DE10005795A1 - Steuerbarer Scheinwerfer - Google Patents

Abstract

Ein steuerbarer Scheinwerfer weist ein Feld von n Einzellichtemittern (4) und wenigstens ein vor jedem Einzellichtemitter (4) angeordnetes verstellbares optisches Lichtlenkungselement (3, 2L, 2R) zur Beeinflussung eines jeweiligen von dem zugeordneten Einzellichtemitter (4) ausgesandten Lichtstrahls auf. Vorzugsweise sind die Einzellichtemitter (4) durch Leuchtdioden und die Lichtlenkungselemente (3, 2L, 2R) durch mikrooptische Elemente realisiert. Der Scheinwerfer findet vorzugsweise als Kraftfahrzeugscheinwerfer Verwendung.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Scheinwerfer mit einem steuerbaren Lichtlenkungssystem.

Für Scheinwerfer, insbesondere für Autoscheinwerfer sind steuerbare Lichtlen­ kungssysteme bekannt, die nicht nur verschiedene Lichtintensitäten, Abblend- und Fernlichtfunktionen zur Verfügung stellen, sondern auch eine seitliche Aus­ leuchtung in der Kurve bzw. eine horizontale Leuchtweitenregulierung ermögli­ chen. Möglichkeiten dies zu realisieren ergeben sich durch Flüssigkeitsgesteuer­ te oder durch Piezo- bzw. elektromagnetisch gesteuerte in dem Scheinwerfer an­ geordnete optische Linsen.

Die US 5,438,486 beschreibt eine in der Form veränderbare Linse zum Einsatz in Autoscheinwerfern, die aus einem transparenten, scheibenartigen Hohlkörper besteht, dessen eine flächige Seite aus einem elastischen Material gebildet ist. Der Hohlkörper ist mit einer ebenfalls transparenten Flüssigkeit gefüllt, so daß die eine Seite aus elastischem Material bei Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks konvex gewölbt und damit die Brennweite der Linse geändert wird, um die aus­ geleuchteten Bereiche zwischen Abblendlicht und Fernlicht umzuschalten. In­ nerhalb der Linse können Drosselklappen oder untereinander verbundene Ein­ zelkammern angeordnet sein, um eine Verschiebung der Flüssigkeit während der Beschleunigung zu verhindern. Als Leuchtquelle ist eine konventionelle Glüh­ lampen/Reflektor-Anordnung gewählt.

Aus der DE 196 48 620 A1 ist ein Beleuchtungssystem mit einer durch Verände­ rung des Flüssigkeitsdrucks veränderbaren Linse zur Einstellung des Beleuch­ tungsfeldes bekannt. Hier wird mittels einer Glühlampe/Hohlspiegel/Linse-An­ ordnung sowohl ein stufenlos veränderbarer Beleuchtungskegel als auch eine Beeinflussung der Form des Lichtkegels des Beleuchtungssystems ermöglicht.

Aus der US 5.747.273 sind zur feineren Einstellung der Form und Verteilung des Beleuchtungsfeldes für Beleuchtungssysteme in Theatern Felder von nach dem oben angegebenen Prinzip arbeitenden flexiblen Linsen beschrieben. Hier werden jeweilige Hohlräume, die jeweils einer Linse zugeordnet sind, durch eine Wabenstruktur gebildet, über die als flexibles transparentes Material eine Mem­ bran gespannt ist. Alle Hohlräume oder einzelne Hohlraumgruppen stehen fluidisch untereinander in Verbindung, so daß bei Beaufschlagung mit Druck alle Linsen oder die bestimmten Gruppen von Linsen gleichartig ausgewölbt werden. Neben runden oder hexagonalen Linsen werden auch Zylinderlinsen genannt. Hier werden ebenfalls alle Linsen von einer gemeinsamen Glühlampen/Reflektor- Anordnung durchstrahlt.

In der DE 36 28 421 A1 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei dem zur Beeinflussung der Form des auf die Fahrbahn gelangenden Lichtstrahls eine Glühlampe mit einem Reflektor, eine im Brennpunkt des Reflektors festste­ hende Blende und eine entlang der optischen Achse verschiebbare nachgeschal­ tete Linse vorgesehen sind.

Allen zuvor beschriebenen Scheinwerfern ist gemeinsam, daß ein Parabolspiegel oder ähnliches als Reflektor verwendet wird, um durch das von der Glühlampe erzeugte Licht ein paralleles Lichtbündel zu erhalten, welches durch die nachge­ schaltete Linse bzw. das nachgeschaltete Linsensystem beeinflußt wird. Dies hat jedoch zum einen den Nachteil, daß selbst bei geometrisch idealer Form des Spiegels nicht alle Strahlen parallel sind, weil die Lichtquelle, hier die Lampen­ wendel, nicht punktförmig ist, sondern eine endliche Ausdehnung aufweist. Wei­ ter bestehen hier die Nachteile, daß die Herstellung der Spiegel aufwendig ist und der montierte Scheinwerfer in Bezug auf seine Größe, d. h. Leuchtfläche eine relativ große Tiefe aufweist.

Die Verwendung von Leuchtdiodenfeldern als Rücklicht ermöglicht eine flache Bauweise, ist jedoch nicht als Scheinwerfer geeignet. Die Herstellung eines sol­ chen Leuchtdiodenfeldes ist in dem Aufsatz von T. Ashley et al. "Optical Concen­ trators for Light Emitting Diodes", SPIE, Vol. 3289 (1998), Seiten 43 bis 50 be­ schrieben.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach herzustel­ lenden Scheinwerfer mit einem steuerbaren Lichtlenkungssystem anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gattungsgemäßen Scheinwerfer nach dem Patenanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den nachgeordneten Unteransprüchen angegeben.

Der Scheinwerfer nach der Erfindung weist ein Feld von n Einzellichtemmittern auf, wobei jedem Lichtemitter genau ein oder mehrere optische Lichtlenkungselemente zugeordnet werden, die einen jeweiligen von dem zugeordneten Lichte­ mitter ausgesandten Lichtstrahl beeinflussen, indem vorzugsweise ihre Brenn­ weite oder relative Lage bezüglich des Emitters verstellbar ist, oder indem durch Änderung der Brechung der Ablenkungswinkel einstellbar ist. Durch solche vor­ zugsweise flüssigkeitsgesteuerte oder durch piezo- oder elektromagnetisch ge­ steuerte vorzugsweise mikrooptische Elemente, die sich vorzugsweise vor jedem Einzellichtemitter individuell ansteuern lassen, kann ein gewünschtes Beleuch­ tungsfeld erzeugt werden, da die Erzeugung paralleler Strahlen und eines ge­ wünschten Beleuchtungsfeldes nicht mehr auf einer Kombination einer Glüh­ wendel oder eines Lichtemitters mit einem Parabolspiegel und einer Linse oder Linsengruppe beruht, sondern auf n in einem Feld angeordneten Einzelemittern mit jeweils einer vorgeschalteten Linse oder Linsengruppe. Neben des optischen Lichtlenkungselementes kann zur Veränderung der relativen Lage des Lichtlen­ kungselementes zum Einzellichtemitter der Einzellichtemitter selbst durch min­ destens einen Aktor verstellbar sein.

Nach der Erfindung wird ähnlich wie nach dem Stand der Technik mittels durch den Druck eines Fluids veränderbaren Linsen eine Leuchtweitenregulierung vor­ genommen, die nicht nur Abblend- und Fernlichtfunktionen zur Verfügung stellt, sondern auch eine stufenlose horizontale Leuchtweitenregulierung ermög­ licht. Weiter wird vorzugsweise mittels zweier zusätzlicher, durch den Druck ei­ nes Fluids veränderbarer Linsen eine Leuchtbreiten- und/oder Seitenausleuch­ tungsregulierung vorgenommen, die ebenfalls stufenlos verstellbar ist, um zum Beispiel bei Kurvenfahrten eine vorausschauende Ausleuchtung der Straße zu erhalten.

Alternativ zu den durch den Druck eines Fluids veränderbaren Linsen können nach der Erfindung durch ein Fluid von Brechung auf Transmission schaltbare Prismen oder durch Aktoren verschiebbare optische Elemente, vorzugsweise eine durch Aktoren verschiebbare Linse fester Brennweite, vorgesehen werden.

Werden als Einzellichtemitter zum Beispiel Leuchtdioden (LEDs), niedermoleku­ lare oder polymere OLEDs oder VCSELs verwendet, so wird erfindungsgemäß ein Scheinwerfer auf Einzelemitterbasis mit einem steuerbaren Lichtlenkungssystem in flacher Bauweise realisiert.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Scheinwerfer als Kraftfahrezeugschein­ werfer verwendet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines jeweiligen verstellbaren optischen Lichtlenkungselements vor jedem Einzellichtemitter wird auch für diesen Fall eine ausreichende Beleuchtungsstärke erreicht.

Die erfindungsgemäßen vorzugsweisen Ausgestaltungen können zur Erzielung einer Kombination gewünschter Funktionen miteinander kombiniert oder unter­ einander ausgetauscht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen auf Grundlage von beispielhaften bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein mit drei Linsen pro einzelnem Lichtemitter versehenes Lichtlen­ kungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfin­ dung.

Fig. 2 verschiedene Lichtlenkungsfunktionen des in der Fig. 1 dargestellten Lichtlenkungssystems.

Fig. 3 das Funktionsprinzip des Befüllungssystems eines Linsenfeldes.

Fig. 4 das Befüllungssystem eines Linsenfeldes zur Seitenausleuchtung bzw. Leuchtbreitenregulierung.

Fig. 5 eine mögliche Zuordnung der in der Fig. 4 gezeigten Befüllungskanäle und daran angepaßten entsprechend der Fig. 1 ausgestalteten Linsen zu den Einzellichtemittern.

Fig. 6 ein Lichtlenkungssystem mit Prismen und Linsen gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung.

Fig. 7 verschiedene Lichtlenkungsfunktionen des in der Fig. 6 gezeigten Lichtlenkungssystems.

Fig. 8 die Zuordnung von Befüllungskanälen und einzelnen Prismen sowie Linsen zu den Einzellichtemittern für das in der Fig. 6 gezeigte Licht­ lenkungssystem.

Fig. 9 eine Leuchtweitenkontrollfunktion eines Lichtlenkungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung.

Fig. 10 Lichtlenkungsfunktionen eines Lichtlenkungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform nach der Erfindung.

Fig. 11 eine Aufsicht auf einen Teilbereich des in der Fig. 10 gezeigten intel­ ligenten Lichtlenkungssystems.

Nachfolgend wird in Bezug auf die Fig. 1 bis 5 ein erfindungsgemäßes Lichtlen­ kungssystem für einen Scheinwerfer gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform nach der Erfindung, bei der jedem einzelnen Lichtemitter 4 eines Feldes von n Einzel­ lichtemittern durch den Druck eines Fluids veränderbare Linsen zugeordnet sind, nämlich eine erste befüllbare Linse 3 für Nah- und Fernlicht, d. h. zur stu­ fenlosen Leuchtweitenregulierung, und zwei zweite in Bezug auf das Feld der Einzellichtemitter 4 und der ersten Linsen 3 mit halbem Pitch, d. h. in der hori­ zontalen Dimension im halben Raster, angeordneten zweiten Linsen 2L, 2R zur stufenlosen Seitenbeleuchtung nach links bzw. nach rechts oder zur stufenlosen Strahlweitenregulierung.

Im dargestellten Fall sind die Einzellichtemitter 4 auf einem gemeinsamen Sub­ strat 5 angeordnet und jeweils mit einem Reflektor 1 versehen. Über jedem Re­ flektor 1 sind zwei zweite Linsen 2L, 2R und darüber eine erste Linse 3 angeord­ net. Im oberen Teil der Fig. 1 sind unbefüllte erste Linsen 3 und befüllte zwei­ te Linsen 2L, 2R gezeigt, d. h. daß ein jeweiliger von einem Einzellichtemitter 4 ausgehender Strahl durch die davor angeordnete erste Linse 3 nicht und die da­ vor angeordneten Linsen 2L, 2R beeinflußt wird. Im unteren Teil der Fig. 1 ist gezeigt, daß die jeweiligen ersten Linsen 3 ebenfalls mit einem Fluid befüllt sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung genau einer Linsengruppe zu jedem Einzelemitter eines Feldes von n Einzelemittern kann die Strahlausrichtung im Vergleich mit dem beschriebenen Stand der Technik aufgrund der verringerten Abbildungsfehler präziser erfolgen. Weiter ist es durch die Verwendung eines Feldes von n Einzellichtemittern zusätzlich möglich, einen flachen Scheinwerfer aufzubauen.

Die Fig. 2 zeigt beispielhaft für einen in der Fig. 1 gezeigten Einzellichtemit­ ter 4 wie ein von diesem ausgehender Lichtstrahl von einer jeweiligen ersten Linse 3 oder zweiten Linse 2L, 2R beeinflußt wird. Im oberen linken Teil der Fig. 2 ist der Fall gezeigt, daß weder die erste Linse 3 noch eine zweite Linse 2L, 2R mit Druck beaufschlagt sind. Deshalb werden die von dem Einzellichtemitter 4 abgestrahlten und den zugehörigen Reflektor 1 reflektierten Lichtstrahlen durch die durch den Druck eines Fluids veränderbaren Linsen 3, 2L, 2R nicht beeinflußt und im wesentlichen als paralleles Lichtbündel abgestrahlt.

Im oberen rechten Teil der Fig. 2 ist gezeigt, daß die von dem Einzell­ lichtemitter 4 über den Reflektor 1 abgestrahlten parallelen Lichtstrahlen durch eine befüllte erste Linse 3 gebündelt werden. Abhängig von dem Fluiddruck än­ dert sich die Krümmung der Linsenoberfläche der ersten Linse 3, wodurch der Brennpunkt verschoben werden kann, d. h. die Leuchtweite variabel reguliert werden kann. Die zweiten Linsen 2L, 2R sind wiederum nicht gefüllt, wodurch diese den Strahl nicht beeinflussen.

Im unteren Teil der Fig. 2 ist links eine mit Druck beaufschlagte zweite Linse 2L gezeigt, die links über dem Einzellichtemitter 4 angeordnet ist, und rechts eine mit Druck beaufschlagte zweite Linse 2R, die rechts über dem Einzell­ lichtemitter angeordnet ist. Die jeweiligen anderen beiden Linsen sind nicht ge­ füllt, wodurch diese den Strahlgang wiederum nicht beeinflussen. Es ist zu er­ kennen, daß eine gefüllte zweite Linse 2L den erzeugten Lichtstrahl nach links und eine gefüllte zweite Linse 2R den erzeugten Lichtstrahl nach rechts ablen­ ken bzw. aufweiten. Auf diese Weise kann eine gerichtete Seitenausleuchtung bzw. in dem Fall, daß beide zweite Linsen 2L, 2R gefüllt sind, abhängig vom Fluiddruck eine beliebige Leuchtweitenregulierung vorgenommen werden. Na­ türlich ist auch der Grad der Seitenausleuchtung über den Fülldruck bestimm­ bar.

Die Fig. 3 zeigt am Beispiel der ersten Linsen 3 den Aufbau von nach der Er­ findung verwendbaren durch den Druck eines Fluids veränderbaren Linsen. Das hier gezeigte Lenkungssystem für die Leuchtweitenregulierung besteht aus zwei dünnen Kunststoffplatten, die innen mit Kanälen für die Flüssigkeitssteuerung versehen sind. Die die Linsen 3 enthaltende Oberfläche kann zum Beispiel aus einem dehnbaren Silikonpolymer als Membran hergestellt werden. Hierzu wird ein dehnbares Silikonpolymer mit einer transparenten dünnen festen Polymer­ platte 3a verbunden, die runde Öffnungen mit dem den sphärischen Linsen ent­ sprechenden Durchmessern und Pitch enthält. Dadurch entsteht ein transpa­ rentes Membranenfeld. Durch die geschlossene Verbindung des Membranenfel­ des mit einer festen Polymerplatte 3b ermöglicht die gezielte Änderung des Überdrucks eine Veränderung der Brennweite des Linsenfeldes aufgrund des Unterschiedes in der Dehnbarkeit zwischen den Bereichen der runden Öffnun­ gen des Membranfeldes, also der Linsen 3, und den Bereichen dazwischen.

Im oberen Teil der Fig. 3 ist gezeigt, wie das aus Einzellinsen 3 bestehende Feld mit einem Gleichgewichtsdruck P₀ beaufschlagt wird, der keine Wölbung der Linsen 3 hervorruft. Der untere Teil der Fig. 3 zeigt eine Beaufschlagung mit einem für die Wölbung der Linsen 3 notwendigen Überdruck P. Abhängig von der Stärke des Überdrucks P kann die Wölbung der Linsen 3 des Membra­ nenfeldes und damit deren Brennpunkt, d. h. Leuchtweite, bestimmt werden.

In Bezug auf die Fig. 4 wird am Beispiel der zweiten Linsen 2L, 2R für die Leuchtweitenregulierung beschrieben, wie anstelle der in Bezug auf die Fig. 3 beschriebenen sphärischen Linsenfelder auch zylindrische Linsenfelder verwen­ det werden können.

Zur Herstellung solcher zylindrischer Linsenfelder mit Linsen 2L, 2R wird über einer transparenten, dünnen, festen, mit Kanälen L, R versehenen Polymerplatte eine nicht strukturierte dehnbare Folie direkt auf die oberen Ränder der Flüs­ sigkeitskanäle L, R aufgeklebt. Diese Ränder ersetzen die nichtdehnbaren Berei­ che der in der Fig. 3 gezeigten sphärischen Felder.

Die Fig. 4 zeigt beispielhaft eine mit zwei Kanälen L, R versehene Polymerplat­ te 2b, wobei beide Kanäle L, R in der Polymerplatte 2b enden, d. h. jeweils nur ein offenes Ende aufweisen. Die Kanäle L, R sind jeweils so ausgestaltet, daß sie in Längsrichtung abwechselnd nebeneinanderliegen, d. h. in ihrer Querrichtung z. B. die Reihenfolge L, R, L, R gebildet ist.

Die Fig. 5 zeigt schematisch die Zuordnung von in der Fig. 4 gezeigten Kanä­ len in der mit Kanälen versehenen Polymerplatte 2b zu den Einzellichtemittern 4, wobei die Polymerplatte 2b nur als Ausschnitt gezeigt ist. Es ist zu erkennen, daß jedem Einzellichtemitter 4 zwei Kanäle L, R in der Polymerplatte 2b zuge­ ordnet sind.

Als Alternative zum direkten Aufkleben der dehnbaren Folie auf die Ränder der Kanäle kann anstelle des zylindrischen Linsenfeldes ein sphärisches Linsenfeld über den Kanälen angeordnet werden, wie es ebenfalls in der Fig. 5 gezeigt ist. Die Fertigung dieses sphärischen Linsenfeldes geschieht analog zu der Ferti­ gung der ersten Linsen 3, wobei jedoch ensprechend der Kanäle der halbe Pitch verwendet wird, da mittels der zweiten Linsen 2L, 2R die Seitenausleuchtung bzw. Leuchtbreitenregulierung vorgenommen wird, weswegen - wie zuvor be­ schrieben - jeweils zwei zweite Linsen 2L, 2R vor einen Einzellichtemitter 4 an­ geordnet sind, d. h. eine zweite Linse für jeden über einem Einzellichtemitter 4 angeordneten Kanal L, R.

Die Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung, bei der im Unterschied zur zuvor erläuterten ersten Ausführungsform nach der Erfindung die zweiten Linsen 2L, 2R, die die zu der Abstrahlungsrichtung des gesamten Emitterfeldes schräg verlaufenden Strahlen noch mehr seitlich ablenken, also über die beiden unabhängigen Kanalsysteme die Funktion der Seitenbeleuch­ tung erfüllen, da eine unabhängige Aktivierung des linken und/oder rechten Linsensystems der zweiten Linsen 2L, 2R ermöglicht wird, durch ein festes Pris­ menfeld mit einem Prisma 7 mit zwei Abblendflächen pro Einzellichtemitter 4 er­ setzt ist, wobei sich die Prismen 7 innerhalb einer mit einer Immersionsflüssig­ keit befüllbaren hohlen Platte befinden, die für jedes Prisma 2 jeweils an eine Ablenkfläche anstoßende Befüllungskanäle 6 aufweist. Ein jeweiliges Prisma 7 ist so angeordnet, daß auftreffende Lichtstrahlen bei Befüllung beider Befül­ lungskanäle 6 aufgrund der Transmission ohne Beeinflussung durchgelassen werden, im Falle eines jeweiligen nicht gefüllten Befüllungskanals 6 jedoch die durch den Teil des Prismas 7 gehenden Strahlen, der an dem nicht befüllten Be­ füllungskanal 6 liegt, durch Brechung abgelenkt werden.

In der Fig. 6 ist gezeigt, daß die Abblend- und Fernlichtfunktionen, d. h. die Leuchtweitenregulierung, die in der ersten Ausführungsform nach der Erfindung durch ein zusätzliches Feld erster Linsen 3 realisiert ist, im oberen Teil der Fig. 6 ohne Überdruck und im unteren Teil der Fig. 6 mit Überdruck befüllt sind.

Die Fig. 7 zeigt analog zur Fig. 2 die Lichtlenkungsfunktion für die zweite Ausführungsform nach der Erfindung. Im oberen linken Teil ist eine ohne Über­ druck befüllte erste Linse 3 und befüllte Befüllungskanäle 6 gezeigt, wodurch die mittels des Einzellichtemitters 4 und des Reflektors 1 erzeugten parallelen Strahlen ohne Beeinflussung durch das Prisma 7 und die erste Linse 3 hin­ durchgehen. Im oberen rechten Teil wird eine Bündelung der erzeugten paralle­ len Strahlen durch die mit Druck beaufschlagte erste Linse 3 erreicht.

Der untere Teil zeigt links eine Seitenauslenkung nach links und rechts eine Seitenauslenkung nach rechts durch eine jeweilige Entlehrung des linken an die linke Abblendfläche des Prismas 7 angrenzenden bzw. rechten an die rechte Ab­ blendfläche des Prismas 7 angrenzenden Befüllungskanals 6. Durch die Entleh­ rung beider Befüllungskanäle erfolgt eine definierte Strahlaufweitung.

Die Fig. 8 zeigt für ein Feld von 3 × 3 Einzellichtemittern 4 die jeweilige Zuord­ nung eines Prismas 7 mit zwei Befüllungskanälen 6 zu einem Einzellichtemitter 4. Weiter ist für die Leuchtweitenregulierung ein Feld aus 3 × 3 ersten Linsen 3 für die Abblend- und Fernlichtfunktion gezeigt, von denen sich jeweils eine erste Linse 3 über einem Einzellichtemitter 4 befindet.

Für die Abblend- und Fernlichtfunktion kann alternativ gemäß einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung auch ein Prismenfeld mit Prismen 8 und Befüllungskanälen 9 eingesetzt werden, das pro Einzelemitter 4 genau ein Pris­ ma 8 zuordnet, welches um etwa 90° gegenüber den in der Fig. 4 gezeigten Prismen 7 zur Leuchtbreiten- oder Seitenausleuchtungsregulierung gedreht ist, wie es die Fig. 9 in ihrem unteren Teil zeigt. Im oberen Teil der Fig. 9 ist die Ablenkung des von einem Einzelemitter 4 ausgehenden Strahls nach unten durch ein Einzelprisma 8 für den Fall gezeigt, daß in dem an die eine Abblendflä­ che des Einzelprismas 8 angrenzenden Befüllungskanal 9 keine Immersionsflüs­ sigkeit vorhanden ist. Für den Fall einer Auffüllung des Befüllungskanals 9 mit einer Immersionsflüssigkeit wird der von dem Einzellichtemitter 4 erzeugte Lichtstrahl nicht nach unten abgelenkt. Alternativ kann diese Ausführungsform zur Leuchtweitenregulierung in zwei Stufen, beispielsweise zur Anpassung an den Beladungszustand, eingesetzt werden.

In Bezug auf die Fig. 10 und 11 wird eine vierte Ausführungsform nach der Erfindung beschrieben, gemäß der im Unterschied zu den zuvor beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen die Lichtlenkung durch ein Feld von n durch Aktoren verschiebbaren optischen Lichtlenkungselementen geschieht.

Optische Lichtlenkungselemente können wiederum Linsen oder von Brechung auf Transmission umschaltbare Prismen sein. Als Aktoren können piezoelektrisch, elektromagnetisch oder elektrostatisch angetriebene Aktoren Verwendung fin­ den.

Die Fig. 10 zeigt in ihrem oberen Teil eine Anordnung, bei der eine Linse 10 mit fester Krümmung oberhalb eines Einzellichtemitters 4 angeordnet ist und durch einen oder mehrere erste Aktoren 11 in z-Richtung, und zweite Aktoren 14 in x- und y-Richtung verstellt werden kann. Dabei wird die an einem Träger­ ring 12 befestigte Linse 10 gegenüber einer parallel zu dem Feld von Einzel­ lichtemittern 4 angeordneten Trägerplatte 13 in x- und y-Richtung von den Ak­ toren 14 bewegt, während die Trägerplatte 13 durch die ersten Aktoren 11 in z- Richtung bewegt wird. Denkbar ist auch die Verwendung von Linsen, deren Brennweite durch beispielsweise Druck- oder Zugspannung, gegebenenfalls mit­ tels zusätzlicher Aktoren, veränderbar ist.

Hier werden für die Abblend- bzw. Fernlichtfunktion die Mikrolinsen 10 mit fe­ ster Krümmung in Richtung der optischen Achse des austretenden Lichtbündels des Einzelemitters verschoben, also entlang der z-Achse. Für die Kurvenlicht­ funktion bzw. die Seitenausleuchtung wird die Linse 10 horizontal in die ge­ wünschte Richtung (x-Achse) verschoben. Für eine zusätzlich zur Abblend- bzw. Fernlichtfunktion vorhandene Leuchtweitenregulierung z. B. zur Anpassung ei­ nes Fahrzeugs an unterschiedliche Beladungszustände wird die Linse in vertika­ ler Richtung (y-Achse) verschoben. Alternativ dazu können beide Funktionen auch dadurch erreicht werden, daß für eine Linse 10 Aktoren 11 für die z-Ver­ schiebung vorhanden sind, die unterschiedlich stark angesteuert werden. Da­ durch ergibt sich eine Verkippung der Linse 10, die ebenfalls als Kurvenlicht bzw. zur Leuchtweitenregulierung verwendet werden kann. Diese Verkippung kann auch mit einer Verschiebung in x-Richtung bzw. y-Richtung kombiniert werden, um so dem Effekt der jeweiligen seitlichen Ablenkung noch zu verstär­ ken.

Vorteilhaft können die optischen Elemente unabhängig voneinander verschoben werden, wobei die Verschiebbarkeit entlang nur der y-, z- oder x-Achse oder in allen drei Raumrichtungen gegeben sein.

Die Fig. 11 zeigt eine Aufsicht auf einem Teil der in Fig. 10 gezeigten vierten Ausführungsform nach der Erfindung, in der die beiden Aktoren 14 für die x- und y-Richtung mit einem Versatz von 90° zueinander dargestellt sind. Entspre­ chend den Aktoren 14 gegenüberliegend sind zwei federnde Elemente 15 ange­ ordnet.

Neben einer Verstellung des optischen Lichtlenkungselementes durch Aktoren ist es auch möglich, den Einzellichtemitter durch mindestens einen Aktor relativ zum optischen Lichtlenkungselement zu verstellen. Als Lichtlenkungselemente können die zuvor in den Ausführungsformen beschriebenen Lichtlenkungsele­ mente verwendet werden. Ebenso kann ein Lichtlenkungselement auch eine vor­ zugsweise mikrooptische Linse fester oder variabler Brennweite sein. Die Ver­ stellbarkeit des Einzellichtemitters ist vorzugsweise entlang der optischen Achse und/oder entlang einer oder beiden Richtungen senkrecht hierzu. Der Einzell­ lichtemitter selbst oder eine den oder mehrere Einzellichtemitter aufweisende Anordnung, die beispielsweise auch den oder die Reflektoren umfassen kann, ist hierzu verstellbar. Zur gleichzeitigen Verstellung mehrerer Lichtlenkungsele­ mente oder/und Einzellichtemitter können diese mechanisch gekoppelt sein.

Alle vier beschriebenen Ausführungsformen können zur Erzielung einer Kombi­ nation gewünschter Funktionen miteinander kombiniert werden.

Als Einzelemitter können zum Beispiel LEDs, niedermolekulare oder polymere OLEDs, VCSELs verwendet werden, wobei als optische Elemente Mikrolinsen oder Mikroprismen Verwendung finden.

Natürlich sind auch andere optische Elemente mit entsprechenden Eigenschaf­ ten einsetzbar, beispielsweise ist ein Ersatz der refraktiven Elemente durch dif­ fraktive Elemente, wie Gitter, denkbar.

Erfindungsgemäß ist somit für einen Scheinwerfer ein Feld aus n optischen Lichtlenkungselementen für die Leuchtweitenregulierung bzw. Abblend- und Fernlichtfunktion, ein Feld aus 2n optischen Lichtlenkungselementen zur Leuchtbreiten- und/oder Seitenausleuchtungsregulierung oder ein Feld aus n durch Aktoren verschiebbaren optischen. Elementen zur gleichzeitigen Erfüllung beider Funktionen bei einem Feld von n Einzellichtemittern vorgesehen, wobei die optischen Lichtlenkungselemente in den ersten beiden Fällen aus durch Druck eines Fluids veränderbaren Linsen oder durch ein Fluid von Brechung auf Transmission schaltbaren Prismen (ein Prisma mit m Abblendflächen ent­ spricht m Lichtlenkungselementen) und im dritten Fall aus durch Aktoren ver­ schiebbaren optischen Elementen mit festen Eigenschaften bestehen.

Claims (14)

1. Scheinwerfer, gekennzeichnet durch ein Feld von n Einzellichtemittern (4) und wenigstens ein vor jedem Einzellichtemitter (4) angeordnetes Lichtlen­ kungselement (3, 2L, 2R, 10), wobei das optische Lichtlenkungselement und/ oder der Einzellichtemitter (4) zur Beeinflussung eines jeweiligen von dem zuge­ ordneten Einzellichtemitter (4) ausgesandten Lichtstrahls verstellbar sind.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein opti­ sches Lichtlenkungselement (3, 2L, 2R, 10) einen Lichtstrahl beeinflußt, indem dessen Brennweite und/oder die relative Lage des Lichtlenkungselementes (3, 2L, 2R, 10) zu dem Einzellichtemitter (4) verstellt wird und/oder indem über die Brechung der Ablenkungswinkel geändert wird.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Einzelemitter (4) ein erstes optisches Element (3) zur Leuchtweitenregulie­ rung angeordnet ist.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Einzelemitter (4) zwei zweite optische Lichtlenkungselemente (2L, 2R) zur Leuchtbreiten- und/oder Seitenausleuchtungsregulierung angeordnet sind.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und/oder zweites optisches Lichtlenkungselement (3, 2L, 2R) eine hin­ sichtlich ihrer Brennweite verstellbare Linse ist.

6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und/oder zweites optisches Lichtlenkungselement (3, 2L, 2R) eine durch den Druck eines Fluids verstellbare Linse ist.

7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß ein erstes oder zweites optisches Lichtlenkungselement (3, 2L, 2R) ein mittels einer Immersionsflüssigkeit hinsichtlich seiner Transmission verstellba­ res Prisma ist.

8. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das optische Lichtlenkungselement (3, 2L, 2R, 10) und/oder der Einzellichtemitter (4) zur Leuchtweitenregulierung und/oder zur Leuchtbreiten- und/oder Seitensausleuchtungsregulierung in ihrer relativen Lage zueinander verstellbar sind.

9. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor jedem Einzelemitter (4) ein drittes optisches Lichtlenkungse­ lement (10) zur Leuchtweitenregulierung und zur Leuchtbreiten- und/oder Sei­ tenausleuchtungsregulierung angeordnet ist.

10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte optische Lichtlenkungselement (10) eine durch Aktoren (11, 12, 13, 14, 15) ver­ stellbare Linse ist.

11. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzel­ lichtemitter durch mindestens einen Aktor relativ zum Lichtlenkungselement verstellbar ist.

12. Scheinwerfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Aktoren (11, 12, 13, 14, 15) in Richtung der optischen Achse und/ oder in den Richtungen senkrecht dazu angeordnet sind.

13. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest ein Teil der verstellbaren Lichtlenkungselemente (10) bzw. zumindest ein Teil der verstellbaren Einzellichtemitter jeweils mechanisch gekoppelt sind.

14. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er als Kraftfahrzeugscheinwerfer Verwendung findet.