WO2019145184A1 - Lighting device for a motor vehicle, in particular headlight - Google Patents

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WO2019145184A1
WO2019145184A1 PCT/EP2019/050849 EP2019050849W WO2019145184A1 WO 2019145184 A1 WO2019145184 A1 WO 2019145184A1 EP 2019050849 W EP2019050849 W EP 2019050849W WO 2019145184 A1 WO2019145184 A1 WO 2019145184A1
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light
array
liquid crystal
crystal elements
lighting device
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PCT/EP2019/050849
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David Duhme
Bernd Fischer
Henry Vogeler
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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Publication date
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/63—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
    • 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
    • G—PHYSICS
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    • F21S41/135—Polarised
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's

Definitions

  • Lighting device for a motor vehicle in particular headlights
  • the present invention relates to a lighting device for a motor vehicle, in particular a headlight, according to the preamble of claim 1.
  • a lighting device of the aforementioned type is known from DE 10 2013 113 807 A1.
  • the illumination device described therein is designed as a headlight and comprises a light source, which may be, for example, a light-emitting diode (LED) or a laser diode.
  • the light emitted by the light source is split by a polarization beam splitter into a first light component and into a second light component, the polarization directions of the light components being oriented perpendicular to one another.
  • the illumination device further comprises two arrays of liquid crystal elements, through which the light components pass separately.
  • the individual liquid-crystal elements of the arrays can be selectively controlled in order to rotate the polarization direction at least in the case of parts of the light components.
  • the light emanating from the arrays passes through polarization filters serving as analyzers and is projected by projection lenses into the exterior space in front of the motor vehicle.
  • a disadvantage here is to be considered that in the transmission of the light components through the arrays of liquid crystal elements, a portion of the light is absorbed.
  • the absorbed light is largely converted to heat and can not be used to illuminate the road.
  • the problem underlying the present invention is the provision of a lighting device of the type mentioned, which is more effective.
  • the first array of liquid crystal elements is formed and arranged in the illumination device such that the first array is operated in a reflective manner, with reflected portions of the first light portion striking the polarization filter means during operation of the illumination device.
  • the reflective operation of the first array of liquid crystal elements By the reflective operation of the first array of liquid crystal elements, a smaller part of the light is absorbed in the arrays of liquid crystal elements.
  • the efficiency of the especially designed as a headlight lighting device can be increased.
  • the second array of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that the second array is operated transmissively, wherein transmitted portions of the second light component impinge upon the polarization filter means during operation of the illumination device.
  • the second array of liquid crystal elements can also be operated in a reflective manner.
  • the first array of liquid crystal elements has a higher resolution than the second array of liquid crystal elements. This is particularly useful if the first array is reflective and the second array is transmissive, because in transmissive operation, high-resolution arrays of liquid crystal elements absorb light more strongly than less high-resolution arrays of liquid crystal elements.
  • the first array of liquid crystal elements is formed as an active matrix LCD.
  • the first array of liquid-crystal elements it is possible for the first array of liquid-crystal elements to be suitable for generating a first light distribution in front of the motor vehicle, which corresponds in particular to high-resolution apron illumination.
  • the second array of liquid crystal elements is designed as a passive matrix LCD.
  • the second array of liquid crystal elements is suitable for generating a second light distribution in front of the motor vehicle, which in particular corresponds to a low-resolution range and apron illumination.
  • the illumination device can be designed such that, during operation of the illumination device, the first and the second light distribution are superimposed to form a total light distribution.
  • the intensity of the front-illumination can be adjusted via the passive-matrix LCD in low resolution.
  • the first array of liquid crystal elements has cooling means, which are arranged in particular on the side of the first array facing away from the reflective side. As a result, overheating of the first array of liquid crystal elements can be avoided.
  • the illumination device comprises projection means for the projection of the light emanating from the polarization filter means into the exterior of the motor vehicle, wherein in particular in each case one projection lens is provided for each of the two light components.
  • the projection lens can be optimized for the light distribution to be generated by the respective array.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of an inventive lighting device.
  • FIG. 2 schematically shows a first light distribution, which differs from a first array of FIG
  • Fig. 3 shows schematically a second light distribution, which is generated by a second array of liquid crystal elements.
  • the illustrated in Fig. 1 embodiment of a lighting device comprises a light source 1, emanating from the operation of the lighting device 2 light.
  • the light source may have, for example, at least one laser diode or at least one light-emitting diode (LED).
  • LED light-emitting diode
  • the illumination device further comprises polarization beam splitter means 3, which are formed in the illustrated embodiment as at an angle of about 45 ° to the propagation direction of the light 2 arranged polarization beam splitter.
  • the polarization beam splitter means 3 divides the light 2 emanating from the light source 1 into a first light component 4 and into a second light component 5, the polarization directions of the light components 4, 5 being oriented perpendicular to one another.
  • the first light component 4 is passed unhindered through the polarization beam splitter upward in FIG. 1, whereas the second light component 5 is reflected by the polarization beam splitter to the right in FIG.
  • the illumination device furthermore comprises a first array 6 of liquid crystal elements, on which the first light component 4 impinges.
  • the first array 6 of liquid crystal elements may in particular be a high-resolution active matrix LCD.
  • This active matrix LCD may have liquid crystal elements, for example, in order to be able to influence the first light component 4 in a resolution of mn pixels in a targeted manner.
  • the first array 6 of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that it can be operated in a reflective manner. The first light portion 4 is thus at least partially from the first array 6 to the right in FIG.
  • the individual liquid crystal elements of the first array 6 can be selectively controlled in a manner known per se in order to rotate the polarization direction in particular in pixel-wise fashion for parts of the first light component 4 or for groups of pixels.
  • the first light portion 4 reflected by the first array 6 of liquid crystal elements passes through a first polarization filter 7 serving as an analyzer.
  • a first polarization filter 7 serving as an analyzer.
  • those parts of the first light component 4 for which the polarization direction was rotated by the first array 6 are selectively transmitted by the first polarization filter 7.
  • the first polarization filter 7 it is also possible, for example, for the first polarization filter 7 to selectively transmit those parts of the first light component 4 for which the polarization direction was not rotated by the first array 6.
  • FIG. 2 diagrammatically shows a first light distribution 9 in front of the motor vehicle, which was generated by the first array 6 of liquid crystal elements from the first light component 4.
  • This first light distribution 9 can be, in particular, a high-resolution apron illumination.
  • the illumination device further comprises a second array 10 of liquid crystal elements, on which the second light portion 5 impinges.
  • the second array 10 of liquid crystal elements may in particular be a passive matrix LCD.
  • the liquid crystal elements of the second array 10 can specifically influence the second light component 5. sen.
  • the second array 10 of liquid crystal elements may have a lower resolution than the first array 6 of liquid crystal elements.
  • the second array 10 of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that it can be operated transmissively.
  • the second light component 5 thus passes through the second array 10 at least partially to the right in FIG. 1.
  • the individual liquid crystal elements of the second array 10 can be selectively driven in a manner known per se in order to rotate the direction of polarization in parts of the second light component 5, in particular pixel by pixel or for groups of pixels.
  • the second array 10 of liquid crystal elements it is quite possible to form the second array 10 of liquid crystal elements in such a way and to arrange them in the illumination device so that it can be operated in a reflective manner.
  • the second light component 5 transmitted by the second array 10 of liquid crystal elements passes through a second polarization filter 11 serving as an analyzer.
  • a second polarization filter 11 serving as an analyzer.
  • those parts of the second light component 5 for which the polarization direction was rotated by the second array 10 are selectively transmitted by the second polarization filter 11.
  • the second polarization filter 11 it is also possible, for example, for the second polarization filter 11 to selectively transmit those parts of the second light component 5 for which the polarization direction of the second array 10 has not been rotated.
  • the part of the second light component 5 transmitted by the second polarization filter 11 is projected by a projection lens 12 into the exterior of the motor vehicle. It is quite possible to integrate the projection lenses into a component instead of two separate projection lenses 8, 12.
  • FIG. 3 schematically illustrates a second light distribution 13 in front of the motor vehicle, which was generated by the second array 10 of liquid crystal elements from the second light component 5.
  • this second light distribution 13 it can in particular special to a low-resolution range and apron lighting act.
  • the first and the second light distribution 9, 13 are superimposed to form an overall light distribution.

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Abstract

The invention relates to a lighting device for a motor vehicle, in particular a headlight, comprising a light source (1), polarization beam splitter means (3), which divide light (2) emitted from the light source (1) during operation of the lighting device into a first light portion (4) and into a second light portion (5), wherein the polarization of the light portions (4, 5) differs, a first array (6) of liquid crystal elements, which the first light portion (4) strikes, a second array (10) of liquid crystal elements, which the second light portion (5) strikes, wherein the individual liquid crystal elements can be selectively actuated in order to modify the polarization direction, at least when splitting the light portions (4, 5), and polarization filter means, which the light portions (4, 5) strike after interacting with the arrays (6, 10), wherein the first array (6) of liquid crystal elements is formed and arranged in the lighting device such that the first array (6) is operated reflectively and reflected portions of the first light portion (4) strike the polarization filter means during operation of the lighting device.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer  Lighting device for a motor vehicle, in particular headlights
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Scheinwerfer, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a lighting device for a motor vehicle, in particular a headlight, according to the preamble of claim 1.
Eine Beleuchtungsvorrichtung der vorgenannten Art ist aus der DE 10 2013 113 807 A1 bekannt. Die darin beschriebene Beleuchtungsvorrichtung ist als Scheinwerfer ausgebildet und umfasst eine Lichtquelle, die beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) oder eine Laserdiode sein kann. Das von der Lichtquelle ausgehende Licht wird von einem Polarisationsstrahlteiler in einen ersten Lichtanteil und in einen zweiten Lichtan- teil aufgeteilt, wobei die Polarisationsrichtungen der Lichtanteile senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin zwei Arrays von Flüssigkristallelementen, durch die die Lichtanteile separat hindurchtreten. Die einzel- nen Flüssigkristallelemente der Arrays können selektiv angesteuert werden, um zu- mindest bei Teilen der Lichtanteile die Polarisationsrichtung zu drehen. Das von den Arrays ausgehende Licht tritt durch als Analysatoren dienende Polarisationsfilter hin durch und wird von Projektionslinsen in den Außenraum vor dem Kraftfahrzeug proji ziert. A lighting device of the aforementioned type is known from DE 10 2013 113 807 A1. The illumination device described therein is designed as a headlight and comprises a light source, which may be, for example, a light-emitting diode (LED) or a laser diode. The light emitted by the light source is split by a polarization beam splitter into a first light component and into a second light component, the polarization directions of the light components being oriented perpendicular to one another. The illumination device further comprises two arrays of liquid crystal elements, through which the light components pass separately. The individual liquid-crystal elements of the arrays can be selectively controlled in order to rotate the polarization direction at least in the case of parts of the light components. The light emanating from the arrays passes through polarization filters serving as analyzers and is projected by projection lenses into the exterior space in front of the motor vehicle.
Als nachteilig hierbei ist anzusehen, dass bei der Transmission der Lichtanteile durch die Arrays von Flüssigkristallelementen ein Teil des Lichts absorbiert wird. Das absor- bierte Licht wird zu einem großen Teil in Wärme umgewandelt und kann nicht zur Fahrbahnausleuchtung genutzt werden. A disadvantage here is to be considered that in the transmission of the light components through the arrays of liquid crystal elements, a portion of the light is absorbed. The absorbed light is largely converted to heat and can not be used to illuminate the road.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die effektiver ist. The problem underlying the present invention is the provision of a lighting device of the type mentioned, which is more effective.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs ge- nannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Un- teransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das erste Array von Flüssigkristallelementen derart ausgebildet und in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass das erste Array reflektiv betrieben wird, wobei reflektierte Anteile des ersten Lichtanteils im Be- trieb der Beleuchtungsvorrichtung auf die Polarisationsfiltermittel auftreffen. Durch den reflektiven Betrieb des ersten Arrays von Flüssigkristallelementen wird ein geringerer Teil des Lichts in den Arrays von Flüssigkristallelementen absorbiert. Die Effizienz der insbesondere als Scheinwerfer ausgebildeten Beleuchtungsvorrichtung kann dadurch erhöht werden. This is inventively achieved by a lighting device of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1. The subclaims relate to preferred embodiments of the invention. According to claim 1, it is provided that the first array of liquid crystal elements is formed and arranged in the illumination device such that the first array is operated in a reflective manner, with reflected portions of the first light portion striking the polarization filter means during operation of the illumination device. By the reflective operation of the first array of liquid crystal elements, a smaller part of the light is absorbed in the arrays of liquid crystal elements. The efficiency of the especially designed as a headlight lighting device can be increased.
Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Array von Flüssigkristallelementen derart ausgebildet und in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass das zweite Array transmissiv betrieben wird, wobei transmittierte Anteile des zweiten Lichtanteils im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung auf die Polarisationsfiltermittel auftreffen. Alter- nativ kann auch das zweite Array von Flüssigkristallelementen reflektiv betrieben wer- den. It can be provided that the second array of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that the second array is operated transmissively, wherein transmitted portions of the second light component impinge upon the polarization filter means during operation of the illumination device. Alternatively, the second array of liquid crystal elements can also be operated in a reflective manner.
Es besteht die Möglichkeit, dass das erste Array von Flüssigkristallelementen eine höhere Auflösung aufweist als das zweite Array von Flüssigkristallelementen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das erste Array reflektiv und das zweite Array transmissiv betrieben werden, weil im transmissiven Betrieb hochauflösende Arrays von Flüssigkristallelementen Licht stärker absorbieren als weniger hoch auflösende Arrays von Flüssigkristallelementen. There is the possibility that the first array of liquid crystal elements has a higher resolution than the second array of liquid crystal elements. This is particularly useful if the first array is reflective and the second array is transmissive, because in transmissive operation, high-resolution arrays of liquid crystal elements absorb light more strongly than less high-resolution arrays of liquid crystal elements.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste Array von Flüssigkristallelementen als Aktiv- Matrix-LCD ausgebildet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass das erste Array von Flüssigkristallelementen geeignet ist, vor dem Kraftfahrzeug eine erste Lichtverteilung zu generieren, die insbesondere einer hochaufgelösten Vorfeldausleuchtung ent- spricht. Beispielsweise können mit einem derartigen Aktiv-Matrix-LCD Symbole in das Vorfeld des Kraftfahrzeugs projiziert werden. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das zweite Array von Flüssigkristallelemen- ten als Passiv-Matrix-LCD ausgebildet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass das zweite Array von Flüssigkristallelementen geeignet ist, vor dem Kraftfahrzeug eine zweite Lichtverteilung zu generieren, die insbesondere einer niedrigaufgelösten Reichweite- und Vorfeldausleuchtung entspricht. It can be provided that the first array of liquid crystal elements is formed as an active matrix LCD. As a result, it is possible for the first array of liquid-crystal elements to be suitable for generating a first light distribution in front of the motor vehicle, which corresponds in particular to high-resolution apron illumination. For example, with such an active matrix LCD symbols can be projected in the apron of the motor vehicle. It can furthermore be provided that the second array of liquid crystal elements is designed as a passive matrix LCD. As a result, there is the possibility that the second array of liquid crystal elements is suitable for generating a second light distribution in front of the motor vehicle, which in particular corresponds to a low-resolution range and apron illumination.
Dabei kann die Beleuchtungsvorrichtung derart gestaltet sein, dass im Betrieb der Be- leuchtungsvorrichtung die erste und die zweite Lichtverteilung zu einer Gesamtlicht- verteilung überlagert werden. Insbesondere zur Optimierung des Kontrastes von Vor- feldprojektionen kann die Intensität der Vorfeldausleuchtung über das Passiv-Matrix- LCD in niedriger Auflösung angepasst werden. In this case, the illumination device can be designed such that, during operation of the illumination device, the first and the second light distribution are superimposed to form a total light distribution. In particular, in order to optimize the contrast of pre-projection, the intensity of the front-illumination can be adjusted via the passive-matrix LCD in low resolution.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste Array von Flüssigkristallelementen Kühlmit- tel aufweist, die insbesondere auf der von der reflektierenden Seite abgewandten Sei- te des ersten Arrays angeordnet sind. Dadurch kann eine Überhitzung des ersten Ar- rays von Flüssigkristallelementen vermieden werden. It can be provided that the first array of liquid crystal elements has cooling means, which are arranged in particular on the side of the first array facing away from the reflective side. As a result, overheating of the first array of liquid crystal elements can be avoided.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Beleuchtungsvorrichtung Projektionsmittel für die Projektion des von den Polarisationsfiltermitteln ausgehenden Lichts in den Außen- raum des Kraftfahrzeugs umfasst, wobei insbesondere jeweils eine Projektionslinse für einen jeden der beiden Lichtanteile vorgesehen ist. Durch die Verwendung jeweils einer Projektionslinse für einen jeden der Lichtanteile kann die Projektionslinse für die von dem jeweiligen Array zu erzeugende Lichtverteilung optimiert werden. There is the possibility that the illumination device comprises projection means for the projection of the light emanating from the polarization filter means into the exterior of the motor vehicle, wherein in particular in each case one projection lens is provided for each of the two light components. By using in each case one projection lens for each of the light components, the projection lens can be optimized for the light distribution to be generated by the respective array.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt: Reference to the accompanying drawings, the invention is explained in more detail below. Showing:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemä- ßen Beleuchtungsvorrichtung; 1 shows a schematic view of an embodiment of an inventive lighting device.
Fig. 2 schematisch eine erste Lichtverteilung, die von einem ersten Array von FIG. 2 schematically shows a first light distribution, which differs from a first array of FIG
Flüssigkristallelementen generiert wird; Fig. 3 schematisch eine zweite Lichtverteilung, die von einem zweiten Array von Flüssigkristallelementen generiert wird. Liquid crystal elements is generated; Fig. 3 shows schematically a second light distribution, which is generated by a second array of liquid crystal elements.
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle 1 , von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht 2 ausgeht.The illustrated in Fig. 1 embodiment of a lighting device comprises a light source 1, emanating from the operation of the lighting device 2 light.
Die Lichtquelle kann beispielsweise mindestens eine Laserdiode oder mindestens ei- ne Leuchtdiode (LED) aufweisen. Es besteht jedoch durchaus auch die Möglichkeit, eine oder mehrere andere Lichtquellen wie beispielsweise Entladungs- oder Glühlam- pen vorzusehen. The light source may have, for example, at least one laser diode or at least one light-emitting diode (LED). However, there is also the possibility of providing one or more other light sources such as, for example, discharge or incandescent lamps.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin Polarisationsstrahlteilermittel 3, die im abgebildeten Ausführungsbeispiel als unter einem Winkel von etwa 45° zur Ausbrei- tungsrichtung des Lichts 2 angeordneter Polarisationsstrahlteiler ausgebildet sind. Durch die Polarisationsstrahlteilermittel 3 wird im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung das von der Lichtquelle 1 ausgehende Licht 2 in einen ersten Lichtanteil 4 und in ei- nen zweiten Lichtanteil 5 aufgeteilt, wobei die Polarisationsrichtungen der Lichtanteile 4, 5 senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Dabei wird in dem abgebildeten Ausfüh- rungsbeispiel der erste Lichtanteil 4 ungehindert durch den Polarisationsstrahlteiler nach oben in Fig. 1 hindurchgelassen, wohingegen der zweite Lichtanteil 5 von dem Polarisationsstrahlteiler nach rechts in Fig. 1 reflektiert wird. The illumination device further comprises polarization beam splitter means 3, which are formed in the illustrated embodiment as at an angle of about 45 ° to the propagation direction of the light 2 arranged polarization beam splitter. During operation of the illumination device, the polarization beam splitter means 3 divides the light 2 emanating from the light source 1 into a first light component 4 and into a second light component 5, the polarization directions of the light components 4, 5 being oriented perpendicular to one another. In this case, in the illustrated embodiment, the first light component 4 is passed unhindered through the polarization beam splitter upward in FIG. 1, whereas the second light component 5 is reflected by the polarization beam splitter to the right in FIG.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin ein erstes Array 6 von Flüssigkris- tallelementen, auf das der erste Lichtanteil 4 auftrifft. Das erste Array 6 von Flüssig kristallelementen kann insbesondere ein hochauflösendes Aktiv-Matrix-LCD sein. Die- ses Aktiv-Matrix-LCD kann beispielsweise m n Flüssigkristallelemente aufweisen, um den ersten Lichtanteil 4 in einer Auflösung von m n Pixeln gezielt beeinflussen zu können. Das erste Array 6 von Flüssigkristallelementen ist derart ausgebildet und in der Be- leuchtungsvorrichtung angeordnet, dass es reflektiv betrieben werden kann. Der erste Lichtanteil 4 wird also von dem ersten Array 6 zumindest teilweise nach rechts in Fig.The illumination device furthermore comprises a first array 6 of liquid crystal elements, on which the first light component 4 impinges. The first array 6 of liquid crystal elements may in particular be a high-resolution active matrix LCD. This active matrix LCD may have liquid crystal elements, for example, in order to be able to influence the first light component 4 in a resolution of mn pixels in a targeted manner. The first array 6 of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that it can be operated in a reflective manner. The first light portion 4 is thus at least partially from the first array 6 to the right in FIG.
1 reflektiert. Dabei können die einzelnen Flüssigkristallelemente des ersten Arrays 6 in an sich bekannter Weise selektiv angesteuert werden, um bei Teilen des ersten Licht- anteils 4 insbesondere pixelweise oder für Gruppen von Pixeln die Polarisationsrich- tung zu drehen. 1 reflected. In this case, the individual liquid crystal elements of the first array 6 can be selectively controlled in a manner known per se in order to rotate the polarization direction in particular in pixel-wise fashion for parts of the first light component 4 or for groups of pixels.
Es kann vorgesehen sein, dass auf der nicht für die Reflexion genutzten Rückseite des ersten Arrays 6 von Flüssigkristallelementen nicht abgebildete Kühlmittel ange- ordnet sind, die eine Überhitzung des ersten Arrays 6 vermeiden können. It can be provided that not shown on the not used for the reflection back of the first array 6 of liquid crystal elements are not arranged coolant, which can avoid overheating of the first array 6.
Der von dem ersten Array 6 von Flüssigkristallelementen reflektierte erste Lichtanteil 4 tritt durch einen als Analysator dienenden ersten Polarisationsfilter 7 hindurch. Dabei werden von dem ersten Polarisationsfilter 7 beispielsweise gezielt diejenigen Teile des ersten Lichtanteils 4 hindurchgelassen, für die die Polarisationsrichtung von dem ers- ten Array 6 gedreht wurde. Alternativ können auch von dem ersten Polarisationsfilter 7 beispielsweise gezielt diejenigen Teile des ersten Lichtanteils 4 hindurchgelassen werden, für die die Polarisationsrichtung von dem ersten Array 6 nicht gedreht wurde. The first light portion 4 reflected by the first array 6 of liquid crystal elements passes through a first polarization filter 7 serving as an analyzer. In this case, for example, those parts of the first light component 4 for which the polarization direction was rotated by the first array 6 are selectively transmitted by the first polarization filter 7. Alternatively, it is also possible, for example, for the first polarization filter 7 to selectively transmit those parts of the first light component 4 for which the polarization direction was not rotated by the first array 6.
Der von dem ersten Polarisationsfilter 7 hindurchgelassene Teil des ersten Lichtan- teils 4 wird von einer Projektionslinse 8 in den Außenraum des Kraftfahrzeugs proji ziert. In Fig. 2 ist schematisch eine erste Lichtverteilung 9 vor dem Kraftfahrzeug ab- gebildet, die von dem ersten Array 6 von Flüssigkristallelementen aus dem ersten Lichtanteil 4 generiert wurde. Bei dieser ersten Lichtverteilung 9 kann es sich insbe- sondere um eine hochaufgelöste Vorfeldausleuchtung handeln. The part of the first light component 4 that is transmitted by the first polarization filter 7 is projected by a projection lens 8 into the exterior of the motor vehicle. FIG. 2 diagrammatically shows a first light distribution 9 in front of the motor vehicle, which was generated by the first array 6 of liquid crystal elements from the first light component 4. This first light distribution 9 can be, in particular, a high-resolution apron illumination.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin ein zweites Array 10 von Flüssigkris- tallelementen, auf das der zweite Lichtanteil 5 auftrifft. Das zweite Array 10 von Flüs sigkristallelementen kann insbesondere ein Passiv-Matrix-LCD sein. Die Flüssigkris tallelemente des zweiten Arrays 10 können den zweiten Lichtanteil 5 gezielt beeinflus- sen. Insbesondere kann das zweite Array 10 von Flüssigkristallelementen eine niedri gere Auflösung aufweisen als das erste Array 6 von Flüssigkristallelementen. The illumination device further comprises a second array 10 of liquid crystal elements, on which the second light portion 5 impinges. The second array 10 of liquid crystal elements may in particular be a passive matrix LCD. The liquid crystal elements of the second array 10 can specifically influence the second light component 5. sen. In particular, the second array 10 of liquid crystal elements may have a lower resolution than the first array 6 of liquid crystal elements.
Das zweite Array 10 von Flüssigkristallelementen ist derart ausgebildet und in der Be- leuchtungsvorrichtung angeordnet, dass es transmissiv betrieben werden kann. Der zweite Lichtanteil 5 tritt also durch das zweite Array 10 zumindest teilweise nach rechts in Fig. 1 hindurch. Dabei können die einzelnen Flüssigkristallelemente des zweiten Arrays 10 in an sich bekannter Weise selektiv angesteuert werden, um bei Teilen des zweiten Lichtanteils 5 insbesondere pixelweise oder für Gruppen von Pi- xeln die Polarisationsrichtung zu drehen. The second array 10 of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that it can be operated transmissively. The second light component 5 thus passes through the second array 10 at least partially to the right in FIG. 1. In this case, the individual liquid crystal elements of the second array 10 can be selectively driven in a manner known per se in order to rotate the direction of polarization in parts of the second light component 5, in particular pixel by pixel or for groups of pixels.
Es besteht durchaus die Möglichkeit, auch das zweite Array 10 von Flüssigkristallele- menten derart auszubilden und in der Beleuchtungsvorrichtung anzuordnen, dass es reflektiv betrieben werden kann. It is quite possible to form the second array 10 of liquid crystal elements in such a way and to arrange them in the illumination device so that it can be operated in a reflective manner.
Der von dem zweiten Array 10 von Flüssigkristallelementen hindurchgelassene zweite Lichtanteil 5 tritt durch einen als Analysator dienenden zweiten Polarisationsfilter 11 hindurch. Dabei werden von dem zweiten Polarisationsfilter 11 beispielsweise gezielt diejenigen Teile des zweiten Lichtanteils 5 hindurchgelassen, für die die Polarisations- richtung von dem zweiten Array 10 gedreht wurde. Alternativ können auch von dem zweiten Polarisationsfilter 11 beispielsweise gezielt diejenigen Teile des zweiten Lichtanteils 5 hindurchgelassen werden, für die die Polarisationsrichtung von dem zweiten Array 10 nicht gedreht wurde. The second light component 5 transmitted by the second array 10 of liquid crystal elements passes through a second polarization filter 11 serving as an analyzer. In this case, for example, those parts of the second light component 5 for which the polarization direction was rotated by the second array 10 are selectively transmitted by the second polarization filter 11. Alternatively, it is also possible, for example, for the second polarization filter 11 to selectively transmit those parts of the second light component 5 for which the polarization direction of the second array 10 has not been rotated.
Der von dem zweiten Polarisationsfilter 11 hindurchgelassene Teil des zweiten Licht- anteils 5 wird von einer Projektionslinse 12 in den Außenraum des Kraftfahrzeugs pro- jiziert. Es besteht durchaus die Möglichkeit, anstelle zweier separater Projektionslin- sen 8, 12 die Projektionslinsen in ein Bauteil zu integrieren. The part of the second light component 5 transmitted by the second polarization filter 11 is projected by a projection lens 12 into the exterior of the motor vehicle. It is quite possible to integrate the projection lenses into a component instead of two separate projection lenses 8, 12.
In Fig. 3 ist schematisch eine zweite Lichtverteilung 13 vor dem Kraftfahrzeug abge- bildet, die von dem zweiten Array 10 von Flüssigkristallelementen aus dem zweiten Lichtanteil 5 generiert wurde. Bei dieser zweiten Lichtverteilung 13 kann es sich ins- besondere um eine niedrigaufgelöste Reichweite- und Vorfeldausleuchtung handeln. Im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung werden die erste und die zweite Lichtvertei- lung 9, 13 zu einer Gesamtlichtverteilung überlagert. FIG. 3 schematically illustrates a second light distribution 13 in front of the motor vehicle, which was generated by the second array 10 of liquid crystal elements from the second light component 5. In this second light distribution 13, it can in particular special to a low-resolution range and apron lighting act. During operation of the lighting device, the first and the second light distribution 9, 13 are superimposed to form an overall light distribution.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Lichtquelle 1 light source
2 von der Lichtquelle ausgehendes Licht 2 outgoing light from the light source
3 Polarisationsstrahlteilermittel 3 polarization beam splitter means
4 erster Lichtanteil  4 first light component
5 zweiter Lichtanteil  5 second light component
6 erstes Array von Flüssigkristallelementen 6 first array of liquid crystal elements
7 Polarisationsfilter 7 polarization filter
8 Projektionslinse  8 projection lens
9 erste Lichtverteilung  9 first light distribution
10 zweites Array von Flüssigkristallelementen 10 second array of liquid crystal elements
11 Polarisationsfilter 11 polarization filters
12 Projektionslinse  12 projection lens
13 zweite Lichtverteilung  13 second light distribution

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer Patentansprüche Lighting device for a motor vehicle, in particular headlight claims
1. Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer, umfassend 1. Lighting device for a motor vehicle, in particular headlights, comprising
- eine Lichtquelle (1 ),  a light source (1),
- Polarisationsstrahlteilermittel (3), die im Betrieb der Beleuchtungsvorrich- tung von der Lichtquelle (1 ) ausgehendes Licht (2) in einen ersten Licht anteil (4) und in einen zweiten Lichtanteil (5) aufteilen, wobei sich die Po- larisation der Lichtanteile (4, 5) unterscheidet, insbesondere wobei die Polarisationsrichtungen der Lichtanteile (4, 5) senkrecht zueinander aus- gerichtet sind,  Polarization beam splitting means (3), the light (2) emanating from the light source (1) during operation of the illumination device in a first light (4) and in a second light component (5), wherein the polarization of the light components (4, 5) differs, in particular wherein the polarization directions of the light components (4, 5) are oriented perpendicular to one another,
- ein erstes Array (6) von Flüssigkristallelementen, auf das der erste Licht anteil (4) auftrifft, wobei die einzelnen Flüssigkristallelemente selektiv an- gesteuert werden können, um zumindest bei Teilen des ersten Lichtan- teils (4) die Polarisationsrichtung zu ändern,  a first array (6) of liquid crystal elements, on which the first light component (4) impinges, wherein the individual liquid crystal elements can be selectively controlled in order to change the polarization direction at least in the case of parts of the first light component (4),
- ein zweites Array (10) von Flüssigkristallelementen, auf das der zweite Lichtanteil (5) auftrifft, wobei die einzelnen Flüssigkristallelemente selektiv angesteuert werden können, um zumindest bei Teilen des zweiten Licht- anteils (5) die Polarisationsrichtung zu ändern, sowie  - A second array (10) of liquid crystal elements, on which the second light portion (5) impinges, wherein the individual liquid crystal elements can be selectively controlled to at least parts of the second light portion (5) change the polarization direction, and
- Polarisationsfiltermittel, auf die die Lichtanteile (4, 5) nach der Wechsel- wirkung mit den Arrays (6, 10) auftreffen, wobei insbesondere jeweils ein separater Polarisationsfilter (7, 11 ) für einen jeden der beiden Lichtanteile vorgesehen ist,  Polarization filter means, on which the light components (4, 5) impinge upon interaction with the arrays (6, 10), wherein in each case a separate polarization filter (7, 11) is provided in each case for each of the two light components,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Array (6) von Flüssigkristallele- menten derart ausgebildet und in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass das erste Array (6) reflektiv betrieben wird, wobei reflektierte Anteile des ersten Lichtanteils (4) im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung auf die Polarisationsfiltermittel auftreffen.  characterized in that the first array (6) of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device such that the first array (6) is operated in a reflective manner, wherein reflected portions of the first light portion (4) act on the polarization filter means during operation of the illumination device incident.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Array (10) von Flüssigkristallelementen derart ausgebildet und in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass das zweite Array (10) im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung transmissiv betrieben wird, wobei transmittierte Anteile des zweiten Lichtanteils (5) auf die Polarisationsfilter- mittel auftreffen können. 2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the second array (10) of liquid crystal elements is designed and arranged in the illumination device, that the second array (10) is operated transmissively during operation of the illumination device, wherein transmitted portions of the second light portion (5) can impinge on the polarization filter medium.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Array (6) von Flüssigkristallelementen eine höhere Auflösung aufweist als das zweite Array (10) von Flüssigkristallele menten. 3. Lighting device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the first array (6) of liquid crystal elements has a higher resolution than the second array (10) of Flüssigkristallele instruments.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Array (6) von Flüssigkristallelementen als Ak- tiv-Matrix-LCD ausgebildet ist. 4. Lighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first array (6) of liquid crystal elements as active-matrix LCD is formed.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Array (6) von Flüssigkristallelementen geeig- net ist, vor dem Kraftfahrzeug eine erste Lichtverteilung (9) zu generieren, die insbesondere einer hochaufgelösten Vorfeldausleuchtung entspricht. 5. Lighting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first array (6) is suitable of liquid crystal elements, in front of the motor vehicle to generate a first light distribution (9), which corresponds in particular to a high-resolution apron illumination.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Array (10) von Flüssigkristallelementen als Passiv-Matrix-LCD ausgebildet ist. 6. Lighting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second array (10) is formed of liquid crystal elements as a passive matrix LCD.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Array (10) von Flüssigkristallelementen ge- eignet ist, vor dem Kraftfahrzeug eine zweite Lichtverteilung (13) zu generie- ren, die insbesondere einer niedrigaufgelösten Reichweite- und Vorfeldaus- leuchtung entspricht. 7. Lighting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second array (10) of liquid crystal elements is suitable, in front of the motor vehicle to generate a second light distribution (13), in particular a low-resolution range and Vorfeldaus - corresponds to lighting.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass 8. Lighting device according to claim 7, characterized in that
die Beleuchtungsvorrichtung derart gestaltet ist, dass im Betrieb der Be- leuchtungsvorrichtung die erste und die zweite Lichtverteilung (9, 13) zu ei- ner Gesamtlichtverteilung überlagert werden. the lighting device is designed in such a way that during operation the the first and the second light distribution (9, 13) are superimposed to form a total light distribution.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Array von Flüssigkristallelementen (6) Kühl- mittel aufweist, die insbesondere auf der von der reflektierenden Seite abge- wandten Seite des ersten Arrays (6) angeordnet sind. 9. Lighting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first array of liquid crystal elements (6) has coolant, which are arranged in particular on the side facing away from the reflective side of the first array (6).
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung Projektionsmittel für die Projektion des von den Polarisationsfiltermitteln ausgehenden Lichts in den Außenraum des Kraftfahrzeugs umfasst, wobei insbesondere jeweils eine Projektionslinse (8, 12) für einen jeden der beiden Lichtanteile (4, 5) vorge- sehen ist. 10. Lighting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the illumination device comprises projection means for the projection of the light emanating from the polarizing filter means in the exterior of the motor vehicle, in particular in each case a projection lens (8, 12) for each of the two light components (4, 5) is provided.
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