DE102004043706A1

DE102004043706A1 - Optisches System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, Beleuchtungseinheit für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und Kraftfahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102004043706A1
Application number: DE102004043706A
Authority: DE
Inventors: Harald Ries; Julius Muschaweck; Andreas Timinger
Original assignee: OEC AG
Current assignee: OEC AG
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: DE102004043706B4; EP1792118A1; WO2006027230A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, eine Beleuchtungseinheit für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit solchen Beleuchtungseinheiten. DOLLAR A Das erfindungsgemäße optische System weist ein optisches Primärelement und ein optisches Sekundärelement auf. Das optische Primärelement ist mit einer Unstetigkeit versehen, durch welche zwei Lichtstrahlteilbündel erzeugt werden, wobei zumindest eines der Lichtstrahlteilbündel scharf begrenzt ist. Diese scharfe Begrenzung kann zum Erzeugen einer Hell-Dunkel-Grenze verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, eine Beleuchtungseinheit für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer und einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit solchen Beleuchtungseinheiten.

Herkömmliche Kraftfahrzeugscheinwerfer weisen gewöhnlich eine kleine starke Lichtquelle auf. Diese Lichtquellen können entweder in Form von Halogen-Glühfadenlampen oder Hochdruck-Gasentladungslampen sein. Der größte Teil des erzeugten Lichts wird mittels eines Reflektors gerichtet, um als ein zweckmäßig gebildetes Lichtstrahlbündel projiziert zu werden.

Wird ein solcher Fahrzeugscheinwerfer als Abblendlichtscheinwerfer verwendet, muss der reflektierte Lichtstrahlbündel eine etwa horizontal verlaufende Hell-Dunkel-Grenze aufweisen. Oberhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze darf zur Vermeidung einer Blendwirkung fast kein Licht sein. Diese Hell-Dunkel-Grenze ist in den ECE-Normen (gilt zum Beispiel für Europa und Japan) sowie in den SAE-Vorschriften (gilt für die USA) definiert. In diesen Vorschriften wird auch ein „hot spot" definiert, der besagt, dass mit geringem Abstand unter der Hell-Dunkel-Grenze die maximale Lichtstärke des Lichtstrahlbündel bzw. Lichtkegels sein soll.

Die Automobilindustrie fordert über die Erfüllung der Normen hinaus das Erreichen weiterer Mindest- und Höchstwerte, die folgendermaßen kurz zusammengefasst werden können:

1. Die maximale Lichtstärke (hot spot) knapp unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze (0,5°) soll etwa 22000 cd (entspricht 35 lux in 25 m Entfernung) betragen.
2. Zur Vermeidung von Blendung des Gegenverkehrs soll nach vorne und links (Rechtsverkehr) oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze die Lichtstärke nicht größer als 440 cd (entspricht 0,7 lux in 25 m Entfernung) sein.
3. Der Lichtkegel soll sich in die Breite bis ca. 30° nach links und rechts erstrecken, wobei die Lichtstärke allmählich zum Randbereich abfällt.
4. Die Hell-Dunkel-Grenze soll asymmetrisch nach rechts oben etwas ansteigen. Dies gilt für den Rechtsverkehr.
5. Der hot spot soll eine geringe vertikale Ausdehnung von 1° bis 2° besitzen, damit die Straße nicht zu nah am Fahrzeug hell ausgeleuchtet wird. Die Lichtstärke soll bis ca. 12° unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze gleichmäßig nach unten abfallen.
6. Die Verteilung soll keine störenden Streifen enthalten.
7. Ungleichmäßigkeiten in der Farbe sollen besonders in der Nähe des hot spots vermieden werden.

Ein erhebliches technisches Problem stellt das scharte Abschneiden des hot spots dar, denn innerhalb von 0,5° soll ein Kontrast der Lichtstärke von 1:50 erreicht werden. Erfolgt das Abschneiden mittels einer Blende, so muss diese Blende äußerst präzise justiert werden, wobei Wärmeausdehnungseffekte aufgrund des Erhitzens der Blende zu berücksichtigen sind.

Als Frontscheinwerfer in einem Kraftfahrzeug sind vor allem Glühlampenscheinwerfer mit Reflektoren und Projektionsscheinwerfer gebräuchlich.

Glühlampenscheinwerfer mit Reflektoren wiesen früher vor allem nahezu parabolische Reflektoren auf, wobei das Lichtstrahlbündel von einer strukturierten Frontscheibe geformt wurde. In jüngerer Zeit werden zunehmend facettierte Freiformflächenreflektoren mit einer klaren unstrukturierten Frontscheibe eingesetzt. Der Reflektor ist hierbei in Einzelsegmente aufgeteilt, von denen jedes für einen bestimmten Teil der Lichtverteilung zuständig ist. Bei den Glühlampenscheinwerfern für Abblendlicht mit Reflektoren wird die Blendung durch Abdeckung der Glühwendel mit einer Blechkappe vermieden. Aufgrund dieser Abdeckung und des relativ geringen Anteils des Lichtes, das auf den Reflektor trifft, liegt die übliche Effizienz dieser Scheinwerfer (definiert als Verhältnis von Lichtstrom auf dem Messschirm zum Lichtstrom der Glühwendel) bei etwa 30 %.

Projektionsscheinwerfer werden sowohl für Halogen-Glühlampen als auch für Hochdruck-Gasentladungslampen (Xenon-HID-Lampen) gebaut. Hierbei wird das Licht der Lampe von einem annähernd elliptischen Reflektor auf einen Brennpunkt und dessen Umgebung konzentriert. Unmittelbar unterhalb des Brennpunktes sitzt eine Blende, deren Kante die Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. Eine Linse bildet die Brennebene samt Blende auf die Straße ab. Die Effizienz liegt aufgrund der Verluste am Reflektor, der Vignettierung der Projektionslinie und der Absorption auf der Blende bei rund 25 %.

Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugscheinwerfern wird somit immer eine Blende zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze verwendet. Dies ist nachteilig, da eine solche Blende die Effizienz des Scheinwerfers beeinträchtigt und bei bestimmten Scheinwerfermodellen nur mit beträchtlichem Aufwand realisierbar ist. Dies gilt insbesondere für Scheinwerfer, bei welchen mit einer beweglichen Blende ein Scheinwerfer sowohl zum Erzeugen des Abblendlichtes als auch des Fernlichtes verwendet wird, indem die Blende aus dem Fernlichtlichtstrahlbündel ein Lichtstrahlteilbündel zum Erzeugen des Abblendlichtes ausblendet.

Die herkömmlichen optischen Systeme mit ihrer geringen Effizienz sind für nicht sehr lichtstarke Leuchtmittel, wie Leuchtdioden, wenig geeignet. Andererseits würden weiße Leuchtdioden mittlerweile zur Verfügung stehen, die gegenüber den bisher in Kraftfahrzeugscheinwerfern verwendeten Leuchtmitteln erhebliche Vorteile in Bezug auf die benötigte Leistung und Lebensdauer besitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System zu schaffen, das die oben erläuterten Nachteile beseitigt.

Die Aufgabe wird durch ein optisches System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße optische System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer dient zum Verteilen eines Lichtstrahlbündels eines Leuchtmittels. Es weist ein optisches Primärelement und ein optisches Sekundärelement auf. Das optische Primärelement ist mit einer optischen Fläche mit einer entlang einer Linie verlaufenden Unstetigkeit ausgebildet, wobei zumindest auf einer Seite benachbart zur Unstetigkeit die optische Fläche glatt ausgebildet ist, so dass das Lichtstrahlbündel in zwei Lichtstrahlteilbündel aufgeteilt wird, wobei zumindest eines der Lichtstrahlteilbündel eine von der Unstetigkeit erzeugte scharfe Begrenzungskante aufweist. Das optische Sekundärelement dient zum Abbilden der scharten Begrenzungskante auf eine vorbestimmte Hell-Dunkel-Grenze.

Erfindungsgemäß wird die Hell-Dunkel-Grenze nicht durch eine Blende sondern durch die Unstetigkeit in der optischen Fläche erzeugt.

Durch das Weglassen der Blende sind die mit der Blende verbundenen Nachteile, wie geringe Effizienz aufgrund der Absorption eines Teils des Lichtstrahlbündels bzw. aufwändige technische Realisierung der Blende beseitigt.

Das erfindungsgemäße optische System eignet sich besonders für die Verwendung zusammen mit einer Leuchtdiode als Leuchtmittel. Dies gilt insbesondere, wenn der weitere Lichtstrahlteilbündel durch das Sekundärelement derart abgebildet wird, dass er auch zum Ausleuchten eines vorbestimmten Bereiches verwendet wird. Mit einem solchen optischen System können folgende Probleme beseitigt werden, die bei einem Frontscheinwerfer für Kraftfahrzeuge auftreten, der als Leuchtmittel eine oder mehrere Leuchtdioden besitzt:

1. Effizienz

Leuchtdioden-Scheinwerfer müssen aufgrund der hohen Kosten von Leuchtdioden und aufgrund von Kühlungsproblemen viel effizienter sein als konventionelle Scheinwerfer. Es ist ein Gesamtwirkungsgrad von 60 % oder mehr zweckmäßig.

2. Baugröße

Die Aperturfläche und der gesamte Bauraum ist durch konstruktive Gegebenheiten im Kraftfahrzeug beschränkt. Aufgrund der beschränkten Leuchtdichte von Leuchtdioden müssen Leuchtdioden-Scheinwerfer einen großen Teil der Aperturfläche zur Erzeugung des hot spots verwenden.

3. Hell-Dunkel-Grenze

Die Hell-Dunkel-Grenze soll möglichst nicht durch eine Abbildung einer Kante einer Leuchtdiode erfolgen. Zum einen macht dies das System empfindlich gegen Toleranzen der Lage der Leuchtdiode. Vor allem aber ist bei weißen Leuchtdioden diese Kante in der Regel verschmiert, weil die an sich blau strahlende Leuchtdiode mit einer Luminiszenz-Farbstoffschicht einer gewissen Dicke bedeckt ist, die einen Teil des blauen Lichts nach gelb-rot konvertiert, so dass in der Mischung weißes Licht entsteht. Eine scharfe Kante ist dann nicht mehr gegeben, und die erzeugte Farbe variiert quer zur Kante.

4. Vertikale Ausdehnung des hot spots

Die vertikale Ausdehnung des hot spots soll 1° bis 2° betragen. Aufgrund der geringen Leuchtdichte von Leuchtdioden umfasst eine mit herkömmlicher Optik für Fahrzeugscheinwerfer abgebildete Leuchtdiode einen größeren Winkelbereich als 2°. Die geringe geforderte vertikale Ausdehnung des hot spots kann mit einer herkömmlichen Optik nicht erzielt werden.

5. Nutzung der Apertur

Bei einem herkömmlichen optischen System müsste ein zu großer Teil der Apertur für den hot spot genutzt werden. Hierdurch würden keine ausreichenden Aperturbereiche für andere Teile der Lichtverteilung zur Verfügung stehen.

Das erfindungsgemäße optische System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer kann vorteilhaft in Verbindung mit herkömmlichen Glühlampen bzw. Hochdruck-Gasentladungslampen verwendet werden. Bei diesen Lampen ist die Frage der Effizienz nur von untergeordneter Bedeutung. Jedoch macht es die Erfindung möglich, dass auf einfache Art und Weise das zunächst zusammenhängende Lichtstrahlbündel einer Lampe in zwei Lichtstrahlteilbündel mit räumlichen Abstand voneinander aufgeteilt wird, so dass eines der Lichtstrahlteilbündel permanent als Abblendlicht oder beide Lichtstrahlbündel als Fernlicht verwendbar sind. Hierzu ist eine bewegliche Blende vorzusehen, die das nicht als Abblendlicht zu verwendende Lichtstrahlteilbündel ausblendet, wenn nur das Abblendlicht erzeugt wird, bzw. freigibt, wenn ein Fernlicht erzeugt werden soll. Der wesentliche Vorteil liegt darin, dass die Blende im Vergleich zu herkömmlichen optischen Systemen wesentlich weniger präzise positioniert werden muss, denn sie endet mit einer freien Kante in dem dunklen Bereich zwischen den beiden Lichtstrahlbündeln, wobei der gesamte dunkle Bereich als Toleranzbereich zur Anordnung der Kante der Blende zu Verfügung steht.

Beide oben beschriebenen Ausführungsformen beruhen auf dem Prinzip, dass ein von einem Leuchtmittel erzeugtes Lichtstrahlbündel durch eine Unstetigkeit einer optischen Fläche in zwei Lichtstrahlteilbündel aufgeteilt wird, wodurch eine scharfe Begrenzungskante erzeugt wird, die als Hell-Dunkel-Grenze verwendet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1a – 1d ein Leuchtdiodenelement zusammen mit einer Primärlinse in der Draufsicht (1a), in einer Ansicht schräg auf die Eintrittsfläche der Primärlinse (1b), in einer Frontansicht (1c) und in einer Seitenansicht (1d),
2 einen Schnitt durch das Leuchtdiodenelement und die Primärlinse aus den 1a – 1d, wobei schematisch einige Lichtstrahlen dargestellt sind,
3 das Leuchtdiodenelement und die Primärlinse aus den 1a – 1d in einer schematischen Darstellung mit unterschiedlichen Beleuchtungszonen,
4a eine Winkelverteilung der Leuchtdichte der Anordnung aus 3 von einem Punkt im oberen Bereich der in 3 gezeigten Zone II aus gesehen,
4b eine Winkelverteilung der Leuchtdichte der Anordnung aus 3 von einem Punkt im unteren Bereich der in 3 gezeigten Zone II aus gesehen,
5a – 5c ein optisches System umfassend ein Leuchtdiodenelement, eine Primärlinse und eine Sekundärlinse jeweils in Seitenansicht, wobei Strahlbündel eingezeichnet sind und in einzelnen Figuren unterschiedliche Ausschnitte der Strahlbündel dargestellt sind,
6a – 6c ein optisches System umfassend ein Leuchtdiodenelement, eine Primärlinse und eine Sekundärlinse jeweils in Seitenansicht, wobei Strahlbündel eingezeichnet sind und in einzelnen Figuren unterschiedliche Ausschnitte der Strahlbündel dargestellt sind,
7 die Beleuchtungsstärkeverteilung des optischen Systems gemäß den 5a – 6c am Ort der Sekundärlinse,
8 ein weiteres optisches System mit einer Primärlinse und einem Reflektor als Sekundäroptik,
9 ein weiteres optisches System mit einem Ring, der die Primärlinse umgibt, um Strahlung im Randbereich auf die Sekundärlinse zu lenken, und
10 ein optisches System mit einer beweglichen Blende für einen Frontscheinwerfer zum Erzeugen von Abblendlicht und Fernlicht.
Das erfindungsgemäße optische System wird nachfolgend anhand eines ersten Ausführungsbeispieles, das in den 1a bis 7 dargestellt ist, näher erläutert. Dieses optische System weist ein Leuchtdiodenelement 1, eine Primärlinse 2 und eine Sekundärlinse 3 auf.
Die Primärlinse weist eine Eintrittsfläche 4 und eine Austrittsfläche 5 auf. Die Primärlinse 2 ist mit ihrer Eintrittsfläche 4 zum Leuchtdiodenelement 1 ausgerichtet, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Leuchtdiodenelement 1 nahezu in Kontakt mit der Eintrittsfläche 4 der Primärlinse steht. Die Austrittsfläche 5 ist zur Sekundärlinse 3 ausgerichtet. Die Sekundärlinse 3 weist wiederum eine Eintrittsfläche 6 und eine Austrittsfläche 7 auf, wobei die Eintrittsfläche 6 zur Primärlinse 2 ausgerichtet ist.
Das Leuchtdiodenelement 1 weist einen Leuchtdiodenchip 8 auf, der in eine halbkugelförmige Linse 9 eingegossen ist. Für die nachfolgende Erläuterung der Erfindung wird vereinfacht angenommen, dass die Linse 9 keine Auswirkung auf den Strahlenverlauf der vom Leuchtdiodenchip 8 abgegebenen Lichtstrahlen hat und dieser somit eine Lambert'sche Abstrahlcharakteristik in einem Winkelbereich von ± 90° aufweist.
Die Primärlinse 2 ist möglichst nahe am Leuchtdiodenelement 1 angeordnet, damit sie möglichst das gesamte Licht des Leuchtdiodenelements mit ihrer Eintrittsfläche 4 umfassen und in Richtung zur Sekundärlinse 3 bündeln kann. Der Winkelbereich des von der Primärlinse gebündelten Lichtes liegt ungefähr im Bereich von ± 15°.
Die Primärlinse weist zwei optische Flächen, die Eintrittsfläche 4 und die Austrittfläche 5 auf, wobei ein wesentliches Element der Erfindung darin liegt, dass wenigstens an einer optischen Fläche eine Unstetigkeit im Ort, d.h. eine Stufe, oder in der Neigung der Fläche, d.h. ein Knick, entlang einer Linie ausgebildet ist.
Geeignete Unstetigkeiten sind solche, an denen die Fläche nicht mehr die Eigenschaft der GO-Glattheit (im Fall einer Stufe) bzw. der G1-Glattheit (im Fall eines Knicks) aufweist (Referenz: Farin, G. (1997). Curves and Surfaces for Computer-Aided Geometric Design; Kapitel 18, San Diego, Ca, Academic Press, Inc). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Unstetigkeit als Knicklinie 10 an der Austrittsfläche 5 der Primärlinse 2 ausgebildet. Die Knicklinie 10 teilt die Austrittsfläche 5 der Primärlinse 2 in ein oberes Segment 11 und ein unteres Segment 12. Die Segmente 11, 12 begrenzen mit ihren Tangentialflächen angrenzend an der Knicklinie 10 einen stumpfen Winkel. Die beiden Segmente 11, 12 sind jeweils glatte Flächen.
Geeignete Unstetigkeiten sind auch Streifen an einer optischen Oberfläche, in welchen die Oberfläche eine derart starke Krümmung aufweist, dass ein zusammenhängendes Lichtstrahlbündel in zwei disjunkte Teillichtstrahlbündel getrennt wird, wobei zumindest ein Teillichtstrahlbündel durch die Krümmung scharf begrenzt wird. Diese scharte Grenze ist ein sprunghafter Abfall der Leuchtdichte auf eine sehr geringe Leuchtdichte.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Unstetigkeit ein vorher zusammenhängendes Lichtstrahlbündel in zwei disjunkte Lichtstrahlteilbündel aufteilt, die beide weiter verwendet werden können.
Die Eintrittsfläche 4 der Primärlinse 2 ist konkav und rotationssymmetrisch geformt.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Knicklinie an der Eintrittsfläche vorgesehen wird oder die Primärlinse mit mehreren Knicklinien versehen ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Leuchtdiodenelement 1 eine handelsübliche Luxeon^®-LED, wobei die Linse 9 einen Durchmesser von etwa 5,6 mm aufweist. Die Primärlinse ist etwa 10 mm dick und hat einen Durchmesser von ca. 13 mm.
Ein wesentliches Funktionselement des erfindungsgemäßen optischen Systems ist die Knicklinie 10, die eine entlang einer Linie verlaufende Unstetigkeit bildet. Durch diese Unstetigkeit wird das vom Leuchtdiodenelement 1 ausgesandte Lichtstrahlenbündel in zumindest zwei Lichtstrahlteilbündel 13, 14 (2) aufgeteilt.
Bei den von der Primärlinse abgestrahlten Lichtstrahlteilbündeln 13, 14 kann man fünf Zonen I bis V unterscheiden (3). Etwa in der Mitte zwischen den beiden Lichtstrahlteilbündel 13, 14 befindet sich die Zone III, die dunkel ist. Oberhalb der Zone III befindet sich die Zone II, deren Licht unten durch die Knicklinie 10 abgeschnitten ist. Blickt man vom unteren Randbereich der Zone II auf die Primärlinse 2, so sieht man einen schmalen Streifen des Leuchtdiodenchips 8 durch die Linse 2 hindurch, wobei die Unterkante dieses Bildes durch die Knicklinie 10 abgeschnitten ist. Dieses Bild ist in 4b dargestellt. Blickt man hingegen vom oberen Randbereich der Zone II auf die Primärlinse 2, so sieht man durch die Primärlinse 2 hindurch einen größeren Bereich des Leuchtdiodenchips 8, wobei wiederum die untere Kante dieses Bildes durch die Knicklinie 10 abgeschnitten ist. Dieses Bild ist in 4a dargestellt.
Oberhalb der Zone II befindet sich die Zone I. Blickt man von der Zone I auf die Primärlinse 2, so sieht man durch das obere Segment 11 der Primärlinse 2 hindurch die untere Kante des Leuchtdiodenchips 8. Zumindest im oberen Bereich der Zone I werden diese Bilder des Leuchtdiodenchips 8 durch die obere Kante 15 der Primärlinse 2 abgeschnitten. Auch hier wird eine scharte Begrenzung des Lichtstrahlteilbündels in der Zone I geschaffen.
Unterhalb der Zone III befindet sich die Zone IV, die im wesentlichen ähnlich wie die Zone II ausgebildet wird, wobei hier jedoch jeweils die obere Kante des Bildes des Leuchtdiodenchips 8 von der Knicklinie 10 abgeschnitten wird und die untere Kante des Bildes eine Abbildung der unteren Kante des Leuchtdiodenchips 8 ist. In der darunter befindlichen Zone V werden die Lichtstrahlteilbündel wie in der Zone I durch die Kante der Primärlinse 2 abgeschnitten, wobei hier jedoch das Abschneiden durch die untere Kante 16 der Primärlinse 2 erfolgt. Blickt man vom unteren Randbereich der Zone 5 auf die Primärlinse 2, so sieht man ein Bild des Leuchtdiodenchips 8, dessen unterer Rand durch die untere Kante 16 der Primärlinse 2 scharf abgeschnitten ist und dessen oberer Rand durch die Kante des Leuchtdiodenchips 8 dargestellt wird. Blickt man von der oberen Grenze der Zone V auf die Primärlinse 2, so sieht man ein fast vollständiges Bild des Leuchtdiodenchips 8 durch die Primärlinse 2 hindurch, wobei lediglich ein schmaler unterer Randbereich des Leuchtdiodenchips 8 durch die untere Kante 16 abgeschnitten ist.
Man kann somit zusammenfassend festhalten, dass man, wenn man von den Zonen II und V auf die Primärlinse 2 blickt, jeweils Bilder des Leuchtdiodenchips 8 sieht, die unten scharf abgeschnitten sind, wohingegen, wenn man von den Zonen I und IV auf die Primärlinse 2 blickt, jeweils Bilder des Leuchtdiodenchips 8 sieht, die oben schart abgeschnitten sind.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Zonen II und V verwendet, um den hot spot auszuleuchten und die scharte Hell-Dunkel-Grenze herzustellen, da durch die Sekundärlinse 3 die erzeugten Abbildungen des Leuchtdiodenchips auf den Kopf gestellt werden und somit die entsprechenden Bilder, d.h. die entsprechenden Lichtstrahlteilbündel oben scharf begrenzt sind, wie es unten näher erläutert wird.
Mit der Sekundärlinse werden somit Bilder des Leuchtdiodenchips 8 abgebildet, wobei der Begriff „Abbilden" hier nicht im strengen Sinn dahingehend verwendet wird, dass ein bestimmter Bildpunkt eines Bildes wiederum auf einen bestimmten Bildpunkt des abgebildeten Bildes projiziert wird, sondern in dem Sinne, dass die Lichtstrahlbündel durch das optische System derart umgelenkt werden, dass in Vertikalrichtung eine fast perfekte Abbildung erfolgt, wohingegen in Horizontalrichtung die einzelnen Bildpunkte verschmiert werden. Zum einen ist es für die Anwendung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer für Abblendlicht nicht notwendig, dass die Abbildung in Horizontalrichtung perfekt ist. Zum anderen ist eine Verschmierung in Horizontalrichtung bei Verwendung von Leuchtdioden als Leuchtmittel vorteilhaft, da Leuchtdioden meist eine gewisse Struktur aufweisen, die bei einer perfekten Abbildung auf die Straße übertragen werden würde. Werden die Bildpunkte jedoch in Horizontalrichtung verschmiert, so hat dies zur Folge, dass die entsprechenden Bereiche gleichmäßig ausgeleuchtet werden. Das erfindungsgemäße optische System, insbesondere die Sekundärlinse, weist in den für den hot spot und die Hell-Dunkel-Grenze verwendeten Abschnitten vorzugsweise einen Astigmatismus in Horizontalrichtung auf.
Das Vorsehen der Unstetigkeit bewirkt auch einen gleichmäßigen Abfall der Lichtstärke bis ca. 12° unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze. In 4a und 4b ist jeweils eine Abbildung des Leuchtdiodenchips mit Blickrichtung von einen Punkt aus der Zone II gezeigt. Ist der Punkt, von dem man aus den Leuchtdiodenchip betrachtet, nahe am unteren Rand der Zone II, so sieht man einen schmalen Streifen (4b). Je höher man nach oben zum oberen Rand der Zone II geht, desto breiter wird der Streifen. All diese Bilder werden mit ihrer durch die Unstetigkeit abgeschnittenen Kante auf der Hell-Dunkel-Grenze liegend überlagert. Dies hat zur Folge, dass sich angrenzend an die Hell-Dunkel-Grenze mehr Bilder überlagern als mit Abstand von der Hell-Dunkel-Grenze. Hierdurch nimmt die Leuchtdichte mit zunehmenden Abstand von der Hell-Dunkel-Grenze und somit nach unten hin allmählich ab.
Ferner führt dieser Effekt dazu, dass ein von diesem optischen System ausgeleuchteter Punkt von Licht, das unterschiedlichen Orten der Leuchtdiode entstammt, beleuchtet wird. Dies führt wiederum dazu, dass die über den Ort der Leuchtdiode variierende Farbverteilung an dem jeweiligen Punkt aus Licht unterschiedlicher Orte der Leuchtdiode gemischt wird, so dass zumindest im hot spot eine gleichmäßige Farbverteilung erzielt wird.
Nachfolgend wird der Aufbau, die Funktionsweise der Sekundärlinse 3 erläutert:
Die 5a – 6c zeigen jeweils vier Abschnitte I, II, IV und V der Sekundärlinse 3, die den Zonen I, II, IV und V aus 3 zugeordnet sind. Diese einzelnen Abschnitte können grundsätzlich als separate Bauteile ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie als ein einstückiger Körper ausgebildet, wobei der für die Funktion nicht relevante Abschnitt in der Zone III nicht dargestellt ist. Die Austrittsfläche 7 der Sekundärlinse 3 ist als sphärische Fläche ausgebildet. Eine sphärische Fläche lässt sich einfach herstellen. Grundsätzlich ist auch eine andere Form, z.B. eine ebene Fläche möglich. Die Eintrittsfläche 6 der Sekundärlinse 3 ist in den jeweiligen Abschnitten I, II, IV und V unterschiedlich ausgebildet, um jeweils die gewünschten Funktionen bereit zu stellen.
Für die Erfindung ist vor allem der Abschnitt II von Bedeutung, in welchem die Lichtstrahlenbündel der Zone II abgebildet werden. Der Abschnitt II der Sekundärlinse 3 ist derart ausgebildet, dass eine Brennlinie dieses Abschnittes existiert und auf der Knicklinie 10 der Primärlinse 2 liegt. Hierdurch wird die Knicklinie 10 in das Unendliche abgebildet, d.h., von der Knicklinie 10 ausgehende Lichtstrahlen werden durch den Abschnitt II der Sekundärlinse 3 in ein paralleles Strahlenbündel umgelenkt. Die Sekundärlinse 3 ist vorzugsweise bezüglich der Primärlinse 1 derart angeordnet, dass die bei der Sekundärlinse aus dem Abschnitt II austretenden von der Knicklinie 10 stammenden Lichtstrahlen entweder horizontal verlaufen oder mit einem Winkel bis zu 0,5° nach unten geneigt sind. Vorzugsweise wird der Neigungswinkel auf 0,3° eingestellt.
Der Abschnitt V der Sekundärlinse 3 ist derart ausgebildet, dass auch hier eine Brennlinie dieses Abschnittes existiert und auf der unteren Kante 16 der Primärlinse 2 liegt, so dass die von der unteren Kante 16 ausgehenden Lichtstrahlen durch den Abschnitt V der Sekundärlinse 3 ins Unendliche abgebildet werden, d.h., dass diese Lichtstrahlen nach dem Passieren der Sekundärlinse 3 parallel verlaufen. Auch diese Lichtstrahlen sollen mit einer Neigung im Bereich zwischen 0° und 0,5° nach unten verlaufen, vorzugsweise mit dem Neigungswinkel von 0,3°.
Die untere Kante 16 stellt eine Unstetigkeit im Sinne der vorliegenden Erfindung dar, da das Licht, das die Kante 16 oben bzw. unten passiert, in zwei Lichtstrahlteilbündel getrennt wird, die beide genutzt werden können. Die Nutzung des Lichtes unterhalb der Kante 16 wird unten anhand der in 9 gezeigten Ausführungsform gezeigt. Im mathematischen Sinne liegt hier eine Unstetigkeit vor, da das unterhalb der Kante 16 passierende Licht von einer weiteren optischen Fläche umgeleitet werden muss und diese weitere optische Fläche und die an die untere Kante 16 angrenzende optische Fläche der Primärlinse 2 zueinander nicht stetig sind.
Der Abschnitt II der Sekundärlinse 3 wird im folgenden auch als obere Cut-Off-Linse und der Abschnitt V der Sekundärlinse 3 als untere Cut-Off-Linse bezeichnet.
Mit den beiden Cut-Off-Linsen wird der hot spot ausgeleuchtet, wobei der ausgeleuchtete Bereich in der Horizontalen etwa einen Winkelbereich von 10° abdeckt.
Wie man anhand der Bilderfolge in den 6a bis 6c erkennen kann, überlagern sich die Lichtstrahlteilbündel in einer gewissen Entfernung vom optischen System (6c), wobei alle Lichtstrahlteilbündel eine definierte obere Grenze besitzen.
Zur Veranschaulichung dieses Effektes ist in 6a bis 6c das optische System aus den 5a bis 5c dargestellt, wobei in 6a bis 6c in den beiden Cut-Off-Linsen jeweils drei Strahlbündel eingezeichnet sind, die jeweils an der Austrittsfläche 7 der Cut-Off-Linsen durch einen Punkt verlaufen. Diese Strahlbündel umfassen jeweils Lichtstrahlen, die von einem größeren Bereich des Leuchtdiodenchips 8 abgestrahlt werden. Diese Lichtstrahlbündel stellen somit das Bild des Leuchtdiodenchips 8 dar, das man sieht, wenn man von dem Punkt an der Austrittsfläche 7 der Sekundärlinse 3 auf die Primärlinse 2 blickt, durch den das jeweilige Lichtstrahlbündel verläuft. Bei dieser Betrachtungsweise der Lichtstrahlen erkennt man, dass die im Bereich zwischen dem Leuchtdiodenchip 8 und der Sekundärlinse 3 unten angeordneten Strahlen des Lichtstrahlenbündels nach dem Durchgang durch die Sekundärlinse 3 oben im jeweiligen Lichtstrahlbündel angeordnet sind. D.h., dass mit der Abbildung dieses optischen Systems das Bild des Leuchtdiodenchips 8 nach dem Durchgang der Sekundärlinse 3 auf den Kopf gestellt wird. Dies hat wiederum zur Folge, dass die durch die Knicklinie 10 bzw. durch die untere Kante 16 scharf abgeschnittenen Lichtstrahlbündel, die durch die Cut-Off-Linsen verlaufen, jeweils an ihrem oberen Rand scharf begrenzt sind. Die einzelnen Lichtstrahlbündel, die durch die Cut-Off-Linsen verlaufen, überlagern sich in einer gewissen Entfernung vom optischen System, so dass ein Gesamtlichtstrahlbündel mit einer scharfen oberen Grenze erzeugt wird (6b, 6c), die auf die durch die Normen bzw. Richtlinien für Kraftfahrzeugfrontscheinwerfer vorgeschriebene Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird.
Erfindungsgemäß wird von einem Teil der Lichtstrahlbündel, nämlich denjenigen, der durch die obere Cut-Off-Linse verläuft, die scharfe Begrenzung durch die Knicklinie 10 erzeugt. Diese Knicklinie, die eine Unstetigkeitslinie darstellt, hat gegenüber der Verwendung einer Blende den Vorteil, dass kein Licht absorbiert wird, sondern Licht auf beiden Seiten der Knicklinie 10 zur Ausleuchtung verwendet werden kann. So wird bei diesem Ausführungsbeispiel Licht, das durch die untere Cut-Off-Linse verläuft, auch zur Ausleuchtung des hot spots verwendet. Das Vorsehen der Unstetigkeitslinie erlaubt somit eine deutliche Steigerung der Effizienz des optischen Systems.
Die Unstetigkeitslinie verläuft in der Projektion auf eine senkrechte Ebene, die senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen der Primärlinse und der Sekundärlinse angeordnet ist, etwa horizontal oder weist gegenüber der Horizontalen eine leichte Neigung auf, die im Bereich von 0° bis 10° liegen kann. Vorzugsweise ist die Projektion der Unstetigkeitslinie an einem Randbereich etwas nach unten geführt, so dass die Hell-Dunkel-Grenze entsprechend den Forderungen der Automobilindustrie asymmetrisch etwas ansteigt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auch die Lichtstrahlen, die durch die Abschnitte I und IV der Sekundärlinse 3 verlaufen, verwendet. Die Abschnitte I und IV der Sekundärlinse sind auf der Eintrittsfläche mit Rillen versehen, die ähnlich einer Fresnel-Linse ausgebildet sind und dazu dienen, dass Licht in die seitlichen Randbereiche neben den hot spot abgelenkt wird, um hier eine gewisse Ausleuchtung zu bewirken.
Mit der Primärlinse des obigen Ausführungsbeispiels wird mehr als 80 % des Lichtes der Leuchtdiode auf die Sekundärlinse 3 umgelenkt, wobei eine Beleuchtungsstärkeverteilung erzielt wird, wie sie in 7 gezeigt ist. Mit dem optischen System dieses Ausführungsbeispiels wird eine Effizienz von ca. 60 bis 70 % erzielt.
Der Wirkungsgrad dieses optischen Systems kann durch Vorsehen eines Ringes 17 um die Primärlinse 2 erhöht werden, mit dem Streulicht der Leuchtdiode mittels Brechung bzw. Totalreflektion auf die Sekundärlinse gelenkt wird (9).
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen optischen Systems liegt darin, dass der Abstand zwischen der Primärlinse 2 und der Sekundärlinse 3 lediglich 3 cm beträgt. Damit weist dieses optische System eine sehr geringe Bautiefe im Vergleich zu herkömmlichen Projektions-Scheinwerfern auf. Bei herkömmlichen Projektions-Scheinwerfern muss im Bereich der Blende eine reales Zwischenbild erzeugt werden, was eine erhebliche Bautiefe erfordert. Bei dem erfindungsgemäßen optischen System wird kein Zwischenbild erzeugt, sondern werden die Lichtstrahlen in Lichtstrahlteilbündel mittels der Unstetigkeit aufgeteilt, die separat von der als Sekundäroptik fungierenden Sekundärlinse umgelenkt werden. Es ist nicht notwendig, hier ein reales Zwischenbild zu erzeugen. Bei den im Kraftfahrzeugbereich beengten Raumverhältnissen ist dies ein wesentlicher Vorteil gegenüber den herkömmlichen optischen Systemen. Da das erfindungsgemäße optische System sehr kompakt ausgebildet ist, können auch mehrere solche optischen Systeme zu einem Fahrzeugscheinwerfer kombiniert werden, wobei dann Licht mehrere Leuchtdioden zur Erzeugung des Lichtkegels des Fahrzeugscheinwerfers verwendet wird.
Abweichend von dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel kann im Rahmen der Erfindung an der Primärlinse 2 an Stelle einer auch mehrere Unstetigkeitslinien vorgesehen sein. Die Unstetigkeitslinien können auch im Bereich der Eintrittsfläche der Primärlinse 2 angeordnet sein. Anstelle einer Sekundärlinse 3 kann auch ein Spiegel bzw. Reflektor 18 (8) vorgesehen sein, der die scharfe Begrenzungskante der Lichtstrahlteilbündel auf die Hell-Dunkel-Grenze abbildet. Im obigen Ausführungsbeispiel wird ein Leuchtdiodenchip 8 mit einer Linse 9 verwendet, der unmittelbar vor der Primärlinse 2 angeordnet ist. Zur Ausbildung des hot spots können auch die Lichtstrahlteilbündel der Zonen I und IV (3) verwendet werden, wenn z.B. eine weitere Linse in das optische System eingesetzt wird, die die Abbildung wiederum auf den Kopf stellt.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den Leuchtdiodenchip 8 in die Primärlinse 2 zu integrieren, so dass die Linse 9 weggelassen wird. Dies ist bei einer Massenproduktion eines solchen optischen Systems auch zweckmäßig. Mit anderen Worten heißt dies, dass die erfindungsgemäße Unstetigkeit im Leuchtdiodenelement 1 realisiert wird, das aus dem Leuchtdiodenchip 8 und einer Linse ausgebildet ist, die sowohl die Funktion der Linse 9 als auch die Funktion der Primärlinse 2 erfüllen.
Das erfindungsgemäße optische System stellt zusammen mit einem Leuchtmittel, insbesondere einer Leuchtdiode, eine Beleuchtungseinheit dar. Mehrere solcher Beleuchtungseinheiten können in einem Frontscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für Abblendlicht, verwendet werden. Diese Beleuchtungseinheiten können jeweils eine separate Sekundärlinse aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, die Sekundärlinsen aller Beleuchtungseinheiten aus einem einzigen Körper auszubilden.
Bei den in 1a bis 9 gezeigten Ausführungsbeispielen wird als Leuchtmittel eine Leuchtdiode verwendet. Das erfindungsgemäße System mit einer Unstetigkeitslinie im optischen Primärelement ist besonders für die Verwendung von Leuchtdioden in Frontscheinwerfern für Kraftfahrzeugen geeignet, da hierdurch die oben erläuterten Probleme bezüglich Effizienz, Baugröße, Hell-Dunkel-Grenze, vertikale Ausdehnung des hot spots und Nutzung der Apertur, wie sie bei herkömmlichen optischen Systemen auftreten würden, auf einfache Art und Weise behoben werden.
Das erfindungsgemäße optische System ist jedoch auch zur Anwendung mit anderen Leuchtmitteln geeignet. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem herkömmlichen Leuchtmittel 19 für Kraftfahrzeugscheinwerfer, wie zum Bespiel einer Glühlampe, einer Hochdruckentladungslampe, einer Gasentladungslampe oder dergleichen. Das Licht des Leuchtmittels 19 wird von der Primärlinse 2 erfasst, die wie die Primärlinsen 2 der obigen Ausführungsbeispiel eine Unstetigkeitslinie 10 aufweist. Durch die Unstetigkeitslinie 10 werden zwei Lichtteilstrahlbündel erzeugt und auf die Sekundärlinse 3 umgelenkt. Das obere Lichtstrahlteilbündel weist einen Bereich mit unten durch die Knicklinie 10 scharf abgeschnittener Grenze auf. Durch Abbilden dieser scharf abgeschnittenen Grenze auf die Hell-Dunkel-Grenze kann dieser Bereich des oberen Lichtstrahlteilbündels als Abblendlicht verwendet werden. Das untere Lichtstrahlteilbündel wird bei dieser Ausführungsform von der Sekundärlinse 3 derart umgelenkt, dass es als Fernlicht wirkt. Das Umschalten dieses Scheinwerfers von Fernlicht auf Abblendlicht erfolgt einfach durch Einführen einer Blende 20 in das untere Lichtstrahlteilbündel. Die Blende 20 absorbiert das untere Lichtstrahlteilbündel, wodurch nur noch das Abblendlicht am Scheinwerfer austritt. Wird die Blende 20 aus dem unteren Lichtstrahlteilbündel heraus bewegt, so tritt auch das Licht des unteren Lichtstrahlteilbündels aus dem Scheinwerfer nach außen und erzeugt das Fernlicht.
Befindet sich die Blende im unteren Lichtstrahlteilbündel, so endet sie mit ihrer oberen Kante 21 im dunklen Bereich zwischen den beiden Lichtstrahlteilbündeln. Dies heißt, dass die obere Kante 21 relativ unpräzise positioniert sein kann, da diese Kante keine optische Funktion besitzt. Dies bedeutet, dass das Ein- und Ausfahren der Blende 20 mit einfachen kostengünstigen Mitteln realisiert werden kann. Zudem weist die Blende 20 im Vergleich zu herkömmlichen Blenden, auf welche ein reales Zwischenbild des Leuchtmittels projiziert wird, eine große Fläche auf, da sie nicht einen kleinen Abschnitt eines realen Zwischenbildes ausblenden muss, sondern ein Teillichtstrahlbündel komplett ausblenden kann. Hierdurch lässt sich die Blende wesentlich einfacher kühlen, als dies bei herkömmlichen Scheinwerfern der Fall ist.
Zudem erlaubt diese Ausbildung eines Frontscheinwerfers eine freiere Gestaltung des Fernlichts.
Sollte nach der Sekundärlinse 3 noch eine weitere Linse vorgesehen sein, so kann die Blende auch im oberen Lichtstrahlteilbündel angeordnet sein und das untere Lichtstrahlteilbündel als Abblendlicht verwendet werden. Hierbei wird die untere Kante 16 der Primärlinse 2 auf die Hell-Dunkel-Grenze abgebildet.
Die oben dargestellten Ausführungsbeispiele weisen jeweils als Unstetigkeit eine Knicklinie 10 auf, die an einer optischen Fläche der Primärlinse ausgebildet ist. Im Bereich der Knicklinie bilden die angrenzenden Flächenabschnitte mit ihren Tangentialflächen einen stumpfen Winkel. Diese Art der Knicklinie kann sowohl an der Eintrittsfläche als auch an der Austrittsfläche der Primärlinse ausgebildet sein. Anstelle der Primärlinse kann jedoch auch ein Reflektor vorgesehen sein. Dies gilt insbesondere für die Ausführungsform nach 10 mit einem herkömmlichen Leuchtmittel. Die Unstetigkeit wird hierbei durch eine Kante im Reflektor ausgebildet, bei der die angrenzenden Tangentialflächen einen Winkel von > 180° bilden.
Anstelle einer Kante, bei der die angrenzenden Flächenabschnitte aneinander stoßen, kann die Unstetigkeit auch als Stufe sowohl in der Linse als auch am Reflektor ausgebildet sein.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele weisen die Unstetigkeitslinie an der Austrittsfläche der Primärlinse auf. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, die Unstetigkeit an der Eintrittsfläche der Primärlinse vorzusehen.

1: Leuchtdiodenelement
2: Primärlinse
3: Sekundärlinse
4: Eintrittsfläche der Primärlinse
5: Austrittsfläche der Primärlinse
6: Eintrittsfläche der Sekundärlinse
7: Austrittsfläche der Sekundärlinse
8: Leuchtdiodenchip
9: Linse
10: Knicklinie
11: Segment
12: Segment
13: Lichtstrahlteilbündel
14: Lichtstrahlteilbündel
15: obere Kante
16: untere Kante
17: Ring
18: Reflektor
19: Leuchtmittel
20: Blende
21: obere Kante der Blende

Claims

Optisches System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zum Verteilen eines Lichtstrahlbündels eines Leuchtmittels, gekennzeichnet durch ein optisches Primärelement (2) mit einer optischen Fläche (4, 5) mit einer entlang einer Linie verlaufenden Unstetigkeit (10), wobei zumindest auf einer Seite benachbart zur Unstetigkeit die optische Fläche (4, 5) glatt ausgebildet ist, so dass das Lichtstrahlbündel in zwei Lichtstrahlteilbündel (13, 14) aufgeteilt wird, wobei zumindest eines der Lichtstrahlteilbündel (13) eine scharfe Begrenzungskante aufweist, und ein optisches Sekundärelement (3) zum Abbilden der scharten Begrenzungskante auf eine vorbestimmte Hell-Dunkel-Grenze.
Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeit ein Knick (10) in der optischen Fläche (5) ist.
Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeit eine Stufe in der optischen Fläche ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Primärelement eine Linse (2) ist.
Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Fläche die Linseneintrittsfläche und/oder die Linsenaustrittsfläche ist.
Optisches System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Unstetigkeit angrenzenden Flächenbereiche einen stumpfen Winkel bilden.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Primärelement ein Reflektor ist.
Optisches System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Fläche die Reflektorfläche ist, wobei die an die Unstetigkeit angrenzenden Flächenbereiche einen Winkel größer als 180° bilden.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeit (10) entlang einer Linie verläuft, die in der Projektion auf eine zu einer fiktiven Verbindungslinie zwischen dem optischen Primärelement und dem optischen Sekundärelement senkrecht stehende Ebene etwa geradlinige Linie bildet, die entweder horizontal oder gegenüber der Horizontalen etwas gekippt verläuft.
Optisches System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der projizierten Linie im Bereich von 0° bis 10° gegenüber der Horizontalen liegt.
Optisches System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die vertikale Ebene projizierte Unstetigkeitslinie an einem Endbereich etwas nach unten geführt ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sekundärelement (3) ein weiteres Lichtstrahlteilbündel (14) auf den durch das erste Lichtstrahlteilbündel ausgeleuchteten Bereich umlenkt, der benachbart zur Hell-Dunkel-Grenze ist.
Optisches System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Lichtstrahlteilbündel (14) ein durch die Unstetigkeit vom ersten Lichtstrahlteilbündel (13) abgetrenntes Lichtstrahlteilbündel ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 – 13, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sekundärelement mehrere Abschnitte (I – V) aufweist, mit welchen zumindest zwei Zonen (II, V) der Lichtstrahlteilbündel mit ihren Begrenzungskanten derart auf die Hell-Dunkel-Grenze abgebildet werden, dass sich diese beiden Zonen überlagern.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 – 14, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sekundärelement ein Astigmatismus in Horizontalrichtung aufweist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 – 15, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sekundärelement eine Linse (3) ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 – 16, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Sekundärelement ein Reflektor (18) ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es keine Blende aufweist.
Beleuchtungseinheit für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer optischen System nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und einem Leuchtmittel, wobei die System bzgl. des Leuchtmittels derart angeordnet ist, dass es das vom Leuchtmittel abgestrahlte Licht mittels der Unstetigkeit in zumindest zwei räumlich getrennte Teillichtstrahlbündel trennt.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Leuchtdiode ist.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode angrenzend zum optischen Abbildungselement bzw. Primärabbildungselement angeordnet ist.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Glühlampe oder eine Hochdruckgasentladungslampe ist.
Beleuchtungseinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine bewegliche Blende zum Ausblenden eines räumlich getrennten Teillichtstrahlbündels vorgesehen ist, wobei dieser Teillichtstrahlbündel als Fernlicht fungiert.
Kraftfahrzeugscheinwerfer umfassend mehrere Beleuchtungseinheiten nach Anspruch 20.