WO2019101426A1 - Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer Download PDF

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WO2019101426A1
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WO
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light
lighting device
polarization
polarization rotation
beam path
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Martin Brandstetter
Stefan MIEDLER
Matthias Riesinger
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ZKW Group GmbH
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ZKW Group GmbH
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/12—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of emitted light
    • F21S41/135—Polarised
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
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    • F21S41/64—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices
    • F21S41/645—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices by electro-optic means, e.g. liquid crystal or electrochromic devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/14—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing polarised light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle headlight.
  • the invention further relates to a motor vehicle headlight with at least one lighting device according to the invention.
  • liquid crystal elements In headlamp systems or in lighting devices for motor vehicle headlamps often find liquid crystal elements use, for example
  • ADB Adaptive Driving Beam
  • a liquid crystal element is illuminated with unpolarized light of a luminous means, two polarization filters are usually necessary, one being arranged in the beam path in front of and one after the liquid crystal element.
  • the first polarizing filter serves to generate linearly polarized light, wherein, depending on the driving of the liquid crystal element, the linearly polarized light is either transmitted unchanged from the liquid crystal element or rotated in its polarization.
  • the polarizing filter arranged after the liquid crystal element is usually arranged such that one of the liquid crystal element is polarized
  • the first polarizing filter may be heated at a high illuminance due to absorption, which may affect the function of the liquid crystal element. It is an object of the invention to provide an improved illumination device which increases the efficiency of a lighting device.
  • the lighting device comprises:
  • a light-emitting means which is adapted to emit light rays, wherein the light rays of at least one of the light source in the main emission direction downstream
  • Intent optics are collimable
  • At least one intent optics downstream polarizing beam splitter which divides the collimated by the optical attachment optical light beams in a first and a second linearly polarized beam path, wherein the polarization directions of the beam paths are rotated 90 ° to each other,
  • a first means for polarization rotation which is set up to rotate the polarization of the second beam path by 90 ° so that the second beam path has the polarization of the first beam path
  • a reflective means which deflects the first beam path substantially in the direction of the second beam path changed by the first polarization rotation means
  • second polarization rotation means comprising at least one segment displaceable into an active and an inactive state by means of electrical signals, wherein the polarization of light rays is rotatable through 90 ° in the active state and does not change in the inactive state,
  • a polarization filter means which is connected downstream of the second means for polarization rotation, which polarization filter means is set up by the second means for polarization rotation in the active or inactive state with respect to
  • Polarization rotated light beams to transmit or block
  • At least one projection lens which is provided for generating a light distribution or a partial light distribution of a light function in front of a motor vehicle.
  • the lighting device in this light function "low beam” generates a light distribution, which in an installed state of the lighting device in a vehicle, in front of the vehicle a the legal requirements Low beam distribution generated.
  • such a lighting device for generating the light function "learning light” can be used, wherein the lighting device in this light function "learning light” generates a light distribution which in a built-in state of the lighting device in a vehicle, in front of the vehicle one the legal Requirements corresponding learning light distribution generated.
  • Light functions can generate and / or only a partial light distribution generated, so for example, only part of a learning, dimming, fog or daytime running light distribution.
  • the luminous means comprises at least one light source.
  • the lighting means comprises two or more light sources.
  • each light source can be assigned its own intent optics, which directs the light emitted by the light source in parallel.
  • the at least one light source is designed as an LED.
  • each LED can be controlled independently of the other LEDs.
  • Each light emitting diode can thus be switched on and off independently of the other light emitting diodes of a light source, and preferably, when it is dimmable
  • Light emitting diodes are also dimmed independently of the other light emitting diodes of the light source.
  • the at least one attachment optics can be designed as a TIR lens.
  • the first means for polarization rotation is designed as a Fresnel parallelepiped, wherein an end face of the parallelepiped is mirrored.
  • the first means for polarization rotation can be formed as two Fresnel parallelepipeds, wherein the two parallelepipeds are preferably arranged directly one behind the other.
  • Fresnel parallelepipedes which are arranged directly behind one another, serve to convert the polarization direction of the second beam path into the same polarization direction as the first beam path.
  • Polarization rotation preferably formed as a liquid crystal element, are illuminated by the total luminous flux or amount of light of the lamp.
  • a Fresnel parallelepiped is an optical prism that converts 45 ° linearly polarized light into circularly polarized light at a certain angle after total reflection twice.
  • Phase shift hardly depends on the wavelength of the incident on the Fresnel parallelepiped light.
  • 45 ° linearly polarized light is directed perpendicularly or orthogonally on an end face of the prism, whereby the light undergoes no change in direction. Subsequently, the light falls on a first oblique longitudinal surface of the prism, wherein the angle of incidence of Light on this longitudinal surface is greater than the critical angle of total reflection and is totally reflected.
  • phase shift causes the originally linearly polarized light to become an elliptically polarized light.
  • a second total reflection within the prism is necessary.
  • the angle of incidence depends on the refractive index of the material used, for example crown glass, whose refractive index is 1.51.
  • the at least one Fresnel parallelepiped made of plastic for example polycarbonate or Tarflon, is formed.
  • Liquid crystal element is formed.
  • liquid crystal element for example an LC display, which is made up of individual controllable segments, is based on the fact that liquid crystals or the segments influence the polarization direction of light when a certain amount of electrical voltage is applied.
  • Liquid crystal element is composed of a plurality of liquid crystals, which are also referred to herein as segments.
  • the reflective means is designed as a mirror.
  • the second means for polarization rotation is an LCoS element. Unlike LC displays, LCoS (Liquid Crystal on Silicon) does not transmit light or transmit it, but reflects it.
  • the second means for polarization rotation is preceded by at least one optical element, for example a lens or a reflector, which is set up to enable homogeneous illumination of the second polarization rotation means by the beam paths incident on the second polarization rotation means.
  • at least one optical element for example a lens or a reflector, which is set up to enable homogeneous illumination of the second polarization rotation means by the beam paths incident on the second polarization rotation means.
  • the at least one optical element is set up such that the polarization of the light rays does not change or only to a very small extent.
  • Optics elements be upstream, wherein the optical elements are each associated with a beam path.
  • FIG. 1 shows an exemplary illumination device with two Fresnel parallelepipedes arranged directly behind one another
  • FIG. 3 is a detail view of the structure of the example of FIG. 2, wherein a plurality of LEDs are provided as a lighting means,
  • Fig. 4 is a detail view along the x-axis of the structure of Fig. 3, and
  • FIG. 5 shows a further example with two Fresnel parallelepipeds arranged immediately one behind the other and an LCoS.
  • Fig. 1 shows a lighting device 51, comprising a lighting means 100, which is designed in this embodiment as an LED and is adapted to light rays emit, wherein the light rays from a the illuminant 100 in
  • main emission direction is to be understood as the direction in which the illuminant emits the strongest or most of the light as a result of its directivity.
  • the illumination device from FIG. 1 comprises one of the attachment optics 200
  • Beam path 310, 320 divides, wherein the polarization directions of the beam paths 310, 320 are 90 ° twisted to each other.
  • the polarizing beam splitter 300 in FIG. 1 is at a 45 ° angle to the main radiation direction of the light beams collimated by the optical attachment 200, but other positions of the beam splitter 300 are possible.
  • transverse component TE linearly polarized light perpendicular to the plane of incidence
  • s linearly polarized linearly parallel to the plane of incidence
  • TM transverse magnetic component
  • planar of incidence is a well-known term from the optics and designates in the
  • the polarization state of the light is usually indicated with respect to the plane of incidence.
  • a first means for polarization rotation 400 which is positioned and set after the polarizing beam splitter 300 in the second beam path 320, the
  • the first means for polarization rotation 400 is formed in this example as two Fresnel parallelepipeds, wherein the parallelepipeds are arranged directly one behind the other, so that end faces of the respective parallelepiped are arranged without a distance from each other.
  • a Fresnel parallelepiped which is typically a translucent body, such as crown glass, polycarbonate, or tarflon, allows a linearly polarized light to be converted to circularly polarized light by two times total reflection.
  • linearly polarized light is directed perpendicularly or orthogonally to an end face of the parallelepiped, the light thereby undergoing no change in direction.
  • the light falls on a first oblique longitudinal surface of the prism, wherein the angle of incidence of the light on this longitudinal surface is greater than the critical angle of a
  • phase shift causes the originally linearly polarized light to become an elliptically polarized light.
  • a second total reflection within the prism is necessary.
  • the angle of incidence depends on the refractive index of the material used, for example crown glass, whose refractive index is 1.51.
  • circularly polarized light can be obtained by summation of two waves of equal amplitude and more suitable perpendicularly polarized to one another
  • Phase shift obtained In the same way, one can represent each linearly polarized wave as the sum of a left and right circularly polarized wave.
  • a reflective means 350 is arranged in the first beam path 310, which reflective means 350 deflects the first beam path 310 substantially in the direction of the second beam path 320 changed by the first polarization rotation means 400.
  • the lighting device 51 comprises a single second means for
  • Polarization rotation 600 which is the first means for polarization rotation 400 and the reflective means 350 downstream, wherein the second means for polarization 600 in the embodiment of Fig. 1 is formed as a liquid crystal element comprising a plurality of segments or liquid crystals, which by means of electrical signals in an active and an inactive state are displaceable, wherein the polarization direction of the
  • Light rays is rotatable in the active state, preferably by 90 °, and undergoes no change in the inactive state.
  • the second means for polarization rotation or the liquid crystal element 600 are preceded by two optical elements 500, for example lenses or reflectors, which are each assigned to a beam path 310, 320, and a homogeneous illumination of the liquid crystal element 600 by the incident on the liquid crystal element 600
  • Beam paths 310, 320 allow.
  • the optical elements 500 are designed as optical lenses.
  • the liquid crystal element 600 is followed by a polarizing filter means 610, which is arranged polarizing filter means 610, which rotated from the segments or liquid crystals of the liquid crystal element 600 with respect to the polarization direction
  • a projection lens 700 To transmit light beams or to absorb / block, whereby the desired light image or light distribution is generated.
  • a projection lens 700 is provided.
  • such a lighting device 51, 52, 53 can be used for generating the light function "learning light”, wherein the lighting device 51, 52, 53 in this light function "learning light” generates a light distribution, which in an installed state of the lighting device 51, 52, 53 in a motor vehicle, in front of the motor vehicle generates a legal light learning light distribution.
  • Such a lighting device 51, 52, 53 can be used to generate the light function "dipped beam", wherein the
  • Lighting device in this light function "low beam” generates a light distribution, which generates in a built-in state of the lighting device 51, 52, 53 in a motor vehicle, in front of the motor vehicle a legal requirements corresponding low beam distribution.
  • Partial light distribution generate, so for example, only a part of a high-beam, low beam, fog or daytime running light distribution.
  • FIG. 2 shows a further example of a lighting device 52, wherein, in contrast to the embodiment in FIG. 1, the first means for polarization rotation 400 is designed as a Fresnel parallelepiped, wherein an end face 410 of the parallelepiped 400 is mirrored.
  • the light which is linearly linearly polarized by a polarizing beam splitter 300 which is labeled "s" in FIG. 2 is coupled into the Fresnel parallelepiped 400 and, after total reflection twice, strikes the mirrored end face 410, the light or the light rays in the opposite direction are mirrored and again undergoes two total reflections within the parallelepiped 400 and one order 90 ° rotated polarization direction, ie a parallel linearly polarized light, which is marked "p" in Fig. 2, before it decouples from the parallelepiped or
  • the outcoupling direction or the outlet direction is opposite to the direction of entry or the coupling-in direction of the light, as shown in FIG. 2.
  • the parallel linearly polarized light emerging from the Fresnel parallelepiped 400 is transmitted unchanged by the polarizing beam splitter 300.
  • the remaining structure of the example shown in FIG. 2 is substantially similar to the structure of the example of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a detailed view of the structure from FIG. 2, wherein the luminous means 100 is formed from a plurality of LEDs, each comprising a downstream attachment optics 200.
  • a TIR lens may be provided as the attachment optics 200.
  • FIG. 4 shows a perspective of the detail view from FIG. 3 along the x-axis, wherein it can be seen that the luminous means 100 from the example in FIGS. 3 and 4 has both a row of light sources along the x-axis and a Row of light sources along the z-axis has.
  • the light-emitting means 100 is, so to speak, formed from a light source matrix, wherein it can also be provided that the light-emitting means 100 can be formed only from a series of light sources or a light source array.
  • FIG. 5 shows a lighting device 53 comprising a luminous means 100, which in this embodiment is designed as an LED and is arranged to emit light beams, the light beams being emitted by a luminous means 100 in FIG. 5
  • the illumination device from FIG. 5 comprises a polarizing beam splitter 300 which is connected downstream of the attachment optics 200 and which converts the light beams collimated by the attachment optics 200 into a first and a second linearly polarized light beam Beam path 310, 320 divides, wherein the polarization directions of the beam paths 310, 320 are 90 ° twisted to each other.
  • the polarizing beam splitter 300 in FIG. 5 is at a 45 ° angle to the main radiation direction of the light beams collimated by the optical attachment 200, but other positions of the beam splitter 300 are possible.
  • a first means for polarization rotation 400 which is positioned and set after the polarizing beam splitter 300 in the second beam path 320, the
  • Polarization direction of the second beam path 320 to rotate by 90 °, so that the second beam path 320 has the same polarization direction as the first beam path 310.
  • the first means for polarization rotation 400 is formed in this example as two Fresnel parallelepipeds, wherein the parallelepipeds are arranged directly one behind the other, so that end faces of the respective parallelepiped are arranged without a distance from each other.
  • a reflective means 350 is arranged in the first beam path 310, which reflective means 350 deflects the first beam path 310 substantially in the direction of the second beam path 320 changed by the first polarization rotation means 400.
  • the illumination device 53 comprises a polarization filter means 660 which is connected downstream of the Fresnel parallelepiped 400 and the reflective means 350, wherein the polarization filter means 660 deflects the beam paths 310, 320 impinging thereon, which have the same polarization direction, onto a second polarization rotation means 650 reflected.
  • the polarizing filter means 660 is arranged in the example of FIG. 5 to function like a polarizing beam splitter, similar to the polarizing beam splitter 300 of the previous examples.
  • the second means for polarization rotation 650 is formed in FIG. 5 as an LCoS element.
  • Embodiments does not pass LCoS 650 (Liquid Crystal on Silicon) light, but reflects it, wherein the LCoS 650 as the liquid crystal element 600 in a active or inactive state can be added. Further explanations regarding the inactive or active state can be found in the comments with reference to FIG.
  • the outcoupling direction or the exit direction of the beam paths 310, 320 from the LCoS element 650 is in this case the direction of entry or the coupling-in direction of the
  • the light which emerges from the segments or liquid crystals of the LCoS element 650 and is changed with respect to its direction of polarization is emitted by the light source
  • Polarization filter means 660 transmits or blocks, whereby the desired light image is generated, wherein the polarization filter means 660, a projection lens 700th
  • the polarization filter means 660 are preceded by two optical elements 500 which are each assigned to a beam path 310, 320 and arranged in a homogeneous manner
  • Illumination of the polarizing filter means 660 by the incident on the polarizing filter means 660 beam paths 310, 320 to allow.

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (51, 52, 53) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche Beleuchtungsvorrichtung umfasst: - ein Leuchtmittel (100), dessen Lichtstrahlen von zumindest einer Vorsatzoptik (200) kollimierbar sind, - ein polarisierender Strahlteiler (300), der die kollimierten Lichtstrahlen in einen ersten und einen zweiten linear polarisierten Strahlengang (310, 320) aufteilt, - ein erstes Mittel zur Polarisationsdrehung (400), welches eingerichtet ist, die Polarisationsrichtung des zweiten Strahlengangs (320) zu verdrehen, sodass der zweite Strahlengang (320) die Polarisationsrichtung des ersten Strahlengangs (310) aufweist, - ein reflektives Mittel (350), welches eingerichtet ist, den ersten Strahlengang (310) im umzulenken, - ein einziges zweites Mittel zur Polarisationsdrehung (600), welches zumindest ein Segment umfasst, welches mittels elektrischer Signale in einen aktiven und einen inaktiven Zustand versetzbar ist, - ein Polarisationsfiltermittel (610), welches eingerichtet ist, die von dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung (600) hinsichtlich der Polarisation gedrehten Lichtstrahlen zu transmittieren bzw. zu blockieren, und - zumindest eine Projektionslinse (700), welche zur Erzeugung einer Lichtverteilung oder einer Teil-Lichtverteilung einer Lichtfunktion vor einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.

Description

BELEUCHTUNGSVORRICHTUNG FÜR EINEN KRAFTFAHRZEUGSCHEINWERFER
Die Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
Die Erfindung betrifft weiters einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
In Scheinwerfersystemen bzw. in Beleuchtungsvorrichtungen für Kraftfahrzeugscheinwerfer finden häufig auch Flüssigkristallelemente Verwendung, beispielsweise für
unterschiedlichste Projektionsanwendungen und / oder ADB-Anwendungen (Adaptive Driving Beam).
Wird ein Flüssigkristallelement mit unpolarisiertem Licht eines Leuchtmittels ausgeleuchtet, sind in der Regel zwei Polarisationsfilter notwendig, wobei einer im Strahlengang vor und einer nach dem Flüssigkristallelement angeordnet ist.
Der erste Polarisationsfilter dient dazu, linear polarisiertes Licht zu erzeugen, wobei je nach Ansteuerung des Flüssigkristallelements das linear polarisierte Licht entweder unverändert von dem Flüssigkristallelement transmittiert wird oder in seiner Polarisation gedreht wird.
Der nach dem Flüssigkristallelement angeordnete Polarisationsfilter ist in der Regel derart angeordnet, dass ein von dem Flüssigkristallelement hinsichtlich der Polarisation
veränderter Lichtstrahl transmittiert wird, wohingegen ein von dem Flüssigkristallelement unveränderter Lichtstrahl absorbiert bzw. reflektiert wird.
Durch diese Vorgehensweise verliert man in dieser Anordnung zumindest die halbe Lichtmenge, welche von dem ersten Polarisationsfilter absorbiert und / oder reflektiert wird, wodurch wiederum der Wirkungsgrad der Beleuchtungsvorrichtung verringert wird.
Zusätzlich kann sich der erste Polarisationsfilter bei einer hohen Beleuchtungsstärke aufgrund der Absorption erwärmen, was die Funktion des Flüssigkristallelements beeinträchtigen kann. Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, welche die Effizienz bzw. den Wirkungsgrad einer Beleuchtungseinrichtung erhöht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Beleuchtungsvorrichtung folgendes umfasst:
- ein Leuchtmittel, das eingerichtet ist, Lichtstrahlen zu emittieren, wobei die Lichtstrahlen von zumindest einer dem Leuchtmittel in Hauptabstrahlrichtung nachgeschalteten
Vorsatzoptik kollimierbar sind,
- ein der zumindest einen Vorsatzoptik nachgeschalteter polarisierender Strahl teiler, der die von der Vorsatzoptik kollimierten Lichtstrahlen in einen ersten und einen zweiten linear polarisierten Strahlengang aufteilt, wobei die Polarisationsrichtungen der Strahlengänge 90° zueinander verdreht sind,
- ein erstes Mittel zur Polarisationsdrehung, welches eingerichtet ist, die Polarisation des zweiten Strahlengangs um 90° zu verdrehen, sodass der zweite Strahlengang die Polarisation des ersten Strahlengangs aufweist,
- ein reflektives Mittel, welches den ersten Strahlengang im Wesentlichen in die Richtung des durch das erste Mittel zur Polarisationsdrehung veränderten zweiten Strahlengangs umlenkt,
- ein dem ersten Mittel zur Polarisationsdrehung und dem reflektiven Mittel
nachgeschaltetes zweites Mittel zur Polarisationsdrehung, welches zumindest ein Segment umfasst, welches mittels elektrischer Signale in einen aktiven und einen inaktiven Zustand versetzbar ist, wobei die Polarisation von Lichtstrahlenim aktiven Zustand um 90° drehbar ist und im inaktiven Zustand keine Änderung erfährt,
- ein Polarisationsfiltermittel, welches dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung nachgeschalten ist, welches Polarisationsfiltermittel eingerichtet ist, die von dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung im aktiven bzw. inaktiven Zustand hinsichtlich der
Polarisation gedrehten Lichtstrahlen zu transmittieren bzw. zu blockieren, und
- zumindest eine Projektionslinse, welche zur Erzeugung einer Lichtverteilung oder einer Teil-Lichtverteilung einer Lichtfunktion vor einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Bei einer vorteilhaften Variante kann eine solche Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung der Lichtfunktion„Abblendlicht" eingesetzt werden, wobei die Beleuchtungsvorrichtung bei dieser Lichtfunktion„Abblendlicht" eine Lichtverteilung erzeugt, welche in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung in ein Lahrzeug, vor dem Lahrzeug eine den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Abblendlichtverteilung erzeugt.
Es kann vorgesehen sein, dass eine solche Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung der Lichtfunktion„Lernlicht" eingesetzt werden kann, wobei die Beleuchtungsvorrichtung bei dieser Lichtfunktion„Lernlicht" eine Lichtverteilung erzeugt, welche in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung in ein Lahrzeug, vor dem Lahrzeug eine den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Lernlichtverteilung erzeugt.
Die oben genannten, auf gezählten Lichtfunktionen bzw. Lichtverteilungen sind nicht abschließend, wobei die Beleuchtungsvorrichtungen auch Kombinationen dieser
Lichtfunktionen erzeugen kann und/ oder nur eine Teillichtverteilung erzeugt, also beispielsweise nur einen Teil einer Lern-, Abblend-, Nebel- oder Tagfahrlichtverteilung.
Durch die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung wird die ganze bzw. die im
Wesentlichen ganze Lichtmenge, welche von einem Leuchtmittel emittiert wird, genutzt und auf das zweite Mittel zur Projektionsdrehung bzw. auf die Projektionslinse gebracht.
Es kann vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel zumindest eine Lichtquelle umfasst.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel zwei oder mehrere Lichtquellen umfasst.
Vorteilhafterweise kann jeder Lichtquelle eine eigene Vorsatzoptik zu geordnet sein, welche das von der Lichtquelle emittierte Licht parallel richtet.
Es kann günstig sein, wenn die zumindest eine Lichtquelle als LED ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Pall, dass zwei oder mehr Leuchtdioden vorgesehen sind, jede Leuchtdiode unabhängig von den anderen Leuchtdioden angesteuert werden kann. Jede Leuchtdiode kann somit unabhängig von den anderen Leuchtdioden einer Lichtquelle ein- und ausgeschaltet werden, und vorzugsweise, wenn es sich um dimmbare
Leuchtdioden handelt, auch unabhängig von den anderen Leuchtdioden der Lichtquelle gedimmt werden.
In einer praxisgerechten Ausführungsform kann die zumindest eine Vorsatzoptik als TIR- Linse ausgebildet sein.
Mit Vorteil kann vorgesehen sein, wenn das erste Mittel zur Polarisationsdrehung als Fresnelsches Parallelepiped ausgebildet ist, wobei eine Stirnfläche des Parallelepipeds verspiegelt ist.
Vorteilhafterweise kann das erste Mittel zur Polarisationsdrehung als zwei Fresnelsche Parallelepipede ausgebildet sein, wobei die zwei Parallelepipede vorzugsweise unmittelbar hintereinander angeordnet sind.
Das Fresnelsche Parallelepiped mit einer verspiegelten Stirnfläche sowie die zwei
Fresnelschen Parallelepipede, welche unmittelbar hintereinander angeordnet sind, dienen dazu, die Polarisationsrichtung des zweiten Strahlengangs in dieselbe Polarisationsrichtung wie der erste Strahlengang umzuwandeln. Dadurch kann das zweite Mittel zur
Polarisationsdrehung, vorzugsweise als Flüssigkristallelement ausgebildet, vom gesamten Lichtstrom bzw. Lichtmenge des Leuchtmittels ausgeleuchtet werden.
Im Allgemeinen ist ein Fresnelsches Parallelepiped ein optisches Prisma, das 45° linear polarisiertes Licht nach zweimaliger Totalreflexion unter einem bestimmten Winkel in zirkular polarisiertes Licht umwandelt.
Der Vorteil liegt im Gegensatz zu einer Verzögerungsplatte darin, dass die
Phasenverschiebung kaum von der Wellenlänge des auf das Fresnelsche Parallelepiped einfallende Licht abhängt.
Hierzu wird 45° linear polarisiertes Licht senkrecht bzw. orthogonal auf eine Stirnseite des Prismas gelenkt, wobei das Licht dadurch keine Richtungsänderung erfährt. Anschließend fällt das Licht auf eine erste schräge Längsfläche des Prismas, wobei der Einfallswinkel des Lichts auf diese Längsfläche größer als der Grenzwinkel einer Totalreflexion ist und totalreflektiert wird.
Die dabei auftretende Phasenverschiebung bewirkt, dass aus dem ursprünglich linear polarisierten Licht ein elliptisch polarisiertes Licht wird. Für die Erzeugung von zirkular polarisiertem Licht ist eine zweite Totalreflexion innerhalb des Prismas notwendig.
Der Einfallswinkel ist abhängig vom Brechungsindex des eingesetzten Materials, beispielsweise Kronglas, dessen Brechungsindex 1,51 beträgt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das zumindest eine Fresnelsche Parallelepiped aus Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat oder Tarflon, gebildet ist.
Bei zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Fresnelschen Parallelepipeden, welche die gleichen Eigenschaften im Sinne von Material und Form aufweisen, treten insgesamt vier Totalreflexionen auf, welche das einfallende linear polarisierte Licht nach dem Austritt aus den beiden Prismen in ein um ein 90° verdrehtes linear polarisiertes Licht umwandeln.
Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung als
Flüssigkristallelement ausgebildet ist.
Die Funktion eines Flüssigkristallelements, beispielsweise ein LC-Display, welches aus einzelnen ansteuerbaren Segmenten aufgebaut ist, beruht darauf, dass Flüssigkristalle bzw. die Segmente die Polarisationsrichtung von Licht beeinflussen, wenn ein bestimmtes Maß an elektrischer Spannung angelegt wird.
Es sei nochmals explizit darauf hingewiesen, dass ein hier beschriebenes
Flüssigkristallelement aus mehreren Flüssigkristallen aufgebaut ist, welche hierin auch als Segmente bezeichnet werden.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das reflektive Mittel als Spiegel ausgebildet ist.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung ein LCoS-Element ist. Im Gegensatz zu LC-Displays lässt ein LCoS (Liquid Crystal on Silicon) Licht nicht durch bzw. transmittiert es nicht, sondern reflektiert es.
Es kann günstig sein, wenn dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung zumindest ein Optikelement, beispielsweise eine Linse oder ein Reflektor, vorgelagert ist, welches eingerichtet ist, eine homogene Ausleuchtung des zweiten Mittels zur Polarisationsdrehung durch die auf das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung einfallenden Strahlengänge zu ermöglichen.
Das zumindest eine Optikelement ist jedoch so eingerichtet, dass die Polarisation der Lichtstrahlen nicht oder nur in sehr geringem Ausmaß verändert.
Vorteilhafterweise können dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung zwei
Optikelemente vorgelagert sein, wobei die Optikelemente je einem Strahlengang zugeordnet sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung mit zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Fresnelschen Parallelepipeden,
Fig. 2 eine weiteres Beispiel mit einem Fresnelschen Parallelepiped, wobei eine Stirnfläche des Parallelepipeds eine Verspiegelung aufweist,
Fig. 3 eine Detailansicht des Aufbaus des Beispiels aus Fig. 2, wobei mehrere LEDs als Leuchtmittel vorgesehen sind,
Fig. 4 eine Detailansicht entlang der x-Achse des Aufbaus aus Fig. 3, und
Fig. 5 ein weiteres Beispiel mit zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Fresnelschen Parallelepipeden und einem LCoS.
Fig. 1 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 51, umfassend ein Leuchtmittel 100, welches in diesem Ausführungsbeispiel als LED ausgeführt ist und eingerichtet ist, Lichtstrahlen zu emittieren, wobei die Lichtstrahlen von einer dem Leuchtmittel 100 in
Hauptabstrahlrichtung nachgeschalteten Vorsatzoptik 200 kollimierbar sind, d.h. dass die Lichtstrahlen des Leuchtmittels parallel bzw. im Wesentlichen parallel gerichtet werden.
Unter„Hauptabstrahlrichtung" ist die Richtung zu verstehen, in der das Leuchtmittel infolge seiner Richtwirkung am stärksten bzw. am meisten Licht abstrahlt.
Weiters umfasst die Beleuchtungseinrichtung aus Fig. 1 einen der Vorsatzoptik 200
nachgeschalteten, polarisierenden Strahl teiler 300, der die von der Vorsatzoptik 200
kollimierten Lichtstrahlen in einen ersten und einen zweiten linear polarisierten
Strahlengang 310, 320 aufteilt, wobei die Polarisationsrichtungen der Strahlengänge 310, 320 90° verdreht zueinander sind.
Es sei angemerkt, dass der polarisierende Strahlteiler 300 in Fig. 1 in einem 45°-Winkel zur Hauptabstrahlrichtung der durch die Vorsatzoptik 200 kollimierten Lichtstrahlen steht, jedoch auch andere Positionen des Strahlteilers 300 möglich sind.
Im Allgemeinen bezeichnet man linear senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht als transversale Komponente TE bzw. mit dem Kürzel„s". Linear parallel zur Einfallsebene polarisiertes Licht bezeichnet man in der Regel als transversalmagnetische Komponente TM bzw. mit dem Kürzel„p", wobei sich die Abkürzungen„s" und„p" in den Figuren zur besseren Übersicht wiederfinden.
Der Begriff„Einfallsebene" ist ein bekannter Begriff aus der Optik und bezeichnet im
Allgemeinen die Ebene, die von der Einfallsrichtung des auf eine Grenzfläche einfallenden Lichts und dem Lot auf diese Grenzfläche aufgespannt wird. Der Polarisationszustand des Lichts wird in der Regel bezüglich der Einfallsebene angegeben.
Ferner ist ein erstes Mittel zur Polarisationsdrehung 400, welches nach dem polarisierenden Strahlteiler 300 im zweiten Strahlengang 320 positioniert und eingerichtet ist, die
Polarisationsrichtung des zweiten Strahlengangs 320 um 90° zu verdrehen, sodass der zweite Strahlengang 320 die gleiche Polarisationsrichtung wie der erste Strahlengang 310 aufweist. Das erste Mittel zur Polarisationsdrehung 400 ist in diesem Beispiel als zwei Fresnelsche Parallelepipede ausgebildet, wobei die Parallelepipede unmittelbar hintereinander angeordnet sind, sodass Stirnflächen der jeweiligen Parallelepipede ohne einem Abstand zueinander angeordnet sind.
Ein Fresnelsches Parallelepiped, welches in der Regel ein lichtdurchlässiger Körper ist, beispielsweise aus Kronglas, Polycarbonat oder Tarflon, ermöglicht, ein linear polarisiertes Licht durch zweifache Totalreflexion in zirkular polarisiertes Licht umzuwandeln.
Hierzu wird linear polarisiertes Licht senkrecht bzw. orthogonal auf eine Stirnseite des Parallelepipede gelenkt, wobei das Licht dadurch keine Richtungsänderung erfährt.
Anschließend fällt das Licht auf eine erste schräge Längsfläche des Prismas, wobei der Einfallswinkel des Lichts auf diese Längsfläche größer als der Grenzwinkel einer
Totalreflexion ist, und totalreflektiert wird.
Die dabei auftretende Phasenverschiebung bewirkt, dass aus dem ursprünglich linear polarisierten Licht ein elliptisch polarisiertes Licht wird. Für die Erzeugung von zirkular polarisiertem Licht ist eine zweite Totalreflexion innerhalb des Prismas notwendig.
Der Einfallswinkel ist abhängig vom Brechungsindex des eingesetzten Materials, beispielsweise Kronglas, dessen Brechungsindex 1,51 beträgt.
Im Allgemeinen lässt sich zirkular polarisiertes Licht durch Summation von zwei senkrecht zueinander linear polarisierten Wellen gleicher Amplitude und passender
Phasenverschiebung erhalten. In gleicher Weise kann man jede linear polarisierte Welle als Summe einer links- und rechtszirkular polarisierten Welle darstellen.
Die mit einem Fresnelschen Parallelepiped erzeugte Phasendifferenz zeigt in weiten
Bereichen nur eine geringe bis gar keine Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden Lichts, wodurch auch Lichtquellen zur Anwendung kommen können, die weißes Licht bzw. polychromatisches Licht emittieren, wobei unter„weißes Licht" Licht einer solchen
Spektralzusammensetzung verstanden wird, welches beim Menschen den Farbeindruck „weiß" hervorruft. Bei zwei unmittelbar hintereinander angeordneten Fresnelschen Parallelepipeden, welche die gleichen Eigenschaften im Sinne von Material und Form aufweisen, treten insgesamt vier Totalreflexionen auf, welche das einfallende linear polarisierte Licht nach dem Austritt aus den beiden Prismen in ein um ein 90° verdrehtes linear polarisiertes Licht umwandeln, wobei das Licht seine Richtung beibehält.
Weiters ist ein reflektives Mittel 350 im ersten Strahlengang 310 angeordnet, welches reflektive Mittel 350 den ersten Strahlengang 310 im Wesentlichen in die Richtung des durch das erste Mittel zur Polarisationsdrehung 400 veränderten zweiten Strahlengangs 320 umlenkt.
Ferner umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 51 ein einziges zweites Mittel zur
Polarisationsdrehung 600, welches dem ersten Mittel zur Polarisationsdrehung 400 und dem reflektiven Mittel 350 nachgeschalten ist, wobei das zweite Mittel zur Polarisation 600 in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 als Flüssigkristallelement ausgebildet ist, welches mehrere Segmente bzw. Flüssigkristalle umfasst, welche mittels elektrischer Signale in einen aktiven und einen inaktiven Zustand versetzbar sind, wobei die Polarisationsrichtung der
Lichtstrahlen im aktiven Zustand drehbar ist, vorzugsweise um 90°, und im inaktiven Zustand keine Änderung erfährt.
Dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung bzw. dem Flüssigkristallelement 600 sind zwei Optikelemente 500, beispielsweise Linsen oder Reflektoren, vorgelagert, welche je einem Strahlengang 310, 320 zugeordnet und eingerichtet sind, eine homogene Ausleuchtung des Flüssigkristallelements 600 durch die auf das Flüssigkristallelement 600 einfallenden
Strahlengänge 310, 320 zu ermöglichen. In den gezeigten Beispielen sind die Optikelemente 500 als optische Linsen ausgebildet.
Dem Flüssigkristallelement 600 ist ein Polarisationsfiltermittel 610 nachgeschalten, welches Polarisationsfiltermittel 610 eingerichtet ist, die von den Segmenten bzw. Flüssigkristallen des Flüssigkristallelements 600 hinsichtlich der Polarisationsrichtung gedrehten
Lichtstrahlen zu transmittieren bzw. zu absorbieren/ blockieren, wodurch das gewünschte Lichtbild bzw. Lichtverteilung erzeugt wird. Zur Erzeugung einer Lichtverteilung oder einer Teil-Lichtverteilung einer Lichtfunktion vor einem Kraftfahrzeug ist eine Projektionslinse 700 vorgesehen.
Es kann vorgesehen sein, dass eine solche Beleuchtungsvorrichtung 51, 52, 53 zur Erzeugung der Lichtfunktion„Lernlicht" eingesetzt werden kann, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 51, 52, 53 bei dieser Lichtfunktion„Lernlicht" eine Lichtverteilung erzeugt, welche in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung 51, 52, 53 in ein Kraftfahrzeug, vor dem Kraftfahrzeug eine den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Lernlichtverteilung erzeugt.
Es kann vorgesehen sein, dass eine solche Beleuchtungsvorrichtung 51, 52, 53 zur Erzeugung der Lichtfunktion„Abblendlicht" eingesetzt werden kann, wobei die
Beleuchtungsvorrichtung bei dieser Lichtfunktion„Abblendlicht" eine Lichtverteilung erzeugt, welche in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung 51, 52, 53 in ein Kraftfahrzeug, vor dem Kraftfahrzeug eine den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Abblendlichtverteilung erzeugt.
Die oben genannten, auf gezählten Lichtfunktionen bzw. Lichtverteilungen sind nicht abschließend und beziehen sich auf das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sowie weitere mögliche Ausführungsformen, wobei die Beleuchtungsvorrichtungen 51, 52, 53 auch Kombinationen dieser Lichtfunktionen erzeugen können und / oder nur eine
Teillichtverteilung erzeugen, also beispielsweise nur einen Teil einer Fern-, Abblend-, Nebel- oder Tagfahrlichtverteilung.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel einer Beleuchtungsvorrichtung 52, wobei im Gegensatz zur Ausführungsform in Fig. 1 das erste Mittel zur Polarisationsdrehung 400 als ein Fresnelsches Parallelepiped ausgebildet ist, wobei eine Stirnfläche 410 des Parallelepipeds 400 verspiegelt ist.
Hierbei wird das durch einen polarisierenden Strahlteiler 300 senkrecht linear polarisierte Licht, welches in Fig. 2 mit„s" gekennzeichnet ist, in das Fresnelsche Parallelepiped 400 einkoppelt und nach zweimaliger Totalreflexion auf die verspiegelte Stirnfläche 410 trifft, wobei das Licht bzw. die Lichtstrahlen in die entgegengesetzte Richtung gespiegelt werden und wiederum zwei Totalreflexionen innerhalb des Parallelepipeds 400 erfährt und eine um 90° gedrehte Polarisationsrichtung, also ein parallel linear polarisiertes Licht, was mit„p" in Fig. 2 gekennzeichnet ist, aufweist, bevor es aus dem Parallelepiped auskoppelt bzw.
austritt.
Die Auskoppelrichtung bzw. die Austrittsrichtung ist hierbei der Eintrittsrichtung bzw. der Einkoppelrichtung des Lichts entgegengesetzt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Das aus dem Fresnelsches Parallelepiped 400 austretende, parallel linear polarisierte Licht wird von dem polarisierenden Strahlteiler 300 unverändert transmittiert.
Der übrige Aufbau des in Fig. 2 gezeigten Beispiels gleicht im Wesentlichen dem Aufbau des Beispiels aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht des Aufbaus aus Fig. 2, wobei das Leuchtmittel 100 aus mehreren LEDs gebildet ist, die jeweils eine nachgeschaltete Vorsatzoptik 200 umfassen. Als Vorsatzoptik 200 kann jeweils beispielsweise eine TIR-Linse vorgesehen sein.
Fig. 4 zeigt eine entlang der x-Achse dargestellte Perspektive der Detailansicht aus Fig. 3, wobei zu erkennen ist, dass das Leuchtmittel 100 aus dem Beispiel in Fig. 3 und 4 sowohl eine Reihe von Lichtquellen entlang der x-Achse als auch eine Reihe von Lichtquellen entlang der z- Achse aufweist.
Das Leuchtmittel 100 ist gewissermaßen aus einer Lichtquellen-Matrix gebildet, wobei auch vorgesehen sein kann, dass das Leuchtmittel 100 nur aus einer Reihe von Lichtquellen bzw. einem Lichtquellen- Array gebildet sein kann.
Fig. 5 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 53, umfassend ein Leuchtmittel 100, welches in diesem Ausführungsbeispiel als LED ausgeführt ist und eingerichtet ist, Lichtstrahlen zu emittieren, wobei die Lichtstrahlen von einer dem Leuchtmittel 100 in
Hauptabstrahlrichtung nachgeschalteten Vorsatzoptik 200 kollimierbar sind, d.h. dass die Lichtstrahlen des Leuchtmittels parallel bzw. im Wesentlichen parallel gerichtet werden.
Weiters umfasst die Beleuchtungseinrichtung aus Fig. 5 einen der Vorsatzoptik 200 nachgeschalteten, polarisierenden Strahl teiler 300, der die von der Vorsatzoptik 200 kollimierten Lichtstrahlen in einen ersten und einen zweiten linear polarisierten Strahlengang 310, 320 aufteilt, wobei die Polarisationsrichtungen der Strahlengänge 310, 320 90° verdreht zueinander sind.
Es sei angemerkt, dass der polarisierende Strahlteiler 300 in Fig. 5 in einem 45°-Winkel zur Hauptabstrahlrichtung der durch die Vorsatzoptik 200 kollimierten Lichtstrahlen steht, jedoch auch andere Positionen des Strahlteilers 300 möglich sind.
Ferner ist ein erstes Mittel zur Polarisationsdrehung 400, welches nach dem polarisierenden Strahlteiler 300 im zweiten Strahlengang 320 positioniert und eingerichtet ist, die
Polarisationsrichtung des zweiten Strahlengangs 320 um 90° zu verdrehen, sodass der zweite Strahlengang 320 die gleiche Polarisationsrichtung wie der erste Strahlengang 310 aufweist.
Das erste Mittel zur Polarisationsdrehung 400 ist in diesem Beispiel als zwei Fresnelsche Parallelepipede ausgebildet, wobei die Parallelepipede unmittelbar hintereinander angeordnet sind, sodass Stirnflächen der jeweiligen Parallelepipede ohne einem Abstand zueinander angeordnet sind.
Weiters ist ein reflektives Mittel 350 im ersten Strahlengang 310 angeordnet, welches reflektive Mittel 350 den ersten Strahlengang 310 im Wesentlichen in die Richtung des durch das erste Mittel zur Polarisationsdrehung 400 veränderten zweiten Strahlengangs 320 umlenkt.
Ferner umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 53 ein Polarisationsfiltermittel 660, welches den Fresnelschen Parallelepipeden 400 und dem reflektiven Mittel 350 nachgeschalten ist, wobei das Polarisationsfiltermittel 660 die darauf auftreffenden Strahlengänge 310, 320, welche die gleiche Polarisationsrichtung aufweisen, auf ein zweites Mittel zur Polarisationsdrehung 650 umlenkt bzw. reflektiert. Das Polarisationsfiltermittel 660 ist in dem Beispiel aus Fig. 5 derart eingerichtet, dass es wie ein polarisierender Strahlteiler, ähnlich dem polarisierenden Strahlteiler 300 aus den vorherigen Beispielen, funktioniert.
Das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung 650 ist in Fig. 5 als LCoS-Element ausgebildet.
Im Gegensatz zu LC-Displays bzw. dem Flüssigkristallelement 600 aus den vorigen
Ausführungsbeispielen lässt ein LCoS 650 (Liquid Crystal on Silicon) Licht nicht durch, sondern reflektiert es, wobei das LCoS 650 wie das Flüssigkristallelement 600 in einen aktiven bzw. inaktiven Zustand versetzt werden kann. Nähere Erläuterungen bezüglich des inaktiven bzw. aktiven Zustands sind den Ausführungen bezüglich Fig. 1 zu entnehmen.
Die Auskoppelrichtung bzw. die Austrittsrichtung der Strahlengänge 310, 320 aus dem LCoS-Element 650 ist hierbei der Eintrittsrichtung bzw. der Einkoppelrichtung der
Strahlengänge 310, 320 bzw. des Lichts entgegengesetzt, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Das aus den Segmenten bzw. Flüssigkristallen des LCoS-Elements 650 austretende, hinsichtlich seiner Polarisationsrichtung veränderte Licht wird von dem
Polarisationsfiltermittel 660 transmittiert bzw. blockiert, wodurch das gewünschte Lichtbild erzeugt wird, wobei dem Polarisationsfiltermittel 660 ein Projektionslinse 700
nachgeschalten ist, welcher zur Erzeugung einer Lichtverteilung oder einer Teil- Lichtverteilung einer Lichtfunktion vor einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.
Ferner sind dem Polarisationsfiltermittel 660 zwei Optikelemente 500 vorgelagert, welche je einem Strahlengang 310, 320 zugeordnet und eingerichtet sind, eine homogene
Ausleuchtung des Polarisationsfiltermittels 660 durch die auf das Polarisationsfiltermittel 660 einfallenden Strahlengänge 310, 320 zu ermöglichen.
Es sei angemerkt, dass alle in den Figuren gezeigten Beispiele in einem und als Teil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers vorgesehen sein können.
BEZUGSZEICHENLISTE
Beleuchtungsvorrichtung... 51, 52, 53
Leuchtmittel ... 100
V or satzoptik ... 200
Polarisierenden Strahlteiler ... 300
Erster Strahlengang... 310
Zweiter Strahlengang... 320
Reflektives Mittel ... 350
Erstes Mittel zur Polarisationsdrehung... 400
Fresnelsches Parallelepiped ... 400
Verspiegelte Stirnfläche... 410
Optikelement... 500
Zweites Mittel zur Polarisationsdrehung... 600
Flüssigkristallelement... 600
LCoS... 650
Projektionslinse... 700

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Beleuchtungsvorrichtung (51, 52, 53) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche Beleuchtungsvorrichtung umfasst:
- ein Leuchtmittel (100), das eingerichtet ist, Lichtstrahlen zu emittieren, wobei die
Lichtstrahlen von zumindest einer dem Leuchtmittel in Hauptabstrahlrichtung
nachgeschalteten Vorsatzoptik (200) kollimierbar sind,
- ein der zumindest einen Vorsatzoptik (200) nachgeschalteter polarisierender Strahlteiler (300), der die von der Vorsatzoptik (200) kollimierten Lichtstrahlen in einen ersten und einen zweiten linear polarisierten Strahlengang (310, 320) aufteilt, wobei die
Polarisationsrichtungen der Strahlengänge (310, 320) 90° zueinander verdreht sind,
- ein erstes Mittel zur Polarisationsdrehung (400), welches eingerichtet ist, die
Polarisationsrichtung des zweiten Strahlengangs (320) um 90° zu verdrehen, sodass der zweite Strahlengang (320) die Polarisationsrichtung des ersten Strahlengangs (310) aufweist,
- ein reflektives Mittel (350), welches eingerichtet ist, den ersten Strahlengang (310) im Wesentlichen in die Richtung des durch das erste Mittel zur Polarisationsdrehung (400) veränderten zweiten Strahlengangs (320) umzulenken,
- ein einziges dem ersten Mittel zur Polarisationsdrehung (400) und dem reflektiven Mittel (350) nachgeschaltetes zweites Mittel zur Polarisationsdrehung (600), welches zumindest ein Segment umfasst, welches mittels elektrischer Signale in einen aktiven und einen inaktiven Zustand versetzbar ist, wobei die Polarisation von Lichtstrahlen im aktiven Zustand um 90° drehbar ist und im inaktiven Zustand keine Änderung erfährt,
- ein Polarisationsfiltermittel (610), welches dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung (600) nachgeschalten ist, welches Polarisationsfiltermittel (610) eingerichtet ist, die von dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung (600) im aktiven bzw. inaktiven Zustand hinsichtlich der Polarisation gedrehten Lichtstrahlen zu transmittieren bzw. zu blockieren, und - zumindest eine Projektionslinse (700), welche zur Erzeugung einer Lichtverteilung oder einer Teil-Lichtverteilung einer Lichtfunktion vor einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Leuchtmittel (100) zumindest eine Lichtquelle umfasst.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (100) zwei oder mehrere Lichtquellen umfasst.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtquelle eine eigene Vorsatzoptik (200) zu geordnet ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lichtquelle als LED ausgebildet ist.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Vorsatzoptik (200) als TIR-Linse ausgebildet ist.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel zur Polarisationsdrehung (400) als Presnelsches Parallelepiped ausgebildet ist, wobei eine Stirnfläche des Parallelepipeds verspiegelt ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel zur Polarisationsdrehung (400) als zwei Presnelsche Parallelepipede ausgebildet ist, wobei die zwei Parallelepipede vorzugsweise unmittelbar hintereinander angeordnet sind.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Presnelsche Parallelepiped aus Kronglas, Polycarbonat oder Tarflon gebildet ist.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung (600) als Plüssigkristallelement ausgebildet ist.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektive Mittel (350) als Spiegel ausgebildet ist.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung (600) ein LCoS-Element ist.
13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung (600) zumindest ein Optikelement (500) vorgelagert ist, welches eingerichtet ist, eine homogene Ausleuchtung des zweiten Mittels zur Polarisationsdrehung (600) durch die auf das zweite Mittel zur Polarisationsdrehung (600) einfallenden Strahlengänge zu ermöglichen.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Mittel zur Polarisationsdrehung (600) zwei Optikelemente (500) vorgelagert sind, wobei die Optikelemente je einem Strahlengang (310, 320) zugeordnet sind.
15. Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend zumindest eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
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