SCHEINWERFER UND BETRIEBSVERFAHREN

Es wird ein Scheinwerfer angegeben. Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren für einen Scheinwerfer angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, einen Scheinwerfer anzugeben, der effizient betrieben werden kann und der hohe Beleuchtungsstärken zur Verfügung stellen kann.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte

Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.

Insbesondere weist der Scheinwerfer eine pixelierte Struktur zum pixelfeinen Ausleuchten eines optischen Fernfelds mit digital ansteuerbaren, dimmbaren LEDs auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Scheinwerfer einen ersten Halbleiterchip. Ferner beinhaltet der Scheinwerfer einen zweiten Halbleiterchip. Bevorzugt sind genau ein erster Halbleiterchip und genau ein zweiter

Halbleiterchip vorhanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Halbleiterchip je zur Erzeugung von Licht

eingerichtet, insbesondere zur Erzeugung von sichtbarem

Licht. Bei dem ersten und den zweiten Halbleiterchip handelt es sich bevorzugt um Leuchtdiodenchips, kurz LED-Chips .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste

Halbleiterchip und der zweite Halbleiterchip je in mehrere Pixel unterteilt, auch als Bildpunkte bezeichnet. Die Pixel sind elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbar. Damit können die Pixel unabhängig voneinander Licht erzeugen.

Bevorzugt sind alle Pixel innerhalb des ersten sowie

innerhalb des zweiten Halbleiterchips baugleich. Innerhalb der Pixel erfolgt bevorzugt keine weitere Unterteilung. Das heißt, die Pixel stellen dann die kleinste elektrooptische Einheit der Halbleiterchips dar.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der

Scheinwerfer eine erste Optik. Die erste Optik ist dem ersten Halbleiterchip optisch nachgeordnet. Über die erste Optik wird Licht des ersten Halbleiterchips mit einem ersten

Abbildungsmaßstab in einen Basisbereich gelenkt. Der

Basisbereich ist beispielsweise rechteckig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet der

Scheinwerfer eine zweite Optik, die Licht des zweiten

Halbleiterchips mit einem zweiten Abbildungsmaßstab in einen Hellbereich lenkt. Auch der Hellbereich ist beispielsweise rechteckig gestaltet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt der zweite Abbildungsmaßstab mindestens ein 0,3-Faches oder 0,4-Faches und/oder höchsten ein 0,7-Faches oder 0,6-Faches des

Abbildungsmaßstabs der ersten Optik. Insbesondere lieg der zweite Abbildungsmaßstab beim 0,5-Fachen des ersten

Abbildungsmaßstabs .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Hellbereich kleiner als der Basisbereich. Bevorzugt beträgt eine Größe des Hellbereichs mindestens 10 % oder 15 % oder 20 % und/oder höchstens 60 % oder 50 % oder 35 % des Basisbereichs. Insbesondere ist der Basisbereich viermal so groß wie der Hellbereich .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Hellbereich teilweise, überwiegend oder vollständig innerhalb des

Basisbereichs. Überwiegend bedeutet bevorzugt zu mindesten 50 % oder 75 % oder 90 %. Insbesondere ist der Hellbereich ringsum von einer durchlaufenden, ununterbrochenen Bahn des Basisbereichs umgeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen der Hellbereich und der Basisbereich die gleiche geometrische Grundform auf, beispielsweise eine rechteckige Grundform. Die Grundform des Hellbereichs ist bevorzugt gleich orientiert wie die

Grundform des Basisbereichs. Das heißt, zwischen den beiden Grundformen liegt insbesondere keine Verdrehung vor.

Beispielsweise sind lange Seiten der Rechtecke, die die

Grundformen bilden, parallel zueinander orientiert.

Der Scheinwerfer ist etwa für ein Kraftfahrzeug wie ein Auto vorgesehen. Bei dem Scheinwerfer kann es sich um einen

Autoscheinwerfer handeln.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Scheinwerfer einen ersten Halbleiterchip zur Erzeugung von Licht sowie einen zweiten Halbleiterchip ebenfalls zur Erzeugung von Licht. Der erste Halbleiterchip und der zweite

Halbleiterchips umfassen jeweils mehrere Pixel. Eine erste Optik ist dazu eingerichtet, Licht des ersten Halbleiterchips mit einem ersten Abbildungsmaßstab in einen Basisbereich zu lenken. Über eine zweite Optik wird Licht des zweiten

Halbleiterchips mit einem zweiten Abbildungsmaßstab in einen Hellbereich gelenkt. Der zweite Abbildungsmaßstab liegt zwischen dem einschließlich 0,3-Fachen und 0,7-Fachen, bevorzugt zwischen dem einschließlich 0,4-Fachen und 0,6- Fachen, des ersten Abbildungsmaßstabs, sodass der Hellbereich kleiner ist als der Basisbereich. Der Hellbereich befindet sich zumindest überwiegend innerhalb des Basisbereichs.

Bei dem hier beschriebenen Scheinwerfer erfolgt eine

Ausleuchtung eines optischen Fernfelds, auch als Field of View oder kurz FoV bezeichnet, durch zwei hybrid integrierte LED-Array-Chips , auch als yAFS bezeichnet, wobei AFS für adaptiver Frontscheinwerfer steht. Die Halbleiterchips weisen je ein Seitenverhältnis auf, das bevorzugt in etwa dem des notwendigen Ausleuchtbereichs entspricht, also beispielsweise 40° horizontal auf 10° vertikal mit entsprechend einem

Aspektverhältnis der Halbleiterchips von ungefähr 4:1. Der Ausleuchtbereich korrespondiert insbesondere zum Hellbereich. Dabei werden bevorzugt zwei gleiche Halbleiterchips mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben in das optische

Fernfeld abgebildet.

Einer der Halbleiterchips, insbesondere der erste

Halbleiterchip, leuchtet das ganze FoV aus, der zweite

Halbleiterchip wird bevorzugt mit halbem Abbildungsmaßstab in vertikaler und horizontaler Richtung in das FoV abgebildet. Der Hellbereich, wie vom zweiten Halbleiterchip erzeugt, ist horizontal bevorzugt mittig oder leicht ausmittig zum

Hellbereich ausgerichtet. Vertikal liegt der Hellbereich bevorzugt überwiegend oder ganz vor einer vertikalen 0°-Linie und wird entsprechend nach unten abgebildet, um im

Wesentlichen das Vorfeld und die Hell-Dunkel-Grenze des

Scheinwerfers auszuleuchten. Der ungefähr halbe

Abbildungsmaßstab für den zweiten Halbleiterchip verdoppelt im Wesentlichen die Pixelauflösung in vertikaler und horizontaler Richtung und verdoppelt entsprechend die

Intensität .

Der erste Halbleiterchip, der auf den vollen Winkelbereich des Basisbereichs abgebildet wird, erzielt beispielsweise eine Winkelauflösung um 0,1°. Der mit kleinerem Maßstab abgebildete zweite Halbleiterchip erzielt bevorzugt eine Winkelauflösung entsprechend von ungefähr 0,05°.

Durch das Zusammenspiel der beiden Halbleiterchips kann der zentrale Hellbereich heller ausgeleuchtet sein als der

Hintergrund, entsprechend dem Basisbereich. Ferner ist die Auflösung im Hellbereich höher als im verbleibenden,

umliegenden Basisbereich. Hierdurch kann eine verfeinerte Leuchtweitenregulierung erfolgen. Zudem ist durch den zweiten Halbleiterchip im Hellbereich eine höhere Intensität des Lichts erzielbar als im Falle nur eines Halbleiterchips für den Scheinwerfer. Eine Chipfläche der beiden Halbleiterchips zusammengenommen kann kleiner sein als eine Chipfläche eines einzelnen und entsprechend größeren Halbleiterchips, der eine komplette Ausleuchtung ermöglicht. Durch diese Einsparung an Chipfläche durch die Aufteilung in die beiden Halbleiterchips ist eine Kostensenkung erzielbar. Bei Pixelgrößen um 40 ym bis 30 ym ist eine hohe Winkelauflösung von ungefähr 1/20° im zentralen Hellbereich erzielbar, bei einer Intensität des Lichts direkt an den Halbleiterchips im Bereich von

150 lm/mm^ den bis 400 lm/mm^.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste

Halbleiterchip und der zweite Halbleiterchip baugleich. Das heißt, es können im Rahmen der Herstellungstoleranzen

identische Halbleiterchips verwendet werden. Damit sind die Halbleiterchips gleich groß, erzeugen Licht der gleichen spektralen Zusammensetzung und weisen die gleiche Unterteilung in die Pixel auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Abbildungsmaßstab unveränderlich. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Betrieb des Scheinwerfers ändern sich die Abbildungsmaßstäbe nicht. Mit anderen Worten kann es sich bei der ersten Optik und bei der zweiten Optik jeweils um ein fixes optisches System handeln, das bevorzugt frei von beweglichen Teilen ist. Speziell ändert sich ein Abstand der Halbleiterchips zur zugehörigen Optik im bestimmungsgemäßen Betrieb des Scheinwerfers nicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die erste Optik und/oder die zweite Optik mehrere Linsen. Bei den

Linsen kann es sich um Glaslinsen handeln. Die Linsen sind beispielsweise als konvexe oder bikonvexe Sammellinsen, als Fresnel-Linsen oder als Mikrolinsenfelder gestaltet. Die Optiken und damit die Linsen können eine Rotationssymmetrie aufweisen oder auch nur eine Symmetrieachse aufweisen, beispielsweise im Falle von Zylinderlinsen oder von Linsen, die ähnlich wie Zylinderlinsen gestaltet sind. Die Linsen der jeweiligen Optik sind bevorzugt entlang eines Lichtwegs in Richtung weg von dem jeweiligen Halbleiterchip angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die erste Optik und die zweite Optik unabhängig voneinander. Dies bedeutet insbesondere, dass sich die erste und die zweite Optik keine optisch wirksamen Komponenten teilen. Dadurch ist es möglich, dass der erste Halbleiterchip zusammen mit der ersten Optik unabhängig von dem zweiten Halbleiterchip zusammen mit der zweiten Optik gehandhabt werden kann. Es ist möglich, dass der erste Halbleiterchip zusammen mit der ersten Optik ein separat handhabbares Modul bildet und dass durch den zweiten Halbleiterchip zusammen mit der zweiten Optik ein weiteres Modul gebildet wird, optional je zusammen mit einem Gehäuse oder einem Teil eines Gehäuses. Diese Module können bevorzugt unabhängig voneinander montiert und in einem Auto oder Kraftfahrzeug angebracht und/oder ausgetauscht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform berühren sich die erste Optik und die zweite Optik stellenweise. Beispielsweise liegt ein Berührpunkt oder mehrere Berührpunkte oder eine

Berührlinie oder mehrere Berührlinien oder eine Berührebene zwischen der ersten Optik und der zweiten Optik vor. Dass sich die erste und die zweite Optik berühren schließt nicht aus, dass die Optiken optisch unabhängig voneinander

gestaltet sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die erste Optik und die zweite Optik nur zum Teil unabhängig voneinander.

Dies bedeutet etwa, dass die erste und die zweite Optik zumindest eine gemeinsame Komponente aufweisen. Bei der gemeinsamen Komponente handelt es sich beispielsweise um eine Austrittslinse, aus der das erzeugte Licht aus den

Scheinwerfer austritt. Es ist möglich, dass eine solche

Austrittslinse die einzige gemeinsame optisch aktive

Komponente der ersten und der zweiten Optik ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform verfügen die erste Optik und die zweite Optik je über eine eigene

Lichteintrittslinse. Damit sind die Lichteintrittslinsen unabhängig voneinander wählbar. Sind Lichteintrittslinsen vorhanden, so können sich zwischen der beispielsweise gemeinsamen Austrittslinse und der jeweils zugehörigen

Lichteintrittslinse weitere Linsen der jeweiligen Optik befinden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste

Halbleiterchip und/oder der zweite Halbleiterchip ausmittig zur zugehörigen Lichteintrittslinse und/oder zur zugehörigen Austrittslinse angeordnet. Durch die ausmittige Anordnung der Halbleiterchips zur Lichteintrittslinse kann eine ausmittige Anordnung bezüglich der Austrittslinse kompensiert werden. Dies gilt insbesondere im Falle einer gemeinsamen

Austrittslinse für den ersten und den zweiten Halbleiterchip.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste

Halbleiterchip und der zweite Halbleiterchip auf einem gemeinsamen Träger angeordnet, insbesondere nebeneinander.

Bei dem Träger kann es sich um eine Wärmesenke und/oder um eine Leiterplatte handeln. Beispielsweise ist der Träger ein Kühlkörper, eine Keramikplatte, eine Metallkernplatine oder eine gedruckte Leiterplatte, kurz PCB. Bevorzugt verfügt der Träger über Leiterbahnen zum Anschließen der Halbleiterchips. Der Träger kann aus einem Kühlkörper mit aufmontierter

Leiterplatte, kurz PCB, oder Metallkernleiterplatte bestehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleiterchip bei mindestens einer halben oder einer ganzen Diagonalenlänge des ersten Halbleiterchips. Alternativ oder zusätzlich beträgt dieser Abstand höchstens 6 oder 4 oder 3 Diagonalenlängen des ersten Halbleiterchips.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein horizontaler Öffnungswinkel des Basisbereichs im Fernfeld bei mindestens 25° oder 30°, etwa ausgehend von einer Lichtaustrittsfläche des Scheinwerfer. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Öffnungswinkel bei höchstens 55° oder 60°. Bevorzugt liegt der Öffnungswinkel in horizontaler Richtung für den

Basisbereich um 35°.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein vertikaler Öffnungswinkel des Basisbereichs bei mindestens 3° oder 5°. Alternativ oder zusätzlich liegt der vertikale Öffnungswinkel bei höchstens 20° oder 15° oder 13°. Insbesondere beträgt der vertikale Öffnungswinkel ungefähr 10°.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine

Fernfeldwinkelauflösung pro Pixel des ersten Halbleiterchips für den Basisbereich bei mindestens 0,03° oder 0,06°.

Alternativ oder zusätzlich liegt diese Winkelauflösung bei höchstens 0,4° oder 0,2° oder 0,15°. Die Winkelauflösung kann in vertikaler und horizontaler Richtung gleich sein und beträgt beispielsweise ungefähr 0,1°.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform übertrifft eine

Fernfeldwinkelauflösung pro Pixel des zweiten Halbleiterchips für den Hellbereich die Winkelauflösung pro Pixel des ersten Halbleiterchips für den Basisbereich um mindestens 1 Faktor 1,5 oder 1,8 oder 2. Übertreffen bedeutet in diesem

Zusammenhang, dass die Winkelauflösung um den genannten

Faktor besser ist, dass also ein genaueres Raster für den Winkelbereich vorliegt. Beispielsweise liegt die

Winkelauflösung des zweiten Halbleiterchips für den

Hellbereich bei mindestens 0,025° und/oder bei höchstens 0,125°, insbesondere um 0,05°. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Hellbereich links-rechts seitensymmetrisch zu einer Hauptblickrichtung orientiert. Die Hauptblickrichtung kann einer

Geradeausfahrrichtung eines Kraftfahrzeugs entsprechen, in dem der Scheinwerfer verbaut ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Basisbereich in links-rechts-Richtung asymmetrisch und/oder ausmittig zur Hauptblickrichtung orientiert. Asymmetrisch kann bedeuten, dass der Basisbereich nicht rechteckig geformt ist. Durch eine asymmetrische und/oder ausmittige Gestaltung des

Basisbereichs ist eine gezieltere Ausleuchtung eines

Fahrbahnbereichs möglich. Die Asymmetrie kann beispielsweise durch eine Verkippung des ersten Halbleiterchips relativ zum zweiten Halbleiterchip erzielt werden. Bevorzugt jedoch sind die erste und der zweite Halbleiterchip gleich zueinander orientiert und weisen parallel ausgerichtete Längsseiten auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen der erste und der zweite Halbleiterchip je mindestens 30 x 80 Pixel oder 50 x 150 Pixel auf. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Pixelierung des ersten und des zweiten Halbleiterchips höchstens 500 x 1500 oder 320 x 1050.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein

Aspektverhältnis des ersten und des zweiten Halbleiterchips in Draufsicht gesehen bei mindestens 2 oder 3. Alternativ oder zusätzlich liegt das Aspektverhältnis bei höchstens 8 oder 5 oder 4. Das Aspektverhältnis ist ein Verhältnis aus einer Längsseite zu einer Querseite der Halbleiterchips, in Draufsicht gesehen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Pixel des ersten und/oder des zweiten Halbleiterchips in Draufsicht gesehen je eine Größe von mindestens 10 ym x 10 ym oder

20 ym x 20 ym auf. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Größe bei höchstens 0,2 mm x 0,2 mm oder 0,1 mm x 0,1 mm oder 60 ym x 60 ym. Dabei sind bevorzugt alle Pixel baugleich. Die Pixel können in Draufsicht gesehen etwa einen quadratischen oder rechteckigen Grundriss aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert der erste und/oder der zweite Halbleiterchip im Betrieb an einer

Abstrahlseite bestimmungsgemäß einen Lichtstrom von

mindestens 150 lm/mm^ oder 200 lm/mm^ oder 250 lm/mm^.

Alternativ oder zusätzlich liegt der Lichtstrom an der

Abstrahlseite bei höchstens 500 lm/mm^ oder 400 lm/mm^. Die genannten Werte gelten insbesondere im stationären Betrieb des Scheinwerfers und können daher für eine Aufwärmphase unterschritten oder überschritten werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Scheinwerfer dazu eingerichtet, in einem Abstand von 25 m im Basisbereich eine Beleuchtungsstärke von mindestens 30 lx oder 50 lx zu erzeugen. Im Hellbereich wird bevorzugt eine

Beleuchtungsstärke von mindestens 150 lx oder 250 lx

erreicht, wenn sowohl der erste als auch der zweite

Halbleiterchip die betreffende Region ausleuchten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen der erste und/oder der zweite Halbleiterchip je eine

Halbleiterschichtenfolge auf. Die Halbleiterschichtenfolge verfügt über eine aktive Zone zur Erzeugung des jeweiligen Lichts über Elektrolumineszenz . Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III- V-Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-

Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n-m Ga _m N oder um ein

Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie

Al _n In _] __ _n-m Ga _m P oder auch um ein Arsenid-

Verbindungshalbleitermaterial wie Al _n In _] __ _n-m Ga _m As oder wie Al _n Ga _m In _] __ _n-m As P _] _-k, wobei jeweils 0 d n < 1, 0 d m < 1 und n + m < 1 sowie 0 d k < 1 ist. Bevorzugt gilt dabei für zumindest eine Schicht oder für alle Schichten der

Halbleiterschichtenfolge 0 < n < 0,8, 0,4 < m < 1 und n + m < 0,95 sowie 0 < k < 0,5. Dabei kann die

Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche

Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.

Bevorzugt basieren die Halbleiterchips auf dem Materialsystem AlInGaN und emittieren blaues Licht, alternativ

nahultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge maximaler Intensität von bevorzugt mindestens 360 nm oder 385 nm und/oder von höchstens 420 nm oder 410 nm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen der erste und/oder der zweite Halbleiterchip je einen oder mehrere Leuchtstoffe. Über den mindestens einen Leuchtstoff wird eine Teilkonversion oder Vollkonversion des in der

Halbleiterschichtenfolge selbst erzeugten Lichts betrieben. Insbesondere erfolgt eine Teilkonversion, sodass blaues Licht der Halbleiterchips sich mit etwa gelbem Licht des Leuchtstoffs mischt, sodass insgesamt weißes Mischlicht emittiert wird.

Der mindestens eine Leuchtstoff ist bevorzugt aus der

folgenden Gruppe ausgewählt: Eu ²⁺ -dotierte Nitride wie

(Ca, Sr) AlSiN ₃ :Eu ²⁺ , Sr (Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ : Eu ²⁺ ,

(Sr, Ca) AlSiN ₃ *Si ₂ N ₂ 0:Eu ²⁺ , (Ca,Ba, Sr) ₂ Si ₅ N ₈ :Eu ²⁺ ,

(Sr, Ca) [LiAl ₃ N4] :Eu ²⁺ ; Granate aus dem allgemeinen System (Gd, Lu, Tb, Y) _{3 (} Al , Ga, D) 5 (0, X) ₂₂ : RE mit X = Halogenid, N oder zweiwertiges Element, D = dreiwertiges oder vierwertiges Element und RE = Seltenerdmetalle wie Lu _{3 (} Al _] __ _x Ga _x) 5q _]-2 : Ce ^{2 +} , Y _{3 (} Al _2-x Ga _x) 5q ₂₂ : Ce ²⁺ ; Eu ²⁺ -dotierte Sulfide wie

(Ca, Sr, Ba) S : Eu ²⁺ ; Eu ²⁺ -dotierte SiONe wie

(Ba, Sr, Ca) Si ₂ 0 ₂ N ₂ : Eu ²⁺ ; SiAlONe etwa aus dem System

Li _x MyLn _z Si ₂₂ _ _(m+n) Al _(m+n) O _n N ₂ g_ _n; beta-SiAlONe aus dem System Si _6-x Al _z O _y N _8-y :RE _z mit RE = Seltenerdmetalle; Nitrido- Orthosilikate wie AE _2-x-a RE _x Eu _a Si04_ _x N _x oder

AE _2-x-a RE _x Eu _a Si _] __y04_ _x-2 yN _x mit RE = Seltenerdmetall und AE = Erdalkalimetall oder wie (Ba, Sr, Ca, Mg) ₂ Si04 : Eu ²⁺ ;

Chlorosilikate wie Ca ₈ Mg ( Si04 ) 4C1 ₂ : Eu ²⁺ ; Chlorophosphate wie ( Sr, Ba, Ca, Mg) _{2 Q (} PO4 ) ₈ C1 ₂ : Eu ²⁺ ; BAM-Leuchtstoffe aus dem BaO- Mg0-Al ₂ 0 ₃ -System wie BaMgAl _2Q O _] _7 :Eu ^{2 +} ; Halophosphate wie M _{5 (} P0 _{4) 3 (} CI, F) : (Eu ^{2 +} , Sb ^{2 +} ,Mn ^{2 +} ) ; SCAP-LeuchtStoffe wie

( Sr, Ba, Ca) 5 ( PO4 ) ₃ C1 : Eu ²⁺ . Außerdem können auch sogenannte

Quantenpunkte als Konvertermaterial eingebracht werden.

Quantenpunkte in der Form nanokristalliner Materialien, welche eine Gruppe II-VI-Verbindung und/oder eine Gruppe III- V-Verbindungen und/oder eine Gruppe IV-VI-Verbindung und/oder Metall-Nanokristalle beinhalten, sind hierbei bevorzugt. Ferner kann der Leuchtstoff eine QuantentopfStruktur

aufweisen und epitaktisch gewachsen sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff in gleicher Weise wie der zugehörige erste und/oder zweite

Halbleiterchip pixeliert. Damit ist ein optisches

Übersprechen innerhalb des Leuchtstoffs vermeidbar.

Alternativ kann sich der Leuchtstoff durchgehend über einige oder alle der Pixel des zugehörigen Halbleiterchips

erstrecken .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zwischen

benachbarten Pixeln des ersten Halbeiterchips und/oder des zweiten Halbleiterchips und/oder des jeweiligen Leuchtstoffs eine optische Isolierung vorhanden. Die optische Isolierung ist undurchlässig oder nahezu undurchlässig für sichtbares Licht. Die optische Isolierung kann durch ein spekular reflektierendes Material wie einer Metallschicht gebildet sein oder auch durch eine diffus reflektierende Komponente wie einen weiß erscheinenden Verguss, alternativ durch eine absorbierende, zum Beispiel schwarze Komponente.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Halbleiterschichtenfolge durchgehend über mehrere oder alle Pixel des jeweiligen Halbleiterchips. Es ist möglich, dass sich auch die aktive Zone durchgehend über mehrere oder alle der Halbleiterchips erstreckt. Bevorzugt ist jedoch die aktive Zone mit in die Pixel unterteilt.

Alternativ ist es möglich, dass die Halbleiterschichtenfolge zwischen benachbarten Pixeln vollständig entfernt ist. Dabei weisen alle Pixel bevorzugt die gleiche

Halbleiterschichtenfolge auf, beispielsweise erkennbar an den Dicken der einzelnen Teilschichten und an der genauen Abfolge der Teilschichten innerhalb der Halbleiterschichtenfolge. Durch die Teilschichten ist eine Art Fingerabdruck gegeben, anhand dessen identifizierbar ist, ob die Pixel tatsächlich auf der gleichen Halbleiterschichtenfolge basieren.

Bei einem Vereinzeln der Halbleiterschichtenfolge zu den Pixeln wird bevorzugt eine relative Position der Pixel zueinander nicht verändert. Hierdurch sind besonders kleine Abstände zwischen den Pixeln erreichbar. Eine Lücke zwischen benachbarten Pixeln liegt damit bevorzugt bei mindestens 0,3 ym oder 1 ym und/oder bei höchstens 20 ym oder 10 ym oder 5 ym. Die Lücken zwischen den Pixeln können über

Fotolithographie erzeugt und damit besonders klein gestaltet werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittieren der erste und der zweite Halbleiterchip weißes Licht. Alternativ oder zusätzlich unterscheiden sich Farborte des je erzeugten

Lichts in der CIE-xy-Normfarbtafel um höchstens 0,04

Einheiten oder 0,01 Einheiten oder 0,003 Einheiten

voneinander. Das heißt, dass sich die Farborte des von den beiden Halbleiterchips erzeugten Lichts für einen Betrachter nicht oder nicht signifikant voneinander unterscheiden.

Bevorzugt sind die Farborte fix und nicht einstellbar. Das heißt, bestimmungsgemäß emittiert der Scheinwerfer Licht einer bestimmten, unveränderlichen Farbe, insbesondere weißes Licht .

Darüber hinaus wird ein Betriebsverfahren für einen

Scheinwerfer angegeben. Der Scheinwerfer ist gestaltet, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben. Merkmale des Betriebsverfahrens sind daher auch für den Scheinwerfer offenbart und umgekehrt.

In mindestens einer Ausführungsform des Betriebsverfahrens werden der erste und der zweite Halbleiterchip dauerhaft oder zeitweise so betrieben, dass je nur einige der zugehörigen Pixel Licht erzeugen. Damit ist eine gezielt Ausleuchtung eines Fahrbereichs möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden der erste und der zweite Halbleiterchip zeitweise oder dauerhaft so

betrieben, sodass sich in dem Hellbereich an mindestens einer Stelle Lichtintensitäten vom ersten und vom zweiten

Halbleiterchip addieren. Das heißt, diese Stellen werden gleichzeitig vom ersten und vom zweiten Halbleiterchip beleuchtet, um große Helligkeiten zu erzielen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zeitweise nur der erste Halbleiterchip und zeitweise nur der zweite Halbleiterchip betrieben. Dabei ist es möglich, dass der gesamte Hellbereich und der gesamte Dunkelbereich mit einem Bildaufnahmegerät detektiert werden. Das

Bildaufnahmegerät kann ein externes Gerät sein oder auch ein in dem Kraftfahrzeug, in dem der Scheinwerfer verbaut ist, integriertes Gerät, beispielsweise kann als Bildaufnahmegerät eine Kamera dienen, die in dem Kraftfahrzeug zur

Fahrerunterstützung oder zu Selbstfahrzwecken verbaut ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt eine

elektronische Justage des Hellbereichs auf den Basisbereich oder umgekehrt. Die Justage erfolgt bevorzugt mittels einer Software aufgrund der Daten des Bildaufnahmegeräts vom

Hellbereich und vom Basisbereich. Ein Justageergebnis wird in einer Ansteuereinheit des Scheinwerfers oder des Fahrzeugs abgespeichert. Dadurch ist eine aufwändige mechanische

Feinjustage entbehrbar, da der Hellbereich und der

Basisbereich elektronisch über die Kameraj ustage aufeinander abgestimmt werden können.

Die Ansteuereinheit kann Teil der Halbleiterchips sein und/oder Teil des Trägers, auf dem die Halbleiterchips angebracht sind. Dazu kann die Halbleiterschichtenfolge der Halbleiterchips je auf ein funktionalisiertes Substrat aufgebracht sein, beispielsweise auf ein Siliziumsubstrat mit integrierten Schaltkreisen etwa in CMOS-Techologie .

Nachfolgend werden ein hier beschriebener Scheinwerfer und ein hier beschriebenes Betriebsverfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher

erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß

dargestellt sein.

Es zeigen:

Figur 1A eine schematische Schnittdarstellung eines

Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen

Scheinwerfers ,

Figur 1B eine schematische Draufsicht auf den Scheinwerfer der Figur 1A, Figur 2 eine schematische Draufsicht auf ein

Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen

Scheinwerfers ,

Figur 3A eine schematische perspektivische Darstellung eines

Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen

Scheinwerfers ,

Figur 3B eine schematische Draufsicht auf den Scheinwerfer der Figur 3A,

Figur 4 eine schematische Draufsicht auf ein

Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen

Scheinwerfers ,

Figur 5 eine schematische perspektivische

Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Scheinwerfers,

Figur 6 eine schematische Darstellung eines

Ausführungsbeispiels eines Hellbereichs und eines Basisbereichs eines hier beschriebenen

Scheinwerfers ,

Figur 7 eine schematische Draufsicht auf ein

Ausführungsbeispiel für Halbleiterchips für hier beschriebene Scheinwerfer,

Figuren 8 bis 10 schematische Schnittdarstellungen von

Ausführungsbeispielen für Halbleiterchips für hier beschriebene Scheinwerfer, und Figur 11 eine schematische Darstellung eines

Betriebsverfahrens zur Justage eines hier beschriebenen Scheinwerfers.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Scheinwerfers 1, beispielsweise für ein Auto, gezeigt. Der Scheinwerfer 1 umfasst einen Träger 2, auf dem ein erster pixelierter

Halbleiterchip 31 und ein zweiter pixelierter Halbleiterchip 32 angebracht sind. Optional befindet sich eine

Ansteuereinheit 82 für die Halbleiterchips 31, 32 in dem Träger 2 oder auch in den Halbleiterchips 31, 32 selbst.

Den Halbleiterchips 31, 32 sind eine erste Optik 41 sowie eine zweite Optik 42 zugeordnet. Die Optiken 41, 42 weisen unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe auf. Bevorzugt

unterscheiden sich die Abbildungsmaßstäbe um ungefähr einen Faktor 2 voneinander. Die Optiken 41, 42 weisen jeweils eine Lichteintrittslinse 44 nahe an den Halbleiterchips 31, 32 auf sowie eine Austrittslinse 43. Die Halbleiterchips 31, 32 sowie die zugehörigen Linsen 43, 44 können entlang von optischen Achsen 46 zentral ausgerichtet angeordnet sein, siehe Figur 1A.

Optional ist ein Gehäuse 25 vorhanden, in dem sich die

Optiken 41, 42 und die Halbleiterchips 31, 32 befinden. Eine Verbindung zwischen den Austrittslinsen 43 kann auch durch einen Teil des Gehäuses 25 realisiert sein.

Optional befindet sich zwischen den Optiken 41, 42 sowie den Halbleiterchips 31, 32 eine optische Isolierung 7,

beispielsweise eine lichtundurchlässige Zwischenwand, etwa als Teil des Gehäuses 25. Durch eine solche Zwischenwand ist es auch möglich, dass die Halbleiterchips 31, 32 mit der jeweils zugehörigen Optik 41, 42 als separat handhabbare Module etwa an den Träger 2 montierbar sind, beispielsweise durch ein Aufstecken oder ein Anschrauben.

Die Optiken 41, 42 sind unabhängig voneinander und

insbesondere in Draufsicht gesehen voneinander beabstandet, siehe Figur 1B.

In der Draufsicht der Figur 2 ist alternativ dargestellt, dass sich die Optiken 41, 42 nur in einem Berührpunkt 47 platzsparend berühren. Dennoch können die Optiken 41, 42 optisch unabhängig voneinander sein.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 3A ist illustriert, dass die größere Austrittslinse 43 über eine sphärische

Lichtaustrittsfläche verfügt, dass jedoch die Linse

zugeschnitten ist und damit in Draufsicht gesehen, siehe Figur 3B, einen näherungsweise rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Lichteintrittslinsen 44 können

rotationssymmetrisch geformt sein. Durch das Zuschneiden der Lichteintrittslinsen 44 lässt sich eine besonders

platzsparendere Anordnung erreichen.

Gemäß Figur 3B sind die Optiken 41, 42 linear entlang von Längsachsen in Draufsicht nebeneinander angeordnet.

Demgegenüber sind die Optiken 41, 42 gemäß Figur 4 längsseits angebracht. Damit können sich die Optiken 41, 42 entlang einer Linie oder in einer Ebene, vorgegeben insbesondere durch die Austrittslinsen 43, berühren.

In Figur 5 ist illustriert, dass die Optiken 41, 42 über eine gemeinsame Austrittslinse 43 verfügen. Die Austrittslinse 43 stellt gleichzeitig eine Lichtabstrahlfläche des Scheinwerfers 1 dar. Ferner verfügen die Optiken 41, 42 je über eine eigene Lichteintrittslinse 44. Dabei sind die

Halbleiterchips 31, 32 ausmittig zu den optischen Achsen 46 der Eintrittslinsen 44 orientiert und ebenso ausmittig zur optischen Achse 46 der gemeinsamen Austrittslinse 43. Durch einen entsprechenden Versatz D relativ zur optischen Achse der Lichteintrittslinsen 44 lässt sich ein Versatz zur optischen Achse 46 der gemeinsamen Austrittslinse 43

kompensieren, sodass die Halbleiterchips 31, 32 zumindest stellenweise den gleichen Bereich ausleuchten. Dabei weisen die Lichteintrittslinsen 44 unterschiedliche Brennweiten auf, um die verschiedenen Abbildungsmaßstäbe zu erzielen.

Alternativ zur Darstellung in Figur 5 ist es möglich, dass die Halbleiterchips 31, 32 unterschiedliche Abstände zur gemeinsamen Austrittslinse 43 aufweisen. Dies ist

beispielsweise durch einen nicht gezeichneten gestuften

Träger oder durch eine entsprechende Gestaltung eines

Gehäuses erzielbar.

In Figur 6 ist entlang eines horizontalen Winkels a und eines vertikalen Winkels b ein Ausleuchtungsmuster des

Scheinwerfers 1 illustriert. Ein Schnittpunkt der Achsen für die Winkel a, b entspricht einer Hauptblickrichtung M des Scheinwerfers 1. Die Hauptblickrichtung M kann mit einer Geradeausfahrrichtung des Fahrzeugs, in dem der Scheinwerfer verbaut ist, zusammenfallen. Ferner sind

Straßenbegrenzungslinien 91 sowie eine Mittellinie 92 der Straße illustriert.

Der Figur 6 ist zu entnehmen, dass durch den ersten

Halbleiterchip 31 ein vergleichsweise großer Basisbereich B ausgeleuchtet wird und durch den zweiten Halbleiterchip 32 ein vergleichsweise kleiner Hellbereich P, auch als Punch Area bezeichnet. Der Hellbereich P liegt vollständig

innerhalb des Basisbereichs B und zudem mittig um die Achse für den vertikalen Winkel b. Beide Bereiche B, P sind

ausmittig zur Achse für den horizontalen Winkel a

ausgerichtet. Der Basisbereich B ist ferner ausmittig zur Achse für den vertikalen Winkel b orientiert.

In horizontaler Richtung a reicht der Hellbereich P

beispielsweise von knapp -9° bis knapp +9° und der

Basisbereich B von -12° bis +23°. In vertikaler Richtung reicht der Hellbereich P beispielsweise von -4,0° bis +1,0° und liegt damit überwiegend unterhalb der Achse für den horizontalen Winkel a. Der Basisbereich B reicht entlang des Winkels b von -5° bis +5°.

Eine Winkelauflösung aufgrund der Pixelierung des ersten Halbleiterchips 31 für den Basisbereich B liegt in vertikaler und horizontaler Richtung bei ungefähr 0,125°. Dies

entspricht in einer Entfernung von 25 m einer Ortsauflösung von 5,5 cm. Über den ersten Halbleiterchip 31 wird in einer Entfernung von 25 m eine Beleuchtungsstärke von 54 ix

erzielt. Durch den zweiten Halbleiterchip 32 mit dem

kleineren Abbildungsmaßstab wird eine Winkelauflösung von 0,0625° erreicht, entsprechend einer Ortsauflösung in einer Entfernung von 25 m von 2,7 cm. Eine Beleuchtungsstärke aufgrund des zweiten Halbleiterchips 32 alleine liegt

beispielsweise bei 217 ix, sodass in dem Hellbereich P, wenn beide Halbleiterchips 31, 32 betrieben werden, eine

Beleuchtungsstärke von ungefähr 270 ix erzielbar ist.

In Figur 7 ist zu sehen, dass die Halbleiterchips 31, 32 in eine Vielzahl von Pixeln 33 unterteilt sind, bevorzugt in einem quadratischen Raster. Die Pixel 33 sind in Draufsicht gesehen quadratisch mit einer Kantenlänge von zum Beispiel 40 ym. Ein Aspektverhältnis der Halbleiterchips 31, 32 liegt bei ungefähr 3,5:1, beispielsweise mit einer Länge von

11,2 mm und einer Breite 3,2 mm, entsprechend einer Fläche von 35,8 mm^ . Die Halbleiterchips 31, 32 weisen

beispielsweise 80 x 280 Pixel auf.

In Figur 8 ist gezeigt, dass die Halbleiterchips 31, 32 je über eine Halbleiterschichtenfolge 6 mit einer aktiven Zone 63 zur Lichterzeugung verfügen. Die Halbleiterschichtenfolge

6 basiert beispielsweise auf dem Materialsystem InGaN. Die Halbleiterschichtenfolge 6 ist zwischen benachbarten Pixeln 33 vollständig entfernt, wobei ein Abstand zwischen den

Pixeln 33 nur sehr klein ist und in der Größenordnung von

1 ym liegt. Die Halbleiterschichtenfolge 6 ist von einem Aufwachssubstrat abgelöst und auf einem Ersatzsubstrat 35 aufgebracht, beispielsweise ein Siliziumsubstrat, in das die Ansteuereinheit 82 teilweise oder vollständig integriert sein kann. Beim Ablösen von Aufwachssubstrat und beim Anbringen auf das Ersatzsubstrat 35 ändert sich ein Abstand zwischen benachbarten Pixeln 33 bevorzugt nicht.

Ferner ist optional ein Leuchtstoff 5 vorhanden, der

pixelgenau und ebenfalls in die Pixel 33 unterteilt auf diesen aufgebacht sein kann. Über den Leuchtstoff 5 wird zusammen mit Strahlung aus der aktiven Zone 33 bevorzugt weißes Mischlicht erzeugt.

Optional ist die optische Isolierung 7 vorhanden. Diese ist beispielsweise durch einen Verguss aus Silikon mit

Titandioxid-Streupartikeln gebildet. Die optische Isolierung

7 kann abweichend von der Darstellung in Figur 8 auch die Lücken zwischen den einzelnen Bereichen des Leuchtstoffs 5 auffüllen .

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9 erstreckt sich die

Halbleiterschichtenfolge 6 durchgehend über alle Pixel 33 hinweg. Dies kann auch für den Leuchtstoff 5 gelten. Es ist möglich, dass sich auch die aktive Zone 63 durchgehend über alle Pixel 33 erstreckt. Bereiche zwischen benachbarten

Pixeln 33 können vollständig oder teilweise von der optischen Isolierung 7 ausgefüllt sein.

Eine elektrisch unabhängige Ansteuerung der Pixel 33

voneinander wird dadurch erzielt, dass eine elektrische

Querleitfähigkeit der verbleibenden Halbleiterschichtenfolge 6 nur gering ist und/oder vernachlässigt werden kann.

Gemäß Figur 10 ist die Halbleiterschichtenfolge 6 zwischen den Pixeln 33 teilweise entfernt, wobei auch die aktive Zone 63 entfernt ist. Zwischen benachbarten Pixeln 33 können sich im Bereich der Halbleiterschichtenfolge 6 Hohlräume 38 bilden, die beispielsweise evakuiert oder mit einem Gas gefüllt sind. Die optische Isolierung 5 erstreckt sich gemäß Figur 10 lediglich zwischen Bereiche des pixelierten

Leuchtstoffs 5, kann optional aber auch bis in die Hohlräume 38 reichen.

Die in den Figuren 8 bis 10 gezeigten Konfigurationen für die Halbleiterschichtenfolge 6, die Unterteilung in die Pixel 33, die Pixelierung des Leuchtstoffs 5 sowie für die optische Isolierung 7 können miteinander kombiniert werden und in allen Ausführungsbeispielen entsprechend vorhanden sein. In Figur 11 ist eine Justage der Bereiche B, P aufeinander dargestellt. Zuerst erfolgt eine Ausleuchtung anhand des anfänglichen Hellbereichs P', detektiert durch ein

Bildaufnahmegerät 81 wie einer Kamera. Anhand der Daten der Kamera 81 wird die Emission des zugehörigen Halbleiterchips elektronisch auf den gewünschten Hellbereich P justiert, indem ein bestimmtes Pixel 33 als Nullpunkt festgelegt wird und/oder eine bestimmte Pixelfolge als Horizontallinie festgelegt wird. Entsprechendes wird von einem anfänglichen Basisbereich B' auf einen Basisbereich B elektronisch

korrigiert. Kalibrationsdaten können in der Ansteuereinheit 82 gespeichert werden.

Damit kann eine elektronische oder elektrooptische

Feinjustage erfolgen, ohne dass die Halbleiterchips 31, 32 mit den zugehörigen Optiken 41, 42 zusätzlich mechanisch justiert werden müssen.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.

Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 128 125.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugszeichenliste

1 Scheinwerfer

2 Träger

25 Gehäuse

30 Abstrahlseite der Halbleiterchips

31 erster lierter Halbleiterchip

32 zweiter pixelierter Halbleiterchip

33 Pixel

35 Substrat

38 Hohlraum

41 erste Optik

42 zweite Optik

43 Austrittslinse

44 Lichteintrittslinse

46 optische Achse

47 Berührpunkt

5 Leuchtstoff

6 Halbleiterschichtenfolge

63 aktive Zone

7 optische Isolierung

81 Bildaufnahmegerät

82 Ansteuereinheit

91 Straßenbegrenzung

92 Mittellinie

a Winkel horizontal

b Winkel vertikal

B Basisbereich

D Versatz

M Hauptblickrichtung

P Hellbereich