WO2021104817A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender scheinwerfer für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender scheinwerfer für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2021104817A1
WO2021104817A1 PCT/EP2020/080952 EP2020080952W WO2021104817A1 WO 2021104817 A1 WO2021104817 A1 WO 2021104817A1 EP 2020080952 W EP2020080952 W EP 2020080952W WO 2021104817 A1 WO2021104817 A1 WO 2021104817A1
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WO
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led elements
lighting device
exit surfaces
led
light exit
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/080952
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Kleinkes
Ingo Möllers
Wolfgang Pohlmann
Carsten Wilks
Original Assignee
HELLA GmbH & Co. KGaA
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • 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

  • Lighting device for a motor vehicle in particular with a higher resolution
  • the present invention relates to a lighting device for a motor vehicle, in particular a high-resolution headlight for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a lighting device of the aforementioned type is known from EP 3026705 A1.
  • LED elements in a matrix arrangement are used as the LED light source for the targeted generation of pixels of a light distribution generated in the exterior of the motor vehicle.
  • the light exit surfaces of the individual LED elements are square.
  • square pixels In the case of pixelated LED light sources for matrix LED light modules in headlights, square pixels usually have a size of 40 ⁇ m or larger. Furthermore, the aspect ratio of the entire luminous surface of the LED light source formed by the light exit surfaces of the LED elements is 4 to 1 between the horizontal and vertical direction.
  • square pixels with a non-anamorphic projection optics result in narrow and long pixel projections on the street.
  • the pixels projected onto the street should be rather wide in the horizontal direction and rather short in the vertical direction.
  • the problem on which the present invention is based is to create a lighting device of the type mentioned at the outset which enables graphic symbols to be projected onto the road with little loss of efficiency.
  • the light exit surfaces of at least a plurality of the LED elements are each larger in the first direction than in the second direction.
  • graphic symbols can be projected onto the street in which the projected pixels are wider in the horizontal direction and wider in the vertical direction are shorter.
  • the light distribution generated during operation of the lighting device in the exterior of the motor vehicle has a width in the horizontal direction which is an angle range between -7 ° to + 7 ° and -15 ° to + 15 °, in particular an angle range of -10 ° to + 10 °.
  • the light distribution generated during operation of the lighting device in the exterior of the motor vehicle can have a height in the vertical direction which is an angle range between -5 ° to -3 ° and -8 ° to + 4 °, in particular an angle range from -6 ° to + 2 ° corresponds.
  • the horizontal width can be selected depending on the luminance and resolution requirements, taking into account the effect on the angular resolution per pixel.
  • the luminous surface of the LED light source formed by the light exit surfaces of the LED elements has an aspect ratio between the first and second direction or horizontal and vertical direction in the outer space between 10 to 7.5 and 10 to 2.5, in particular has an aspect ratio between first and second direction or horizontal and vertical direction in the outer space of 10 to 4.
  • aspect ratios mentioned the highest possible efficiency with a sensible illuminance and at the same time the largest and sensible pixel or angle resolutions possible should be achieved.
  • the luminous area formed by the light exit areas of the LED elements has a size between 15 mm 2 and 50 mm 2 , preferably has a size of 40 mm 2 .
  • the number of pixels in the light distribution generated during operation of the lighting device in the exterior of the motor vehicle can be between 20,000 and 50,000, for example 40,000 pixels. This allows graphic symbols to be displayed on the road with a high resolution.
  • the light exit surfaces of the plurality of LED elements which are each larger in the first direction than in the second direction, have an aspect ratio between the first and second direction or the horizontal and vertical direction in the outer space between 5: 2 and 3 to 2, in particular have an aspect ratio between the first and second direction or horizontal and vertical direction in the outer space of 4 to 2.
  • the pixel geometries and the luminous surface of the entire LED light source formed by the light exit surfaces of the LED elements can be combined in such a way that the lowest possible loss of efficiency due to edge effects in the LED elements can be expected.
  • the LED light source is designed as a solid-state LED array or comprises a solid-state LED array.
  • the light exit surfaces of a first plurality of the LED elements are each larger in the first direction than in the second direction and that the light exit surfaces of a second plurality of the LED elements are not larger in the first direction than in the second direction are, in particular wherein the light exit surfaces of the second plurality of LED elements are each the same size in the first direction and in the second direction.
  • the light exit surfaces of the first plurality of LED elements in the first direction can be arranged so differently from the light exit surfaces of the second plurality of LED elements that the pixels generated by the first plurality of LED elements are in the exterior of the motor vehicle generated light distribution in the vertical direction below the pixels generated by the second plurality of LED elements are arranged.
  • the light exit surfaces of the first plurality of LED elements are arranged in the first direction in such a way that the pixels generated by the first plurality of LED elements in the light distribution generated in the exterior of the motor vehicle in the vertical direction in an angular range of -8 ° to 0 °, in particular in an angular range of -6 ° to -1 °.
  • the light exit surfaces of the second plurality of LED elements are arranged in the first direction such that the pixels generated by the second plurality of LED elements in the light distribution generated in the exterior of the motor vehicle in the vertical direction in an angular range of -3 ° to + 4 °, in particular in an angular range of -1 ° to + 2 °.
  • the cut-off line in conventional headlights is located approximately in the range between -1 ° and 0 °, for example at approximately -0.57 °.
  • the lighting device comprises an integrated circuit for controlling the LED elements, in particular comprises an application-specific integrated circuit (ASIC), the first plurality of LED elements and the second plurality of LED elements being controlled identically , in particular the same number of transistors per LED element being used for driving the first plurality of LED elements and for driving the second plurality of LED elements, in particular two transistors per LED element.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the lighting device comprises projection optics that are not anamorphic. By dispensing with an anamorphic design of the projection optics, these can be made simpler and more cost-effective.
  • 1a shows a schematic plan view of the luminous surface of the LED light source of a first embodiment of a lighting device according to the invention with light exit surfaces of individual LED elements that are not to scale;
  • FIG. 1b shows a detail according to the arrow Ib in FIG. 1a;
  • 1c shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the first embodiment of a lighting device according to the invention
  • 2a shows a schematic plan view of the luminous surface of the LED light source of a second embodiment of a lighting device according to the invention with light exit surfaces of individual LED elements that are not to scale;
  • FIG. 2b shows a detail according to the arrow Mb in FIG. 2a;
  • FIG. 2c shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the second embodiment of a lighting device according to the invention
  • Fig. 3a is a schematic plan view of the luminous surface of the LED
  • Light source of a third embodiment of a lighting device according to the invention Be with not to scale light exit surfaces of individual LED elements;
  • FIG. 3b shows a detail according to the arrow IIIb in FIG. 3a;
  • 3c shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the third embodiment of a lighting device according to the invention.
  • 4a is a schematic plan view of the luminous surface of the LED
  • Light source of a fourth embodiment of a lighting device according to the invention Be with not to scale light exit surfaces of individual LED elements;
  • FIG. 4b shows a detail according to arrow IVb in FIG. 4a
  • 4c shows a detail according to arrow IVc in FIG. 4a
  • 4d shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the fourth embodiment of a lighting device according to the invention
  • 5a shows a schematic plan view of the luminous surface of the LED light source of a fifth embodiment of a lighting device according to the invention with light exit surfaces of individual LED elements that are not to scale;
  • 5d shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the fifth embodiment of a lighting device according to the invention.
  • 6c shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the sixth embodiment of a lighting device according to the invention.
  • FIG. 7c shows a schematic illustration of a light distribution that can be generated by the seventh embodiment of a lighting device according to the invention.
  • the lighting device partially depicted in FIGS. 1a and 1b has LED elements with light exit surfaces 1 which are rectangular.
  • the dimension b in the first direction which corresponds to the horizontal in FIG. 1 a and in the light distribution projected into the outer space, is 50 ⁇ m.
  • the dimension h in the second direction which corresponds to the vertical in FIG. 1a and in the light distribution projected into the outside space, is 20 pm (see FIG. 1b).
  • the number of pixels and the projection into the aforementioned angular ranges result in a resolution of 0.1 ° in the horizontal direction and 0.04 ° in the vertical direction.
  • the lighting device partially depicted in FIGS. 2a and 2b has LED elements with light exit surfaces 1 which are rectangular.
  • the dimension b in the first direction which corresponds to the horizontal in FIG. 2a and in the light distribution projected into the outer space, is 40 ⁇ m.
  • the dimension h in the second direction which corresponds to the vertical in FIG. 2a and in the light distribution projected into the outside space, is 20 pm (see FIG. 2b).
  • the lighting device partially depicted in FIGS. 3a and 3b has LED elements with light exit surfaces 1 which are rectangular.
  • the dimension b in the first direction which corresponds to the horizontal in FIG. 3a and in the light distribution projected into the outer space, is 40 ⁇ m.
  • the dimension h in the second direction which corresponds to the vertical in FIG. 3a and in the light distribution projected into the outside space, is 20 pm (see FIG. 3b).
  • LED elements with 40 ⁇ m wide light exit surfaces 1 are arranged next to one another, so that the dimension B of the luminous surface 2 of the LED light source is 8 mm in the first direction.
  • 160 LED elements with 20 ⁇ m high light exit surfaces 1 are arranged next to one another, so that the dimension H of the luminous surface 2 of the LED light source is 3.2 mm in the second direction (see FIG. 3a).
  • the number of LED elements and thus the number of pixels in the light distribution 3 is 32,000.
  • the number of pixels and the projection into the aforementioned angular ranges result in a resolution of 0.1 ° in the horizontal direction and 0.05 ° in the vertical direction.
  • the lighting device partially shown in Fig. 4a, Fig. 4b and Fig. 4c has in its lower part in Fig. 4a a first plurality of LED elements with light exit surfaces 1a, which are rectangular.
  • the dimension b is in the first direction, which corresponds to the horizontal in Fig. 4a and in the light distribution projected into the outside space, 40 pm.
  • the dimension h in the second direction which corresponds to the vertical in FIG. 4a and in the light distribution projected into the outside space, is 20 ⁇ m (see FIG. 4c).
  • the lighting device partially shown in Fig. 4a, Fig. 4b and Fig. 4c has in its upper part in Fig. 4a a second plurality of LED elements with light exit surfaces 1b, which are square.
  • the dimension b in the first direction, which corresponds to the horizontal in FIG. 4a and in the light distribution projected into the outside space, is 40 pm.
  • the dimension h in the second direction, which corresponds to the vertical in FIG. 4a and in the light distribution projected into the outside space is also 40 ⁇ m (see FIG. 4b).
  • the number of pixels and the projection into the aforementioned angular ranges result in a resolution in the horizontal direction of 0.08 °. Furthermore, there is a resolution in the vertical direction of 0.08 ° in the upper part 3b of the light distribution 3 and a resolution in the vertical direction of 0.04 ° in the lower part 3a of the light distribution 3.
  • the lighting device partially shown in Fig. 5a, Fig. 5b and Fig. 5c has in its lower part in Fig. 5a a first plurality of LED elements with light exit surfaces 1a, which are rectangular.
  • the dimension b is in the first direction, which corresponds to the horizontal in Fig. 5a and in the light distribution projected into the outside space, 40 pm.
  • the dimension h in the second direction which corresponds to the vertical in FIG. 5a and in the light distribution projected into the outside space, is 20 ⁇ m (see FIG. 5c).
  • the second plurality of LED elements 200 LED elements with 40 ⁇ m wide light exit surfaces 1b are arranged next to one another in the first direction, so that the dimension B of the luminous surface 2 of the LED light source is 8 mm in the first direction.
  • LED elements with 40 ⁇ m high light exit surfaces 1b are arranged next to one another in the second direction, so that the dimension H2 of the upper part 2b of the luminous surface 2 of the formed by the second plurality of LED elements LED light source in the second direction is 1.2 mm (see Fig. 5a).
  • the number of LED elements and thus the number of pixels in an upper part 3a of the light distribution 3 is 7,500.
  • the height H of the luminous surface 2 is 3.2 mm.
  • the number of pixels is 27,500.
  • This luminous surface 2 is converted into a Lichtver distribution 3 by projection into the exterior, which has a width in the horizontal direction that corresponds to an angle range of -10 ° to + 10 °, and the vertical direction has a height that corresponds to an angle range from -6 ° to + 2 ° (see Fig. 4d).
  • the lines corresponding to an angle of 0 ° are drawn in with HO and V0.
  • the upper part 3b of the light distribution 3 extends from -1 ° to + 2 °.
  • the lower part 3a of the light distribution 3 extends from -6 ° to -1 °.
  • the number of pixels and the projection into the aforementioned angular ranges result in a resolution in the horizontal direction of 0.1 °. Furthermore, there is a resolution in the vertical direction of 0.1 ° in the upper part 3b of the light distribution 3 and a resolution in the vertical direction of 0.05 ° in the lower part 3a of the light distribution 3.
  • particularly efficient and bright pixels that do not have to be flat can also be used in the upper part 3b of the light distribution 3, in particular above the light-dark boundary typically located at about -0.57 °.
  • Square light exit surfaces 1a of the LED elements are used for these pixels.
  • flatter and wider pixels can be generated to optimize the projection of symbols, which are generated by rectangular light exit surfaces 1b.
  • the lighting device partially depicted in FIGS. 6a and 6b has LED elements with light exit surfaces 1 which are rectangular.
  • the dimension b is in the first direction, that in FIG. 6a and that in the outer space projected light distribution corresponds to the horizontal, 40 pm.
  • the dimension h in the second direction which corresponds to the vertical in FIG. 6a and in the light distribution projected into the outside space, is 20 ⁇ m (see FIG. 6b).
  • the first direction 200 LED elements with 40 ⁇ m wide light exit surfaces 1 are arranged next to one another, so that the dimension B of the luminous surface 2 of the LED light source is 8 mm in the first direction.
  • 100 LED elements with 20 ⁇ m high light exit surfaces 1 are arranged next to one another, so that the dimension H of the luminous surface 2 of the LED light source is 2 mm in the second direction (see FIG. 6a).
  • the number of LED elements and thus the number of pixels in the light distribution 3 is 20,000.
  • This luminous surface 2 is converted into a Lichtver distribution 3 by projection into the exterior, which has a width in the horizontal direction that corresponds to an angle range of -10 ° to + 10 °, and the vertical direction has a height that corresponds to an angle range from -6 ° to -2 ° (see Fig. 6c).
  • the lines corresponding to an angle of 0 ° are drawn in with HO and V0.
  • the number of pixels and the projection into the aforementioned angular ranges result in a resolution of 0.1 ° in the horizontal direction and 0.05 ° in the vertical direction.
  • Such a lighting device can only be used to project symbols or the like into an area below the cut-off line, with no light being projected into the area above the cut-off line.
  • 125 LED elements with 20 ⁇ m high light exit surfaces 1 are arranged next to one another, so that the dimension H of the luminous surface 2 of the LED light source is 2.5 mm in the second direction (see FIG. 7a).
  • the number of LED elements and thus the number of pixels in the light distribution 3 is 31,250.
  • This luminous surface 2 is converted into a Lichtver distribution 3 by projection into the exterior, which has a width in the horizontal direction that corresponds to an angle range of -10 ° to + 10 °, and the vertical direction has a height that corresponds to an angle range from -6 ° to -2 ° (see Fig. 7c).
  • the lines corresponding to an angle of 0 ° are drawn in with HO and V0.
  • the number of pixels and the projection into the aforementioned angular ranges result in a resolution of 0.08 ° in the horizontal direction and 0.04 ° in the vertical direction.
  • Such a lighting device can also serve to project only symbols or the like into an area below the light-dark boundary, with no light being projected into the area above the light-dark boundary.

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine LED-Lichtquelle mit einer Mehrzahl von LED-Elementen, deren Lichtaustrittsflächen (1, 1a, 1b) zur gezielten Erzeugung von Pixeln einer im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) dienen, wobei die Lichtaustrittsflächen (1, 1a, 1b) in einer ersten und in einer zweiten, zu der ersten Richtung senkrechten, Richtung matrixartig angeordnet sind, wobei die erste Richtung bei der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) der horizontalen Richtung entspricht und wobei die zweite Richtung bei der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) der vertikalen Richtung entspricht, und wobei die Lichtaustrittsflächen (1, 1a) mindestens einer Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender
Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen hochauflösenden Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Beleuchtungsvorrichtung der vorgenannten Art ist aus der aus der EP 3026705 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung werden als LED- Lichtquelle LED-Elemente in einer Matrixanordnung zur gezielten Erzeugung von Pi- xeln einer im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung verwendet. Die Lichtaustrittsflächen der einzelnen LED-Elemente sind dabei quadratisch ausgebildet.
Bei pixelierten LED-Lichtquellen für Matrix-LED-Lichtmodule in Scheinwerfern weisen quadratische Pixel zumeist eine Größe von 40 pm oder größer auf. Weiterhin liegt das Aspektverhältnis der von den Lichtaustrittsflächen der LED-Elemente gebildeten ge samten leuchtenden Fläche der LED-Lichtquelle bei 4 zu 1 zwischen horizontaler und vertikaler Richtung. Durch Projektion der leuchtenden Fläche auf die Straße ergeben sich bei quadratischen Pixeln mit einer nicht-anamorphotisch abbildenden Projekti onsoptik schmale und lange Pixelprojektionen auf der Straße. Um aber sinnvoll Sym bole zu projizieren, sollten die auf die Straße projizierten Pixel in horizontaler Richtung eher breit und in vertikaler Richtung eher kurz sein.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die mit geringen Effizienzeinbu ßen eine Projektion von grafischen Symbolen auf die Straße ermöglicht.
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 die Lichtaustrittsflächen mindestens einer Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind. Durch Lichtaustrittsflächen von LED-Elementen, die in einer der hori zontalen Richtung im Außenraum entsprechenden Richtung größer sind als in der dazu senkrechten Richtung können Projektion von grafischen Symbolen auf die Straße erreicht werden, bei denen die projizierten Pixel in horizontaler Richtung breiter und in vertikaler Richtung kürzer sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung im Außen raum des Kraftfahrzeugs erzeugte Lichtverteilung in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkelbereich zwischen -7° bis +7° und -15° bis +15°, insbeson dere einem Winkelbereich von -10° bis +10° entspricht. Weiterhin kann die im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugte Lichtvertei lung in vertikaler Richtung eine Höhe aufweisen, die einem Winkelbereich zwischen - 5° bis -3° und -8° bis +4°, insbesondere einem Winkelbereich von -6° bis +2° ent spricht. Dabei kann die horizontale Breite insbesondere in Abhängigkeit von Leucht dichte- und Auflösungsanforderungen unter Berücksichtigung der Auswirkung auf die Winkelauflösung pro Pixel gewählt werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass die von den Lichtaustrittsflächen der LED-Elemente gebildete leuchtende Fläche der LED-Lichtquelle ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizontaler und vertikaler Richtung im Außen raum zwischen 10 zu 7,5 und 10 zu 2,5, insbesondere ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizontaler und vertikaler Richtung im Außenraum von 10 zu 4 aufweist. Bei den genannten Aspektverhältnissen soll eine möglichst hohe Effizienz bei einer sinnvollen Beleuchtungsstärke sowie bei gleichzei tig möglichst großen und sinnvollen Pixel- beziehungsweise Winkelauflösungen er reicht werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die von den Lichtaustrittsflächen der LED-Elemente gebildete leuchtende Fläche eine Größe zwischen 15 mm2 und 50 mm2, vorzugsweise eine Größe von 40 mm2 aufweist. Insbesondere kann die Anzahl der Pixel in der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung zwischen 20.000 und 50.000, beispielsweise 40.000 Pixel groß sein. Dadurch lassen sich grafische Symbole mir einer hohen Auflösung auf der Straße dar stellen.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Lichtaustrittsflächen der Mehrzahl von LED- Elemente, die jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind, ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizon taler und vertikaler Richtung im Außenraum zwischen 5 zu 2 und 3 zu 2, insbesondere ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizon taler und vertikaler Richtung im Außenraum von 4 zu 2 aufweisen. Insbesondere kön nen dabei die Pixelgeometrien und die von den Lichtaustrittsflächen der LED- Elemente gebildete leuchtende Fläche der gesamten LED-Lichtquelle so kombiniert werden, dass mit möglichst geringen Effizienzeinbußen aufgrund von Kanteneffekten bei den LED-Elementen zu rechnen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die LED-Lichtquelle als Solid-State-LED-Array ausge bildet ist oder ein Solid-State-LED-Array umfasst.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Lichtaustrittsflächen einer ersten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind und dass die Lichtaustrittsflächen einer zweiten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung nicht größer als in der zweiten Richtung sind, insbesondere wobei die Lichtaustrittsflächen der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung gleich groß sind. Insbesondere können dabei die Lichtaustrittsflächen der ersten Mehrzahl der LED-Elemente in der ersten Richtung derart unterschiedlich zu den Lichtaustrittsflächen der zweiten Mehrzahl der LED- Elemente angeordnet sein, dass die von der ersten Mehrzahl der LED-Elemente er zeugten Pixel in der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung in vertikaler Richtung unterhalb der von der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente er zeugten Pixel angeordnet sind. Dadurch können im oberen Teil der Lichtverteilung, insbesondere oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, besonders effiziente und lichtstarke Pixel verwendet werden, die nicht flach sein müssen. Für diese Pixel können vorzugs weise quadratische Lichtaustrittsflächen der LED-Elemente verwendet werden. Für den unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Teil der Lichtverteilung können zur Optimierung der Projektion von Symbolen flachere und breitere Pixel erzeugt werden, die von rechteckigen Lichtaustrittsflächen erzeugt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsflächen der ersten Mehrzahl der LED- Elemente in der ersten Richtung derart angeordnet sind, dass die von der ersten Mehrzahl der LED-Elemente erzeugten Pixel in der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung in vertikaler Richtung in einem Winkelbereich von -8° bis 0°, insbesondere in einem Winkelbereich von -6° bis -1° angeordnet sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsflächen der zweiten Mehrzahl der LED- Elemente in der ersten Richtung derart angeordnet sind, dass die von der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente erzeugten Pixel in der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung in vertikaler Richtung in einem Winkelbereich von -3° bis +4°, insbesondere in einem Winkelbereich von -1° bis +2° angeordnet sind. Insbeson dere ist die Hell-Dunkel-Grenze bei üblichen Scheinwerfern etwa im Bereich zwischen -1° und 0°, beispielsweise bei etwa -0,57° angeordnet.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine integrierte Schal tung zur Ansteuerung der LED-Elemente umfasst, insbesondere eine anwendungs spezifische integrierte Schaltung (ASIC) umfasst, wobei die erste Mehrzahl der LED- Elemente und die zweite Mehrzahl der LED-Elemente gleich angesteuert werden, ins besondere wobei für die Ansteuerung der ersten Mehrzahl der LED-Elemente und für die Ansteuerung der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils die gleiche Anzahl von Transistoren pro LED-Element verwendet werden, insbesondere jeweils zwei Transistoren pro LED-Element. Damit wären in dem ASIC keine besonderen Geomet rien für die unterschiedlichen LED-Elemente erforderlich, so dass die Herstellungskos ten für den ASIC reduziert werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsflächen sämtlicher LED-Elemente je weils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind. Dabei können die Lichtaustrittsflächen der LED-Elemente in der ersten Richtung derart angeordnet sein, dass die von den LED-Elementen erzeugten Pixel in der im Außenraum des Kraftfahr zeugs erzeugten Lichtverteilung in vertikaler Richtung in einem Winkelbereich von -8° bis 0°, insbesondere in einem Winkelbereich von -6° bis -1° angeordnet sind. Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung kann dazu dienen, lediglich Symbole oder derglei chen in einen Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze zu projizieren, wobei in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze kein Licht projiziert wird.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Projektionsoptik umfasst, die nicht anamorphotisch ausgebildet ist. Durch den Verzicht auf eine anamorphotische Ausbildung der Projektionsoptik kann diese einfacher und kosten günstiger gestaltet werden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED- Lichtquelle einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente;
Fig. 1b ein Detail gemäß dem Pfeil Ib in Fig. 1a;
Fig. 1c eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung er zeugt werden kann; Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED- Lichtquelle einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente;
Fig. 2b ein Detail gemäß dem Pfeil Mb in Fig. 2a;
Fig. 2c eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung er zeugt werden kann;
Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED-
Lichtquelle einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente;
Fig. 3b ein Detail gemäß dem Pfeil lllb in Fig. 3a;
Fig. 3c eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung er zeugt werden kann;
Fig. 4a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED-
Lichtquelle einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente;
Fig. 4b ein Detail gemäß dem Pfeil IVb in Fig. 4a;
Fig. 4c ein Detail gemäß dem Pfeil IVc in Fig. 4a; Fig. 4d eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung er zeugt werden kann;
Fig. 5a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED- Lichtquelle einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente;
Fig. 5b ein Detail gemäß dem Pfeil Vb in Fig. 5a;
Fig. 5c ein Detail gemäß dem Pfeil Vc in Fig. 5a;
Fig. 5d eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung er zeugt werden kann;
Fig. 6a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED-
Lichtquelle einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente;
Fig. 6b ein Detail gemäß dem Pfeil Vlb in Fig. 6a;
Fig. 6c eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der sechs ten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung erzeugt werden kann;
Fig. 7a eine schematische Draufsicht auf die leuchtende Fläche der LED-
Lichtquelle einer siebten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Be leuchtungsvorrichtung mit nicht maßstabsgerechten Lichtaustrittsflächen einzelner LED-Elemente; Fig. 7b ein Detail gemäß dem Pfeil Vllb in Fig. 7a.
Fig. 7c eine schematische Verdeutlichung einer Lichtverteilung, die von der siebten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung er zeugt werden kann;
In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die teilweise abgebildeten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Beleuch tungsvorrichtung sind als hochauflösende Scheinwerfer ausgebildet. Sie umfassen je weils eine LED-Lichtquelle, die als Solid-State-LED-Array ausgebildet ist. Von diesen sind jeweils die gesamte leuchtende Fläche und die Lichtaustrittsflächen der matrixar tig auf der Fläche angeordneten LED-Elemente schematisch dargestellt.
Die in Fig. 1a und Fig. 1b teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist LED- Elemente mit Lichtaustrittsflächen 1 auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 1a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Horizontalen entspricht, 50 pm. Weiterhin ist die Ab messung h in der zweiten Richtung, die in der Fig. 1a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 1b).
In der ersten Richtung sind 200 LED-Elemente mit 50 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 10 mm ist. In der zweiten Richtung sind 200 LED-Elemente mit 20 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung H der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 4 mm ist (siehe Fig. 1a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die Anzahl der Pixel in der Lichtverteilung 3 ist 40.000. Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis +2° entspricht (siehe Fig. 1c). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet.
Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,1° und in vertikaler Richtung von 0,04°.
Die in Fig. 2a und Fig. 2b teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist LED- Elemente mit Lichtaustrittsflächen 1 auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 2a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Ab messung h in der zweiten Richtung, die in der Fig. 2a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 2b).
In der ersten Richtung sind 250 LED-Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 10 mm ist. In der zweiten Richtung sind 200 LED-Elemente mit 20 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung H der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 4 mm ist (siehe Fig. 2a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die Anzahl der Pixel in der Lichtverteilung 3 ist 50.000.
Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis +2° entspricht (siehe Fig. 2c). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet. Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,08° und in vertikaler Richtung von 0,04°.
Die in Fig. 3a und Fig. 3b teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist LED- Elemente mit Lichtaustrittsflächen 1 auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 3a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Ab messung h in der zweiten Richtung, die in der Fig. 3a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 3b).
In der ersten Richtung sind 200 LED-Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 8 mm ist. In der zweiten Richtung sind 160 LED-Elemente mit 20 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung H der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 3,2 mm ist (siehe Fig. 3a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die An zahl der Pixel in der Lichtverteilung 3 ist 32.000.
Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis +2° entspricht (siehe Fig. 3c). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet.
Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,1° und in vertikaler Richtung von 0,05°.
Die in Fig. 4a, Fig. 4b und Fig. 4c teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist in ihrem in Fig. 4a unteren Teil eine erste Mehrzahl von LED-Elementen mit Lichtaus trittsflächen 1a auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 4a und in der in den Außenraum projizierten Lichtver teilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Abmessung h in der zwei ten Richtung, die in der Fig. 4a und in der in den Außenraum projizierten Lichtvertei lung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 4c).
Die in Fig. 4a, Fig. 4b und Fig. 4c teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist in ihrem in Fig. 4a oberen Teil eine zweite Mehrzahl von LED-Elementen mit Lichtaus trittsflächen 1b auf, die quadratisch ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 4a und in der in den Außenraum projizierten Lichtver teilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Abmessung h in der zwei ten Richtung, die in der Fig. 4a und in der in den Außenraum projizierten Lichtvertei lung der Vertikalen entspricht, ebenfalls 40 pm (siehe Fig. 4b).
Bei der ersten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der ersten Richtung 250 LED- Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1a nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 10 mm ist. Bei der ersten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der zweiten Richtung 126 LED-Elemente mit 20 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1a nebeneinander angeordnet, so dass die durch die erste Mehrzahl von LED-Elementen gebildete Ab messung Hi des unteren Teils 2a der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 2,52 mm ist (siehe Fig. 4a). Die Anzahl der LED-Elemente und da mit die Anzahl der Pixel in einem unteren Teil 3a der Lichtverteilung 3 ist 31.500.
Bei der zweiten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der ersten Richtung 250 LED- Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1b nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 10 mm ist. Bei der zweiten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der zweiten Richtung 37 LED-Elemente mit 40 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1b nebeneinander angeordnet, so dass die durch die zweite Mehrzahl von LED-Elementen gebildete Ab messung H2 des oberen Teils 2b der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 1 ,48 mm ist (siehe Fig. 4a). Die Anzahl der LED-Elemente und da mit die Anzahl der Pixel in einem oberen Teil 3b der Lichtverteilung 3 ist 9.250. Insgesamt ist die Höhe H der leuchtenden Fläche 2 gleich 4 mm. Weiterhin beträgt die Anzahl der Pixel 40.750.
Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis +2° entspricht (siehe Fig. 4d). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet.
Der obere Teil 3b der Lichtverteilung 3 erstreckt sich von -0,96° bis +2°. Der untere Teil 3a der Lichtverteilung 3 erstreckt sich von -6° bis -0,96°.
Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,08°. Weiterhin ergibt sich im obe ren Teil 3b der Lichtverteilung 3 eine Auflösung in vertikaler Richtung von 0,08° sowie im unteren Teil 3a der Lichtverteilung 3 eine Auflösung in vertikaler Richtung von 0,04°.
Durch die bei der vierten Ausführungsform gewählte Gestaltung können im oberen Teil 3b der Lichtverteilung 3, insbesondere oberhalb der typischerweise etwa bei - 0,57° befindlichen Hell-Dunkel-Grenze, besonders effiziente und lichtstarke Pixel ver wendet werden, die nicht flach sein müssen. Für diese Pixel werden quadratische Lichtaustrittsflächen 1a der LED-Elemente verwendet. Für den unterhalb der Hell- Dunkel-Grenze liegenden Teil 3a der Lichtverteilung 3 können zur Optimierung der Projektion von Symbolen flachere und breitere Pixel erzeugt werden, die von recht eckigen Lichtaustrittsflächen 1b erzeugt werden.
Die in Fig. 5a, Fig. 5b und Fig. 5c teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist in ihrem in Fig. 5a unteren Teil eine erste Mehrzahl von LED-Elementen mit Lichtaus trittsflächen 1a auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 5a und in der in den Außenraum projizierten Lichtver teilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Abmessung h in der zwei ten Richtung, die in der Fig. 5a und in der in den Außenraum projizierten Lichtvertei lung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 5c).
Die in Fig. 5a, Fig. 5b und Fig. 5c teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist in ihrem in Fig. 5a oberen Teil eine zweite Mehrzahl von LED-Elementen mit Lichtaus trittsflächen 1b auf, die quadratisch ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 5a und in der in den Außenraum projizierten Lichtver teilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Abmessung h in der zwei ten Richtung, die in der Fig. 5a und in der in den Außenraum projizierten Lichtvertei lung der Vertikalen entspricht, ebenfalls 40 pm (siehe Fig. 5b).
Bei der ersten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der ersten Richtung 200 LED- Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1a nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 8 mm ist. Bei der ersten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der zweiten Richtung 100 LED-Elemente mit 20 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1a nebeneinander angeordnet, so dass die durch die erste Mehrzahl von LED-Elementen gebildete Ab messung Hi des unteren Teils 2a der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 2 mm ist (siehe Fig. 5a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die Anzahl der Pixel in einem unteren Teil 3a der Lichtverteilung 3 ist 20.000.
Bei der zweiten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der ersten Richtung 200 LED- Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1b nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 8 mm ist. Bei der zweiten Mehrzahl von LED-Elementen sind in der zweiten Richtung 30 LED-Elemente mit 40 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1b nebeneinander angeordnet, so dass die durch die zweite Mehrzahl von LED-Elementen gebildete Ab messung H2 des oberen Teils 2b der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 1,2 mm ist (siehe Fig. 5a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die Anzahl der Pixel in einem oberen Teil 3a der Lichtverteilung 3 ist 7.500. Insgesamt ist die Höhe H der leuchtenden Fläche 2 gleich 3,2 mm. Weiterhin beträgt die Anzahl der Pixel 27.500.
Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis +2° entspricht (siehe Fig. 4d). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet.
Der obere Teil 3b der Lichtverteilung 3 erstreckt sich von -1° bis +2°. Der untere Teil 3a der Lichtverteilung 3 erstreckt sich von -6° bis -1°.
Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,1°. Weiterhin ergibt sich im oberen Teil 3b der Lichtverteilung 3 eine Auflösung in vertikaler Richtung von 0,1° sowie im unteren Teil 3a der Lichtverteilung 3 eine Auflösung in vertikaler Richtung von 0,05°.
Durch die bei der fünften Ausführungsform gewählte Gestaltung können ebenfalls im oberen Teil 3b der Lichtverteilung 3, insbesondere oberhalb der typischerweise etwa bei -0,57° befindlichen Hell-Dunkel-Grenze, besonders effiziente und lichtstarke Pixel verwendet werden, die nicht flach sein müssen. Für diese Pixel werden quadratische Lichtaustrittsflächen 1a der LED-Elemente verwendet. Für den unterhalb der Hell- Dunkel-Grenze liegenden Teil 3a der Lichtverteilung 3 können zur Optimierung der Projektion von Symbolen flachere und breitere Pixel erzeugt werden, die von recht eckigen Lichtaustrittsflächen 1b erzeugt werden.
Die in Fig. 6a und Fig. 6b teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist LED- Elemente mit Lichtaustrittsflächen 1 auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 6a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Ab messung h in der zweiten Richtung, die in der Fig. 6a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 6b).
In der ersten Richtung sind 200 LED-Elemente mit 40 pm breiten Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 8 mm ist. In der zweiten Richtung sind 100 LED-Elemente mit 20 pm hohen Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung H der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 2 mm ist (siehe Fig. 6a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die Anzahl der Pixel in der Lichtverteilung 3 ist 20.000.
Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis -2° entspricht (siehe Fig. 6c). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet.
Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,1° und in vertikaler Richtung von 0,05°.
Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung kann dazu dienen, lediglich Symbole oder dergleichen in einen Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze zu projizieren, wobei in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze kein Licht projiziert wird.
Die in Fig. 7a und Fig. 7b teilweise abgebildete Beleuchtungsvorrichtung weist LED- Elemente mit Lichtaustrittsflächen 1 auf, die rechteckig ausgebildet sind. Dabei ist die Abmessung b in der ersten Richtung, die in der Fig. 7a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Horizontalen entspricht, 40 pm. Weiterhin ist die Ab messung h in der zweiten Richtung, die in der Fig. 7a und in der in den Außenraum projizierten Lichtverteilung der Vertikalen entspricht, 20 pm (siehe Fig. 7b). In der ersten Richtung sind 250 LED-Elemente mit 40 gm breiten Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung B der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der ersten Richtung 10 mm ist. In der zweiten Richtung sind 125 LED-Elemente mit 20 gm hohen Lichtaustrittsflächen 1 nebeneinander angeordnet, so dass die Abmessung H der leuchtenden Fläche 2 der LED-Lichtquelle in der zweiten Richtung 2,5 mm ist (siehe Fig. 7a). Die Anzahl der LED-Elemente und damit die An zahl der Pixel in der Lichtverteilung 3 ist 31.250.
Diese leuchtende Fläche 2 wird durch Projektion in den Außenraum in eine Lichtver teilung 3 überführt, die in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkel bereich von -10° bis +10° entspricht, und die vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich von -6° bis -2° entspricht (siehe Fig. 7c). Dabei sind mit HO und V0 jeweils die einem Winkel von 0° entsprechenden Linien eingezeichnet.
Durch die Anzahl der Pixel und die Projektion in die genannten Winkelbereiche ergibt sich eine Auflösung in horizontaler Richtung von 0,08° und in vertikaler Richtung von 0,04°.
Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung kann ebenfalls dazu dienen, lediglich Sym bole oder dergleichen in einen Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze zu projizie ren, wobei in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze kein Licht projiziert wird.
Bezugszeichenliste
1 Lichtaustrittsfläche eines LED-Elements
1a Lichtaustrittsfläche eines LED-Elements der ersten Mehrzahl von LED- Elementen
1b Lichtaustrittsfläche eines LED-Elements der zweiten Mehrzahl von LED- Elementen
2 leuchtende Fläche der LED-Lichtquelle
2a unterer Teil der leuchtenden Fläche
2b oberer Teil der leuchtenden Fläche
3 Lichtverteilung
3a unterer Teil der Lichtverteilung 3b oberer Teil der Lichtverteilung b Abmessung der Lichtaustrittsfläche in der ersten Richtung h Abmessung der Lichtaustrittsfläche in der zweiten Richtung
B Abmessung der leuchtenden Fläche in der ersten Richtung
H Abmessung der leuchtenden Fläche in der zweiten Richtung
Hi Abmessung des unteren Teils der leuchtenden Fläche in der zweiten Richtung
H2 Abmessung des oberen Teils der leuchtenden Fläche in der zweiten Richtung

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösen der Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine LED-Lichtquelle mit einer Mehrzahl von LED-Elementen, deren Lichtaustrittsflächen (1, 1a, 1b) zur gezielten Erzeugung von Pixeln einer im Betrieb der Beleuchtungsvor richtung im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) dienen, wobei die Lichtaustrittsflächen (1, 1a, 1b) in einer ersten und in ei ner zweiten, zu der ersten Richtung senkrechten, Richtung matrixartig an geordnet sind, wobei die erste Richtung bei der im Außenraum des Kraft fahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) der horizontalen Richtung entspricht und wobei die zweite Richtung bei der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) der vertikalen Richtung entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1, 1a) mindestens einer Mehrzahl der LED-Elementen jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung im Außenraum des Kraft fahrzeugs erzeugte Lichtverteilung (3) in horizontaler Richtung eine Breite aufweist, die einem Winkelbereich zwischen -7° bis +7° und -15° bis +15°, insbesondere einem Winkelbereich von -10° bis +10° entspricht.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung im Außen raum des Kraftfahrzeugs erzeugte Lichtverteilung (3) in vertikaler Richtung eine Höhe aufweist, die einem Winkelbereich zwischen -5° bis -3° und -8° bis +4°, insbesondere einem Winkelbereich von -6° bis +2° entspricht.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Lichtaustrittsflächen (1, 1a, 1b) der LED- Elemente gebildete leuchtende Fläche (2) der LED-Lichtquelle ein Aspekt verhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizon taler und vertikaler Richtung im Außenraum zwischen 10 zu 7,5 und 10 zu 2,5, insbesondere ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Rich tung beziehungsweise horizontaler und vertikaler Richtung im Außenraum von 10 zu 4 aufweist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Lichtaustrittsflächen (1, 1a, 1b) der LED- Elemente gebildete leuchtende Fläche eine Größe zwischen 15 mm2 und 50 mm2, vorzugsweise eine Größe von 40 mm2 aufweist.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1, 1a) der Mehrzahl von LED- Elementen, die jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind, ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizontaler und vertikaler Richtung im Außenraum zwi schen 5 zu 2 und 3 zu 2, insbesondere ein Aspektverhältnis zwischen erster und zweiter Richtung beziehungsweise horizontaler und vertikaler Richtung im Außenraum von 4 zu 2 aufweisen.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Lichtquelle als Solid-State-LED-Array ausge bildet ist oder ein Solid-State-LED-Array umfasst.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1a) einer ersten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Rich tung sind und dass die Lichtaustrittsflächen (1b) einer zweiten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung nicht größer als in der zweiten Richtung sind, insbesondere wobei die Lichtaustrittsflächen (1b) der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung und in der zwei ten Richtung gleich groß sind.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1a) der ersten Mehrzahl der LED-Elemente in der ersten Richtung derart unterschiedlich zu den Lichtaustrittsflächen (1b) der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente angeordnet sind, dass die von der ersten Mehrzahl der LED-Elemente erzeugten Pixel in der im Außen raum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) in vertikaler Richtung unterhalb der von der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente erzeugten Pixel angeordnet sind.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1a) der ersten Mehrzahl der LED-Elemente in der ersten Richtung derart angeordnet sind, dass die von der ersten Mehrzahl der LED-Elemente erzeugten Pixel in der im Außen raum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) in vertikaler Richtung in einem Winkelbereich von -8° bis 0°, insbesondere in einem Winkelbe reich von -6° bis -1° angeordnet sind.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1b) der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente in der ersten Richtung derart angeordnet sind, dass die von der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente erzeugten Pixel in der im Außen raum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) in vertikaler Richtung in einem Winkelbereich von -3° bis +4°, insbesondere in einem Winkelbe reich von -1° bis +2° angeordnet sind.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine integrierte Schaltung zur Ansteuerung der LED-Elemente umfasst, insbesondere eine anwen dungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) umfasst, wobei die erste Mehrzahl der LED-Elemente und die zweite Mehrzahl der LED-Elemente gleich angesteuert werden, insbesondere wobei für die Ansteuerung der ersten Mehrzahl der LED-Elemente und für die Ansteuerung der zweiten Mehrzahl der LED-Elemente jeweils die gleiche Anzahl von Transistoren pro LED-Element verwendet werden, insbesondere jeweils zwei Transisto ren pro LED-Element.
13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1) sämtlicher LED-Elemente jeweils in der ersten Richtung größer als in der zweiten Richtung sind.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (1) der LED-Elemente in der ersten Richtung derart angeordnet sind, dass die von den LED-Elementen erzeugten Pixel in der im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten Lichtverteilung (3) in vertikaler Richtung in einem Winkelbereich von -8° bis 0°, insbesondere in einem Winkelbereich von -6° bis -1° angeordnet sind.
15. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Projektionsoptik um fasst, die nicht anamorphotisch ausgebildet ist.
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