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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsmodul eines Fahrzeugscheinwerfers.
Das Modul umfasst:
- – mehrere Halbleiter-Lichtquellen
zum Aussenden von optischer Strahlung, vorzugsweise in einem sichtbaren
Wellenlängenbereich,
- – eine
Primäroptikanordnung
zum Bündeln
zumindest eines Teils der ausgesandten Strahlung, und
- – eine
Sekundäroptikanordnung,
welche die gebündelte
Strahlung zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung vor
das Fahrzeug projiziert.
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Derartige
Projektionsmodule sind aus dem Stand der Technik bekannt. Als Lichtquellen
verfügen sie üblicherweise über Leuchtdioden
(sog. Light Emitting Diodes, LEDs, die weißes Licht aussenden. Um in
der Lichtverteilung höhere
Beleuchtungsstärkewerte
erzielen zu können,
verfügt
ein LED-Projektionsmodul üblicherweise über mehrere
LEDs als Lichtquelle, die in einem Abstand zueinander angeordnet
sind. Zur Bündelung
der von den LEDs ausgesandten Strahlung haben sich in Lichtaustrittsrichtung
nach den LEDs angeordnete, sog. Vorsatzoptiken bewährt, die
aus Glas oder einem transparenten Kunststoff bestehen. Das von den
LEDs ausgesandte Licht tritt in die Vorsatzoptiken ein und wird
dort mittels Totalreflexion innerhalb der Vorsatzoptik derart umgelenkt,
dass es gebündelt
aus der Vorsatzoptik austritt.
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Falls
das Projektionsmodul eine Abblendlichtverteilung erzeugt, insbesondere
mit einer die Lichtverteilung nach oben begrenzenden Helldunkelgrenze,
verfügt
das bekannte Projektionsmodul zudem über eine im Strahlengang zwischen
der Primäroptikanordnung
und der Sekundäroptikanordnung angeordnete
Blendenanordnung. Diese umfasst eine Blende mit einer Oberkante
und mindestens einem Blendenelement. Zum Umschalten zwischen verschiedenen
Lichtfunktionen kann das Blendenelement bewegbar, bspw. zum Umschalten
zwischen Abblendlicht und Fernlicht um eine senkrecht zur optischen
Achse und in etwa horizontal verlaufende Drehachse klappbar sein.
Ebenfalls kann die Blendenanordnung mehrere Blendenelemente aufweisen,
die um eine in etwa parallel zur optischen Achse und in einem Abstand
zu dieser verlaufende Drehachse relativ zueinander bewegbar sind,
wobei sich die Oberkante der Blendenanordnung aus der Überlagerung
der optisch wirksamen Oberkanten der einzelnen Blendenelemente zusammensetzt.
Auch zur Erzeugung anderer Leuchtfunktionen, wie bspw. Nebellicht,
Schlechtwetterlicht, Stadtlicht, Landstraßenlicht, Autobahnlicht, ist
eine Blendenanordnung zur Erzeugung einer Helldunkelgrenze der Lichtverteilung
erforderlich. Falls das Projektionsmodul jedoch nur eine Fernlichtverteilung
erzeugt, ist eine Blendenanordnung nicht erforderlich.
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Schließlich weist
das Projektionsmodul eine Sekundäroptikanordnung
auf, welche die von der Primäroptik gebündelten
und – falls
vorhanden – an
der Blendenanordnung vorbeigelangten Strahlen auf die Fahrbahn vor
das Fahrzeug projiziert. Die Sekundäroptik im Stand der Technik
ist üblicherweise
als eine einzelne, nicht-unterteilte, im wesentlichen plankonvexe
Projektionslinse (refraktive Optik; asphärische Linse) ausgebildet.
Die Dicke von derartig ausgebildeten Sekundäroptiken ist bei gegebenen
optischen Eigenschaften der Sekundäroptik im wesentlichen abhängig von
deren Durchmesser. Das heißt
also, dass insbesondere Sekundäroptiken
mit einem großen
Durchmesser zwangsläufig
eine relativ große
Dicke aufweisen, die wiederum zu relativ tiefen und damit großbauenden
Scheinwerfern führt.
Außerdem hat
die Sekundäroptik,
die in der Regel massiv ausgebildet ist und aus relativ schwerem
Glas oder Kunststoff besteht, einen erheblichen Anteil am Gesamtgewicht
des Projektionsmoduls. Der Trend zu immer kleineren und leichteren
Projektionsmodulen für
Fahrzeugscheinwerfer hat bisher den Teil des Moduls, der einen wesentlichen
Anteil an dem Gesamtgewicht des Moduls hat, keinen Einzug gehalten. Grund
hierfür
sind die optischen Gesetze, die eine massive Ausgestaltung der Linse
unumgänglich
machen, und die hohen Anforderungen an die Hitzebeständigkeit
der verwendeten Materialien, die nur eine Verwendung von relativ
schwerem Glas oder speziellen Kunststoffen erlauben.
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Ausgehend
von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Projektionsmodul für einen Fahrzeugscheinwerfer
dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass das Modul möglichst
klein und insbesondere leichter als bisherige Projektionsmodule
wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Projektionsmodul der eingangs
genannten Art vorgeschlagen, dass die Sekundäroptikanordnung als eine ein-
oder mehrteilige Komplexlinse ausgebildet ist, die mehrere Linsensegmente
umfasst, wobei jedes der Linsensegmente mindestens einem Strahlungsbündel der
von der Primäroptikanordnung
gebündelten
Strahlung zugeordnet ist und dieses zur Erzeugung einer gewünschten
Teillichtverteilung vor das Fahrzeug projiziert, wobei sich die Gesamtlichtverteilung
des Projektionsmodul aus der Überlagerung
der Teillichtverteilungen ergibt.
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Bei
Projektionsscheinwerfern mit einer herkömmlichen Lichtquelle, wie bspw.
einer Glühlampe, einer
Gasentladungslampe oder einer Lichtauskoppelfläche eines Lichtwellenleiters,
wird praktisch die gesamte Querschnittsfläche der Sekundäroptik durchleuchtet.
Die Erfinder haben erkannt, dass dies bei erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfern mit
mehreren Halbleiterlichtquellen anders ist. Dort wird aufgrund der
Anordnung der einzelnen Lichtquellen in einem Abstand zueinander
und der quasi-punktförmigen
Ausgestaltung der Lichtquellen die Sekundäroptik nicht vollflächig, sondern
nur in bestimmten Abschnitten von der von den einzelnen Lichtquellen
ausgesandten Strahlung durchleuchtet. Die Bereiche zwischen den
durchleuchteten Abschnitten der Sekundäroptik werden zur Erzeugung der
Lichtverteilung des Projektionsmoduls nicht benötigt. Aus diesem Grund wird
vorgeschlagen, diese Bereiche wegzulassen, so dass die Sekundäroptikanordnung
mehrere diskrete und separat voneinander ausgebildete Linsenelemente
umfasst. Erfindungsgemäß wurde
also die Sekundäroptikanordnung nach
dem Motto verändert: „So wenig
wie möglich, aber
so viel wie nötig". Da es sich bei
der Sekundäroptik
um ein massives Bauteil aus relativ schwerem Glas oder (gegebenenfalls
hitzebeständigem)
Kunststoff handelt, führt
dies ohne Lichtverluste im Vergleich zu konventionellen, einteiligen,
asphärischen Linsen
zu einer erheblichen Gewichtseinsparung. Dies wird insbesondere
möglich
durch eine geeignete Auslegung der LED-Vorsatzoptiken und der Komplexlinse
sowie eine geeignete Positionierung der LEDs, Vorsatzoptiken, Blende
und Komplexlinse.
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Außerdem stellt
eine segmentierte Linse oder stellen mehrere kleinere Linsen einen
wichtigen Design Aspekt dar. Die Segmentierung der Sekundäroptikanordnung
hat zudem den Vorteil, dass je nach Designwunsch die einzelnen Segmente
variabel angeordnet werden können
(z. B. übereinander, nebeneinander,
geschwungen, der Scheinwerferkontur folgend, V-förmig, im Kreis, etc.). Dabei
kann auf der Fahrbahn eine identische Lichtverteilung erzeugt werden
wie mit einer konventionellen nicht segmentierten Projektionslinse.
Man erhält
also große
zusätzliche
Designfreiheiten ohne die lichttechnische Performance des Projektionsmoduls
zu verändern.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Projektionsmodul mindestens eine im Strahlengang der gebündelten
Strahlung angeordnete Blendenanordnung mit einer Oberkante aufweist,
wobei die Sekundäroptikanordnung
die an der Blende vorbei gelangte Strahlung vor das Fahrzeug und
die Oberkante als Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeug projiziert.
Das erfindungsgemäße Projektionsmodul dient
also nicht ausschließlich
zur Erzeugung von Fernlicht, sondern kann auch zur Erzeugung einer Lichtverteilung
mit einer oberen Helldunkelgrenze eingesetzt werden.
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Es
ist denkbar, dass die Primäroptikanordnung
eine Vorsatzoptik aufweist, die als ein ganz normaler Reflektor
zur Bündelung
der von den Lichtquellen ausgesandten Lichtstrahlen ausgebildet
sein kann. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Primäroptikanordnung
mindestens eine Vorsatzoptik umfasst, welche im Strahlengang der
von den Lichtquellen ausgesandten Strahlung angeordnet ist und welche
die ausgesandte Strahlung zum Beispiel mittels Totalreflexion bündelt. Während bei
herkömmlichen
Projektionsmodulen mit herkömmlichen
Lichtquellen, bspw. Glühlampen
oder Gasentladungslampen, in der Regel Reflektoren als Primäroptiken
zur Bündelung
der von den Lichtquellen ausgesandten Strahlung eingesetzt werden,
werden bei dem erfindungsgemäßen Projektionsmodul
gemäß dieser
Ausführungsform
Vorsatzoptiken eingesetzt, die auch als Sammeloptiken bezeichnet
werden. Die Vorsatzoptiken sind üblicherweise
massiv ausgebildet und bestehen aus Glas oder einem geeigneten transparenten
Kunststoff. Sie weisen eine Lichteinkoppelfläche auf, die der Halbleiter-Lichtquelle
zugewandt ist. Die von der Lichtquelle ausgesandte Strahlung tritt
durch die Einkoppelfläche
in die Vorsatzoptik ein, wird darin totalreflektiert und tritt dann
gebündelt
aus einer oder mehreren Lichtauskoppelflächen der Vorsatzoptik aus.
Es ist denkbar, dass sich mehrere Halbleiter-Lichtquellen eine gemeinsame
Vorsatzoptik teilen. Obwohl dann die von mehreren Lichtquellen ausgesandte
Strahlung durch die gleiche Vorsatzoptik hindurchtritt und durch
diese gebündelt
wird, tritt die gebündelte
Strahlung doch als im wesentlichen diskrete Lichtbündel aus
der Vorsatzoptik aus, welche dann auf die ihnen zugeordneten Linsensegmente
der Sekundäroptik treffen.
Vorteilhafterweise ist jedoch jeder der Lichtquellen eine eigene
Vorsatzoptik zugeordnet. So wird also immer durch eine Lichtquelleneinheit
bestehend aus der Halbleiter-Lichtquelle und der zugeordneten Vorsatzoptik
ein diskretes Lichtbündel
ausgesandt, welches genau durch das der Einheit zugeordnete Linsensegment
der Sekundäroptikeinheit
hindurchtritt. Selbstverständlich
ist es denkbar, dass geringe Anteile der Lichtbündel nicht auf die Linsensegmente treffen
und verloren gehen oder anderweitig genutzt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Linsensegmente
der Sekundäroptikanordnung
verschiedene Segmente der gleichen Sekundäroptikanordnung, insbesondere
der gleichen Projektionslinse. Das bedeutet also, dass die Sekundäroptik in
Form einer Projektionslinse in die Linsensegmente unterteilt wurde
und die dazwischen angeordneten ungenutzten Bereiche der Linse,
das heißt
die Bereiche, durch die keine oder nur ganz geringe Anteile der
Lichtbündel
hindurchtreten, entfernt wurden. Dabei haben die Linsensegmente genau
die gleichen optischen Eigenschaften, wie die entsprechenden Abschnitte
der ursprünglichen
Projektionslinse. Vorzugsweise weisen die Linsensegmente der Sekundäroptikanordnung
die gleichen Brennweiten auf.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Linsensegmente der Sekundäroptikanordnung
verschiedene Segmente unterschiedlich geformter Projektionslinsen
sind. Gemäß dieser
Alternative wird die Sekundäroptik
also nicht einfach in die Linsensegmente unterteilt. Vielmehr wird
zwar die Anordnung der Linsensegmente, entsprechend den Bereichen
der ursprünglichen
Projektionslinse, durch welche die Lichtbündel hindurchtreten, weitgehend
unverändert beibehalten.
Die Form und insbesondere die optischen Eigenschaften der einzelnen
Linsensegmente wird jedoch variiert, um eine gewünschte Lichtverteilung noch
besser erzielen zu können.
Dadurch ergeben sich besonders große Freiräume bei der Gestaltung des
Projektionsmoduls und der Realisierung einer gewünschten Lichtverteilung.
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Vorzugsweise
weisen die Linsensegmente der Sekundäroptikanordnung unterschiedliche Brennweiten
auf. Es wird vorgeschlagen, dass die Brennweiten derart gewählt sind,
dass die entsprechend ihrer Brennweiten angeordneten Linsensegmente
von oben betrachtet der Kontur des Fahrzeugscheinwerfers bzw. der
Kontur einer Abdeckscheibe des Scheinwerfers folgen. Auf diese Weise
kann die Kontur der Sekundäroptikanordnung
der Kontur der Abdeckscheibe des Fahrzeugscheinwerfers angepasst
werden, so dass das Projektionsmodul bzw. der Scheinwerfer besonders
kurzbauend ausgebildet werden kann.
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Insbesondere
sind die einzelnen Linsensegmente unterschiedlich dick ausgebildet.
Die Linsensegmente in der Nähe
der optischen Achse des Projektionsmoduls können mit einer geringeren Dicke ausgebildet
sein als die in einer größeren Entfernung zu
der optischen Achse angeordneten Linsensegmente. Da bei herkömmlichen
Projektionslinsen der Bereich in der Nähe der optischen Achse am dicksten und
um ein Vielfaches dicker als die Randbereiche ausgebildet ist, kann
durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der Linsensegmente die Dicke
der gesamten Sekundäroptikanordnung
deutlich reduziert werden, was sich vorteilhaft auf die Maße und das Gewicht
des Projektionsmoduls auswirkt. Auf diese Weise können besonders
kleinbauende Scheinwerfer realisiert werden. Die Dicke eines Linsensegments
kann sogar unter Beibehaltung der optischen Eigenschaften des entsprechenden
Abschnitts der ursprünglichen
Projektionslinse verringert werden. Es ist sogar denkbar, dass die
Dicke mindestens eines im Bereich oder in der Nähe einer optischen Achse des
Projektionsmoduls angeordneten Linsensegments der Sekundäroptikanordnung
im Vergleich zu den von der optischen Achse weiter entfernt angeordneten
Linsensegmenten dünner
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Linsensegmente
der Sekundäroptikanordnung
entgegen der Austrittsrichtung der Strahlung aus dem Projektionsmodul
betrachtet, also in der Ebene senkrecht zur optischen Achse, arrayartig
angeordnet sind. Grundsätzlich
ist die Anordnung der einzelnen Linsensegmente abhängig davon,
an welcher Stelle die Lichtbündel
der einzelnen Halbleiter-Lichtquellen bzw. der Lichtquellen-Einheiten
eine Ebene der Sekundäroptikanordnung
schneiden. Es ist nicht notwendigerweise so dass ein Linsensegment
der gegenüberliegenden Lichtquelle
bzw. der gegenüberliegenden
Lichtquellen-Einheit zugeordnet ist, sondern es ist durchaus möglich, dass
sich die Lichtbündel
der verschiedenen Lichtquellen bzw. Lichtquellen-Einheiten auf ihrem
Weg bis zu der Ebene der Sekundäroptikanordnung
schneiden oder windschief zueinander verlaufen. Es ist also denkbar,
dass in einer bestimmten Blickrichtung das Linsensegment links unten
der Lichtquelle bzw. der Lichtquellen-Einheit rechts oben oder einer
beliebig anderen zugeordnet ist.
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Vorzugsweise
ist die segmentierte Komplexlinse der Sekundäroptikanordnung als ein Bauteil ausgebildet.
Es können
Verbindungen zwischen den Linsensegmenten vorgesehen sein, bspw.
in Form von Verbindungsstegen als integraler Bestandteil der Komplexlinse
oder in Form eines separaten Linsenhalters, an dem die einzelnen
Linsensegmente befestigt sind. Das hat den Vorteil, dass die Sekundäroptikanordnung
trotz der Segmentierung nur an eine Blendenanordnung angepasst und
damit auch nur eine Justage der Helldunkelgrenze vorgenommen werden
muss. Insbesondere kann auf eine aufwendige Justage von x Lichtquellen
mit x Blenden relativ zu x Linsensegmenten verzichtet werden.
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Nachfolgend
werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Projektionsmodul
eines Fahrzeugscheinwerfers in einer Draufsicht gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Sekundäroptikanordnung des erfindungsgemäßen Projektionsmoduls
aus 1;
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3 ein
erfindungsgemäßes Projektionsmodul
eines Fahrzeugscheinwerfers in einer Draufsicht gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform;
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4 ein
erfindungsgemäßes Projektionsmodul
eines Fahrzeugscheinwerfers in einer Draufsicht gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform;
-
5 eine
Sekundäroptikanordnung
eines erfindungsgemäßen Projektionsmoduls
in einer Ansicht von vorne entgegen der Lichtaustrittsrichtung; und
-
6 ein
aus dem Stand der Technik bekanntes Projektionsmodul.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Scheinwerfer, insbesondere
für Kraftfahrzeuge. Die
hier betrachteten Scheinwerfer umfassen mindestens ein Projektionsmodul.
Neben dem mindestens einen Projektionsmodul können die Scheinwerfer auch
noch andere Projektionsmodule, Reflexionsmodule und/oder Leuchtenmodule
aufweisen, wobei sämtliche
Module eines Scheinwerfers vorzugsweise in einem Scheinwerfergehäuse angeordnet
sind.
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In 6 ist
ein aus dem Stand der Technik bekanntes Projektionsmodul in, seiner
Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet. Es umfasst mehrere
Lichtquellen 101, 102, 103, die als zueinander
beabstandete und im wesentlichen punktförmige Leuchtdioden ausgebildet
sind. Die Leuchtdioden 101, 102, 103 senden
Lichtstrahlen aus, die mit 104, 105, 106 bezeichnet
sind. Die ausgesandten Lichtstrahlen 104, 105, 106 treffen
jeweils auf eine Lichteinkoppelfläche 107, 108, 109 einer
Vorsatzoptik 110, 111, 112. Die Vorsatzoptiken 110, 111, 112 können auch
als eine Primäroptikanordnung
bezeichnet werden. Die Vorsatzoptiken 110, 111, 112 sind
massiv und aus Glas oder Kunststoff ausgebildet. Die eingekoppelten
Lichtstrahlen werden in ihnen totalreflektiert und gebündelt. Die
Lichtbündel 113, 114, 115 treten
jeweils an einer Lichtauskoppelfläche 116, 117, 118 der
Vorsatzoptik 110, 111, 112 aus.
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Die
Lichtbündel 113, 114, 115 treffen
zumindest zum Großteil
auf eine plane Seite 119 einer Projektionslinse 120.
Die Linse 120 kann auch als Sekundäroptikanordnung bezeichnet
werden. Die Linse 120 projiziert die Lichtbündel 113, 114, 115 auf
die Fahrbahn vor dem Fahrzeug. Zwischen der Primäroptikanordnung 110, 111, 112 und
der Sekundäroptikanordnung 120 ist
eine Blendenanordnung 130 angeordnet, welche einen Teil
der Lichtbündel 113, 114, 115 auf
ihrem Weg zur Projektionslinse 120 abschattet. Die Blende
weist eine Oberkante auf, welche durch die Linse 120 als
obere Helldunkelgrenze der Lichtverteilung auf die Fahrbahn projiziert
wird. Die Blende 130 kann bewegbar sein, insbesondere um eine
im wesentlichen horizontale und senkrecht zur optischen Achse verlaufende
Drehachse klappbar, um die Lichtverteilung zwischen Abblendlicht (Blende 130 im
Strahlengang) und Fernlicht (Blende 130 aus dem Strahlengang
entfernt) umzuschalten. Die Blende 130 weist mindestens
ein Blendenelement auf. Bei einer mehrteiligen Blende wird die Oberkante durch
eine Überlagerung
der optisch wirksamen Oberkanten der einzelnen Blendenelemente gebildet.
Die Blendenelemente können
um eine im wesentlichen parallel und in einem Abstand zu der optischen
Achse verlaufende im wesentlichen horizontale Drehachse verschwenkbar
sein. Auf diese Weise kann eine adaptive Lichtverteilung erzeugt
werden, welche die Lichtverteilung fahrsituationsabhängig variiert,
z. B. mit Schlechtwetterlicht, Stadtlicht, Landstraßenlicht,
Autobahnlicht, etc.
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Es
ist in 6 deutlich zu erkennen, dass die Anordnung und
Auslegung der Lichtquellen 101, 102, 103 und
der Vorsatzoptiken 110, 111, 112 des
bekannten Projektionsmoduls 100 derart gewählt ist, dass
die Lichtbündel 113, 114, 115 nur
begrenzte Abschnitte der Projektionslinse 120 durchleuchten.
Die lichttechnisch ungenutzten Bereiche der Linse 120, durch
die kein oder nur eine ganz geringe Menge Licht, bspw. Streulicht,
hindurchtritt, sind in 6 mit den Bezugszeichen 121 und 122 bezeichnet.
Obwohl die Projektionslinse 120 des bekannten Projektionsmoduls 100 nur
einen Teil der Linse 120 nutzt bzw. zur Erzeugung der Lichtverteilung
benötigt,
muss gewichtsmäßig die
gesamte Projektionslinse 120 beim Gesamtgewicht des Moduls 100 berücksichtigt
werden. Zudem ist die Linse 120 relativ dick.
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Diese
Nachteile des bekannten Projektionsmoduls 100 sollen mit
der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Projektionsmodul
in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Gleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die
Halbleiter-Lichtquellen 101, 102, 103 senden elektromagnetische
Strahlung, vorzugsweise in einem sichtbaren Wellenlängenbereich
aus. Denkbar ist aber auch, dass die Lichtquellen 101, 102, 103 UV-
oder IR-Strahlung, bspw. als Strahlungsquelle für ein Nachtsichtgerät, aussenden.
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Das
Modul 1 unterscheidet sich von dem bekannten Modul 100 insbesondere
durch die besondere Ausgestaltung der Sekundäroptikanordnung 2. Diese
ist bei der vorliegenden Erfindung als eine Komplexlinse mit einer
Vielzahl von Linsensegmenten 3, 4, 5 ausgebildet.
Von ihrer Anordnung und ihren Abmessungen her entsprechen die Segmente 2, 3, 4 im
wesentlichen den Abschnitten der Projektionslinse 120 des
bekannten Moduls 100, die außerhalb der ungenutzten Bereiche 121, 122 der
Linse 120 liegen. Die optischen Eigenschaften der Linsensegmente 3, 4, 5 bzw.
der Sekundärlinsenanordnung 2 des
erfindungsgemäßen Projektionsmoduls 1 ist genau
gleich wie die der Linse 120 des bekannten Projektionsmoduls 100.
Der Vorteil des Moduls 1 aus 1 liegt
insbesondere in der Gewichtseinsparung, die sich durch den Verzicht
auf die ungenutzten Bereiche 121, 122 der Projektionslinse 120 ergibt.
Da die aus massivem Glas oder Kunststoff gefertigte Sekundäroptikanordnung
einen erheblichen Anteil am Gesamtgewicht des Moduls hat, ergibt
sich somit ein besonders leichtes Projektionsmodul 1, ohne
die grundsätzliche
Lichtverteilung auf der Fahrbahn zu verändern, insbesondere ohne dass
sich durch die Gewichtseinsparung lichttechnische Einbußen ergäben.
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Die
Sekundäroptikanordnung 2 des
erfindungsgemäßen Projektionsmoduls 1 ist
in 2 vergrößert dargestellt.
Man erkennt, dass die Sekundäroptikanordnung 2 aus
drei übereinander
angeordneten Linsensegmenten 3, 4, 5 besteht.
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Selbstverständlich kann
die Anzahl und Anordnung der Linsensegmente stark variieren. Es
ist bspw. denkbar, dass mehrere Linsensegmente matrixartig in mehreren
Reihen und Spalten, unter Umständen
auch versetzt zueinander, angeordnet sind. Jede beliebige andere
Anordnung ist denkbar.
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In 5 ist
bspw. eine Ausführungsform
dargestellt, bei der die Sekundäroptikanordnung 32 insgesamt
neun Linsensegmente 33 bis 41 aufweist, die in
drei Reihen und drei Spalten ohne Versatz zueinander angeordnet
sind. Die asymmetrische Oberkante der Blendenanordnung 130 ist
mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Einzelne Lichtbündel sind
mit 113, 114, 115 bezeichnet und beispielhaft
in 5 angedeutet. Der dargestellten Sekundäroptikanordnung 32 ist
ein LED-Modul mit drei LEDs zugeordnet. Der Einsatz beliebig anders
ausgestalteter LED-Module ist jedoch auch denkbar. Bei dem Ausführungsbeispiel
aus 5 entspricht die Anzahl der Lichtbündel der
Anzahl der LEDs. Denkbar ist es, dass auch der Anzahl der Optiken
und schließlich
auch die Anzahl der Linsensegmente der Anzahl der LEDs entspricht.
In diesem Fall ist jeder LED eine Optik und ein Linsensegment zugeordnet.
So ist es auf besonders einfache Weise möglich, eine adaptive Lichtverteilung
zu realisieren. Selbstverständlich
ist es auch denkbar, dass sich mehrere LEDs eine Optik und/oder
ein Linsensegment teilen.
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Damit
in 2 die Linsensegmente 3, 4, 5 besser
in einem Linsenhalter oder ähnlichem
gehalten werden können,
weisen sie Halteelemente auf, die bei dem oberen und unteren Linsensegment 3, 5 als
Vorsprünge 6, 7 ausgebildet
sind. Bei dem mittleren Linsensegment 4 sind die Halteelemente
als Vertiefungen 8 ausgebildet. Selbstverständlich können die
Halteelemente 6, 7, 8 auch beliebig anders
ausgebildet sein.
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In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Projektionsmoduls 10 dargestellt.
Der besseren Übersichtlichkeit
halber wurden die Lichtbündel
nicht eingezeichnet. Auch bei diesem Beispiel sind gleiche Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Dieses Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass
die Linsensegmente nicht als Segmente der gleichen Projektionslinse, sondern
als Segmente unterschiedlicher Projektionslinsen, unter Umständen sogar
mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften, ausgebildet sind.
Dies kann man insbesondere an den von der ursprünglichen Projektionslinse (gestrichelte
Linie 120) abweichenden Abmessungen der Linsensegmente 13, 14, 15 erkennen.
Insbesondere das Linsensegment 14 nahe zur optischen Achse
des Projektionsmoduls 10 weist eine wesentlich geringere
Dicke als der entsprechende Bereich der ursprünglichen Projektionslinse 120 auf.
Die Dicke des mittleren Linsensegments 14 ist sogar geringer
als die Dicke der äußeren, das
heißt
weiter von der optischen Achse entfernten, Linsensegmente 13, 15.
Die Tiefe des erfindungsgemäßen Projektionsmoduls 10 endet
nach vorne an der durchgezogenen Linie 16, deren Position
durch das untere Linsensegment 15 vorgegeben ist. Das bekannte
Projektionsmodul 100 endete um einiges weiter vorne an
der gestrichelt eingezeichneten Linie 17, deren Position
durch den dicksten Teil der ursprünglichen Projektionslinse 120 vorgegeben ist.
Man erkennt also deutlich, dass diese Ausführungsform neben der Gewichtsersparnis
auch deutliche Vorteile hinsichtlich der Abmessungen des Projektionsmoduls 10 hat.
Die Brennweiten der Linsensegmente 13, 14, 15 sind
vorzugsweise gleich groß, obwohl
die Abmessungen der Segmente 13, 14, 15 des
erfindungsgemäßen Projektionsmoduls 10 gegenüber der
ursprünglichen
Projektionslinse 120 bzw. der durch die Lichtbündel durchstrahlten
Abschnitte der Linse 120 geändert wurden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt.
Das Projektionsmodul dieses Beispiels ist in seiner Gesamtheit mit
dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Auch bei diesem Beispiel
sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im
Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen sind die Linsensegmente 23, 24, 25 der
Sekundäroptikanordnung 22 mit
unterschiedlichen optischen Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlichen
Brennweiten f1, f2, f3 ausgebildet. Da die Blendenanordnung 130 vorzugsweise
im Bereich eines Brennpunkts der Projektionslinse 120 angeordnet
ist, sollten die Brennpunkte der Linsensegmente 23, 24, 25 nach
wie vor möglichst
alle im Bereich der Blendenanordnung 130 liegen. Das ist
mit dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
dank der unterschiedlichen Brennweiten der Linsensegmente 23, 24, 25 möglich, obwohl die
Segmente 23, 24, 25 unterschiedliche
Abstände zu
der Blendenanordnung 130 aufweisen. Bei dem Beispiel aus 4 können die
Brennweiten f1, f2, f3 der Linsensegmente 23, 24, 25 sogar
so gewählt werden,
dass sie der vorderen Kontur eines Scheinwerfers, insbesondere der
Abdeckscheibe des Scheinwerfers, folgen können. Dadurch kann, insbesondere
bei modernen Fahrzeugen mit stark gewölbter Abdeckscheibe, nochmals
beträchtlich
Einbauraum gewonnen werden, da das Projektionsmodul 20 bis
dicht an die Abdeckscheibe heran im Scheinwerfergehäuse positioniert
werden kann.