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Die Erfindung geht aus von einem Beleuchtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Scheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, die als Zusatzausstattung einen Adaptive Driving Beam (ADB) aufweisen. Hierfür können beispielsweise matrixartig angeordnete Licht emittierende Dioden (LEDs) eingesetzt sein, wobei die LEDs Teil eines Moduls sind. Jede einzelne oder Gruppen von LED(s) in dem Modul kann/können dann separat ansteuerbar und dadurch ein- und ausschaltbar sowie dimmbar sein. In Kombination mit einem Kamerasystem und einer bildverarbeitenden Elektronik, werden beispielsweise Gegenverkehr und vorausfahrende Fahrzeuge erkannt und zumindest bereichsweise ausgeblendet. Hierdurch ist denkbar, beispielsweise dauerhaft mit „Fernlicht“ zu fahren, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu blenden, insbesondere wenn bestimmte Bedingungen vorliegen. Als Bedingungen können vorgesehen sein, dass das Fahrzeug außer Orts fährt und/oder eine Geschwindigkeit von über 50 km/h aufweist. Neben anderen Verkehrsteilnehmern können auch stark reflektierende Fläche, wie beispielsweise Schilder, lokal ausgeblendet bzw. mit einer reduzierten Lichtleistung bestrahlt werden.
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Grundsätzlich ist es bei Fahrzeugen erforderlich, dass deren Scheinwerfer eine möglichst hohe Effizienz aufweisen. Des Weiteren ist es für Fahrzeughersteller äußerst vorteilhaft, wenn Lichtquellen und/oder Module, wie beispielsweise das ADB-System, als möglichst kleines, leichtes, helles, kostengünstiges und vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltetes Modul ausgebildet sind, womit der Fahrzeughersteller eine hohe Flexibilität hinsichtlich eines Designs des Fahrzeugs hat und Kosten, Gewicht, etc. sparen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Beleuchtungssystem und einen Scheinwerfer zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet sind und eine hohe Effizienz aufweisen.
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Die Aufgabe hinsichtlich des Beleuchtungssystems wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Scheinwerfers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein Beleuchtungssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, mit zumindest zwei Lichtleitern vorgesehen. Diese haben vorzugsweise jeweils eine Einkoppelfläche und eine Auskoppelfläche. Des Weiteren kann für einen jeweiligen Lichtleiter zumindest eine Strahlungsquelle vorgesehen sein. Beispielsweise ist auch denkbar, dass eine Strahlungsquelle für mehrere Lichtleiter eingesetzt ist. Die Strahlungsquelle oder eine jeweilige Strahlungsquelle hat vorzugsweise eine Strahlungsfläche, die jeweils hin zur Einkoppelfläche des entsprechenden Lichtleiters weisen kann. Vorteilhafterweise sind ein Abstand zwischen der Einkoppelfläche eines der Lichtleiter und der Strahlungsfläche einer diesem zugeordneten Strahlungsquelle und ein Abstand zwischen der Einkoppelfläche eines weiteren Lichtleiters oder des anderen Lichtleiters, falls genau zwei Lichtleiter vorhanden sind, und der Strahlungsfläche einer diesem zugeordneten Strahlungsquelle verschieden.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine von den Strahlungsquellen emittierte Strahlung mit einer unterschiedlichen Effizienz aufgrund des unterschiedlichen Abstands in den entsprechenden Lichtleiter eingekoppelt werden kann. Je geringer der Abstand ist, desto größer ist die Effizienz der Einkopplung der entsprechenden Strahlung. Somit kann aufgrund der unterschiedlichen Abstände eine Lichtintensität und Lichtverteilung der aus den Lichtleitern ausgekoppelten Strahlung eingestellt werden. Durch die unterschiedlichen Abstände bzw. durch die Einstellung der Abstände sind somit zusätzliche Parameter geschaffen, über die eine Lichtverteilung beeinflusst werden kann. Dies ist beispielsweise äußerst vorteilhaft bei Fahrzeugen, insbesondere wenn das Beleuchtungssystem für ein Fernlicht eingesetzt wird, um darin dann die Lichtverteilung bedarfsgerecht auf vorrichtungstechnisch einfache Weise durch unterschiedliche Abstände einzustellen. Somit kann eine Lichtverteilung auf einfache Weise basierend auf den vorgesehenen Wünschen und Anforderungen angepasst werden, da durch die Einstellung der Abstände ermöglicht ist, die Effizienz der Einkopplung der Strahlung in die Lichtleiter einzustellen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Einkoppelflächen oder die Auskoppelflächen der Lichtleiter in eine gleiche Richtung weisen und/oder eine gleiche Orientierung haben. Hierdurch ist ermöglicht, dass Strahlung von einer Seite her in die Lichtleiter eingekoppelt wird, wodurch ein einfacher Aufbau geschaffen ist. Falls notwendig, ist natürlich auch denkbar, unterschiedliche Richtungen oder unterschiedliche Orientierungen von den zumindest zwei Einkoppelflächen oder eines Teils der Einkoppelflächen, falls eine Vielzahl von Einkoppelflächen vorgesehen sind, oder alle Einkoppelflächen so anzuordnen, dass diese in unterschiedliche Richtungen weisen. Dies kann dann auch entsprechend für die Auskoppelflächen gelten.
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Vorzugsweise weisen die Strahlungsflächen der Strahlungsquellen in eine gleiche Richtung oder haben eine gleiche Orientierung, was zu einer vorrichtungstechnisch einfachen Anordnung führt. Bei Bedarf ist alternativ denkbar, dass die zumindest zwei Strahlungsflächen oder ein Teil der Strahlungsflächen, falls eine Vielzahl von Strahlungsflächen vorgesehen sind, oder alle Strahlungsflächen in unterschiedliche Richtungen weisen oder unterschiedlich orientiert sind.
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Vorzugsweise sind die Flächennormalen der Einkoppelflächen und/oder optische Hauptachsen der Einkoppelflächen, insbesondere etwa, parallel zueinander angeordnet. Es ist denkbar, dass die Flächennormalen der Strahlungsflächen und /oder die Hauptabstrahlachsen der Strahlungsflächen, insbesondere etwa, parallel zueinander angeordnet sind. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Flächennormalen und/oder die Hauptabstrahlachsen der Strahlungsflächen und die Flächennormalen und/oder optischen Hauptachsen der Einkoppelflächen, insbesondere etwa, parallel zueinander angeordnet sind, was jeweils oder insgesamt zu einer vorrichtungstechnisch einfachen Ausgestaltung führt.
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Vorzugsweise ist eine Referenzebene vorgesehen, wobei die zumindest zwei Einkoppelflächen einen unterschiedlichen Abstand zu der Referenzebene haben. Die Referenzebene erstreckt sich beispielsweise, insbesondere etwa, quer zur Flächennormalen und/oder zu den optischen Hauptachsen der Einkoppelflächen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, dass die Strahlungsflächen einen, insbesondere etwa, gleichen Abstand zur Referenzebene aufweisen. Somit kann der Abstand über die Anordnung der Einkoppelflächen eingestellt werden, da die Strahlungsflächen aufgrund des gleichen Abstands zur Referenzebene beispielsweise in einer gemeinsamen Ebene liegen können. Mit anderen Worten ist denkbar, dass eine Einkoppelfläche oder einzelne Einkoppelflächen oder Gruppen von Einkoppelflächen einen unterschiedlichen Abstand zur Referenzebene haben. Die Einkoppelflächen sind insbesondere auf einer gleichen Seite der Referenzebene vorgesehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest zwei Strahlungsflächen einen unterschiedlichen Abstand zur Referenzebene aufweisen. Hierbei kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einkoppelflächen einen, insbesondere etwa, gleichen Abstand zur Referenzebene haben. Somit können die unterschiedlichen Abstände zwischen den Einkoppelflächen und den entsprechenden Strahlungsflächen durch unterschiedliche Anordnung der Strahlungsflächen vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann eine Strahlungsfläche oder können einzelne Strahlungsflächen oder Gruppen von Strahlungsflächen einen unterschiedlichen Abstand zur Referenzebene aufweisen. Die Strahlungsflächen sind insbesondere auf einer gleichen Seite der Referenzebene.
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Es ist auch denkbar, dass zumindest zwei Einkoppelflächen einen unterschiedlichen Abstand zur Referenzebene haben und zusätzlich zumindest zwei Strahlungsflächen einen unterschiedlichen Abstand zur Referenzebene aufweisen.
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Vorzugsweise ist eine jeweilige Strahlungsquelle aus einer folgenden Gruppe von Strahlungsquellen ausgewählt: Licht emittierende Diode (LED), Laserlichtquelle, laser activated remote phosphor (LARP) Quelle, organische Leuchtdioden (OLED). Für das Beleuchtungssystem können dann gleiche Strahlungsquellen oder es kann eine Kombination aus zumindest zwei unterschiedlichen Strahlungsquellen vorgesehen sein.
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Die LED kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein („CoB“ = Chip on Board). Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fresnel-Linse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlIn-GaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die lichtemittierende Komponente eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der lichtemittierenden Komponenten können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die lichtemittierenden Komponenten können zusätzlich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Strahlungsquellen auf einem Halteelement, wie beispielsweise eine Platine oder eine Leiterplatte oder ein Substrat, angeordnet sein, wodurch die Strahlungsquellen einfach handhabbar und einfach zueinander positionierbar sind. Das Haltelement kann hierbei eine, insbesondere etwa, ebene Haltefläche aufweisen. Zum Einstellen des Abstands kann die entsprechende Strahlungsquelle vorrichtungstechnisch einfach über eine Stufe an der Haltefläche angeordnet sein. Zum Einstellen des Abstands kann dann die Höhe der entsprechenden Stufe angepasst sein. Denkbar ist dann eine Mehrzahl von Stufen vorzusehen, die eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Mit anderen Worten können die Strahlungsquellen einzeln und/oder in Gruppen auf unterschiedlichen Höhen aufgrund unterschiedlich hoher Stufen auf der Platine platziert werden. Die Stufe/n kann/können einen Querschnitt, insbesondere etwa, quer zur Flächennormalen und/oder zur Hauptabstrahlachse der zugeordneten Strahlungsflächen haben, der/die aus folgenden Querschnittsformen ausgewählt ist: eckig, rechteckig, n-eckig, rund, elliptisch, freiförmig, wobei die Stufenflächen mit polygonalen oder elliptischen Querschnittsformen bezüglich ihrer Orientierung bzw. Verdrehung unterschiedlich angeordnet sein können. Somit können Vorgaben bezüglich eines Bauraumbedarfs oder eines Designs flexibel umgesetzt werden. Des Weiteren ist denkbar, dass eine Stufenfläche oder Stufenflächen auf der/die zumindest eine Strahlungsquelle oder jeweils zumindest eine Strahlungsquelle vorgesehen ist, eine Umfangsform oder jeweils eine Umfangsform aufweisen, die aus folgenden Umfangsformen ausgewählt ist: eckig, rechteckig, n-eckig, rund, elliptisch, freiförmig. Vorzugsweise haben die Stufen und/oder die Stufenflächen eine, insbesondere etwa, gleiche Orientierung, womit die Strahlungsquellen vorrichtungstechnisch einfach ebenfalls mit einer gleichen Orientierung darauf angeordnet werden können. Alternativ ist denkbar, dass eine Stufe oder eine Stufenfläche oder ein Teil der Stufe oder Stufenflächen oder alle Stufen oder Stufenflächen eine unterschiedliche Orientierung aufweist/aufweisen. Anstelle der Platine mit den Stufen oder zusätzlich zur Platine mit den Stufen ist denkbar, mehrere unterschiedliche Platinen vorzusehen, die nebeneinander derart angeordnet und/oder derart ausgestaltet sind, dass die gewünschten Abstände vorgesehen sind.
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Um eine flexible Anordnung der Strahlungsquellen zu ermöglichen, ist denkbar, dass die Stufen oder ein Teil der Stufen oder Gruppen von Stufen zueinander beabstandet sind. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Stufen oder ein Teil der Stufen oder Gruppen von Stufen aneinander angrenzen oder verbunden sind. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass einzelne Stufen oder ein Teil der Stufen oder alle Stufen oder Gruppen von Stufen vorrichtungstechnisch einfach als Insel ausgebildet sind. Des Weiteren ist denkbar, dass einzelne Stufen oder ein Teil der Stufen oder alle Stufen oder Gruppen von Stufen vorrichtungstechnisch einfach als Halbinsel vorgesehen sind. Mit anderen Worten ist eine Stufenform der Stufe sowie deren Orientierung und Platzierung variabel, was äußerst vorteilhaft hinsichtlich einer Anpassung bezüglich eines vorgegebenen Designs ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind auf einer jeweiligen Stufe eine oder mehrere Strahlungsquellen angeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Abstände von innen des Beleuchtungssystems nach außen, insbesondere stetig oder gestuft, größer werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Abstände von innen nach außen des Beleuchtungssystems, insbesondere stetig oder gestuft, erst größer und dann wieder kleiner werden. Innen kann hierbei im Bereich der optischen Hauptachse des Beleuchtungssystems sein. Dies ist äußerst vorteilhaft beim Einsatz des Beleuchtungssystems in einem Fernlicht, um im Zentrumsbereich eines Lichtbilds höhere Lichtintensitäten vorzusehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein innerer Lichtleiter oder sind mehrere innere Lichtleiter und zumindest ein äußerer Lichtleiter oder mehrere äußere Lichtleiter vorgesehen, wobei ein Abstand der Einkoppelflächen des inneren Lichtleiters oder der inneren Lichtleiter zur zugeordneten Strahlungsfläche geringer im Vergleich zu dem Abstand der Einkoppelfläche des äußeren Lichtleiters oder der äußeren Lichtleiter zur zugeordneten Strahlungsfläche ist. Somit kann beispielsweise in einem inneren oder mittigen oder Zentrumsbereich des Beleuchtungssystems höhere Lichtintensitäten oder Lichtströme im Vergleich zum äußeren Bereich vorgesehen sein.
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Mit Vorteil kann zumindest eine innere Stufe oder können mehrere innere Stufen und zumindest eine äußere Stufe oder mehrere äußere Stufen vorgesehen sein, wobei dann eine Höhe der inneren Stufe oder Stufen größer als eine Höhe der äußeren Stufe oder Stufen ist. Somit kann auch auf diese Weise in einem inneren oder mittigen oder zentralen Bereich des Beleuchtungssystems eine höhere Lichtintensität oder ein höherer Lichtstrom vorliegen. Die Höhe einer Stufe ist vorzugsweise umso geringer, je weiter außen diese vorgesehen ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Höhen der Stufen von innen nach außen, insbesondere stetig, abnehmen. Denkbar ist auch, dass die Höhe der Stufen von innen nach außen erst abnimmt und dann wieder zunimmt.
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In weitere Ausgestaltung der Erfindung können die Lichtleiter und/oder die Strahlungsquellen und/oder die Stufen matrixartig oder zeilenartig angeordnet sein. Es ist beispielsweise denkbar, diese in einer oder mehreren Zeilen vorzusehen. Somit kann beispielsweise eine einzeilige oder mehrzeilige Ausgestaltung vorhanden sein. Des Weiteren ist denkbar, dass beispielsweise innen mehr Zeilen als außen vorgesehen sind. Die zeilenartige oder matrixartige Ausgestaltung ist äußerst vorteilhaft in einem ADB-System einsetzbar.
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Mit Vorteil sind die Lichtleiter und/oder die Strahlungsquellen und/oder die Stufen symmetrisch angeordnet. Die symmetrische Anordnung erfolgt hierbei insbesondere bezüglich einer optischen Hauptachse und/oder bezüglich einer Ebene, in der die optische Hauptachse liegt und die sich dann quer zur Zeile oder den Zeilen erstreckt.
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Vorzugsweise ist ein größerer Abstand und/oder ein kürzerer Lichtleiter und/oder keine Stufe und/oder eine Stufe mit einer geringen Höhe an derjenigen Stelle oder an denjenigen Stellen vorgesehen, wo größere Herstellungstoleranzen vorliegen. Insbesondere kann der innere Lichtleiter oder können die inneren Lichtleiter länger als der oder die äußeren Lichtleiter sein. Hierbei kann dann weiter vorgesehen sein, dass ein Abstand des inneren Lichtleiters oder der inneren Lichtleiter zur entsprechenden Strahlungsquelle kleiner ist als ein Abstand des äußeren Lichtleiters oder der äußeren Lichtleiter zur entsprechenden Strahlungsquelle. Diese Lösung hat den Vorteil, dass dann Toleranzen oder Herstellungstoleranzen beispielsweise im äußeren Bereich des Haltelements oder der Platine größer sein können als im inneren Bereich, da im äußeren Bereich mehr Spielraum aufgrund der kürzeren Lichtleiter oder des kürzeren Lichtleiters vorhanden ist. Mit anderen Worten werden geringe Abstände aufgrund von Toleranzanforderungen nicht über die gesamte Optik und/oder Platine gewährleistet, sondern nur dort vorgehalten, wo diese am wichtigsten sind, beispielsweise weil dort am meisten Lichtintensität und/oder eine präzisere Kompensation einer temperaturbedingen Längenänderung benötigt wird, wie beispielsweise in der Mitte oder im Zentrum. Wenn dann beispielsweise am Rand oder außen hohe Herstellungstoleranzen nicht einhaltbar sind, werden dort einfach kürzere Lichtleiter eingeplant, sodass sich die dortigen Lichtleiter und die Strahlungsquellen auch unter Ausnutzung der vollen Herstellungstoleranz beispielsweise nicht berühren.
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Die Lichtleiter können beispielsweise eine Mantelfläche aufweisen, über die die in die Lichtleiter eingekoppelte Strahlung, insbesondere durch Totalreflektion, geführt ist. Somit ist beispielsweise kein separater Mantel erforderlich. Eine Querschnittsfläche der Lichtleiter kann beispielsweise eckig oder rund ausgestaltet sein. Des Weiteren ist denkbar, dass die Mantelfläche als Kegelstumpf oder Pyramidenstumpf oder mit einer frei definierten Form ausgebildet ist.
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Zum Einstellen der Abstände über die Lichtleiter können diese eine unterschiedliche Form und/oder Länge haben.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Lichtleiter Teile einer Optik sein, die die Lichtleiter auskoppelseitig über einen gemeinsamen Verbindungsabschnitt miteinander verbinden kann. Die Optik kann dann eine von den Lichtleitern wegweisende Austrittsfläche für das aus den Lichtleitern austretende Licht oder Strahlung haben. Die Lichtleiter können beispielsweise einstückig mit einem Verbindungsabschnitt verbunden sein. Des Weiteren ist denkbar, dass die Lichtleiter vom Verbindungsabschnitt weg weisen.
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Erfindungsgemäß ist ein Scheinwerfer mit einem Beleuchtungssystem gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Vorzugsweise ist der Scheinwerfer für ein Fahrzeug eingesetzt. Die Optik kann dann eine Primäroptik sein, der dann eine Sekundäroptik nachgeschaltet ist. Mit dem Beleuchtungssystem kann der Scheinwerfer dann beispielsweise eine ADB-Funktion aufweisen.
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Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nicht-autonomes oder teil-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein.
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Der Begriff „etwa“ kann beispielsweise bedeuten, dass eine Abweichung in den fachüblichen Toleranzen oder von bis zu 5% vorhanden sein kann.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung ein Beleuchtungssystem mit zwei Optiken gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 in einer perspektivischen Darstellung eine Optik mit einer Vielzahl von Lichtleitern,
- 3 in einer Seitenansicht einen Ausschnitt des Beleuchtungssystems aus 1,
- 4 in einem Diagramm eine Einkoppeleffizienz in Abhängigkeit eines Abstands einer Strahlungsfläche einer Strahlungsquelle zu einer Einkoppelfläche eines Lichtleiters,
- 5 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des Beleuchtungssystems aus 1,
- 6a bis 6d unterschiedliche Darstellungen von Lichtverteilungen des Beleuchtungssystems und
- 7 in einer Seitenansicht einen Ausschnitt des Beleuchtungssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Gemäß 1 ist ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug 1 vereinfacht mit einer Strichlinie dargestellt. Dieser hat ein Beleuchtungssystem 2, das eine Optik in Form einer Primäroptik 4 und eine nachgeschaltete Optik in Form einer Sekundäroptik 6 aufweist. Die Primäroptik 4 weist eine Vielzahl von Lichtleitern auf, denen jeweils eine Strahlungsquelle in Form einer Licht emittierenden Diode (LED) zugeordnet ist, wobei die LEDs untenstehend in 3 mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Gemäß 2 ist die Primäroptik 4 vergrößert dargestellt, wobei sie im Vergleich zur 1 eine etwas abgewandelte Form hat. Die Primäroptik 4 hat eine Vielzahl von Lichtleitern 8, wobei der Einfachheit halber nur einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Lichtleiter 8 sind einstückig mit einem Verbindungsabschnitt 10 ausgebildet. Dieser hat eine Auskoppelfläche 12, die von den Lichtleitern 8 weg weist. Ein jeweiliger Lichtleiter 8 hat eine einer jeweiligen Strahlungsquelle, siehe auch 3, zugeordnete Einkoppelfläche 14, die jeweils von der Auskoppelfläche 12 weg weisen.
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Gemäß 3 sind einige der Lichtleiter 8 in einer Seitenansicht einkoppelseitig dargestellt. Einem jeweiligen Lichtleiter 8 ist hierbei eine jeweilige Strahlungsquelle 16 bis 22 zugeordnet, bei denen es sich jeweils um eine LED handelt. Die ebenen Einkoppelflächen 14 sind in einer Ebene angeordnet. Diese erstreckt sich quer zur optischen Hauptachse 24 des Beleuchtungssystems 2, siehe 1. Die Strahlungsquellen 16 bis 22 weisen jeweils eine Strahlungsfläche 26 auf, wobei der Einfachheit halber in 3 nur für die Strahlungsquelle 16 die Strahlungsfläche mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Strahlungsflächen 26 gemäß der Ausführungsform in 3 sind als ebene Flächen ausgestaltet. Die Strahlungsflächen 26 der Strahlungsquellen 16 bis 22 weisen jeweils einen unterschiedlichen Abstand zur jeweiligen zugeordneten Einkoppelfläche 14 der Lichtleiter 8 auf. Der in 3 rechte Lichtleiter 8 ist hierbei ein innerer Lichtleiter, der gemäß 2 mittig der Optik vorgesehen ist. Der in 3 linke Lichtleiter 8 ist der äußerste Lichtleiter. Es ist erkennbar, dass die Strahlungsfläche 26 der Strahlungsquelle 22 den geringsten Abstand zur entsprechenden Einkoppelfläche 14 des Lichtleiters 8 hat. Die benachbarte Strahlungsquelle 20 weist einen größeren Abstand zur zugeordneten Einkoppelfläche 14 auf. Die zu dieser wiederum benachbarte Strahlungsquelle 18 hat dann wieder einen geringeren Abstand zur zugeordneten Einkoppelfläche 14. Die äußerste Strahlungsquelle 26 weist den größten Abstand zur zugeordneten Einkoppelfläche 14 auf.
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Gemäß der 3 weisen die Strahlungsquellen 16 bis 22 eine gleiche Strahlungsfläche 26 oder Emissionsfläche auf. Des Weiteren ist die Form und Größe der Einkoppelflächen 14 der Lichtleiter 8 gleich. Es ist hierbei denkbar, dass ein Teil der Strahlungsflächen 26 oder alle Strahlungsflächen 26 unterschiedliche hinsichtlich ihrer Form und/oder Größe sind. Des Weiteren ist es denkbar, dass ein Teil der Einkoppelflächen 14 oder alle Einkoppelflächen 14 unterschiedliche hinsichtlich ihrer Form und/oder Größe sind.
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Gemäß 4 ist der Zusammenhang zwischen einer Effizienz einer Einkopplung in % (Ordinate) und ein Abstand in mm (Abszisse) zwischen einer Strahlungsquelle und dem zugeordneten Lichtleiter dargestellt. Geht ein Abstand gegen 0, so liegt die größte Effizienz vor. Mit zunehmendem Abstand sinkt auch die Effizienz der Einkopplung, womit weniger Licht in den entsprechenden Lichtleiter 8 eingekoppelt wird. Ein absolutes Maximum der Effizienz ist festgelegt durch die verwendeten Materialien (Brechzahl, Fresnel-Reflexe) und der Geometrien der Einkoppelflächen, Strahlungsflächen und Lichtleiter. Gemäß 4 ist erkennbar, dass etwa bei einem Abstand von ca. 0,4 mm nur noch etwa 50 % der Strahlung eingekoppelt wird. Ab ca. 0,7 mm wird nur noch etwa 1/3 der Strahlung eingekoppelt. Somit kann durch Einstellen der Abstände die Effizienz der Lichteinkopplung beeinflusst werden, womit auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine Lichtverteilung eines aus dem Scheinwerfer 1, siehe 1, austretenden Lichts beeinflusst und festgelegt werden kann.
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Gemäß 5 ist ein Teil der Strahlungsquellen für die Lichtleiter 8 aus 2 dargestellt. Hierbei sind zum einen die Strahlungsquellen 16 bis 22 aus 3 gezeigt sowie zum anderen zwei weitere Strahlungsquellen 28 und 30, die in 3 nicht ersichtlich sind, da sie in Richtung der Zeichenebene gesehen hinter den Strahlungsquellen 20 und 22 liegen. Die Strahlungsquellen 16 bis 22, 28 und 30 sind hierbei auf einer ebenen Haltefläche 32 einer Platine 34 angeordnet. Gemäß 5 ist nur die Hälfte der Strahlungsquellen für die Optik 4 aus 2 dargestellt. Die in 5 nicht dargestellten Strahlungsquellen sind symmetrisch zu den Strahlungsquellen 16 bis 22, 28 und 30 angeordnet, wobei die Symmetrie bezüglich einer Symmetrieebene vorgesehen ist, die sich quer zur Haltefläche 32 erstreckt und in der die optische Hauptachse 24 aus 1 liegt, wobei die Symmetrieebene dann gemäß 5 links der Strahlungsquellen 22 und 30 vorgesehen wäre. Um den Abstand der Strahlungsquellen 18 bis 22 und 28, 30 zu den Lichtleitern 8 zu verringern, sind diese über Stufen 36, 38 und 40 an der Haltefläche 32 festgelegt. Auf der innersten Stufe sind hierbei die Strahlungsquellen 22 und 30 angeordnet. Angrenzend zu diesen in einer Richtung nach außen ist die Stufe 38 vorgesehen, auf der die Strahlungsquellen 20 und 28 angeordnet sind. Wiederum benachbart zur Stufe 38 ist die Stufe 36 angrenzend angeordnet, auf der die Strahlungsquelle 18 angeordnet ist. Im Innenbereich sind somit zwei Zeilen von Strahlungsquellen 20, 22 und 28 und 30 vorgesehen. Nach außen ist nur eine Zeile von Strahlungsquellen 16, 18 ausgebildet. Über die Höhe der Stufen 36 bis 40 ist dann der Abstand zu den Lichtleitern 8, siehe auch 3, einstellbar.
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Gemäß 6a ist eine Lichtverteilung eines Lichts dargestellt, das aus dem Beleuchtungssystem 1 aus 1 austritt. Dabei ist gemäß 6a vorgesehen, dass die Strahlungsquellen einen gleichen Abstand zum jeweils zugeordneten Lichtleiter haben. Die Lichtverteilung ist hierbei symmetrisch. Dagegen ist in 6c eine Lichtverteilung gezeigt, bei der ein Teil der Strahlungsquellen unterschiedliche Abstände zu den zugeordneten Lichtleitern haben. Die Strahlungsquellen mit den unterschiedlichen Abständen entsprechen denen aus 5, die die Bezugszeichen 16 bis 22, 28 und 30 aufweisen. Die anderen Strahlungsquellen haben somit einen gleichen Abstand, sind somit ohne Stufen oder unterschiedliche Abstände vorgesehen, um einen besseren Vergleich der erfindungsgemäßen Lösung zu erhalten. Mit anderen Worten ist in 6c eine zusammengesetzte Lichtverteilung dargestellt. Die linke Hälfte ist „normal“ bestückt, das heißt ohne Stufen oder unterschiedliche Abstände, während die rechte Hälfte erfindungsgemäß ausgeführt ist. Infolgedessen ist gemäß 6c (im rechten Teil) eine höhere maximale Lichtintensität im Vergleich zu 6a bzw. im Vergleich zum linken Teil vorgesehen. Gemäß 6c beträgt die maximale Lichtintensität 100 kcd, während sie in 6a 90 kcd beträgt. Der mit dem Pfeil 42 gekennzeichnete Bereich ist mit einer höheren Lichtintensität ausgebildet, da gemäß 5 die Strahlungsquellen 22 und 30 näher an ihren entsprechenden Lichtleitern 8 angeordnet sind. Die mit dem Pfeilen 44 gekennzeichneten Bereiche sind dabei lichtschwächer, da die Strahlungsquellen 16, 20 und 28, siehe 5, weiter von ihren zugehörigen Lichtleitern 8 beabstandet sind. Gemäß den 6b und 6d sind Differenzen der Lichtverteilungen aus den 6a und 6c gezeigt. So ist in 6b eine Differenz dargestellt, bei der die Lichtverteilung aus 6c von der Lichtverteilung aus 6a abgezogen ist. Es ist erkennbar, dass im seitlichen Bereich 46 beim Lichtbild der 6a eine höhere Lichtintensität vorliegt. Bei der Darstellung in 6d ist die Lichtverteilung aus 6a von der Lichtverteilung aus 6c abgezogen, wobei anhand des Bereichs 48 erkennbar ist, dass in den inneren Bereichen beziehungsweise in den Bereichen mit den Strahlungsquellen 18, 22 und 30, siehe 5, eine höhere Lichtintensität vorliegt.
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7 zeigt nun einen Ausführungsform, bei der Strahlungsquellen 50 in einer gemeinsamen Ebene liegen, während Lichtleiter 52, 54, 56 und 58 unterschiedlich zur zugeordneten Strahlungsquelle 50 beabstandet sind. Der innere Lichtleiter 54 (in 7 der rechte) weist hierbei den geringsten Abstand zur Strahlungsquelle 50 auf. Die Abstände werden dann in Richtung nach außen größer, womit der äußere Lichtleiter 58 den größten Abstand zur zugeordneten Strahlungsquelle 50 hat. Somit kann der Abstand zwischen den Lichtleitern und den Strahlungsquellen gemäß 3 über die unterschiedliche Anordnung der Strahlungsquellen oder gemäß 7 über die unterschiedliche Anordnung oder Ausgestaltung der Lichtleiter vorgesehen sein. Denkbar ist auch, eine Kombination hierbei vorzusehen. Die Abstände in 7 werden vorzugsweise über eine Länge der Lichtleiter 52 bis 58 eingestellt.
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Offenbart ist ein Beleuchtungssystem mit einer Mehrzahl von Lichtleitern, die jeweils eine Einkoppelfläche haben. Einer jeweiligen Einkoppelfläche ist hierbei eine Strahlungsquelle zugeordnet. Ein Abstand der Lichtleiter zur zugeordneten Strahlungsquelle ist dabei unterschiedlich.
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Bezugszeichenliste
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| Scheinwerfer |
1 |
| Beleuchtungssystem |
2 |
| Primäroptik |
4 |
| Sekundäroptik |
6 |
| Lichtleiter |
8; 52 bis 58 |
| Verbindungsabschnitt |
10 |
| Auskoppelfläche |
12 |
| Einkoppelfläche |
14 |
| Strahlungsquelle |
16 bis 22, 28, 30; 50 |
| Hauptachse |
24 |
| Strahlungsfläche |
26 |
| Haltefläche |
32 |
| Platine |
34 |
| Stufe |
36, 38, 40 |
| Pfeil |
42, 44 |
| Bereich |
46, 48 |
