DE102011114636A1 - Arrangement and dimensioning of overhead elements on a projection lens of a motor vehicle headlight - Google Patents
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Abstract
Vorgestellt wird ein Verfahren zur Anordnung von Overhead-Elementen einer Projektionslinse eines Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfers, wobei die Overhead-Elemente dazu eingerichtet sind, Licht in einen über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung des Scheinwerfers zu richten. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem ersten Schritt Teilbereiche der Grenzfläche definiert werden, dass in einem zweiten Schritt Overhead-Elemente definiert werden, die in den im ersten Schritt definierten Teilbereichen angeordnet sind, dass eine aus den simulierten Overhead-Elementen resultierende Overhead-Beleuchtung simuliert wird, wobei die Simulation der definierten Overhead-Elemente dazu verwendet wird, eine Zahl und/oder Form der definierten Overhead-Elemente iterativ so zu verändern, dass die simulierte Overhead-Beleuchtung vorbestimmten Bedingungen genügt. Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf einen mit solchen Overhead-Elementen ausgestatteten Scheinwerfer,Disclosed is a method for the arrangement of overhead elements of a projection lens of a motor vehicle projection headlamp, wherein the overhead elements are adapted to direct light in a lying over the cut-off line overhead range of the light distribution of the headlamp. The method is characterized in that, in a first step, subareas of the interface are defined, that in a second step, overhead elements are arranged, which are arranged in the subareas defined in the first step, such that an overhead resulting from the simulated overhead elements Lighting is simulated, wherein the simulation of the defined overhead elements is used to iteratively change a number and / or shape of the defined overhead elements so that the simulated overhead lighting meets predetermined conditions. An independent claim is directed to a headlamp equipped with such overhead elements,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Scheinwerfer nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch.The present invention relates to a method according to the preamble of
Ein solches Verfahren und ein solcher Scheinwerfer sind aus der
Diese Schrift zeigt insbesondere einen Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, der dazu eingerichtet ist, eine Kante, die einen Lichtstrom einer Lichtquelle des Scheinwerfers begrenzt, als Hell-Dunkel-Grenze einer vom Scheinwerfer in dessen Vorfeld erzeugter Lichtverteilung zu projizieren, und der eine Projektionslinse mit geometrischen Overhead-Elementen aufweist, die als lokale Deformationen einer Grenzfläche der Projektionslinse verwirklicht sind und die dazu eingerichtet sind, Licht in einen über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung zu richten. Durch die Anweisung, mehr als hundert solcher Overhead-Elemente diskret über die Grenzfläche der Projektionslinse zu verteilen zeigt diese Schrift implizit auch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.This document shows in particular a motor vehicle projection headlamp which is adapted to project an edge which limits a luminous flux of a light source of the headlamp as a cut-off of a light distribution generated by the headlamp in the apron, and a projection lens with geometrical overhead Having elements that are implemented as local deformations of an interface of the projection lens and which are adapted to direct light in a light-dark-border overhead overhead area of the light distribution. By instructing to discreetly distribute more than one hundred such overhead elements across the interface of the projection lens, this document also implicitly shows a method according to the preamble of
Die Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung grenzt einen unteren, hell beleuchten Bereich der Lichtverteilung von einem oberen, dunkleren Bereich ab. Der obere Bereich wird bekanntlich schwacher beleuchtet, um eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere des Gegenverkehrs, zu verringern.The light-dark boundary of a low-beam distribution delimits a lower, brightly illuminated area of the light distribution from an upper, darker area. The upper area is known to be weaker illuminated to reduce dazzling other road users, especially oncoming traffic.
Im ECE-Gesetzesraum werden für Kfz-Scheinwerfer bestimmte, ortsabhängige Beleuchtungsstärken gefordert. Diese werden für Abblend- und Fernlicht gesondert anhand zahlreicher Messpunkte ausformuliert. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die für ein Abblendlicht vorgeschriebenen Messpunkte. Eine Darstellung von Messpunkten für die Beleuchtungsstärken kann zum Beispiel dem
Neben vorgegebenen Beleuchtungsstärken des auf die Straße auftreffenden Lichtes, also des zur Beleuchtung des unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden hellen Bereichs der Lichtverteilung, sind auch spezielle Anforderungen für Beleuchtungsstärken oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze zu erfüllen. Dieser oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegende Bereich der Lichtverteilung wird auch als Overhead- oder Signlight-Bereich (von der Sichtbarkeit der Verkehrszeichen abgeleitet) bezeichnet.In addition to predetermined illuminance levels of the incident on the street light, so for the illumination of the lying below the cut-off line bright area of the light distribution, special requirements for illuminance levels above the cut-off line must be met. This region of the light distribution above the cut-off line is also referred to as an overhead or signlight area (derived from the visibility of the traffic signs).
Die gesetzlichen Messpunkte in diesem Bereich erstrecken sich bis zu 4° oberhalb des Horizontes und werden durch Mindest- beziehungsweise durch Maximalwerte sowie sogenannte Summenwerte für die sich jeweils in den Messpunkten einstellende Beleuchtungsstärke charakterisiert.The legal measuring points in this range extend up to 4 ° above the horizon and are characterized by minimum or maximum values as well as so-called summation values for the illumination intensity which is established in each case at the measuring points.
Projektionssysteme mit Abblendlichtfunktion verfügen systembedingt über sehr wenig Licht oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, da dieser Overhead-Bereich durch die bei Projektionssystemen verwendete Blende effektiv abgeschattet wird. Es ist diese Blende, deren Kante als Hell-Dunkel-Grenze in die Lichtverteilung vor dem Scheinwerfer, also insbesondere vor dem Fahrzeug, projiziert wird.Dipped-beam projection systems have very little light above the cut-off line due to the system, because this overhead range is effectively shaded by the aperture used in projection systems. It is this aperture whose edge is projected as a light-dark boundary in the light distribution in front of the headlight, so in particular in front of the vehicle.
Wegen der effektiven Abschattung sind besondere Maßnahmen zur ausreichenden Beleuchtung dieser Messpunkte mit geeigneten Lichtmengen notwendig. Dabei ist gleichzeitig auf die Einhaltung vorgeschriebener Maximalwerte in der Nähe der Hell-Dunkel-Grenze zu achten. Diese Maximalwerte werden auch als so genannte Blendwerte bezeichnet.Because of the effective shading, special measures are necessary to sufficiently illuminate these measuring points with suitable amounts of light. At the same time, attention must be paid to compliance with prescribed maximum values close to the cut-off line. These maximum values are also referred to as so-called glare values.
Bei bekannten Vorrichtungen wird dies dadurch erreicht, dass auf der vorderen (Lichtaustritts-) oder rückwärtigen (Lichteintritts-) Grenzfläche der Projektionslinse lokale Deformationen angeordnet sind, die durch ihre zusätzliche prismatische, das heißt Licht-brechende Wirkung Licht in die Signlight-Messpunkte ablenken. Dies ist beispielsweise aus der
Auch eine lokale Deformation des unteren Linsenbereiches der Projektionslinse mit einer zusätzlichen, horizontal streuenden Überstruktur ist aus dem Patent
Bekannt ist es auch, die Linsenrückfläche mit prismatisch ablenkenden Elementen zur Erzeugung von Licht für einen Nebenleuchtbereich zu versehen, wie dies der
Weiterhin sind geometrische Oberflächenmodifikationen bekannt, die sich allerdings nicht primär auf die Beleuchtung von Overhead-Messpunkten richten: Dazu zählen etwa Linsen mit horizontal und schräg verlaufenden Wellenstrukturen. Dies ist sowohl für den europäischen ECE-Gesetzesraum als auch für den amerikanischen SAE – Gesetzesraum bekannt. Als Beispiel wird auf die
Außerdem ist der Einsatz von reflektierenden Zusatzbauteilen im Projektionssystem möglich, wie beispielsweise ein Einsatz von quer reflektierenden Blenden. Ein Beispiel für ein reflektierendes Zusatzbauteil, welches direkt hinter der Projektionslinse angeordnet wird, ist der
Denkbar sind auch weitere Lösungen, wie Öffnungen in der Abblendlichtblende. Solche Öffnungen können teilweise auch mit zusätzlichen, reflektierenden Bauteilen kombiniert werden. Eine Öffnung in der Blende wird beispielsweise in der
Jede Deformation einer Lichteintrittsgrenzfläche oder einer Lichtaustrittsgrenzfläche der Projektionslinse, die zur Erzeugung von Overhead-Licht dient, ist visuell deutlich wahrnehmbar, da die Erzeugung von Overhead-Licht relativ große Ablenkwinkel von wenigstens mehreren Grad erfordert. Eine makroskopische, „unsichtbare” Lösung auf der Projektionslinse kann es demnach nicht geben.Any deformation of a light entrance interface or a light exit interface of the projection lens used to produce overhead light is visibly perceptible visually since the generation of overhead light requires relatively large deflection angles of at least several degrees. Accordingly, a macroscopic, "invisible" solution on the projection lens can not exist.
Dies ist vor dem Hintergrund von Bedeutung, dass bei aktuellen Scheinwerfern zunehmend Designaspekte in den Mittelpunkt rücken. Das heißt, dass die Akzeptanz bisher bekannter Overhead-Lösungen auf Projektionslinsen auf der Seite der Abnehmer von Scheinwerfern abnimmt. Das Erscheinungsbild von Scheinwerfern wird also von Kundenseite zunehmend kritischer beurteilt, so dass an das Aussehen und zum Teil auch an die Funktion der Scheinwerfer zunehmend deutlich höhere Anforderungen gestellt werden.This is important in light of the fact that design aspects are increasingly becoming the focus of current headlamps. This means that the acceptance of previously known overhead solutions on projection lenses on the side of the headlamp purchasers is decreasing. The appearance of headlamps is thus judged by customers increasingly critical, so that the appearance and in part to the function of the headlights increasingly much higher demands are made.
Auch das Aussehen der Projektionslinse im eingeschalteten Zustand spielt eine zunehmende Rolle, so dass Lösungen, bei denen ein scharfes, punktuelles Aufleuchten der Linse erzeugt wird, nicht gewünscht werden.The appearance of the projection lens in the on state also plays an increasing role, so that solutions in which a sharp, punctual lighting of the lens is generated, are not desired.
Dementsprechend sind viele bisherige Lösungen nicht mehr verwendbar, da sie von Kundenseite nicht mehr akzeptiert werden.Accordingly, many previous solutions are no longer usable because they are no longer accepted by the customer.
Von Gesetzesseite ist momentan eine Verschärfung der Vorschriften für Overhead-Werte zu erwarten, die mit den bisherigen Lösungen teilweise nicht erfüllbar sind. So werden einerseits höhere Lichtmengen an einzelnen Messpunkten im Overhead-Bereich vorgeschrieben. Andererseits wird parallel dazu gefordert, die Blendwerte innerhalb der bisher erlaubten Grenzen zu halten. Darüber hinaus sind neue, definiert zu beleuchtende Messpunkte eingeführt worden. Bisherige Lösungen führen bei einer Steigerung des Overhead-Lichtniveaus auch entsprechend zu einer Erhöhung der Blendwerte über die erlaubten Grenzen hinaus, so dass solche Scheinwerfer unter Umständen nicht mehr zugelassen werden können.From the law side, a tightening of the regulations for overhead values is to be expected at the moment, which are partly not possible with the previous solutions. Thus, on the one hand, higher amounts of light are prescribed at individual measuring points in the overhead area. On the other hand, it is required in parallel to keep the glare values within the previously permitted limits. In addition, new measuring points to be illuminated have been introduced. Previous solutions also lead to an increase in the overhead light level according to an increase in the glare beyond the permitted limits, so that such headlights may not be allowed under certain circumstances.
weiterhin ergeben sich durch bisherige Lösungen teilweise Nebenwirkungen in der Lichtverteilung: Da für den Overhead-Anteil aus der normalen Abblendlichtverteilung Licht entnommen werden muss, kann dies zu Inhomogenitäten innerhalb der Lichtverteilung auf der Straße führen, die als Löcher, also als deutlich sichtbare dunklere Stellen wahrgenommen werden.In addition, previous solutions sometimes result in side effects in the light distribution: Since light must be taken from the normal low-beam light distribution for the overhead component, this can lead to inhomogeneities within the light distribution on the road, which are perceived as holes, ie as clearly visible darker areas become.
Bisherige Overhead-Licht Lösungen weisen darüber hinaus den Nachteil auf, dass sie meistens nur mit einem spezifischen Projektionssystem kompatibel sind. Werden diese Lösungen bei einem anderen Projektionssystem angewendet, werden in der Regel die Zielvorgaben hinsichtlich zu erreichender Messwerte, Neutralität gegenüber der Leistungsfähigkeit und Homogenität der Lichtverteilung nicht erreicht. Die Overhead-Lösung passt dann nicht.Previous overhead light solutions also have the disadvantage that they are usually compatible only with a specific projection system. If these solutions are applied to another projection system, the targets for the measured values to be achieved, neutrality with regard to the performance and homogeneity of the light distribution are generally not achieved. The overhead solution does not fit then.
Die hier vorgeschlagene Erfindung zeichnet sich in ihren Verfahrensaspekten dadurch aus, dass in einem ersten Schritt Teilbereiche der Grenzfläche definiert werden, dass in einem zweiten Schritt Overhead-Elemente definiert werden, die in den im ersten Schritt definierten Teilbereichen angeordnet sind, dass eine aus den simulierten Overhead-Elementen resultierenden Overhead-Beleuchtung simuliert wird, wobei die Simulation der definierten Overhead-Elemente dazu verwendet wird, eine Zahl und/oder Form der definierten Overhead-Elemente iterativ so zu verändern, dass die simulierte Overhead-Beleuchtung vorbestimmten Bedingungen genügt.In its method aspects, the invention proposed here is characterized in that subregions of the boundary surface are defined in a first step, that in a second step overhead elements are defined, which are arranged in the subregions defined in the first step, that one of the simulated subsystems Overhead elements resulting in overhead lighting is simulated, wherein the simulation of the defined overhead elements is used to iteratively alter a number and / or shape of the defined overhead elements so that the simulated overhead illumination satisfies predetermined conditions.
Im Ergebnis liefert die Erfindung in ihren Verfahrensaspekten ein Baukastenprinzip, das schrittweise zu einer individuell auf jedes Projektionssystem anpassbaren Overhead-Lösung führt.As a result, the invention provides in its method aspects a modular principle which leads step by step to an individually adaptable to each projection system overhead solution.
Dabei werden zunächst geeignete Positionen für die geometrischen Elemente gefunden. Größe und Ausgestaltung der geometrischen Elemente zur Erzeugung von Overhead-Licht lassen sich anschließend leicht durch lichttechnische Simulation und Analyse zielgenau dimensionieren. So lässt sich für jedes Projektionssystem simultan die Einhaltung der geforderten Messwerte, die Erhaltung der Leistungsfähigkeit des Systems und der Homogenität der Lichtverteilung optimieren und erreichen.At first suitable positions for the geometric elements are found. Size and design of the geometric elements for generating overhead light can then be easily dimensioned by photometric simulation and analysis targeted. Thus, for each projection system, it is possible to simultaneously comply with the required measured values, the preservation of the Optimize and achieve the efficiency of the system and the homogeneity of the light distribution.
Zur Erzeugung von Licht im Overhead-Bereich des Abblendlichtes von Projektionssystemen werden zu diesem Zweck exakt anpassbare, geometrische Elemente auf der Oberfläche der Projektionslinse vorgeschlagen, die durch ihre geringe Größe ein ästhetisch ansprechendes und gewolltes Erscheinungsbild aufweisen.For the production of light in the overhead region of the dipped beam of projection systems, for this purpose, precisely adaptable geometric elements are proposed on the surface of the projection lens which, due to their small size, have an aesthetically pleasing and desired appearance.
In ihren Vorrichtungsaspekten zeichnet sich eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, dass die Overhead-Elemente auf drei Teilbereiche der Grenzfläche beschränkt angeordnet sind wobei zwei der drei Teilbereiche symmetrisch zu einer die optischen Achse des Scheinwerfers enthaltenden und rechtwinklig zum Horizont und zur optischen Achse und damit vertikal ausgerichteten gedachten Ebene angeordnet sind, wenn der Scheinwerfer so ausgerichtet ist, dass er eine Lichtverteilung mit einer regelkonformen, zumindest teilweise parallel zum Horizont liegenden Hell-Dunkel-Grenze erzeugt, und dass der dritte Bereich bei einer solchen Ausrichtung in einer unteren Hälfte der Grenzfläche so angeordnet ist, dass er von der vertikal ausgerichteten gedachten Ebene in zwei gleiche Hälften geteilt wird.In its device aspects, a particularly preferred embodiment is characterized in that the overhead elements are confined to three subregions of the interface wherein two of the three subregions are symmetrical to the optical axis of the headlamp and perpendicular to the horizon and optical axis and thus vertical arranged aligned imaginary plane, when the headlamp is aligned so that it generates a light distribution with a rule-compliant, at least partially parallel to the horizon light-dark boundary, and that the third region in such an orientation in a lower half of the interface so is arranged to be divided from the vertically oriented imaginary plane into two equal halves.
Durch die zwei symmetrisch angeordneten Teilbereiche sowie den einen zentral unten angeordneten Teilbereich wird ein unauffälliges, gewolltes und insbesondere durch seine Symmetrie ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild der gesamten Linse erzielt, so dass die Linse als Design-Element angesehen werden kann. Das bewusst gewählte Erscheinungsbild der Overhead-Geometrien vermeidet, insbesondere durch seine Symmetrie, den subjektiven Eindruck einer defekten Linse.As a result of the two symmetrically arranged partial regions and the central region arranged at the bottom, an inconspicuous, desired and, in particular, aesthetically appealing appearance of the entire lens due to its symmetry is achieved, so that the lens can be regarded as a design element. The deliberately chosen appearance of the overhead geometries avoids, in particular by its symmetry, the subjective impression of a defective lens.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages will be apparent from the dependent claims, the description and the attached figures.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In this case, the same reference numerals in the various figures denote the same elements. In each case, in schematic form:
Die Projektion erfolgt durch eine Projektionslinse
Das Lichtmodul
Alternativ kann die Kontur
Der erste Abschnitt
Die gewünschte ablenkende Wirkung wird durch den Vergleich des Lichtbündels
Entsprechend der Aufteilung der Flächen der Overhead-Elemente
In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt eine maximale Ablenkung eines durch ein Overhead-Element
Bis hierher wurde die Erfindung am Beispiel einer Lichtaustritts-Grenzfläche einer Projektionslinse
Im folgenden wird beschrieben, wie in sukzessiven Einzelschritten und damit sozusagen nach einem Baukastenprinzip eine Positionierung und Ausgestaltung von adaptierbaren geometrischen Overhead-Elementen
Mittels eines neuen Analyseverfahrens werden im ersten Schritt Teilbereich auf der Grenzfläche Projektionslinse
Zur Definition der Teilbereiche wird eine Grenzfläche der Projektionslinse
Die Teilbereiche werden insbesondere so angeordnet, dass Auswirkungen auf die sich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze einstellende Abblendlichtverteilung, der das Overhead-Licht letztlich entnommen wird, minimal sind. Die Homogenität der Lichtverteilung bleibt weitestgehend unberührt.In particular, the subregions are arranged in such a way that effects on the low-beam distribution that occurs below the cut-off line, where the overhead light is ultimately taken, are minimal. The homogeneity of the light distribution remains largely untouched.
Es werden also in dem ersten Schritt Teilbereiche
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Teilbereiche, zum Beispiel die dargestellten Teilbereiche
Für die Definition der Bereiche wird in dem ersten Schritt die Grenzfläche, zum Beispiel die Lichtaustritts-Grenzfläche
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden drei Teilbereiche
Die beiden symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereiche
Bevorzugt ist auch, dass die beiden seitlich symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereiche
In diesen im ersten Schritt definierten Teilbereichen
Eine gezielte Anpassung der Geometrie der Overhead-Elemente ist durch die große Zahl von Freiheitsgraden in der geometrischen Gestaltung besser als bisher möglich. Die Overhead-Elemente sind C1-stetig, also stetig differenzierbar in die Grenzfläche, also in die Oberfläche der Projektionslinse
Die Dimensionierung der in die im ersten Schritt definierten Teilbereiche einzusetzenden geometrischen Elemente, seien es die Teilbereiche
Dabei werden gezielt kleinere Oberflächenabschnitte der Vorderfläche der Projektionslinse relativ zu ihrer vorherigen Ausrichtung in vertikaler Richtung verkippt. Mit anderen Worten, eine z-Komponente einer Flächennormale des Oberflächenabschnitts oder Oberflächenbereichs wird vergrößert. Das Licht, welches durch diese Oberflächenabschnitte, respektive Oberflächenbereiche hindurchtritt, erfährt gegenüber seiner vorherigen Richtung eine deutliche Anhebung, also eine Vergrößerung der z-Komponente seiner Propagationsrichtung und beleuchtet dann als erwünschte Folge den Overhead-Bereich der Lichtverteilung. Dieses Licht wird dabei aus der sich ohne eine solche Verkippung einstellenden Abblendlichtverteilung entnommen.In this case, specifically smaller surface portions of the front surface of the projection lens are tilted relative to their previous orientation in the vertical direction. In other words, a z-component of a surface normal of the surface portion or surface area is increased. The light, which passes through these surface sections, respectively surface areas, undergoes a significant increase compared to its previous direction, ie an enlargement of the z-component of its propagation direction and then illuminates as a desired consequence the overhead area of the light distribution. This light is taken from the setting without such a tilting Abblendlichtverteilung.
Der vertikale Ablenkungswinkel wird innerhalb der verkippten Oberflächenabschnitte variiert, um den gesamten Overhead-Messbereich abzudecken. Dadurch entsteht ein flächig und homogen, wenn auch vergleichsweise schwach beleuchteter Bereich, in dem alle Overhead-Messpunkte liegen. Die maximale Lichtablenkung, die durch die Overhead-Elemente erzielt wird, liegt bei mindestens 4°, kann aber auch bis zu 10° betragen.The vertical deflection angle is varied within the tilted surface portions to cover the entire overhead measurement range. This creates a flat and homogeneous, albeit comparatively weakly lit, area in which all overhead measuring points are located. The maximum light deflection, which is achieved by the overhead elements, is at least 4 °, but can also be up to 10 °.
Die gegen die Oberfläche
Die Verrundung erfolgt insbesondere so, dass sich ein mindestens einmal stetig differenzierbarer Übergang zwischen der Grundfläche
Die Anordnung und Gruppierung der Overhead-Elemente ist nicht auf eine Anordnung in einem Muster von drei Teilbereichen beschränkt. Je nach lichttechnischer Ausgestaltung des Projektionssystems ist eine unterschiedliche Positionierung, Anzahl und Größe der oben beschriebenen Overhead-Elemente
Aus gestalterischen Gründen stellt die in der
In jeden dieser Teilbereiche, seien es die drei Teilbereiche
Eine verbesserte Funktionalität der Overhead-Elemente wird durch die folgenden Maßnahmen erreicht:
Die beiden seitlichen Bereiche mit Overhead-Elementen können zusätzlich um ihren Mittelpunkt gedreht werden, wobei die Drehachse parallel zur optischen Achse des Projektionssystems verläuft. Der Drehwinkel kann dabei optimal angepasst werden. Das hindurchtretende Licht wird nicht nur nach oben, sondern auch gezielt seitlich abgelenkt. Durch diese Maßnahme wird die Beleuchtung von hinsichtlich der zulässigen Beleuchtungsstärke nach oben limitierten Messpunkten (Blendwerte) wesentlich verringert. Gleichzeitig werden die seitlich liegenden Overhead-Messpunkte stärker beleuchtet, so dass die Effizienz der Overhead-Elemente steigt.An improved functionality of the overhead elements is achieved by the following measures:
The two lateral areas with overhead elements can additionally be rotated about their midpoint, the axis of rotation being parallel to the optical axis of the projection system. The rotation angle can be optimally adapted. The passing light is deflected not only upwards, but also targeted laterally. As a result of this measure, the illumination of measuring points (glare values) limited to the upper limit of the permitted illuminance is substantially reduced. At the same time, the overhead overhead measurement points are more illuminated, increasing the efficiency of the overhead elements.
Durch die Kompaktheit der Overhead-Elemente innerhalb ihrer Teilbereiche können diese derart auf der Oberfläche der Projektionslinse angeordnet werden, dass das benötigte Licht ohne störende Auswirkungen auf die übrige Lichtverteilung entnommen werden kann. Bereiche, die nur eine geringe Durchmischung des Lichtes aufweisen oder für die Leistung des Projektionssystems relevant sind, können ausgespart werden: Auf diese Weise werden beispielsweise Inhomogenitäten oder Verdunklungen im Bereich direkt vor dem Fahrzeug und in den Seitenbereichen der Lichtverteilung unterbunden.Due to the compactness of the overhead elements within their subregions, they can be arranged on the surface of the projection lens in such a way that the required light can be removed without disturbing the remaining light distribution. Areas that have only a slight mixing of the light or are relevant to the performance of the projection system, can be omitted: In this way, for example, inhomogeneities or darkening in the area directly in front of the vehicle and in the side areas of the light distribution are suppressed.
Besondere Bedeutung hat die zentral und bevorzugt unten in die Linsenvorderfläche integrierte Gruppe von Overhead-Elementen. in der
Gleichzeitig ermöglichen sie durch ihre bevorzugt seitliche Streuung eine Homogenisierung des Lichtes im Overheadbereich, es wird der längs der y-Richtung entstehende Mittelungseffekt ausgenutzt. Dadurch wird ein sehr gleichmäßiges Overhead-Licht generiert.At the same time, their preferential lateral scattering makes it possible to homogenize the light in the overhead area, exploiting the averaging effect arising along the y-direction. This generates a very uniform overhead light.
Sie verringern außerdem das Auftreten von Inhomogenitäten in der Lichtverteilung, weil das im Overhead-Bereich benötigte Licht an einer weiteren, unkritischen Stelle der Linsenoberfläche entnommen wird.They also reduce the occurrence of inhomogeneities in the light distribution, because the light required in the overhead area is removed at a further, non-critical point of the lens surface.
Das ästhetisch verbesserte Erscheinungsbild der Overhead-Elemente wird dadurch erreicht, dass an Stelle eines weit über die Projektionslinse ausgedehnten Overhead-Elementes oder zahlreicher diskreter Einzelelemente hier sehr kompakte Strukturen mit räumlich geringen Abmessungen eingesetzt werden.The aesthetically improved appearance of the overhead elements is achieved in that instead of an extended over the projection lens overhead element or numerous discrete individual elements here very compact structures are used with physically small dimensions.
Durch die Aufteilung der ablenkenden Flächen in einzelne Elemente, die übereinander, beziehungsweise nebeneinander angeordnet sind, wird eine sehr geringe Höhe der einzelnen Elemente in Richtung ihrer Flächennormalen erreicht. Diese Höhe liegt bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm. In einzelnen Fällen kann auch die Verwendung von nur einem Element pro Gruppe ausreichend sein, hier entfällt die Aufteilung. Diese Ausgestaltung ist dann bevorzugt, wenn für die Overhead-Elemente nur eine entsprechend geringe Fläche benötigt wird.By dividing the deflecting surfaces into individual elements which are arranged one above the other or side by side, a very small height of the individual elements in the direction of their surface normal is achieved. This height is preferably in the range of 0.02 to 0.2 mm. In some cases, the use of only one element per group may be sufficient, here the division is omitted. This embodiment is preferred when only a correspondingly small area is required for the overhead elements.
Die Gruppierung mehrerer, gleichartiger Overhead-Elemente in einem abgegrenzten Teilbereich und die symmetrische Anordnung der Teilbereiche führen zu einem gewollten Aussehen, so dass die Elemente nicht mit Oberflächenfehlern auf der Linse zu verwechseln sind. Das gewollte Aussehen wird durch die symmetrisch zur Vertikalachse verlaufende Anordnung der beiden seitlichen Overhead-Bereiche und das mittig gelegene Zusatzelement verstärkt.The grouping of several, similar overhead elements in a delimited subarea and the symmetrical arrangement of the subareas result in a desired appearance, so that the elements are not to be confused with surface defects on the lens. The intended appearance is enhanced by the arrangement of the two lateral overhead areas extending symmetrically to the vertical axis and the central additional element.
Eine insgesamt resultierende Lichtverteilung mit einem erfindungsgemäß erzeugten Overhead-Anteil ist in der
Die mit einer Mindestmenge an Licht zu beleuchtenden Messpunkte M1–M6 liegen sicher im ausreichend beleuchteten Overheadbereich. Gleichzeitig steigt das Lichtniveau zu den nahe der Hell-Dunkel-Grenze gelegenen Messpunkten M4, M5, M6 hin nicht weiter an, so dass die dort zulässigen Maximalwerte sicher eingehalten werden.The measuring points M1-M6 to be illuminated with a minimum amount of light are safely in the sufficiently illuminated overhead area. At the same time, the light level does not increase any further towards the measuring points M4, M5, M6 located near the cut-off point, so that the maximum values permissible there are reliably maintained.
Der Kern der hier vorgestellten Erfindung betrifft das beschriebene Verfahren zur Anordnung und Auslegung von Linsenstrukturen zur Erzeugung von Overhead-Werten. Dabei ist die Erfindung nicht auf die Erzeugung einer speziellen Overhead-Lichtverteilung beschränkt.The essence of the present invention relates to the described method for arranging and designing lens structures for generating overhead values. The invention is not limited to the generation of a special overhead light distribution.
Mit dem Verfahren sollen die Position, die Abmessungen und die Anzahl der Overhead-Elemente festgelegt werden. Dabei müssen die Lichtquelle selbst und der Reflektor berücksichtigt werden. Als Lichtquellen kommen Halogen- und Gasentladungslampen sowie Halbleiterlichtquellen in Frage. Bevorzugte Position der Overheadstrukturen sind Bereiche auf der Linse, die von Licht durchquert werden, das zur Erzeugung der Hell-Dunkelgrenze dient. The method should determine the position, dimensions and number of overhead elements. The light source itself and the reflector must be taken into account. Suitable light sources are halogen and gas discharge lamps and semiconductor light sources in question. Preferred positions of the overhead structures are areas on the lens which are traversed by light which serves to generate the bright-dark boundary.
Die erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturen können mit den bekannten Linsenstrukturen (Wellenstrukturen, Narbenmuster, Rauten nach
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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