eine Lichtquelle ausgeschaltet wird. Dadurch ist solch ein Scheinwerfer nur in sehr eingeschränktem Maße bei gewissen Funktionalitäten einsetzbar. Beispielsweise ist es bei der Verwendung von mehreren Lichtquellen nicht möglich, entgegenkommende Verkehrsteilnehmer gezielt vollvariabel im gesamten Bereich der Lichtverteilung auszublenden, sodass diese nicht geblendet werden. Es ist also beispielsweise lediglich möglich, das Laserelement insgesamt auszuschalten, wodurch die Umgebung des Fahrzeugs jedoch insgesamt schlechter beleuchtet ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Scheinwerfer zu schaffen, der ein besonders hohes Maß an Funktionalität aufweist. The headlamps described above have the disadvantage in common that their common light distribution, which can be emitted into an ambient region of the motor vehicle, can be adjusted variably only to a very limited extent, for example by switching off a light source. As a result, such a headlight can only be used to a very limited extent for certain functionalities. For example, it is not possible with the use of multiple light sources, specifically targeted oncoming road users fully variable in the entire range of light distribution hide, so they are not dazzled. So it is for example only possible to turn off the laser element altogether, whereby the environment of the vehicle, however, is poorer overall lighting. Object of the present invention is therefore to provide a headlamp, which has a particularly high degree of functionality.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des ersten nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des zweiten nebengeordneten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben. Bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer ist es vorgesehen, dass dem Laserelement eine mittels der Steuereinrichtung steuerbare Ablenkeinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher das von dem Laserelement erzeugte Licht zum variablen Einstellen der zweiten Lichtverteilung ablenkbar ist, wodurch in Verbindung mit der ebenfalls einstellbaren ersten Lichtverteilung die gesamte gemeinsame Lichtverteilung variabel einstellbar ist. Dadurch weist der Scheinwerfer ein besonders hohes Maß an Funktionalität auf, beispielsweise können so problemlos andere Verkehrsteilnehmer ausgeblendet werden o- der aber auch Fahrbahnmarkierungen und/oder Verkehrsschilder besonders gut beleuchtet werden. Das Laserelement umfasst beispielsweise eine Laserdiode zum Erzeugen eines Lichtstrahls. Zusätzlich kann das Laserelement einen Konverter umfassen, welcher beispielsweise durch den Lichtstrahl einer Laserdiode zum Leuchten mit einer anderen Farbe als dieser Lichtstrahl angeregt wird. Aufgrund des Konverters kann das Laserelement so Licht mit einer anderen Spektralverteilung erzeugen als nur mit einer Laserdiode. Die Spektralverteilung kann so beispielsweise weißem Licht entsprechen. Bei der Ablenkeinrichtung kann es sich beispielsweise um ein schwenkbar gelagertes Spiegelelement handeln. Alternativ kann die Ablenkeinrichtung ein sogenanntes Digital Micromirror Device, kurz DMD, umfas- sen. Dabei handelt es sich um eine Vielzahl von Mikrospiegelelementen, welche einzeln verstellbar sind. Ein DMD wird vorzugsweise genutzt wenn das Laserelement einen Konverter umfasst um das vom Konverter abgegebene Licht abzulenken. Sowohl die Ablenkeinrichtung als auch die Schalteinrichtung ist dabei mittels der Steuereinrichtung steuerbar. So ist es möglich, eine gemeinsame integrierte Steuerung vorzusehen. This object is achieved by a headlamp with the features of the first independent claim. Furthermore, this object is achieved by a method having the features of the second independent claim. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the other claims. In the case of the headlight according to the invention, it is provided that the laser element is assigned a controllable deflection device by means of which the light generated by the laser element can be deflected for variably setting the second light distribution, thereby producing the entire common light distribution in conjunction with the likewise adjustable first light distribution is variably adjustable. As a result, the headlight on a particularly high level of functionality, for example, other road users can be hidden so easily o- but also road markings and / or traffic signs are particularly well lit. The laser element comprises, for example, a laser diode for generating a light beam. In addition, the laser element may comprise a converter, which is excited for example by the light beam of a laser diode to illuminate with a different color than this light beam. Due to the converter, the laser element can thus generate light with a different spectral distribution than just a laser diode. The spectral distribution can thus correspond, for example, to white light. The deflection device can be, for example, a pivotably mounted mirror element. Alternatively, the deflection device may comprise a so-called digital micromirror device, DMD for short. These are a variety of micro-mirror elements, which are individually adjustable. A DMD is preferably used when the laser element comprises a converter to deflect the light emitted by the converter. Both the deflection device and the switching device can be controlled by means of the control device. So it is possible to provide a common integrated control.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine maximale Ortsauflösung der durch die Ablenkeinrichtung einstellbaren, dem Laserelement zugeordneten zweiten Lichtverteilung höher ist, als eine maximale Ortsauflösung der durch die Schalteinrichtung einstellbaren, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten ersten Lichtverteilung. Dadurch kann mit der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen besonders einfach eine Grundbeleuchtung des Umgebungsbereichs bereitgestellt werden und diese dann durch das Laserelement als zweite Lichtquelle besonders einfach variabel durch eine Überlagerung der zweiten Lichtverteilung eingestellt werden. Die maximale Ortsauflösung beschreibt dabei die minimale Größe von einem Teilbereich einer der Lichtverteilungen, welcher einzeln z. B. in der Helligkeit oder Farbe einstellbar ist. Bei der ersten Lichtquelle mit der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen beschreibt die maximale Ortsauflö- sung also beispielsweise den Teilbereich der Lichtverteilung, welcher durch das einzelne Anschalten eines einzigen Leuchtdiodenelements beleuchtet wahlweise werden kann. Insbesondere wenn das Laserelement dazu genutzt wird, in einem bestimmten Teilbereich der gemeinsamen Lichtverteilung de- ren dortige Helligkeit zu erhöhen, ist eine Helligkeitsverteilung besonders präzise einstellbar. Dagegen können durch die geringere Ortsauflösung bei der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen diese besonders kostengünstig sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein von dem Laserelement erzeugter und von dem Scheinwerfer abgestrahlter Lichtstrahl einen Öffnungswinkel von kleiner oder gleich 0,3° aufweist. Dies gilt insbesondere zu einem bestimmten Zeitpunkt. Der Öffnungswinkel bestimmt dabei im Wesentlichen die maximale Ortsauflösung, wobei die Ortsauflösung größer ist, je kleiner der Öff- nungswinkel ist. Ein besonders kleiner Öffnungswinkel, also kleiner oder gleich 0,3°, hat zur Folge, dass auch in großer Entfernung von dem Scheinwerfer der minimale einstellbare Teilbereich der Lichtverteilung eine besonders kleine Fläche umfasst. Dadurch kann durch das Laserelement besonders gut variabel eingestellt werden. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that a maximum spatial resolution of the adjustable by the deflection, the laser element associated second light distribution is higher than a maximum spatial resolution of the adjustable by the switching device, the plurality of light emitting diode elements associated first light distribution. As a result, it is particularly easy to provide a basic illumination of the surrounding area with the plurality of light-emitting diode elements, and these can then be set particularly easily variably by the laser element as a second light source by overlaying the second light distribution. The maximum spatial resolution describes the minimum size of a portion of one of the light distributions, which individually z. B. in the brightness or color is adjustable. In the first light source with the plurality of light-emitting diode elements, the maximum spatial resolution describes So, for example, the subarea of the light distribution, which can be optionally lit by the individual turning on a single light emitting diode element. In particular, when the laser element is used to increase its local brightness in a certain subarea of the common light distribution, a brightness distribution can be set particularly precisely. By contrast, these can be particularly cost-effective due to the lower spatial resolution in the case of the multiplicity of light-emitting diode elements. It is particularly advantageous if a light beam generated by the laser element and emitted by the headlight has an opening angle of less than or equal to 0.3 °. This is especially true at a certain time. The opening angle essentially determines the maximum spatial resolution, wherein the spatial resolution is greater, the smaller the opening angle. A particularly small opening angle, ie less than or equal to 0.3 °, has the consequence that even at a great distance from the headlight, the minimum adjustable partial area of the light distribution comprises a particularly small area. As a result, the laser element can be adjusted particularly well variably.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordnete erste Lichtverteilung einen größeren Lichtstrom aufweist als die dem Laserelement zugeordnete zweite Lichtverteilung. Mittels der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen lässt sich gegenüber dem Laserelement ein Lichtstrom besonders kostengünstig bereitstellen. So kann die Vielzahl von Leuchtdiodenelementen für die Bereitstellung einer großflächigen Grundlichtverteilung bereitgestellt werden. Das Laserelement kann dann entsprechend mit geringerer Leistung dimensioniert sein und ist damit ebenfalls besonders kostengünstig, wenn es nur für die Bereitstellung einer Fernlicht- funktion und/oder zum variablen Einstellen beziehungsweise Modifizieren der Grundlichtverteilung beispielsweise durch Überlagerung dient. Mit dem Laserelement lässt sich besonders einfach, insbesondere im Vergleich zu der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen, Licht mit einer besonders hohen Leuchtdichte erzeugen. It is furthermore advantageous if the first light distribution assigned to the multiplicity of light-emitting diode elements has a greater luminous flux than the second light distribution assigned to the laser element. By means of the plurality of light-emitting diode elements, a luminous flux can be provided in a particularly cost-effective manner relative to the laser element. Thus, the plurality of light-emitting diode elements can be provided for the provision of a large-area basic light distribution. The laser element can then be dimensioned correspondingly with lower power and is therefore also particularly cost-effective, if it serves only for the provision of a high-beam function and / or for the variable setting or modification of the basic light distribution, for example by superposition. The laser element can be used to generate light with a particularly high luminance in a particularly simple manner, in particular in comparison with the multiplicity of light-emitting diode elements.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die von der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen erzeugte erste Lichtverteilung in Bezug auf eine Fahrzeugquerrichtung eine größere Ausdehnung aufweist, als die von dem Laserelement erzeugte zweite Lichtverteilung. Erneut kann so mittels der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen eine besonders kostengünstige Grundlichtverteilung bereitgestellt werden. Insbesondere die , Ablenkeinrichtung kann nun so gestaltet sein, dass mittels der zweiten Lichtverteilung lediglich eine Lichtverteilung in einem Kernbereich der ersten Lichtverteilung bereitstellbar ist. So kann die Ablenkeinrichtung besonders platzsparend und kostengünstig sein. Außerdem kann so besonders einfach verhindert werden, dass bei einer Fehlfunktion des Laserelements oder der Ablenkeinrichtung andere Verkehrsteilnehmer in einem Randbereich der gemeinsamen Lichtverteilung geblendet werden. Dies ist besonders sinnvoll, wenn von dem Laserelement Licht mit einer besonders hohen Leuchtdichte bereitgestellt wird. Eine besonders hohe Lichtintensität kann andernfalls Augenirritationen verursachen. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first light distribution generated by the plurality of light-emitting diode elements with respect to a vehicle transverse direction has a greater extent than the second light distribution generated by the laser element. Again can be provided by means of the plurality of light-emitting diode elements, a particularly inexpensive basic light distribution. In particular, the deflecting device can now be configured so that only a light distribution in a core region of the first light distribution can be provided by means of the second light distribution. Thus, the deflection can be particularly space-saving and inexpensive. In addition, it is particularly easy to prevent other traffic participants from being dazzled in an edge region of the common light distribution in the event of a malfunction of the laser element or of the deflection device. This is particularly useful if light is provided by the laser element with a particularly high luminance. A particularly high light intensity may otherwise cause eye irritation.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweilige Lichtverteilung in Abhängigkeit von durch eine Sensoreinrichtung erfassten Umgebungsinformationen einstellbar ist. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine Kamera, ein Radar, ein Ultraschallsensor, einen GPS-Empfänger und/oder einen Empfänger einer Car-to-Car- Kommunikationsanlage umfassen. Der Sensoreinrichtung können auch Um- gebungsinformationen aus einem Navigationssystem bereitgestellt werden. Damit ist es beispielsweise möglich, andere Verkehrsteilnehmer, Tiere, Hindernisse, Abzweigungen, Verkehrsschilder und/oder Fahrbahnmarkierungen gezielt besonders hell zu beleuchten oder auszublenden. So kann der Vorteil genutzt werden, dass die gesamte gemeinsame Lichtverteilung besonders gut variabel einstellbar ist, um weitere Funktionalitäten des Scheinwerfers bereitzustellen. Dadurch kann insbesondere eine Fahrsicherheit erhöht werden. In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the respective light distribution is adjustable as a function of environmental information detected by a sensor device. The sensor device may comprise, for example, a camera, a radar, an ultrasound sensor, a GPS receiver and / or a receiver of a car-to-car communication system. The sensor device can also be provided with environmental information from a navigation system. This makes it possible, for example, to specifically illuminate or hide other road users, animals, obstacles, branches, traffic signs and / or lane markings. Thus, the advantage can be used that the entire common light distribution is particularly variable adjustable to provide additional functionalities of the headlight. As a result, driving safety in particular can be increased.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im Bereich der zumindest teilweisen Überlagerung der ersten und der zweiten Lichtverteilung ein Rand der zwei überlagerten Lichtverteilung die gleiche Helligkeit aufweist, wie die erste Lichtverteilung an einer direkt angrenzenden Stelle. Dadurch kann durch einen Beobachter nicht mehr in seiner Wahrnehmung zwischen der zweiten und der ersten Lichtverteilung unterschieden und/oder eine Kontrastkante erkannt werden. Eine solche Wahrnehmung kann anderenfalls zu Irritierung und Ablenkungen führen. Gegebenenfalls ist es bereits ausreichend, wenn die Helligkeit wenigstens ähnlich ist. Dieser Vorteil kann zusätzlich dadurch verstärkt werden, dass die erste und die zweite Lichtverteilung durch Licht mit einer gleichen Farbe erzeugt wird. Alternativ kann auch bewusst eine Kontrastkante zwischen der überlagerten Lichtverteilung und der ersten Lichtverteilung vorgesehen werden. Dadurch kann der Blick des Fahrers gezielt auf diesen Bereich gelenkt werden und damit beispielsweise auf besondere Gefahrenbereiche. Außerdem ist das Laserelement so erlebbar durch die deutlichen Grenzen der Lichtverteilungen. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that in the region of the at least partial superimposition of the first and the second light distribution, an edge of the two superimposed light distribution has the same brightness as the first light distribution at a directly adjacent location. As a result, an observer no longer distinguishes between the second and the first light distribution in his perception and / or a contrast edge can be detected. Otherwise, such a perception can lead to irritation and distractions. If necessary, it is already sufficient if the brightness is at least similar. This advantage can be further enhanced by producing the first and second light distribution by light of the same color. Alternatively, a contrast edge between the superimposed light distribution and the first light distribution can also be intentionally provided. As a result, the driver's gaze can be directed specifically to this area and thus, for example, to special danger areas. In addition, the laser element can be experienced through the clear limits of the light distributions.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Vielzahl von Leuchtdiodenelementen und das Laserelement zum Bereitstellen der Funktionalität eines Fernlichts vorgesehen sind und der Scheinwerfer eine weitere Lichtquelle zum Bereitstellen einer Funktionalität eines Abblendlichts um- fasst. Diese weitere Lichtquelle und eine gegebenenfalls notwendige weitere Schalt- und/oder Ablenkeinrichtung können dann wesentlich weniger leis- tungsfähig und komplex gestaltet sein, als die bereits vorher beschriebenen Komponenten des Scheinwerfers. Damit können auch diese Komponenten dann entsprechend kostengünstig und gegebenenfalls weniger leistungsfähig gestaltet sein. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug ist es vorgesehen, dass dem Laserelement eine mittels der Steuereinrichtung steuerbare Ablenkeinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher das von dem Laserelement erzeugte Licht zum variablen Einstellen der zweiten Lichtverteilung abgelenkt wird, wodurch in Verbindung mit der ebenfalls einstellbaren ersten Lichtverteilung die gesamte gemeinsame Lichtverteilung variabel eingestellt wird. Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten in ebensolcher Weise für dieses Verfahren. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeig- ten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. In a further advantageous embodiment, it is provided that the plurality of light-emitting diode elements and the laser element are provided for providing the functionality of a high beam and the headlight comprises a further light source for providing a functionality of a low beam. This further light source and an optionally necessary further switching and / or deflecting device can then be designed substantially less powerful and complex than the components of the headlamp previously described. Thus, these components can then be designed according to cost and possibly less powerful. In the method according to the invention for operating a headlamp for a motor vehicle, it is provided that the laser element is associated with a controllable deflection device by means of which the light generated by the laser element is deflected to variably adjust the second light distribution, whereby in conjunction with the adjustable first light distribution, the entire common light distribution is variably adjusted. The advantages and embodiments described above in connection with the headlight according to the invention apply equally to this method. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respective combinations indicated, but also in other combinations or in isolation, without the To leave frame of the invention.
Dabei zeigen: Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug mit zwei Scheinwerfern; Showing: Figure 1 is a schematic plan view of a motor vehicle with two headlights.
Fig. 2 in einer weiteren schematischen Draufsicht das Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 , wobei die durch die Scheinwerfer erzeugte Lichtverteilung im größeren Detail dargestellt ist; FIG. 2 is a further schematic plan view of the motor vehicle according to FIG. 1, wherein the light distribution generated by the headlights is shown in greater detail; FIG.
Fig. 3 in einer schematischen Ansicht die durch die Scheinwerfer gemäß Fig. 1 und 2 erzeugte Lichtverteilung, wobei diese auf eine Wand projiziert ist; und Figure 3 is a schematic view of the light distribution produced by the headlamps of Figures 1 and 2, which is projected onto a wall. and
Fig. 4 eine weitere schematische Ansicht gemäß Fig. 3, wobei eine andere Lichtverteilung gezeigt ist. Fig. 4 is a further schematic view of FIG. 3, wherein a different light distribution is shown.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug 10 mit zwei Scheinwerfern 12. Die Scheinwerfer 12 umfassen jeweils als eine erste Lichtquelle 14 eine Vielzahl von Leuchtdiodenelementen und als eine zweite Lichtquelle 16 ein Laserelement. Mittels dieser Lichtquellen 14, 16 ist jeweils Licht erzeugbar, welches von den Scheinwerfern 12 zum Erzeugen einer ersten, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten, und einer zweiten, dem Laserelement zugeordneten, Lichtverteilung 18 und 20 in einen Umgebungsbereich 22 des Kraftfahrzeugs 10 abgestrahlt wird. Die beiden Lichtverteilungen 18, 20 werden dabei zu einer gemeinsamen Lichtverteilung 24 wenigstens teilweise überlagert. Im gezeigten Fall liegt beispielsweise die zweite, dem Laserelement zugeordnete Lichtverteilung 20 in einem Kernbereich der ersten, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten ersten Lichtverteilung 18. Dort erhöht also die zweite Lichtverteilung 20 die Helligkeit der ersten Lichtverteilung 18. Die beiden Lichtverteilungen 18, 20 bilden damit zusammen eine gemeinsame Lichtverteilung 24. 1 shows in a schematic plan view a motor vehicle 10 with two headlamps 12. The headlamps 12 comprise in each case as a first light source 14 a multiplicity of light-emitting diode elements and as a second light source 16 a laser element. By means of these light sources 14, 16 each light can be generated, which is emitted by the headlamps 12 for generating a first, the plurality of light-emitting diode elements associated, and a second, the laser element associated light distribution 18 and 20 in a surrounding region 22 of the motor vehicle 10. The two light distributions 18, 20 are at least partially superimposed to form a common light distribution 24. In the case shown, for example, the second light distribution 20 associated with the laser element lies in a core region of the first light distribution 18 associated with the plurality of light-emitting diode elements. There, therefore, the second light distribution 20 increases the brightness of the first light distribution 18. The two light distributions 18, 20 thus form together a common light distribution 24.
Der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen ist eine mittels einer Steuereinrichtung 26 steuerbare Schalteinrichtung 28 zugeordnet, mittels welcher die Leuchtdiodenelemente zum variablen Einstellen der ersten Lichtverteilung 18 einzeln schaltbar sind. Beispielsweise werden mittels der Schalteinrichtung 28 einzelne Leuchtdiodenelemente an- oder ausgeschaltet. Alternativ oder zusätzlich können mittels der Schalteinrichtung 28 verschiedene Stromstärken, Pulsweitenmodulationen und/oder Stromspannungen für die Versorgung einzelner Leuchtdiodenelemente eingestellt werden, um so deren jeweilige Leuchtkraft zu verändern. Damit ist die erste Lichtverteilung 18 variabel einstellbar. Allerdings können so beispielsweise noch nicht gezielt andere Verkehrsteilnehmer ausgeblendet werden, da die zweite dem Laserelement zugeordnete Lichtverteilung 20 so nicht variabel einstellbar ist. The plurality of light emitting diode elements is associated with a controllable by means of a control device 26 switching device 28, by means of which the light emitting diode elements for variable adjustment of the first light distribution 18 are individually switchable. By way of example, individual light-emitting diode elements are switched on or off by means of the switching device 28. Alternatively or additionally, different current intensities, pulse width modulations and / or current voltages for the supply of individual light-emitting diode elements can be adjusted by means of the switching device 28 so as to their respective To change luminosity. Thus, the first light distribution 18 is variably adjustable. However, for example, other road users can not yet be specifically masked out since the second light distribution 20 assigned to the laser element can not be variably adjusted in this way.
Deswegen ist dem Laserelement eine mittels der Steuereinrichtung 26 steuerbare Ablenkeinrichtung 30 zugeordnet, mittels welcher das von dem Laserelement erzeugte Licht zum variablen Einstellen der zweiten Lichtverteilung 18 ablenkbar ist, wodurch in Verbindung mit der ebenfalls einstellbaren ersten Lichtverteilung 18 die gesamte gemeinsame Lichtverteilung 24 variabel einstellbar ist. So können beispielsweise entgegenkommende andere Verkehrsteilnehmer problemlos in der Lichtverteilung 24 ausgeblendet werden. Insgesamt können so die Scheinwerfer 12 besonders einfach genutzt werden, um weitere Funktionen bei der gemeinsamen Lichtverteilung 24 zur Verfügung zu stellen. Die Ablenkeinrichtung 30 kann dabei beispielsweise ein Digital Micromirror Device, kurz DMD, umfassen. Dabei handelt es sich um eine Vielzahl von Mikrospiegelelementen, welche auf einem Chip gemeinsam angeordnet sind und einen durch das Laserelement erzeugten Lichtstrahl ablenken. Vorzugsweise umfasst dabei das Laserelement eine Laserdiode und einen Konverter, wobei die Laserdiode den Konverter zum Leuchten anregt, sodass dann das vom Konverter abgegebene Licht durch den DMD abgelenkt wird So ist das Einstellen der zweiten Lichtverteilung 20 ähnlich zu dem Einstellen der ersten Lichtverteilung 18 mittels der Schalteinrichtung 28. Alternativ kann ein schwenkbar gelagertes Spiegelelement vor- gesehen sein, womit dann die zweite Lichtverteilung 20 beispielsweise zeilenweise in dem Umgebungsbereich 22 des Kraftfahrzeugs 10 aufgebaut wird. Bei einem Scheinwerfer 12 mit einem Laserelement ist es üblicherweise vorgesehen, dass das erzeugte Licht von einem hier nicht gezeigten Konverter in ein anderes Farbspektrum konvertiert wird. Der Konverter kann im Strahlengang vor oder nach der Ablenkeinrichtung 30 angeordnet sein. For this reason, the laser element is assigned a controllable deflection device 30 by means of the control device 26, by means of which the light generated by the laser element can be deflected for variably adjusting the second light distribution 18, whereby the entire common light distribution 24 can be variably adjusted in conjunction with the likewise adjustable first light distribution 18 , For example, oncoming other road users can be easily hidden in the light distribution 24. Overall, the headlights 12 can be used in a particularly simple manner in order to provide further functions in the common light distribution 24. The deflection device 30 may include, for example, a digital micromirror device, DMD for short. These are a plurality of micromirror elements, which are arranged together on a chip and deflect a light beam generated by the laser element. Preferably, the laser element comprises a laser diode and a converter, wherein the laser diode excites the converter to shine, so that then the light emitted from the converter is deflected by the DMD So setting the second light distribution 20 is similar to the setting of the first light distribution 18 by means of Switching device 28. Alternatively, a pivotably mounted mirror element can be provided, with which the second light distribution 20 is then built up, for example, line by line in the surrounding area 22 of the motor vehicle 10. In a headlamp 12 with a laser element, it is usually provided that the generated light is converted by a converter, not shown here in a different color spectrum. The converter can be arranged in the beam path before or after the deflection device 30.
Fig. 2 zeigt in einer weiteren schematischen Draufsicht das Kraftfahrzeug 10 gemäß Fig. 1. Hierbei sind die Lichtverteilungen 18, 20 und 24 in größerem Detail dargestellt. Insbesondere ist veranschaulicht, dass eine maximale Ortsauflösung der durch die Ablenkeinrichtung 30 einstellbaren, dem Laserelement zugeordneten zweiten Lichtverteilung 20 höher ist, als eine maximale Ortsauflösung der durch die Schalteinrichtung 28 einstellbaren, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten ersten Lichtverteilung 18 ist. Die maximale Ortsauflösung entspricht dabei der minimalen Größe von Teilbereichen 32, 34, 36, welche variabel einstellbar sind. Beispielsweise kann durch das einzelne Ausschalten eines Leuchtdiodenelements der Teilbereich 36 der Lichtverteilung 18 ausgeblendet werden. In der Realität existieren Überlagerungen zwischen den verschiedenen durch die einzelnen Leuchtdiodenelemente aus- oder einblendbaren Teilbereichen der Lichtverteilung 18, die aufgrund der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt sind. Bei der zweiten Lichtverteilung 20 kann dagegen der wesentlich kleinere Teilbereich 34 gezielt durch Ansteuern des Laserelements oder der Ablenkeinrichtung 30 mittels der Steuereinrichtung 26 variabel eingestellt werden, insbe- sondere ausgeblendet werden. FIG. 2 shows, in a further schematic plan view, the motor vehicle 10 according to FIG. 1. Here, the light distributions 18, 20 and 24 are shown in greater detail. In particular, it is illustrated that a maximum spatial resolution of the deflector 30 adjustable, the laser element associated second light distribution 20 is higher than a maximum spatial resolution of the adjustable by the switching device 28, the plurality of light emitting diode elements associated first light distribution 18. The maximum spatial resolution corresponds to the minimum size of Subareas 32, 34, 36, which are variably adjustable. For example, the partial area 36 of the light distribution 18 can be hidden by the individual switching off of a light-emitting diode element. In reality, superimpositions exist between the various subdivisions of the light distribution 18 which can be displayed or faded in through the individual light-emitting diode elements and which, for reasons of clarity, are not shown here. In the case of the second light distribution 20, on the other hand, the substantially smaller subarea 34 can be variably adjusted in a targeted manner by activating the laser element or the deflecting device 30 by means of the control device 26, in particular by being faded out.
Forschungen haben ergeben, dass in einem Randbereich einer Lichtverteilung 24 eine geringere Ortsauflösung benötigt wird, als in einem Kernbereich. Eine hohe Ortsauflösung bereitzustellen, ist mit einem Laserelement und mit der Ablenkeinrichtung 30 wesentlich weniger aufwendig als mit einer Vielzahl von Leuchtdiodenelementen und der Schalteinrichtung 28. Eine solche Kombination ist also besonders vorteilhaft. Außerdem kann dadurch, dass die Lichtverteilung 20, welche dem Laserelement zugeordnet ist, in einem Kernbereich der Lichtverteilung 18 liegt, die Helligkeit in diesem Kernbe- reich der Lichtverteilung 24 durch die Addition der beiden Lichtverteilungen 18, 20 besonders erhöht werden. Im Randbereich wird dagegen ebenfalls weniger Helligkeit benötigt. Research has shown that in a peripheral region of a light distribution 24, a lower spatial resolution is needed than in a core region. Providing a high spatial resolution is considerably less complicated with a laser element and with the deflection device 30 than with a large number of light-emitting diode elements and the switching device 28. Such a combination is thus particularly advantageous. In addition, because the light distribution 20, which is assigned to the laser element, is located in a core region of the light distribution 18, the brightness in this core region of the light distribution 24 can be particularly increased by the addition of the two light distributions 18, 20. On the other hand, less brightness is needed in the border area.
Die Größe der Teilbereiche 32, 34 wird insbesondere durch einen Öffnungs- winkel des von dem Laserelement erzeugten und von dem Scheinwerfer 12 abgestrahlten Lichtstrahls definiert. Sie ist eine Funktion des Öffnungswinkels und des Abstandes. Der Öffnungswinkel ist in Fig. 2 durch die beiden Pfeile 38 veranschaulicht. Im gezeigten Beispiel ist dieser Öffnungswinkel beispielsweise kleiner oder gleich 0,3°, insbesondere kleiner 0,1 °. Gerade bei der Bereitstellung einer Fernlichtfunktion lässt sich so in einem besonders großen Abstand vom Kraftfahrzeug 10 noch eine besonders gute Ortsauflösung erzielen. In Fig. 2 ist veranschaulicht wie der einzeln variabel einstellbare Teilbereich 32, welcher näher zum Kraftfahrzeug 10 ist, kleiner ist als der weiter von dem Kraftfahrzeug 10 distanzierte Teilbereich 34. The size of the partial regions 32, 34 is defined in particular by an opening angle of the light beam generated by the laser element and emitted by the headlight 12. It is a function of the opening angle and the distance. The opening angle is illustrated in FIG. 2 by the two arrows 38. In the example shown, this opening angle is, for example, less than or equal to 0.3 °, in particular less than 0.1 °. Especially in the provision of a high beam function can thus be achieved in a particularly large distance from the motor vehicle 10 is still a particularly good spatial resolution. FIG. 2 illustrates how the individually variably adjustable partial area 32, which is closer to the motor vehicle 10, is smaller than the partial area 34 which is further distanced from the motor vehicle 10.
Weiterhin ist in Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht, dass die von der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen, welche auch als LEDs bezeichnet werden, erzeugte erste Lichtverteilung 18 in Bezug auf die Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs 10 eine größere Ausdehnung aufweist, als die von dem La- serelement erzeugte zweite Lichtverteilung 20. Auch hiermit kann den Forschungsergebnissen besonders gut gerecht werden, dass im Randbereich eine geringere Ortsauflösung und eine geringere Helligkeit benötigt werden, als in einem Kernbereich. Dadurch können die Scheinwerfer 12 besonders kostengünstig gestaltet werden. Furthermore, it is illustrated in FIGS. 1 and 2 that the first light distribution 18 generated by the plurality of light-emitting diode elements, which are also referred to as LEDs, has a greater extent with respect to the vehicle transverse direction of the motor vehicle 10 than that of the lamp. Here too, the research results are able to do particularly well that a lower spatial resolution and a lower brightness are required in the edge region than in a core region. As a result, the headlights 12 can be designed particularly inexpensive.
Außerdem ist eine Sensoreinrichtung 40 in Form einer Kamera gezeigt. Mittels dieser Sensoreinrichtung 40 sind Umgebungsinformationen erfassbar, insbesondere beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer, Fahrbahnmarkie- rungen und/oder Verkehrsschilder. In Abhängigkeit von diesen Umgebungsinformationen sind die jeweiligen Lichtverteilungen 18, 20 und damit auch die Lichtverteilung 24 durch die Steuereinrichtung 26 einstellbar. Dadurch können weitere Funktionalitäten des Scheinwerfers 12 bereitgestellt werden und außerdem die Fahrsicherheit erhöht werden. So können beispielsweise an- dere Verkehrsteilnehmer ausgeblendet werden. In addition, a sensor device 40 is shown in the form of a camera. By means of this sensor device 40, environmental information can be detected, in particular, for example, other road users, lane markings and / or traffic signs. Depending on this environment information, the respective light distributions 18, 20 and thus also the light distribution 24 are adjustable by the control device 26. As a result, further functionalities of the headlamp 12 can be provided and also the driving safety can be increased. For example, other road users can be hidden.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn im Bereich der zumindest teilweisen Überlagerung der ersten und zweiten Lichtverteilung 18, 20 ein Rand der zweiten Lichtverteilung 20 die gleiche Helligkeit aufweist, wie die erste Lichtverteilung 18 an derselben Stelle. Ein solcher Bereich ist beispielsweise in Fig. 1 und 2 durch die die zweite Lichtverteilung 20 begrenzenden Randlinien 42 markiert. Weisen die beiden Lichtverteilungen 18, 20 im Bereich dieser markierten Randlinien 42 die gleiche Helligkeit auf, ist für einen Beobachter, also insbesondere den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 und weitere Verkehrsteilnehmer, keine Unterscheidung der beiden Lichtverteilungen 18, 20 in ihrer Wahrnehmung in Form einer Kontrastkante mehr möglich. Dadurch werden gegebenenfalls sonst existierende Irritationen der Beobachter vermieden und sowohl eine Ablenkungen des Fahrers als auch der anderen Verkehrsteilnehmer wird verhindert. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Licht zum Er- zeugen der Lichtverteilung 18 und 20 die gleiche Farbe aufweist. Auch dann ist die gemeinsame Lichtverteilung 24 besonders einheitlich und Ablenkungen werden besonders gut vermieden. Alternativ ist es aber auch möglich, unterschiedliche Farben vorzusehen, um die durch das Laserelement erzeugte Lichtverteilung 20 besonders erlebbar zu machen. Beispielsweise ist das Farbspektrum von einem Laserelement gegenüber dem Leuchtdiodenelement ins Bläuliche verschoben. Auch durch eine Kontrastkante, insbesondere aufgrund unterschiedlicher Helligkeiten, zwischen der Überlagerung der ersten und zweiten Lichtverteilung 18, 22 und dem nicht überlagerten Teil der Lichtverteilung 22 kann der Blick des Fahrers gezielt gelenkt werden. Zusätzlich ist die erhöhte Funktionalität des Scheinwerfers 12 so direkt für einen Kunden erlebbar. It is also advantageous if, in the region of the at least partial superimposition of the first and second light distribution 18, 20, an edge of the second light distribution 20 has the same brightness as the first light distribution 18 at the same location. Such a region is marked for example in FIGS. 1 and 2 by the edge lines 42 delimiting the second light distribution 20. If the two light distributions 18, 20 in the region of these marked boundary lines 42 have the same brightness, for an observer, ie in particular for the driver of the motor vehicle 10 and other road users, no distinction is made between the two light distributions 18, 20 in their perception in the form of a contrast edge possible. As a result, possibly existing irritation of the observer is avoided and both a distraction of the driver and the other road users is prevented. In addition, it can be provided that the light for generating the light distribution 18 and 20 has the same color. Even then, the common light distribution 24 is particularly uniform and distractions are particularly well avoided. Alternatively, it is also possible to provide different colors in order to make the light distribution 20 generated by the laser element particularly tangible. For example, the color spectrum of a laser element relative to the light emitting diode element is shifted to the bluish. Also by a contrasting edge, in particular due to different brightnesses, between the superposition of the first and second light distribution 18, 22 and the non-superimposed part of the light distribution 22, the driver's gaze can be targeted. In addition, the increased functionality of the headlight 12 can be experienced directly for a customer.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen in einer Ansicht, wie die durch einen Schein- werter 12 in einer Ausführungsalternative erzeugte gemeinsame Lichtverteilung 24 genutzt werden kann. Dieser alternativ ausgeführte Scheinwerfer 12 umfasst eine weitere Lichtquelle zum Bereitstellen einer weiteren Funktionalität. Dem Laserelement und der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen sind erneut die beiden Lichtverteilungen 18, 20 zugeordnet, welche in einem obe- ren Bereich der Wand projiziert werden. Dadurch stellen sie die Funktionalität eines Fernlichts bereit. Das Abblendlicht wird durch die weitere Lichtquelle bereitgestellt und erzeugt die Lichtverteilung 44. Diese fällt auf den unteren Bereich der Wand, sie würde also einen dem Kraftfahrzeug 10 näheren Bereich des Umgebungsbereichs 22 ausleuchten. Die gemeinsame Lichtver- teilung 24 wird also durch die Lichtverteilung 18 und 20 und zusätzlich die Lichtverteilung 44 gebildet. FIGS. 3 and 4 illustrate in a view how the common light distribution 24 generated by a dummy 12 in an alternative embodiment can be used. This alternative designed headlight 12 includes a further light source for providing a further functionality. The two light distributions 18, 20, which are projected in an upper region of the wall, are again associated with the laser element and the multiplicity of light-emitting diode elements. Thus, they provide the functionality of a high beam. The dipped beam is provided by the further light source and generates the light distribution 44. This falls on the lower portion of the wall, so it would illuminate an area of the surrounding area 22 closer to the motor vehicle 10. The common light distribution 24 is thus formed by the light distribution 18 and 20 and additionally the light distribution 44.
In Fig. 4 sind die Funktionalitäten genau umgekehrt. Die weitere Lichtquelle wird zum Bereitstellen einer Funktionalität eines Fernlichts genutzt. Entspre- chend fällt die Lichtverteilung 44 auf einen oberen Bereich der Wand. Die Vielzahl von Leuchtdiodenelementen und das Laserelement wird dagegen zum Bereitstellen der Funktionalität eines Abblendlichts genutzt. Entsprechend fallen die beiden Lichtverteilungen 18, 20 auf einen unteren Bereich der Wand. In Fig. 4, the functionalities are exactly the opposite. The further light source is used to provide a functionality of a high beam. Accordingly, the light distribution 44 falls on an upper area of the wall. The plurality of light emitting diode elements and the laser element, however, is used to provide the functionality of a low beam. Accordingly, the two light distributions 18, 20 fall on a lower portion of the wall.
Insgesamt konnte gezeigt werden, wie durch eine Kombination mehrerer Lichtsysteme, insbesondere einer Vielzahl von Leuchtdiodenelementen, welche auch als Matrix-LED bezeichnet werden, und einem Laserelement ein Scheinwerfer 12 geschaffen ist, welcher eine besonders gut variabel einstell- bare Lichtverteilung 24 mit einer besonders hohen Ortsauflösung aufweist, sodass der Scheinwerfer 12 eine besonders hohe Funktionalität besitzt. Dadurch kann Licht in einem Umgebungsbereich 22 des Kraftfahrzeugs 10 besonders gut variabel dort bereitgestellt werden, wo es benötigt wird und gleichzeitig die Fahrsicherheit durch Ausblendung anderer Verkehrsteilneh- mer erhöht werden. Overall, it has been shown how a headlamp 12 is created by a combination of a plurality of light systems, in particular a multiplicity of light-emitting diode elements, which are also referred to as a matrix LED, which has a particularly well variably adjustable light distribution 24 with a particularly high light distribution Spatial resolution, so that the headlight 12 has a particularly high functionality. As a result, light can be provided in a surrounding area 22 of the motor vehicle 10 particularly well where it is needed and at the same time driving safety is increased by suppressing other road users.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:  CLAIMS:
Scheinwerfer (12) für ein Kraftfahrzeug (10) mit einer Vielzahl von Leuchtdiodenelementen als erste Lichtquelle (14) und einem Laserelement als zweite Lichtquelle (16), mittels welchen jeweils Licht erzeugbar ist, welches von dem Scheinwerfer (12) zum Erzeugen einer ersten, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten, und einer zweiten, dem Laserelement zugeordneten, Lichtverteilung (18, 20) in einen Umgebungsbereich (22) des Kraftfahrzeugs (10) abstrahlbar ist, wobei die beiden Lichtverteilungen (18, 20) zu einer gemeinsamen Lichtverteilung (24) wenigstens teilweise überlagert sind und der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen eine mittels einer Steuereinrichtung (26) steuerbare Schalteinrichtung (28) zugeordnet ist, mittels welcher die Leuchtdiodenelemente zum variablen Einstellen der ersten Lichtverteilung (18) einzeln schaltbar sind, A headlamp (12) for a motor vehicle (10) having a multiplicity of light-emitting diode elements as a first light source (14) and a laser element as a second light source (16), by means of which light can be generated in each case by the headlamp (12) to produce a first light source. the plurality of light emitting diode elements associated, and a second, the laser element associated, light distribution (18, 20) in an ambient region (22) of the motor vehicle (10) can be emitted, wherein the two light distributions (18, 20) to a common light distribution (24) at least partially superposed and the plurality of light-emitting diode elements by means of a control device (26) controllable switching device (28) is assigned, by means of which the light emitting diode elements for variably adjusting the first light distribution (18) are individually switchable
wobei dem Laserelement eine mittels der Steuereinrichtung (26) steuerbare Ablenkeinrichtung (30) zugeordnet ist, mittels welcher das von dem Laserelement erzeugte Licht zum variablen Einstellen der zweiten Lichtverteilung (20) ablenkbar ist, wodurch in Verbindung mit der ebenfalls einstellbaren ersten Lichtverteilung (18) die gesamte gemeinsame Lichtverteilung (24) variabel einstellbar ist, wherein the laser element is associated with a controllable by the control device (26) deflection device (30), by means of which the light generated by the laser element for variably adjusting the second light distribution (20) is deflectable, whereby in conjunction with the likewise adjustable first light distribution (18) the entire common light distribution (24) is variably adjustable,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Vielzahl von Leuchtdiodenelementen und das Laserelement zum Bereitstellen der Funktionalität eines Fernlichts vorgesehen sind und der Scheinwerfer (12) eine weitere Lichtquelle zum Bereitstellen einer Funktionalität eines Abblendlichts umfasst. the plurality of light emitting diode elements and the laser element are provided for providing the functionality of a high beam and the headlight (12) comprises a further light source for providing a functionality of a low beam.
Scheinwerfer (12) nach Anspruch 1 , Headlamp (12) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine maximale Ortsauflösung der durch die Ablenkeinrichtung (30) einstellbaren, dem Laserelement zugeordneten zweiten Lichtverteilung (20) höher ist als eine maximale Ortsauflösung der durch die Schalteinrichtung (28) einstellbaren, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten ersten Lichtverteilung (18). a maximum spatial resolution of the deflector (30) adjustable, the laser element associated second light distribution (20) is higher than a maximum spatial resolution of the switching means (28) adjustable, the plurality of light emitting diode elements associated first light distribution (18).
Scheinwerfer (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, Headlamp (12) according to one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Laserelement erzeugter und von dem Scheinwerfer (12) abgestrahlter Lichtstrahl einen Öffnungswinkel (38) von kleiner oder gleich 0,3° aufweist. characterized in that a light beam generated by the laser element and emitted by the headlight (12) has an opening angle (38) of less than or equal to 0.3 °.
Scheinwerfer (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Headlight (12) according to one of the preceding claims, characterized in that
die der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordnete erste Lichtverteilung (18) einen größeren Lichtstrom aufweist als die dem Laserelement zugeordnete zweite Lichtverteilung (20). the first light distribution (18) assigned to the multiplicity of light-emitting diode elements has a larger luminous flux than the second light distribution (20) assigned to the laser element.
Scheinwerfer ( 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Headlamp (2) according to one of the preceding claims, characterized in that
die von der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen erzeugte erste Lichtverteilung (18) in Bezug auf eine Fahrzeugquerrichtung eine größere Ausdehnung aufweist als die von dem Laserelement erzeugte zweite Lichtverteilung (20), the first light distribution (18) generated by the plurality of light-emitting diode elements has a greater extent with respect to a vehicle transverse direction than the second light distribution (20) generated by the laser element,
Scheinwerfer (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Headlight (12) according to one of the preceding claims, characterized in that
die jeweiligen Lichtverteilungen (18, 20, 24, 44) in Abhängigkeit von durch eine Sensoreinrichtung (40) erfassten Umgebungsinformationen einstellbar ist. the respective light distributions (18, 20, 24, 44) can be set as a function of environmental information detected by a sensor device (40).
Scheinwerfer (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Headlight (12) according to one of the preceding claims, characterized in that
im Bereich der zumindest teilweisen Überlagerung der ersten und der zweiten Lichtverteilung (18, 20) ein Rand der zwei überlagerten Lichtverteilungen (18, 20) die gleiche Helligkeit aufweist wie die erste Lichtverteilung (18) an einer direkt angrenzenden Stelle. in the region of the at least partial superimposition of the first and the second light distribution (18, 20), an edge of the two superimposed light distributions (18, 20) has the same brightness as the first light distribution (18) at a directly adjacent location.
Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers (12) für ein Kraftfahrzeug (10) mit einer Vielzahl von Leuchtdiodenelementen als erste Lichtquelle (14) und einem Laserelement als zweite Lichtquelle (16), mittels welchen jeweils Licht erzeugt wird, welches von dem Scheinwerfer (12) zum Erzeugen einer ersten, der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen zugeordneten, und einer zweiten, dem Laserelement zugeordneten, Lichtverteilung (18, 20) in einen Umgebungsbereich (22) des Kraftfahrzeugs (10) abgestrahlt wird, wobei die beiden Lichtverteilungen (18, 20) zu einer gemeinsamen Lichtverteilung (24) wenigstens teilweise überlagert sind und der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen eine mittels einer Steuereinrichtung (26) steuerbare Schalteinrichtung (28) zugeordnet ist, mittels welcher die Leuchtdiodenelemente zum variablen Einstellen der ersten Lichtverteilung (18) einzeln geschaltet werden, Method for operating a headlamp (12) for a motor vehicle (10) having a multiplicity of light-emitting diode elements as a first light source (14) and a laser element as a second light source (16), by means of which light is generated in each case from the headlight (12) to the Generating a first, the plurality of light-emitting diode elements associated, and a second, the laser element associated, light distribution (18, 20) in a surrounding area (22) of the motor vehicle (10) is emitted, wherein the two light distributions (18, 20) to a common Light distribution (24) are at least partially superimposed and the plurality of light-emitting diode elements is assigned a switching device (28) which can be controlled by means of a control device (26), by means of which the light-emitting diode elements are switched individually for variably setting the first light distribution (18),
wobei dem Laserelement eine mittels der Steuereinrichtung (26) steuerbare Ablenkeinrichtung (30) zugeordnet ist, mittels welcher das von dem Laserelement erzeugte Licht zum variablen Einstellen der zweiten Lichtverteilung (20) ablenkt wird, wodurch in Verbindung mit der ebenfalls einstellbaren ersten Lichtverteilung (18) die gesamte gemeinsame Lichtverteilung (24) variabel eingestellt wird, wherein the laser element is associated with a controllable deflection device (30) by means of the control device (26), by means of which the light generated by the laser element is deflected to adjust the second light distribution (20) in a variable manner, whereby in conjunction with the likewise adjustable first light distribution (18). the total common light distribution (24) is set variably,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mittels der Vielzahl von Leuchtdiodenelementen und des Laserelements die Funktionalität eines Fernlichts bereitgestellt wird und der Scheinwerfer (12) eine weitere Lichtquelle umfasst, mittels welcher eine Funktionalität eines Abblendlichts bereitgestellt wird. the functionality of a high beam is provided by means of the plurality of light emitting diode elements and the laser element and the headlight (12) comprises a further light source, by means of which a functionality of a low beam light is provided.
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