Title:
Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, die mit Kameras für Blendfreies Licht ausgestattet sind. Diese Beleuchtung kann auch für Drohnen, Roboter, oder auch Modell-Fahrzeuge konzipiert werden. Hier werden vorzugsweise LED oder Laserstrahler/Laserdioden verwendet. Die Vorrichtung weist eine Art optische Maske auf, die das abgestrahlte LED oder Laserlicht sehr genau für ein blendfreies Fahrbahn-Beleuchtung durch den Fahrzeug-Scheinwerfer maskiert. Die Maskierung erfolgt über einen LCD-Bildschirm, der direkt vor den Laserstrahlern platziert ist und die Kamera-Erfassung in Echtzeit darstellt. Die in der Erfindung geschilderte Vorrichtung verwendet LED-s oder vorzugsweise Laserdioden sowie eine automatische Fokus-Einstellungs-System für Fernbeleuchtung der Fahrbahn. Die Laserstrahler oder die LED-s sind auch beweglich in den Schweinwerfern eingebaut, mit der Unterschied vom Stand der Technik, dass diese extrem schnell und präzise durch berührungslosen Antrieb über Magnetfeld-Wechselwirkung sich bewegen.





Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102016013510A
Publication Date:
10/19/2017
Filing Date:
11/11/2016
Assignee:
Merlaku, Kastriot, 80995 (DE)
International Classes:
B60Q1/04; B60R1/00; F21S8/10; G03B17/00
Domestic Patent References:
DE102014110599A1N/A2016-01-28
DE102014009592A1N/A2015-12-31
DE102013221067A1N/A2015-05-07
DE102013222001A1N/A2015-04-30
DE102011077132A1N/A2012-01-12
DE102011077636A1N/A2011-11-03
DE102009054248A1N/A2011-05-26
DE102008022941A1N/A2009-09-03
DE102007055480B3N/A2009-08-13
DE102007057056A1N/A2009-05-28
DE102007049309A1N/A2009-04-16
DE602005004222T2N/A2009-01-22
DE102005036002A1N/A2007-02-08
DE10347951A1N/A2005-05-19
DE202004019133U1N/A2005-05-12
DE102004007881A1N/A2004-09-09
DE10235103A1N/A2004-02-19
DE10230639A1N/A2004-01-29
DE10134594A1N/A2003-01-30
DE20115778U1N/A2002-03-07
DE19959756A1N/A2000-06-29
DE19805000A1N/A1999-08-12
DE19802218A1N/A1999-07-29
DE69110752T2N/A1996-03-14
DE2747794A1N/A1979-05-03
DE1193166BN/A1965-05-20
Foreign References:
80682712011-11-29
201600842812016-03-24
59561901999-09-21
EP18577362008-11-26
EP25487682013-01-23
EP27899012014-10-15
WO2008012302A12008-01-31
Attorney, Agent or Firm:
Habenicht, Wieland, Dipl.-Phys.Univ. Dr.rer.nat., 80636, München, DE
Claims:
1. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
– einen Lichtdurchlässigkeits-Steuernden Bildschirm/Scheibe, vorzugsweise einen Flüssigkristallbildschirm/LCD/TFT/anorganisches LCD, der vor dem Leuchtmittel in Strahlrichtung in dem Scheinwerfer eingebaut ist, sodass die Lichtstrahlen des Leuchtmittels durch den Bildschirm in Fahrbahn-Richtung abgegeben werden,
– eine Steuerung, die mit dem Bildschirm und mit der Kamera elektrisch gekoppelt ist, die das Video-/Bild-Signal aus der Kamera für den Bildschirm/für die Scheibe vor dem Leuchtmittel in Negativ oder Farbumkehr-Darstellung konvertiert und so an diesem Bildschirm/diese Scheibe weiterleitet,
aufweist.

2. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
das auf dem Bildschirm/der Scheibe, der/die vor dem Leuchtmittel in Lichtstrahlrichtung eingebaut ist, das Videobild-Material aus der Kamera in Echtzeit dargestellt wird.

3. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Videobild-Darstellung auf dem Bildschirm die Licht-Maske für Lichtintensität-Steuerung des Leuchtmittels bildet.

4. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel für die Beleuchtung aus Halbleiter-Komponenten bestehen.

5. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel für die Beleuchtung aus Leuchtdioden bestehen.

6. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel für die Beleuchtung aus Laserstrahler bestehen.

7. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel für die Beleuchtung aus Laserdioden bestehen.

8. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen Laserstrahler, der als Leuchtmittel für den Scheinwerfer eingebaut ist und einen Laserlicht-Konverter, der das monochromatisches Licht in sichtbares Breit-Spektrum-Licht umwandelt, aufweist.

9. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler oder die Laserdiode ein RGB-Laser oder Weiß-Laserlicht-Strahler ist.

10. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahler oder die Laserdiode ein Weiß-Laserlichtstrahler auf Basis eines monolithischen Halbleiters gebaut ist.

11. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mindestens
– einen Laserstrahler/eine Laserdiode, vorzugsweise drei oder vier davon, die Laserlicht in alle drei Lichtgrundfarben, rot, grün und blau, optionsweise zusätzlich auch das gelbe Licht, als Leuchtmittel abgeben, wobei alle Laserstrahler/alle Laserdioden so angeordnet sind, dass sie den gleichen Bereich beleuchten,
– eine elektronische Steuerung, die die Laserstrahler/Laserdioden steuert,
aufweist.

12. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserlicht aus den Laserstrahlern/die Laserdioden in einem Lichtleiter eingeführt ist, indem die Laserlichtfarben sich vermischen, der mit einem Licht-Ausgang ausgestattet ist.

13. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter aus Lichtleiter-Zweige und einem Lichtleiter-Stamm besteht, in denen, jeweils die Laserstrahlen von jedem Laserstrahler eindringen, die dann in einem einzigen Lichtleiter zusammengeführt sind, mit einem einzigen gemeinsamen Lichtaustritt am Ende.

14. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Lichtleiter-Ausgang oder unmittelbarer Nähe eine oder mehrere Linsen eingebaut sind.

15. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahler für die verschiedene Laserlichtfarben in einem einzigen Gehäuse integriert sind.

16. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, die über ein eingebautes elektrisches Antriebselement, eine vor den Leuchtmitteln in Strahlrichtung eingebauten Linse oder Linsen-System in der optischen Achse gesteuert hin und her bewegen kann, ausgestattet ist.

17. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung ausgestattet ist, bestehend aus mindestens:
– eine in der optischen Achse bewegbaren Linse, die vor dem Leuchtmittel in Strahlrichtung angebracht ist,
– eine flexiblen Fixierungs-Teil, das die bewegbare Linse mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems so koppelt, dass die Linse in der optischen Achse entlang, aber nicht außerhalb bewegen kann,
– eine Elektromagnetspule, die mit der Linse gekoppelt ist,
– eine Elektromagnetspule, die in der Nähe der Linse statisch angebracht ist und diese über Magnetfeldwechselwirkung mit dem in der Linse angebrachten Dauermagneten, in der optischen Achse bewegen kann.

18. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, bestehend aus mindestens
– eine in der optischen Achse bewegbaren Linse, die vor dem Leuchtmittel in Strahlrichtung angebracht ist,
– einen Dauermagneten der mit der Linse gekoppelt ist, vorzugsweise am Rand der Linse eingebaut ist,
– eine Elektromagnetspule, die in der Nähe der Linse statisch angebracht ist und diese über Magnetfeldwechselwirkung mit dem, mit der Linse gekoppelten Dauermagneten, in der optischen Achse bewegen kann,
– eine flexiblen Fixierungs-Teil, das die bewegbare Linse mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems so koppelt, dass die Linse in der optischen Achse entlang bewegen kann,
aufweist.

19. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einer Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, bestehend aus mindestens
– eine in der optischen Achse bewegbaren Linse, die vor dem Leuchtmittel in Strahlrichtung angebracht ist,
– eine Elektromagnetspule die mit der Linse gekoppelt ist, vorzugsweise am Rand der Linse eingebaut ist,
– einen Dauermagneten, der in der Nähe der Linse statisch angebracht ist und diese über Magnetfeldwechselwirkung mit dem, mit der Linse gekoppelten Elektromagnetspule, in der optischen Achse bewegen kann,
– eine flexiblen Fixierungs-Teil, das die bewegbare Linse mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems so koppelt, dass die Linse in der optischen Achse entlang bewegen kann,
aufweist.

20. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht-Fokus-Einstellung-Vorrichtung, in Strahlrichtung hinter oder vor dem Bildschirm eingebaut ist.

21. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Fixierungs-Teil für die Linse eine konzentrisch faltbare ringförmige Membrane, die mit dem Innen-Rand am Rand der Linse gekoppelt ist und mit dem Außen-Rand mit dem Gehäuse des Scheinwerfer-Systems gekoppelt ist.

22. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Fixierungs-Teil ähnlich wie die Spulen-Membrane eines Lautsprechers gebaut ist, mit der Linse in der Mitte.

23. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung eingebaut ist, die mit Elektromagnetspule/Elektromagnetspulen gekoppelt ist.

24. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es mit eine Autofokus- und/oder Zoom-Vorrichtung der Kamera des Scheinwerfers gekoppelt ist.

25. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Linsen in einer Formation gruppiert eingebaut sind, die jeweils vor den Leuchtmitteln in Strahlrichtung angebracht sind, gekoppelt sind, die dann gemeinsam durch eine Elektromagnet-Spule oder ein anderes elektrisches Antriebselement in der optischen Achse beweglich sind.

26. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Formation der Linsen, durch einer elastischen Membrane mit dem Gehäuse des Beleuchtungs-Systems, in der optischen Achse bewegbar fixiert ist.

27. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel mit eine elektronische Schaltung gekoppelt ist, die kurzzeitig eine höhere Spannung und/oder höhere Strom erzeugt, als die für den Dauerbetrieb des Leuchtmittels vorgesehenen elektrischen Werte.

28. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine eigene Entfernungsmesser, der Laserbasiert oder auf andere Erfassungsmethoden funktioniert, aufweist.

29. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel elektrisch gesteuert, schwenkbar eingebaut sind.

30. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisches Antriebselement/Aktuator mit dem Leuchtmittel gekoppelt ist, das den schwenkbar macht.

31. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement elektromagnetisch oder Piezoelektrisch ist.

32. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/LCD/TFT vor dem Leuchtmittel ein Schwarz-Weiß-/Grau-Stufen-/ oder Farb-Bildschirm/-LCD/-TFT ist.

33. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel, vorzugsweise die LED-s oder die Laserstrahler in einem kugelförmigen Gehäuse mit einer Licht-Öffnung/-Fenster, das in einer etwas größeren, durchsichtigen oder mit einer großen Lichtfenster ausgestatteten Hohlsphäre angebracht ist, wobei das kugelförmiges Gehäuse in jede Richtung drehbar/schwenkbar ist, eingebaut ist.

34. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass es mit einem Antriebs-System bestehend aus mindestens
– einem Dauermagneten, der mit der kugelförmigen Gehäuse des Leuchtmittels gekoppelt ist oder drin eingebaut ist,
– einem Elektromagneten, der in die Hohlsphäre statisch eingebaut, der in Magnetfeld-Wechselwirkung zu dem Dauermagneten steht,
– einer Steuerung, die den Elektromagneten steuert,
besteht.

35. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 34, dadurch gekennzeichnet, das mehrere Elektromagneten, die separat steuerbar sind, die eine gezielte Rotation der kugelförmigen Gehäuses des Leuchtmittels bewirken, in die Hohlsphäre eingebaut sind oder mit der Hohlsphäre gekoppelt sind..

36. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 16 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Lichtachse bewegliche Linse für das Fokussieren des Laserlichts nah oder in die weite Ferne, zwischen dem Bildschirm/LCD und dem Laserstrahler eingebaut ist.

37. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung nach Patentanspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorhanden und so konzipiert ist, dass die Bewegung der Linse für ein Licht-Zoom-Funktion erfasst wird und abhängig von der Zoom-Stellung der Linse die Bild-Größe auf dem Bildschirm/LCD ändert und an die Zoom-Funktion so anpasst, das stets präzise der dargestellter negativ Videoinhalt auf dem Bildschirm/Display, durch die Lichtstrahlen genau übereinstimmend auf die Details des realen Umgebung oder Objekts, das beleuchtet wird, projiziert wird.

38. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 16 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer Linse vor dem Leuchtmittel, ein Zoom-Linsen-System eingebaut ist.

39. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bildsensor der Kamera oder vor seiner Optik-Elemente, ein Flüssigkristallschirm/LCD, der mit dem Bildsensor elektrisch gekoppelt ist/von dem gesteuert wird, und das was der Bildsensor erfasst, auch gleichzeitig in negativ/Farbumkehr darstellt, der lichtdurchlässig für das auf dem Bildsensor einfallendes Licht ist, der aber durch seine Inhaltdarstellung das einfallende Licht mehr oder weniger beeinflusst, eingebaut ist.

40. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/das LCD, der/das vor dem Bildsensor eingebaut ist, ein Farb-LCD oder ein Schwarz-Weiß-/Graustufen-LCD ist.

41. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen UV-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine UV-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

42. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Laserlichtquelle, vorzugsweise die UV-Laserdiode separat einschaltbar ist.

43. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen IR-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine IR-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

44. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Laserlichtquelle, vorzugsweise die IR-Laserdiode separat einschaltbar ist.

45. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen Röntgen-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine Röntgen-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

46. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Röntgen-Laserlichtquelle, vorzugsweise die Röntgen-Laserdiode separat einschaltbar ist.

47. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit mindestens einen Gamma-Laserlichtquelle, vorzugsweise eine Gamma-Laserdiode, die die Umgebung ebenfalls mitbeleuchtet, ausgestattet ist.

48. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Gamma-Laserlichtquelle, vorzugsweise die Gamma-Laserdiode separat einschaltbar ist.

49. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera, eine elektrisch schwenkbare Kamera ist.

50. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkung des Leuchtmittels und der Kamera über eine eingebaute Steuereinheit synchronisiert ablaufen.

51. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Leuchtmittel, vorzugsweise Laserstrahler/Laserdioden in eine Kardanaufhängung mit zwei oder drei Bewegungs-Achsen/2D- oder 3D-Bewegungs-Freiheitsgraden eingebaut sind.

52. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm vor dem Leuchtmittel und/oder das Leuchtmittel mit einem Kühler ausgestattet ist.

53. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler ein Luftzirkulations-Vorrichtung oder ein Halbleiter/Peltierelement ist.

54. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm für die Lichtintensität-Steuerung der Leuchtmittel in die Scheinwerfer-Schutz-Scheibe eingebaut ist.

55. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine leicht diffuse Licht-Filterscheibe oder eine feine Streuscheibe, die die Lichter eines entgegenkommendes Fahrzeugs etwas grösser darstellen lässt als diese wirklich sind, vor der Kamera eingebaut ist.

56. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/LCD vor dem Leuchtmittel eine niedrige Auflösung hat.

57. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit eine Hardware- oder Software-Steuerung, die das Videosignal an dem Bildschirm so gestaltet, dass die Verbindungslinie zwischen den Scheinwerfern eines entgegenkommenden Fahrzeugs eine Quadrat-Darstellung oder einen so großen Fleck, dass die beiden Scheinwerfern samt ungefähre Höhe des Fahrzeugführers bedeckt/maskiert, darstellt, ausgestattet ist.

58. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit eine Hardware- oder Software-Steuerung, die das Videosignal an dem Bildschirm so gestaltet, dass der Bereich eines Scheinwerfers eines entgegenkommenden Fahrzeugs eine vertikal länglichen Fleck-Darstellung oder einen so großen Fleck, dass auch die ungefähre Höhe des Fahrzeugführers bedeckt/maskiert, darstellt, ausgestattet ist.

59. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine IR-Kamera eingebaut ist, die mit dem Bildschirm vor dem Leuchtmittel elektrisch gekoppelt ist und den durch die Inhalt-Übertragung für eine Negative Darstellung steuert.

60. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/das LCD Polarisationsfilter mit linearen Aluminiumgittern aufweist.

61. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von LCD eine andere Bildschirmart eingebaut ist.

62. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 1 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt von LCD, ein OLED/AMOLED/PMOLED, oder Ferroelektrische LCD (FLCD) oder ein anderes Bildschirm, mit oder ohne eigene Leucht-Eigenschaft, eingebaut ist.

63. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 61 oder 62, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, zumindest teilweise Lichtdurchlässig ist.

64. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 62 oder 63, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm ein OLED-Bildschirm ist, bei dem die Leuchtpixel oder die Leuchtpunkte rasterförmig angeordnet sind, mit einem leeren, durchsichtigen Raum dazwischen.

65. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 39 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, der vor dem Bildsensor der Kamera oder vor seiner Optik-Elemente eingebaut ist eine positive Image-Darstellung erzeugt.

66. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, egal ob dieser vor den Bildsensoren oder vor den Leuchtelementen eingebaut ist, dessen Image-Darstellungs-Eigenschaften über eine Steuerung, ähnlich wie bei herkömmlichen Bildschirme, einstellbar sind.

67. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm, unabhängig davon ob diese vor dem Bildsensoren oder vor den Leuchtelementen eingebaut ist, über eine eingebaute Steuerung, dessen Licht-Durchlässigkeit und/oder den Kontrast/Gamma-Farbeinstellungen, /die Bilddarstellungs-Grösse/Auflösung, oder die Negative oder Positive Image Darstellung, einstellbar sind.

68. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm vor dem Leuchtelement ein nicht licht-polarisierender Bildschirm ist.

69. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dass der Bildschirm vor dem Leuchtelement eine spezielle Licht-Maske-Vorrichtung mit Magnet-Feld-Antrieb, die aus
– eine Vielzahl von kleinen, per Magnetfeld drehbaren Platten, die in eine Ebene angeordnet sind, die jeweils in einer Achse, die zwei gegenüberliegende schmalen Seiten oder Spitzen verbindet, drehbar sind, wobei je nach Drehposition das Licht mehr oder weniger durchlassen,
– eine große Anzahl von kleinen Elektromagneten, die in einem Gitter oder Gitterartig angeordnet sind, wobei die Elektromagneten einzeln oder gruppenweise steuerbar sind und jeweils einer Platte als Antriebselement zugeordnet sind,
– eine Steuerung, die die Elektromagneten steuert,
– mindestens eine durchsichtige Scheibe, in der die magnetisch drehbaren Platten und die Elektromagneten eingebaut sind,
besteht.

70. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass die per Magnetfeld drehbaren kleinen Platten mindestens auf einer Seite mit einer Lichtreflektierenden-Beschichtung versehen sind.

71. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 69 oder 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten dauermagnetische Eigenschaften aufweisen oder mit jeweils einem kleinen Magneten, der vorzugsweise mittig eingebaut ist und mit der Platte gekoppelt ist, ausgestattet sind.

72. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet, der mit der Platte gekoppelt ist, kleiner als die Platte selbst ist und in die Rotations-Achse der Platte eingebaut ist.

73. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 69 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter und/oder die Elektromagneten für die Bewegung der Platten aus durchsichtige oder sehr dünne Leitungen besteht.

74. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 69 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus einem nicht magnetischen oder diamagnetischen Material bestehen.

75. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 69 bis 74, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Dauermagnet oder Elektromagnet am Rand der Scheibe eingebaut ist, der die Platten bei abgeschalteten kleinen Elektromagneten in eine Null-Stellung oder Ausgangs-Position anordnet, eingebaut ist.

76. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 69 bis 75, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinen Platten jeweils in kleinen drehbaren, durchsichtigen Zylindern eingebaut sind, die in kleinen Zellen in den durchsichtigen Scheiben platziert sind.

77. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der Patentansprüche 1 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm/die Scheibe vor dem Leuchtelement mit Quecksilber-Lichtabschirm-Technologie oder über einer Vorrichtung mit einer anderen Flüssigkeit, die eine Lichtbarriere bilden kann, funktioniert.

78. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 77,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtmaske mit Quecksilber-Lichtabschirm-Technologie oder mit einer anderen Flüssigkeit, die eine Lichtbarriere bilden kann, aus mindestens:
– zwei zusammengeklebten oder geschweißten Scheiben, die durchsichtig sind,
– kleine Zellen, die in dem Raum zwischen den Scheiben eingebaut sind,
– feinen Kanäle, die jede der Zellen mit einem Pump-System außerhalb der Scheibe verbinden,
– feine Elektroventile, die die Verbindungen von jede der Zellen steuern,
– eine Steuereinheit, die die Elektroventile und das Pump-System steuert,
– eine Menge Quecksilber, oder einer anderen Flüssigkeit, die eine steuerbare Lichtbarriere bilden kann, die in das Pump-System oder einem Vorratsbehälter angebracht ist, die ausreichend ist, um alle Zellen zu füllen,
besteht

79. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung für den Bildschirm, über die Signale der Kamera gesteuert, mit einer Lichtmarkierungs-Funktion, die die Objekte in der Umgebung/auf der Fahrbahn durch die Steuerung der Licht-Maske per Licht markiert, ausgestattet ist.

80. Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, mit mindestens einem Leuchtmittel und eine Kamera für die Fahrbahn-Erfassung, nach Patentanspruch 9 oder nach einem der Patentansprüche 11 bis 79, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Steuerung, die Lichtintensität der einzelnen Laserstrahlern steuerbar ist und damit auch die gesamte Lichtfarben-Mischung beeinflussbar.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art, das mit konventionellen Leuchtmittel, wie Xenon-Röhren, LED-s oder Lichtfokussierbare-Laserstrahler, vorzugsweise mit Laserdioden bestückt ist, wobei eine Art optische Maske vor dem Lichtstrahler erzeugt wird, die ein blendfreies Licht für den Gegenverkehr ermöglicht.

Die Scheinwerfer-/Beleuchtungs-Systeme herkömmlicher Art für Fahrzeuge bestehen aus Halogenlampen, Gasröhren (Xenon-Röhren), LED-s, oder neuerdings auch aus Laserdioden, die in der Regel genügend Licht für eine Fahrbahn-Beleuchtung liefern. Die Helligkeit der heutigen Scheinwerfern, insbesondere deren, die mit LED-s oder Laserdioden bestückt sind, ist sehr groß. Die Fahrbahn wird damit bei Dunkelheit/nachts sehr gut beleuchtet. Allerdings kann das als störend für den Gegenverkehr empfunden werden, weil diese enorm blenden können.

Es gibt zahlreiche Systeme, die das Blenden verringern sollen und das Scheinwerfer-Licht eines Kraftfahrzeugs zu optimieren. Einige Hersteller setzen auf Matrix-LED-Scheinwerfer ein. Es werden eine Vielzahl von LED-s oder Laserdioden verwendet, die jeweils einen kleinen Bereich beleuchten, die aber insgesamt wie ein kompakter Scheinwerfer sich verhalten. Der Unterschied ist, dass man die einzelne LED-s oder Laserdioden leicht steuern kann und diese einzeln über eine Auswerteeinheit ein- und abschalten kann. Somit kann man wählen welche Fahrbahn-Bereiche beleuchtet werden sollen. In Kombination mit Kameras, kann der Gegenverkehr erfasst werden und an der Stelle wo die Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs. erfasst sind, die Laserdioden oder LED-s, die den Bereich beleuchten sollen, abgeschaltet werden. somit eine Blendfreie Beleuchtung ermöglicht.

Die Erfindung EP 2548768 A2 (Anmeldenummer: EP 20120004403) betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von Leuchtmitteln, wobei die Leuchtmittel in einer Matrix mit einer ersten Erstreckungsrichtung und einer dazu senkrechten, zweiten Erstreckungsrichtung angeordnet sind. Um den Scheinwerfer effektiver betreiben zu können, ist für jedes der Leuchtmittel jeweils ein Wert der Leuchtdichte individuell einstellbar ist, und der Wert der Leuchtdichte des jeweiligen Leuchtmittels in Abhängigkeit von einer Position des Leuchtmittels entlang der ersten Erstreckungsrichtung und/oder der zweiten Erstreckungsrichtung mindestens einer vorgegebenen Verteilungsfunktion folgend einstellbar ist.

Das Patent DE 10 2007 049 309 A1 beschreibt ein Projektionsmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer. Das Modul umfasst mindestens eine Halbleiterstrahlungsquelle zum Aussenden von elektromagnetischer Strahlung, einen Reflektor zum Reflektieren der ausgesandten Strahlung, eine Blendenanordnung zum Abschatten zumindest eines Teils der reflektierten Strahlung und eine Projektionslinse, um die reflektierte und an der Blendenanordnung vorbei gelangte Strahlung zur Erzeugung einer gewünschten Strahlungsverteilung aus dem Projektionsmodul vor das Fahrzeug zu projizieren.

Derartige Projektionsmodule mit einer oder mehreren LEDs (Light Emitting Diodes) als Strahlungsquelle sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Je nach Wellenlänge der von der LED ausgesandten Strahlung kann das Projektionsmodul zum Aussenden von sichtbarem Licht oder von unsichtbarer Ultraviolett(UV)- oder Infrarot(IR)-Strahlung eingesetzt werden. Die unsichtbare Strahlung dient beispielsweise zur Ausleuchtung der Fahrbahn vor einem Kraftfahrzeug im Rahmen eines Nachtsichtgeräts (z. B. ”Night Vision” für Fahrzeuge von Mercedes-Benz oder BMW). Der mit der unsichtbaren Strahlung ausgeleuchtete Bereich kann mittels einer UV- oder IR-empfindlichen Kamera aufgenommen und dem Fahrer des Kraftfahrzeugs präsentiert werden, beispielsweise auf einem Bildschirm im Armaturenbrett oder durch Projektion auf die Innenseite der Windschutzscheibe.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten LED-Projektionsmodulen sind die LEDs und die Blendenanordnung örtlich voneinander getrennt positioniert.

Das Patent DE 10 2011 077 636 A1 – betrifft ein Lichtmodul eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung einer Spotverteilung einer Fernlicht-Lichtverteilung, die durch eine Überlagerung der Spotverteilung und einer durch mindestens ein anderes Modul erzeugten Grundverteilung gebildet ist. Um ein voll funktionsfähiges, einfach und kostengünstig realisierbares Lichtmodul zur Realisierung einer Spotverteilung einer Fernlicht-Lichtverteilung zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das Lichtmodul in mehrere separat ansteuerbare Unter-Module unterteilt ist, die mehrere streifenförmige Segmente der Spotverteilung erzeugen, wobei sich die streifenförmigen Segmente zu der Spotverteilung ergänzen.

Das Patent DE 10 2014 009 592 A1 – betrifft eine Scheinwerfervorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Matrixscheinwerfereinheit, welche dazu ausgelegt ist, in unterschiedliche Raumsegmente eines Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs jeweils einen Lichtkegel abzustrahlen und in Abhängigkeit von einem Steuersignal jeden der Lichtkegel unabhängig von den anderen Lichtkegeln zwischen einem aktiven Zustand und einem inaktiven Zustand zu wechseln, wobei jeder Lichtkegel entlang einer vorbestimmten Richtung in einer Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsachse eine jeweilige Kegelabmessung aufweist. Durch einen räumlichen Abstand der Lichtkegel weist eine in der Ebene und entlang der Richtung gemessene Beleuchtungsstärke der Matrixscheinwerfereinheit eine unerwünschte Welligkeit beziehungsweise eine Schwankung der Beleuchtungsstärke in der Ebene auf.

DE 10 2011 077 636 A1 beschreibt ein Lichtmodul eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung einer Spotverteilung einer Fernlichtlichtverteilung, die durch eine Überlagerung der Spotverteilung und einer durch ein anderes Modul erzeugten Grundverteilung gebildet ist. Das Lichtmodul ist in mehrere separat ansteuerbare Untermodule unterteilt, die mehrere streifenförmige Segmente der Spotverteilung erzeugen, wobei sich die streifenförmigen Segmente zu der Spotverteilung ergänzen.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Matrixscheinwerfereinrichtungen bzw. Matrixscheinwerfereinheiten bekannt, welche jeweils unterschiedliche Raumsegmente in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mit jeweils unterschiedlichen Lichtkegeln ausleuchten. Üblicherweise sind die Raumsegmente matrixartig angeordnet, und jeder Lichtkegel lässt sich unabhängig von den anderen Lichtkegeln in einen aktiven oder inaktiven Zustand versetzen.

Das Patent WO 2008012302 A1 beschreibt eine Bildprojektionseinrichtung, die auch monochromatisches Licht steuern kann.

Die Erfindung DE 10 2011 077 132 A1 betrifft ein Lichtmodul eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung einer Grundverteilung einer Fernlicht-Lichtverteilung, die durch eine Überlagerung der Grundverteilung und einer durch mindestens ein anderes Modul erzeugten Spotverteilung gebildet ist.

Die Erfindung DE 10 2011 077 636 A1 betrifft ein Lichtmodul eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung einer Spotverteilung einer Fernlicht-Lichtverteilung, die durch eine Überlagerung der Spotverteilung und einer durch mindestens ein anderes Modul erzeugten Grundverteilung gebildet ist. Um ein voll funktionsfähiges, einfach und kostengünstig realisierbares Lichtmodul zur Realisierung einer Spotverteilung einer Fernlicht-Lichtverteilung zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das Lichtmodul in mehrere separat ansteuerbare Unter-Module unterteilt ist, die mehrere streifenförmige Segmente der Spotverteilung erzeugen, wobei sich die streifenförmigen Segmente zu der Spotverteilung ergänzen.

Die Erfindung EP 20140160768 (auch Veröffentlichungsnummer EP 2789901 A3) betrifft ein Lichtmodul einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung. Das Lichtmodul umfasst mindestens zwei Lichtquellen zum Aussenden von Licht und mindestens zwei den Lichtquellen zugeordnete Primäroptiken zum Bündeln des ausgesandten Lichts. Ferner umfasst das Lichtmodul eine gemeinsame Sekundäroptik zum Abbilden der Lichtbündel auf einer Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug und zur Erzeugung einer resultierenden Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls. Um die Flexibilität und die Effizienz des Lichtmoduls zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass mindestens eine der Lichtquellen zur Realisierung einer Hauptlichtverteilung und mindestens eine andere der Lichtquellen zur Realisierung einer Nebenlichtverteilung ausgestaltet ist und dass die der Lichtquelle zur Realisierung der Nebenlichtverteilung zugeordnete Primäroptik mehrteilig ausgebildet ist, wobei eine erste Teil-Primäroptik neben der der Lichtquelle zur Realisierung der Hauptlichtverteilung zugeordneten Primäroptik angeordnet ist.

Die Erfindung DE 10 2009 054 248 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Scheinwerferanordnung eines Fahrzeugs, bei dem vorausfahrende und entgegenkommende Verkehrsteilnehmer in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug erfasst werden und die von der Scheinwerferanordnung erzeugte Lichtverteilung so geregelt wird, dass sie in Richtung eines erfassten vorausfahrenden Verkehrsteilnehmers eine Leuchtweite aufweist, die geringer als der Abstand zu dem erfassten vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer ist, und deren Leuchtweite in Richtung der Nachbarfahrbahn in Abhängigkeit von dem Erfassen eines weiteren Verkehrsteilnehmers zwischen zumindest einem ersten Leuchtzustand mit einer erhöhten Ausleuchtung der Nachbarfahrbahn und einem zweiten Leuchtzustand mit einer geringeren Ausleuchtung der Nachbarfahrbahn hin- und hergeschaltet wird.

Die Laserstrahlen abzulenken, ist heutzutage keine Neuheit. Verschiedene Techniken kommen im Einsatz, z. B. in Disco-Klubs bei Laser-Shows, oder auch im Laser-Fernsehgeräte mit Laserrückprojektions-Technik. Die Grundidee für Laser-Fernsehgeräte ist in dem Deutschen Patent DE 1 193 166 beschrieben. Das Prinzip des Laser-Farbfernsehens wurde 1970 detailliert vorgestellt. In Deutschland präsentierte die Firma Schneider AG Ende 1993 den ersten eigenen Prototypen, der in Zusammenarbeit mit Daimler-Benz und der Jenoptik AG entwickelt wurde.

Z. B. die Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 2008012302 A1 ist eine Erfindung, sie sich auf eine Bildprojektionseinrichtung mit einer Lichtquelle bezieht, von der sequentiell Licht verschiedener Wellenlängen ausgeht. Sie enthält eine Bildmodulationsanordnung und eine Projektionsfläche, auf der Bilder visuell wahrgenommen werden. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Lichtquellenansteuerschaltung für eine solche Bildprojektionseinrichtung. Es ist eine Bildprojektionseinrichtung dieser Art vorgesehen, bei der die Bildmodulationsanordnung einen Polarisationsstrahlteiler und zwei reflektive Displayfelder umfasst, jedes Displayfeld ein Array aus separat ansteuerbaren Bildwiedergabeelementen aufweist, durch welche in Abhängigkeit von vorgegebenen Bildinformationen die Polarisationsrichtung von auftreffendem Licht verändert wird, der Beleuchtungsstrahlengang zunächst zwecks Aufspaltung in einen polarisierten Teilstrahlengang auf den Polarisationsstrahlteiler gerichtet ist.

Zahlreiche weitere Anmeldungen und Patentschriften beschreiben Scheinwerfer-Techniken, die für Fahrzeugscheinwerfer vorgesehen sind.

Technisch noch ungelöst ist zudem das Problem der Blendung von Tieren und Fußgängern, die naturgemäß keine Scheinwerfer bei sich tragen und deshalb von eingebauten Nachtsichtgeräten per Infrarot erfasst werden können, aber nicht von der Kamera, die das Abschalten des Laserlichts regelt.

Zwar ist der Laserstrahl mit der Intensität, der für Fahrzeugscheinwerfer verwendet wird, nicht gefährlich für die Netzhaut, doch kann er extrem blenden, wenn man direkt hineinschaut. Der BMW-Autohersteller begründet das mit dem Satz: „Es ist besser, einen Fußgänger nachts auf der Landstraße frühzeitig zu erkennen und ihn gegebenenfalls zu blenden, als ihn nicht zu sehen.”

Der in den Patentansprüchen 1 bis 80 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Scheinwerfer-System für Fahrzeuge aller Art zu schaffen, das eine solche Beleuchtung erzeugt, die die Fahrbahn gut beleuchtet, aber den Gegenverkehr und die vorausfahrenden Verkehrsteilenehmer nicht blendet.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 80 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Auch das Problem mit der Blendung von Fußgängern oder Tieren wird mit der Erfindung gelöst. Bei einer Variante sind die Videoaufnahmen-Signale aus der IR-Kamera simultan und direkt oder über eine Steuerung mit den Bildschirm oder LCD vor dem Laserstrahler gekoppelt, wobei die IR-Kamera-Bilderfassung in negativ, bzw. Farbumkehr dargestellt wird und somit alle hellen Stellen, die die IR-Kamera als solcher erfasst hat, dunkler dargestellt werden, wobei die Laserstrahlen an den Stellen mehr oder weniger dementsprechend abgeschwächt werden. Als hell bei IR-Aufnahme erscheinen z. B. der Kopf eines Menschen und insbesondere seine Augen. Der Bereich wird in LCD-Negativ-Darstellung als dunkel dargestellt. Weil das LCD den Laserstrahlen im Weg steht und so positioniert ist, dass der Laser-Strahlrichtung tatsächlich die auf dem LCD abgebildeten Bild-Elemente auch in der echten Umgebung genau an der gleichen Stelle trifft (durch den Bildschirm vor den Leuchtmitteln/das LCD), werden die Lichtstrahlen/Laserstrahlen in Echtzeit durch das LCD, das auch Bilddarstellungen in Echtzeit erzeugt, beeinflusst und deren Intensität automatisch durch die Rückkopplung geregelt.

Vorteile der Erfindung sind:

  • – der Scheinwerfer erzeugt eine intensive Beleuchtung und genauere Blendfreie Bereiche für die Verkehrsteilnehmer,
  • – er hat eine präzise und schnelle Fokusmöglichkeit bei größere Entfernungen,
  • – optimale und weitgehend präzise Schwenkung der Lichtstrahler, bzw. die neuartige, schnelle und zuverlässige Schwenkung der Leuchtelemente.

Die Erfindung ist ein Schweinwerfer-/Beleuchtungs-System für beliebige Fahrzeuge. Dieses System besteht aus Beleuchtungs-Elemente, die in einem Scheinwerfer eingebaut sind, mindestens eine, vorzugsweise zwei Kameras, die den Gegenverkehr und die vorausfahrende Verkehrsteilnehmer erfassen können, sowie einem oder mehreren Bildschirmen, die unmittelbar vor den Leucht-Elementen eingebaut sind. Die Leuchtelemente können in dem Scheinwerfer statisch oder beweglich eingebaut werden. Zudem können auch Linsen eingebaut werden, die in der optischen Achse beweglich sind und somit das Fokussieren vom Licht ermöglichen.

Der Scheinwerfer kann auch in Drohnen, Roboter, Flugzeuge, ferngesteuerte Modellfahrzeuge, als Beleuchtung für eine Überwachungskamera, und in vielen anderen Geräten eingebaut werden. Das System kann mit LED-s oder besser mit Laserlicht-Strahler, die für die Beleuchtung der Fahrbahn bei Dunkelheit geeignet sind, ausgestattet werden. Dafür sind optimal die Laserdioden geeignet. Weil der Laserstrahl stark gebündelt ist, funktioniert das Laserlichtfokussieren hier perfekt, ohne nennenswerte Lichtintensität Verluste. Im Gegensatz zu herkömmliche Leuchtelemente mit Gas-Röhren (z. B. Xenon-Leuchten), ist der Einsatz von Linsen für eine Fokussierung eines LED-Lichtstrahls oder Laserstrahls weitgehend optimaler und einfacher gestaltet. Der Einbau von Fokussierungs-Vorrichtungen vor dem Licht-/Laserstrahl erfordert viel kleinere Linsen als das der Fall bei einem herkömmlichen Leuchtelement wäre. Zudem kommt hinzu auch die Möglichkeit das Licht perfekt zu maskieren, sodass blendfreie Aufnahmen erfolgen können.

Bei Überfahren der Bodenwellen durch das Fahrzeug, schwenkt das Leuchtelement nahezu simultan mit der Anhebung des Fahrzeugs durch die Bodenwelle. Die Ansprechzeit der Vorrichtung ist extrem kurz und macht den Eindruck, alles in Echtzeit zu regulieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 24 erläutert. Sie zeigen:

1 eine Variante, bei der nur ein Laserstrahler pro Scheinwerfer vorkommt, z. B. eine blaue oder UV-Laserdiode, und einem Konverter, der das monochromatisches Laser-Licht in Breit-Licht-Spektrum konvertiert,

2 eine Variante, mit mehrere Laserdioden, die jeweils eine der Grundfarben (Rot, Grün, Blau – RGB) für das weise Licht emittieren,

3 die Verwendung von monolithischen Weißlicht-Laserdioden,

4 eine Variante, bei der eine oder mehrere IR-Laserdioden eingebaut sind,

5 eine Variante, bei der zusätzlich eine oder mehrere UV-Laserdioden einschaltbar sind,

6 den Aufbau eines Schwenk-Systems mit Spiegeltechnologie,

7 und 8 den Aufbau eines Schwenk-Systems mit Elektromagnet-Feld-Technik,

9 das Schwenk-System, das mit kleinen Plattformen funktioniert,

10 die Variante, wobei auch die Kamera des Scheinwerfers schwenkbar ist,

11 eine Variante mit Kamera und Bildschirme, vorzugsweise LCD-Schirme, die die Helligkeit des Beleuchtungs-Systems bereichsweise ändern können,

12 ein Beleuchtungs-System, das unterschiedlich helle Bereiche, der zu beleuchtenden Umgebung durch Lichtintensität-Steuerung des auf diesen Bereichen anfallendes Licht, ausgleicht,

13 ein Bildschirm/Lichtmaske mit eingebaute Magnet-Elementen

14 eine Variante mit Magnet-Elementen, die in kleinen Zylindern eingeschlossen sind,

15 den Aufbau des Fokuseinstellungs-Systems für das Laserlicht,

16 die Variante mit jeweils einen LCD vor den Laserdioden,

17 das Zusammenführen von drei Laserstrahlen in einem,

18 zeigt eine Variante mit Laserlicht-Zoom-Funktion bei der Methode mit nur einem Laserstrahler und einem Konverter,

19 eine Darstellung der Kopplung der IR-Kamera und des LCD-s für die Lichtintensität-Steuerung der Leuchtelemente,

20 die Umgebungsbeleuchtung durch die Rückkopplung der Laserstrahl-Intensität durch eine weitere LCD-Darstellung, die vor dem Bildsensor der Kamera eingebaut ist,

21 einen Scheinwerfer, der auch Röntgen- oder Gamma-Laserdioden verwendet,

22 eine Ausführung, wobei die LCD-Scheibe direkt in die Scheinwerfer-Schutz-Scheibe eingebaut ist,

23 und 24 eine Art Licht-Maske mit Quecksilber- oder Flüssigkeits-Technologie.

Für die Erfindung sind sowohl LED-s, als auch Laserdioden als Leucht-Elemente optimal geeignet. Auch ein Xenon-Leuchtelement kann damit gesteuert werden, ist aber nicht mehr so präzise, wie beim LED-s oder gar Laserdioden der Fall wäre.

Vorteilhaft ist die Verwendung von Laserstrahlern, vorzugsweise in Ausführung von Laserdioden. Weil das Laserlicht monochromatisch ist, ist eine Beleuchtung der Fahrbahn/Umgebung nicht optimal, weil das dann nur einfarbig erscheint. Als Fahrzeugscheinwerfer 1 wäre diese Art von Beleuchtung eher ungeeignet. Allerdings es gibt mehrere Methoden, das monochromatische Laserlicht doch in weißes Licht umzuwandeln. Eine Variante nutzt die Nachleuchteigenschaften/Durchleuchteigenschaften von Phosphorhaltigen-Materialen oder andere lichtaktiven Materialien, die mit dem Laserstrahl bestrahlt werden. Aus diesem Material kommt dann ein Breitspektrum-Licht heraus, das für die Beleuchtung benutzt werden kann. Damit ist es möglich durch die Verwendung von nur einem Laserstrahler, das Laser-Licht mittels eines solches Konverters in Breit-Spektrum-Licht per Konversions-Effekt umzuwandeln. Eine Lichtfokussierung bei Konversions-Effekt ist relativ unkompliziert und weitgehend abhängig von der Geometrie und Größe des Konverters. Oft wird der Funktionsprinzip der Konversion im Durchlicht verwendet, wobei eine Phosphor-Platte, die teildurchlässig für das Laser-Licht ist, zur Lichtumwandlung verwendet. Somit bleibt die Strahlrichtung weitgehend erhalten. Ähnliches Prinzip der Konversion wird bei einer klassischen Leuchtstofflampe oder einer weiß leuchtenden LED verwendet. Bei der Leuchtstofflampe wird UV Licht in sichtbares Licht, indem diese von einer speziellen Beschichtung an die Röhren-Wand absorbiert und als Breitspektrum-Licht außerhalb emittiert. Auch ein weißes LED funktioniert ähnlich. Dort im LED wird blaues Licht in weißes umgewandelt. In der Regel werden Lichtwellen mit höhere Energiedichte bzw. höheren Frequenz verwendet, die dann auf niedrigeres Energie-Niveau über Konverter durch Umwandlung herabgestuft werden. UV und blaues Licht sind optimal dafür geeignet, aber auch IR-Strahlen. Im letzten Fall kommt es zu einer Erhöhung der Lichtwellenenergie durch die Material-Eigenschaften des Konverters (natürlich werden dabei die Physik Gesamtenergie-Erhaltungs-Gesetze eines Systems keinesfalls verletzt). Die als Konverter verwendeten Leuchtstoffe sind keramische Hochleistungsmaterialien, die auch Phosphorverbindungen enthalten können.

Eine solche Ausführung ist in der 1 dargestellt. Bei dieser Variante werden die Laserstrahlen für den Fahrzeugscheinwerfer 1 z. B. aus einer Laserdiode 3 nicht direkt auf die Umgebung des Kamera-Blickfeldes, bzw. auf das Bildmotiv abgegeben, sondern erst durch einem Laserlicht-Umwandler bzw. Konverter 2 passieren, der dann das Laserlicht in breit Spektrum-Licht umwandelt. Bei dieser Variante verlässt jedoch kein Laserstrahl direkt den Scheinwerfer 1, sondern der Strahl trifft im Inneren des Scheinwerfers auf einen lichtaktiven Leuchtstoff-Körper (Konverter 2) und regt diesen zum Leuchten an. Es findet eine Umwandlung des Laserlichts statt, die sogenannte Licht-Konversion. Das austretende Licht ist aber dann kein Laserlicht mehr, sondern ein herkömmliches Breitspektrum-Licht in allen möglichen Wellenlängen und Phasen.

Eine andere Methode funktioniert durch die Verwendung von mehreren Laserstrahlern, z. B. Laserdioden 3, die je einen Laserlichtstrahl in jeweils eine der drei Grundfarben des Lichts abgeben (Rot, Grün und Blau – RGB). Dadurch, dass die Laserdioden heutzutage ohnehin günstig geworden sind, kommt auch aus wirtschaftlicher Sicht für Hersteller kaum ein größerer Aufwand hinzu, wenn mehrere Laserdioden 3 in einem Scheinwerfer 1 eingebaut werden (jeweils eine blaue Laserdiode 4, eine grüne Laserdiode 5 und eine rote Laserdiode 6). Manchmal ist von Vorteil noch eine gelbe Laserdiode 7 hinzu zu fügen. Wenn alle drei (oder vier) Laserdioden gleichzeitig eingeschaltet werden und den gleichen Bereich 8 beleuchten, erscheint das weitgehend so als ob mit weißem Licht bestrahlt wäre. Es ist zwar kein perfektes weißes Licht, weil das Breit-Spektrum in den Laserstrahlen nicht gegeben ist, das reflektiertes Licht aus dem durch das Licht getroffenem Objekt kann aber durchaus dem Breitspektrum näher kommen (durch die „Farbmischung” der reflektierten Lichtstrahlen, Eigenschaften des reflektierenden Oberfläche und die Wechselwirkung mit den Laserstrahlen, etc.). Die Verwendung von drei Laserstrahlern z. B. Laserdioden in jeweils einen Monochromatischen Farbe, die aber insgesamt ein RGB-Laserlicht (oder noch zusätzlich das Gelbe Laserlicht auch) abgeben, ermöglicht eine hohe Lichtintensität, präzise, scharf abgegrenzte, perfekt fokussierbare und sehr gute Beleuchtung der Umgebung (2).

Der Laserstrahler und seine optischen Begleitelemente sind vorzugsweise in einem kleinen Gehäuse 9 angebracht. Die drei Laserdioden beleuchten denselben Bereich. Durch die drei Laserdioden, bzw. deren Laserlicht-Kombination entsteht auf der beleuchteten Fläche oder Objekt ein weitgehend weißes Licht, zumindest als weißes Licht wahrnehmbar.

Für spezielle Beleuchtung können ebenso IR-Laserdioden 10 und auch UV-Laserdioden 11 verwendet werden. Auch diese sind für Beleuchtung der Objekte in größere Entfernung optimal geeignet (4 und 5). Insbesondere wenn über eine Fahrzeug-Kamera 12, in der, zu den drei/vier Laserstrahlern, z. B. Laserdioden (Rot, Grün, Blau – RGB, sowie Gelb), auch UV- und IR-Laserdioden integriert sind kann sehr wohl für die Erhöhung der Sicherheit bei Nachtfahrten oder Nebel optimal eingesetzt werden (4, 5). Das zurückreflektiertes IR-/UV-Licht würde von der Kamera aufgenommen und in einem Bildschirm im Fahrzeug drin dargestellt, wie auch üblich bei solche Konstruktionen der Fall ist und auch in Praxis seit einiger Zeit umgesetzt wird (zumindest die Variante mit IR-Strahlen).

Bei der Verwendung von Laserdioden kann man auch auf sogenannten Weiß-Licht-Laserdioden 13 zurückgreifen. Das sind spezielle Laserstrahler, die weißes Licht abgeben, wobei entweder durch Phosphor-Konverter oder durch mehrere Laser-Einheiten (RGB) alle Weiß-Licht-Grundfarben-Laserstrahler integriert sind und ein gemeinsam weißes Licht ergeben. Seit kurzem existieren auch Weiß-Laserlichtstrahler, die auf Basis eines monolithischen Halbleiters gebaut sind (3).

Die Laserstrahler, vorzugsweise Laserdioden, können statisch in dem Scheinwerfer 1 eingebaut oder dynamisch beweglich konzipiert werden.

Eine Variante besteht aus einem Laserstrahler 14, der einen stark gebündelten Laserstrahl erzeugt, der sehr schnell abgelenkt werden kann. Die Schwenkung des Lichtstrahls erfolgt entweder durch ein bewegliches Spiegel-System, z. B. einem DLP-Spiegel-Chip 15 und ist ähnlich wie bei Laser-Videoprojektoren konzipiert (6), oder durch die Schwenkung der Laserstrahlern/Laserdioden 3 mit Hilfe von Elektromagneten 16 (7). Die Laserdioden (es können aber auch LED-s 17 wie bei konventionellen Lichtscheinwerfern eingebaut werden) sind in letztem Fall nicht statisch eingebaut, sondern sie sind beweglich, bzw. schwenkbar. Die Schwenkung hier erfolgt berührungslos durch kleine Elektromagneten 16, die die Laserdiode 3 hin und her schwenken können. Die Laserdioden können auf einer Drehachse 18 eingebaut werden oder mit eine Kardanaufhängung 19 mit zwei oder drei Bewegungs-Achsen (2D- oder 3D-Freiheitsgrade) ausgestattet werden. In der Regel würde voll ausreichen, wenn die Leuchtmittel nur in eine waagerechten Achse 18, die quer zur Fahrzeugs-Längsachse 20 liegt, schwenken würden, weil wichtig dabei eine vertikale Lichtregulierung ist. Die senkrechte Bewegungs-Achse 88 kann für die waagerechte Bewegung der Lichtstrahlen/Laserstrahlen dienen (7b). Die Laserdioden können auch einfach einzeln oder alle drei in einen kleinen Kugel 21 eingebaut werden, mit der Parallel-Strahlrichtung aus einer kleinen Licht-Austrittsöffnung/Lichtfenster 22 (8). Die Kugel ist lose in eine Hohlsphäre 23, die mit Luft oder mit einer Flüssigkeit 89 gefüllt ist, platziert und kann beliebig gedreht werden. Die Kugel weist einen oder mehrere Dauermagneten 24 auf. Die Hohlsphäre, in der die Kugel angebracht ist, kann komplett durchsichtig sein oder mit einem großen Lichtfenster 25 ausgestattet werden. In die Hohlsphäre sind Elektromagneten 26 eingebaut, die verteilt angeordnet sind und auf oder in die Hohlsphärenwand 27 integriert sind. Die Kugel ist nur ein wenig kleiner als die Hohlsphäre (z. B. eine oder paar mm), in der sie steckt und ist drin frei drehbar. Die Stromversorgung für die Laserstrahler/Laserdioden erfolgt über eine flexiblen Stromleitung 28. Die Stromleitung kann ähnlich wie die Stromleitung für die Lautsprecherspulen gebaut werden, die ebenso sehr flexibel sind. Weil die Elektromagneten in die Hohlsphären-Wand verteilt sind, je nachdem welche der Elektromagneten 26 aktiviert wird, so richtet sich der Dauermagnet 24 in dem erzeugten Elektromagnetfeld ein und dreht somit die Kugel 21 mit den Laserdioden 3/13 drin. Die Aktivierung und Deaktivierung bzw. die Steuerung der Elektromagneten erfolgt über eine elektronische Steuereinheit 29. Eine solche Steuerung ist mit heutigen elektronischen Schaltungen einfach realisierbar. Die Steuereinheit kann elektromagnetische Wanderfelder erzeugen, die durch gezielte Reihenfolgen der Ein- oder Ausschaltungen der Elektromagnetspulen machbar ist, wodurch die Kugel sanft oder blitzschnell gezielt in beliebige Richtungen gedreht wird. Z. B. durch sanfte Schwächung der Strom-Intensität für eine Elektromagnet-Spule (Elektromagnet) und ebenso sanfte, gleichzeitige Erhöhung der Strom-Intensität für die Nachbar Elektromagnet-Spule, wird ein sanft wanderndes Elektromagnetfeld erzeugt, das die Kugel ebenso elegant und präzise bewegt (8). Die Bewegung ähnelt sehr mit der Bewegung eines menschlichen Auges.

Die Variante mit der Kugel 21 ist optimal, weil damit große Schwenkwinkel der Laserstrahlen erreichbar sind, allerdings es gibt auch eine einfachere Methode, die Schwenkung der Laserdioden zu bewerkstelligen. Man kann die Laserdioden an zwei drehbaren Achsen 18 (eine für die vertikale und die anderen horizontale Bewegung) einbauen und somit zwei Bewegungsfreiheiten realisieren (2D-Bewegung). Die Drehung könnte auch hier mit Hilfe von Elektromagneten berührungslos erfolgen. Die Methode mit berührungslosen Antrieb über Elektromagnet-Wanderfelder bringt einige Vorteile mit sich: er ist extrem schnell, präzise, lautlos und wartungsfrei. Es sind in dem Fall keine Elektromotoren und Getriebe notwendig, die zwar effizient arbeiten würden, aber sehr langsam sind und nicht in der Lage in Millisekunden oder gar Mikrosekunden die Bewegung durchzuführen.

Am einfachsten ist es, wenn die Laserdiode auf einer Plattform 30 oder in einem schwenkbaren Gehäuse 31 angebracht ist, die/das in der Mitte federnd z. B. durch eine Feder 32 fixiert ist, das seitlich, bzw. am Rand 33 an mindestens drei, um 120° versetzten Punkten, mit je einem Magneten 34 ausgestattet ist, unter denen jeweils ein Elektromagnet 35 statisch angebracht ist (9). Je nachdem in welche Richtung die Laserdiode geschwenkt werden soll, wird der entgegengesetzte Elektromagnet 35 ein Magnetfeld erzeugen, der Abstoß-Kräfte gegenüber dem direkt drauf befindlichen Magneten 34 auf der Plattform 30 oder schwenkbaren Gehäuse 31 erzeugt und somit je nach Elektromagnetfeldintensität die Kante oder den Rand dementsprechend mehr oder weniger anhebt. In Kombination und Koordination mit den anderen Elektromagneten, die um 120° versetzt eingebaut sind, ist eine Schwenkrichtung der Laserdiode 3/13 in beliebige Richtungen machbar. Die Schwenkung beträgt zwar wenige Winkelgrade (was vollkommen ausreichend ist, um die Fahrbahn per Licht abzutasten), erfolgt aber blitzschnell und kann sehr genau gesteuert werden (9).

Die Kombination von den beweglichen Laserstrahlern mit einem Kamera-System, das eine ebenso schwenkbare Kamera 36 hat, die über ähnlichem Antriebs-System verfügt, wobei die Schwenkung der Kamera drin in dem Gerät synchron mit der Schwenkung der Laserdioden (oder LED-s, je nachdem was eingebaut ist) erfolgt, wäre optimal für Fahrbahnbeleuchtung auch bei schlechte Straßenverhältnisse oder Bodenwellen. Die Kamera könnte separat eingebaut werden, oder auch auf die gleiche Plattform, wie die Laserlichtquelle und mit schwenken. Dort würde das Laserstrahlen-Ablenk-Element oder das Antriebselement der Laserdioden, diese stets in Richtung richten, wie die Kamera auch gerichtet ist (10). Man kann einen kleinen Sensor einbauen, der die abrupte Fahrzeug-Bewegungen (z. B. durch Überfahren der Bodenwellen) erfassen kann und anhand dessen die Leuchtweite und die Kamera blitzschnell neu ausrichtet. Ein solcher Sensor könnte über Gyro-Elemente verfügen und damit jede Neigung des Fahrzeugs erfassen, diese Daten dann zu einer Steuerung weiterleiten, die die Bewegung der Kamera und der Leuchtelemente über das berührungsloses Antriebssystem bewerkstelligt. Somit wäre sichergestellt, dass dort wo die Kamera „hinsehen” würde, auch die Beleuchtung in dem Bereich mit schwenken würde und dadurch die Fahrbahn optimal beleuchten. Wenn das Fahrzeug-Vorderteil sich abrupt abheben würde (z. B. durch eine Bodenwelle), dann senkt sich automatisch und zeitgleich die Beleuchtung und die Kamera ihre Sichtrichtung auf die Fahrbahn. Die Sichtrichtung der Kamera und die Lichtstrahlen heben sich aber wieder ab, wenn die Bodenwelle passiert ist. Die Reaktionszeit des elektromagnetischen Antriebs ist so extrem schnell, dass nahezu Millisekunden oder sogar Mikrosekunden genau mit der Fahrzeug-Hebung und Senkung mitläuft. Als Außenstehender oder Fahrzeugführer merkt man dabei nichts wie die Scheinwerfer sich hin und her schwenken, lediglich, dass diese stets den gleichen Fahrbahnbereich beleuchten, ohne dass es dabei eine Lichtstrahl-Hebung oder Senkung folgt oder wahrgenommen werden kann.

Die Rückstellung der Strahlrichtung der Leuchtelemente in eine Ausgangsposition kann durch Federkraft eines Federelements 37 bewerkstelligt werden. Dafür können auch Dauermagneten (Rückstell-Magneten) 38 hilfreich sein, die statisch eingebaut werden und einen anderen Dauermagneten oder ferromagnetischen Element 39 an den beweglichen Teil angebracht, durch Magnetfeldwechselwirkung (bei fehlenden Elektromagnet-Kraft) stets zu einer Ausgangsrichtung orientieren. Weil bei dieser Erfindung keine Elektromotoren oder Getriebe für die Bewegung bzw. Rotation der Leuchtmittel verwendet werden, ist die Ausführung der Bewegung/Rotation durch das Antriebssystem wartungsfrei, lautlos, blitzschnell und sehr präzise.

Die Laserdioden oder die LED-s können kurzzeitig mit höhere Spannung bzw. höheren Strom versorgt werden, als das bei Dauerbetrieb zulässig ist. Damit wird eine weitgehend höhere Lichtausbeute erreicht, als bei normale Stromversorgung für einen Dauerbetrieb. Eine elektronische Schaltung bzw. Steuerung kann die notwendigen Kurzzeit-Spannungen erzeugen und diese an die Laserdioden z. B. bei einem Lichthupen-Vorgang freigeben. Auch mehrere Laserblitze während eines Lichthupen-Vorgangs können hintereinander abgegeben werden.

Die 11 und 12 zeigen Ausführungen, die die eigentliche Erfindung darstellen und interessant für die Fahrzeugindustrie sind. Hier wird die zu beleuchtende Fahrbahn durch eine oder besser zwei eingebaute Kameras 12, die in unmittelbarer Nähe zu den Scheinwerfern 1 eingebaut sind (für jeden Scheinwerfer jeweils eine Kamera) stets abgetastet. Vor den Laserdioden (oder LED-s) in Strahlrichtung ist allerdings ein kleiner Bildschirm 49 (kann vorzugsweise ein LCD, TFT, anorganisches LCD, ein Bistabiles-LCD oder eine andere Bildschirmart sein) platziert (ähnlich wie bei LCD-Videoprojektoren). Der kleine Bildschirm/LCD 49 ist ohne Hintergrundbeleuchtung und ohne andere Lichthindernisse direkt vor den Laserstrahlern/Laserdioden 3/13/14 in Strahlrichtung platziert. Unmittelbar vor dem Einschalten des Laserlichts, wird zuerst die Kamera 12 eingeschaltet und einen Bildinhalt in Form von Echtzeit-Video auf dem LCD 49 vor den Laserstrahlern darstellen. Die Darstellung der Bildinhalt auf dem LCD/TFT (oder Bistabiles-LCD) wird in negativ bzw. Farbumkehr-Darstellung gemacht. Die ganze Fahrbahn aus der Sicht der Kamera, mit allen dunklen oder hell leuchtenden Bereiche, die auf die Fahrbahn von der Kamera erfasst werden, werden auf dem LCD simultan dargestellt. Auf das durchsichtige LCD vor dem Beleuchtungsmittel/Laserstrahler wird das Bild von der dazugehörigen Kamera (direkt oder z. B. über eine Auswerteinheit 50 oder Steuerung) dargestellt, allerdings als Negativ bzw. Farbumgekehrt. Ob der Bild-Inhalt (Videoinhalt) aus der Kamera auf dem LCD-Schirm vor dem Laserstrahl-Austritt der Laserdioden, in Farbe oder nur Schwarz-Weiß dargestellt wird, ist nur eine Frage der Investition der Hersteller für diese Vorrichtung. Auf dem Schwarz-Weiß Negativ (oder LCD-Farbumkehr-Darstellung) werden die hellen Stellen als dunkel und dunklen als hell dargestellt. Weil das Laserlicht durch die LCD-Scheibe hin bis zum Fahrbahn muss, und weil nach dem Einschalten der LCD vor den Laserdioden das Video-Material von der Fahrbahn schon darstellt, aber in Umkehrfarben (Negativ), wird das Laserlicht durch passieren des LCD-s an den dunkleren Stellen des LCD-Schirms geschwächt und an den hellen weitgehend weniger gehindert den Schirm passieren. Es wird eine Art Licht-Maske erzeugt. Somit wird das zu beleuchtendes Ziel/Fahrbahn auch so beleuchtet. Weil der Bildinhalt, die die Kamera an dem Bildschirm weiterleitet, selbst den „Schatten” (die Maske) über dem LCD-Schirm durch die simultane Videoaufnahmen der Kamera stets erzeugt, stimmen die dunklen und hellen Bereiche auf dem LCD-Display und auf die Fahrbahn perfekt überein, mit der Unterschied, dass auf dem LCD das Farbumgekehrt bzw. negativ dargestellt wird. Das LCD ist sehr genau vor dem Laserstrahler, so platziert, dass die auf dem LCD Negativ-Inhalt-Darstellung vollkommen übereinstimmend mit dem durch das Laserlicht zu bestrahlenden Umgebung oder Objekt aus der Sicht der Laserdiode ist. Die Laserdiode projiziert praktisch das durch die Kamera aufnehmende Fahrbahn, das ein paar Millisekunden oder sogar Mikrosekunden vorher aufgenommen wurde, wieder und genau auf die zu beleuchtende Fahrbahn/Umgebung. Jeder Punkt auf dem LCD stimmt aus der Sicht der Laserdiode mit der Fahrbahn/Umgebung überein, wobei diese auf der LCD die Sichtwinkelperspektive der Laserdiode auf diesen Punkten mehr oder weniger überdecken. Praktisch agiert das Beleuchtungs-System hier wie ein Videoprojektor, der den Inhalt des LCD-Schirmes präzise projiziert, allerdings die dargestellte Bildinhalt des kleinen LCD-Schirmes ist das Bildmotiv selbst in Negativ-Bild-Darstellung, das Millisekunden oder sogar Mikrosekunden (bei sehr schnelle Aufnahmen) vorher aufgenommen wurde. Hiermit können die entgegenkommenden Fahrzeuge, ebenso die vorausfahrende Fahrzeuge 52 aus dem Lichtstrahl herausgefiltert bzw. maskiert werden. Das System funktioniert zuverlässig auch bei sehr hohem Tempo der Fahrzeuge, weil die Ansprechzeit sehr kurz ist. Diese beträgt lediglich einige Millisekunden. Wenn das System z. B. ca. 10 Millisekunden für die Übertragung der Bild-Frame einer Echtzeit-Videoaufnahme auf dem LCD und die Darstellung des Bildes braucht, sind bei Tempo 250 km/h nur 70 cm zurückgelegt worden. Bei einer ähnlichen Geschwindigkeit des entgegenkommenden Fahrzeugs sind nochmal 70 cm, was in einer Distanz von mehrere hunderte Metern voneinander kaum eine Blickwinkelveränderung aus der Sichtperspektive der Laserdiode bis zu die nächste Aktualisierung, bzw. nächste Bild-Frame ausmacht. Selbstverständlich mit schnellere Schirm-Elemente und kürzere Ansprechzeiten der elektronischen Bauteile, auch innerhalb weitgehend kürzeren Strecken können sich die Effekte entfalten. Z. B. schon mit heutigen Mitteln kann der Effekt innerhalb einer zurückgelegten Strecke, die lediglich paar cm bei 250 km/h Geschwindigkeit beträgt, wirksam erzeugt werden. In dem Fall wären hochwertigere Elemente einzubauen, was allerdings nicht mehr so rentabel für den Hersteller oder preislich attraktiv für den Kunden ist.

Weil der Schweinwerfer-Bereich eines oder mehrere entgegenkommenden Fahrzeuge intensiv leuchtend sind, auf dem LCD-Negativ-Image-Darstellung aber diese als dunkle Bereiche dargestellt sind, wird an diese Stellen das Licht des Leuchtmittels oder das Laserlicht der Laserdioden abgeschwächt. Tatsächlich werden dann weitgehend schwächere Laserstrahlen oder gar keine die Pupillen der Augen des entgegenkommenden Fahrzeugführers treffen, weil genau an der Stelle das Negativ-Image aus dem LCD die Lichtdurchlässigkeit für die Laserstrahl-Projektion stark herabsetzt, bzw. an der Stelle ist das LCD fast oder komplett lichtundurchlässig. Somit wirkt das LCD wie eine Licht-Maske, die Schatten bei hellen Bereichen erzeugt und umgekehrt bei dunkleren Bereichen helleres Licht zulässt. Softwaregesteuert können speziell die Pupillen der Augen eines Menschen auf dem LCD Negativ-Inhalt-Darstellung als sehr dunkel oder total schwarz (undurchlässig) abgebildet werden, was die Laserstrahlen in dem Bereich komplett abschirmen/maskieren würden. Die Berechnung des Bereichs, wo die Augen des Fahrers sich befinden wäre einfach: ein lichtmaskierter Quadrat 53 (oder längliches Oval-Fleck), dessen Kantenlängen die Distanz zwischen den Leuchtpunkten bilden (das sind die Scheinwerfer des entgegenkommenden Fahrzeugs), wie auf der 12 dargestellt ist. Und das tolle daran ist, dass das Ganze mit heutigen technischen Mitteln sehr schnell funktioniert. Die LCD-s haben eine sehr kurze Ansprechzeit, die nur wenige Millisekunden oder kürzer beträgt. Die Vorgänge dauern insgesamt einige Millisekunden (oder bei sehr schnelle Kameras auch Mikrosekunden) und wird von Benutzer als simultanes Prozess empfunden. Das ganze System ist selbstregelnd über Negativ-Feedback-Schaltungen und Komponenten aufgebaut. Je heller ein Element auf dem Bild bei der Kamera-Aufnahmen erscheint, desto schwächer wird er von dem Fahrzeugscheinwerfer beleuchtet. Ein Lichtfilter oder eine Streuscheibe an die Kamera kann die hellen Punkte grösser darstellen lassen, somit auf dem LCD werden auch die dunklen Bereiche grösser. In einen solchen Fall könnte man von der Strahl-Bereich-Software-Berechnung verzichten, um die Augen des Fahrers des entgegenkommenden Fahrzeugs oder des vorausfahrenden Fahrzeugs zu schützen. Eine leicht diffuse Licht-Filterscheibe oder eine feine Streuscheibe 54, die vor der Kamera eingebaut werden kann, kann die Lichter des entgegenkommendes Fahrzeugs etwas als grösser darstellen als diese wirklich sind, wobei der dunklere Fleck dadurch auf dem LCD übermittelten Image vor den Laserstrahlern grösser wäre, was auf diese Weise nicht nur die Scheinwerfer des entgegenkommenden Fahrzeugs maskieren würde, sondern auch die Augen der Autofahrer schützt ( 12). Die Streuscheibe soll nur ein wenig das Licht streuen und kann ähnlich, wie eine nur sehr leicht milchige Folie, die aber trotzdem auch gut durchsichtig ist und einigermaßen eine Klarsicht erlaubt, gebaut werden. Zudem kann das LCD eine niedrige Auflösung haben, was die verdunkelten Bereiche bisschen grösser macht. So schützt man auch die Augen der Vorausfahrenden Fahrzeuge gegen Blende-Effekt. Automatisch kann eine Steuerung das Videosignal an dem Bildschirm so gestalten, dass immer die Verbindungslinie zwischen den Scheinwerfern des entgegenkommenden Fahrzeugs eine Quadrat-Darstellung 53 veranlasst, der maskiert wird. Auch wenn nur ein Lichtpunkt von der Kamera wahrgenommen wird, soll der Bereich über dem Lichtpunkt oval oder fast wie ein Rechteck, der vertikal in die Länge gezogen wird, maskiert werden. Damit wären auch Motorradfahrer gegen Blendung geschützt. Die Größe des Rechteckigen/oval förmigen Schattens auf dem LCD in dem Fall wäre abhängig von der Größe des Lichtpunktes. Das LCD kann direkt vor den Leucht-Elementen in Strahlrichtung, oder auf die Schutzscheibe 55 des Scheinwerfers 1 eingebaut werden.

Vorteilhaft ist die Bildschirm-Maskierungs-Methode (mit einem LCD oder anderen Bildschirm vor den Leuchtmitteln) auch, weil nicht nur ein entgegenkommendes/vorausfahrendes Fahrzeug vor der Blendung geschützt wird, sondern beliebig viele und das alle gleichzeitig, wenn man möchte auch hunderte in einer langen Kolone. Der Bildschirm/das LCD erzeugt für jedes entgegenkommendes Fahrzeug, in seinem Scheinwerfer-Bereich eine Schutzmaske und das für so viele, wie auf dem Bildschirm passen würden. Weil der Bildschirm den kompletten Strahlen-Bereich des Leuchtmittels verdeckt, bzw. denen im Strahlenweg steht, ist eine komplette Steuerung der Lichtintensität, die den Scheinwerfer verlässt möglich. Bei Verwendung von mehreren Leuchtmitteln in einem Scheinwerfer, kann der Bildschirm vor denen, länglich gebaut werden und in jedem Bereich für jedes Leuchtmittel eine eigene Maske erzeugen. Nachteile der LCD-s sind die Abschwächung der Lichtintensität, der hindurch geleitete Lichtstrahlen/Laserstrahlen. Durch die Polarisationsfilter wird die Lichtintensität der durchfiltrierten Strahlen geschwächt, was aber durch eine höhere Lichtleistung der Leuchtelemente wieder kompensiert werden kann. Um die Erwärmung des LCD-s zu verhindern, sollen Polarisationsfilter, die über ein lineares Aluminiumgitter verfügen, verwendet werden.

Man erzielt mehr oder weniger ähnlich gute Ergebnisse sowohl mit Schwarz-Weiße-LCD-/TFT-Schirme (einfache mit nur Schwarz-Weiß-Darstellung oder mit Grau-Stufen-Darstellung), als auch mit Farb-LCD-/TFT-Schirmen, obwohl Schwarz-Weiße-LCD-s ein paar Vorteile mit sich bringen. Die Schwarz-Weiße-/Graustufen-LCD-s haben einen Preis-Vorteil und können sehr schnell reagieren, bei sehr niedrigem Stromverbrauch. Zudem werden die hellen Stellen aus dem zu beleuchtenden Zielobjekt, egal welche Farbe auch, immer als dunkler bei der Negativ-Darstellung abgebildet, was die Laserstrahlen an der Stelle abschwächen wird. Bei farbigen LCD-s werden z. B. die Negative der roten Leuchten, als dunkle Türkis-Farbe dargestellt, was die Laserstrahlen an der Stelle (zumindest die roten) mehr oder weniger absorbiert und somit diese mit weniger Intensität auf die Augen beim vorausfahrenden Fahrzeug-Führers über seinen Rückspiegel ankommen lässt.

Das kleine Display vor dem Laserstrahler/Laserdiode, das als Lichtmaske dient, kann ein beliebiger Bildschirm sein. Wichtig ist es, dass er die Lichtstrahlen/Laserstrahlen durchlässt aber diese dort verhindert, wenn eine Maske aufgebaut und die dementsprechende Stelle als dunkel oder schwarz markiert wird. Der Bildschirm kann über organische oder anorganische Materialen verfügen. Er kann auch als Bildschirm oder Masken-Scheibe mit Magnet-Elementen und einem Elektromagneten-Gitter konzipiert werden.

In der 13 ist ein solcher Bildschirm/Lichtmaske mit Magnet-Elemente in Form von kleinen Platten dargestellt worden. Der Bildschirm hier ist vielmehr eine Licht-Masken-Vorrichtung, weil seine Lichtdurchlässigkeits-Eigenschaften steuerbar sind. Hier werden kleine, drehbare Platten 56 als Lichtablenkungselemente in eine durchsichtige Scheibe eingebaut. Mit einem Gitter 57 aus Elektromagneten 60 und eine Vielzahl von kleinen Platten/Plättchen 56, die magnetisch sein können oder mit einem Magneten 90 ausgestattet werden, die sich in dem „Bildschirm” bzw. vielmehr in einer durchsichtigen Scheibe 77, schnell drehen können, ausgestattet, kann auch ein solcher „Bildschirm” (Lichtmasken-Scheibe) für die Laserstrahlen-Intensität-Steuerung verwendet werden. Dort können diese kleinen Platten in je eine kleine Kammer (Zelle) 58 mit oder ohne Flüssigkeit angebracht werden und dort durch Elektromagneten 60 sich orientieren. Eine oder zwei Elektromagneten oder Dauermagneten 59 am Rand der Scheibe 77 können eine Nullstellung- oder Standard-Position für alle kleinen Platten ermöglichen. Das wäre z. B. eine Stellung, wo alle Plättchen so gerichtet sind, dass diese die Lichtstrahlen komplett durchlassen. Somit wäre der Bildschirm durchsichtig. Die Durchsichtigkeitsgrad erreicht dabei leider nicht die 100% Werte, weil immer noch das Elektromagneten-Gitter und die Plättchen im Weg stehen, allerdings dadurch, dass die Plättchen so angeordnet werden, dass diese nur deren sehr schmalen Seite im Weg stellen, wird nur wenig Licht zurückgehalten. Weil hier die Polarisationsfilter komplett fehlen, wird das Licht nahezu ungehindert durch die Scheiben passieren. Je nach Stärke der kleinen Platten, gehen zwischen 1 und 5% des Lichts verloren, was aber auch nicht viel ist. Die Stärke der Platten beeinflusst das durchdringende Licht direkt, wenn die Platten so gedreht werden, dass sie offen sind. Nur die sehr schmale Seite der Platten steht dann dem Licht im Weg. Je dünner die Platten sind, desto kleiner ist diese Randfläche und damit desto weniger diese dem Licht im Weg steht. Diese Offen-Position wird durch kleine Elektromagneten 60 am Gitter 57 für jede der kleinen Platten einzeln wirkend geändert. Das Gitter und die Elektromagneten können aus einem durchsichtigen Material hergestellt werden. Die kleinen Platten 56 können durch Chemische- oder Licht-Ätz-Verfahren hergestellt werden und können sehr klein sein und dadurch eine sehr hohe Pixeldichte für den Bildschirm ermöglichen. Bei der Herstellung können zwei Glas- oder Kunststoff-Scheiben zusammengeklebt/geschweißt werden oder mit Guss-Verfahren auf die angeordnete Elemente auf der ersten Scheibe, die zweite Schicht eingegossen werden. Weil die kleine Platten in kleine Mikromulden (Mikrozellen) 61 stecken, ist auch Luft drin vorhanden. Durch Guss-Verfahren werden diese eingeschlossen. Drin befinden sich die kleinen Platten 56, die zwischen den Scheiben eingefangen sind. Diese stecken in jeweils kleine Blasen (Mikrozellen) 58/61, in der sie sich drehen können. Statt mit Luft, können die Blasen auch mit einer Flüssigkeit befüllt werden. Die Lichtabschottung ist dadurch sehr hoch, wenn alle kleinen Platten so gedreht werden, dass sie alle eine oder mehrere flachen Ebenen darstellen. In diesem Zustand kommt kein Licht mehr durch. Sobald aber einzelne Elektromagneten aktiviert werden und ein Drehung der jeweiligen kleinen Platten bewirken, an den Stellen, wo die einzelne Platten sich drehen und die sehr schmale Seite den Lichtstrahlen „zeigen”, kommt das Licht an der Stelle durch.

Je weiter sich die Platte dreht, desto mehr Licht kommt durch die Zelle durch. Die Drehung erfolgt berührungslos durch das Elektromagnet-Feld des dazu zugeordneten Elektromagneten 60. Die beiden Dauermagneten (oder auch Elektromagneten) 59 am Rand der Scheibe richten alle Platten in eine Null-Position ein. Dieser Zustand kann vom Hersteller so gewählt werden, dass entweder die Platten alle komplett geschlossen oder komplett offen sind. Sobald die jeweiligen Elektromagneten für die einzelnen Platten aktiviert werden, abhängig von der Feldstärke, werden die Magnetfeldkräfte der Null-Position Magneten überwunden und die Platten fangen an sich zu drehen. Die Drehung erfolgt durch einen kleinen Dauermagneten 90, der mittig mit der Platte 56 gekoppelt ist, oder eines Magnet-Bereichs, der sich mittig auf der Platte bzw. auf der Drehachse der Platte sich befindet. Der wird durch das Magnetfeld der Spule oder des Elektromagnets neu gerichtet.

Die Platten können schwarz oder verspiegelt sein. Durch die Verspiegelnde-Beschichtung kann das Licht, dass sie im geschlossenem Zustand trifft, zurückgeworfen werden und dann in eine anderer Richtung abgelenkt werden, sodass die Lichtausbeute für die beleuchtete Bereiche verstärkt werden. Eine solche magnetische Licht-Maske funktioniert sehr zuverlässig und absorbiert nur wenig Licht, beim Durchqueren der Scheiben, auch aus dem Grund, weil keine Polarisation-Filter angebracht werden müssen.

Diese Vorrichtung mit den beweglichen/drehbaren Platten, die per Magnetfeld bewegbar/schwenkbar sind, sieht zwar anfangs ähnlich wie di schon auf dem Markt befindlichen Matrix-Anzeigen, die mit bistabilen Anzeigeelementen, auch Flip-Dot genannt, funktionieren, ist allerdings nicht ähnlich gebaut. Ein herkömmliches Bistabiles Anzeigeelement ist ein elektromagnetisch-mechanisches Bauteil, das über eine Kipp- oder Drehvorrichtung, je nach Ansteuerung eine von zwei unterschiedlich gefärbten Seiten eines kleinen Plättchens zeigt. Bistabile Anzeigeelemente werden meistens zu Matrixanzeigen zusammengebaut und kommen in Anzeigetafeln wie z. B. in öffentlichen Verkehrsmitteln, wie Trambahn oder Bussen, Eisenbahnfahrzeugen sowie in Bahnhöfen und Flughäfen zum Einsatz. Sie verbrauchen nur dann Strom, wenn das Angezeigte sich ändern soll. Die Elemente, die hier in der Erfindung verwendet werden, sind keine einfache Bistabile Elemente, die nur zwei Positionen erreichen, sondern diese können unendliche viele Positionen erreichen, die von der Magnetfeldstärke der Elektromagneten abhängig sind. Je nachdem wie stark das Magnetfeld der jeweiligen Elektromagneten, die denkleinen Platten/Drehplatten zugeordnet sind, desto grösser die Schwenkung der Platten ist. Zudem sind diese so eingebaut, dass sie den Lichtdurchfluss steuern können.

Die kleinen Platten 56 können in durchsichtigen Zylindern 62 drin eingebaut werden, die wiederum in eine Luftblase oder in eine Flüssigkeit 63 schwimmend oder freidrehend angebracht sind. Die Plättchen sind in den Zylindern 62 so eingebaut, dass diese in die Längsachsen der Zylinder angeordnet sind und so aussehen, als ob die Platte den Zylinder in seine Längsachse in zwei Halbzylindern teilt (14). Dadurch, dass die Kammer, in der die Zylinder sich befinden und dort drehen können, mit einer Flüssigkeit befüllt ist, treten keine Lichtbrechungen auf und die Lichtstrahlen können die Scheiben nahezu unbeeinflusst durchqueren. Das Licht wird ja perpendikular auf die Scheibe einfallen und auch so austreten.

Egal welche Bildschirm-Ausführung auch immer, er soll Lichtdurchlässig sein bzw. die Lichtdurchlässigkeit soll durch seine Inhalt-Darstellung beeinflusst werden. Vorzugsweise kann man LCD-s verwenden.

15 zeigt eine Variante mit Laserlicht-Zoom-Funktion bei der, die Methode mit nur einem Laserstrahler 14 und einem Konverter 2 verwendet wird. Hier ist die Laserlicht-Zoom-Funktion einfacher ausgeführt, weil in dem Fall nur eine Lichtquelle vorhanden ist und daher nur eine Linse 40 oder Linsen-System verwendet wird.

Je höher die Bildschirm-Auflösung, desto präziser die Laserlicht-Steuerung ist. Selbstverständlich dass noch Rest-Laserlicht hindurchkommt, trotz der dunklen Punkte auf dem Bildschirm/LCD, ist aber nicht mehr so intensiv leuchtend und teilweise auch zerstreut. Das LCD kann mit Polarisations-Beschichtung ausgestattet werden.

Die Variante mit dem kleinen LCD vor den Laserdioden funktioniert so gut, weil die Laserstrahlen sehr Präzise gebündelt werden können. Es gibt seit kurzem auch Weiß-Licht-Laserstrahler 8, die Laserstrahlen nicht mehr monochromatisch sondern vielmehr als weißes Licht abgeben (sogenannte RGB-Laserstrahler oder Weiße-Laser). Durch die Verwendung von einer Laserlichtquelle, die ein Weißes-Laser-Licht erzeugt, vereinfacht sich deutlich die Methode mit dem LCD, als Laserlicht-Maske für die Strahlungsintensität Regulierung.

Bei der Verwendung von mehreren Laserdioden stellt das auch keine Probleme dar, weil deren Lichtaustrittspunkte sehr klein sind. Man kann auch drei Laserdioden in einem einzigen Gehäuse 4 integrieren und das Licht drin schon zusammenführen (z. B. durch den Einsatz von kleinen Spiegel-Elementen oder Lichtleitern). Bei Verwendung von mehreren Laserdioden 3, die nicht in einem Punktstrahl zusammengeführt werden, kann der kleine Bildschirm drei gleiche Bildmotiv-Inhalte vor jeden der Laserdioden erstellen, sodass alle drei Laserstrahlen davon beeinflusst werden, oder es werden einfach drei kleine LCD-s eingebaut (16). Es besteht jedoch die Möglichkeit alle drei Laserstrahlen in einem kurzen Lichtleiter 64 einzufangen, indem alle drei Laserstrahlen an einem Lichteingang des Lichtleiters gerichtet werden und am Lichtaustritt eine Linse 40 oder ein Linsen-System zu platzieren, das dann diese Laserstrahlen wieder zu einen einzigen Strahl bündelt (17). Der Lichtleiter kann auch so gebaut werden, dass er drei oder vier Zweige 65 hat (für jeden Laserstrahler einen Zweig zugeordnet), an deren Enden jeweils die Laserlichtstrahlen aus den Laserstrahlern (z. B. Laserdioden) eindringen und dann in einem einzigen Lichtleiter (Ähnlich wie Baumzweige, die zu einem Baumstamm zusammen verlaufen) zusammengeführt werden. Die Lichtleiter können leicht konusartig gebaut werden, sodass je näher am Lichtleiter-Treffpunkt kommt, eine Verjüngung des jeweiligen Lichtleiter-Zweiges stattfindet. Die Lichtaustritts-Stelle 66 des Stamm-Lichtleiters 67 gibt alle drei oder vier Laserstrahlen ab, die aber alle miteinander vermischt sind und insgesamt ein weiße Licht erzeugen. Weil die Laserstrahlen dann in alle Richtungen aus dem Austrittspunkt des Stamm-Lichtleiters 67 austreten, soll dort eine Linse 40 oder ein Linsen-System platziert werden. An der Verbindungs-Stelle 68, wo die Lichtleiter-Zweige zum Lichtleiter-Stamm 67 verlaufen, kann man außen an die Lichtleiterwand eine lichtreflektierende Beschichtung 69 einbauen, um den unkontrollierten, seitlichen Austritt der Laserstrahlen dort zu verhindern (17). Ein kleiner Lichtleiter mit drei oder vier Zweigen kann auch sehr klein gebaut, in ein einziges Laserdioden-Gehäuse, indem drei oder vier Laserdioden für das RGB-Licht (oder zusätzlich noch Gelb-Laserlicht-Diode) eingebaut sind, integriert werden. Somit wäre ein kleines, kompaktes Gehäuse machbar, aus der ein einziger Laserlichtstrahl 44 herauskommt, das wie weißes Licht aussieht. Bei der Verwendung von nur einer Laserlichtquelle, die über einem Konverter 2 in weißes Licht umgewandelt wird, kann direkt in dem Lichtleiter der Konverter eingebaut werden, der dann das weiß erzeugte Licht zum Lichtaustrittstelle weiterleitet und über Linsen oder andere Optik in einem gebündelten Lichtstrahl abgegeben wird. Ähnliche Ergebnisse können auch mit Spiegel- oder Prisma-Ablenk-Systeme erreicht werden. Der Aufbau der Spiegel-, oder Prisma-Systeme ist zwar ein wenig komplizierter, allerdings funktioniert genauso gut.

Bei der Verwendung von Konvertern, wobei nur ein Laserstrahler 14 verwendet wird (z. B. ein blauer Laserstrahler/Laserdiode oder UV-Laser, oder sogar IR-Laser), kann die LCD-Variante voll auf dem Laserlichtstrahl ansprechen. Hier wird der Bildschirm 49 direkt vor dem Lichtrahlausgang oder nach einer Sammel-Linse 40 hinter dem Konverter platziert. Bei OLED-s, oder LED-s, die eine zwar nicht wie bei Laserstrahlern, aber dennoch eine gute Lichtausbeute haben, kann ebenso ein kleines LCD direkt im Lichtstrahl eingebaut werden, der die Helligkeit der Beleuchtung, automatisch und blitzschnell, angepasst an das zu fotografierendes Ziel oder Bildmotiv in Echtzeit regelt.

Auch die 18 stellt eine Ausführung der Laserlicht-Zoom-Funktion dar. Die Laserdioden (oder die LED-s) sind zusätzlich mit einem Fokuseinstellungs-System gekoppelt (18). Es handelt sich nicht um die Fokus-Einstellung der Kamera, sondern um eine Fokus-Einstellung der abgegebenen Lichtstrahlen auf die Fahrbahn. Damit werden die aus den Laserdioden austretenden Laserstrahlen mehr oder weniger gebündelt auf die Fahrbahn abgegeben. Je nachdem, wie schnell das Fahrzeug fährt oder ein Objekt vor dem Fahrzeug sich befindet, kann über die Fokus-Einstellung der Laserstrahlen, die Lichtdichte angepasst werden. Das Fokus-Einstellungs-System für das Licht der Laserdioden (oder LEDs) besteht z. B. aus je einer Linse 40 (kumulative, Sammellinse/Konvexlinse oder bei stark gebündelten Laserstrahl eine Konkavlinse) oder einem Linsen-System, das unmittelbar vor der Laserdioden 3 eingebaut ist und das berührungslos über elektrische Antriebselemente, z. B. Elektromagnetspulen 41 und Dauermagneten 42 in der optischen Achse 43 entlang der Laserstrahlen 44 verschoben werden kann. Die Laserdiode kann in ein kleines Gehäuse 9 eingebaut werden, mit dem das Laserlicht-Zoom-System gekoppelt wird. Durch die Verschiebung der Linse oder Linsen wird der Lichtstrahl der Laserdioden breiter oder enger gemacht. Wenn der Lichtstrahl stärker gebündelt wird, dann ist die Leuchtweite sehr groß und man kann auch weit entfernte Ziele beleuchten. Eine Steuerung 45 kann die Elektromagnetspule 41 für das Linsen-Fokus-System steuern.

Die Verwendung von berührungslosem Elektromagnet-Antrieb mit der Magnetfeld-Wechselwirkung für die Verschiebung der Linse (oder mehrere Linsen oder Linsen-Systems) hat mehrere Vorteile:

  • – es sind keine Verschleißteile vorhanden, also es ist eine langlebige, wartungsfreie Lösung,
  • – die Ansprechzeit bzw. Reaktion ist extrem schnell und kann innerhalb von Mikrosekunden ausgeführt werden,
  • – sehr präzise, dynamische, lautlose Ausführung.

Die Linsen 40 sind beweglich auf der optischen Achse 43 eingebaut und z. B. durch eine flexible ringförmige Membran 46 oder gefalteten Gummi-Ring 47 (oder ein Textil-Ring), am Linsen-Rand 48, oder aus einem anderen Material z. B. wie bei Lautsprecher-Spulen gebaut, gut dynamisch am Rand fixiert. Das Linsen-System muss nicht nur aus Kumulativen Linsen bestehen. Es können auch andere Linsenarten eingebaut werden, wie z. B. zylindrische Linsen, konvexe Linsen, oder Linsen mit spezieller Form, wie eine Art Kombination von Konvex und Konkav in gleichen oder unterschiedlichen Bereichen. Die Linsen können, umgekehrt, auch mit einer Elektromagnet-Spule am Rand ausgestattet werden, die dann mit Hilfe von Elektromagnet-Spulen außen, oder Dauermagneten, die Bewegung der Linsen bewirken. Die Bewegung der Linsen funktioniert wie bei einer Lautsprecher-Membrane. Einfacher ist allerdings einen ringförmigen Dauermagneten 42 an den Linsen-Rand 48 einzubauen, der ebenso mit der ringförmigen Membrane gekoppelt ist, der dann von einer statisch angebrachten Elektromagnet-Spule 41 angezogen oder abgestoßen wird, je nachdem wie die Spule gepolt wird. Auch zwei Elektromagnetspulen, wobei eine an der Linsenrand und die andere statisch an eine Halterung eingebaut ist, können verwendet werden. In dem Fall sobald die Elektromagnet-Spulen Magnetfelder erzeugen, die einander abstoßen, wird die Linse in der optischen Achse nach vorne verschoben. Je stärker das Feld ist, desto weiter wird die Linse bewegen. Eine Umpolung der Elektromagnet-Spule bewirkt die Bewegung der Linse in die entgegengesetzte Richtung. Die flexible Verbindungs-Membrane 46, die am Rand der Linse angebracht ist und die Linse mit dem statischen Teil des Scheinwerfers dynamisch fixiert, leistet eine kleine Rückfedernde-Kraft, die der Elektromagnet-Spule entgegenwirkt. Sobald das Magnetfeld der Spulen schwächer wird, kehrt die Linse wieder in Ursprungs-Position zurück. Die Elektromagnetfeld-Stärke bestimmt die Bewegungsweite der Linse in der optischen Achse 43 und somit die Laserstrahl-Fokussierung. Die Linse wird durch die Membrane perfekt in Position gehalten. So funktionieren auch die Lautsprecher-Spulen-Membranen: sie halten die Spule perfekt in Position, erlauben aber dass diese in Schwingachse zu bewegen (analog hier bei der Linse ist das die optische Achse 43). Die Bewegung in der optischen Achse bewirkt dass der Laserstrahl 44 mehr oder weniger gebündelt wird. Je stärker er gebündelt wird, desto grösser ist die effektive, sichtbare Reichweite des Laser-Licht-Strahls (18). Selbstverständlich wird bei größeren Entfernungen und starke Fokussierung das beleuchtete Feld kleiner.

Der Elektromagnetische Antrieb für die Bewegung der Linse vor dem Laserstrahler ist ziemlich einfach zu realisieren und kann mit relativ wenig Strom und niedrigen Spannung arbeiten, was bei Einbau in einem Akku-Betriebenem Fahrzeug dem Akku des Fahrzeugs zugutekommt. Das System kann auch in kleinen ferngesteuerten Fahrzeugen eingebaut werden, sowie auch z. B. in Drohnen oder Roboter. Durch eine Steuerung 45, wird die Linse 40 bei weitem Fahrbahnbeleuchtung so verschoben, dass das Licht aus der Laserdiode 3 gebündelt herauskommt. Die Verschiebung in der optischen Achse 43 ist nur minimal. Je nachdem wie die Linse und die Laserdiode konzipiert sind, reicht es ein paar mm oder weniger die Linse hin und her zu schwenken, um einen relativ großen Unterschied an Laserstrahlen-Fokussierung zu erzielen. Auch eine Kombination von mehreren Linsen kann problemlos realisiert werden. Eine Interaktive-Signal-Kopplung mit der Kamera-Vorrichtung und/oder Zoomfunktion der Kamera ist dabei vorteilhaft, weil dadurch die Entfernung zu dem Objekt auf der Fahrbahn leichter ermittelt und automatisch eine Lichtfokussierung bewirkt werden kann. Trotzdem kann das Beleuchtungs-System auch eine eigene Entfernungsmesser, der Laserbasiert oder auf andere Erfassungsmethoden funktioniert, aufweisen. Ebenso eine Kopplung mit einem Radargerät des Fahrzeugs wäre denkbar.

Die Lichtmasken-Vorrichtung für das sichtbare Licht, kann auch bei IR-Aufnahmen verwendet werden, bzw. zusätzlich über IR-Aufnahme-Kamera gesteuert werden. Viele Fahrzeuge besitzen ein IR-Aufnahme-Gerät (IR-Kamera) 70, der die Nachtfahrten sicherer macht. Die Kamera, die die IR-Aufnahmen macht, kann ebenso mit der Masken-Steuerung über dem Bildschirm/das LCD vor den Leucht-Elementen gekoppelt werden. Als hell bei IR-Aufnahme erscheinen z. B. der Kopf eines Menschen und insbesondere seine Augen. Der Bereich wird in Bildschirm-/LCD-Negativ-Darstellung als dunkel dargestellt. Weil der Bildschirm/das LCD den Laserstrahlen im Weg steht und so positioniert ist, dass der Laser-Strahlrichtung tatsächlich die auf dem LCD abgebildeten Bild-Elemente auch in der echten Umgebung genau an der gleichen Stelle trifft (durch den Bildschirm/das LCD), werden die Laserstrahlen in Echtzeit durch den Bildschirm/das LCD, das auch Video-Bilddarstellungen in Echtzeit erzeugt, beeinflusst, und deren Intensität automatisch durch die Rückkopplung geregelt. Die Aufnahmen aus der Kamera können direkt oder über eine Steuerung mit den LCD vor dem Laserstrahler gekoppelt werden, wobei die IR-Kamera-Bilderfassung in negativ, bzw. Farbumkehr dargestellt wird und somit alle hellen Stellen, die die Kamera als solcher erfasst hat, dunkler dargestellt werden und somit die Laserstrahlen an den Stellen mehr oder weniger abschwächen. Praktisch hier steuert die IR-Kamera, die Lichtintensität und die beleuchteten Bereiche der Scheinwerfer, die sichtbares Licht abgeben (19). Man kann aber auch in speziellen Fällen das LCD mit einer Technik auszustatten, die die IR-Laserstrahlen-Intensität, die aus einer IR-Laserdiode kommt, beeinflusst, ist aber nicht unbedingt erforderlich.

Für das Erfassen von Fußgängern oder Tieren, kann anstatt oder zusätzlich zu der IR-Laserdiode auch eine herkömmliche LED, OLED oder sogar IR-LED benutzt werden (19), die vielmehr wie ein Abtastlicht agiert. Die IR-Aufnahmen werden simultan auf der Bildschirm-Maske vor dem Lichtmittel als Negativ-Image-Darstellung abgebildet und somit die „hellen” Stellen schwächer beleuchten. Damit wäre das Blenden von Personen weitgehend schwächer, weil die Laserstrahlen kaum in den Augen der Personen gelangen. In dem Fall müsste die IR-Leuchtdiode nicht unbedingt genau an derselben Position sich befinden, wie die Laserdioden, weil das zurückgeworfene Licht vom Bildsensoren egal wie die IR-LED angeordnet ist, gleich empfangen wird und dann sofort als negatives Bildmotiv auf dem kleinen LCD vor den Sichtbares-Laserstrahl-Emittierenden Laserdioden dargestellt. Der LCD verhindert, dass die Laserstrahlen die Augen der Personen treffen, weil genau dort jeweils ein schwarzer Punkt als Maske vor den Laserstrahlen erzeugt wird, dass die Augen der Personen vor Laserlicht schützt. Die Punktdarstellung und deren Größe sind so präzise, dass wirklich nur der Kopfbereich, bei hohe Auflösung sogar nur die Pupillen der Augen geschützt werden können. Je höher die LCD-Schirm-Auflösung, desto besser und präziser die Laserlicht-Steuerung ist. Selbstverständlich dass noch Rest-Laserlicht hindurchkommt, trotz der dunklen Punkte auf dem LCD, ist aber nicht mehr so intensiv leuchtend und teilweise auch zerstreut. Das LCD ist mit Polarisations-Beschichtung ausgestattet und daher ein Laserlichtanteil auch so nicht durchdringen kann. Allerdings wenn man polarisiertes Laserlicht verwendet, dann kann man zumindest eine der Polarisationsfiltern für die LCD-Scheibe sparen.

Für optimale Ergebnisse soll jeweils eine Kamera für jeden Scheinwerfer im Fahrzeug eingebaut werden. Die Kamera kann direkt in dem Scheinwerfer eingebaut werden oder in unmittelbarer Nähe sich befinden.

Der Bildschirm/das LCD, der die Lichtintensität steuert, kann in die Scheinwerfer-Schutzscheibe 55 (22) eingebaut werden oder direkt vor der Lichtquelle in dem Scheinwerfer 1 drin. Direkt vor der Lichtquelle eingebaut, kann der Bildschirm durch die Lichtstrahlen oder Laserstrahlen erhitzt werden, daher sollte bei Möglichkeit auch gekühlt werden. Ob die Kühlung passiv oder aktiv erfolgt, ist dabei nicht von Relevanz. Für eine aktive Kühlung sind Peltierelemente oder andere Halbleiter gut geeignet. Es gibt allerdings neuere Polarisationsfilter, die über ein lineares Aluminiumgitter verfügen. Diese reflektieren den überwiegenden Anteil des Lichtes, dessen Polarisationsebene nicht dem des Filters entspricht und daher findet eine Erwärmung kaum noch statt.

Eine Variante, die in der 20 abgebildet ist, weist einen weiteren Bildschirm 71 auf, der z. B. ein LCD ist, der direkt vor dem Bildsensor bzw. vor dem Optik-System der Kamera eingebaut ist. Auch das LCD hier ist lichtdurchlässig, wenn kein Inhalt dargestellt wird. Sobald eine Bild-/Videoaufnahme oder Vorabtastung erfolgt, wird der aufgenommene Bild-Inhalt als positives Image dargestellt und der aufgenommene Inhalt als Maske für die Lichtintensität-Regulierung der Leuchtmittel über den LCD vor denen verwendet. Der Bildschirm hier wird wie ein Lichtfilter mit teils Maskenfunktion für den Bildsensor verwendet.

Der ganze Vorgang mit der Lichtintensität-Regulierung geschieht blitzschnell und regelt sich selbst automatisch. Man muss das so vorstellen:
Ein Frame-Bild wird in der ersten Millisekunde aufgenommen, dass auf dem LCD 71 vor dem Bildsensoren 72 in Positiv-Image (also nicht farbumgekehrt) dargestellt wird. Das aktivierte LCD 71 erstellt praktisch eine Lichtmaske direkt vor der Optik des Bildsensors 72 der Kamera, weil es sich in der optischen Achse 73 des Bildsensors sich befindet und die laufend aufzunehmende Umgebung oder ein Objekt, das sich vor dem Fahrzeug befindet, darstellt. Sobald die LCD-Darstellung stattfindet (das würde wiederum ein paar Millisekunden dauern), wird der Bildsensor wieder aktiviert und einen zweiten Bild-Frame aufnehmen, das Licht aus der zu fotografierenden Ziels aber diesmal nicht ungehindert sondern durch den aktivierten LCD hindurch muss. Weil aber das LCD 71 ein Bild schon darstellt und das in Positiv, wird das Einfluss auf die Lichtintensität des auf dem Bildsensoren einfallendes Licht haben. Die hellen Bereiche werden diesmal weitgehend noch heller erscheinen und die dunklen noch dunklerer. Das aufgenommene Bild-Frame wird dann sofort an dem Bildschirm/LCD 49 vor den Lichtelementen/Laserstrahler 14 weitergeleitet und dort aber als negativ Image dargestellt. Der gleiche Vorgang wird stets wiederholt und aktualisiert, um Frame für Frame ein Video simultan mit dem Aufnahme-Vorgang laufen zu lassen. Die Wirkung dieser Methode ist nicht mit einer Kontrast-Abschwächung zu vergleichen, die über eine herkömmliche Kamera-Funktion bewerkstelligt werden kann. Die Bild-Informationen werden hier komplett erfasst und nicht durch Software beeinflusst. Bei dieser Licht-Maskierung über LCD-s werden tatsächlich hochwertige Aufnahmen von Fahrbahn oder Umgebungen erzeugt, die mit herkömmlicher Kamera so nicht zu erzielen wären, die simultan für die Steuerung des zweiten Bildschirms vor dem Lichtelementen verwendet werden, wodurch die Lichtintensität an verschiedene Bereichen blitzschnell angepasst wird, was eine blendfreie Autofahren ermöglicht.

Die Bildschirme, egal ob diese vor dem Bildsensoren oder vor den Leuchtelementen eingebaut sind, sollen alle durch Elektronik beliebig einstellbar sein, wie z. B. deren Licht-Durchlässigkeit, Kontrast, Gamma-Farbeinstellungen, die Bilddarstellungs-Größe, Auflösung, etc. wie üblich bei Bildschirmen auch ist. Sogar die Negative oder Positive Image Darstellung, sollte änderbar und einstellbar sein.

Die 21 zeigt eine Variante, wobei zusätzlich eine Röntgen-Laserdiode 74 oder eine Gamma-Laserdiode 75 in dem Scheinwerfer eingebaut ist. Dadurch wäre man in der Lage auch Tiere, die hinter einem Hindernis am Fahrbahnrand stehen, ausfindig zu machen.

Bei der Verwendung von mehreren Laserstrahlern, bzw. Laserdioden, die Laserlicht in Farben abgeben, kann man die Strom-Intensität der einzelnen Laserdioden steuern und somit auch deren Laserstrahlen-Intensität beeinflussen. Dadurch kann man erreichen, dass z. B. eine der Farben oder Farbenkombination intensiver wirkt. Z. B. erhöht man die Spannung bzw. die Strom-Intensität für die blaue Laserdiode, wird diese heller strahlen, als die anderen und somit der blaue Laserlicht-Anteil dominieren. Ebenso bei Roten oder grünen oder gelben Laserdiode. Damit kann man sehr schnell an Umgebungs-Lichtverhältnissen die Scheinwerferstrahlen anpassen. Die UV-, gelbe oder grüne Laserlicht-Dominanz kann z. B. bei Nebel oder starkem Regen vorteilhaft wirken.

Anstatt von LCD-s können verschiedene andere Bildschirmarten verwendet werden. Z. B. OLED-s, Ferroelektrische Flüssigkristallanzeige (Ferroelectric Liquid Crystal Display – FLCD) oder andere Bildschirme, die sogar auch eine eigene Beleuchtung besitzen, können dafür konzipiert werden. Insbesondere für die Varianten, wobei ein Bildschirm zusätzlich vor dem Bildsensor eingebaut ist, können solche Bildschirme interessant sein. Wichtig ist dabei, dass diese Bildschirme zumindest teilweise das Licht durchlassen können. Ein OLED-Schirm ist in der Regel nicht lichtdurchlässig. Allerdings diese teilweise durchsichtig hinzu bekommen, können bei der Herstellung absichtlich Raster zwischen den Leuchtpunkten/Lichtpixeln hinzugefügt werden, sodass der Raum dazwischen leer, bzw. durchsichtig ist. In dem Fall wäre die Pixeldichte kleiner, aber der Bildschirm wäre auch teilweise durchsichtig. Je grösser die Raster zwischen den einzelnen Lichtpunkten, desto höher wäre die Lichtdurchlässigkeit des Bildschirms.

Es gibt auch eine Möglichkeit eine Art Flüssigkeit-/Quecksilber-Licht-Maske (Quecksilber-Bildschirm) einzubauen, die eine kleine Quecksilber-Menge oder eine Lichtundurchlässige Flüssigkeit aufweist, die zwischen zwei Scheiben 77 eingefangen ist und durch ein kleines Pumpsystem von einer Auswerteinheit 78 gesteuert, mehr oder weniger den Zwischenraum, der in kleinen Zellen aufgeteilt ist, befüllt (23 und 24). Es können dort zwischen den beiden zusammengeklebten oder geschweißten Scheiben 77 kleine Zellen 79 eingebaut, die mit feinen Kanälen 80 mit einer Pumpe 81 gekoppelt sind. Feine Elektroventile 82 können jeweils die Kanäle, gesteuert von der Auswerteinheit 78 öffnen oder schließen, wobei die Zellen mehr oder weniger mit Quecksilber 83 gefüllt werden und dadurch bestimmte Bereiche lichtundurchlässig werden. Je mehr Zellen 79 vorhanden sind, desto feiner ist die Auflösung der Lichtmaske. Falls nur ein Bereich maskiert werden soll, dann werden nur die dort befindlichen Zellen mit Quecksilber gefüllt. Die Elektroventile bestehen eigentlich nur aus kleinen Kügelchen 84 aus Eisen oder einer Legierung, die ferromagnetische oder magnetische Eigenschaften aufweist und jeweils einer Elektromagnetspule 85, die die Kügelchen ein wenig bewegt. Die kleine Kugel/Kügelchen befindet sich in dem Rohrkanal in einer etwas breiteren Stelle 71 und wird durch die Elektromagnetkraft bei aktivierter Spule in eine Richtung bewegt, wobei das Rohr verstopft wird. Das Kügelchen kann auch ein Dauermagnet sein und mit einem Loch 86 in der Mitte versehen. Durch das Magnetfeld von außen, bzw. der Spule 85, die an diese breiteren Stelle 87 integriert ist, wird die kleine Kugel 84 gedreht, wobei das Loch 86 in der Mitte so angeordnet werden dass diese zum Rohrkanal – für das Öffnen des Kanals bzw. Durchfluss-Stellung oder um 90° gedreht – für das Zuschließen des Rohrs. Die Pumpe 81 pumpt das Quecksilber direkt oder aus einem Vorratsbehälter in die Zellen 79 ein und füllt diese auf. Je nachdem welche der Elektroventile offen sind, werden die Zellen selektiert befüllt. Die Entleerung erfolgt durch die Erzeugung einer Saugkraft aus der Pumpe oder alleine durch die Schwerkraft. Selbstverständlich herrscht in den Zellen und der Pumpe ein Unterdruck, der aber nicht unbedingt ein Vakuum sein muss. Die Zellen sind flach und wie kleine Plättchen konzipiert. Auf diese Weise kann auch eine sehr gute Lichtmaske konstruiert werden. Vor allem wird diese Lichtmaske kaum warm, wenn sie auch langfristig mit intensivem Licht/Laserlicht bestrahlt wird (23 und 24). Die Herstellung von beiden Scheiben, die dann zusammengeklebt oder geschweißt werden, ist relativ einfach. Solange sie noch weich sind, können diese mit einer Stempel-Maschine oder Luftdruck-Maschine mit feinen Düsen so bearbeitet werden, dass die Form der Zellen und der Kanäle eingestempelt wird. Das Gegenstück ebenso. Durch Zusammenkleben oder Schweißen entstehen dann die vollständigen Kanäle und Zellen drin. Selbstverständlich legt man vorher die kleinen Kugeln und die dazugehörigen Spulen drin. Selbstverständlich muss nicht unbedingt Quecksilber für das Befüllen der Zellen verwendet werden. Es kann auch eine andere Flüssigkeit, wie z. B. schwarze Tinte oder eine ähnliche Flüssigkeit, die in der Lage ist, für das Licht eine Barriere zu bilden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • EP 2548768 A2 [0004]
  • EP 20120004403 [0004]
  • DE 102007049309 A1 [0005]
  • DE 102011077636 A1 [0008, 0010, 0014]
  • DE 102014009592 A1 [0009]
  • WO 2008012302 A1 [0012, 0018]
  • DE 102011077132 A1 [0013]
  • EP 20140160768 [0015]
  • EP 2789901 A3 [0015]
  • DE 102009054248 A1 [0016]
  • DE 1193166 [0017]