WO2018229131A1 - Bifunktions-lichtmodul für einen kraftfahrzeugscheinwerfer mit lidar-funktion - Google Patents

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WO2018229131A1
WO2018229131A1 PCT/EP2018/065663 EP2018065663W WO2018229131A1 WO 2018229131 A1 WO2018229131 A1 WO 2018229131A1 EP 2018065663 W EP2018065663 W EP 2018065663W WO 2018229131 A1 WO2018229131 A1 WO 2018229131A1
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projection lens
light module
bifunktions
light
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Martin Licht
Christian Buchberger
Joachim Knittel
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Automotive Lighting Reutlingen Gmbh
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    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements

Definitions

  • Infrared radiation detector having a reception field of view.
  • the projection lens is used not only for visible light but also for infrared radiation. As a result of this multiple use, it is otherwise possible to omit optical components required solely for the guidance of the infrared beam path, which saves costs and installation space. In addition, otherwise for the
  • Infrared beam paths u.U. required openings in the body are omitted, which increases the design freedom.
  • the infrared radiation detector only sees
  • Infrared radiation source generated at the first portion be effectively avoided.
  • a preferred embodiment is characterized in that the infrared radiation source, the
  • Infrared radiation source and the projection lens a bundling the infrared beam first optical
  • Element is arranged.
  • the second subregion is larger than the first subregion.
  • Subareas have microstructures, wherein the microstructures of the first portion of the
  • Microstructures are.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the projection lens has a first partial lens and a second partial lens, wherein a focal length of the first partial lens of a focal length of the second
  • Partial lens is different. It is further preferred that the infrared radiation source is arranged on an optical axis of the projection lens, wherein a main emission direction of the
  • the infrared radiation source is arranged on the optical axis and that the
  • Infrared radiation detector comprises a plurality of sub-detectors, which are arranged in a focal surface of the projection lens, each sub-detector one
  • the receiving angular ranges of the sub-detectors are separated by diaphragms arranged between in each case two adjacent sub-detectors.
  • the bifunctional light module has a lower partial structure and a lower partial structure when the bifunctional light module is used as intended
  • Substructures is and wherein the infrared radiation source and the infrared radiation detector are components of the other substructure. It is further preferred that the two substructures are separated by a mirror aperture between them, wherein the light source is a component of the upper
  • Partial structure is and wherein the infrared radiation source and the infrared radiation detector are components of the lower part structure.
  • the light source is a component of the lower part structure and that the
  • Infrared radiation source and the infrared radiation detector are components of the upper part structure.
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 4 shows an embodiment with a fortunegete
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a bifunctional light module 10 according to the invention in a side view.
  • the x-direction gives one
  • the y-direction is in an orientation of the Bifunktions light module 10 in the room, which corresponds to its orientation when used as intended in a motor vehicle, parallel to the horizon in front of the motor vehicle.
  • the z-direction is parallel to the vertical axis of the motor vehicle.
  • the Bifunktions light module 10 has an upper part structure 12 and a lower
  • a visible light 18 emitting light source 20 is arranged in the upper part structure 12.
  • the visible light 18 emitting light source 20 has a series of light-emitting diodes, which lie in the figure 1 partly above and partly below the plane of the drawing and of which only a light emitting diode 22, which is cut from the plane of the drawing, is visible.
  • Each of the visible light 18 emitting LEDs 22 illuminates a preferably light-emitting diode individual
  • the primary optics 24 focus the light 18 of the light emitting diodes 22 into one of the light emitting diodes 22
  • the primary optics 24 are in the illustrated
  • Embodiment to catadioptric solids without that the invention would be limited to the use of such transparent solids as primary optics.
  • the upper substructure 12 is bounded at the bottom by an opaque aperture 30 projecting into the focal plane 26 of the projection lens 16 in the x direction.
  • Infrared radiation source 38 and a
  • Measuring screen corresponds.
  • the underside of the diaphragm 30 is preferably reflective.
  • the specular effect is preferred by a reflective coating, for example
  • the infrared radiation source irradiates the infrared radiation of the infrared radiation beam 37 a spatial radiation characteristic, which corresponds with respect to the xz plane about the radiation characteristic of the high beam light distribution of visible light.
  • Infrared radiation source 38 goes out and without the
  • Infrared radiation detector 36 is incident, should be as low as possible. These are, for example, at the projection lens 16 undesirable reflected
  • FIG. 2 shows the lower substructure of the bifunctional light module 10 below the diaphragm 30 from FIG. 1 in a plan view, that is to say with a direction to the z direction
  • Infrared radiation source 38 is arranged in the x-y plane laterally from a line 40 which is parallel to an optical axis 42 of the projection lens 16.
  • the line 40 divides the projection lens 16 into a first lens area 44 relative to the y-direction and a second one
  • the infrared radiation source 38, the infrared radiation detector 36 and the projection lens 16 are arranged relative to each other so that the emanating from the infrared radiation source 38
  • Receiving angle range 38 are represented in FIG. 2 by individual lines. This is particularly appropriate for the outgoing infra-red radiation beam 37, which is preferably very narrow (cross-sectional diameter in the range of, for example, 2 to 4 mm).
  • the received angle range is preferably wider and preferably covers the rest of the Projection lens 16, which is not illuminated by the narrow infrared radiation beam.
  • Infrared radiation source 38, the infrared radiation detector 36 and the projection lens 16 are arranged relative to each other so that the of the
  • the infrared radiation source 38, the infrared radiation detector 36 and the projection lens 16 are arranged on the object of FIG. 2 on a common planar printed circuit board 51.
  • the infrared radiation source 38 preferably has one
  • the first optical element 52 is preferably a condenser lens.
  • the first optical element 52 is preferably so
  • the first portion 54 has z. B. a diameter of 2 mm to 4 mm, wherein the projection lens 16 transverse to its optical axis 42 has a diameter of z. B. 40 mm to 80 mm.
  • the first subregion 54 lies within the first lens region 44.
  • the infrared radiation detector 36 preferably has an infrared radiation photodiode and second optical element 58.
  • the second optical element 58 is in the beam path arranged by incident on the infrared radiation photodiode 56 infrared radiation.
  • Infrared radiation photodiode 56 directed.
  • the second portion 60 does not overlap with the first portion 54 of the projection lens 16, which from the inside of the Bifunktions light module 10 with the
  • Infrared radiation source 38 outgoing infrared radiation is illuminated.
  • the second subregion 60 thus defines together with the radiation-sensitive surface of the
  • Light module 10 lying receiving angle range.
  • Infrared radiation detector 36 defined second
  • Subarea 60 is preferably so large that it has a
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment, which is characterized in that at least one optically refractive surface of the projection lens has microstructures in at least one of the partial regions.
  • the light exit surface of the first optically refractive surface of the projection lens has microstructures in at least one of the partial regions.
  • Subregion 54 of the projection lens surface structures 62 with which the light emitted from the Bifunktions light module 10 infrared radiation beam 37 can be influenced.
  • the surface structures are preferred here
  • Light exit surface 64 ie in the surface of the projection lens 16, which faces away from the infrared radiation source 38 and the infrared radiation detector 36.
  • Projection lens 16 applied, as well as another of the microstructure 62 different microstructure 63 on the remaining portion 64 of the projection lens.
  • the microstructure 63 is preferably designed in such a way that the light-dark boundary of the low-beam light distribution of the bifunctional light module is smoothed and an overhead light (sign light) is produced for illuminating traffic signs.
  • Area of the surface of the projection lens 54, 66 is preferably so small that it is not noticeable to a viewer and does not affect the function of the low beam distribution or only insignificantly.
  • Surface structures may alternatively or additionally also in the light entry surface 66 of the first portion 54 of the projection lens 16, that is, in that surface of the projection lens 16, the infrared radiation source 38 and the
  • Infrared radiation detector 36 faces, be arranged.
  • For each surface structure 62 is that their
  • microstructures 63 which are arranged in the light exit surface 64 of the projection lens in its second partial region 60, may be designed such that they are z. B. for the
  • Infrared radiation detector 36 active
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the
  • Projection lens 16 is designed as a two-part lens having a first partial lens 68 and a second partial lens 70.
  • the first partial lens 68 corresponds in function and arrangement to preferably the first partial region 54 of the projection lens 16 from FIGS. 2 and 3.
  • the second partial lens 70 corresponds in function and arrangement to preferably the second partial region 60 of the projection lens 16 from FIGS. 2 and 3.
  • the focal length f_68 of the first partial lens 68 is preferably of the focal length f_70 of the second partial lens 70
  • the focal length f_70 of the second partial lens 70 corresponds to z. B. the focal length of the second portion 60 of the projection lens 16 of Figures 2 and 3, while the focal length of the first partial lens 68 of the focal length of the first portion 54 of the projection lens 16 from the Figures 2 and 3 differs. Similar to the
  • Radiation characteristic of the emerging from the first part of the lens infrared radiation beam can be influenced without affecting the radiation path to the infrared radiation detector and the receiving angle range.
  • the focal surface of the first partial lens 68 is farther away from the projection lens 16 than the focal surface of the second partial lens 70.
  • the infrared radiation source 38 may also be located slightly farther from the projection lens 16. It is also shown in FIG. 4. This leads to the possibly desired effect that
  • Infrared radiation sources 38 can be compensated or that space for the optical elements 52, 58 provided or that shown in Figure 1
  • the second partial lens 70 can be provided with an arrangement of infrared radiation source 38 and, unchanged from the subject matter of FIGS. 2 and 3
  • Infrared radiation detector 36 relative to the projection lens 16 have a relation to the second portion 60 shorter or longer focal length. This has the effect that the distribution of incident infrared radiation on the radiation sensitive surface of the
  • Infrared radiation photodiode 56 changes. This area is then z. B. is irradiated more uniformly with respect to differences in irradiation between partial areas of the area.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a
  • Infrared radiation beam 37 of the infrared radiation source 38 is at least in its projection on the x-y plane parallel to the optical axis 42 of the projection lens 16 or coincides with the optical axis of the proj etechnischslinse.
  • the infrared radiation beam 37 is the
  • Infrared radiation beam 37 the only small due to the bundling by the first optical element 52
  • Light entrance surface 66 of the projection lens 16 is arranged.
  • Projection lens 16 may be arranged.
  • Infrared radiation detector 36 has in this case
  • the number m is preferably a number between 1 and 20.
  • Projection lens 16 is arranged. It is preferred that Each individual detector has its own reception field of view
  • Receiving angle ranges are determined individually. This is z. B. a distinction of objects that are on their own lane, of objects that are on the opposite lane, possible.
  • Discrete detectors is arranged to improve the separation between the receiving angle ranges of the individual detectors in which they crosstalk between the
  • Infrared radiation source 38 can also be arranged in this focal surface 26, in which case the first optical element 52 can be dispensed with. In all embodiments, care must be taken that the light source 20 associated
  • Light function is not unduly influenced by the lens areas 54 and 60. This requirement can be fulfilled because of the small cross section of the infrared radiation beam incident from the infrared radiation source 38 in relation to the dimensions of the projection lens.
  • the invention has hitherto been described with regard to a bifunctional light module having a visible light dipped beam module.
  • a bifunctional light module having a visible light dipped beam module.
  • Embodiment also in combination with a high beam portion of a Bifunktions light module
  • Infrared radiation components in the upper part structure and the high beam components may be arranged in the lower substructure of the Bifunktions- light module.
  • Front edge 32 is displayed as a cut-off line, can be dispensed with in this case.

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Abstract

Vorgestellt wird ein Bifunktions-Lichtmodul (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, mit einer Projektionslinse (16), einer Lichtquelle, mit der sichtbares Licht emittierbar ist, einer Infrarotstrahlungsquelle (38), mit der ein Infrarotstrahlungsbündel (37) abstrahlbar ist, das einen ersten Teilbereich (54) der Projektionslinse (16) beleuchtet, und mit einem Infrarotstrahlungsdetektor (36). Das Lichtmodul (10) zeichnet sich dadurch aus, dass der Infrarotstrahlungsdetektor(36) mit im Vorfeld reflektierter Infrarotstrahlung der Infrarotstrahlungsquelle (38) beleuchtbar ist, die über einen zweiten Teilbereich (60) der Projektionslinse (16) auf den Infrarotstrahlungsdetektor(36) einfällt, wobei sich der zweite Teilbereich (60) der Projektionslinse (16) nicht mit dem ersten Teilbereich 54) überlappt.

Description

Bifunktions-Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit Lidar-Funktion
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bifunktions- Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, mit einer Projektionslinse, einer Lichtquelle, mit der sichtbares
Licht emittierbar ist, das die Projektionslinse beleuchtet, einer Infrarotstrahlungsquelle, mit der in einem
Infrarotstrahlungsbündel propagierende Infrarotstrahlung abstrahlbar ist, die einen ersten Teilbereich der
Projektionslinse beleuchtet, und mit einem
Infrarotstrahlungsdetektor, der ein Empfangssichtfeld aufweist .
Ein diese Merkmale aufweisendes Bifunktionslichtmodul ist aus der US7,350,945 B2 bekannt, wobei die
Infrarotstrahlungskomponenten unter anderem dazu dienen, Entfernungen von Objekten, die sich vor dem Kraftfahrzeug befinden und die Infrarotstrahlung reflektieren, zu
bestimmen. Die Entfernungsbestimmung mittels
Infrarotstrahlung wird auch als Light Detection and
Ranging, abgekürzt Lidar, bezeichnet. Bei dem bekannten Bifunktionslichtmodul ist ein Sensor jeweils in einem
Scheinwerfer (headlight) angeordnet. In Bezug auf die
Anordnung im Scheinwerfer offenbart die Figur 3 der US 7,350,945 B2 eine Anordnung des Sensorstrahlengangs
außerhalb des Strahlengangs der Projektionslinse.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Infrarotstrahlungsdetektor mit im Vorfeld reflektierter Infrarotstrahlung der Infrarotstrahlungsquelle beleuchtbar ist, die über einen zweiten Teilbereich der
Projektionslinse auf den Infrarotstrahlungsdetektor
einfällt, wobei sich der zweite Teilbereich der
Projektionslinse nicht mit dem ersten Teilbereich
überlappt.
Damit werden die folgenden technischen Effekte erzielt. Dadurch, dass im Vorfeld reflektierte Infrarotstrahlung der Infrarotstrahlungsquelle über einen zweiten Teilbereich der Projektionslinse auf den Infrarotstrahlungsdetektor
einfällt, wird die Projektionslinse nicht nur für das sichtbare Licht, sondern auch für die Infrarotstrahlung genutzt. Durch diese Mehrfachnutzung können sonst allein für die Führung des Infrarotstrahlengangs erforderliche optische Komponenten weggelassen werden, was Kosten und Bauraum spart. Außerdem können sonst für die
Infrarotstrahlengänge u.U. erforderliche Öffnungen in der Karosserie weggelassen werden, was die Designfreiheit erhöht. Der Infrarotstrahlungsdetektor sieht nur
Infrarotstrahlung, die aus dem zweiten Teilbereich
einfällt, der nicht von der Infrarotstrahlungsquelle beleuchtet wird. Damit kann eine sonst mögliche Störung des Infrarotstrahlungsdetektors durch Streulicht, das die
Infrarotstrahlungsquelle am ersten Teilbereich erzeugt, wirkungsvoll vermieden werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Infrarotstrahlungsquelle, der
Infrarotstrahlungsdetektor und die Projektionslinse so angeordnet sind, dass sich das Infrarotstrahlungsbündel und das Empfangssichtfeld in einer Fokalfläche der
Projektionslinse einander durchdringend kreuzen.
Bevorzugt ist auch, dass zwischen der
Infrarotstrahlungsquelle und der Projektionslinse ein das Infrarotstrahlungsbündel bündelndes erstes optisches
Element angeordnet ist.
Weiter ist bevorzugt, dass der zweite Teilbereich größer als der erste Teilbereich ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine optische brechende Fläche der Projektionslinse in wenigstens einem der Teilbereiche
Mikrostrukturen aufweist.
Bevorzugt ist auch, dass entweder nur einer der beiden Teilbereiche Mikrostrukturen aufweist oder dass beide
Teilbereiche Mikrostrukturen aufweisen, wobei sich die Mikrostrukturen des ersten Teilbereichs von den
Mikrostrukturen des zweiten Teilbereichs unterscheiden.
Weiter ist bevorzugt, dass im zweiten Teilbereich
vorhandene Mikrostrukturen zerstreuend wirkende
Mikrostrukturen sind.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Projektionslinse eine erste Teillinse und eine zweite Teillinse aufweist, wobei sich eine Brennweite der ersten Teillinse von einer Brennweite der zweiten
Teillinse unterscheidet. Weiter ist bevorzugt, dass die Infrarotstrahlungsquelle auf einer optischen Achse der Projektionslinse angeordnet ist, wobei eine Hauptabstrahlrichtung der
Infrarotstrahlungsquelle längs der optischen Achse
ausgerichtet ist oder dass der Infrarotstrahlungsdetektor auf der optischen Achse der Projektionslinse angeordnet ist, wobei eine zentrale Richtung des
Empfangswinkelbereichs längs der optischen Achse
ausgerichtet ist.
Bevorzugt ist auch, dass die Infrarotstrahlungsquelle auf der optischen Achse angeordnet ist und dass der
Infrarotstrahlungsdetektor eine Mehrzahl von Teildetektoren aufweist, die in einer Fokalfläche der Projektionslinse angeordnet sind, wobei jeder Teildetektor einen
Empfangswinkelbereich aufweist, der von den
Empfangswinkelbereichen der übrigen Teildetektoren
verschieden ist. Bevorzugt ist auch, dass die Empfangswinkelbereiche der Teildetektoren durch zwischen jeweils zwei benachbarten Teildetektoren angeordnete Blenden getrennt sind.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass auch die Infrarotstrahlungsquelle in der
Fokalebene der Projektionslinse angeordnet ist.
Bevorzugt ist auch, dass das Bifunktions-Lichtmodul eine bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Bifunktions- Lichtmoduls untere Teilstruktur und eine oberen
Teilstruktur des Bifunktions-Lichtmoduls aufweist, wobei die Lichtquelle ein Bestandteil von einer der beiden
Teilstrukturen ist und wobei die Infrarotstrahlungsquelle und der Infrarotstrahlungsdetektor Bestandteile der jeweils anderen Teilstruktur sind. Weiter ist bevorzugt, dass die beiden Teilstrukturen durch eine zwischen ihnen liegende Spiegelblende getrennt sind, wobei die Lichtquelle ein Bestandteil der oberen
Teilstruktur ist und wobei die Infrarotstrahlungsquelle und der Infrarotstrahlungsdetektor Bestandteile der unteren Teilstruktur sind.
Bevorzugt ist auch, dass die Lichtquelle ein Bestandteil der unteren Teilstruktur ist und dass die
Infrarotstrahlungsquelle und der Infrarotstrahlungsdetektor Bestandteile der oberen Teilstruktur sind.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Bifunktions-Lichtmoduls ;
Figur 2 eine untere Teilstruktur des Bifunktions-
Lichtmoduls aus der Figur 1 in einer Draufsicht; Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bifunktions-Lichtmoduls ;
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel mit einer zweigete
Projektionslinse; und
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Bifunktions-Lichtmoduls .
Im Einzelnen zeigt die Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bifunktions-Lichtmoduls 10 in einer Seitenansicht. Die x-Richtung gibt eine
Hauptabstrahlrichtung an. Die y-Richtung ist bei einer Orientierung des Bifunktions-Lichtmoduls 10 im Raum, die seiner Orientierung bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung in einem Kraftfahrzeug entspricht, parallel zum Horizont vor dem Kraftfahrzeug. Die z-Richtung liegt parallel zur Hochachse des Kraftfahrzeugs. Das Bifunktions-Lichtmodul 10 weist eine obere Teilstruktur 12 und eine untere
Teilstruktur 14 sowie eine Projektionslinse 16 auf.
In der oberen Teilstruktur 12 ist eine sichtbares Licht 18 emittierende Lichtquelle 20 angeordnet. Die sichtbares Licht 18 emittierende Lichtquelle 20 weist eine Reihe von Leuchtdioden, die in der Figur 1 zum Teil über und zum Teil unter der Zeichnungsebene liegen und von denen nur eine Leuchtdiode 22, die von der Zeichnungsebene geschnitten wird, sichtbar ist.
Jede der sichtbares Licht 18 emittierenden Leuchtdioden 22 beleuchtet eine vorzugsweise Leuchtdioden-individuelle
Primäroptik 24. Die Primäroptiken 24 fokussieren das Licht 18 der Leuchtdioden 22 in eine den Leuchtdioden 22
zugewandte Fokalfläche 26 der Projektionslinse 16. Bei den Primäroptiken 24 handelt es sich im dargestellten
Ausführungsbeispiel um katadioptrische Festkörper, ohne dass die Erfindung auf die Verwendung solcher transparenter Festkörper als Primäroptiken beschränkt wäre.
Die obere Teilstruktur 12 wird nach unten durch eine in x- Richtung bis in die Fokalfläche 26 der Projektionslinse 16 ragende undurchsichtige Blende 30 begrenzt. Die der
Projektionslinse 16 zugewandte Vorderkante 32 der Blende 30 begrenzt die von den Leuchtdioden 22 und Primäroptiken 24 in der Fokalfläche 26 der Projektionslinse 16 erzeugte innere Lichtverteilung und wird daher als Hell-Dunkel-
Grenze einer äußeren Abblendlichtverteilung in das Vorfeld des Bifunktions-Lichtmoduls 10 projiziert. In diesem Fall ist das Bifunktions-Lichtmodul 10 ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers. Die nach oben weisende Fläche 34 der Blende 30 ist bevorzugt eine spiegelnd beschichtete Fläche. Unterhalb der Blende 30 sind eine
Infrarotstrahlungsquelle 38 und ein
Infrarotstrahlungsdetektor 36 angeordnet. Dabei liegt die Infrarotstrahlungsquelle in der y-Richtung hinter dem Infrarotstrahlungsdetektor 36 und wird insofern durch den Infrarotstrahlungsdetektor 36 verdeckt und emittiert ein Infrarotstrahlungsbündel 37, das bevorzugt ein um den HV-Punkt kollimierter Strahl ist. In der
Horizontalen wird damit bevorzugt ein Bereich von -2° bis +2° um den HV-Punkt herum ausgeleuchtet. In der Vertikalen erstreckt sich die Ausleuchtung bevorzugt von 0° bis +2°. Dadurch ergibt sich eine Verteilung der Infrarotstrahlung, die etwa der Lichtverteilung einer Fernlichtverteilung von sichtbarem Licht auf einem zur y-z-Ebene parallelen
Messschirm entspricht. Die Unterseite der Blende 30 ist bevorzugt spiegelnd. Die spiegelnde Wirkung wird bevorzugt durch eine spiegelnde Beschichtung, zum Beispiel aus
Metall, erzeugt. Die Infrarotstrahlungsquelle strahlt die Infrarotstrahlung des Infrarotstrahlungsbündels 37 mit einer räumlichen Strahlungscharakteristik ab, die in Bezug auf die x-z-Ebene etwa der Strahlungscharakteristik der Fernlichtverteilung von sichtbarem Licht entspricht. Ein Anteil von Streustrahlung 31, die von der
Infrarotstrahlungsquelle 38 ausgeht und ohne das
Bifunktions-Lichtmodul 10 zu verlassen, auf den
Infrarotstrahlungsdetektor 36 einfällt, soll möglichst gering sein. Dabei handelt es sich zum Beispiel um an der Projektionslinse 16 unerwünscht reflektierte
Infrarotstrahlung.
Figur 2 zeigt die unterhalb der Blende 30 liegende untere Teilstruktur des Bifunktions-Lichtmoduls 10 aus der Figur 1 in einer Draufsicht, also mit einer zur z-Richtung
entgegengesetzten Blickrichtung. Die
Infrarotstrahlungsquelle 38 ist in der x-y-Ebene seitlich von einer Linie 40, die parallel zu einer optischen Achse 42 der Projektionslinse 16 verläuft, angeordnet. Die Linie 40 teilt die Projektionslinse 16 in einen, bezogen auf die y-Richtung, ersten Linsenbereich 44 und einen zweiten
Linsenbereich 46 auf. Die Infrarotstrahlungsquelle 38, der Infrarotstrahlungsdetektor 36 und die Projektionslinse 16 sind relativ zueinander so angeordnet, dass sich das von der Infrarotstrahlungsquelle 38 ausgehende
Infrarotstrahlungsbündel 37 und ein Empfangswinkelbereich des Infrarotstrahlungsdetektors 36 in der Fokalfläche 26 der Projektionslinse 16 kreuzen.
Das Infrarotstrahlungsbündel 37 und der
Empfangswinkelbereich 38 werden in der Figur 2 durch einzelne Linien repräsentiert. Dies ist insbesondere für das ausgehende Infrarotstrahlungsbündel 37 angemessen, das bevorzugt sehr eng ist (Querschnittsdurchmesser im Bereich von z. B. 2 bis 4 mm) . Der Empfangswinkelbereich ist bevorzugt breiter und deckt bevorzugt den Rest der Projektionslinse 16 ab, der nicht von dem engen Infrarotstrahlungsbündel beleuchtet wird.
Für solche Infrarotstrahlungsbündel und
Empfangswinkelbereiche soll gelten, dass die
Infrarotstrahlungsquelle 38, der Infrarotstrahlungsdetektor 36 und die Projektionslinse 16 relativ zueinander so angeordnet sind, dass sich das von der
Infrarotstrahlungsquelle 38 ausgehende
Infrarotstrahlungsbündel 37 und ein Empfangswinkelbereich des Infrarotstrahlungsdetektors 36 in der Fokalfläche 26 der Projektionslinse 16 einander durchdringend kreuzen. Die Infrarotstrahlungsquelle 38, der Infrarotstrahlungsdetektor 36 und die Projektionslinse 16 sind beim Gegenstand der Figur 2 auf einer gemeinsamen, ebenen Leiterplatte 51 angeordnet .
Die Infrarotstrahlungsquelle 38 weist bevorzugt eine
Infrarot-Leuchtdiode oder -Laserdiode 50 und ein die
Infrarotstrahlung der Infrarot-Leuchtdiode oder -Laserdiode 50 kollimierendes erstes optisches Element 52 auf. Das erste optische Element 52 ist bevorzugt eine Sammellinse. Das erste optische Element 52 ist bevorzugt so
ausgestaltet, dass das aus dem ersten optischen Element 52 austretende Infrarotstrahlungsbündel 37 einen ersten
Teilbereich 54 der Projektionslinse 16 beleuchtet. Der erste Teilbereich 54 hat z. B. einen Durchmesser von 2 mm bis 4 mm, wobei die Projektionslinse 16 quer zu ihrer optischen Achse 42 einen Durchmesser von z. B. 40 mm bis 80 mm aufweist. Der erste Teilbereich 54 liegt innerhalb des ersten Linsenbereichs 44.
Der Infrarotstrahlungsdetektor 36 weist bevorzugt eine Infrarotstrahlungsfotodiode und zweites optisches Element 58 auf. Das zweite optische Element 58 ist im Strahlengang von auf die Infrarotstrahlungsfotodiode 56 einfallender Infrarotstrahlung angeordnet. Die
Infrarotstrahlungsfotodiode 56 ist dabei bevorzugt nur in einem schmalen Wellenlängenbereich empfindlich, in dem auch die Strahlungsquelle 50 emittiert. Dies kann ggf. durch einen Filter auf der Infrarotstrahlungsfotodiode erreicht werden. Das zweite optische Element 58 ist bevorzugt eine Sammellinse. Es ist so ausgebildet, dass es aus einem zweiten Teilbereich 60 der Projektionslinse 16 auf das zweite optische Element 58 einfallende Infrarotstrahlung auf die strahlungsempfindliche Fläche der
Infrarotstrahlungsfotodiode 56 richtet.
Der zweite Teilbereich 60 überlappt sich nicht mit dem ersten Teilbereich 54 der Projektionslinse 16, der aus dem Inneren des Bifunktions-Lichtmoduls 10 mit von der
Infrarotstrahlungsquelle 38 ausgehender Infrarotstrahlung beleuchtet wird. Der zweite Teilbereich 60 definiert damit zusammen mit der strahlungsempfindlichen Fläche der
Infrarotfotodiode den im Inneren des Bifunktions-
Lichtmoduls 10 liegenden Empfangswinkelbereich. Die
Trennung zwischen dem ersten Teilbereich 54 und dem zweiten Teilbereich 60 der Projektionslinse 16 muss nicht durch die Mitte der Projektionslinse 16 verlaufen.
Der durch den Empfangswinkelbereich 48 des
Infrarotstrahlungsdetektors 36 definierte zweite
Teilbereich 60 ist bevorzugt so groß, dass er einen
möglichst großen Teil des nicht von der
Infrarotstrahlungsquelle 38 beleuchteten ersten
Teilbereichs 54 abdeckt. Dies ist von Vorteil, weil umso mehr außerhalb des Bifunktions-Lichtmoduls 10 reflektierte Infrarotstrahlung, die auf die Projektionslinse 16
einfällt, auf den Infrarotstrahlungsdetektor 36 gelangt, je größer der vom Empfangswinkelbereich 48 abgedeckte zweite Teilbereich 60 der Projektionslinse 16 ist. Je mehr
reflektierte Infrarotstrahlung detektiert wird, desto empfindlicher und damit genauer wird die
Entfernungsmessung .
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens eine optisch brechende Fläche der Projektionslinse in wenigstens einem der Teilbereiche Mikrostrukturen aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 10 der Figur 3 weist die Lichtaustrittsfläche des ersten
Teilbereichs 54 der Projektionslinse Oberflächenstrukturen 62 auf, mit denen das vom Bifunktions-Lichtmodul 10 ausgehende Infrarotstrahlungsbündel 37 beeinflusst werden kann. Die Oberflächenstrukturen sind hier bevorzugt
kissenförmige, prismenförmige oder
zylinderabschnittsförmige Mikrostrukturen in der
Lichtaustrittsfläche 64, also in derjenigen Oberfläche der Projektionslinse 16, die der Infrarotstrahlungsquelle 38 und dem Infrarotstrahlungsdetektor 36 abgewandt ist.
Bevorzugt ist eine Mikrostruktur 62 im Bereich 54 der
Projektionslinse 16 aufgebracht, sowie eine weitere von der Mikrostruktur 62 verschiedene Mikrostruktur 63 auf dem restlichen Bereich 64 der Projektionslinse. Je nach
Ausführung kann die Mikrostruktur 62 das
Infrarotstrahlungsbündel 37 aufweiten oder definiert in vorbestimmte Winkelbereiche ablenken. Die Mikrostruktur 63 ist bevorzugt derart gestaltet, dass die Hell-Dunkel-Grenze der Abblendlichtverteilung des Bifunktions-Lichtmoduls geglättet wird und eine Overheadbeleuchtung (sign light) zur Beleuchtung von Verkehrszeichen erzeugt wird. Der
Bereich der Oberfläche der Projektionslinse 54, 66 ist bevorzugt so klein, dass er einem Betrachter nicht auffällt und die Funktion der Abblendlichtverteilung nicht oder nur unwesentlich beeinflusst. Oberflächenstrukturen können alternativ oder ergänzend auch in der Lichteintrittsfläche 66 des ersten Teilbereichs 54 der Projektionslinse 16, also in derjenigen Oberfläche der Projektionslinse 16, die der Infrarotstrahlungsquelle 38 und dem
Infrarotstrahlungsdetektor 36 zugewandt ist, angeordnet sein. Für jede Oberflächenstruktur 62 gilt, dass ihre
Oberfläche bevorzugt nicht größer als 1 mm2 bis 4 mm2 ist, so dass sie vom Betrachter nicht als störend empfunden werden und die Verteilung des sichtbaren Abblendlichts möglichst wenig stört.
Alternativ oder ergänzend können die Mikrostrukturen 63 die in der Lichtaustrittsfläche 64 der Projektionslinse in deren zweiten Teilbereich 60 angeordnet sind, derart ausgestaltet sein, dass sie z. B. den für den
Infrarotstrahlungsdetektor 36 aktiven
Infrarotstrahlungseinfallwinkel der Projektionslinse 16 und damit den für den Detektor aktiven Wirkungsquerschnitt der Projektionslinse Empfangswinkelbereich 48 vergrößern.
Figur 4 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die
Projektionslinse 16 als zweigeteilte Linse ausgeführt ist, die eine erste Teillinse 68 und eine zweite Teillinse 70 aufweist. Die erste Teillinse 68 entspricht ihrer Funktion und Anordnung nach bevorzugt dem ersten Teilbereich 54 der Projektionslinse 16 aus den Figuren 2 und 3. Die zweite Teillinse 70 entspricht ihrer Funktion und Anordnung nach bevorzugt dem zweiten Teilbereich 60 der Projektionslinse 16 aus den Figuren 2 und 3.
Die Brennweite f_68 der ersten Teillinse 68 ist bevorzugt von der Brennweite f_70 der zweiten Teillinse 70
verschieden. Die Brennweite f_70 der zweiten Teillinse 70 entspricht z. B. der Brennweite des zweiten Teilbereichs 60 der Projektionslinse 16 aus den Figuren 2 und 3, während die Brennweite der ersten Teillinse 68 von der Brennweite des ersten Teilbereichs 54 der Projektionslinse 16 aus den Figuren 2 und 3 abweicht. Ähnlich wie bei dem
Ausführungsbeispiel mit den kollimierenden
Oberflächenstrukturen kann damit die räumliche
Strahlungscharakteristik des aus der ersten Teillinse austretenden Infrarotstrahlungsbündels beeinflusst werden, ohne den Strahlungspfad zum Infrarotstrahlungsdetektor und den Empfangswinkelbereich zu beeinflussen.
Im dargestellten Beispiel ist die Fokalfläche der ersten Teillinse 68 weiter von der Projektionslinse 16 entfernt als die Fokalfläche der zweiten Teillinse 70. Um daraus resultierende Änderungen der Strahlungscharakteristik und der von der Infrarotstrahlungsquelle 38 beleuchteten Fläche der Projektionslinse 16, bzw. der ersten Teillinse 68 zu vermeiden, kann die Infrarotstrahlungsquelle 38 ebenfalls etwas weiter von der Projektionslinse 16 angeordnet werden. So ist es auch in der Figur 4 dargestellt. Dies führt zu dem unter Umständen erwünschten Effekt, dass
Infrarotstrahlungsquelle 38 und Infrarotstrahlungsdetektor 36 in verschiedenen Ebenen und damit in verschiedenen
Abständen zur Projektionslinse 16 angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass unterschiedliche Bauhöhen von
Infrarotstrahlungsdetektoren 36 und
Infrarotstrahlungsquellen 38 ausgeglichen werden können oder dass Bauraum für die optischen Elemente 52, 58 bereit gestellt wird oder dass die in Figur 1 dargestellte
Streustrahlung 31 verringert wird.
Alternativ oder ergänzend kann die zweite Teillinse 70 bei gegenüber dem Gegenstand der Figuren 2 und 3 unveränderter Anordnung von Infrarotstrahlungsquelle 38 und
Infrarotstrahlungsdetektor 36 relativ zur Projektionslinse 16 eine gegenüber dem zweiten Teilbereich 60 kürzere oder längere Brennweite besitzen. Das hat den Effekt, dass sich die Verteilung der einfallenden Infrarotstrahlung auf der strahlungsempfindlichen Fläche der
Infrarotstrahlungsfotodiode 56 ändert. Diese Fläche wird dann z. B. in Bezug auf Bestrahlungsunterschiede zwischen Teilflächen der Fläche gleichmäßiger bestrahlt.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Bifunktions-Lichtmoduls 10, bei dem die zentrale Hauptabstrahlrichtung des
Infrarotstrahlungsbündels 37 der Infrarotstrahlungsquelle 38 zumindest in ihrer Projektion auf die x-y-Ebene parallel zur optischen Achse 42 der Projektionslinse 16 liegt oder mit der optischen Achse der proj ektionslinse zusammenfällt. Dabei liegt das Infrarotstrahlungsbündel 37 der
Infrarotstrahlungsquelle 38 jedoch unterhalb einer Blende 30 in einer unteren Teilstruktur 14 des Bifunktions- Lichtmoduls 10 (vergleiche Figur 1) .
Das von der Infrarotstrahlungsquelle 38 ausgehende
Infrarotstrahlungsbündel 37, das wegen der Bündelung durch das erste optische Element 52 einen nur kleinen
Strahlquerschnitt aufweist (z. B. ungefähr 2 mm) wird hier bevorzugt durch zerstreuend wirkende Mikrostrukturen 63 zu einem weiter geöffneten Strahlungsbündel aufgeweitet. Die streuenden Mikrostrukturen 63 weisen bevorzugt die gleiche Geometrie wie die weiter oben bereits genannten streuenden Mikrostrukturen 63 auf und sind hier in der
Lichteintrittsfläche 66 der Projektionslinse 16 angeordnet.
Sie können aber auch in der Lichtaustrittsfläche 64 der
Projektionslinse 16 angeordnet sein. Der
Infrarotstrahlungsdetektor 36 weist in diesem
Ausführungsbeispiel mehrere Einzeldetektoren auf. Im dargestellten Beispiel sind dies m = 4 Einzeldetektoren.
Die Zahl m ist bevorzugt eine Zahl zwischen 1 und 20. Die m
Einzeldetektoren sind in der Fokalfläche 26 der
Projektionslinse 16 angeordnet. Dabei ist bevorzugt, dass jeder Einzeldetektor ein eigenes Empfangssichtfeld
aufweist, wobei die m Empfangssichtfelder der m
Einzeldetektoren nebeneinander liegen. Dadurch können die Abstände von Objekten im Fahrweg für verschiedene
Empfangswinkelbereiche individuell bestimmt werden. Damit ist z. B. eine Unterscheidung von Objekten, die sich auf der eigenen Fahrbahn befinden, von Objekten, die sich auf der Gegenfahrbahn befinden, möglich.
Die in der Figur 5 dargestellten Blenden 72, von denen jeweils eine zwischen zwei einander benachbarten
Einzeldetektoren angeordnet ist, verbessern die Trennung zwischen den Empfangswinkelbereichen der Einzeldetektoren, in dem sie ein Übersprechen zwischen den
Empfangswinkelbereichen der Einzeldetektoren verringern oder vermeiden. Die in der Figur 5 außerhalb der
Fokalfläche 26 Projektionslinse 16 angeordnete
Infrarotstrahlungsquelle 38 kann auch in dieser Fokalfläche 26 angeordnet sein, wobei dann das erste optische Element 52 entfallen kann. Bei allen Ausgestaltungen ist darauf zu achten, dass die der Lichtquelle 20 zugeordnete
Lichtfunktion nicht durch die Linsenbereiche 54 und 60 unzulässig beeinflusst wird. Diese Forderung ist wegen des im Verhältnis zu den Abmessungen der Projektionslinse kleinen Querschnitts des von der Infrarotstrahlungsquelle 38 her einfallenden Infrarotstrahlungsbündels erfüllbar.
Die Erfindung ist bisher mit Blick auf ein Bifunktions- Lichtmodul beschrieben worden, das ein Abblendlichtmodul für sichtbares Licht aufweist. In einer anderen
Ausgestaltung kann die Erfindung auch in Kombination mit einem Fernlichtteil eines Bifunktions-Lichtmoduls
verwirklicht werden. In diesem Fall werden die
Infrarotstrahlungskomponenten in der oberen Teilstruktur und die Fernlichtkomponenten (Lichtquellen und Primäroptiken) in der unteren Teilstruktur des Bifunktions- Lichtmoduls angeordnet sein. Auf die Blende 30, deren
Vorderkante 32 als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird, kann in diesem Fall verzichtet werden.

Claims

Bifunktions-Lichtmodul (10) für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer, mit einer Projektionslinse (16), einer Lichtquelle (20), mit der sichtbares Licht (18) emittierbar ist, das die Projektionslinse (16) beleuchtet und der Erzeugung einer gesetzeskonformen Lichtverteilung dient, einer Infrarotstrahlungsquelle (38), mit der in einem Infrarotstrahlungsbündel (37) propagierende Infrarotstrahlung abstrahlbar ist, die einen ersten Teilbereich (54) der Projektionslinse (16) beleuchtet, und mit einem
Infrarotstrahlungsdetektor (36) , der einen
Empfangswinkelbereich (48) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahlungsdetektor (36) mit im Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers reflektierter Infrarotstrahlung der
Infrarotstrahlungsquelle (38) beleuchtbar ist, die über einen zweiten Teilbereich (60) der
Projektionslinse (16) auf den
Infrarotstrahlungsdetektor (36) einfällt, wobei sich der zweite Teilbereich (60) der Projektionslinse (16) nicht mit dem ersten Teilbereich 54) überlappt.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungsquelle (38), der Infrarotstrahlungsdetektor (36) und die Projektionslinse (16) so angeordnet sind, dass sich das Infrarotstrahlungsbündel (37) und ein
Empfangswinkelbereich (48) des
Infrarotstrahlungsdetektors (36) sich in einer
Fokalfläche (26) der Projektionslinse (16) einander durchdringend kreuzen.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Infrarotstrahlungsquelle (38) und der Projektionslinse (16) ein das Infrarotstrahlungsbündel (37) bündelndes erstes optisches Element (52)
angeordnet ist.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (60) größer als der erste
Teilbereich (54) ist.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine optische brechende Fläche (64, 66) der Projektionslinse (16) in wenigstem einem der
Teilbereiche (54, 60) Mikrostrukturen (62, 63) aufweist .
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass entweder nur einer der beiden Teilbereiche (54, 60) Mikrostrukturen (62, 63) aufweist oder dass beide Teilbereiche Mikrostrukturen (62, 63) aufweisen, wobei sich die Mikrostrukturen (62) des ersten Teilbereichs (54) von den
Mikrostrukturen (63) des zweiten Teilbereichs (60) unterscheiden .
7. Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Teilbereich (60) vorhandene Mikrostrukturen zerstreuend wirkende
Mikrostrukturen (63) sind.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionslinse (16) eine erste Teillinse (68) und eine zweite Teillinse (70) aufweist, wobei sich eine Brennweite (f_68) der ersten Teillinse (68) von einer Brennweite (f_70) der zweiten Teillinse (70) unterscheidet .
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahlungsquelle (38) auf einer optischen Achse (42) der Projektionslinse (16) angeordnet ist, wobei eine Hauptabstrahlrichtung der Infrarotstrahlungsquelle (38) längs der optischen Achse (42) ausgerichtet ist oder dass der
Infrarotstrahlungsdetektor (36) auf der optischen Achse (42) der Projektionslinse angeordnet ist, wobei eine zentrale Richtung des Empfangswinkelbereichs (48) längs der optischen Achse (42) ausgerichtet ist.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 9, mit auf der optischen Achse (42) angeordneter
Infrarotstrahlungsquelle (38), dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahlungsdetektor (36) eine Mehrzahl von Teildetektoren aufweist, die in einer Fokalfläche (26) der Projektionslinse (16) angeordnet sind, wobei jeder Teildetektor einen Empfangswinkelbereich
aufweist, der von den Empfangswinkelbereichen der übrigen Teildetektoren verschieden ist. Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangswinkelbereiche der Teildetektoren durch zwischen jeweils zwei
benachbarten Teildetektoren angeordnete Blenden 72 getrennt sind.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auch die
Infrarotstrahlungsquelle (38) in der Fokalfläche (26) der Projektionslinse (16) angeordnet ist.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine bei bestimmungsgemäßer Verwendung des
Bifunktions-Lichtmoduls (16) untere Teilstruktur (14) und eine obere Teilstruktur (12) aufweist, wobei die Lichtquelle (20) ein Bestandteil von einer der beiden Teilstrukturen (12, 14) ist und wobei die
Infrarotstrahlungsquelle (38) und der
Infrarotstrahlungsdetektor (36) Bestandteile der jeweils anderen Teilstruktur (14, 12) sind.
Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilstrukturen durch eine zwischen ihnen liegende Spiegelblende getrennt sind, wobei die Lichtquelle (20) ein Bestandteil der oberen Teilstruktur (12) ist und wobei die
Infrarotstrahlungsquelle (38) und der
Infrarotstrahlungsdetektor (36) Bestandteile der unteren Teilstruktur (14) sind.
15. Bifunktions-Lichtmodul (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (20) ein
Bestandteil der unteren Teilstruktur (18) ist und wobei die Infrarotstrahlungsquelle (38) und Infrarotstrahlungsdetektor (36) Bestandteile oberen Teilstruktur (12) sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114555418A (zh) * 2019-10-23 2022-05-27 Zkw集团有限责任公司 用于机动车辆的光模块
US11703202B2 (en) 2021-08-10 2023-07-18 ams OSRAM Automotive Lighting Systems USA Inc. Image projection lighting assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253461A (ja) * 1994-03-14 1995-10-03 Nikon Corp 距離測定装置
WO1998054030A1 (en) * 1997-05-29 1998-12-03 Räfshult A lighting device having a controllable lighting pattern
DE10259185A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Multifunktionale Beleuchtungseinrichtung
EP1553429A1 (de) * 2004-01-09 2005-07-13 Valeo Vision System und Verfahren für ein Fahrzeug um die Verkehrsbedingungen zu detektieren
DE102004008296A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-08 Daimlerchrysler Ag Scheinwerferlinse und Scheinwerfer
EP1637797A2 (de) * 2004-09-17 2006-03-22 Hella KGaA Hueck & Co. Sammellinse für einen Projektionsscheinwerfer in einem Kraftfahrzeug
EP2357398A2 (de) * 2010-06-09 2011-08-17 Automotive Lighting Reutlingen GmbH Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29825026U1 (de) * 1997-04-02 2004-07-01 Gentex Corp., Zeeland Steuerungssystem, um Fahrzeugscheinwerfer automatisch zu dimmen
DE10333370A1 (de) * 2003-07-23 2005-02-24 Schott Ag Beleuchtungseinrichtung, Linse und Herstellung der Linse
DE102004060474A1 (de) * 2004-12-16 2006-07-06 Hella Kgaa Hueck & Co. Scheinwerfer für Fahrzeuge
CA2857826C (en) * 2007-12-21 2015-03-17 Leddartech Inc. Detection and ranging methods and systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253461A (ja) * 1994-03-14 1995-10-03 Nikon Corp 距離測定装置
WO1998054030A1 (en) * 1997-05-29 1998-12-03 Räfshult A lighting device having a controllable lighting pattern
DE10259185A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Multifunktionale Beleuchtungseinrichtung
EP1553429A1 (de) * 2004-01-09 2005-07-13 Valeo Vision System und Verfahren für ein Fahrzeug um die Verkehrsbedingungen zu detektieren
US7350945B2 (en) 2004-01-09 2008-04-01 Valeo Vision System and method of detecting driving conditions for a motor vehicle
DE102004008296A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-08 Daimlerchrysler Ag Scheinwerferlinse und Scheinwerfer
EP1637797A2 (de) * 2004-09-17 2006-03-22 Hella KGaA Hueck & Co. Sammellinse für einen Projektionsscheinwerfer in einem Kraftfahrzeug
EP2357398A2 (de) * 2010-06-09 2011-08-17 Automotive Lighting Reutlingen GmbH Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114555418A (zh) * 2019-10-23 2022-05-27 Zkw集团有限责任公司 用于机动车辆的光模块
US11703202B2 (en) 2021-08-10 2023-07-18 ams OSRAM Automotive Lighting Systems USA Inc. Image projection lighting assembly

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