DE102015016187A1 - headlamp device - Google Patents

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Philipp Roeckl
Thorsten BOG
Ralph Schneider
Rouven HABERKORN
Frank LANGKABEL
Ingolf Schneider
Carsten Neitzke
Thomas Feid
Isabell WOELFELSCHNEIDER
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Abstract

Eine Scheinwerfervorrichtung weist eine Lichtquelle, einen Reflektor zur Formung eines Nutzlichtkegels des Scheinwerferlichtes durch Reflexion eines von der Lichtquelle emittierten Lichtes und eine Abschlussblende zum wenigstens teilweisen Abdecken einer Spanne zwischen einer Vorderkante des Reflektors und einem unteren Bereich eines Lichtaustrittsfensters auf. Oberhalb der Abschlussblende ist ein Lichtstreuelement zur Homogenisierung der Scheinwerferlichtverteilung vorgesehen, das derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil des von dem Reflektor nicht erfassten Lichtes vom Lichtstreuelement erfasst und zum Lichtaustrittsfenster hin gestreut werden kann.A headlight device comprises a light source, a reflector for shaping a useful light cone of the headlight by reflecting a light emitted from the light source, and an end shutter for at least partially covering a span between a front edge of the reflector and a lower portion of a light exit window. Above the cover plate, a light scattering element is provided for homogenizing the spotlight distribution, which is designed such that at least a part of the light not detected by the reflector can be detected by the light scattering element and scattered towards the light exit window.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerfervorrichtung, insbesondere eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug.The invention relates to a headlight device, in particular a headlight device for a vehicle.

Es sind Fahrzeugscheinwerfer bekannt, die eine Lichtquelle sowie optische Elemente wie Linsen und Reflektoren zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung umfassen. Die tatsächliche Lichtverteilung weicht häufig von der gewünschten Lichtverteilung unter anderem dadurch ab, dass die tatsächliche Lichtverteilung unerwünschte bzw. störende Artefakte aufweist, die unter anderem auf Nichtidealität der Scheinwerferoptik bzw. von einzelnen optischen Elementen zurückzuführen ist.There are vehicle headlights are known which comprise a light source and optical elements such as lenses and reflectors to produce a desired light distribution. The actual light distribution often deviates from the desired light distribution, inter alia, by the fact that the actual light distribution has undesirable or disturbing artifacts, which is due, among other things, to non-ideality of the headlight optics or of individual optical elements.

Aus der Druckschrift DE 10 2011 052 488 A1 ist ein Scheinwerfer mit Linsenoptik für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem ein Lichtmodul mit einer Lichtquelle, mit einem der Lichtquelle zugeordneten Reflektor, mit einer dem Reflektor vorgelagerten Linse und mit einer zwischen der Linse und dem Reflektor angeordneten Blende bekannt, in dem in einem Bereich oberhalb der Blende ein Streuoptikelement zur Streuung eines direkt von der Lichtquelle ausgesandten Lichtbündels angeordnet ist.From the publication DE 10 2011 052 488 A1 is a headlamp with lens optics for vehicles with a housing in which a light module with a light source, with a reflector associated with the light source, with a reflector upstream lens and with an arranged between the lens and the reflector diaphragm, in which in one area above the diaphragm a scattering optical element for scattering a light beam emitted directly from the light source is arranged.

Auch in der Druckschrift DE 10 2011 052 552 A1 wird ein ähnlicher Scheinwerfer mit Linsenoptik beschrieben, wobei der Linse ein Lichtstreuelement zugeordnet ist, und wobei die Linse in der Lichtscheibe integriert angeordnet ist, und dass das Streuoptikelement in einem Randbereich der Lichtscheibe angeordnet ist.Also in the publication DE 10 2011 052 552 A1 a similar headlight is described with lens optics, wherein the lens is associated with a light scattering element, and wherein the lens is arranged integrated in the lens, and that the scattering optical element is arranged in an edge region of the lens.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Scheinwerfervorrichtung, einen Scheinwerfer sowie ein Fahrzeug bereitzustellen, die es ermöglichen, die Bildung von Beleuchtungsartefakten auf effiziente und einfache Weise zu unterdrücken.The object of the present invention is to provide a head lamp device, a headlight and a vehicle, which make it possible to suppress the formation of lighting artifacts in an efficient and simple manner.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Scheinwerfervorrichtung vorgesehen, die eine Lichtquelle, einen Reflektor zur Formung eines Nutzlichtkegels des Scheinwerferlichtes durch Reflexion eines von der Lichtquelle emittierten Lichtes und eine Abschlussblende zum wenigstens teilweisen Abdecken einer Spanne zwischen einer Vorderkante des Reflektors und einem unteren Bereich eines Lichtaustrittsfensters aufweist. Oberhalb der Abschlussblende ist ein Lichtstreuelement zur Homogenisierung der Scheinwerferlichtverteilung vorgesehen, das derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil des von dem Reflektor nicht erfassten Lichtes vom Lichtstreuelement erfasst und zum Lichtaustrittsfenster hin gestreut werden kann.According to a first aspect of the invention, there is provided a headlamp apparatus comprising a light source, a reflector for shaping a useful light cone of the headlamp light by reflecting a light emitted from the light source, and an end shutter for at least partially covering a span between a front edge of the reflector and a lower portion of a reflector Has light exit window. Above the cover plate, a light scattering element is provided for homogenizing the spotlight distribution, which is designed such that at least a part of the light not detected by the reflector can be detected by the light scattering element and scattered towards the light exit window.

Durch die Streuung des von dem Reflektor nicht erfassten Lichtes zum Lichtaustrittsfenster kann eine verbesserte Homogenisierung der Lichtverteilung erzielt werden, in dem unerwünschte auf den vom Reflektor nicht erfassten Teil des Primärlichtes zurückzuführende Beleuchtungsartefakte, die sonst als störende Ungleichmäßigkeiten in der Lichtverteilung auftreten würden, durch die Streuung an dem Lichtstreuelement geglättet werden.Due to the scattering of the light not detected by the reflector to the light emission window, an improved homogenization of the light distribution can be achieved in the unwanted on the non-detected by the reflector part of the primary light illumination artefacts that would otherwise occur as disturbing irregularities in the light distribution, by the scattering be smoothed on the light scattering element.

Somit wird die Bildung von störenden Beleuchtungsartefakten verhindert oder derart unterdrückt, dass sie vom Fahrzeugfahrer nicht oder kaum als störend wahrgenommen werden, wodurch u. a. die Fahrsicherheit erhöht werden kann.Thus, the formation of disturbing lighting artefacts is prevented or suppressed in such a way that they are not or hardly perceived as disturbing by the vehicle driver, whereby u. a. the driving safety can be increased.

Die Abschlussblende kann eine wenigstens bereichsweise diffus streuende Oberfläche aufweisen, damit keine Spiegelreflexe des auf die Abschlussblende eintreffenden Primärlichts nach außen treten können.The cover plate can have an at least partially diffuse-scattering surface so that no specular reflections of the primary light impinging on the cover plate can escape to the outside.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Scheinwerfervorrichtung derart ausgebildet, dass wenigstens ein Teil eines Verlustlichts von dem Lichtstreuelement erfassbar ist.In one embodiment of the invention, the headlight device is designed such that at least a portion of a loss light can be detected by the light scattering element.

Unter Verlustlicht wird ein Teil des von der Lichtquelle emittierten Lichtes verstanden, das nicht zur Bildung des Nutzlichtkegels beiträgt. Das Verlustlicht kann beispielsweise auf eine von dem Reflektor nicht erfasste Primärstrahlung der Lichtquelle zurückzuführen sein, welche nicht zur Bildung des Nutzlichtkegels beiträgt. Es kann aber auch durch Nichtidealität des optischen Aufbaus bedingt sein, wodurch ein Teil des von der Lichtquelle emittierten Lichtes an optischen Elementen der Scheinwerfervorrichtung diffus bzw. unkontrolliert gestreut wird.Loss light is understood as meaning a part of the light emitted by the light source, which does not contribute to the formation of the useful light cone. For example, the loss of light may be due to a primary radiation of the light source, which is not detected by the reflector and does not contribute to the formation of the useful light cone. However, it may also be due to non-ideality of the optical structure, whereby a part of the light emitted by the light source is scattered diffusely or uncontrollably on optical elements of the headlight device.

Durch die Erfassung des Verlustlichts von dem Lichtstreuelement wird ein Teil des Verlustlichts, der ohne Einsatz das Lichtstreuelement nicht zum Nutzlichtkegel beitragen würde, eingefangen und wenigstens zum Teil nützlich gemacht, in dem es nach vorne gestreut wird, wodurch die Gesamtlichteffizienz des Scheinwerfers erhöht werden kann.By detecting the loss light from the light scattering element, a portion of the loss light that would not contribute to the useful light cone without use of the light scattering element is captured and at least partially made useful by being spread forward, whereby the overall light efficiency of the headlight can be increased.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Reflektor als Schaufelreflektor, insbesondere als Freiformreflektor mit mehreren länglichen konkaven Reflektor-Facetten ausgebildet, so dass eine in Fahrtrichtung gerichtete Vorderkante des Reflektors eine den länglichen Reflektor-Facetten entsprechende gestufte Form aufweist.According to one embodiment of the invention, the reflector is designed as a blade reflector, in particular as a free-form reflector with a plurality of elongated concave reflector facets, so that a front edge of the reflector directed in the direction of travel has a stepped shape corresponding to the elongated reflector facets.

Durch die länglichen konkaven Reflektor-Facetten werden auf einzelne Reflektor-Facetten eintreffende Anteile des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes in kontrollierter Weise nach vorne zur Formung des Nutzlichtkegels mit gewünschter Lichtverteilung gerichtet.Due to the elongated concave reflector facets, portions of the light emitted by the light source, which impinges on individual reflector facets, are directed in a controlled manner forward to form the useful light cone with the desired light distribution.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Lichtstreuelement als ein halbrundes oder U-förmig gebogenes im Wesentlichen lichtdurchlässiges Element mit einem flächigen mittleren Bereich und mit zwei Seitenarmen ausgebildet, wobei sich der mittlere Bereich oberhalb der Abschlussblende befindet und wobei die Seitenarme die Hinterkante der Abschlussblende sowie die Vorderkante des Reflektors im Bereich von seitlichen Reflektor-Facetten überspannen. According to one embodiment of the invention, the light scattering element is formed as a semicircular or U-shaped substantially translucent member having a flat central region and two side arms, wherein the central region is above the end cover and wherein the side arms, the trailing edge of the cover and the Cover the front edge of the reflector in the area of side reflector facets.

Durch die halbrunde bzw. U-förmige Gestaltung des Lichtstreuelements kann auch seitlich ausgestrahltes bzw. von den über die seitlichen Reflektor-Facetten hinausgestrahltes Verlustlicht von den Seitenarmen des Lichtstreuelements erfasst und nach vorne gestreut werden, so dass auch das seitliche Verlustlicht wenigstens teilweise zum Nutzlicht umgewandelt wird.Due to the semicircular or U-shaped design of the light scattering element, light emitted laterally or emitted by the lateral reflector facets can be detected by the side arms of the light scattering element and scattered forward, so that the lateral loss light is also at least partially converted to the useful light becomes.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der flächige mittlere Bereich des Lichtstreuelements von der Vertikalebene nach vorne geneigt.In one embodiment of the invention, the planar middle region of the light scattering element is inclined forwardly from the vertical plane.

Durch die Neigung des flächigen mittleren Bereichs des Lichtstreuelements von der Vertikalebene nach vorne wird der effektive Querschnitt des flächigen mittleren Bereichs bezüglich der von der Lichtquelle emittierten Primärstrahlung erhöht, so dass die primäre von dem Reflektor nicht erfasste Strahlung besser von dem Lichtstreuelement eingefangen werden kann.Due to the inclination of the planar middle region of the light scattering element from the vertical plane to the front, the effective cross section of the planar middle region is increased with respect to the primary radiation emitted by the light source, so that the primary radiation not detected by the reflector can be better captured by the light scattering element.

Der Neigungswinkel des flächigen mittleren Bereichs des Lichtstreuelements bezüglich der Vertikalebene kann in Abhängigkeit vom Reflektor-Design bzw. von der Anordnung der Lichtquelle bezüglich des Reflektors zwischen 5° bis 20°, insbesondere zwischen 10° bis 15° gewählt werden.The angle of inclination of the flat central region of the light scattering element with respect to the vertical plane can be selected as a function of the reflector design or of the arrangement of the light source with respect to the reflector between 5 ° to 20 °, in particular between 10 ° to 15 °.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der flächige mittlere Bereich des Lichtstreuelements dicht an der Vorderkante des Reflektors angeordnet.According to one embodiment of the invention, the planar middle region of the light scattering element is arranged close to the front edge of the reflector.

Durch die Anordnung des Lichtstreuelements dicht an der Vorderkante, kann die Primärstrahlung, die sonst auf der Abschlussblende eintreffen und von der Abschlussblende gestreut worden wäre, vor dem Eintreffen auf der Abschlussblende von dem Lichtstreuelement erfasst und auf kontrollierte Weise nach vorne gestreut werden.By locating the light scattering member close to the leading edge, the primary radiation that would otherwise be incident on the end cap and scattered by the end cap may be detected by the light scattering element before it arrives on the end cap and scattered forward in a controlled manner.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind Seitenarme des Lichtstreuelements mit ihren unteren Flächen dicht auf der Oberfläche der seitlichen Reflektor-Facetten aufgelegt.According to one embodiment of the invention, side arms of the light scattering element are placed with their lower surfaces close to the surface of the lateral reflector facets.

Durch das dichte Aufliegen der Seitenarme auf den seitlichen Reflektor-Facetten wird gewährleistet, dass Verlustlichtstrahlen bzw. Störlichtstrahlen, welche dicht über die Oberflächen der äußeren Reflektor-Facetten verlaufen, vom Lichtstreuelement erfasst werden.The close contact of the side arms on the lateral reflector facets ensures that loss light beams or interfering light beams which run closely over the surfaces of the outer reflector facets are detected by the light scattering element.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Lichtstreuelement oberflächliche lichtstreuende Strukturen wie Kissen- und/oder Walzenoptiken auf.In one embodiment of the invention, the light scattering element has superficial light-scattering structures such as cushion and / or roll optics.

Die lichtstreuenden Strukturen können zur diffusen Lichtstreuung wabenartig oder unregelmäßig verteilt sein.The light-scattering structures may be honeycomb-like or irregularly distributed for diffuse light scattering.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Lichtstreuelement eingebettete Streuzentren wie Streupartikel oder Streubläschen auf.According to one embodiment of the invention, the light scattering element has embedded scattering centers such as scattering particles or scattering holes.

Auf diese Weise kann eine diffuse Streuung zur Homogenisierung von Ungleichmäßigkeiten in der Lichtverteilung erreicht werden.In this way, a diffuse scattering for homogenization of unevenness in the light distribution can be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Streuzentren bzw. Streustrukturen räumlich ungleichmäßig verteilt. Durch eine geeignete Wahl der räumlichen Verteilung von Streuzentren bzw. Streustrukturen können Beleuchtungsartefakte gezielt unterdrückt werden.According to one embodiment of the invention, the scattering centers or scattering structures are distributed spatially unevenly. By means of a suitable choice of the spatial distribution of scattering centers or scattering structures, lighting artefacts can be purposefully suppressed.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Lichtstreuelement zusätzliche optische Elemente wie Streulinsen, Sammellinsen, und/oder Mikrolinsenarrays auf.In one embodiment of the invention, the light scattering element comprises additional optical elements such as scattering lenses, converging lenses, and / or microlens arrays.

Durch optische Zusatzelemente des Lichtstreuelements kann eine Modifizierung bzw. ein ”Feintuning” der Verteilung des Scheinwerferlichtes erreicht werden.By additional optical elements of the light scattering element, a modification or a "fine tuning" of the distribution of the spotlight can be achieved.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Seitenarm des Lichtstreuelements an einer seitlich von dem Reflektor angeordneten Abschattungsbarriere montierbar.In one embodiment of the invention, at least one side arm of the light scattering element can be mounted on a shading barrier arranged laterally of the reflector.

Die Abschattungsbarriere wird in einem Scheinwerfer mit zwei oder mehr Scheinwerfervorrichtungen zur optischen Abschattung von nebeneinander angeordneten Scheinwerfervorrichtungen vorgesehen, damit die Lichtverteilung einzelner Scheinwerfervorrichtung nicht vom Verlustlicht einer benachbarten Scheinwerfervorrichtung beeinträchtigt wird.The shading barrier is provided in a headlamp with two or more headlamp devices for optical shading of juxtaposed headlamp devices, so that the light distribution of individual headlamp device is not affected by the loss of light of an adjacent headlamp device.

Durch die Benutzung der Abschattungsbarriere zur Befestigung des Lichtstreuelements kann eine einfache und zuverlässige Befestigung des Lichtstreuelements mit wenig Zusatzaufwand und ohne Beeinträchtigung der Scheinwerferoptik verwirklicht werden.By using the shading barrier for fixing the light scattering element, a simple and reliable fastening of the light scattering element can be achieved with little additional effort and without impairing the headlight optics.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Lichtstreuelement als Reflektor-Aufsatz ausgebildet, wobei das Lichtstreuelement mit den Seitenarmen an den seitlichen Reflektor-Facetten montierbar ist. According to one embodiment of the invention, the light scattering element is designed as a reflector attachment, wherein the light scattering element can be mounted with the side arms on the lateral reflector facets.

Dadurch kann das Lichtstreuelement auf einfache Weise ohne Zusatzmontageeinrichtung an dem Reflektor montiert werden.As a result, the light scattering element can be easily mounted on the reflector without additional mounting device.

Alternativ kann das Lichtstreuelement als Abschlussblendenaufsatz auf der Abschlussblende montierbar ausgebildet sein.Alternatively, the light scattering element can be designed to be mountable as a cover panel attachment on the cover panel.

Dadurch kann ein direkter Kontakt des Lichtstreuelements mit dem Reflektor vermieden werden, um das Risiko der Beschädigung oder Verformung des Reflektors zu minimieren.Thereby, direct contact of the light scattering element with the reflector can be avoided in order to minimize the risk of damage or deformation of the reflector.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Lichtstreuelement seitliche Befestigungslaschen an den Seitenarmen zu mechanischer Befestigung des Lichtstreuelements aufweist.In one embodiment of the invention, the light scattering element has lateral attachment tabs on the side arms for mechanical attachment of the light scattering element.

Mit den Befestigungslaschen kann das Lichtstreuelement auf zuverlässige und einfache Weise mechanisch fixiert werden.With the attachment tabs, the light scattering element can be mechanically fixed reliably and easily.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Abschlussblende eine mittlere Erhebung und ein die mittlere Erhebung wenigstens teilweise umschließendes Plateau auf, wobei der mittlere Bereich des Lichtstreuelements oberhalb des Plateaus und von dem Plateau um einen bestimmten Abstand h angehoben angeordnet ist.According to one embodiment of the invention, the end panel has a central elevation and a plateau at least partially enclosing the middle elevation, wherein the central area of the light diffusing element is arranged above the plateau and raised from the plateau by a specific distance h.

Durch die Anhebung des Lichtstreuelements von der Abschlussblende wird ein Spalt zwischen dem Plateau der Abschlussblende und dem Lichtstreuelement gebildet, so dass ein Teil des Scheinwerferlichtes unterhalb des Lichtstreuelements als auf der Abschlussblende diffus gestreutes Licht heraustreten kann, wodurch ein markantes Konturlicht des Scheinwerfers auf einfache Weise erzeugt wird.By raising the light scattering element of the cover plate, a gap between the plateau of the cover plate and the light scattering element is formed, so that a part of the spotlight below the light scattering element can emerge as scattered on the cover diffused light, creating a striking contour light of the headlight in a simple manner becomes.

In einer Ausführungsform der Erfindung steht eine Hinterkante der Abschlussblende im Bereich der Erhebung der Abschlussblende der Vorderkante des Reflektors im Bereich von mittleren Reflektor-Facetten vertikal angeglichen gegenüber.In one embodiment of the invention, a trailing edge of the end cap in the region of the elevation of the end cap of the front edge of the reflector is vertically aligned in the region of central reflector facets.

Durch das vertikale Angleichen der Hinterkante der Abschlussblende mit der Vorderkante des Reflektors im Bereich der mittleren Reflektor-Facetten wird gewährleistet, dass die Abblendfunktion der Abschlussblende ohne nennenswerte Einschränkung der Gesamtlichteffizienz des Scheinwerfers verwirklicht wird.The vertical alignment of the rear edge of the cover and the front edge of the reflector in the area of the center reflector facets ensures that the dimming function of the cover plate is achieved without significantly limiting the overall light efficiency of the headlamp.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist als Lichtquelle wenigstens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine LED oder ein Halbleiterlaser vorgesehen.According to one embodiment of the invention, the light source provided is at least one semiconductor light source, in particular an LED or a semiconductor laser.

Halbleiterlichtquellen zeichnen sich durch lange Lebensdauer und hohe Effizienz aus. Durch die Verwendung von Halbleiterlasern kann außerdem die Lichtqualität und Lichtstärke weiter erhöht werden.Semiconductor light sources are characterized by long life and high efficiency. In addition, the use of semiconductor lasers can further increase the quality of the light and the intensity of the light.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Scheinwerfer vorgesehen, der wenigstens eine Scheinwerfervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.According to a second aspect of the invention, a headlamp is provided which comprises at least one headlamp device according to the first aspect of the invention.

Durch die Verwendung der Scheinwerfervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Bildung von Beleuchtungsartefakten in der Scheinwerferlichtverteilung auf effiziente Weise unterdrückt.By using the headlight device according to the first aspect of the invention, the formation of lighting artifacts in the headlight light distribution is suppressed efficiently.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Scheinwerfer wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Scheinwerfervorrichtungen, die mit einer Abschattungsbarriere getrennt sind, wobei wenigstens ein Seitenarm eines Lichtstreuelements an der Abschattungsbarriere befestigt ist.According to one embodiment, the headlamp comprises at least two juxtaposed headlamp devices separated by a shading barrier, at least one side arm of a light scattering element being attached to the shading barrier.

Somit kann der Scheinwerfer auf einfache Weise modular mit mehr als einer Scheinwerfervorrichtung aufgebaut werden.Thus, the headlamp can be constructed in a simple manner modular with more than one headlamp device.

Durch die Benutzung der Abschattungsbarriere zur Befestigung des Lichtstreuelements kann eine einfache und zuverlässige Befestigung des Lichtstreuelements mit wenig Zusatzaufwand und ohne Beeinträchtigung der Scheinwerferoptik verwirklicht werden.By using the shading barrier for fixing the light scattering element, a simple and reliable fastening of the light scattering element can be achieved with little additional effort and without impairing the headlight optics.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, welches wenigstens eine Scheinwerfervorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist, die im vorderen Bereich der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet ist.According to a further aspect of the invention, a vehicle is provided, which has at least one headlight device according to the first aspect of the invention, which is arranged in the front region of the body of the vehicle.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug zeichnet sich durch erhöhte Fahrsicherheit und -komfort aufgrund der verbesserten Vorfeldausleuchtung aus. Insbesondere wird der Fahrzeugfahrer von störenden Beleuchtungsartefakten nicht oder kaum irritiert oder abgelenkt.The vehicle according to the invention is characterized by increased driving safety and comfort due to the improved apron illumination. In particular, the vehicle driver is not or hardly irritated or distracted by disturbing lighting artifacts.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Scheinwerfervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a schematic cross section of a headlight device according to an embodiment of the invention.

2 zeigt die Scheinwerfervorrichtung der 1 in perspektivischer Darstellung. 2 shows the headlamp device of 1 in perspective view.

1 zeigt einen schematischen Querschnitt eine Scheinwerfervorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Scheinwerfervorrichtung 1 weist eine Lichtquelle 2, einen Reflektor 3 sowie eine dem Reflektor 3 nachgeordnete Abschlussblende 4 auf. 1 shows a schematic cross section of a headlight device 1 according to an embodiment. The headlight device 1 has a light source 2 , a reflector 3 as well as the reflector 3 downstream end panel 4 on.

Als Lichtquelle 2 ist hier eine LED-Lichtquelle vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können auch Laser, Xenon-Gasentladungslampe oder eine Halogenlampe als Lichtquelle vorgesehen sein.As a light source 2 Here is an LED light source provided. Alternatively or additionally, it is also possible to provide a laser, xenon gas discharge lamp or a halogen lamp as the light source.

Ferner weist die Scheinwerfervorrichtung 1 ein Lichtaustrittsfenster 5 in Form einer konvexen Außenlichtscheibe auf, welches in 1 schematisch durch gestrichelte Linie dargestellt worden ist. Ein Lichtstreuelement 6, das im Querschnitt eine Form eines nach vorne – also in Fahrtrichtung – geneigten Rechtecks aufweist, ist oberhalb der Abschlussblende 4 angeordnet.Furthermore, the headlight device 1 a light exit window 5 in the form of a convex outer lens, which in 1 has been shown schematically by dashed line. A light scattering element 6 , which in cross-section has a shape of a forward - ie in the direction of travel - inclined rectangle, is above the end panel 4 arranged.

Der Reflektor 3 ist ein sogenannter Schaufelreflektor, der als konkaver Freiformreflektor ausgebildet ist und eine der Lichtquelle 2 angepasste Form zur Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung geeignete aufweist. Der Reflektor weist eine zum Lichtstreuelement 6 bzw. zu einer Hinterkante 12 der Abschlussblende 4 gerichtete Vorderkante 11 auf. Die Abschlussblende 4 weist eine Erhebung 19, ein Plateau 25 sowie eine der Vorderkante 11 des Reflektors 3 zugewandte Hinterkante 12 auf. Die Abschlussblende 4 weist eine diffus lichtstreuende Oberfläche auf.The reflector 3 is a so-called blade reflector, which is designed as a concave free-form reflector and one of the light source 2 has adapted form for generating the desired light distribution suitable. The reflector has a light scattering element 6 or to a trailing edge 12 the cover 4 directed leading edge 11 on. The cover 4 has a survey 19 , a plateau 25 as well as one of the leading edge 11 of the reflector 3 facing trailing edge 12 on. The cover 4 has a diffuse light-scattering surface.

In 1 ist ferner schematisch ein Strahlengang des Scheinwerferlichtes zu sehen. Wie anhand des Strahlenganges ersichtlich, wird nicht das gesamte von der Lichtquelle ausgesandte Licht von dem Reflektor erfasst. Ein Teil 7 der von der LED-Lichtquelle 2 ausgesandten Primärstrahlung trifft auf dem Reflektor 3 ein und wird von demselben in kontrollierter Weise zum Lichtaustrittsfenster 5 hin zur Formung eines Nutzlichtkegels 9 gelenkt. Ein zweiter in der 1 dargestellter Teil 8 der Primärstrahlung, der von dem Reflektor 3 nicht erfasst wird, wird von dem von dem Lichtstreuelement 4 nach vorne gestreut, so dass auch dieses Licht zur Bildung des Gesamtnutzlichts beiträgt.In 1 is also schematically see a beam path of the headlight light. As can be seen from the beam path, not all the light emitted by the light source is detected by the reflector. A part 7 the from the LED light source 2 emitted primary radiation hits the reflector 3 and from the same in a controlled manner to the light exit window 5 towards the formation of a Nutzlichtkegels 9 directed. A second in the 1 illustrated part 8th the primary radiation coming from the reflector 3 is not detected by that of the light scattering element 4 scattered forward, so that this light contributes to the formation of the total light.

Dieser zweite Teil 8 der Primärstrahlung, welcher ohne die Lichtstreuelement 4 zur Bildung von Beleuchtungsartefakten führen könnte, wird dadurch als zusätzliches Nutzlicht 10 verwertet.This second part 8th the primary radiation, which without the light scattering element 4 could lead to the formation of lighting artefacts is characterized as additional useful light 10 recycled.

In 2 ist die Scheinwerfervorrichtung der 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt. In dieser Darstellung ist die räumliche Anordnung einzelner Scheinwerferelemente gut zu sehen. Es sind der Reflektor 3, das Lichtstreuelement 6 sowie die Abschlussblende 4 zu sehen. Es sind längliche konkave Reflektor-Facetten 13–18 sowie die Vorderkante 11 des Reflektors 3 zu sehen. Die Reflektor-facetten 13–18 sind derart dimensioniert und ausgebildet, dass das von der LED-Lichtquelle ausgesandte und von den Reflektor-Facetten 13–18 reflektierte Licht einen Nutzlichtkegel 9 mit gewünschter Lichtverteilung ergibt, vgl. 1. Die Vorderkante 11 weist eine den länglichen Facetten 13–18 entsprechende gestufte Form auf.In 2 is the headlight device of the 1 shown in perspective. In this illustration, the spatial arrangement of individual headlight elements is easy to see. It is the reflector 3 , the light scattering element 6 as well as the cover 4 to see. They are oblong concave reflector facets 13 - 18 as well as the front edge 11 of the reflector 3 to see. The reflector facets 13 - 18 are dimensioned and formed such that the emitted from the LED light source and the reflector facets 13 - 18 reflected light a Nutzlichtkegel 9 with desired light distribution results, cf. 1 , The leading edge 11 one has the oblong facets 13 - 18 corresponding stepped shape.

Die Abschlussblende 4 weist eine dem Reflektor 3 zugewandte Hinterkante 12 und eine sich mit der Hinterkante 12 angrenzende Erhebung 19 im hinteren Bereich auf. Die Erhebung 19 ist von vorne und seitlich von einem tiefer liegenden Plateau 25 umgeben.The cover 4 has a reflector 3 facing trailing edge 12 and one with the trailing edge 12 adjoining survey 19 in the back area. The assessment 19 is from the front and side of a lower lying plateau 25 surround.

Das Lichtstreuelement 6, das als im Wesentlichen lichtdurchlässiges U-förmiges Element ausgebildet ist, weist einen flächigen mittleren Bereich 22 sowie zwei nach hinten gebogene Seitenarme 20 und 21 mit spitz zusammenlaufenden Kanten auf. Die Lichtstreuung erfolgt durch eingebettete Streupartikel, die in 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt worden sind. Der mittlere Bereich 22 befindet sich oberhalb des Plateaus 25 der Abschlussblende 4. Die nach hinten gebogenen Seitenarme 20 und 21 überspannen die Vorderkante 11 des Reflektors 3 sowie die Hinterkante 12 der Abschlussblende 4 und liegen mit ihren Unterseiten auf den äußeren Reflektor-Facetten 13 und 18 dicht auf.The light scattering element 6 , which is formed as a substantially translucent U-shaped member, has a flat central region 22 and two curved back arms 20 and 21 with pointed edges on. The light scattering takes place by embedded scattering particles, which in 1 have not been shown for the sake of simplicity. The middle area 22 is located above the plateau 25 the cover 4 , The bent back arms 20 and 21 span the leading edge 11 of the reflector 3 as well as the trailing edge 12 the cover 4 and lie with their undersides on the outer reflector facets 13 and 18 close up.

Die äußeren Reflektor-Facetten 13 und 18 weisen abgerundeten Flanken 23 und 24 auf, wodurch die mechanische Stabilität des Reflektors 3 erhöht wird.The outer reflector facets 13 and 18 have rounded flanks 23 and 24 on, reducing the mechanical stability of the reflector 3 is increased.

Es sind seitlich auf den Seitenarmen 20 und 21 des Lichtstreuelements 6 angeordnete Befestigungslaschen 27 und 28 zur Befestigung des Lichtstreuelements zu sehen.They are laterally on the side arms 20 and 21 of the light scattering element 6 arranged fastening straps 27 and 28 to see the attachment of the light scattering element.

Die Hinterkante 12 der Abschlussblende 4 im Bereich der Erhebung 19 der Abschlussblende 4 steht der Vorderkante 11 des Reflektors 3 im Bereich der mittleren Reflektor-Facetten 15 und 16 vertikal angeglichen gegenüber.The trailing edge 12 the cover 4 in the area of the survey 19 the cover 4 stands the leading edge 11 of the reflector 3 in the area of the middle reflector facets 15 and 16 vertically aligned opposite.

Das Lichtstreuelement 6 ist mit Seitenarmen 20 und 21 an einem Befestigungsrahmen (nicht gezeigt) rechts und links von dem Reflektor befestigt.The light scattering element 6 is with side arms 20 and 21 attached to a mounting frame (not shown) to the right and left of the reflector.

Durch das dichte Anliegen der Seitenarme auf den seitlichen Reflektor-Facetten wird gewährleistet, dass Verlustlichtstrahlen bzw. Störlichtstrahlen, welche dicht über die Oberflächen der äußeren Reflektor-Facetten 13, 18 verlaufen, vom Lichtstreuelement erfasst werden, so dass sie auch zum Nutzlicht umgewandelt werden.Due to the dense concerns of the side arms on the side reflector facets ensures that loss of light rays or Störlichtstrahlen, which closely over the surfaces of the outer reflector facets 13 . 18 run, from Be detected light scattering element, so that they are also converted to the useful light.

Im mittleren Bereich 22 ist das Lichtstreuelement 6 vom Plateau 25 um eine bestimmte Höhe h angehoben. Je nach Ausführung kann die Höhe h im Bereich von 1 bis 2 cm liegen, so dass ein horizontaler Spalt entsprechender Breite zwischen dem Plateau 25 der Abschlussblende und dem mittleren Bereich 22 des Lichtstreuelements 6 entsteht. Dabei kann beim eingeschalteten Scheinwerfer ein Anteil von etwa 2 bis 5% des Scheinwerferlichtes zwischen dem Lichtstreuelement 6 und der Abschlussblende 4 als diffuses Konturlicht heraustreten. Dadurch wird auf einfache Weise ein markantes Konturlicht des Scheinwerfers erzeugt.In the middle area 22 is the light scattering element 6 from the plateau 25 raised by a certain height h. Depending on the design, the height h can be in the range of 1 to 2 cm, so that a horizontal gap corresponding width between the plateau 25 the end panel and the middle section 22 of the light scattering element 6 arises. In this case, when the headlight is turned on, a share of about 2 to 5% of the spotlight between the light scattering element 6 and the cover 4 emerge as a diffuse contour light. As a result, a striking contour light of the headlamp is generated in a simple manner.

Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.Although at least one exemplary embodiment has been shown in the foregoing description, various changes and modifications may be made. The above embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration of the present disclosure in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a scheme for practicing at least one example embodiment, which may make numerous changes in the function and arrangement of elements described in an exemplary embodiment without departing from the scope of the appended claims and their legal equivalents ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Scheinwerferheadlights
22
Lichtquellelight source
33
Reflektorreflector
44
LichtaustrittsfensterLight emission window
55
LichtaustrittsfensterLight emission window
66
LichtstreuelementDiffuser
77
Erster Teil der PrimärstrahlungFirst part of the primary radiation
88th
Zweiter Teil der PrimärstrahlungSecond part of the primary radiation
99
NutzlichtkegelNutzlichtkegel
1010
Zusätzliches NutzlichtAdditional useful light
1111
Vorderkante des ReflektorsFront edge of the reflector
1212
Hinterkante der DesignblendeTrailing edge of the design panel
1313
Reflektor-FacetteReflector facet
1414
Reflektor-FacetteReflector facet
1515
Reflektor-FacetteReflector facet
1616
Reflektor-FacetteReflector facet
1717
Reflektor-FacetteReflector facet
1818
Reflektor-FacetteReflector facet
1919
Erhebung der DesignblendeSurvey of the design panel
2020
Erster Seitenarm des LichtstreuelementsFirst side arm of the light scattering element
2121
Zweiter Seitenarm des LichtstreuelementsSecond side arm of the light scattering element
2222
Mittlerer Bereich des LichtstreuelementsMiddle area of the light scattering element
2323
Erste abgerundete FlankeFirst rounded flank
2424
Zweite abgerundete FlankeSecond rounded flank
2525
Plateauplateau
2626
Unterer Bereich des LichtaustrittsfenstersLower area of the light emission window
2727
Befestigungslaschemounting tab
2828
Befestigungslaschemounting tab

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011052488 A1 [0003] DE 102011052488 A1 [0003]
  • DE 102011052552 A1 [0004] DE 102011052552 A1 [0004]

Claims (15)

Scheinwerfervorrichtung, die eine Lichtquelle (2), einen Reflektor (3) zur Formung eines Nutzlichtkegels (9) des Scheinwerferlichtes durch Reflexion eines von der Lichtquelle (2) emittierten Lichtes und eine Abschlussblende (4) zum wenigstens teilweisen Abdecken einer Spanne zwischen einer Vorderkante (11) des Reflektors (3) und einem unteren Bereich (26) eines Lichtaustrittsfensters (5) aufweist, wobei oberhalb der Abschlussblende (4) ein Lichtstreuelement (6) zur Homogenisierung der Scheinwerferlichtverteilung vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Teil des von dem Reflektor (3) nicht erfassten Lichtes vom Lichtstreuelement (6) erfasst und zum Lichtaustrittsfenster (5) hin gestreut werden kann.Headlamp device comprising a light source ( 2 ), a reflector ( 3 ) for forming a Nutzlichtkegels ( 9 ) of the headlight by reflecting one of the light source ( 2 ) emitted light and a cover ( 4 ) for at least partially covering a span between a leading edge ( 11 ) of the reflector ( 3 ) and a lower area ( 26 ) of a light emission window ( 5 ), wherein above the cover ( 4 ) a light scattering element ( 6 ) is provided for the homogenization of the headlight light distribution, which is designed such that at least a part of the of the reflector ( 3 ) unrecognized light from the light scattering element ( 6 ) and to the light exit window ( 5 ) can be scattered out. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil eines Verlustlichts von dem Lichtstreuelement (6) erfassbar ist.A headlight device according to claim 1, wherein at least part of a loss light is emitted from the light scattering element (10). 6 ) is detectable. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reflektor (3) als Schaufelreflektor, insbesondere als Freiformreflektor mit mehreren länglichen konkaven Reflektor-Facetten (13, 14, 15, 16, 17, 18) ausgebildet ist, so dass eine in Fahrtrichtung gerichtete Vorderkante (11) des Reflektors (3) eine den länglichen Reflektor-Facetten (13, 14, 15, 16, 17, 18) entsprechende gestufte Form aufweist.Headlight device according to claim 1 or 2, wherein the reflector ( 3 ) as a blade reflector, in particular as a free-form reflector with a plurality of elongated concave reflector facets (US Pat. 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 ) is formed, so that a directed in the direction of travel leading edge ( 11 ) of the reflector ( 3 ) one the oblong reflector facets ( 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 ) has corresponding stepped shape. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Lichtstreuelement als ein halbrundes oder U-förmig gebogenes im Wesentlichen lichtdurchlässiges Element mit einem flächigen mittleren Bereich (22) und mit zwei Seitenarmen (20, 21) ausgebildet ist, wobei sich der mittlere Bereich (22) oberhalb der Abschlussblende (4) befindet und wobei die Seitenarme (20, 21) die Hinterkante (12) der Abschlussblende sowie die Vorderkante (11) des Reflektors (3) im Bereich von seitlichen Reflektor-Facetten (13, 18) überspannen.Headlamp device according to claim 3, wherein the light scattering element as a semicircular or U-shaped substantially translucent element having a flat central region ( 22 ) and with two side arms ( 20 . 21 ), wherein the middle region ( 22 ) above the cover ( 4 ) and wherein the side arms ( 20 . 21 ) the trailing edge ( 12 ) of the cover and the front edge ( 11 ) of the reflector ( 3 ) in the area of lateral reflector facets ( 13 . 18 span). Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der flächige mittlere Bereich (22) des Lichtstreuelements (6) von der Vertikalebene nach vorne geneigt ist.Headlight device according to claim 4, wherein the areal middle area ( 22 ) of the light scattering element ( 6 ) is inclined forward from the vertical plane. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, wobei das Lichtstreuelement (6) oberflächliche lichtstreuende Strukturen wie Noppen und/oder Kerben aufweist.Headlight device according to claim 1 to 5, wherein the light scattering element ( 6 ) has superficial light-scattering structures such as knobs and / or notches. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, wobei das Lichtstreuelement (6) eingebettete Streuzentren wie Streupartikel oder Streubläschen aufweist.Headlight device according to claim 1 to 6, wherein the light scattering element ( 6 ) has embedded scattering centers such as scattering particles or spreading vesicles. Scheinwerfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtstreuelement (6) optische Elemente wie Streulinsen, Sammellinsen, oder Mikrolinsenarrays aufweist.Headlamp device according to one of the preceding claims, wherein the light scattering element ( 6 ) has optical elements such as scattering lenses, converging lenses, or microlens arrays. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei wenigstens ein Seitenarm (20, 21) des Lichtstreuelements (6) an einer seitlich von dem Reflektor (3) angeordneten Abschattungsbarriere fixierbar ist.A headlight device according to any one of claims 4 to 8, wherein at least one side arm ( 20 . 21 ) of the light scattering element ( 6 ) at one side of the reflector ( 3 ) arranged Abschattungsbarriere is fixable. Scheinwerfervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei das Lichtstreuelement (6) als Reflektor-Aufsatz ausgebildet ist, wobei das Lichtstreuelement (6) mit den Seitenarmen (20, 21) an den seitlichen Reflektor-Facetten (13, 18) montierbar ist.Headlight device according to one of claims 4 to 9, wherein the light scattering element ( 6 ) is designed as a reflector attachment, wherein the light scattering element ( 6 ) with the side arms ( 20 . 21 ) on the side reflector facets ( 13 . 18 ) is mountable. Scheinwerfervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Abschlussblende (4) eine mittlere Erhebung (19) und ein die mittlere Erhebung (19) wenigstens teilweise umschließendes Plateau (25) aufweist, wobei der mittlere Bereich (22) des Lichtstreuelements (6) oberhalb des Plateaus (25) und von dem Plateau (25) um einen bestimmten Abstand h angehoben angeordnet ist.Headlight device according to one of claims 4 to 10, wherein the end cover ( 4 ) a middle survey ( 19 ) and a middle survey ( 19 ) at least partially enclosing plateau ( 25 ), the middle region ( 22 ) of the light scattering element ( 6 ) above the plateau ( 25 ) and from the plateau ( 25 ) is arranged raised by a certain distance h. Scheinwerfervorrichtung nach Anspruch 11, wobei eine Hinterkante (12) der Abschlussblende im Bereich der Erhebung (19) der Abschlussblende (4) der Vorderkante (11) des Reflektors (3) im Bereich von mittleren Reflektor-Facetten (15, 16) vertikal angeglichen gegenübersteht.A headlight device according to claim 11, wherein a trailing edge ( 12 ) of the closure panel in the area of the survey ( 19 ) of the end panel ( 4 ) of the leading edge ( 11 ) of the reflector ( 3 ) in the area of central reflector facets ( 15 . 16 ) is aligned vertically. Scheinwerfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Lichtquelle (2) eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine LED oder ein Halbleiterlaser vorgesehen ist.Headlight device according to one of the preceding claims, wherein as light source ( 2 ) A semiconductor light source, in particular an LED or a semiconductor laser is provided. Scheinwerfer, der wenigstens eine Scheinwerfervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.Headlamp comprising at least one headlamp device ( 1 ) according to one of claims 1 to 13. Fahrzeug, welches wenigstens einen im vorderen Bereich der Karosserie angeordneten Scheinwerfer nach Anspruch 14 umfasst.Vehicle comprising at least one arranged in the front region of the body headlight according to claim 14.
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DE19704467A1 (en) * 1997-02-06 1998-08-13 Bosch Gmbh Robert Automobile headlamp with complementary reflector
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DE102013220192A1 (en) * 2013-10-07 2015-04-23 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh LED module of a motor vehicle headlight

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