Title:
Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Multiapertur-Projektionsdisplay (7) mit einem Leuchtmittel (10) zur Beleuchtung einer Vielzahl von Bildsegmenten (11, 11') sowie einem Array aus Projektionslinsen (12, 12'), wobei jeder Projektionslinse (12, 12') ein Bildsegment (11, 11') zugeordnet ist, das mittels der zugehörigen Projektionslinse (12, 12') in eine Projektionsebene (13) projiziert wird, wodurch in der Projektionsebene (13) aus allen projizierten Bildsegmenten (11, 11') eine Lichtverteilung (LV) erzeugt wird. Das Array aus Projektionslinsen (12, 12') umfasst mehrere Teilarrays (14, 14'), wobei ein jeweiliges Teilarray (14, 14') die gleichen Projektionslinsen (12, 12') enthält und sich die Projektionslinsen (12, 12') von unterschiedlichen Teilarrays (14, 14') voneinander unterscheiden, so dass jedes Teilarray (14, 14') einen Flächenbereich (FB, FB') in der Lichtverteilung (LV) generiert und die Größe und/oder Position der generierten Flächenbereiche (FB, FB') zwischen den Teilarrays (14, 14') unterschiedlich ist. embedded image




Inventors:
Gehb, Tina (82008, Unterhaching, DE)
Lewerich, Burkhard (80634, München, DE)
Müller, Martin (07751, Jena, DE)
Riedel, Alf (07743, Jena, DE)
Brill, Florian (07745, Jena, DE)
Drozdzyk, Dominik (Wroclaw, PL)
Application Number:
DE102016221918A
Publication Date:
05/09/2018
Filing Date:
11/09/2016
Assignee:
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, 80809 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102013211877A1N/A2015-01-08
DE102011076083A1N/A2012-11-22
DE102009024894A1N/A2010-12-16



Foreign References:
200801923422008-08-14
EP26743282013-12-18
Claims:
Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend ein Multiapertur-Projektionsdisplay (7) mit einem Leuchtmittel (10) zur Beleuchtung einer Vielzahl von Bildsegmenten (11, 11') sowie einem Array aus Projektionslinsen (12, 12'), wobei jeder Projektionslinse (12, 12') ein Bildsegment (11, 11') zugeordnet ist, das mittels der zugehörigen Projektionslinse (12, 12') in eine Projektionsebene (13) projiziert wird, wodurch in der Projektionsebene (13) aus allen projizierten Bildsegmenten (11, 11') eine Lichtverteilung (LV) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Array aus Projektionslinsen (12, 12') mehrere Teilarrays (14, 14') umfasst, wobei ein jeweiliges Teilarray (14, 14') die gleichen Projektionslinsen (12, 12') enthält und sich die Projektionslinsen (12, 12') von unterschiedlichen Teilarrays (14, 14') voneinander unterscheiden, so dass jedes Teilarray (14, 14') einen Flächenbereich (FB, FB') in der Lichtverteilung (LV) generiert und die Größe und/oder Position der generierten Flächenbereiche (FB, FB') zwischen den Teilarrays (14, 14') unterschiedlich ist.

Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilarrays (14, 14') ein erstes Teilarray (14) umfassen, dessen generierter Flächenbereich (FB) mit der Gesamtfläche der Lichtverteilung (LV) in der Projektionsebene (13) übereinstimmt, sowie ein zweites Teilarray (14'), dessen generierter Flächenbereich (FB') eine Teilfläche der Lichtverteilung (LV) in der Projektionsebene (13) ist.

Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Projektionslinsen (12, 12') des Arrays auf einem vorbestimmten Linsentyp mit vorgegebener Form und Größe beruhen, wobei die Projektionslinsen (12') eines oder mehrerer der Teilarrays (14') jeweils einen Teilbereich des vorbestimmten Linsentyps in dessen Draufsicht darstellen.

Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionslinsen (12) eines der Teilarrays (14) jeweils mit dem vorbestimmten Linsentyp übereinstimmen.

Beleuchtungsvorrichtung Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich des vorbestimmten Linsentyps ein Bereich ist, der von der Fläche des vorbestimmten Linsentyps in dessen Draufsicht mittels einer oder mehrerer Linien abgetrennt ist.

Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, dass die Linien zumindest abschnittsweise gerade und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmt sind.

Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildsegmente (11, 11') jeweils eine Objektstruktur enthalten, welche durch die zugehörige Projektionslinse (12, 12') in die Projektionsebene (13) projiziert wird, wobei die Objektstrukturen der Bildsegmente (11, 11'), die durch die Projektionslinsen (12. 12') des gleichen Teilarrays (14, 14') projiziert werden, derart ausgestaltet sind, dass sie das gleiche Einzelbild in dem entsprechenden Flächenbereich (FB, FB') in der Projektionsebene (13) erzeugen.

Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7 in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Objektstruktur des zweiten Teilarrays (14') einen Ausschnitt aus einer jeweiligen Objektstruktur des ersten Teilarrays (14) derart darstellt, dass im Überlappungsbereich der generierten Flächenbereiche (FB, FB') des ersten und zweiten Teilarrays (14, 14') die Bilder der beiden Teilarrays (14, 14') in der Lichtverteilung (LV) miteinander übereinstimmen.

Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung (LV) auf dem Boden in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs (1) ist.

Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionslinsen (12, 12') der Teilarrays (14, 14') derart ausgestaltet sind, dass in einer schrägen Einbauposition der Umfeldbeleuchtungseinrichtung im Kraftfahrzeug die Lichtstärke der Lichtstrahlung des Multiapertur-Projektionsdisplays (7) in einem ersten Winkelbereich, der auf einen Bereich des Bodens (13) mit größerem Abstand vom Multiapertur-Projektionsdisplay (7) als ein zweiter Winkelbereich fällt, höher ist als die Lichtstärke der Lichtstrahlung des Multiapertur-Projektionsdisplays (7) in dem zweiten Winkelbereich, wobei in der schrägen Einbauposition der Boden (13) gegenüber der Ebene, in der Projektionslinsen (12, 12') angeordnet sind, geneigt ist.

Kraftfahrzeug, umfassend eine oder mehrere Beleuchtungsvorrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Aus dem Stand der Technik sind Multiapertur-Projektionsdisplays bekannt, welche mit einer Vielzahl von optischen Kanälen umfassend entsprechende Projektionslinsen Bildsegmente in eine Projektionsebene abbilden. Ein solches Projektionsdisplay ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2009 024 894 A1 beschrieben.

Die oben genannten Projektionsdisplays werden beispielsweise als Umfeldbeleuchtungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug verwendet. In der Druckschrift DE 10 2013 211 877 A1 ist ein Multiapertur-Projektionsdisplay offenbart, das in dem Türschweller eines Kraftfahrzeugs verbaut ist und eine Lichtverteilung am Boden seitlich neben dem Kraftfahrzeug nach Art eines Lichtteppichs generiert.

In herkömmlichen Multiapertur-Projektionsdisplays wird in jedem optischen Kanal die gleiche Projektionslinse verwendet, wobei jede Projektionslinse das gleiche Einzelbild in der Projektionsebene erzeugt. Die Einzelbilder decken jeweils die gesamte Lichtverteilung in der Projektionsebene ab, so dass die Lichtverteilung eine Überlagerung der Einzelbilder ist. Dies hat den Nachteil, dass bei einer Neigung der Projektionsebene gegenüber den Projektionslinsen keine konstante Helligkeit der Lichtverteilung gewährleistet ist, da die Helligkeit der Lichtverteilung näherungsweise mit der dritten Potenz des Abstands der Flächenbereiche der Projektionsebene zum Projektionsdisplay abnimmt.

Um eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung für schräge Projektionsebenen zu gewährleisten, können bestimmte Bereiche in den einzelnen Bildsegmenten eines Multiapertur-Displays abgeschattet werden, um hierdurch die Helligkeit von näher am Projektionsdisplay liegenden Bereichen in der projizierten Lichtverteilung zu vermindern. Dies führt jedoch zu einem Lichtverlust und damit zu einer schlechten Effizienz des Projektionsdisplays.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Multiapertur-Projektionsdisplay zu schaffen, welches einfach und effizient die Projektion von Licht mit einer vorgegebenen Helligkeitsverteilung in der Projektionsebene ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, die vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, umfasst ein Multiapertur-Projektionsdisplay mit einem Leuchtmittel zur Beleuchtung einer Vielzahl von Bildsegmenten sowie einem Array aus Projektionslinsen, wobei jeder Projektionslinse ein Bildsegment zugeordnet ist, das mittels der zugehörigen Projektionslinse in eine Projektionsebene projiziert wird, wodurch in der Projektionsebene aus allen projizierten Bildsegmenten eine Lichtverteilung erzeugt wird. In einer bevorzugten Variante umfasst das Leuchtmittel eine oder mehrere LEDs, wie z.B. RGB-LEDs, und/oder Laserdioden. Die Projektionslinsen sind vorzugsweise Mikrolinsen, die in Draufsicht eine maximale Ausdehnung von 2000 µm oder weniger aufweisen. Je nach Ausgestaltung kann die Anzahl der Projektionslinsen variieren. Vorzugsweise umfasst das Array zwischen 100 und 400 Projektionslinsen. Vorzugsweise liegen alle Projektionslinsen in einer gemeinsamen Ebene. Die durch das Leuchtmittel beleuchteten Bildsegmente können beispielsweise durch eine Chrommaske oder einen Bildgeber, wie z.B. ein LED-Display, erzeugt werden.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Array aus Projektionslinsen mehrere Teilarrays umfasst, wobei ein jeweiliges Teilarray die gleichen Projektionslinsen enthält und sich die Projektionslinsen von unterschiedlichen Teilarrays derart voneinander unterscheiden, dass jedes Teilarray einen Flächenbereich in der Lichtverteilung generiert und die Größe und/oder die Position der generierten Flächenbereiche zwischen den Teilarrays unterschiedlich ist. Je nach Ausgestaltung können die Flächenbereiche der Teilarrays miteinander überlappen oder disjunkt zueinander sein. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Projektionslinsen kann auf einfache Weise erreicht werden, dass Flächenbereiche in der projizierten Lichtverteilung mit unterschiedlicher Intensität beleuchtet werden, ohne dass es zu Lichtverlusten kommt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die Teilarrays ein erstes Teilarray, dessen generierter Flächenbereich mit der Gesamtfläche der Lichtverteilung in der Projektionsebene übereinstimmt, sowie ein zweites Teilarray, dessen generierter Flächenbereich eine Teilfläche der Lichtverteilung in der Projektionsebene ist. Hierdurch kann dediziert eine bestimmte Teilfläche der Lichtverteilung stärker beleuchtet werden. In einer weiteren Ausführungsform wird durch das erste Teilarray auch nur eine Teilfläche der Lichtverteilung generiert, wobei diese Teilfläche ggf. mit der Teilfläche, die das zweite Teilarray generiert, überlappt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung beruhen alle Projektionslinsen des Arrays auf einem vorbestimmten Linsentyp mit vorgegebener Form und Größe, wobei die Projektionslinsen eines oder mehrerer der Teilarrays jeweils einen Teilbereich des vorbestimmten Linsentyps in dessen Draufsicht darstellen. Hierdurch wird auf eine einfache Weise die Generierung einer scharfen Lichtverteilung in der Projektionsebene erreicht. Vorzugsweise ist ferner eines der Teilarrays derart ausgestaltet, dass die Projektionslinsen dieses Teilarrays jeweils mit dem vorbestimmten Linsentyp übereinstimmen. Dieses Teilarray ist in einer besonders bevorzugten Variante das oben beschriebene erste Teilarray, dessen generierter Flächenbereich mit der Gesamtfläche der Lichtverteilung in der Projektionsebene übereinstimmt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der oben genannte Teilbereich des vorbestimmten Linsentyps ein Bereich, der von der Fläche des vorbestimmten Linsentyps in dessen Draufsicht mittels einer oder mehrerer Linien abgetrennt ist. Die Linien können je nach Ausführungsform zumindest abschnittsweise gerade und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmt sein. Im Falle, dass der vorbestimmte Linsentyp in Draufsicht einen kreisförmigen Rand aufweist, können die Linien z.B. Sehnen des Kreises darstellen.

In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung enthalten die Bildsegmente jeweils eine Objektstruktur, welche durch die zugehörige Projektionslinse in die Projektionsebene projiziert wird. Die Objektstruktur kann beispielsweise durch eine Chrommaske gebildet sein. Die Objektstrukturen der Bildsegmente, die durch die Projektionslinsen des gleichen Teilarrays projiziert werden, sind derart ausgestaltet, dass diese Objektstrukturen das gleiche Einzelbild in dem entsprechenden Flächenbereich in der Projektionsebene erzeugen.

In einer besonders bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform stellt eine jeweilige Objektstruktur des oben beschriebenen zweiten Teilarrays einen Ausschnitt aus einer jeweiligen Objektstruktur des oben beschriebenen ersten Teilarrays derart dar, dass im Überlappungsbereich der generierten Flächenbereiche des ersten und zweiten Teilarrays die Bilder der beiden Teilarrays miteinander übereinstimmen. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Einzelbilder des ersten und zweiten Teilarrays deckungsgleich überlagern.

Je nach Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung verschiedene Funktionen in einem Kraftfahrzeug übernehmen. Zum Beispiel kann die Beleuchtungsvorrichtung in einem Scheinwerfer oder in einer Leuchte des Kraftfahrzeugs integriert sein. In einer besonders bevorzugten Variante ist die Beleuchtungsvorrichtung jedoch eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf dem Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. In diesem Sinne stellt der Boden die Projektionsebene für das Multiapertur-Projektionsdisplay dar.

In einer bevorzugten Variante, in der die Beleuchtungsvorrichtung eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung ist, sind die Projektionslinsen der Teilarrays derart ausgestaltet, dass in einer schrägen Einbauposition der Umfeldbeleuchtungseinrichtung im Kraftfahrzeug die Lichtstärke der Lichtstrahlung des Multiapertur-Projektionsdisplays in einem ersten Winkelbereich, der auf einen Bereich des Bodens mit größerem Abstand vom Multiapertur-Projektionsdisplay als ein zweiter Winkelbereich fällt, höher ist als die Lichtstärke der Lichtstrahlung des Multiapertur-Projektionsdisplays in dem zweiten Winkelbereich. Die schräge Einbauposition zeichnet sich dadurch aus, dass der Boden gegenüber der Ebene, in der die Projektionslinsen angeordnet sind, geneigt ist, d.h. der Boden verläuft nicht senkrecht und nicht parallel zu dieser Ebene. Mit dieser Variante der Erfindung kann einer Abnahme der Helligkeit der Lichtverteilung auf der schrägen Projektionsfläche des Bodens entgegengewirkt werden.

Neben der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, welches eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen bzw. bevorzugter Varianten dieser Beleuchtungsvorrichtungen umfasst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.

Es zeigen:

  • 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Umfeldbeleuchtungseinrichtung;
  • 2 eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug der 1;
  • 3 eine schematische Detailansicht der in 1 gezeigten Umfeldbelechtungseinrichtung;
  • 4 und 5 Draufsichten auf ein Array aus Projektionslinsen gemäß zwei Ausführungsformen der Erfindung;
  • 6 und 7 schematische Seitenansichten, welche die unterschiedlichen Flächenbereiche verdeutlichen, die in der Lichtverteilung durch die Projektionslinsen von verschiedenen Teilarrays aus 4 und 5 abgedeckt werden;
  • 8 eine Draufsicht auf ein Array aus Projektionslinsen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 bis 11 schematische Darstellungen, welche wiedergeben, wie die Projektionslinsen 12' aus den Projektionslinsen 12 der 8 hervorgehen.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung anhand einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug erläutert. Die Umfeldbeleuchtungseinrichtung ist im Türschweller des Kraftfahrzeugs integriert und zur seitlichen Beleuchtung des Bereichs neben den Personeneinstiegstüren des Kraftfahrzeugs vorgesehen.

1 zeigt eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs in der Form des PKWs 1, welcher auf dem Boden 13 steht. Der PKW umfasst auf der dargestellten linken Seite eine Fahrertür 2 sowie eine Fondtür 3. Analog sind auf der gegenüberliegenden Seite des Fahrzeugs ( 2) eine Beifahrertür 2' und eine dahinter liegende Fondtür 3' vorgesehen. In der Ausführungsform der 1 ist in dem Türschweller 4 unterhalb der Türen 2 und 3 eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung in der Form eines Multiapertur-Projektionsdisplays 7 vorgesehen. Diese Beleuchtungseinrichtung befindet sich am vorderen Ende des Türschwellers 4 im Bereich des Radkastens 5, der das Rad 6 umgibt. Das Multiapetur-Projektionsdisplay umfasst ein Array aus Projektionslinsen 12, 12' in der Form von Mikrolinsen, wie insbesondere aus 4 und 5 ersichtlich ist. Mit dem Multiapertur-Projektionsdisplay wird eine vorbestimmte Lichtverteilung neben den Türen 2 und 3 des Kraftfahrzeugs auf den Boden 13 projiziert.

Aus der DE 10 2013 211 877 A1 ist es bekannt, als Umfeldbeleuchtungseinrichtung ein Multiapertur-Projektionsdisplay einzusetzen, dessen Projektionslinsen alle die gleiche Größe aufweisen. Insbesondere wird dabei das Multiapertur-Projektionsdisplay verwendet, welches in der Druckschrift DE 10 2009 024 894 A1 beschrieben ist. In diesem Display erzeugen die einzelnen Projektionslinsen das gleiche Einzelbild, wobei sich das projizierte Gesamtbild aus der Überlagerung dieser Einzelbilder zusammen. Im Unterschied hierzu wird in der hier beschriebenen Umfeldbeleuchtungseinrichtung ein Multiapertur-Projektionsdisplay verwendet, das unterschiedliche Projektionslinsen aufweist, um hierdurch Helligkeitsunterschiede in der projizierten Lichtverteilung zu kompensieren, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.

In 1 ist die Ausbreitungsrichtung des auf den Boden 13 geworfenen Lichts des Multiapertur-Projektionsdisplays 7 mit Bezugszeichen 8 bezeichnet. Durch dieses Licht wird auf dem Boden neben dem Fahrzeug 1 die Lichtverteilung LV projiziert, die aus der Draufsicht der 2 ersichtlich ist. Diese Lichtverteilung erzeugt den Effekt eines Lichtteppichs. Es ist dabei zu beachten, dass die Lichtverteilung anders als in 1 rechts neben dem Fahrzeug 1 benachbart zu den Türen 2' und 3' wiedergegeben ist. Dies ist möglich, denn im Kraftfahrzeug sind symmetrisch auf der rechten und linken Seiten Multiapertur-Projektionsdisplays 7 verbaut. Mit anderen Worten werden sowohl auf der linken Seite als auch auf der rechten Seite des Fahrzeugs benachbart zu den Einstiegstüren entsprechend gespiegelte Lichtverteilungen erzeugt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 2 nur die Lichtverteilung benachbart zu den Türen 2' und 3' wiedergegeben.

In dem Ausführungsbeispiel der 2 stellt die Lichtverteilung LV ein Muster aus parallelen Streifen dar, welche schräg zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufen. Die Streifen sind dunkel dargestellt und repräsentieren in der tatsächlichen Lichtverteilung helle Balken auf dem Boden neben dem Fahrzeug. Wie aus 2 ersichtlich wird, weitet sich die Lichtverteilung von der vorderen Tür 2' hin zum Bereich hinter der Tür 3' auf. Da das Licht des Multiapertur-Projektionsdisplays 7 schräg auf den Boden 13 neben den Kraftfahrzeug 1 fällt, besteht bei der Verwendung des oben genannten herkömmlichen Multiapertur-Projektionsdisplays mit identischen Projektionslinsen das Problem, dass die Helligkeit des Lichtmusters LV mit zunehmendem Abstand von dem Multiapertur-Projektionsdisplay abnimmt. Dies liegt daran, dass alle gleich aufgebauten Projektionslinsen in den gleichen Winkelbereich abstrahlen. Im Unterschied hierzu enthält das hier beschriebene Multiapertur-Projektionsdisplay 7 Projektionslinsen unterschiedlicher Art, welche in unterschiedliche Winkelbereiche abstrahlen, so dass eine gleichmäßige Helligkeit der Lichtverteilung mit zunehmendem Abstand von dem Multiapertur-Projektionsdisplay erreicht werden kann, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.

3 zeigt im Schnitt eine Detailansicht des Multiapertur-Projektionsdisplays aus 1. Das Display 7, welches benachbart zum Radkasten 5 im Türschweller 4 integriert ist, umfasst ein schematisch angedeutetes Leuchtmittel 10, welches als Lichtquelle eine LED sowie eine Kollimationsoptik umfasst, um hierdurch im Wesentlichen paralleles Licht zu generieren. Dieses Licht fällt auf eine Vielzahl von Bildsegmenten bzw. Dias 11, 11', welche in 3 nur schematisch angedeutet sind. Die Dias enthalten entsprechende Objektstrukturen, um die streifenförmige Lichtverteilung LV zu erzeugen. Vor den Dias 11, 11' befindet sich ein Array aus Projektionslinsen 12, 12', welches in 3 ebenfalls nur schematisch wiedergegeben ist. Jedem Dia ist dabei eine Projektionslinse zugeordnet, welche die Objektstruktur des Dias auf den Boden 13 neben dem Kraftfahrzeug 1 projiziert, so dass durch die projizierten Bilder aller Projektionslinsen die Lichtverteilung LV erzeugt wird. Das Multiapertur-Projektionsdisplay 7 ist in einem schräg nach hinten verlaufenden Lichtschacht 9 angeordnet, so dass sichergestellt wird, dass das Leuchtmittel nicht direkt eingesehen werden kann, wodurch gesetzlichen Anforderungen Rechnung getragen wird.

4 zeigt in schematischer Draufsicht eine Variante eines Arrays aus Projektionslinsen, welches in dem Multiapertur-Projektionsdisplay 7 der 3 verwendet werden kann. Das Array umfasst sowohl runde Projektionslinsen 12 als auch halbrunde Projektionslinsen 12'. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nur einige der Projektionslinsen mit den Bezugszeichen 12 bzw. 12' versehen. Die Projektionslinsen 12 bilden ein erstes Teilarray 14, welches durch die erste, dritte und fünfte Zeile des dargestellten Arrays gebildet ist. Demgegenüber bilden die zweite Zeile und die vierte Zeile des Arrays ein zweites Teilarray 14' mit den halbrunden Projektionslinsen 12'. Alle Projektionslinsen 12 des ersten Teilarrays 14 sind gleich aufgebaut. Analog sind auch alle Projektionslinsen 12' des zweiten Teilarrays gleich aufgebaut. Hinter jeder der Projektionslinsen 12, 12' befindet sich ein Dia, wobei beispielhaft durch gepunktete Rechtecke ein einzelnes Dia 11 für eine Projektionslinse 12 und ein einzelnes Dia 11' für eine Projektionslinse 12' angedeutet sind. Die halbrunden Projektionslinsen 12' entsprechen im Aufbau exakt der oberen Hälfte einer Projektionslinse 12. Demzufolge weisen alle Projektionslinsen 12 und 12' die gleiche Brennweite auf. In Analogie zu dem Projektionsdisplay, welches in der oben genannten Druckschrift DE 10 2009 024 894 A1 gezeigt ist, entspricht der Abstand zwischen den Projektionslinsen und den zugeordneten Dias der Brennweite der Projektionslinsen. Darüber hinaus können ggf. auch die in obiger Druckschrift gezeigten Feldlinsen vor den entsprechenden Dias angeordnet sein.

Alle zu den Projektionslinsen 12 gehörenden Dias 11 enthalten die gleiche Objektstruktur, welche derart ausgestaltet ist, dass die streifenförmige Lichtverteilung LV auf dem Boden 13 neben den Kraftfahrzeugtüren erzeugt wird. Die Projektionslinsen 12 erzeugen dabei jeweils ein Einzelbild, welches der Größe der gesamten Lichtverteilung LV entspricht. Somit wird durch die Projektionslinsen 12 eine Überlagerung der gleichen Einzelbilder erreicht. Wie bereits oben beschrieben, nimmt die Helligkeit der Lichtverteilung bei ausschließender Verwendung von Projektionslinsen 12 aufgrund der schrägen Ausrichtung des Projektionsdisplays zum Boden mit zunehmendem Abstand vom Projektionsdisplay ab. Um dieser Abnahme entgegenzuwirken, projizieren die Projektionslinsen 12' ausschließlich Licht in einen entfernt zum Projektionsdisplay liegenden Bereich der Lichtverteilung LV. Die jeweiligen Objektstrukturen der Dias 11' stellen dabei die obere Hälfte der entsprechenden Objektstrukturen in den Dias 11 dar, so dass es zu einer Überdeckung der Bilder von beiden Arten von Projektionslinsen 12 und 12' kommt.

Die genaue Aufteilung der Projektionslinsen 12 und 12' in Teilarrays ist aufgrund des großen Abstands des Bodens 13 von dem Projektionsdisplay 7 im Vergleich zu den Abmessungen der Linsen 12 und 12' von untergeordneter Bedeutung. Demzufolge können die Teilarrays auch anders aufgeteilt sein. Eine andere Aufteilung in Teilarrays ist in der 5 gezeigt. Die Projektionslinsen 12 und 12' in diesem Array sind genauso aufgebaut wie in dem Array der 4. Im Unterschied zu dem Array der 4 enthält das Array der 5 jedoch nur noch in der obersten und der untersten Zeile die Projektionslinsen 12, die das erste Teilarray 14 bilden. Zwischen diesen beiden Zeilen befinden sich vier Zeilen mit Projektionslinsen 12', die das zweite Teilarray 14' bilden. Die mit diesem Array erzeugte Lichtverteilung weicht nur geringfügig von der Lichtverteilung ab, die mit dem Array der 4 generiert wird.

6 und 7 verdeutlichen in schematischer Seitenansicht die unterschiedlichen Flächenbereiche, welche durch die beiden Arten von Projektionslinsen 12 und 12' aus 4 und 5 abgedeckt werden. 6 zeigt beispielhaft eine der Projektionslinsen 12 mit entsprechendem Strahlengang nach Passieren der Linse, der durch eine Vielzahl von durchgezogenen Linien L angedeutet ist. Wie man erkennt, wird am Boden 13 der Flächenbereich FB in Längsrichtung des Fahrzeugs durch das Licht der Projektionslinsen abgedeckt.

7 zeigt den Flächenbereich, welche eine jeweilige Projektionslinse 12' abdeckt. Der entsprechende Strahlengang nach Passieren der Linse 12' ist durch gestrichelte Linie L' angedeutet. Da im Vergleich zur Projektionslinse 12 der 6 nur noch Licht durch einen halb so großen Bereich aus der Linse 12' tritt, wird ein wesentlich kleinerer Flächenbereich FB' beleuchtet, der mit dem hinteren Abschnitt des Flächenbereichs FB überlappt. Auf diese Weise wird erreicht, dass der hintere Bereich der Lichtverteilung LV stärker beleuchtet wird als der vordere Teil dieser Lichtverteilung, so dass hierdurch der Abnahme der Helligkeit mit zunehmendem Abstand von den Projektionslinsen entgegengewirkt wird. Demzufolge können in der Lichtverteilung LV Streifen mit weitgehend konstanter Helligkeit erzeugt werden.

8 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Arrays aus Projektionslinsen. In Analogie zu 4 und 5 umfasst das Array ein Teilarray 14, welches aus kreisrunden Linsen 12 besteht. Dieses Teilarray 14 umgibt das Teilarray 14', welches im Unterschied zu den Ausführungsformen der 4 und 5 nicht aus halbkreisförmigen Linsen, sondern aus Linsen 12' besteht, die vier gekrümmte Kanten aufweisen. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind wiederum nur ein Teil der Linsen mit den Bezugszeichen 12 bzw. 12' bezeichnet.

9 bis 11 verdeutlichen, wie die Linsen 12' aus den Linsen 12 der 8 hervorgehen. 9 zeigt zunächst eine der kreisrunden Linsen 12 aus dem Array der 8. Aus dieser kreisrunden Linse wird ein Bereich mit den in 10 dargestellten gekrümmten Linsen ausgeschnitten. Dieser ausgeschnittene Bereich führt dann zu der Linse 12', welche in 11 perspektivisch dargestellt ist.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere kann durch die Verwendung von mehreren unterschiedlichen Projektionslinsen in einem Multiapertur-Projektionsdisplay eine geeignete Einstellung der Helligkeit in der projizierten Lichtverteilung ohne Verluste und mit einem kompakten Aufbau des Displays gewährleistet werden. Die Erfindung ist dabei nicht auf die oben beschriebene Umfeldbeleuchtungseinrichtung beschränkt. Gegebenenfalls kann das erfindungsgemäße Multiapertur-Projektionsdisplay auch in einem Scheinwerfer oder einer Leuchte eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen.

Bezugszeichenliste

1
Kraftfahrzeug
2, 2', 3, 3'
Fahrzeugtüren
4
Türschweller
5
Radkasten
6
Rad
7
Multiapertur-Projektionsdisplay
8
Lichtausbreitung
9
Lichtschacht
10
Leuchtmittel
11,11'
Bildsegmente
12, 12'
Projektionslinsen
13
Boden
14, 14'
Teilarrays
LV
Lichtverteilung
FB, FB'
Flächenbereiche
L, L'
Linien

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102009024894 A1 [0002, 0022, 0026]
  • DE 102013211877 A1 [0003, 0022]