DE102020117785A1 - Motor vehicle headlights with a light source with a square light-emitting surface - Google Patents
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Abstract
Vorgestellt wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Leuchtmittel mit einer viereckigen Lichtaustrittsfläche, einem erstens optischen Element, einer Spiegelblende und einem zweiten optischen Element. Das erste optische Element bündelt Licht in eine Zwischenlichtverteilung, die von einer Blendenkante begrenzt wird. Das zweite optische Element projiziert die begrenzte Zwischenlichtverteilung in ein Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass eine Diagonale der Lichtaustrittsfläche mit einer ersten Linie zusammenfällt, die durch einen Brennpunkt des ersten optischen Elements verläuft und die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung der Lichtaustrittsfläche sowie senkrecht zu einer zweiten Linie ist, die vom Brennpunkt des ersten optischen Elements ausgehend die Blendenkante schneidet. A motor vehicle headlight is presented with an illuminant with a square light exit surface, a first optical element, a mirror screen and a second optical element. The first optical element bundles light into an intermediate light distribution that is delimited by a diaphragm edge. The second optical element projects the limited intermediate light distribution into an area in front of the motor vehicle headlight. The motor vehicle headlight is characterized in that a diagonal of the light exit surface coincides with a first line that runs through a focal point of the first optical element and that is perpendicular to a main emission direction of the light exit surface and perpendicular to a second line that runs from the focal point of the first optical element intersects the aperture edge.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Kraftfahrzeugscheinwerfer wird als per se bekannt vorausgesetzt und weist wenigstens ein Leuchtmittel mit wenigstens einer viereckigen Lichtaustrittsfläche, ein erstes optisches Element, eine Spiegelblende und ein zweites optisches Element auf. Das erste optische Element ist dazu eingerichtet, von der Lichtaustrittsfläche ausgehendes Licht in eine Zwischenlichtverteilung zu bündeln, die von einer Blendenkante der Spiegelblende begrenzt wird. Das zweite optische Element ist dazu eingerichtet und angeordnet, die begrenzte Zwischenlichtverteilung als eine Scheinwerferlichtverteilung in ein Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers zu projizieren.The present invention relates to a motor vehicle headlight according to the preamble of
Die viereckige Lichtaustrittsfläche ist bei dem bekannten Scheinwerfer so angeordnet, dass eine ihrer Seiten mit einer Linie zusammenfällt, die durch einen Brennpunkt des ersten optischen Elements hindurch verläuft und die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung der Lichtaustrittsfläche des Leuchtmittels ist.In the known headlight, the square light exit surface is arranged such that one of its sides coincides with a line that runs through a focal point of the first optical element and that is perpendicular to a main emission direction of the light exit surface of the lamp.
In Bezug auf die Blende ist eine Anordnung bekannt, bei der die Blende etwa senkrecht zur optischen Achse des zweiten optischen Elements ausgerichtet ist. Die Blende ist zum Beispiel eine flache Scheibe aus intransparentem Material, beispielsweise ein Metallblech. Bei dieser Anordnung geht das Licht, das nicht an der Kante vorbeigelangt und das stattdessen auf das intransparente Material der Blende fällt, für die Scheinwerferlichtverteilung verloren. Bei einer im Vergleich dazu verbesserten Anordnung liegt die optische Achse des zweiten optischen Elements im intransparenten Material der Blende. Die Blendenkante dieser Blende verläuft durch einen auf der optischen Achse des zweiten optischen Elements liegenden Brennpunkt des zweiten optischen Elements hindurch. Die Blende weist eine spiegelnde Fläche auf die dem Strahlengang des Lichtes zugewandt ist, das von dem ersten optischen Element ausgeht. Eine solche Blende stellt eine Spiegelblende dar. Licht der Lichtquelle, das nicht auf direktem Wege vom ersten optischen Element aus an der Blendenkante vorbeigelangt, fällt auf die spiegelnde Fläche der Spiegelblende. Unter dem direkten Weg wird hier ein geradliniger, ohne Reflexionen verlaufender Weg verstanden. Von der spiegelnden Fläche der Spiegelblende ausgehendes Licht wird in den Strahlengang des Lichtes hinein reflektiert, das auf direktem Weg an der Blendenkante der Spiegelblende vorbeigelangt ist. Auf diese Weise trägt auch das an der Spiegelblende reflektierte Licht zur Scheinwerferlichtverteilung bei. Dabei wird die Blendenkante als scharfe Hell-Dunkel-Grenze in der Scheinwerferlichtverteilung abgebildet. Durch die Spiegelblende wird die optische Effizienz des Scheinwerfers wesentlich verbessert, da ein größerer Anteil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes zur Erzeugung der Scheinwerferlichtverteilung beiträgt.With regard to the diaphragm, an arrangement is known in which the diaphragm is aligned approximately perpendicular to the optical axis of the second optical element. The screen is, for example, a flat disk made of non-transparent material, for example a metal sheet. With this arrangement, the light that does not get past the edge and instead falls on the opaque material of the bezel is lost for the headlight light distribution. In a comparatively improved arrangement, the optical axis of the second optical element lies in the opaque material of the diaphragm. The diaphragm edge of this diaphragm runs through a focal point of the second optical element lying on the optical axis of the second optical element. The diaphragm has a reflecting surface facing the beam path of the light emanating from the first optical element. Such a diaphragm represents a mirror diaphragm. Light from the light source that does not pass the diaphragm edge directly from the first optical element falls on the reflecting surface of the mirror diaphragm. The direct path is understood here as a straight path that runs without reflections. Light emanating from the reflecting surface of the mirror diaphragm is reflected into the beam path of the light that has passed the diaphragm edge of the mirror diaphragm on a direct path. In this way, the light reflected by the mirror cover also contributes to the headlight distribution. The edge of the aperture is shown as a sharp cut-off between light and dark in the headlight distribution. The optical efficiency of the headlight is significantly improved by the mirror cover, since a larger proportion of the light emanating from the light source contributes to the production of the headlight light distribution.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers der eingangs genannten Art mit einer weiter verbesserten, eine Hell-Dunkel-Grenze aufweisenden Scheinwerferlichtverteilung.The object of the present invention consists in specifying a motor vehicle headlight of the type mentioned at the outset with a further improved headlight light distribution having a light-dark boundary.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei unterscheidet sich die Erfindung von dem eingangs genannten Stand der Technik dadurch, dass eine Diagonale der viereckigen Lichtaustrittsfläche mit einer ersten Linie zusammenfällt, die durch einen Brennpunkt des ersten optischen Elements hindurch verläuft und die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung der Lichtaustrittsfläche sowie senkrecht zu einer zweiten Linie ist, die vom Brennpunkt des ersten optischen Elements ausgehend die Blendenkante schneidet.This object is achieved with the features of
Beim hier als bekannt vorausgesetzten Stand der Technik ist das Leuchtmittel dagegen so angeordnet, dass eine Seitenlinie der viereckigen Lichtaustrittsfläche parallel zu der ersten Linie verläuft, die durch einen Brennpunkt des ersten optischen Elements hindurch verläuft und die senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung der Lichtaustrittsfläche sowie senkrecht zu der zweiten Linie ist, die vom Brennpunkt des ersten optischen Elements ausgehend die Blendenkante schneidet.In the prior art, which is assumed to be known here, the illuminant is arranged in such a way that a side line of the quadrangular light exit surface runs parallel to the first line, which runs through a focal point of the first optical element and which is perpendicular to the main emission direction of the light exit surface and perpendicular to the second line, which intersects the aperture edge starting from the focal point of the first optical element.
Im Vergleich dazu ist die Lichtaustrittsfläche beim dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer um ihre Hauptabstrahlrichtung herum rotiert angeordnet.
Das Ausmaß der Rotation beträgt bevorzugt 45 Grad, sodass statt einer zu einer Seitenlinie der Lichtaustrittsfläche parallelen, in der Lichtaustrittsfläche liegenden Linie, die um den Faktor Wurzel aus zwei längere Diagonale der Lichtaustrittsfläche auf die Blendenkante abgebildet wird. Bereiche der Lichtaustrittsfläche, die mit wachsendem Abstand von der Diagonale der Lichtaustrittsfläche in einen Bereich der Lichtverteilung mit ebenfalls wachsendem Abstand vom Bild der Blendenkante abgebildet werden, mit wachsendem Abstand von der Chipdiagonale kleiner werden.In comparison to this, the light exit surface in the headlight according to the invention is arranged in a rotated manner about its main emission direction.
The extent of the rotation is preferably 45 degrees, so that instead of a line lying in the light exit surface parallel to a side line of the light exit surface, the longer diagonal of the light exit surface by the factor root of two is imaged on the diaphragm edge. Areas of the light exit surface that are imaged with increasing distance from the diagonal of the light exit surface in an area of the light distribution with a likewise increasing distance from the image of the aperture edge become smaller with increasing distance from the chip diagonal.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Linie die Blendenkante unter einem Winkel schneidet, der kleiner als ein rechter Winkel ist. Ein rechter Winkel ergibt sich bei einer um 45° gegenüber dem Stand der Technik rotierten Anordnung.A preferred embodiment is characterized in that the second line intersects the panel edge at an angle that is smaller than a right angle. A right angle results in an arrangement rotated by 45° compared to the prior art.
Alternativ ist bevorzugt, dass die zweite Linie die Blendenkante unter einem rechten Winkel schneidet. Im Prinzip ist jeder Rotationswinkel zwischen einschließlich 0° und einschließlich 45° möglich. Der positive Effekt steigt jedoch mit steigendem Winkel an.Alternatively, it is preferred that the second line meets the panel edge at a right angle cuts. In principle, any angle of rotation between 0° and 45° inclusive is possible. However, the positive effect increases with increasing angle.
Bevorzugt ist auch, dass das Leuchtmittel mehrere viereckige Lichtaustrittsflächen aufweist, von denen wenigstens eine so angeordnet ist, dass ihre Diagonale mit der ersten Linie zusammenfällt, die durch einen Brennpunkt des ersten optischen Elements hindurch verläuft und die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung der Lichtaustrittsfläche sowie senkrecht zu einer zweiten Linie ist, die vom Brennpunkt des ersten optischen Elements ausgehend die Blendenkante schneidet.It is also preferred that the light source has a plurality of square light exit surfaces, at least one of which is arranged in such a way that its diagonal coincides with the first line which runs through a focal point of the first optical element and which is perpendicular to a main emission direction of the light exit surface and perpendicular to is a second line which, starting from the focal point of the first optical element, intersects the aperture edge.
Weiter ist bevorzugt, dass das erste optische Element eine Brennlinie aufweist, dass die erste Linie mit der Brennlinie des ersten optischen Elements zusammenfällt, und dass von den viereckigen Lichtaustrittsflächen, die in einer Reihe angeordnet sind, wenigstens jede zweite Lichtaustrittsfläche so angeordnet ist, dass eine Diagonale der viereckigen Lichtaustrittsfläche mit der ersten Linie zusammenfällt, die durch den Brennpunkt des ersten optischen Elements hindurch verläuft und die senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung der Lichtaustrittsfläche sowie senkrecht zu der zweiten Linie ist, die vom Brennpunkt des ersten optischen Elements ausgehend die Blendenkante schneidet.It is further preferred that the first optical element has a focal line, that the first line coincides with the focal line of the first optical element, and that of the quadrangular light exit surfaces arranged in a row, at least every second light exit surface is arranged in such a way that a Diagonal of the square light exit surface coincides with the first line, which runs through the focal point of the first optical element and which is perpendicular to the main emission direction of the light exit surface and perpendicular to the second line, which intersects the aperture edge starting from the focal point of the first optical element.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste optische Element ein Reflektor ist und dass das zweite optische Element ein Reflektor oder eine Projektionslinse oder eine katadioptrische Optik ist, oder dass das erste optische Element eine Linse ist und dass das zweite optische Element ein Reflektor oder eine Projektionslinse oder eine katadioptrische Optik ist, oder dass das erste optische Element eine katadioptrische Optik ist und dass das zweite optische Element ein Reflektor oder eine Projektionslinse oder eine katadioptrische Optik ist. Allerdings bildet die Konfiguration, bei der das erste optische Element ein Reflektor und das zweite optische Element eine Projektionslinse ist, die Konfiguration, die bei gegebenem Bauraum am effizientesten arbeitet.A further preferred embodiment is characterized in that the first optical element is a reflector and that the second optical element is a reflector or a projection lens or catadioptric optics, or that the first optical element is a lens and that the second optical element is a reflector or a projection lens or a catadioptric optic, or that the first optical element is a catadioptric optic and that the second optical element is a reflector or a projection lens or a catadioptric optic. However, the configuration in which the first optical element is a reflector and the second optical element is a projection lens forms the configuration that works most efficiently for a given installation space.
Bevorzugt ist auch, dass das zweite optische Elemente eine Projektionslinse ist, die eine der der Blendenkante zugewandte gekrümmte Petzvalfläche aufweist und dass die Blendenkante einen gekrümmten Verlauf aufweist, der auf der gekrümmten Petzvalfläche liegt.It is also preferred that the second optical element is a projection lens which has a curved Petzval surface facing the diaphragm edge and that the diaphragm edge has a curved course which lies on the curved Petzval surface.
Weiter ist bevorzugt, dass das Leuchtmittel eine Halbleiterlichtquelle aufweist und dass die viereckige Lichtaustrittsfläche eine Lichtaustrittsfläche der Halbleiterlichtquelle ist.It is also preferred that the lighting means has a semiconductor light source and that the square light exit surface is a light exit surface of the semiconductor light source.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens eine viereckige Lichtaustrittsfläche eine quadratische Lichtaustrittsfläche einer Leuchtdiode ist, die eine Ecke aufweist, an der ein die Leuchtdiode mit einem elektrische Strom versorgbar ist, und dass diese Ecke nicht auf einer Brenngeraden des ersten optischen Elements liegt. Für den Fall, dass eine möglichst scharfe Hell-Dunkel-Grenze gewünscht wird, sollte die Ecke entfernt von der Brenngeraden liegen.Another preferred embodiment is characterized in that the at least one square light exit surface is a square light exit surface of a light-emitting diode, which has a corner at which the light-emitting diode can be supplied with an electric current, and that this corner is not on a focal line of the first optical element lies. In the event that the sharpest possible light-dark boundary is desired, the corner should be away from the focal line.
Bevorzugt ist auch, dass die wenigstens eine viereckige Lichtaustrittsfläche eine quadratische Lichtaustrittsfläche einer Leuchtdiode ist, die eine Leuchtdichte aufweist, die auf einer Diagonalen maximal ist und zu den von der Diagonalen entfernten Ecken abfällt und dass die maximal leuchtende Diagonale auf der Brennlinie des ersten optischen Elements angeordnet ist.It is also preferred that the at least one square light exit surface is a square light exit surface of a light-emitting diode, which has a luminance that is maximum on a diagonal and decreases toward the corners distant from the diagonal, and that the maximum luminous diagonal on the focal line of the first optical element is arranged.
Weiter ist bevorzugt, dass die wenigstens eine viereckige Lichtaustrittsfläche eine quadratische Lichtaustrittsfläche einer Leuchtdiode ist, die eine Ecke aufweist, an der ein die Leuchtdiode mit einem elektrische Strom versorgbar ist, und dass diese Ecke auf einer Brenngeraden des ersten optischen Elements liegt. Für den Fall, dass ein sanfter Auslauf der Lichtverteilung, also ein flacher Helligkeitsgradient, gewünscht wird, sollte die Ecke auf der Brenngeraden liegen.It is further preferred that the at least one square light exit surface is a square light exit surface of a light-emitting diode that has a corner at which the light-emitting diode can be supplied with an electric current, and that this corner lies on a focal line of the first optical element. The corner should lie on the focal line in the event that a gentle end of the light distribution, i.e. a flat brightness gradient, is desired.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages emerge from the dependent claims, the description and the accompanying 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 goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Figurenlistecharacter list
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:
-
1 einen Schnitt durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer als das technische Umfeld der Erfindung; -
2 eine Schrägansicht von alternativen Anordnungen eines Leuchtmittels; -
3 in einem vergrößerten Ausschnitt einen Reflektor mit wegen besserer Erkennbarkeit übergroß dargestelltem Leuchtmittel; -
4 eine Simulation äußeren Abblendlichtverteilung, wie sie mit dem Gegenstand der1 und2 erzeugbar ist; -
5a einen horizontalen Verlauf der Helligkeit bei einem Schnitt durch die Lichtverteilung der4 bei V = -0,05° bei einer bekannten Anordnung des Leuchtmittels; -
5b einen vertikalen Verlauf der Helligkeit bei einem Schnitt durch die Lichtverteilung der4 bei H = 0° bei einer bekannten Anordnung des Leuchtmittels; -
6 Strahlengänge vom Leuchtmittel bis zur Blendenkante einiger ausgezeichneter Strahlen für eine bekannte Anordnung des Leuchtmittels; -
7a einen horizontalen Verlauf der Helligkeit bei einem Schnitt durch die Lichtverteilung der4 bei V = -0,05° bei einer erfindungsgemäßen Anordnung des Leuchtmittels in einer ersten Lage (Drehwinkel 45°); -
7b einen vertikalen Verlauf der Helligkeit bei einem Schnitt durch die Lichtverteilung der4 bei H = 0° bei einer erfindungsgemäßen Anordnung des Leuchtmittels in einer ersten Lage (Drehwinkel 45°) ; -
8a einen horizontalen Verlauf der Helligkeit bei einem Schnitt durch die Lichtverteilung der4 bei V = -0,05° bei einer erfindungsgemäßen Anordnung des Leuchtmittels in einer zweiten Lage ( 22,5°); undDrehwinkel -
8b einen vertikalen Verlauf der Helligkeit bei einem Schnitt durch die Lichtverteilung der4 bei H = 0° bei einer erfindungsgemäßen Anordnung des Leuchtmittels in einer zweiten Lage ( 22,5°) .Drehwinkel
-
1 a section through an automobile headlamp as the technical background of the invention; -
2 an oblique view of alternative arrangements of a light source; -
3 in an enlarged section, a reflector with an oversized lamp for better visibility; -
4 a simulation of outer low beam distribution, as with the subject of the1 and2 is producible; -
5a a horizontal progression of the brightness in a section through the light distribution of the4 at V = -0.05° with a known arrangement of the illuminant; -
5b a vertical progression of the brightness in a section through the light distribution of the4 at H=0° with a known arrangement of the illuminant; -
6 Paths of rays from the illuminant to the aperture edge of some distinguished rays for a known arrangement of the illuminant; -
7a a horizontal progression of the brightness in a section through the light distribution of the4 at V=−0.05° with an arrangement of the illuminant according to the invention in a first position (angle of rotation 45°); -
7b a vertical progression of the brightness in a section through the light distribution of the4 at H=0° with an arrangement of the lighting means according to the invention in a first position (angle of rotation 45°); -
8a a horizontal progression of the brightness in a section through the light distribution of the4 at V=−0.05° with an arrangement of the illuminant according to the invention in a second position (angle of rotation 22.5°); and -
8b a vertical progression of the brightness in a section through the light distribution of the4 at H=0° in an inventive arrangement of the illuminant in a second position (angle of rotation 22.5°).
Im Einzelnen zeigt die
Das erste optische Element 18 ist hier ein Reflektor, der einen ersten Brennpunkt oder eine erste Brennlinie und einen zweiten Brennpunkt aufweist. Der erste Brennpunkt/die erste Brennlinie liegt in einer Lichtaustrittsfläche des Leuchtmittels 16. Ein zweiter Brennpunkt liegt auf einer Blendenkante 24 der Spiegelblende 20. Das zweite optische Element 22 ist hier eine Projektionslinse, die auf die Blendenkante 24 fokussiert ist. Neben der hier dargestellten Konfiguration, bei der das erste optische Element 18 ein Reflektor und das zweite optische Element 22 eine Projektionslinse ist, können andere Konfigurationen verwendet werden. Die in Frage kommenden Konfigurationen zeichnen sich insgesamt dadurch aus, dass das erste optische Element 18 ein Reflektor ist und dass das zweite optische Element 22 ein Reflektor oder eine Projektionslinse oder eine katadioptrische Optik ist, oder dass das erste optische Element 18 eine Linse ist und dass das zweite optische Element 22 ein Reflektor oder eine Projektionslinse oder eine katadioptrische Optik ist, oder dass das erste optische Element 18 eine katadioptrische Optik ist und dass das zweite optische Element 22 ein Reflektor oder eine Projektionslinse oder eine katadioptrische Optik ist. Allerdings bildet die Konfiguration, bei der das erste optische Element 18 ein Reflektor und das zweite optische Element 22 eine Projektionslinse ist, die Konfiguration, die bei gegebenem Bauraum am effizientesten arbeitet.The first
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die mit einem Reflektor als erstem optischen Element 18 und einer Projektionslinse als zweitem optischen Element 22 arbeiten. Die Beschreibung gilt analog auch für sämtliche anderen Konfigurationen.Exemplary embodiments are described below which work with a reflector as the first
Die Lichtaustrittsfläche des Leuchtmittels 16 ist viereckig und in der
Die eine Lage geht aus der anderen Lage durch Rotation der Lichtaustrittsfläche um 45° um eine Hauptabstrahlrichtung 42 der Lichtaustrittsfläche hervor.One layer emerges from the other layer by rotating the light exit surface by 45° about a
Grundsätzlich gilt, dass eine horizontale Erstreckung der Lichtverteilung 46 durch Veränderungen des Verhältnisses einer Brennweite des ersten optischen Elements 18 zur Breite der Lichtaustrittsfläche 36 des Leuchtmittels 16 und durch Veränderungen der Form des ersten optischen Elements 18 veränderbar ist. Dies gilt analog für eine vertikale Erstreckung der Lichtverteilung 46. Auch die vertikale Erstreckung ist durch Veränderungen des Verhältnisses der Brennweite des ersten optischen Elements 18 zur Breite der Lichtaustrittsfläche 36 des Leuchtmittels 16 und durch Veränderungen der Form des ersten optischen Elements 18 veränderbar.Basically, a horizontal extension of the
Eine Verschiebung der bei 0°V liegenden (oberen) Hell-Dunkel-Grenze 47 zu positiven vertikalen Winkeln hin kann durch Verändern der Neigung der gesamten Anordnung (zum Beispiel durch eine Leuchtweitenregelung) oder durch vertikales Verschieben des zweiten optischen Elements 22 fein justiert werden. Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung liegt die Hell-Dunkel-Grenze in vertikaler Richtung im Allgemeinen etwa bei -0,05°.A shift in the (upper) light-
Beim Stand der Technik liegt eine Kante der viereckigen Lichtaustrittsfläche 36 etwa parallel zur Blendenkante 24.In the prior art, one edge of the square
In Richtung zu negativen vertikalen Winkeln weist die äußere Lichtverteilung 46 eine schwache, unerwünschte (untere) Hell-Dunkel-Grenze auf, die die bei Dunkelheit (z.B. bei einer Nachtfahrt) auf der Straße störend „mitfahrend“ vor dem Fahrzeug erkennbar ist. Diese schwache untere Hell-Dunkel-Grenze trennt einen unerwünscht dunklen Bereich, der unmittelbar vor dem Fahrzeug liegt, von dem hellen Bereich der Lichtverteilung 46.In the direction of negative vertical angles, the outer
Diese unerwünschte Charakteristik kann nur durch Veränderung der optischen Elemente verändert werden, indem bestimmte Bereiche der optischen Elemente, mit denen die Ausbreitungsrichtung des Lichtes bestimmt wird, das Licht weiter nach unten richten. Alle derartigen Veränderungen der optischen Elemente verringern jedoch den Helligkeitsgradienten und damit die Qualität der oberen Hell-Dunkel-Grenze 47.This undesirable characteristic can only be changed by changing the optical elements, in that certain areas of the optical elements, with which the direction of propagation of the light is determined, direct the light further downwards. However, all such changes to the optical elements reduce the brightness gradient and thus the quality of the upper light-
Die Erfindung verbessert die Lichtverteilung ohne dabei eine Verschlechterung des Gradienten der oberen Hell-Dunkel-Grenze 47 in Kauf nehmen zu müssen.The invention improves the light distribution without having to accept a worsening of the gradient of the upper light-
Die strichpunktierte erste Linie 38 verläuft durch den Brennpunkt des Reflektors 30. Von dieser ersten Linie 38 geht ein gepunktet dargestellter Strahl 52 aus, der an einem Reflektorpunkt P reflektiert und anschließend an der horizontal angeordneten Spiegelblende 20 in der Nähe von deren Blendenkante 24 reflektiert wird. Auf Höhe der Blendenkante 24 ist ein Abstand dieses Strahls 52 zur Blendenkante 24 sehr gering. Das bedeutet, dass dieser Strahl 52 von der nachfolgenden Projektionslinse unter einem kleinen Winkel unterhalb der Horizontalen auf die Fahrbahn gelenkt wird und somit zur Güte der oberen Hell-Dunkel-Grenze 47 beiträgt. Bis auf die Reflexion an der Spiegelblende 20 trifft dasselbe auch für den von der strichpunktierten ersten Linie 38 ausgehenden und gestrichelt dargestellten Strahl 54 zu. Anders verhält es sich dagegen bei den beiden anderen Strahlen 56 und 58: Diese passieren die Blendenkante 24 in einem vergleichsweise großen vertikalen Abstand zur Spiegelblende 20 (Strahl 56 mit, Strahl 58 ohne Reflexion an der Spiegelblende 20) und werden somit von der nachfolgenden Projektionslinse unter einem großen Winkel zur Fahrtrichtung x auf die Fahrbahn gerichtet.The dot-dash
In der in
Die gesamte Lichtstromverteilung liegt oberhalb der Blendenkante 24, wobei unterschiedliche Punkte P in der Regel unterschiedliche maximale Höhen erzeugen. Die abbildende Projektionslinse aus
Dreht man die Lichtaustrittsfläche 36, wie es in den
Statt einem einzigen Leuchtmittel 16 können auch mehrere rotierte Leuchtmittel (oder rotierte Leuchtmittel im Wechsel mit nicht rotierten Leuchtmitteln) auf der Brenngeraden des Reflektors 30 angeordnet werden.Instead of a
Die Spiegelblende 20 kann statt der horizontalen Blendenkante 24 auch eine oder mehrere vertikale Kanten aufweisen, um zusätzlich zur horizontalen Hell-Dunkel-Grenze DG zu erzeugen. Wenn die Blendenkante 24 eine große Ausdehnung aufweist, kann an Stelle einer geraden Blendenkante eine Blendekante verwendet werden, die auf der für jede Linse charakteristischen Petzval-Fläche endet und somit eine leichte Krümmung aufweist.Instead of the
Statt der bisher ausschließlich betrachteten Rotation des Leuchtmittels um 45° kann jeder Winkel zwischen 0° und 45° verwendet werden, der positive Effekt steigt mit steigendem Winkel. Die
Die Lichtaustrittsflächen quadratischer Halbleiterlichtquellen weisen eine „blinde“ Ecke auf, an der der Chip mit Strom versorgt wird. Wünscht man eine möglichst scharfe Hell-Dunkel-Grenze, sollte die Ecke entfernt von der Brenngeraden liegen. Wünscht man einen sanften Auslauf der Verteilung, sollte die Ecke auf der Brenngeraden liegen.The light exit surfaces of square semiconductor light sources have a "blind" corner where the chip is supplied with power. If you want the sharpest possible light-dark boundary, the corner should be away from the focal line. If you want a smooth end of the distribution, the corner should be on the focal line.
Projektionslichtmodule, wie sie hier beschrieben sind, können in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer mehrfach verbaut werden, wenn mehrere Funktionen, die eine Hell-Dunkel-Grenze fordern, ausgeführt werden sollen. In Frage kommen Abblendlicht (hier eine Ausführung mit horizontaler und eine Ausführung mit geneigter Kante), Nebelscheinwerfer etc.Projection light modules, as they are described here, can be installed multiple times in a motor vehicle headlight if multiple functions that require a light-dark boundary are to be performed. Dipped headlights (here a version with a horizontal edge and a version with an inclined edge), fog lights, etc.
Der dargestellte Effekt kann deutlich verstärkt werden, indem man eine als Leuchtmittel eine Leuchtdiode verwendet, die eine Leuchtdichte aufweist, die auf einer Diagonalen maximal ist und zu den von der Diagonalen entfernten Ecken abfällt. Die stark leuchtende Diagonale wird dann bevorzugt auf die Reflektorbrennlinie platziert.The effect shown can be significantly intensified by using a light-emitting diode as the illuminant, which has a luminance which is maximum on a diagonal and decreases towards the corners remote from the diagonal. The strongly luminous diagonal is then preferably placed on the reflector focal line.
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