WO2019149409A1 - Fahrzeugscheinwerfer sowie system und fahrzeug damit - Google Patents

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WO2019149409A1
WO2019149409A1 PCT/EP2018/083713 EP2018083713W WO2019149409A1 WO 2019149409 A1 WO2019149409 A1 WO 2019149409A1 EP 2018083713 W EP2018083713 W EP 2018083713W WO 2019149409 A1 WO2019149409 A1 WO 2019149409A1
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WO
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light
vehicle
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headlight
vehicle headlight
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PCT/EP2018/083713
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Inventor
Jan Oliver Drumm
Michael Rosenauer
Original Assignee
Osram Gmbh
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    • 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
    • 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
    • F21S41/125—Coloured light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/08—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically
    • B60Q1/085—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle automatically due to special conditions, e.g. adverse weather, type of road, badly illuminated road signs or potential dangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2400/00—Special features or arrangements of exterior signal lamps for vehicles
    • B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • 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
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/60—Projection of signs from lighting devices, e.g. symbols or information being projected onto the road

Definitions

  • the invention relates to a vehicle headlamp, the at least one micromirror array with a plurality of individually adjustable micromirrors and a
  • the invention further relates to a headlamp system comprising at least one such headlamp and at least one decision logic coupled to the at least one headlamp, wherein the decision logic is coupled to and configured for at least one data source
  • the invention also relates to a vehicle with such
  • Headlight system or with at least one such
  • the invention also relates to a method for operating a headlamp, the at least one
  • the invention also relates to the invention is particularly applicable to headlights for motor vehicles.
  • DE 10 2016 207 761 A1 discloses an optical device with at least one radiation source for emission of a
  • Conversion element is connected downstream of the radiation source and at least partially converts the excitation radiation into a conversion radiation. It is another
  • Radiation source provided which emits a light radiation, in particular an infrared radiation.
  • Conversion element is designed such that the light radiation can pass through it substantially without being converted.
  • DE 10 2016 208 610 discloses a headlamp for
  • Illumination comprising: a pump radiation unit for emitting pump radiation; a phosphor element for the at least partial conversion of the pump radiation into a conversion light; a micromirror array having a plurality of micro-mirror actuators arrayed in a matrix; being in the
  • Illuminating light that is used to set a
  • the mirror directs the light at a defined first pivot state in a first solid angle range in which a proper use of the light, at a defined second pivot state in a different from the first second solid angle range in which the light on a
  • the lighting device is directed, and optionally in a third pivot state in a lying between the first and second solid angle range third solid angle range, wherein the third pivot state is always taken in a de-energized state of the mirror device.
  • the absorber on a sensor with a functionality of the
  • Lighting device is verifiable.
  • DE 10 2016 209 645 A1 discloses a lighting device with a lighting device including one or
  • the mirror directs the light at a defined first pivot state in a first solid angle range in which a proper use of the light takes place, at a
  • Lighting device is directed, and in a third pivot state in one between the first and second
  • Lighting device is verifiable, in the third
  • a vehicle headlight comprising
  • At least one micromirror array with white light and with colored light at least one micromirror array with white light and with colored light
  • Eye integration time is separately operable in a first mode (hereinafter referred to as “footprint mode” without limitation of generality) and in a second mode (hereinafter referred to as “information mode” without restriction of generality), -
  • the vehicle headlight is set in the illumination mode to irradiate the micromirror array only with the white light, and the micromirrors so
  • the vehicle headlight is set in the information mode to irradiate the micromirror array only with the colorful light, and the micromirrors are set so that the vehicle headlights project a second pattern of light.
  • multi-colored overall light pattern can be generated, which can be locally composed differently from achromatic components (the white light component) and colorful components (at least the colorful light component). This results in a multi-faceted optical information density before the white light component.
  • such a headlight can be constructed particularly simple and robust and manufactured inexpensively.
  • micromirror array with several individually adjustable micromirrors can also be called DMD ("Digital Micromirror Micromirror
  • Micromirror arrays are available, for example, from Texas Instruments.
  • the micromirrors are in particular arranged like a matrix, e.g. in an array of 854 x 480 micromirrors, such as in the automotive-optimized 0.3-inch DLP3030-Q1 DMD mirror system from Texas Instruments, or a 1920 x 1080 micromirror system suitable for
  • the micromirrors are in particular - but not only - between two Switchable end positions, which are often referred to as ON position and OFF position.
  • ON position light incident on the micromirror array is coupled out of the headlight as useful light
  • OFF position light radiated onto the micromirror array is usually not coupled out of the headlight, for example because it is blocked or absorbed (so-called "beam dump ").
  • Micromirror (e.g., a so-called “flat state") for generating the first light pattern and / or the second light pattern
  • micromirror arrays are well known, so their operation will not be further described here.
  • the light generating device comprises a plurality of light sources, e.g. LEDs or LED fields, LARP ("Laser
  • Activated Remote Phosphor light sources, but not limited to, Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) light sources.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • Micro-mirror array may be one or more optical elements such as lenses, mirrors, filters, etc. are provided.
  • eye integration time is understood, in particular, to be a time duration that is so short that the human eye appears within the time of eye integration
  • the eye integration time ie the integration time of photoreceptors of a
  • Ausleuchtmodus and is operable in an information mode corresponds to a time division for time-separated
  • the width of the time slots is basically freely selectable within the eye integration time.
  • Light pattern can (in the presence of several such
  • Time slots cumulative so be longer, equal to or shorter than the at least one time slot for the projection of the second light pattern.
  • micromirrors are adjusted includes, in particular, that each of the micromirrors of a micromirror array
  • At least one position (for example ON position or an OFF position, possibly also a flat state) is assigned.
  • An individual adjustment of the micromirrors or of a micromirror array can therefore be understood to mean that, for a projected light pattern, each of the micromirrors has a
  • the first light pattern has a shape that deviates from the shape of the second light pattern.
  • the first light pattern and the second light pattern may in particular partially overlap or not overlap ("disjoint") in an image area in front of the headlight (eg on or beside a road).
  • light of a color can be understood as white.
  • White color can be considered one
  • colored light may comprise only visible light, in a second variant also IR light and / or UV light.
  • the roadway lighting pattern may be at least one
  • Image information may be understood to mean any optically displayed localized information that is suitable and / or intended, by its shape, color, brightness and / or temporal dynamics (e.g., blinking) to a user
  • the image information may include meaning carriers such as numbers, letters and / or symbols.
  • the image information may alternatively or additionally comprise non-symbolic shapes such as areal, color-highlighted areas.
  • biofeedback information such as biometric data of a driver or occupant
  • the traffic regulation information can be facilitated.
  • the traffic signs may e.g. Speed limits, overtaking bans etc. symbolize.
  • the traffic status information may e.g. Directional arrows of a selected route, information about a traffic situation such as traffic jam warnings, etc. include.
  • the vehicle data includes data related to the vehicle itself and may be e.g. include a vehicle speed.
  • the warning information may e.g. a traffic jam warning, a warning of black ice, a warning of objects on or on a road
  • a warning of too high Speed a warning of too close a distance to a vehicle ahead, a warning of low tire pressure, a warning of driver fatigue, etc.
  • a warning of too high Speed a warning of too close a distance to a vehicle ahead, a warning of low tire pressure, a warning of driver fatigue, etc.
  • Picture information revealed For example, the image information present in the second light pattern can be projected into areas in front of the headlamp that have been recessed in the first light pattern. This results
  • the vehicle headlight is set in the information mode to generate a plurality of second light patterns of different colored color separated from each other in time. This allows the projection of differently colored image information and / or at least one multicolored multicolored image information. That the
  • different colored color can be generated separately in time, corresponds to a time multiplex for the temporally separated projection of different color different second light pattern ("color light pattern").
  • different colored light colors associated color light pattern can be the same for at least two bright colors, sometimes the same or not overlapping.
  • Color light components on. Any of the color light patterns can do this within the eye integration time at least one associated time slot be assigned to its projection. Assign the color light patterns for at least two
  • the width of the time slots for the differently colored color light pattern is basically freely selectable within the eye integration time.
  • the shape of the respective color light pattern can basically be freely selected by a corresponding adjustment of the micromirrors.
  • Light generating device at least one white light source for generating the white light and at least one
  • the advantage is achieved that a particularly high and homogeneous color luminous flux can be generated at white light.
  • Light generating device for generating light of at least one particular color (white light and / or colored light) an LED field of a plurality of, in particular arranged like a matrix, LED chips emitting corresponding colorful light has.
  • At least one colored light source may comprise one or more LEDs or LED panels.
  • LED chips emitting light of different color may generally be arranged in different LED fields or arranged in a common LED field.
  • Light generating device for generating the white light has at least one LARP light source, for generating the colored light at least one LED. It is a continuing education that the
  • Light generating device has at least one Buntlichtán for generating red light. This gives the
  • the colorful image information generated thereby by a user is particularly attentive detected.
  • Light generating device additionally at least one
  • Having a colored light source for generating colored light of at least one other colorful color e.g. green, yellow, blue, etc.
  • White light source and a beam path of the at least one Buntlichtán be merged in front of the micromirror array. This advantageously facilitates precise projection of the first and second light patterns, in particular with spatially differently arranged white light sources and colored light sources. Also, such a particularly compact arrangement can be achieved.
  • For the merger can be between the at least one
  • This merge optics can be one or more
  • Be wavelength-dependent mirror for example, at least one dichroic mirror.
  • Light generating device a plurality of colored light sources for
  • At least some of the plurality of colored light sources in particular simultaneously at least red, can produce green and blue light, which is mixed into white light. This allows a particularly high
  • Luminous flux to white light This can be implemented particularly advantageously if the plurality of colored light sources are present as corresponding R, G and B LED chips in a common matrix arrangement.
  • the plurality of colored light sources are present as corresponding R, G and B LED chips in a common matrix arrangement.
  • Complementary colors are used, e.g. RBG and "Cyan”, “Lime” and / or “Amber”.
  • the vehicle headlight is set up in the illumination mode and / or in the information mode to only partially irradiate the micromirror array (ie not all micromirrors are irradiated). So can be very precise light patterns with high
  • Luminous fluxes are generated.
  • the headlamp adds
  • the first light pattern may in particular a roadway illumination pattern or
  • Driving light patterns such as a pure low beam, high beam, fog light, cornering light, etc. correspond.
  • Luminous flux of the white light is customizable. This has the advantage that the driving light function of the headlamp is not or not significantly affected. For example, in a change from a projection of only the first light pattern to a projection of the first and the second light pattern of the luminous flux of the white light pattern can be increased, be reduced in the opposite case.
  • a strength of the change of the luminous flux of the white light can eg analog be adapted to change a time available within the eye integration time to produce the white light period.
  • Control device (hereinafter also referred to as "controller"), which is adapted to
  • Light generating device (possibly also an adjustable
  • Headlight system comprising at least one
  • Headlight as described above and at least one coupled to the at least one headlight decision logic, wherein the decision logic is coupled to at least one data source and is adapted to, based on at least one data information of the data source
  • Image information is generated with a driver for particularly useful content.
  • the decision logic can drive data to the at least one
  • the drive data may include information about an adjustment of the micromirrors and light sources to be activated or corresponding metadata.
  • the decision logic may be an independent component or integrated into at least one headlight.
  • the data source is not limited to this but may be e.g. also with other sensors and / or
  • the position sensor may e.g. be a GPS sensor.
  • the navigation database may contain data about a traffic network (presence of roads, traffic regulation information,
  • the navigation database may be integrated into a vehicle or may be an external database (e.g., a traffic guidance system such as Google Maps, Tomtom Navigator, etc.). Especially when coupling the decision logic together with a traffic guidance system such as Google Maps, Tomtom Navigator, etc.). Especially when coupling the decision logic together with a traffic guidance system such as Google Maps, Tomtom Navigator, etc.).
  • a traffic guidance system such as Google Maps, Tomtom Navigator, etc.
  • the image information may then include directional arrows,
  • Traffic signs, traffic jam warnings, arrival times, indications of tolls, etc. include.
  • the image information may e.g. a distance to a vehicle ahead, a distance to a stationary obstacle, a warning when falling below a
  • Light patterns are automatically adjusted, e.g. at
  • the image information can be, for example, an indication of objects detected by the camera (eg traffic signs, other road users, game, obstacles such as
  • the camera can be connected to a Schmausncelogik, which
  • the image evaluation logic can be an independent component coupled to the image evaluation logic and the camera, integrated into the camera or integrated into the decision logic.
  • the at least one camera may be sensitive to the visible light spectrum and / or be an IR camera.
  • the hint may e.g. a projection of recognized traffic signs, a colorful illumination of obstacles, etc. include.
  • the image information may e.g.
  • a vehicle monitoring sensor may be understood to mean a sensor which has a status of the vehicle
  • the at least one vehicle monitoring sensor may be e.g. a speed sensor, a tire pressure sensor, a
  • Oil level sensor a coolant level sensor, a water level sensor, etc.
  • the image information may be from others
  • the image information can eg
  • Fatigue warnings indications of a break to be taken, indications of critical health of a driver or other occupant of the vehicle, etc.
  • the at least one biofeedback sensor may be installed in the vehicle or may be a stand-alone device (e.g., an Apple iWatch).
  • the image information may include time information (e.g., a current time, a time to arrive at a destination, etc.).
  • User terminal may include the image information generated by the mobile user terminal.
  • Such information may e.g. Indications of an action to be taken by the user, such as taking medication.
  • the decision logic via a vehicle electronics with at least one sensor installed in the vehicle (for example distance sensor, camera, biofeedback sensor, clock, outside brightness sensor,
  • Vehicle monitoring sensor etc.
  • receives corresponding data or messages for example error messages
  • Data source includes a clock and / or an external brightness sensor and the decision logic is adapted to set depending on a time of day and / or a sufficiently high external brightness, the first light pattern as a daytime running light. This allows the headlight
  • Daytime running mode becomes a surface, in particular road surface, in front of the headlight so for a driver practically illuminated only with the image information.
  • the daytime running light is not used for lane lighting, but for visibility of the vehicle by other road users.
  • Data source comprises a clock and / or an external brightness sensor and the decision logic is set up, depending on a time of day and / or a sufficiently high external brightness, the first light pattern with a first
  • Eye integration time day mode for daytime driving range
  • second eye integration time night driving range
  • timed eye integration time (mesopic vision area, vision transition area).
  • vehicle headlight to do so
  • the underlying eye integration time is arranged to vary the underlying eye integration time, e.g. depending on external brightness and / or time.
  • the object is also achieved by a vehicle with a headlight system or with at least one headlight as described above.
  • the vehicle may be a motor vehicle (e.g., a car such as a passenger car, truck, bus, etc. or a motorcycle), a railroad, a watercraft (e.g., a boat or a ship), or an aircraft (e.g., an airplane or a helicopter).
  • a motor vehicle e.g., a car such as a passenger car, truck, bus, etc. or a motorcycle
  • a railroad e.g., a boat or a ship
  • an aircraft e.g., an airplane or a helicopter
  • Headlamp has and only a few, especially only one of which is a headlight as described above.
  • Road traffic can be further improved. For example, a pedestrian approaching a portion of a road on which the vehicle is approaching may pass through
  • Such a warning may e.g. exist in a picture information, the one in front of the pedestrian
  • configured flashing vehicle symbol includes.
  • the headlamp is operated separately in an illumination mode and in an information mode within an eye integration time
  • the micro-mirror array is irradiated in the illumination mode only with the white light and the micromirrors are set so that the vehicle headlights projecting a first pattern of light, and
  • the micromirror array is irradiated only with colored light and the micromirrors are adjusted so that the vehicle headlight projects a second light pattern.
  • the method can be designed analogously to the devices described above and has the same
  • Fig.l shows a sketch of a vehicle with a
  • Fig. 2 is a block diagram of the headlamp system
  • FIG. 3 shows a to the block diagram of Fig.2
  • Fig. 1 shows a sketch of a vehicle 1 with a
  • the headlight system 2 may have one or more headlights 3, of which only one headlight 3 is located here.
  • the headlight 3 may be a headlight of the vehicle 1.
  • the headlight 3 has a micromirror array 4 with a plurality of individually adjustable micromirrors 5 and a
  • white light W has the
  • Light generating device 6 at least one white light source
  • the light generating device 6 has at least one colored light source
  • a merging optics which may comprise at least one dichroic mirror 9, for example, additionally or alternatively, an optic.
  • the dichroic mirror 9 is transparent to the white light and mirroring to the colored light B.
  • the light generating device 6 also has a
  • Controller 10 which is adapted to the
  • White light W or colored light B incident on at least part of the micromirrors 5 can be selectively coupled out or blocked locally as useful light by the position of the micromirrors 5.
  • a larger area of the micromirror array 4 can be irradiated by the white light W than by the colored light B.
  • the first light pattern LI is intended, in particular, to include a roadway illumination pattern and possibly additional image information, while the second light pattern L2 is intended to comprise only image information.
  • the image information may e.g. Traffic signs, traffic flow information,
  • Vehicle data and / or warning information, etc. include.
  • the first light pattern LI and the second light pattern L2 can be projected from the projector 3 via a projection optics 13
  • the decision logic 11 is set up to control the controller 10 so that this corresponding first and second light pattern LI, L2 generated.
  • the decision logic 11 is in particular configured to control the controller 10 based on at least one data information of the camera 12, in particular for generating at least one generated by the second light pattern L2 and possibly the first light pattern LI, L2
  • Image information For example, recognized by the camera 12 traffic signs are projected as image information.
  • the decision logic 11 may alternatively or
  • a position sensor e.g. with a position sensor, a navigation database, a distance sensor, an external brightness sensor, at least one vehicle monitoring sensor, a C2C network,
  • At least one biofeedback sensor at least one biofeedback sensor, a clock and / or at least one mobile user terminal etc.
  • the headlight 3 is, in particular together with the
  • Decision logic 11 arranged to be within an eye integration time of e.g. 0.02 s to 0.2 s separated in time in one illumination mode and in one
  • the illumination mode and the information mode are therefore applied time multiplexed.
  • the micromirrors 5 are irradiated only with the white light W, the micromirrors 5 thus being irradiated
  • the vehicle headlight projects the first light pattern LI.
  • the vehicle headlight projects the first light pattern LI.
  • Micromirror 5 irradiated only with colored light B, wherein the
  • Micromirror 5 are set so that the
  • Vehicle headlight 3 the second light pattern L2 projected.
  • the headlamp 3 can only have the first light pattern for a period longer than eye integration time
  • a roadway lighting pattern such as a low beam, a high beam, a fog light, a
  • Curve lighting, etc. Is a change between such a pure lane illumination pattern or a pure
  • a luminous flux of the white light W can be adjusted to keep its luminous flux or brightness in front of the vehicle locally as constant as possible. This can be implemented, for example, by adjusting an operating current of the white light source 7.
  • the decision logic 11 may also be set up, depending on a time of day and / or a day
  • different first light patterns LI and / or different second light patterns L2 can be projected into at least partially different spatial areas by means of the headlights 3.
  • the decision logic 11 can be coupled to both headlights 3, in particular their respective controllers 10, in terms of data technology.
  • Fig. 2 shows a block diagram of the headlight system 2. If an image is taken, for example, by means of the camera 12 shown in FIG.
  • Object recognition a traffic sign can be detected, here: a road sign to limit the permissible
  • the object recognition may be performed in the decision logic 11.
  • the symbolized form 0 may e.g. a red ring with a black string "100" contained therein.
  • the drive data Al may be e.g. Information about a light distribution and
  • Display information (e.g., including a coloring)
  • the controller 10 generates from the drive data Al drive data A2 and A3 for adjusting the micromirrors 5 of the micromirror array 4 for generating the shape of the first light pattern LI or the shape of the first light pattern L2, drive data A4 for activating the white light source 7 and drive data A5 for activating the Buntlichtlichtettes 8.
  • the control data A2 to A5 are via corresponding
  • control data A2 to A5 are the control data A2 to A5
  • Micromirror array 4 the white light source 7 and the
  • Buntlichtlichtán 8 driven so that within the eye integration time separated in time or time multiplexed color-separated partial images TOI, T02 the symbolized form 0 are generated.
  • the sub-picture TOI should be "black", i. be transported as blanking out of the first, white light pattern LI.
  • the partial image T02 is to be shaped as a red second light pattern L2. So it's planned
  • the first light pattern LI then corresponds in particular to a roadway illumination pattern in which the symbolized shape 0 is hidden, while the second light pattern L2 generates only the red ring, the in the
  • annular section of the first light pattern LI is projected.
  • the drive data A2 and A5 are triggered respectively as time multiplexed
  • FIG. 3 shows a timing or timing diagram for the white light source 7 and the colored light source 8 associated with the block diagram from FIG.
  • the white light source 7 and the colored light source 8 are thereby activated in a time-separated manner over the time t that the drive data A4 and A5 are triggered as complementary
  • Trigger signals are formed. This means that when the drive data A4 (corresponding to a first
  • Trigger signal have a first level H (e.g., "High") to which the white light source W is activated (e.g., on), the drive data A5 (corresponding to a second one)
  • H e.g., "High”
  • Trigger signal have a second level L (e.g., "low") to which the colored light source B is not activated or not turned on and / or only dimmed, and vice versa.
  • L e.g., "low”
  • Activation of the white light source W is associated with at least a first "time slot" TS1 of the time period tl, each of the level sections H of the control data A5 for activating the colored light source B at least a second "time slot” TS2.
  • the first light pattern LI is generated with the first partial information TOI
  • the second light pattern L2 is generated with the second partial information T02.
  • one or more time slots TS1 and one or more time slots TS2 can be generated.
  • Time slots TS1, TS2 may be the same or different.
  • Typical durations t1, t2 may, for example, be in a range between 20 ms and 200 ms.
  • the second trigger signal representing the drive data A5 can be split, for example, into a corresponding number of complementarily triggered trigger signals for activating respective colored light sources.

Abstract

Ein Fahrzeugscheinwerfer (3) weist mindestens ein Mikrospiegelarray (4) mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln (5) und eine Lichterzeugungseinrichtung (6) zum Bestrahlen des mindestens einen Mikrospiegelarrays (4) mit Weißlicht (W) und mit buntem Licht (B) auf, wobei der Fahrzeugscheinwerfer (3) innerhalb einer Augenintegrationszeit (tA) zeitlich getrennt in einem Ausleuchtmodus und in einem Informationsmodus betreibbar ist, der Fahrzeugscheinwerfer (3) in dem Ausleuchtmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray (4) nur mit dem Weißlicht (W) zu bestrahlen, und die Mikrospiegel (5) so eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3) ein erstes Lichtmuster (L1) projiziert, und der Fahrzeugscheinwerfer (3) in dem Informationsmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray (4) nur mit buntem Licht (B) zu bestrahlen, und die Mikrospiegel (5) so eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3) ein zweites Lichtmuster (L2) projiziert. Ein Scheinwerfersystem (2) weist mindestens einen Fahrzeugscheinwerfer (3) und eine damit gekoppelte Entscheidungslogik (11) auf, wobei die Entscheidungslogik (11) mit mindestens einer Datenquelle (12) gekoppelt ist.

Description

FAHRZEUGSCHEINWERFER SOWIE SYSTEM UND FAHRZEUG DAMIT
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer, der mindestens ein Mikrospiegelarray mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln und eine
Lichterzeugungseinrichtung zum Bestrahlen des mindestens einen Mikrospiegelarrays mit Licht aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Scheinwerfersystem, aufweisend mindestens einen solchen Scheinwerfer und mindestens eine mit dem mindestens einen Scheinwerfer gekoppelte Entscheidungslogik, wobei die Entscheidungslogik mit mindestens einer Datenquelle gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, beruhend auf
mindestens einer Dateninformation der Datenquelle den
mindestens einen Scheinwerfer zur Erzeugung mindestens einer zugehörigen Bildinformation anzusteuern. Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrzeug mit einem solchen
Scheinwerfersystem bzw. mit mindestens einem solchen
Scheinwerfer. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers, der mindestens ein
Mikrospiegelarray mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln und eine Lichterzeugungseinrichtung zum
Bestrahlen des mindestens einen Mikrospiegelarrays aufweist. Die Erfindung betrifft zudem Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge.
DE 10 2016 207 761 Al offenbart eine optische Einrichtung mit zumindest einer Strahlungsquelle zur Emission einer
Anregungsstrahlung für ein Konversionselement. Das
Konversionselement ist der Strahlungsquelle nachgeschaltet und konvertiert zumindest teilweise die Anregungsstrahlung in eine Konversionsstrahlung. Es ist eine weitere
Strahlungsquelle vorgesehen, die eine Lichtstrahlung, insbesondere eine Infrarot-Strahlung, emittiert. Das
Konversionselement ist dabei derart ausgestaltet, dass die Lichtstrahlung im Wesentlichen durch dieses hindurchtreten kann, ohne konvertiert zu werden. DE 10 2016 208 610 offenbart einen Scheinwerfer zur
Beleuchtung, welcher aufweist: eine Pumpstrahlungseinheit zur Emission von Pumpstrahlung; ein Leuchtstoffelement zur zumindest teilweisen Konversion der Pumpstrahlung in ein Konversionslicht; ein Mikrospiegel-Array mit einer Vielzahl matrixförmig angeordneter Mikrospiegelaktoren; wobei im
Betrieb das Leuchtstoffelement mit der Pumpstrahlung
bestrahlt wird und das daraufhin von dem Leuchtstoffelement abgegebene Konversionslicht zumindest anteilig ein
Beleuchtungslicht bildet, das zur Einstellung einer
Lichtverteilung über die Mikrospiegelaktoren geführt wird, wobei die Mikrospiegelaktoren in jeweiligen Zeitpunkten zur Unterstützung der mit dem Mikrospiegel-Array eingestellten Lichtverteilung inhomogen mit dem Beleuchtungslicht
beleuchtet werden.
DE 10 2016 209 648 Al offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Leuchteinrichtung einschließlich einer oder
mehreren Lichtquellen und einer Spiegeleinrichtung
einschließlich eines schwenkbaren Spiegels zum Lenken von Licht der einen oder mehreren Lichtquellen. Der Spiegel lenkt das Licht bei einem definierten ersten Schwenkzustand in einen ersten Raumwinkelbereich, in dem eine betriebsgemäße Nutzung des Lichts erfolgt, bei einem definierten zweiten Schwenkzustand in einen von dem ersten verschiedenen zweiten Raumwinkelbereich, in dem das Licht auf eine
Absorbereinrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gelenkt ist, und optional bei einem dritten Schwenkzustand in einen zwischen dem ersten und zweiten Raumwinkelbereich liegenden dritten Raumwinkelbereich, wobei der dritte Schwenkzustand stets in einem stromlosen Zustand der Spiegeleinrichtung eingenommen ist. Schließlich weist die Absorbereinrichtung einen Sensor auf, mit dem eine Funktionsfähigkeit der
Beleuchtungsvorrichtung überprüfbar ist.
DE 10 2016 209 645 Al offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Leuchteinrichtung einschließlich einer oder
mehreren Lichtquellen und einer Spiegeleinrichtung
einschließlich eines schwenkbaren Spiegels zum Lenken von Licht der einen oder mehreren Lichtquellen bereitgestellt.
Der Spiegel lenkt das Licht bei einem definierten ersten Schwenkzustand in einen ersten Raumwinkelbereich, in dem eine betriebsgemäße Nutzung des Lichts erfolgt, bei einem
definierten zweiten Schwenkzustand in einen von dem ersten verschiedenen zweiten Raumwinkelbereich, in dem das Licht optional auf eine Absorbereinrichtung der
Beleuchtungsvorrichtung gelenkt ist, und bei einem dritten Schwenkzustand in einen zwischen dem ersten und zweiten
Raumwinkelbereich liegenden dritten Raumwinkelbereich, wobei der dritte Schwenkzustand stets in einem stromlosen Zustand der Spiegeleinrichtung eingenommen ist. Schließlich ist ein Sensor, mit dem eine Funktionsfähigkeit der
Beleuchtungsvorrichtung überprüfbar ist, in dem dritten
Raumwinkelbereich angeordnet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Fahrzeugscheinwerfer, aufweisend
- mindestens ein Mikrospiegelarray mit mehreren
individuell einstellbaren Mikrospiegeln und
- eine Lichterzeugungseinrichtung zum Bestrahlen des
mindestens einen Mikrospiegelarrays mit Weißlicht und mit buntem Licht,
wobei
- der Fahrzeugscheinwerfer innerhalb einer
Augenintegrationszeit zeitlich getrennt in einem ersten Modus (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als "Ausleuchtmodus" bezeichnet) und in einem zweiten Modus (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als "Informationsmodus" bezeichnet) betreibbar ist, - der Fahrzeugscheinwerfer in dem Ausleuchtmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray nur mit dem Weißlicht zu bestrahlen, und die Mikrospiegel so
eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer ein erstes Lichtmuster projiziert, und
- der Fahrzeugscheinwerfer in dem Informationsmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray nur mit dem bunten Licht zu bestrahlen, und die Mikrospiegel so eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer ein zweites Lichtmuster projiziert.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass für das menschliche Auge ein aus dem ersten, weißen Lichtmuster und dem zweiten, bunten Lichtmuster zusammengesetztes, einheitlich
erscheinendes, mehrfarbiges Gesamtlichtmuster erzeugbar ist, das lokal unterschiedlich aus unbunten Bestandteilen (dem weißen Lichtanteil) und bunten Bestandteilen (zumindest dem bunten Lichtanteil) zusammengesetzt sein kann. So ergibt sich eine vielgestaltige optische Informationsdichte vor dem
Fahrzeug mit einer für den Nutzer besonders einfachen
Erfassbarkeit . Zudem kann ein solcher Scheinwerfer besonders einfach und robust aufgebaut sein und preiswert hergestellt werden .
Das Mikrospiegelarray mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln kann auch als DMD ("Digital Micromirror
Device") bezeichnet werden und einen Teil eines DLP ("Digital Light Processing" ) -Proj ektors darstellen. Solche
Mikrospiegelarrays sind beispielsweise von der Firma Texas Instruments erhältlich. Die Mikrospiegel sind insbesondere matrixähnlich angeordnet, z.B. in einem Array von 854 x 480 Mikrospiegeln, wie in dem für Fahrzeuganwendungen optimierten 0,3-Zoll DMD-Spiegelsystem DLP3030-Q1 von Texas Instruments, oder ein 1920 x 1080 Mikrospiegelsystem, welches für
Heimprojektionsanwendungen konzipiert wurde, oder ein 4096 x 2160 Mikrospiegelsystem, welches für eine 4K
Kinoprojektionsanwendungen konzipiert wurde, aber ebenfalls in einer Fahrzeuganwendung verwendbar ist. Die Mikrospiegel sind insbesondere - aber nicht nur - zwischen zwei Endstellungen umschaltbar, die häufig als ON-Stellung und OFF-Stellung bezeichnet werden. In der ON-Stellung wird auf das Mikrospiegelarray eingestrahltes Licht als Nutzlicht aus dem Scheinwerfer ausgekoppelt, während in der OFF-Stellung auf das Mikrospiegelarray eingestrahltes Licht üblicherweise nicht aus dem Scheinwerfer ausgekoppelt wird, z.B. weil es blockiert oder absorbiert wird (sog. "Beam Dump") .
Grundsätzlich kann auch eine Zwischenstellung der
Mikrospiegel (z.B. ein sog. "Flat State") zur Erzeugung des ersten Lichtmusters und/oder des zweiten Lichtmusters
verwendet werden und/oder für funktionsüberprüfende
Messeinrichtungen. Die Stellung der Mikrospiegel ist
insbesondere individuell einstellbar, beispielsweise mit einer Taktrate von bis zu 32 kHz, so dass durch entsprechende Einstellung der Mikrospiegel vorgegebene Lichtmuster aus dem Scheinwerfer auskoppelbar sind. Mikrospiegelarrays (DMD, DLP, Texas Instruments) sind allgemein bekannt, so dass deren Arbeitsweise hier nicht weiter beschrieben wird.
Die Lichterzeugungseinrichtung umfasst insbesondere mehrere Lichtquellen, z.B. LEDs oder LED-Felder, LARP ("Laser
Activated Remote Phosphor") -Lichtquellen, VCSEL ("Vertical- Cavity Surface Emitting Laser") -Lichtquellen, ist aber nicht darauf beschränkt.
Zwischen der Lichterzeugungseinrichtung und dem
Mikrospiegelarray können ein oder mehrere optische Elemente wie Linsen, Spiegel, Filter usw. vorgesehen sein.
Unter einer "Augenintegrationszeit" wird insbesondere eine Zeitdauer verstanden, die so kurz ist, dass das menschliche Auge innerhalb der Augenintegrationszeit auftretende
Lichtänderungen nicht individuell wahrnimmt, sondern das während der Augenintegrationszeit einfallende Licht zu einem Gesamt-Lichteindruck integriert. Die Augenintegrationszeit, also die Integrationszeit von Fotorezeptoren eines
menschlichen Auges, kann beispielsweise zwischen 0,02
Sekunden und 0,2 Sekunden betragen, wobei die
Integrationszeit von Stäbchen ( skotopisches Sehen) länger ist als das von Zapfen (photopisches Sehen) . Dazwischen gibt es den mesopischen Übergangsbereich.
Dass der Fahrzeugscheinwerfer innerhalb einer
Augenintegrationszeit zeitlich getrennt in einem
Ausleuchtmodus und in einem Informationsmodus betreibbar ist, entspricht einem Zeitmultiplex zur zeitlich getrennten
Anwendung des Ausleuchtmodus und des Informationsmodus bzw. zur zeitlich getrennten Projektion des ersten Lichtmusters und des zweiten Lichtmusters. Folglich können innerhalb der Augenintegrationszeit mindestens ein Zeitschlitz zur
Projektion des ersten Lichtmusters und mindestens ein
Zeitschlitz zur Projektion des zweiten Lichtmusters
vorgesehen sein. Die Breite der Zeitschlitze ist innerhalb der Augenintegrationszeit grundsätzlich frei wählbar. Der mindestens eine Zeitschlitz zur Projektion des ersten
Lichtmusters kann (bei Vorliegen mehrerer solcher
Zeitschlitze kumulativ) also länger, gleich lang oder kürzer sein als der mindestens eine Zeitschlitz zur Projektion des zweiten Lichtmusters.
Dass die Mikrospiegel eingestellt sind, umfasst insbesondere, dass jedem der Mikrospiegel eines Mikrospiegelarrays
zumindest eine Stellung (z.B. ON-Stellung oder eine OFF- Stellung, ggf. auch ein Flat State) zugewiesen ist. Unter einer individuellen Einstellung der Mikrospiegel bzw. eines Mikrospiegelarrays kann daher verstanden werden, dass für ein projiziertes Lichtmuster jedem der Mikrospiegel eine
bestimmte Stellung zugewiesen ist, die dazu geeignet ist, die Form des Lichtmusters zu erzeugen.
Das erste Lichtmuster weist insbesondere eine Form auf, die von der Form des zweiten Lichtmusters abweicht. Das erste Lichtmuster und das zweite Lichtmuster können sich in einer Bildfläche vor dem Scheinwerfer (z.B. auf oder neben einer Straße) insbesondere teilweise überlappen oder sich nicht überlappen ("disjunkt" sein). Unter einem "bunten" Licht kann Licht einer Farbe außer weiß verstanden werden. Weiße Farbe kann dagegen als eine
"unbunte" Farbe bezeichnet werden. Buntes Licht kann in einer Variante nur sichtbares Licht umfassen, in einer zweiten Variante auch IR-Licht und/oder UV-Licht.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Lichtmuster ein Fahrbahn-Beleuchtungsmuster umfasst und das zweite
Lichtmuster nur Bildinformation umfasst. Dies ergibt den Vorteil, dass die Bildinformation besonders deutlich von dem Fahrbahn-Beleuchtungsmuster unterscheidbar ist. Mittels des Fahrbahn-Beleuchtungsmusters kann ein Bereich vor dem
Scheinwerfer ausgeleuchtet werden.
Das Fahrbahn-Beleuchtungsmuster kann mindestens ein
Beleuchtungsmuster aus der Gruppe:
- Abblendlicht;
- Fernlicht;
- Nebellicht;
- Kurvenlicht;
- Tagfahrlicht;
- Positionslicht;
- Bremslicht;
- Blinklicht;
- Warnlicht;
umfassen .
Unter Bildinformation kann jegliche optisch angezeigte lokalisierte Information verstanden werden, die dazu geeignet und/oder vorgesehen ist, durch ihre Form, Farbe, Helligkeit und/oder zeitliche Dynamik (z.B. Blinken) einem Nutzer
Information zukommen zu lassen. Die Bildinformation kann Bedeutungsträger wie Zahlen, Buchstaben und/oder Symbole umfassen. Die Bildinformation kann alternativ oder zusätzlich nicht-symbolische Formen wie flächige, farblich abgehobene Bereiche umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Bildinformation
mindestens eine Bildinformation aus der Gruppe: - Verkehrsregelinformation;
- Verkehrszustandsinformation;
- Fahrzeugdaten;
- Warninformation;
- LIDAR-Obj ekterkennungsInformation;
- RADAR-Obj ekterkennungsinformation;
- Ultraschall-Obj ekterkennungsinformation;
- Biofeedback-Information (wie biometrische Daten eines Fahrers oder eines Fahrzeuginsassen) ;
- Informationen, welche von einem anderen
Verkehrsteilnehmer übermittelt werden;
umfasst .
Durch die Projektion von Verkehrsregelinformation (wie
Verkehrszeichen usw.) kann eine Einhaltung von Verkehrsregeln erleichtert werden. Die Verkehrsregelinformation kann
insbesondere Verkehrszeichen umfassen, die an einer Position eines den Scheinwerfer nutzenden Fahrzeugs gültig sind. Die Verkehrszeichen können z.B. Geschwindigkeitsbegrenzungen, Überholverbote usw. symbolisieren.
Durch die Projektion von Verkehrszustandsinformation kann eine Führung eines den Scheinwerfer nutzenden Fahrzeugs erleichtert werden. Die Verkehrszustandsinformation kann z.B. Richtungspfeile einer gewählten Route, Information über eine Verkehrslage wie Stauwarnungen, usw. umfassen.
Durch die Projektion von Fahrzeugdaten kann eine Sicherheit beim Führen eines den Scheinwerfer nutzenden Fahrzeugs verbessert werden. Die Fahrzeugdaten umfassen insbesondere mit dem Fahrzeug selbst zusammenhängende Daten und können z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
Auch durch die Projektion von Warninformation kann eine
Sicherheit beim Führen eines den Scheinwerfer nutzenden
Fahrzeugs verbessert werden. Die Warninformation kann z.B. eine Stauwarnung, eine Warnung vor Glatteis, eine Warnung vor sich an oder auf einer Straße befindlichen Objekten
(Fußgänger, Wild usw.), eine Warnung vor zu hoher Geschwindigkeit, eine Warnung vor einem zu geringen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Warnung vor zu niedrigem Reifendruck, eine Warnung vor einer Übermüdung des Fahrzeugführers, usw. umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das erste Lichtmuster
zusätzlich Bildinformation umfasst. So kann
vorteilhafterweise auch Bildinformation in weißer Farbe und/oder durch bereichsweise nicht weiß beleuchtete
(ausgesparte) Bereiche projiziert werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die in dem ersten Lichtmuster vorhandene Bildinformation und die in dem zweiten Lichtmuster vorhandene Bildinformation zusammen eine (Gesamt-)
Bildinformation ergeben. Beispielsweise kann die in dem zweiten Lichtmuster vorhandene Bildinformation in Bereiche vor dem Scheinwerfer projiziert werden, die in dem ersten Lichtmuster ausgespart worden sind. Dies ergibt
vorteilhafterweise eine besonders klare Erkennbarkeit er Bildinformation .
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Fahrzeugscheinwerfer in dem Informationsmodus dazu eingerichtet ist, mehrere zweite Lichtmuster unterschiedlicher bunter Farbe zeitlich getrennt voneinander zu erzeugen. Dies ermöglicht die Projektion von unterschiedlich bunten Bildinformationen und/oder mindestens einer mehrfarbig bunten Bildinformation. Dass der
Fahrzeugscheinwerfer mehrere zweite Lichtmuster
unterschiedlicher bunter Farbe zeitlich getrennt voneinander erzeugen kann, entspricht einem Zeitmultiplex zur zeitlich getrennten Projektion jeweiliger unterschiedlich bunter zweiter Lichtmuster ( "Farb-Lichtmuster" ) . Die den
unterschiedlichen bunten Lichtfarben zugehörigen Farb- Lichtmuster können für zumindest zwei bunte Farben gleich, teilweise gleich oder sich nicht überlappend sein. Auf
Flächen vor dem Scheinwerfer, auf die Licht mit mehr als zwei bunten Farben projiziert wird, tritt dann innerhalb der
Augenintegrationszeit eine Farbmischung der bunten
Farblichtanteile auf. Jedem der Farb-Lichtmuster kann dazu innerhalb der Augenintegrationszeit mindestens ein jeweils zugeordneter Zeitschlitz zur seiner Projektion zugeordnet sein. Weisen die Farb-Lichtmuster für mindestens zwei
Lichtfarben die gleiche Form auf, können innerhalb eines Zeitschiitzes diese mindestens zwei Lichtfarben gleichzeitig projiziert werden. Die Breite der Zeitschlitze für die unterschiedlich bunten Farb-Lichtmuster ist innerhalb der Augenintegrationszeit grundsätzlich frei wählbar. Die Form der jeweiligen Farb-Lichtmuster ist durch eine entsprechende Einstellung der Mikrospiegel grundsätzlich frei wählbar.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die
Lichterzeugungseinrichtung mindestens eine Weißlichtquelle zum Erzeugen des Weißlichts und mindestens eine
Buntlichtquelle zum Erzeugen von buntem Licht aufweist.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein besonders hoher und farblich homogener Lichtstrom an Weißlicht erzeugbar ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass die
Lichterzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Licht zumindest einer bestimmten Farbe (Weißlicht und/oder buntem Licht) ein LED-Feld aus mehreren, insbesondere matrixartig angeordneten, LED-Chips, die entsprechendes buntes Licht abstrahlen, aufweist. So kann die Lichterzeugungseinrichtung zur
Erzeugung des Weißlichts und zur Erzeugung des bunten Lichts entsprechendes Licht abstrahlende LEDs aufweisen. Die
mindestens eine Buntlichtquelle kann ein oder mehrere LEDs oder LED-Felder aufweisen.
LED-Chips, die Licht unterschiedlicher Farbe abstrahlen, können allgemein in unterschiedlichen LED-Feldern angeordnet sein oder in einem gemeinsamen LED-Feld angeordnet sein.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die
Lichterzeugungseinrichtung zur Erzeugung des Weißlichts mindestens eine LARP-Lichtquelle aufweist, zur Erzeugung des bunten Lichts mindestens eine LED. Es ist eine Weiterbildung, dass die
Lichterzeugungseinrichtung mindestens eine Buntlichtquelle zum Erzeugen von rotem Licht aufweist. Dies ergibt den
Vorteil, dass die dadurch erzeugte bunte Bildinformation von einem Nutzer besonders aufmerksam erfassbar ist.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die
Lichterzeugungseinrichtung zusätzlich mindestens eine
Buntlichtquelle zum Erzeugen von buntem Licht mindestens einer weiteren bunten Farbe aufweist, z.B. grün, gelb, blau usw .
Es ist eine Ausgestaltung, dass ein Strahlengang der
Weißlichtquelle und ein Strahlengang der mindestens einen Buntlichtquelle vor dem Mikrospiegelarray zusammengeführt werden. Dies erleichtert vorteilhafterweise eine präzise Projektion des ersten und zweiten Lichtmusters, insbesondere bei räumlich unterschiedlich angeordneten Weißlichtquellen und Buntlichtquellen . Auch kann so eine besonders kompakte Anordnung erreicht werden.
Zur Zusammenführung kann zwischen der mindestens einen
Weißlichtquelle und der mindestens einen Buntlichtquelle einerseits und dem mindestens einen Mikrospiegelarray andererseits eine Zusammenführungsoptik vorhanden sein. Diese Zusammenführungsoptik kann einen oder mehrere
wellenlängenabhängige Spiegel aufweisen, beispielsweise mindestens einen dichroitischen Spiegel.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die
Lichterzeugungseinrichtung mehrere Buntlichtquellen zum
Erzeugen von unterschiedlich buntem Licht und von Weißlicht durch Mischung des unterschiedlich bunten Lichts aufweist. Dies ergibt den Vorteil, dass eine besonders kompakte
Anordnung erreicht werden kann. So kann insbesondere auf eine Zusammenführungsoptik verzichtet werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass zumindest einige der mehreren Buntlichtquellen insbesondere gleichzeitig mindestens rotes, grünes und blaues Licht erzeugen können, das zu Weißlicht gemischt wird. Dies ermöglicht einen besonders hohen
Lichtstrom an Weißlicht. Dies kann besonders vorteilhaft umgesetzt sein, wenn die mehreren Buntlichtquellen als entsprechende R-, G- und B-LED-Chips in einer gemeinsamen matrixförmigen Anordnung vorliegen. Jedoch können allgemein auch weitere oder andere bunte Grundfarben und/oder
Komplementärfarben verwendet werden, z.B. RBG und "Cyan", "Lime" und/oder "Amber".
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Fahrzeugscheinwerfer in dem Ausleuchtmodus und/oder in dem Informationsmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray nur bereichsweise zu bestrahlen (also nicht alle Mikrospiegel bestrahlt werden) . So können besonders präzise Lichtmuster mit hohen
Lichtströmen erzeugt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Scheinwerfer dazu
eingerichtet ist, für einen Zeitraum, der länger ist als Augenintegrationszeit, nur das erste, weiße Lichtmuster zu projizieren (reine Ausleuchtungsfunktion). Dies ist besonders vorteilhaft, wenn keine oder keine bunte Bildinformation projiziert werden soll. Das erste Lichtmuster kann dabei insbesondere einem Fahrbahn-Beleuchtungsmuster oder
Fahrlichtmuster wie einem reinen Abblendlicht, Fernlicht, Nebellicht, Kurvenlicht usw. entsprechen.
Es ist eine Weiterbildung, dass bei einem Wechsel zwischen einer Projektion nur des ersten Lichtmusters und einer
Projektion des ersten und des zweiten Lichtmusters ein
Lichtstrom des Weißlichts anpassbar ist. Dies ergibt den Vorteil, dass die Fahrlichtfunktion des Scheinwerfers nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann bei einem Wechsel von einer Projektion nur des ersten Lichtmusters zu einer Projektion des ersten und des zweiten Lichtmusters der Lichtstrom des Weißlichtmusters erhöht werden, im umgekehrten Fall verringert werden. Eine Stärke der Änderung des Lichtstroms des Weißlichts kann z.B. analog zur Änderung eines innerhalb der Augenintegrationszeit zur Erzeugung des Weißlichts zur Verfügung stehenden Zeitraums angepasst werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Scheinwerfer eine
Steuereinrichtung (im Folgenden auch als "Controller" bezeichnet) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist,
zumindest die Stellung der Mikrospiegel und die
Lichterzeugungseinrichtung (ggf. auch eine einstellbare
Optik) zur Projektion eines gewünschten Lichtmusters
entsprechend einzustellen bzw. anzusteuern.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System
("Scheinwerfersystem"), aufweisend mindestens einen
Scheinwerfer wie oben beschrieben und mindestens eine mit dem mindestens einen Scheinwerfer gekoppelte Entscheidungslogik, wobei die Entscheidungslogik mit mindestens einer Datenquelle gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, beruhend auf mindestens einer Dateninformation der Datenquelle den
mindestens einen Scheinwerfer zur Erzeugung mindestens einer zugehörigen Bildinformation anzusteuern. So kann
Bildinformation mit für einen Fahrzeugführer besonders nützlichen Inhalten erzeugt werden. Die Entscheidungslogik kann dazu Ansteuerungsdaten an den mindestens einen
Scheinwerfer, insbesondere dessen Controller, übertragen. Die Ansteuerungsdaten können Information über eine Einstellung der Mikrospiegel und zu aktivierende Lichtquellen oder entsprechende Metadaten aufweisen.
Die Entscheidungslogik kann eine eigenständige Komponente sein oder in mindestens einen Scheinwerfer integriert sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Datenquelle mindestens eine Datenquelle aus der Gruppe:
- Positionssensor;
- Navigationsdatenbank;
- Abstandssensor;
- Außenhelligkeitssensor;
- Kamera; - Fahrzeugüberwachungssensor;
- C2C-Netzwerk;
- Biofeedback-Sensor;
- Uhr;
- Mobiles Nutzerendgerät
umfasst. Jedoch ist die Datenquelle nicht darauf beschränkt, sondern kann z.B. auch mit weiteren Sensoren und/oder
Datenbanken gekoppelt sein.
Der Positionssensor kann z.B. ein GPS-Sensor sein.
Die Navigationsdatenbank kann Daten über ein Verkehrsnetz (Vorhandensein von Straßen, Verkehrsregelinformation,
Verkehrszustandsinformation usw.) umfassen. Die
Navigationsdatenbank kann in ein Fahrzeug integriert sein oder eine externe Datenbank (z.B. eines Verkehrsleitsystems wie Google Maps, Tomtom Navigator usw.) sein. Insbesondere bei Kopplung der Entscheidungslogik zusammen mit einem
Positionssensor kann die Bildinformation eine
Navigationsfunktion aufweisen oder erfüllen. Beispielsweise kann die Bildinformation dann Richtungspfeile,
Verkehrszeichen, Stauwarnungen, Ankunftszeiten, Hinweise auf Mautgebühren usw. umfassen.
Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit mindestens einem Abstandssensor (z.B. beruhend auf Radar, Lidar, Ultraschall usw.) kann die Bildinformation z.B. einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, einen Abstand zu einem stehenden Hindernis, einen Warnhinweis bei Unterschreiten eines
Mindestabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder
Hindernis usw. umfassen.
Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit mindestens einem Außenhelligkeitssensor kann z.B. eine Helligkeit der
Lichtmuster automatisch angepasst werden, z.B. um bei
Dunkelheit eine Blendung eines Fahrzeugführers durch die projizierte Bildinformation zu vermeiden. Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit mindestens einer Kamera kann die Bildinformation z.B. einen Hinweis auf durch die Kamera erkannte Objekte (z.B. Verkehrsschilder, andere Verkehrsteilnehmer, Wild, Hindernisse wie
Baustellenmarkierungen usw.) umfassen. Die Kamera kann dazu mit einer Bildauswertelogik verbunden sein, welche
insbesondere zur Objekterkennung in von der Kamera
aufgenommenen Bildern eingerichtet ist. Die Bildauswertelogik kann eine eigenständige, mit der Bildauswertelogik und der Kamera gekoppelte Komponente sein, in die Kamera integriert sein oder in die Entscheidungslogik integriert sein. Die mindestens eine Kamera kann für das sichtbare Lichtspektrum empfindlich sein und/oder eine IR-Kamera sein. Der Hinweis kann z.B. eine Projektion der erkannten Verkehrsschilder, eine bunte Beleuchtung von Hindernissen usw. umfassen.
Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit mindestens einem Fahrzeugüberwachungssensor kann die Bildinformation z.B.
Statusinformation über das Fahrzeug (wie dessen
Geschwindigkeit) , Warnhinweise bei drohenden oder
eingetretenen Fehlfunktionen des Fahrzeugs usw. umfassen. Unter einem Fahrzeugüberwachungssensor kann ein Sensor verstanden werden, welcher einen Status des Fahrzeugs
und/oder mindesten einer Fahrzeugkomponente überwacht. Der mindestens eine Fahrzeugüberwachungssensor kann z.B. einen Geschwindigkeitssensor, einen Reifendrucksensor, einen
Ölstandssensor, einen Kühlflüssigkeitsstandssensor, einen Wischwasserstandssensor, usw.
Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit einem C2C ("Car-to- Car" ) -Netzwerk kann die Bildinformation von anderen
Verkehrsteilnehmern erfasste Information darstellen. Ist beispielsweise ein Fahrzeug in einen Unfall verwickelt, kann dieses Fahrzeug über das C2C-Netzwerk eine entsprechende Meldung an andere, in der Nähe befindliche Fahrzeuge
ausgeben. Mittels des mindestens einen Scheinwerfers eines in der Nähe befindlichen Fahrzeug kann dann eine entsprechende Bildinformation über den Unfall projiziert werden, z.B. in Form eines entsprechenden Symbols. Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit mindestens einem Biofeedback-Sensor kann die Bildinformation z.B.
Übermüdungshinweise, Hinweise auf eine einzulegende Pause, Hinweise über einen kritischen Gesundheitszustand eines Fahrers oder eines anderen Insassen des Fahrzeugs usw.
umfassen. Der mindestens eine Biofeedback-Sensor kann in dem Fahrzeug verbaut sein oder ein eigenständiges Gerät (z.B. eine Apple iWatch) sein.
Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit einer Uhr kann die Bildinformation Zeitinformation (z.B. eine aktuelle Uhrzeit, eine Dauer bis zur Ankunft an einem Ziel, usw.) umfassen.
Bei Kopplung der Entscheidungslogik mit einem mobilen
Nutzerendgerät (z.B. einem Smartphone, einem Tablet, usw.) kann die Bildinformation von dem mobilen Nutzerendgerät erzeugte Information umfassen. Eine solche Information kann z.B. Hinweise auf eine von dem Nutzer vorzunehmende Aktion wie eine Einnahme von Medikamenten umfassen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Entscheidungslogik über eine Fahrzeugelektronik mit mindestens einem in dem Fahrzeug verbauten Sensor (z.B. Abstandssensor, Kamera, Biofeedback- Sensor; Uhr; Außenhelligkeitssensor,
Fahrzeugüberwachungssensor usw.) gekoppelt ist bzw. von der Fahrzeugelektronik entsprechende Daten oder Meldungen (z.B. Fehlermeldungen) erhält.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine
Datenquelle eine Uhr und/oder einen Außenhelligkeitssensor umfasst und die Entscheidungslogik dazu eingerichtet ist, abhängig von einer Tageszeit und/oder einer ausreichend hohen Außenhelligkeit das erste Lichtmuster als ein Tagfahrlicht einzustellen. Dadurch kann der Scheinwerfer
vorteilhafterweise zwischen einem "Tagfahrlichtmodus" und einem "Nachtfahrlichtmodus " umgeschaltet werden. Die
Umschaltung kann automatisch vorgenommen werden. In dem
Tagfahrlichtmodus wird eine Fläche, insbesondere Fahrbahn, vor dem Scheinwerfer also für einen Fahrzeugführer praktisch nur mit der Bildinformation beleuchtet. Das Tagfahrlicht dient keiner Fahrbahnbeleuchtung, sondern einer Sichtbarkeit des Fahrzeugs durch andere Verkehrsteilnehmer.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine
Datenquelle eine Uhr und/oder einen Außenhelligkeitssensor umfasst und die Entscheidungslogik dazu eingerichtet ist, abhängig von einer Tageszeit und/oder einer ausreichend hohen Außenhelligkeit das erste Lichtmuster mit einer ersten
Augenintegrationszeit (Tag-Modus für Tagfahrlichtbereich) oder mit einer zweiten Augenintegrationszeit (Nachtmodus, Nachtfahrlichtbereich) oder mit einer gemischten bzw.
getakteten Augenintegrationszeit (mesopischer Sehbereich, Seh-Übergangsbereich) einzustellen. Allgemein ist es eine Ausgestaltung, dass der Fahrzeugscheinwerfer dazu
eingerichtet ist, die zugrunde gelegte Augenintegrationszeit zu variieren, z.B. abhängig von einer Außenhelligkeit und/oder einer Uhrzeit.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Scheinwerfersystem bzw. mit mindestens einem Scheinwerfer wie oben beschrieben.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (z.B. ein Kraftwagen wie ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus usw. oder ein Motorrad), eine Eisenbahn, ein Wasserfahrzeug (z.B. ein Boot oder ein Schiff) oder ein Luftfahrzeug (z.B. ein Flugzeug oder ein Hubschrauber) sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug dazu
eingerichtet ist, mittels der Scheinwerfer unterschiedliche erste Lichtmuster und/oder unterschiedliche zweite
Lichtmuster in zumindest teilweise unterschiedliche
Raumbereiche zu projizieren. Es ist eine Weiterbildung, dass mittels der Scheinwerfer jeweilige Teilbereiche einer inhaltlich zusammenhängenden Bildinformation projiziert werden, z.B. einen Teil eines Pfeils durch den ersten Scheinwerfer und den anderen Teil des Pfeils durch den zweiten Scheinwerfer.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Fahrzeug mehrere
Scheinwerfer aufweist und nur einige, insbesondere nur einer, davon ein Scheinwerfer wie oben beschrieben ist.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug dazu
eingerichtet ist, mittels mindestens eines Scheinwerfers Bildinformation für andere Verkehrsteilnehmer zu projizieren. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Sicherheit im
Straßenverkehr weiter verbessert werden kann. Beispielsweise kann einem Fußgänger, der sich einem Abschnitt einer Straße nähert, auf welcher das Fahrzeug zufährt, durch eine
projizierte Bildinformation angezeigt werden, dass sich das Fahrzeug nähert. Ein solcher Warnhinweis kann z.B. in einer Bildinformation bestehen, die ein vor den Fußgänger
projektiertes blinkendes Fahrzeugsymbol umfasst.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Verfahren zum
Betreiben eines Scheinwerfers, der mindestens ein
Mikrospiegelarray mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln und eine Lichterzeugungseinrichtung zum
Bestrahlen des mindestens einen Mikrospiegelarrays mit
Weißlicht und mit buntem Licht, aufweist, wobei bei dem
Verfahren
- der Scheinwerfers innerhalb einer Augenintegrationszeit zeitlich getrennt in einem Ausleuchtmodus und in einem Informationsmodus betrieben wird,
- das Mikrospiegelarray in dem Ausleuchtmodus nur mit dem Weißlicht zu bestrahlt wird und die Mikrospiegel dazu so eingestellt werden, dass der Fahrzeugscheinwerfer ein erstes Lichtmuster projiziert, und
- das Mikrospiegelarray in dem Informationsmodus nur mit buntem Licht bestrahlt wird und die Mikrospiegel dazu so eingestellt werden, dass der Fahrzeugscheinwerfer ein zweites Lichtmuster projiziert. Das Verfahren kann analog zu den oben beschriebenen Vorrichtungen ausgebildet werden und weist die gleichen
Vorteile auf.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt eine Skizze eines Fahrzeugs mit einem
ScheinwerferSystem;
Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild des Scheinwerfersystem;
und
Fig.3 zeigt ein zu dem Blockschaltbild aus Fig.2
zugehöriges ZeitSteuerungsdiagramm.
Fig . l zeigt eine Skizze eines Fahrzeugs 1 mit einem
Scheinwerfersystem 2. Das Scheinwerfersystem 2 kann ein oder mehrere Scheinwerfer 3 aufweisen, von denen hier nur ein Scheinwerfer 3 eingezeichnet ist. Der Scheinwerfer 3 kann ein Frontscheinwerfer des Fahrzeugs 1 sein.
Der Scheinwerfer 3 weist ein Mikrospiegelarray 4 mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln 5 und eine
Lichterzeugungseinrichtung 6 zum Bestrahlen des
Mikrospiegelarrays 4 mit Weißlicht W und mit z.B. rotem Licht B auf. Zum Erzeugen des Weißlichts W weist die
Lichterzeugungseinrichtung 6 mindestens eine Weißlichtquelle
7 auf, z.B. ein LED-Feld mit mehreren das Weißlicht W
erzeugenden LEDs oder mit einer das Weißlicht W erzeugenden LARP-Lichtquelle . Zum Erzeugen des Buntlichts B weist die Lichterzeugungseinrichtung 6 mindestens eine Buntlichtquelle
8 auf, z.B. ein LED-Feld mit mehreren das Buntlicht B
erzeugenden LEDs. Zur Zusammenführung der Strahlengänge des Weißlichts W und des Buntlichts B weist die Lichterzeugungseinrichtung 6 eine Zusammenführungsoptik auf, die beispielhaft mindestens einen dichroitischen Spiegel 9 umfassen kann, zusätzlich oder alternativ eine Optik. Hier ist der dichroitische Spiegel 9 für das Weißlicht durchlässig und für das Buntlicht B spiegelnd ausgeführt.
Die Lichterzeugungseinrichtung 6 weist ferner einen
Controller 10 auf, der dazu eingerichtet ist, die
Weißlichtquelle 7 und die Buntlichtquelle 8 anzusteuern, z.B. zur deren Aktivierung, und der dazu eingerichtet ist, eine Stellung der Mikrospiegel 5 einzustellen, insbesondere individuell .
Auf zumindest einen Teil der Mikrospiegel 5 einfallendes Weißlicht W oder Buntlicht B kann durch die Stellung der Mikrospiegel 5 selektiv lokal als Nutzlicht ausgekoppelt oder blockiert werden. Insbesondere kann durch das Weißlicht W ein größerer Bereich des Mikrospiegelarrays 4 bestrahlt werden als durch das Buntlicht B.
Je nach Stellung der Mikrospiegel 5 können dadurch
individuell geformte erste, weiße Lichtmuster LI und zweite, bunte Lichtmuster L2 erzeugt werden. Das erste Lichtmuster LI ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Fahrbahn- Beleuchtungsmuster und ggf. zusätzlich Bildinformation zu umfassen, während das zweite Lichtmuster L2 dazu vorgesehen ist, nur Bildinformation zu umfassen. Die Bildinformation kann z.B. Verkehrszeichen, Verkehrsflussinformation,
Fahrzeugdaten und/oder Warninformation usw. umfassen. Das erste Lichtmuster LI und das zweite Lichtmuster L2 können über eine Projektionsoptik 13 aus dem Scheinwerfer 3
abgestrahlt werden.
Mit dem Controller 10 ist eine Entscheidungslogik 11
datentechnisch gekoppelt, die zudem mit mindestens einer Datenquelle gekoppelt ist, hier beispielhaft mit einer in dem Fahrzeug verbauten Kamera 12. Die Entscheidungslogik 11 ist dazu eingerichtet, den Controller 10 anzusteuern, so dass dieser entsprechende erste und zweite Lichtmuster LI, L2 erzeugt. Die Entscheidungslogik 11 ist insbesondere dazu eingerichtet, den Controller 10 beruhend auf mindestens einer Dateninformation der Kamera 12 anzusteuern, insbesondere zur Erzeugung mindestens einer durch das zweite Lichtmuster L2 und ggf. das erste Lichtmuster LI, L2 erzeugten
Bildinformation. Beispielsweise können mittels der Kamera 12 erkannte Verkehrszeichen als Bildinformation projiziert werden .
Die Entscheidungslogik 11 kann aber alternativ oder
zusätzlich mit anderen Datenquellen verbunden sein, z.B. mit einem Positionssensor, einer Navigationsdatenbank, einem Abstandssensor, einem Außenhelligkeitssensor, mindestens einem Fahrzeugüberwachungssensor, einem C2C-Netzwerk,
mindestens einem Biofeedback-Sensor, einer Uhr und/oder mindestens einem mobilen Nutzerendgerät usw.
Der Scheinwerfer 3 ist, insbesondere zusammen mit der
Entscheidungslogik 11, dazu eingerichtet, innerhalb einer Augenintegrationszeit von z.B. 0,02 s bis 0,2 s zeitlich getrennt in einem Ausleuchtmodus und in einem
Informationsmodus betrieben zu werden. Der Ausleuchtmodus und der Informationsmodus werden also zeitgemultiplext angewandt. In dem Ausleuchtmodus werden die Mikrospiegel 5 nur mit dem Weißlicht W bestrahlt, wobei die Mikrospiegel 5 so
eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer das erste Lichtmuster LI projiziert. In dem Informationsmodus die
Mikrospiegel 5 nur mit Buntlicht B bestrahlt, wobei die
Mikrospiegel 5 so eingestellt sind, dass der
Fahrzeugscheinwerfer 3 das zweite Lichtmuster L2 projiziert.
Der Scheinwerfer 3 kann für einen Zeitraum, der länger ist als Augenintegrationszeit, nur das erste Lichtmuster
projizieren, z.B. wenn keine Bildinformation projiziert werden soll, sondern nur ein Fahrbahn-Beleuchtungsmuster wie ein Abblendlicht, ein Fernlicht, ein Nebellicht, ein
Kurvenlicht usw. Wird ein Wechsel zwischen einem solchen reinen Fahrbahn-Beleuchtungsmuster bzw. einer reinen
Ausleuchtfunktion und einer zeitgemultiplexten Projektion von Fahrbahn-Beleuchtungsmuster und Bildinformation durchgeführt, kann ein Lichtstrom des Weißlichts W angepasst werden, um dessen Lichtstrom oder Helligkeit vor dem Fahrzeug lokal möglichst konstant zu halten. Dies kann z.B. durch Anpassen eines Betriebsstroms der Weißlichtquelle 7 umgesetzt werden.
Auch kann die Entscheidungslogik 11 dazu eingerichtet sein, abhängig von einer Tagesuhrzeit und/oder einer
Außenhelligkeit das erste Lichtmuster LI als ein Tagfahrlicht einzustellen .
Falls das Fahrzeug 1 mehrere solche Scheinwerfer 3 aufweist, können mittels der Scheinwerfer 3 unterschiedliche erste Lichtmuster LI und/oder unterschiedliche zweite Lichtmuster L2 in zumindest teilweise unterschiedliche Raumbereiche projiziert werden.
Falls das Fahrzeug 1 mehrere solche Scheinwerfer 3 aufweist, kann die Entscheidungslogik 11 mit beiden Scheinwerfer 3, insbesondere deren jeweiligen Controllern 10, datentechnisch gekoppelt sein.
Fig . 2 zeigt ein Blockschaltbild des Scheinwerfersystems 2. Wird beispielsweise mittels der in Fig.l eingezeichneten Kamera 12 ein Bild aufgenommen, so kann darin mittels
Objekterkennung ein Verkehrsschild erkannt werden, hier: ein Verkehrsschild zur Begrenzung der zulässigen
Höchstgeschwindigkeit auf 100 km/h. Die Objekterkennung kann in der Entscheidungslogik 11 durchgeführt werden. Mit
Erkennen des Verkehrsschilds gibt die Entscheidungslogik 11 einer symbolisierten Form 0 des Verkehrsschilds entsprechende Ansteuerdaten Al an den Controller 10 aus. Die symbolisierten Form 0 kann z.B. einen roten Ring mit einer darin enthaltenen schwarzen Zeichenfolge "100" umfassen. Die Ansteuerdaten Al können z.B. Information über eine Lichtverteilung und
Anzeigeinformation (z.B. umfassend eine Farbgebung)
enthalten, Der Controller 10 erzeugt aus den Ansteuerdaten Al Ansteuerdaten A2 und A3 zur Einstellung der Mikrospiegel 5 des Mikrospiegelarrays 4 zur Erzeugung der Form des ersten Lichtmusters LI bzw. der Form des ersten Lichtmusters L2, Ansteuerdaten A4 zur Aktivierung der Weißlichtquelle 7 und Ansteuerdaten A5 zur Aktivierung der Buntlichtlichtquelle 8. Die Ansteuerdaten A2 bis A5 werden über entsprechende
Steuerleitungen 14, 15 und 16 an das Mikrospiegelarray 4, die Weißlichtquelle 7 und die Buntlichtlichtquelle 8 gesendet.
Mittels der Ansteuerdaten A2 bis A5 werden das
Mikrospiegelarray 4, die Weißlichtquelle 7 und die
Buntlichtlichtquelle 8 so angesteuert, dass innerhalb der Augenintegrationszeit zeitlich getrennt bzw. zeitgemultiplext farbseparierte Teilbilder TOI, T02 der symbolisierten Form 0 erzeugt werden. Das Teilbild TOI soll dabei "schwarz", d.h. als Ausblendung aus dem ersten, weißen Lichtmuster LI transportiert werden. Das Teilbild T02 soll als rotes zweites Lichtmuster L2 geformt werden. Es ist also vorgesehen,
Bildinformation sowohl mittels des ersten Lichtmusters LI als auch mittels des zweiten Lichtmusters L2 zu erzeugen, wobei die zu den Teilbilder TOI, T02 zugehörigen farbig
unterschiedlich Bildinformationen zusammen eine inhaltlich einheitliche Gesamt-Bildinformation ergeben, nämlich die symbolisierte Form 0. Das erste Lichtmusters LI entspricht dann insbesondere einem Fahrbahn-Beleuchtungsmuster, bei dem die symbolisierte Form 0 ausgeblendet ist, während das zweite Lichtmuster L2 nur den roten Ring erzeugt, der in den
ringförmigen Ausschnitt aus dem ersten Lichtmusters LI projiziert wird.
Zur zeitlich getrennten Erzeugung des ersten Lichtmusters LI und des zweiten Lichtmusters L2 sind die Ansteuerdaten A2 und A5 entsprechend getriggert bzw. als zeitgemultiplexte
Triggersignale mit passenden Pegeln ausgebildet.
Fig.3 zeigt ein zu dem Blockschaltbild aus Fig.2 zugehöriges Zeitsteuerungs- oder Timingdiagramm für die Weißlichtquelle 7 und die Buntlichtquelle 8. Die Weißlichtquelle 7 und die Buntlichtquelle 8 werden dadurch über die Zeit t zeitlich getrennt aktiviert, dass die Ansteuerdaten A4 und A5 als komplementär getriggerte
Triggersignale ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass dann, wenn die Ansteuerdaten A4 (entsprechend einem ersten
Triggersignal) einen ersten Pegel H (z.B. "High") aufweisen, zu dem die Weißlichtquelle W aktiviert (z.B. eingeschaltet) ist, die Ansteuerdaten A5 (entsprechend einem zweiten
Triggersignal) einen zweiten Pegel L (z.B. "Low") aufweisen, zu dem die Buntlichtquelle B nicht aktiviert bzw. nicht eingeschaltet ist und/oder nur gedimmt eingeschaltet ist, und umgekehrt .
Jedem der Pegelabschnitte H der Ansteuerdaten A4 zur
Aktivierung der Weißlichtquelle W ist mindestens ein erster "Zeitschlitz" TS1 der Zeitdauer tl zugeordnet, jedem der Pegelabschnitte H der Ansteuerdaten A5 zur Aktivierung der Buntlichtquelle B mindestens ein zweiter "Zeitschlitz" TS2. Während des ersten Zeitschiitzes TS1 wird also das erste Lichtmuster LI mit der ersten Teilinformation TOI erzeugt, während des zweiten Zeitschiitzes TS2 hingegen das zweite Lichtmuster L2 mit der zweiten Teilinformation T02. Mittels der Ansteuerdaten A2 und A3 werden während des Übergangs zwischen den Zeitschiitzen TS1 und TS2 die Mikrospiegel 5 entsprechend umgestellt (o. Abb . ) .
Innerhalb der Augenintegrationszeit tA können ein oder mehrere Zeitschlitze TS1 und ein oder mehrere Zeitschlitze TS2 erzeugt werden. Die Zeitdauer (Breite) tl, t2 der
Zeitschlitze TS1, TS2 kann gleich sein oder unterschiedlich sein. Typische Zeitdauern tl, t2 können beispielsweise in einem Bereich zwischen 20 ms und 200 ms liegen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So können auch mehrere Teilbilder T02-1, T02-2 usw.
unterschiedlicher bunter Farbe erzeugt werden. Dazu kann das die Ansteuerdaten A5 darstellende zweite Triggersignal beispielsweise in entsprechend viele komplementär getriggerte Triggersignale zum Aktivieren jeweiliger Buntlichtquellen aufgespalten werden.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
BEZUGSZEICHENLISTE
Fahrzeug 1
Scheinwerfersystem 2
Scheinwerfer 3
Mikrospiegelarray 4
Mikrospiegeln 5
Lichterzeugungseinrichtung 6
Weißlichtquelle 7
Buntlichtquelle 8
Dichroitischer Spiegel 9
Controller 10
Entscheidungslogik 11
Kamera 12
Projektionsoptik 13
Steuerleitungen 14-16
Ansteuerdaten A1-A5
Buntlicht B
Erster Pegel H
Zweiter Pegel L
Erstes Lichtmuster LI
Zweites Lichtmuster L2
Symbolisierte Form 0
Zeit t
Augenintegrationszeit tA
Teilbild TOI
Teilbild T02
Erster Zeitschlitz TS1
Zweiter Zeitschlitz TS2
Erste Zeitdauer tl
Zweite Zeitdauer t2
Weißlicht W

Claims

PATENTANS PRÜCHE
1. Fahrzeugscheinwerfer (3), aufweisend
- mindestens ein Mikrospiegelarray (4) mit mehreren
individuell einstellbaren Mikrospiegeln (5) und
- eine Lichterzeugungseinrichtung (6) zum Bestrahlen des mindestens einen Mikrospiegelarrays (4) mit
Weißlicht (W) und mit buntem Licht (B) ,
wobei
- der Fahrzeugscheinwerfer (3) innerhalb einer
Augenintegrationszeit (tA) zeitlich getrennt in einem Ausleuchtmodus und in einem Informationsmodus betreibbar ist,
- der Fahrzeugscheinwerfer (3) in dem Ausleuchtmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray (4) nur mit dem Weißlicht (W) zu bestrahlen, und die Mikrospiegel (5) so eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3) ein erstes Lichtmuster (LI) projiziert, und
- der Fahrzeugscheinwerfer (3) in dem Informationsmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray (4) nur mit buntem Licht (B) zu bestrahlen, und die
Mikrospiegel (5) so eingestellt sind, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3) ein zweites Lichtmuster (L2) proj iziert .
2. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach Anspruch 1, wobei das
erste Lichtmuster (LI) ein Fahrbahn-Beleuchtungsmuster umfasst und das zweite Lichtmuster (L2) nur
Bildinformation (T02) umfasst.
3. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Lichtmuster (LI) zusätzlich Bildinformation (TOI) umfasst.
4. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Fahrzeugscheinwerfer (3) in dem
Informationsmodus dazu eingerichtet ist, mehrere
unterschiedliche Bildinformationen unterschiedlicher bunter Farbe (B) zeitlich getrennt voneinander zu erzeugen .
5. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrzeugscheinwerfer (3) in dem Ausleuchtmodus und/oder in dem Informationsmodus dazu eingerichtet ist, das Mikrospiegelarray (4) nur
bereichsweise zu bestrahlen.
6. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichterzeugungseinrichtung (6) mindestens eine Weißlichtquelle (7) zum Erzeugen des Weißlichts (W) und mindestens eine Buntlichtquelle (8) zum Erzeugen von buntem Licht (B) aufweist.
7. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach Anspruch 6, wobei ein
Strahlengang der Weißlichtquelle (7) und ein
Strahlengang der mindestens einen Buntlichtquelle (8) vor dem Mikrospiegelarray (4) zusammengeführt werden.
8. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lichterzeugungseinrichtung (6) mehrere Buntlichtquellen (8) zum Erzeugen von unterschiedlich buntem Licht (B) und von Weißlicht (W) durch Mischung des unterschiedlich farbigen Lichts (B) aufweist.
9. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildinformation mindestens eine Bildinformation aus der Gruppe:
- Verkehrszeichen;
- Verkehrsflussinformation;
- Fahrzeugdaten;
- Warninformation;
- LIDAR-Obj ekterkennungsinformation;
— RADAR-Obj ekterkennungsinformation;
- Ultraschall-Obj ekterkennungsinformation;
- Biofeedback-Information (wie biometrische Daten eines Fahrers oder eines Fahrzeuginsassen) ; - Informationen, welche von einem anderen
Verkehrsteilnehmer übermittelt werden
umfasst .
10. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrzeugscheinwerfer (3) dazu eingerichtet ist, für einen Zeitraum, der länger ist als die Augenintegrationszeit (tA) , nur das erste
Lichtmuster (LI) zu projizieren und bei einem Wechsel zwischen einer Projektion nur des ersten Lichtmusters (LI) und einer Projektion des ersten und des zweiten Lichtmusters (LI, L2) einen Lichtstrom des Weißlichts (W) anzupassen.
11. Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrzeugscheinwerfer (3) dazu eingerichtet ist, die Augenintegrationszeit (tA) zu variieren .
12. Scheinwerfersystem (2), aufweisend mindestens einen
Fahrzeugscheinwerfer (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens eine mit dem mindestens einen Fahrzeugscheinwerfer (3) gekoppelte Entscheidungslogik (11), wobei die Entscheidungslogik (11) mit mindestens einer Datenquelle (12) gekoppelt ist und dazu
eingerichtet ist, beruhend auf mindestens einer
Dateninformation der Datenquelle (12) den mindestens einen Fahrzeugscheinwerfer (3) zur Erzeugung mindestens einer zugehörigen Bildinformation anzusteuern.
13. Scheinwerfersystem (2) nach Anspruch 12, wobei die
Datenquelle (12) mindestens eine Datenquelle aus der Gruppe :
- Positionssensor;
- Navigationsdatenbank;
- Abstandssensor;
- Außenhelligkeitssensor;
- Kamera;
- Fahrzeugüberwachungssensor; - C2C-Netzwerk;
- Biofeedback-Sensor;
- Uhr;
- Mobiles Nutzerendgerät
umfasst .
14. Scheinwerfersystem (2) nach Anspruch 13, wobei die
mindestens eine Datenquelle eine Uhr und/oder einen Außenhelligkeitssensor umfasst und die
Entscheidungslogik (11) dazu eingerichtet ist, abhängig von einer Tageszeit und/oder einer ausreichend hohen Außenhelligkeit das erste Lichtmuster (LI) als ein
Tagfahrlicht einzustellen.
15. Fahrzeug (1) mit einem Scheinwerfersystem (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.
16. Fahrzeug (1) nach Anspruch 15 mit mindestens zwei
Fahrzeugscheinwerfern (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Fahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, mittels der Fahrzeugscheinwerfer (3) unterschiedliche erste Lichtmuster (LI) und/oder unterschiedliche zweite
Lichtmuster (L2) in zumindest teilweise unterschiedliche Raumbereiche zu projizieren.
17. Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei das Fahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, mittels
mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers (3)
Bildinformation für mindestens einen anderen
Verkehrsteilnehmer zu projizieren.
18. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugscheinwerfers (3), der mindestens ein Mikrospiegelarray (4) mit mehreren individuell einstellbaren Mikrospiegeln (5) und eine Lichterzeugungseinrichtung (6) zum Bestrahlen des mindestens einen Mikrospiegelarrays (4) mit Weißlicht (W) und mit buntem Licht (B) , aufweist, wobei bei dem Verfahren - der Fahrzeugscheinwerfer (3) innerhalb einer
Augenintegrationszeit zeitlich getrennt in einem Ausleuchtmodus und in einem Informationsmodus
betrieben wird,
- das Mikrospiegelarray (4) in dem Ausleuchtmodus mit dem Weißlicht (W) zu bestrahlt wird und die
Mikrospiegel (5) dazu so eingestellt werden, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3) ein erstes Lichtmuster (LI) projiziert, und
- das Mikrospiegelarray (4) in dem Informationsmodus nur mit buntem Licht (B) bestrahlt wird und die
Mikrospiegel (5) dazu so eingestellt werden, dass der Fahrzeugscheinwerfer (3) ein zweites Lichtmuster (L2) proj iziert .
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