DE102012107426A1 - Headlamp for vehicle, has optical unit that is formed by several micro-optical elements that are distributed on light-entry-side surface and light-exit-side surface of lens that is provided in projection module - Google Patents

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Abstract

The headlamp has a projection module with a reflector, a light source, a lens (1), and a spring that is located between the reflector and lens aperture. A shield limits dark limit of light beam of light source for generating predetermined light distribution. The optical unit is arranged so that portion of light emitted from light source is directed into region above dark boundary for detection of traffic signs. The optical unit is formed by several micro-optical elements (6) that are distributed on light-entry-side surface (2) and light-exit-side surface (3) of lens.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Projektionsmodul enthaltend einen Reflektor, eine Lichtquelle, eine Linse und eine zwischen dem Reflektor und der Linse angeordnete Blende, wobei die Blende eine Hell-Dunkel-Grenze eines Lichtbündels der Lichtquelle abbildet zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung und wobei an der Linse Optikmittel angebracht sind, so dass ein Teil des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in einem Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze gerichtet ist zur Erkennung von hoch angeordneten Verkehrsschildern. The invention relates to a headlamp for vehicles with a projection module containing a reflector, a light source, a lens and arranged between the reflector and the lens aperture, wherein the aperture forms a light-dark boundary of a light beam of the light source for generating a predetermined light distribution and wherein lens means are mounted on the lens, so that a part of the light beam emitted by the light source is directed in an area above the cut-off line for the detection of highly arranged traffic signs.

Aus der DE 103 09 434 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, bei dem eine vorgegebene Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, mittels eines Projektionsmoduls erzeugt wird. Dieses Projektionsmodul weist einen Reflektor, eine Lichtquelle, eine Linse sowie eine zwischen dem Reflektor und der Linse angeordnete Blende auf. Die Blende dient zur Abbildung einer Hell-Dunkel-Grenze, so dass beispielsweise unterhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze eine asymmetrische Abblendlichtverteilung erzeugt wird. Damit auch hoch angeordnete Verkehrsschilder (over head signs: OHS) erkannt werden können, weist die Linse als Optikmittel in einem unteren Randbereich ein zusätzlich in verschiedenen Schnittebenen konkav und konvex verlaufendes Optikelement auf, das einen Teil des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze umlenkt. Das bekannte Optikelement ist an einer lichtaustrittsseitigen Oberfläche der Linse angeordnet und ist für einen Betrachter von außen in seiner Dimension erkennbar. From the DE 103 09 434 A1 a headlamp for vehicles is known in which a predetermined light distribution, such as low beam distribution, is generated by means of a projection module. This projection module has a reflector, a light source, a lens and a diaphragm arranged between the reflector and the lens. The diaphragm serves to image a light-dark boundary, so that, for example, below this light-dark boundary, an asymmetrical low-beam distribution is generated. So that highly arranged traffic signs (overhead head: OHS) can be detected, the lens has as optical means in a lower edge region in addition to concave and convex optic elements in different cutting planes on which part of the light beam emitted by the light source in the area above the light-dark border diverts. The known optical element is arranged on a light exit-side surface of the lens and is visible to a viewer from the outside in its dimension.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen mit einer Linse versehenen Scheinwerfer für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache und effektive Weise eine vorgegebene Lichtverteilung, wie beispielsweise Abblendlichtverteilung, unter Einbeziehung der Beleuchtbarkeit von hoch angeordneten Verkehrsschildern erzeugt wird, wobei zusätzlich die Linse des Scheinwerfers ein homogenes Erscheinungsbild aufweist. Object of the present invention is therefore to provide a provided with a lens headlights for vehicles such that in a simple and effective manner a predetermined light distribution, such as low beam distribution, including the illuminability of highly arranged traffic signs is generated, in addition to the lens of the headlamp has a homogeneous appearance.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Optikmittel durch eine Mehrzahl von Mikrooptikelementen gebildet sind, die sich verteilt auf einer lichteintrittsseitigen Oberfläche oder lichtaustrittsseitigen Oberfläche der Linse erstrecken. To achieve this object, the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the optical means are formed by a plurality of micro-optical elements which extend distributed on a light-entry-side surface or light-exit-side surface of the lens.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die relativ klein dimensionierten Mikrooptikelemente die für die Bereitstellung des Teillichtbündels zur Erkennung von hoch angeordneten Verkehrsschildern vorgesehenen Optikmittel für einen Betrachter von außen nicht wahrnehmbar sind. Die Linse besteht aus einem die Mikrooptikelemente aufweisenden gleichmäßigen Flächenbereich, der zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung einerseits und zur Erkennung der hoch angeordneten Verkehrsschilder andererseits dient. Die hierdurch bewirkte Leuchtdichte zur Bereitstellung der Lichtfunktion für hoch angeordnete Verkehrsschilder ist relativ klein, so dass diese Mikrooptikelemente als nicht störend oder blendend für einen Betrachter von außen wahrgenommen werden. Grundgedanke der Erfindung ist es, eine Mehrzahl von Mikrooptikelementen über eine relativ große Oberfläche der Linse derart anzuordnen, dass von dem auf die Oberfläche eintretenden oder austretenden Lichtbündel nur ein so kleiner Teil in Richtung oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze umgelenkt wird, dass hoch angeordnete Verkehrsschilder zusätzlich zu der vorgegebenen Lichtverteilung beleuchtbar sind. The particular advantage of the invention is that the optics means provided for the provision of the partial light bundle for the detection of highly arranged traffic signs can not be perceived by a viewer from the outside due to the relatively small dimensioned microoptical elements. The lens consists of a the micro-optical elements having uniform surface area, which serves to generate the predetermined light distribution on the one hand and for detecting the high-mounted traffic signs on the other. The resulting luminance for providing the light function for highly arranged traffic signs is relatively small, so that these micro-optical elements are perceived as not disturbing or dazzling for a viewer from the outside. The basic idea of the invention is to arrange a plurality of micro-optical elements over a relatively large surface of the lens in such a way that only a small portion is deflected from the light beam entering or exiting the surface in the direction above the cut-off line Traffic signs are illuminated in addition to the predetermined light distribution.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Mikrooptikelemente lediglich in einem Teilbereich der lichteintrittsseitigen oder lichtaustrittseitigen Oberfläche der Linse angeordnet einerseits oder erstrecken sich über die gesamte lichteintrittsseitige bzw. lichtaustrittsseitige Oberfläche der Linse. Vorteilhaft sind die Mikrooptikelemente in der Fläche derart groß gewählt, dass sie herstellungstechnisch einfach an die entsprechende Oberfläche der Linse anformbar bzw. ausformbar sind. Darüber hinaus sind die Mikrooptikelemente in ihrer Dimension so klein gewählt, dass der Betrachter von außen lediglich eine homogene gleichmäßige Fläche der Linse wahrnimmt. According to a preferred embodiment of the invention, the micro-optical elements are arranged only in a partial region of the light-entry-side or light-exit-side surface of the lens on the one hand or extend over the entire light-entry-side or light-exit-side surface of the lens. Advantageously, the micro-optic elements in the surface are chosen to be so large that they can be easily formed or formed from the manufacturing technology to the corresponding surface of the lens. In addition, the micro-optic elements are chosen so small in dimension that the viewer perceives from the outside only a homogeneous uniform surface of the lens.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erstrecken sich die Mikrooptikelemente in einem mittleren Teilbereich der Linsenoberfläche, so dass eine homogene Teilfläche der Linse wahrnehmbar ist. According to a development of the invention, the micro-optical elements extend in a central subregion of the lens surface, so that a homogeneous sub-surface of the lens is perceptible.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mikrooptikelemente matrixartig verteilt auf der Oberfläche der Linse angeordnet, was das homogene Erscheinungsbild der Linse verbessert. According to a development of the invention, the micro-optical elements are distributed in a matrix-like manner on the surface of the lens, which improves the homogeneous appearance of the lens.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Mikrooptikelemente jeweils eine optisch wirksame Fläche von weniger als 1 mm2 auf, so dass sie bei entsprechender Verteilung auf der Oberfläche der Linse nicht signifikant für einen Betrachter von außen wahrnehmbar sind. According to a development of the invention, the micro-optical elements each have an optically effective area of less than 1 mm 2 , so that they are not significantly perceptible to a viewer from the outside with appropriate distribution on the surface of the lens.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen: Show it:

1 eine perspektivische Rückansicht einer Linse für ein Projektionsmodul eines Scheinwerfers, 1 a perspective rear view of a lens for a projection module of a headlamp,

2 eine Rückansicht der Linse gemäß 1 und 2 a rear view of the lens according to 1 and

3 eine vergrößerte Darstellung eines erhaben von der Oberfläche der Linse angeformten Mikrooptikelementes. 3 an enlarged view of a raised formed by the surface of the lens micro-optical element.

Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge weist in an sich bekannter Weise ein Projektionsmodul auf, das einen elliptischen Reflektor, eine Lichtquelle, eine Blende sowie eine Linse 1 umfasst. Die nicht dargestellte Blende ist zwischen dem Reflektor und der Linse 1 angeordnet, wie es beispielsweise in der DE 103 09 434 A1 dargestellt ist. Die Blende weist eine solche Blendkante auf, dass eine Hell-Dunkel-Grenze eines von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels abgebildet wird zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise einer asymmetrischen Abblendlichtverteilung. A headlight for vehicles has, in a manner known per se, a projection module which has an elliptical reflector, a light source, a diaphragm and a lens 1 includes. The aperture, not shown, is between the reflector and the lens 1 arranged, as for example in the DE 103 09 434 A1 is shown. The diaphragm has such a glare edge that a light-dark boundary of a light beam emitted by the light source is imaged to produce a predetermined light distribution, for example an asymmetrical low-beam distribution.

Die Linse 1 dient zur Abbildung der Blendkante, so dass die Hell-Dunkel-Grenze gemäß der Lichtverteilung erzeugt wird. Die Linse 1 weist auf einer der Blende und dem Reflektor zugewandten Seite eine ebene lichteintrittsseitige Oberfläche 2 und auf einer dem Reflektor bzw. der Blende abgewandten Seite eine konvexförmige lichtaustrittsseitige Oberfläche 3 auf. The Lens 1 is used to image the blend edge, so that the cut-off line is generated according to the light distribution. The Lens 1 has on a side facing the diaphragm and the reflector side a flat light entry side surface 2 and on a side facing away from the reflector or the diaphragm, a convex light exit surface 3 on.

Damit nicht nur die vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird, sondern darüber hinaus auch hoch angeordnete Verkehrsschilder erkannt werden können, weist die lichteintrittsseitige Oberfläche 2 in einem mittleren Teilbereich 4 derselben ein Feld 5 von Mikrooptikelementen 6 als Optikmittel auf. In einem äußeren Teilbereich 4’ der lichteintrittsseitigen Oberfläche 2 befinden sich kleine Mikrooptikelemente 6. Die Mikrooptikelemente 6 sind gleich verteilt und/oder matrixartig in diesem mittleren Teilbereich 4 der Linse 1 angeordnet. Die Mikrooptikelemente 6 weisen jeweils eine prismatische Form bzw. eine prismenförmige Oberfläche 7 auf. Die prismenförmige Oberfläche 7 ist vorzugsweise kleiner als 1 mm2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Mikrooptikelemente 6 erhaben zu der Oberfläche 2 der Linse 1 angeordnet. Die prismenförmigen Oberflächen 7 der Mikrooptikelemente 6 überstreichen eine Gesamtfläche, die kleiner als 10 % der lichteintrittsseitigen Oberfläche 2 der Linse 1 ist. Die Mehrzahl der Mikrooptikelemente 6 überspannen somit nur einen kleinen Teil der Gesamtoberfläche der Linse 1 derart, dass ein zur Beleuchtung von hoch angeordneten Verkehrsschildern notwendiger Teil des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze umgelenkt wird. So that not only the predetermined light distribution is generated, but also highly arranged traffic signs can be detected, has the light entrance surface 2 in a middle section 4 same one field 5 of micro-optic elements 6 as an optical means. In an outer subarea 4 ' the light entry side surface 2 There are small micro-optical elements 6 , The micro-optic elements 6 are equally distributed and / or matrix-like in this central subarea 4 the lens 1 arranged. The micro-optic elements 6 each have a prismatic shape or a prismatic surface 7 on. The prismatic surface 7 is preferably less than 1 mm 2 . In the present embodiment, the micro-optical elements 6 raised to the surface 2 the lens 1 arranged. The prismatic surfaces 7 the micro-optical elements 6 cover a total area smaller than 10% of the light entrance surface 2 the lens 1 is. The majority of micro-optics elements 6 thus span only a small part of the total surface of the lens 1 in such a way that a part of the light beam emitted by the light source, which is necessary for illuminating highly arranged traffic signs, is deflected into the area above the cut-off line.

Vorzugsweise haben die Mikrooptikelemente 6 jeweils die gleiche Orientierung. Wie aus 3 zu ersehen ist, verjüngen sich die Mikrooptikelemente 6 in vertikaler Richtung nach oben. Die Mikrooptikelemente 6 können beispielsweise eine Breite b in horizontaler Richtung von 0,58 mm und eine Länge l in vertikaler Richtung von 0,67 mm aufweisen. Preferably, the micro-optical elements have 6 each the same orientation. How out 3 can be seen, the micro-optical elements taper 6 in a vertical direction upwards. The micro-optic elements 6 For example, they may have a width b in the horizontal direction of 0.58 mm and a length l in the vertical direction of 0.67 mm.

Wie aus 2 zu ersehen ist, überstreicht das Feld 5 der Mikrooptikelemente 6 weniger als 50 % der Gesamtoberfläche der lichteintrittsseitigen Oberfläche 2. How out 2 can be seen, sweeps the field 5 the micro-optical elements 6 less than 50% of the total surface area of the light entry surface 2 ,

Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können die Mikrooptikelemente 6 statt an der lichteintrittsseitigen Oberfläche 2 an der lichtaustrittsseitigen Oberfläche 3 angeordnet sein. According to a further embodiment of the invention, not shown, the micro-optical elements 6 instead of the light entry side surface 2 at the light exit side surface 3 be arranged.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Mikrooptikelemente 6 auch vertieft statt erhaben unter Bildung einer Mulde in der lichteintrittsseitigen Oberfläche 2 oder lichtaustrittsseitigen Oberfläche 3 ausgebildet sein. According to an alternative embodiment of the invention, not shown, the micro-optical elements 6 also recessed instead of raised to form a trough in the light entrance side surface 2 or light exit surface 3 be educated.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die gesamte lichteintrittsseitige Oberfläche 2 oder die gesamte lichtaustrittsseitige Oberfläche 3 mit Mikrooptikelementen 6 versehen sein. Der Abstand benachbarter Mikrooptikelemente 6 wäre bei dieser Ausführungsform vergleichsweise größer, um die gleiche Streuwirkung zu erzielen. Die Gesamtoberfläche der Mikrooptikelemente 6 ist stets so groß, dass die gesetzlichen Anforderungen für die Beleuchtung von hoch angeordneten Verkehrsschildern erfüllt sind. According to an alternative embodiment of the invention, not shown, the entire light entry side surface 2 or the entire light exit surface 3 with micro-optic elements 6 be provided. The distance between adjacent micro-optical elements 6 would be comparatively larger in this embodiment to achieve the same scattering effect. The total surface of the micro-optic elements 6 is always so large that the legal requirements for the illumination of high-ranking traffic signs are met.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Linse lens
2 2
lichteintrittsseitige Oberfläche light entry surface
3 3
lichtaustrittsseitige Oberfläche light exit surface
4 4
mittlerer Teilbereich middle section
5 5
Feld field
6 6
Mikrooptikelemente Micro-optical elements
7 7
prismenförmige Oberfläche prismatic surface
b b
Breite width
l l
Länge length

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10309434 A1 [0002, 0016] DE 10309434 A1 [0002, 0016]

Claims (10)

Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Projektionsmodul enthaltend einen Reflektor, eine Lichtquelle, eine Linse und eine zwischen dem Reflektor und der Linse angeordnete Blende, wobei die Blende eine Hell-Dunkel-Grenze eines Lichtbündels der Lichtquelle abbildet zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung und wobei an der Linse Optikmittel angebracht sind, so dass ein Teil des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in einem Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze gerichtet ist zur Erkennung von hoch angeordneten Verkehrsschildern, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikmittel durch eine Mehrzahl von Mikrooptikelementen (6) gebildet sind, die sich verteilt auf einer lichteintrittsseitigen Oberfläche (2) oder lichtaustrittsseitigen Oberfläche (3) der Linse (1) erstrecken. A headlamp for vehicles with a projection module comprising a reflector, a light source, a lens and a diaphragm arranged between the reflector and the lens, the diaphragm forming a light-dark boundary of a light beam of the light source for generating a predetermined light distribution and being on the lens Are arranged such that a part of the light beam emitted by the light source is directed in an area above the cut-off line for the detection of high traffic signs, characterized in that the optical means by a plurality of micro-optical elements ( 6 ) are formed, which spreads on a light entry side surface ( 2 ) or light exit side surface ( 3 ) of the lens ( 1 ). Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) in einem Teilbereich (5) der lichteintrittsseitigen Oberfläche (2) oder der lichtaustrittsseitigen Oberfläche (3) der Linse (1) angeordnet sind. Headlight according to claim 1, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) in a subarea ( 5 ) of the light entry side surface ( 2 ) or the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) are arranged. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) über die gesamte lichteintrittsseitige Oberfläche (2) oder der lichtaustrittsseitigen Oberfläche (3) der Linse (1) verteilt angeordnet sind. Headlight according to claim 1 or 2, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) over the entire light entry surface ( 2 ) or the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) are arranged distributed. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) matrixartig verteilt auf der lichteintrittsseitigen Oberfläche (2) oder der lichtaustrittsseitigen Oberfläche (3) der Linse (1) angeordnet sind. Headlamp according to one of claims 1 to 3, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) matrix-like distributed on the light entry side surface ( 2 ) or the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) are arranged. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) jeweils die lichteintrittsseitige Oberfläche (2) oder die lichtaustrittsseitige Oberfläche (3) der Linse (1) mit einer Fläche von weniger als 1 mm2 überspannen. Headlamp according to one of claims 1 to 4, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) each the light entry side surface ( 2 ) or the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) with an area of less than 1 mm 2 . Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) jeweils eine prismatische Form (7) aufweisen. Headlamp according to one of claims 1 to 5, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) each have a prismatic shape ( 7 ) exhibit. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) erhaben oder vertieft zu der lichteintrittsseitigen Oberfläche (2) oder zur der lichtaustrittsseitigen Oberfläche (3) der Linse (1) angeordnet sind. Headlamp according to one of claims 1 to 6, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) raised or recessed to the light entry side surface ( 2 ) or to the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) are arranged. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrooptikelemente (6) eine solche Formgebung aufweisen, dass die auf eine Oberfläche (7) der Mikrooptikelemente (6) auftreffenden Lichtstrahlen in Richtung des oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Bereiches umgelenkt werden. Headlamp according to one of claims 1 to 7, characterized in that the micro-optical elements ( 6 ) have such a shape that on a surface ( 7 ) of the micro-optical elements ( 6 ) are deflected in the direction of the above the light-dark boundary area lying light rays. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (7) aller Mikrooptikelemente (6) kleiner als 10 % der lichteintrittsseitigen Oberfläche (2) oder der lichtaustrittsseitigen Oberfläche (3) der Linse (1) sind. Headlight according to one of claims 1 to 8, characterized in that the surfaces ( 7 ) of all micro-optical elements ( 6 ) less than 10% of the light entry surface ( 2 ) or the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) are. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lichteintrittsseitige Oberfläche (2) eben und die lichtaustrittsseitige Oberfläche (3) der Linse (1) konvexförmig ausgebildet ist. Headlamp according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light-entry-side surface ( 2 ) even and the light exit surface ( 3 ) of the lens ( 1 ) is convex-shaped.
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