EP2523022B1 - Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung und Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem solchen Lichtmodul - Google Patents

Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung und Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem solchen Lichtmodul Download PDF

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EP2523022B1
EP2523022B1 EP12157404.0A EP12157404A EP2523022B1 EP 2523022 B1 EP2523022 B1 EP 2523022B1 EP 12157404 A EP12157404 A EP 12157404A EP 2523022 B1 EP2523022 B1 EP 2523022B1
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light
projection lens
lighting module
lens
light distribution
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/19—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for curves

Definitions

  • the light distribution generated by the light module can be varied by selectively switching (activating and / or deactivating) light source groups comprising in each case at least one of the light sources.
  • the resulting total light distribution produced by the light module results from a superposition of the light sources of the activated light source groups generated light beams.
  • At least a first light beam generated by the at least one light source of an activated first light source group serves to generate a first partial light distribution below a substantially horizontal light-dark boundary.
  • at least one further light bundle generated by the at least one light source of an activated further light source group serves to produce a further partial light distribution above a substantially horizontal light-dark boundary.
  • the invention also relates to a
  • An asymmetrical horizontal Patoscuro boundary includes, for example, a first horizontal section arranged on the own traffic side, a second horizontal section arranged on the oncoming traffic side and a transition section between the two horizontal sections.
  • the second horizontal section on the oncoming traffic side is preferably arranged below the first horizontal section on the own traffic side in order to prevent dazzling of oncoming traffic participants.
  • the transition section may be formed stepwise, obliquely or in any other way.
  • An inclined transition section preferably has a 15 ° rise.
  • light modules for vehicle headlights which operate according to the so-called projection principle and which can project different light distributions and different light-dark boundary curves onto the road ahead of the vehicle by switching over.
  • the choice of light distribution occurs, for example, by switching, i. by selective activation or deactivation but also by dimming, individual light sources or light source groups. While such a type of switching and variation of the light distribution was previously reserved using the so-called reflection principle working light modules with two-filament lamps, there are lately increasingly concepts to working with the projection principle light modules only by targeted switching of light sources several light functions and variable light distributions to create.
  • LED headlamps In contrast to headlamps with gas discharge lamps, LED headlamps not only have a plurality of light sources (LED chips), which can preferably be controlled individually or in groups, but also have a plurality of primary optics associated with the light sources, which can be configured, for example, as projection or reflection optics.
  • the overall light distribution of an LED headlight is generally formed by a superimposition of the partial light distributions of several LED primary optics modules, optionally after passing through a secondary optic, for example in the form of the projection lens.
  • Such multi-function projection headlights are for example from the DE 10 2008 036 192 A1 known. There, the beam path for the respective light functions is divided in a diaphragm plane of the projection module, so that the radiation beams required for the individual light functions can be generated by different, independently switchable light sources. This makes it possible to produce different light distributions without moving diaphragms merely by switching light sources.
  • Corresponding multi-function projection headlights are among others also from the US 2006/0120094 A1 as well as from the DE 10 2007 052 696 A1 known.
  • the division of the beam path can be achieved depending on the physical principle used by means of refraction, reflection or absorption.
  • the high beam and the low beam beam path is formed over a total reflecting surface of a glass body, the edge of which generates the light-dark boundary in the low beam light.
  • the high-beam beams are coupled here in the same glass body, but meet at a steeper angle to said surface so that they are not reflected, but pass through the surface and illuminate a portion of the resulting light distribution above the light-dark boundary (high beam partial beam path).
  • the high beam is then formed by superposition of the low beam beam path with the high beam partial beam path.
  • the mapping of the light-dark boundary on the road surface is problematic.
  • the difficulty is to separate the beam paths of the different light functions so that no light is scattered beyond the light-dark boundary (above the light-dark boundary) in the low beam, ie no crosstalk occurs, and in the high beam case no dark, light or colored line at the location of Low beam Corposcuro border remains.
  • the beam splitters which are used in the known light modules work only inadequately, so that dark areas, in particular dark lines, can be detected in the resulting high beam distribution in the region of the low beam light-dark boundary or the beam splitter edge.
  • the present invention therefore has the object of designing the light module or the motor vehicle headlight of the type mentioned in such a way and further that at the point of the low beam light-dark boundary no colored, light or dark areas (eg lines) can be seen in the high beam distribution or these areas are at least significantly reduced.
  • the light module is configured such that the light beams generated by the first light source group and the further light source group pass through different areas of the projection lens and the projection lens in the areas through which at least one further light bundle generated by the further light source group passes, is designed such that the light-dark boundary of the further partial light distribution is arranged below the light-dark boundary of the first partial light distribution.
  • the at least one first light bundle which is arranged virtually completely below a horizontal light-dark boundary, corresponds, for example, to a dipped-beam light beam.
  • light of low intensity is arranged above the light-dark boundary in the low-beam beam, for example in order to achieve the legally required upper head values and to illuminate traffic signs and information boards at the roadside and above the roadway.
  • the at least one further light bundle corresponds, for example, to the upper part of a high-beam beam (high-beam partial light beam), wherein the at least one first light beam forms a high beam distribution after superposition with the at least one further light beam.
  • the projection lens at least in regions such that it has different imaging properties for the at least one low-beam beam path and the at least one high-beam partial beam path.
  • the high-beam partial beam path is lowered relative to the low-beam beam path in the vertical direction such that the upper part of the high-beam distribution generated by the at least one further light beam is imaged on the low-beam light-dark border and superimposed on it so that it reliably shines over becomes.
  • no colored, light or dark areas, in particular lines and lines can be seen more in the resulting overall high beam distribution.
  • the light module according to the invention comprises a non-rotationally symmetrical converging lens in which a lens region through which the at least one further light beam passes is lowered in the vertical direction in such a way that the further light bundle passing through is displaced downwards so that the low-beam light-dark boundary, ie the light beam Light-dark border, which limits the at least one first light bundle to the top, outshines.
  • the light-dark boundary of the at least one first light bundle and the at least one further light bundle therefore no longer directly adjoin one another in the present invention, but the first and the further light bundles overlap in a range of the light distribution lying between the low-beam light-dark boundary and the high-beam light-dark boundary.
  • the at least one further light bundle pass through edge regions, preferably through lateral edge regions, of the projection lens and the first light bundle, through a center region of the projection lens.
  • the lens vertices are the points of contact of the respectively largest vertical circle inscribed in the respective vertical section on the lens contour. Areas in the lens center are preferably not lowered.
  • the lens vertex of the projection lens contour is lowered in at least one vertical section through edge regions of the projection lens relative to the lens vertex of at least one meridional section through the center region of the lens in the vertical direction.
  • the further light bundles which pass through the edge regions of the projection lens and which preferably illuminate a subarea of the high beam distribution lying above the low-beam light-dark boundary are lowered downward, so that they cover the low-beam light-dark boundary of the first light beam.
  • the at least one further light beam (eg in the form of the high-beam partial beam path), which is sent through the lowered lens edge regions is, relative to the at least one first light beam (eg in the form of the low-beam light path), which passes through the lens in the non-lowered central portions of the lens, are lowered in the vertical direction.
  • the edge regions with the lowered vertexes of the projection lens are arranged laterally to the right and left of the meridional section through the functional lens.
  • the edge regions are preferably lowered symmetrically to the center of the lens relative to the meridional section of the projection lens. It is particularly preferred that the lowering of the lens edge region or of the lens edge regions takes place continuously from the center of the lens to the edge of the lens or to the lens edges.
  • the at least one further light bundle (for example the high-beam partial beam path) runs through the lens central regions around the optical axis of the light module and the at least one first light bundle (for example the low-beam optical path) through lens edge regions.
  • the apexes of the collecting lens contour are vertically lowered instead of in the lens edge areas in the central areas of the projection lens.
  • the vertices in the lens edge regions are preferably not lowered.
  • the latter In at least one sectional plane perpendicular to a main optical axis of the projection lens, the latter has an egg-shaped sectional contour, so that the projection lens has a shape tapering from bottom to top.
  • the projection lens are preferably associated with means for color correction.
  • the refractive power in lens areas above and / or below the optical axis can be selectively changed, preferably increased.
  • Such projection lenses with color correction are in itself from the DE 35 07 013 A1 as well as from the DE 10 2008 021 520 A1 known. As a result, color fringes in the resulting total light distribution can be avoided, or at least reduced.
  • the projection lens is preferably designed as a plano-convex lens.
  • Other embodiments of the projection lens in particular as a biconvex lens, are conceivable.
  • the projection lens may be made of inorganic or organic glasses.
  • Organic glasses are, for example, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), polymethacrylmethylimide (PMMI) or polysulfone (PSU).
  • the light module according to the invention can be used particularly preferably in a motor vehicle headlight.
  • the light module is preferably used in multi-function LED headlamps, e.g. as dipped beam high beam bifunctional light or dipped beam high beam bifunctional base light.
  • FIG. 1 an embodiment of a motor vehicle headlamp according to the invention is shown.
  • the headlamp is designated in its entirety by the reference numeral 1.
  • the headlight 1 comprises a housing 2, which preferably consists of plastic.
  • the headlight housing 2 has a light exit opening 4, which is closed by a transparent cover 5, to prevent the ingress of dust, dirt and / or moisture into the interior of the housing 2.
  • the cover 5 is made of glass or plastic.
  • the cover 5 is formed without optically effective profiles as a so-called clear disc.
  • a light module 6 is arranged, which is designed to generate a variable light distribution.
  • the light module 6 can be fixedly arranged in the housing 2 or can be mounted pivotably in the housing 2 about a vertical axis of rotation 7 and / or a horizontal axis of rotation 8.
  • the light module 6 is preferably designed as a so-called projection module in which a secondary optics, for example in the form of a projection lens, projects an edge of an aperture arrangement arranged in the beam path as a light-dark boundary on the road ahead of the vehicle.
  • the light module 6 can generate light distributions of any headlight functions or parts of these light distributions. For example, it is conceivable that the light module 6 generates a low beam, a high beam, a fog light, a base or base light, a spot light or any other light distribution.
  • the total light distribution produced by the illumination device 1 consists of a superimposition of the light distributions emitted by at least two of the light modules 6, 9, 10.
  • the total light distribution produced by the illumination device 1 consists of a superimposition of the light distributions emitted by at least two of the light modules 6, 9, 10.
  • Light module 6 generates a base or base light distribution of a low beam, this could generate together with a spotlight light distribution of another light module 9 or 10 by superposition a the legal requirements corresponding low beam distribution.
  • a number of almost arbitrarily be usedstalteteter lighting modules can be arranged, of which in FIG. 1 two exemplary drawn and designated by the reference numerals 11 and 12 are.
  • the light modules 11, 12 are used, for example, to generate a position or limiting light, a daytime running light, a flashing light or any other lighting function.
  • the Figures 2 . 4 and 6 show a well-known from the prior art LED projection module with different marked beam paths, and the Figures 3 . 5 and 7 show the light distributions generated by the respectively marked beam paths on a measuring screen.
  • This in FIG. 2 shown known light module is designated in its entirety by the reference numeral 30.
  • the light module 30 may, for example, instead of the light module 6 in the motor vehicle headlight 1 off FIG. 1 be incorporated, which would then become known from the prior art headlights.
  • the light module 30 has a plurality of light sources 31 in the form of semiconductor light sources, in particular in the form of light-emitting diodes (LEDs), for emitting light.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the light sources 31 may in particular comprise one or more LED chips.
  • the LED chips have not just one but a plurality of light-emitting surfaces, preferably separately controllable.
  • the LED chips or the light emitting Surfaces of the LED chips emit light of different colors and different wavelengths.
  • the LEDs 31 are at least indirectly attached to heat sinks 36 and communicate with them in terms of heat technology.
  • the heat sinks 36 serve to dissipate the heat generated during the operation of the LEDs 31 and to deliver the heat to the environment.
  • each of the light sources 31 is associated with a separate heat sink 36.
  • the heat sink 36 are formed as a single heat sink component.
  • the primary optics 32 are designed as attachment optics made of a transparent material, preferably glass or plastic.
  • the attachment optics 32 each include at least one entrance surface for coupling the light emitted by the LEDs 31, interfaces for total reflection of at least a portion of the injected light and at least one exit surface for coupling at least a portion of the injected light, optionally after reflection at the interfaces.
  • the attachment optics 32 focus the passing light by total reflection at the interfaces and / or refraction at the entrance exit surfaces.
  • each of the LED light sources 31 is assigned a separate attachment optics 32.
  • the light module 30 further has a diaphragm arrangement 33 arranged in the beam path for shading at least part of the light emitted by the LEDs 31 and of the LEDs Primary optics of 32 bundled light.
  • the diaphragm assembly 33 lies in a horizontal plane, which preferably comprises an optical axis of the light module 30.
  • the diaphragm arrangement 33 comprises a front edge 34 which serves to generate a light-dark boundary of the light distribution generated by the light module 30.
  • the diaphragm assembly 33 is preferably formed on its upper side and on its underside at least partially mirrored, so that on the top or the bottom of the diaphragm assembly 33 incident light is largely reflected.
  • the light module 30 also includes a secondary optical system 35 arranged in the further beam path, which is designed as a projection lens in the illustrated embodiment, for projecting the light which has passed the diaphragm arrangement 33 as light distribution onto the road ahead of the motor vehicle.
  • the front edge 34 of the diaphragm assembly 33 preferably passes through a focal point of the projection lens 35 or in the vicinity of the focal point 35 of the projection lens 35th
  • At least one of the light sources 31 is arranged together with the primary optics 32 associated therewith above the horizontal plane in which the diaphragm arrangement 33 extends.
  • at least one of the LEDs 31 is arranged with the primary optics 32 associated with it below the horizontal plane.
  • an LED 31 with its associated primary optics 32 above and two LEDs 31 are arranged with the primary optics 32 associated with them below the horizontal plane.
  • the LEDs 31 and the primary optics 32 assigned to them are designed, aligned and arranged in the light module 30 such that a main emission direction of the primary optics 32 focused light toward the front edge 34 of the shutter assembly 33 is directed.
  • the main radiation directions meet at a common point of intersection or an intersection cloud in the horizontal plane of the diaphragm assembly 33 at or near the leading edge 34 of the diaphragm assembly 33
  • FIG. 2 a first beam path 37 is shown, which is formed by the arranged above the horizontal plane LED 31 and the associated projection optics 32.
  • FIG. 3 a measuring screen 38 arranged at a distance from the light module 30 or the vehicle headlight 1 is shown.
  • a horizontal axis HH and a vertical axis VV are shown, which intersect at a point HV.
  • a first light distribution generated by the first beam path 37 is indicated and designated in its entirety by the reference numeral 39.
  • the light distribution 39 has an upper horizontal light-dark boundary 40, which runs just below the horizontal axis HH. Areas of the same or similar illuminance are represented by so-called isolux lines 39 ', the illuminance at the outer edge of the light distribution 39 being lower than in the center.
  • the light distribution 39 is, for example, a low-beam light distribution, in particular a basic or fundamental light distribution of a low-beam light distribution, which together with a spotlight light distribution forms a low-beam asymmetrical light-dark distribution which is common in the European Union.
  • FIG. 4 is a known light module 30 from FIG. 2 shown corresponding light module, but here another beam path is shown.
  • a further beam path 41 which is formed by the light emitted by the LEDs 31 arranged below the horizontal plane and bundled by their associated primary optics 32.
  • the known light module 30 is in the Figures 2 and 4 clearly recognize that both the first beam path 37 and the further beam path 41 virtually distributed over the entire cross-sectional area of the projection lens 35 pass through it.
  • the projection lens 35 has a symmetrical in cross section to the optical axis of the light module 30 construction.
  • the light distribution formed by the further beam path 41 on the measuring screen 38 is in FIG. 5 located and designated in its entirety by the reference numeral 42.
  • the light distribution 42 is bounded below by a horizontal light-dark boundary 43, which runs just below the horizontal axis HH.
  • the light distribution 42 may be referred to as a high beam partial light distribution.
  • the light-dark boundaries 40, 43 of the light distributions 39 and 42 are generated by a projection of the front edge 34 of the diaphragm assembly 33 through the projection lens 35 from the light beams 37 and 41, respectively.
  • FIG. 6 is the well-known from the prior art light module 30 of Figures 2 and 4 shown with two marked beam paths 37, 41.
  • both the LEDs 31 are activated above the horizontal plane and the LEDs 31 below the horizontal plane.
  • the total light distribution resulting from a superposition of the beam paths 37, 41 on the measuring screen 38 is in FIG. 7 shown and designated their entirety by the reference numeral 44.
  • the two individual light distributions 39, 42 border in the area of their Bright-dark boundaries 40, 43 directly to each other and thus form the total light distribution 44 of the light module 30.
  • the total light distribution 44 may be referred to as a high beam distribution.
  • the resulting light distribution 39, 42, 44 by activating or deactivating individual LEDs 31 or LED groups, each comprising at least one of the LEDs 31 are varied.
  • the total light distribution 44 results from a superimposition of the light bundles 37, 41 generated by the activated LEDs 31 or the activated LED groups.
  • the Figures 2 . 4 and 6 thus, the structure of a known low-beam high-beam Bifunktions projection module 30 with three LED light sources 31 and also many TIR (Total Internal Reflection) -Primäroptiken 32.
  • the low-beam light path 37 is on both sides mirrored diaphragm assembly 33 in the focal plane of the projection lens 35 limited so that the light-dark boundary 40 is formed.
  • the high-beam beam path 37 and 41 is formed as a cumulative light distribution 44 by the low beam beam path 37 and the high beam partial beam path 41.
  • the problem with the known light module 30 is that in the resulting total light distribution 44 in the region of the light-dark boundaries 40, 43 of the individual light distributions 39, 42, shadows and / or stripes form which cause a disturbing inhomogeneity of the resulting light distribution 44. These inhomogeneities in the resulting total light distribution 44 can be prevented with the present invention, or at least significantly reduced.
  • an inventive light module is designated in its entirety by the reference numeral 20.
  • the light module 20 largely corresponds to the known light module 30 from the basic construction. It differs from the known light module 30 in particular in that the projection lens 21 is designed in a special way.
  • a horizontal axis 45 (see. FIGS. 11 to 15 ) of the light module 30 extends in the main propagation direction of the light. The axis 45 may pass through the thickest portion of the lens 21.
  • the projection lens 21 has a center region 22 extending around the axis 45 of the light module 20.
  • a first beam path 23 is shown, which is generated by the arranged above the horizontal plane LED 31 and the primary optics 32 associated therewith.
  • the first beam path 23 serves to generate a first light distribution on a measuring screen.
  • the first light distribution is, for example, a low beam distribution or a basic or base low beam light distribution according to the light distribution 39 FIG. 3 .
  • the LED 31 arranged above the horizontal plane and the primary optics 32 associated therewith are arranged, aligned and designed in the light module 20 such that the beam path 23 predominantly, preferably completely, passes through the projection lens 21 in the center region 22.
  • FIG. 9 is the light module 20 of the invention FIG. 8 drawn with a further beam path 24.
  • the further beam path 24 is generated by the LEDs 31 arranged below the horizontal plane and the primary optics 32 assigned to them.
  • the further beam path 24 serves to generate a further light distribution on a measuring screen.
  • the further light distribution is, for example, a high-beam partial distribution, however, with slight deviations from the light distribution 42 FIG. 5 , in particular with regard to the position of the lower bright-dark boundary 43 '(cf. FIG. 10 ).
  • the LEDs 31 arranged below the horizontal plane and the primary optics 32 assigned to them are arranged, aligned and / or configured in the light module 20 such that the further beam path 24 largely, preferably completely, passes through edge regions 25 of the projection lens 21.
  • the center region 22 and the edge regions 25 of the projection lens 21 are preferably formed as separate, mutually separate regions and do not overlap. However, slight overlaps of the edges of the regions 22, 25 are conceivable without affecting the present invention and the advantages associated therewith. It is crucial that the light beams 23, 24 generated by the various LEDs 31 pass through clearly defined areas of the projection lens 21, the areas having at most slight overlaps.
  • the projection lens 21 thus has at most few and in terms of area with respect to the total passage area of the lens 21 small areas through which light from both light bundles 23, 24 passes. At most, a very small proportion of the light beams 23, 24 pass through these common areas.
  • the particular configuration of the projection lens 21 with the different regions 22, 25 through which different beam paths 23, 24 generated by different light sources 31 of the light module 20 can pass allows the projection lens 21 in the different regions 22, 25 with respect to their refractive properties to specifically change and optimize such that dark shadows or light stripes or a color fringe in the resulting total light distribution of the light module 20 (corresponding to the light distribution 44 FIG. 7 ) can be significantly reduced and possibly even completely avoided.
  • the in FIG. 8 drawn first beam path 23 corresponds to a low-beam light path and on a measuring screen 38 in about one of the light distribution 39 from FIG. 3 generates corresponding light distribution.
  • the further beam path 24 correspond to a high-beam partial beam path and on a measuring screen 38 a in FIG. 10 produce light distribution shown 42 '.
  • those regions 25 of the projection lens 21 through which the at least one further light bundle 24 generated by the light sources 31 below the horizontal plane passes are formed such that the Light-dark boundary 43 'of the at least one further light beam 24 below the light-dark boundary 40 of the at least one first light beam 23 is arranged.
  • the entire further light distribution 42 is lowered by the variation of the lens 21 in the areas 25, so that the lowered further light distribution 42 'with the downwardly shifted light-dark boundary 43' results.
  • the low-beam beam path 23 and the high beam partial beam path 24 are thus imaged by different lens areas 22, 25 in the present invention.
  • the low-beam light beam 23 is imaged through the center region 22 of the lens 21 and the high-beam partial beam path 24 through the edge regions 25 on both sides of a meridional section through the projection lens 21.
  • the Abblertztstrahlengang 23 is imaged through the edge regions 25 of the projection lens 21 and the high-beam partial beam path 24 through the center region 22.
  • the center region 22 of the projection lens 21 would have to be formed such that the in FIG.
  • FIG. 11 shows a longitudinal section through the light module 20 according to the invention along the axis 45 of the Module 20.
  • the sectional view off FIG. 11 includes, inter alia, a meridional section through the center of the projection lens 21, ie along the axis 45.
  • a rearward lens vertex is designated by the reference numeral 26 and a front lens vertex by the reference numeral 27.
  • the two lens vertices 26, 27 form contact points of the largest inscribed circle 28 in the illustrated lens cross-section. In the exemplary embodiment illustrated, the vertices 26, 27 lie on the axis 45 of the light module 20.
  • FIG. 12 By way of example, a plurality of vertical sections, each designated by the reference numeral 29, are drawn through the projection lens 21.
  • a vertical section through the lens center forms the meridional section 29 '.
  • the regions of the lens 21 with lowered lens cross-sections 29 are designated by the reference numeral 21 'and lie in the illustrated embodiment in the edge regions 25 of the projection lens 21.
  • the vertices 26, 27 formed unchanged and not lowered.
  • the front lens crests 27 of the lens cross sections 29 lie on a solid line drawn by the reference numeral 27 'designated virtual line. Accordingly, the rear lens vertices 26 lie on a dashed line and designated by the reference numeral 26 'virtual line. It can be clearly seen that the virtual lines 26 'and 27' and thus also the vertices 26, 27 are lowered towards the edge regions 25.
  • FIGS. 13 to 15 show various views of the projection lens 21 of the light module 20 according to the invention according to a preferred embodiment.
  • FIG. 13 shows a side view of the projection lens 21
  • FIG. 14 shows a vertical section along the line AA FIG. 13 perpendicular to the axis 45 of the light module 20 through the lens 21, and
  • FIG. 15 shows the projection lens 21 with the vertical section in a perspective view.
  • the FIGS. 14 and 15 is clearly the hatched drawn, egg-shaped, tapering upwards sectional contour of the projection lens 21 recognizable.
  • the projection lens 21 of the light module 20 according to the invention has a relation to the axis 45 symmetrical projection lenses 35 of conventional light modules 30 has a lower overall height.
  • the projection lenses 21 according to the invention are stylistically and structurally advantageous due to their lower height.
  • the invention is described with reference to a combination of low beam and high beam.
  • the present invention can also be used for any other combinations of different light functions (eg dipped beam, cornering light, fog light, daytime running light, high beam, etc.).
  • the shutter assembly 33 extends in a horizontal plane and has a leading edge 34 which the projection lens 21 as the light-dark boundary 40, 43 'of the light distribution 39, 42', 44 on the roadway, cut preferably Hauptabstrahlraumen of the light sources 31 and - if present - generated by the primary optics 32 light beams 23, 24, the horizontal plane or in the vicinity of the front edge 34 of the diaphragm arrangement 33.
  • the light sources 31 are preferably designed as semiconductor light sources, in particular as light emitting diodes.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung. Das Lichtmodul umfasst:
    • mehrere Lichtquellen zum Aussenden von Licht,
    • eine Blendenanordnung zum Abschatten zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts, und
    • eine Projektionslinse zur Projektion zumindest eines Teils des an der Blendenanordnung vorbeigelangten Lichts als Lichtverteilung auf einer Fahrbahn vor dem Fahrzeug.
  • Die von dem Lichtmodul erzeugte Lichtverteilung kann durch gezieltes Umschalten (Aktivieren und/oder Deaktivieren) von Lichtquellengruppen umfassend jeweils mindestens eine der Lichtquellen variiert werden. Dabei ergibt sich die von dem Lichtmodul erzeugte resultierende Gesamtlichtverteilung durch eine Überlagerung von durch die Lichtquellen der aktivierten Lichtquellengruppen erzeugten Lichtbündel. Mindestens ein erstes, durch die mindestens eine Lichtquelle einer aktivierten ersten Lichtquellengruppe erzeugtes Lichtbündel dient zur Erzeugung einer ersten Teil-Lichtverteilung unterhalb einer im Wesentlichen horizontalen Helldunkelgrenze. Ferner dient mindestens ein weiteres, durch die mindestens eine Lichtquelle einer aktivierten weiteren Lichtquellengruppe erzeugtes Lichtbündel zur Erzeugung einer weiteren Teil-Lichtverteilung oberhalb einer im Wesentlichen horizontalen Helldunkelgrenze.
    • Die Erfindung betrifft außerdem einen
  • Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem solchen Lichtmodul zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung.
  • Der Begriff "im Wesentlichen horizontal" im Zusammenhang mit dem Verlauf der Helldunkelgrenzen bedeutet, dass die Helldunkelgrenzen der Teil-Lichtverteilungen nicht notwendigerweise gerade sein muss, sondern auch als sog. asymmetrische Helldunkelgrenze ausgebildet sein kann mit zumindest abschnittsweise stufenförmigem oder schrägem Verlauf. Eine asymmetrische horizontale Helldunkelgrenze umfasst bspw. einen ersten, auf der eigenen Verkehrsseite angeordneten horizontalen Abschnitt, einen zweiten, auf der Gegenverkehrsseite angeordneten horizontalen Abschnitt sowie einen Übergangsabschnitt zwischen den beiden horizontalen Abschnitten. Der zweite horizontale Abschnitt auf der Gegenverkehrsseite ist vorzugsweise unterhalb des ersten horizontalen Abschnitts auf der eigenen Verkehrsseite angeordnet, um eine Blendung entgegenkommender Verkehrsteilnehmer zu verhindern. Der Übergangsabschnitt kann stufenförmig, schräg oder in beliebig anderer Weise ausgebildet sein. Ein schräger Übergangsabschnitt hat vorzugsweise einen 15°-Anstieg.
  • Aus dem Stand der Technik sind Lichtmodule für Fahrzeugscheinwerfer bekannt, die nach dem sogenannten Projektionsprinzip arbeiten und die durch Umschalten verschiedene Lichtverteilungen und verschiedene Helldunkelgrenzen-Verläufe auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projizieren können. Die Wahl der Lichtverteilung geschieht beispielsweise durch Umschalten, d.h. durch gezieltes Aktivieren bzw. Deaktivieren aber auch durch Dimmen, einzelner Lichtquellen oder Lichtquellengruppen. Während eine solche Art der Umschaltung und Variation der Lichtverteilung früher nach dem sogenannten Reflexionsprinzip arbeitenden Lichtmodulen mit Zweifadenlampen vorbehalten war, gibt es in letzter Zeit zunehmend auch Konzepte, um mit nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Lichtmodulen lediglich durch gezieltes Umschalten von Lichtquellen mehrere Lichtfunktionen bzw. variable Lichtverteilungen zu erzeugen.
  • Diese Konzepte eignen sich besonders für Lichtmodule bzw. Scheinwerfer, die nach dem Projektionsprinzip arbeiten und die als Lichtquellen Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden (LEDs), verwenden. LED-Scheinwerfer verfügen im Gegensatz zu Scheinwerfern mit Gasentladungslampen nicht nur über mehrere, vorzugsweise einzeln oder gruppenweise ansteuerbare Lichtquellen (LED-Chips), sondern auch über eine Vielzahl den Lichtquellen zugeordneter Primäroptiken, die beispielsweise als Projektions- oder Reflexionsoptiken ausgebildet sein können. Die Gesamtlichtverteilung eines LED-Scheinwerfers wird im Allgemeinen durch eine Überlagerung der Teil-Lichtverteilungen von mehreren LED-Primäroptik-Modulen gebildet, wahlweise nach Durchtritt durch eine Sekundäroptik, bspw. in Form der Projektionslinse.
  • Derartige Mehrfunktions-Projektionsscheinwerfer sind beispielsweise aus der DE 10 2008 036 192 A1 bekannt. Dort wird der Strahlengang für die jeweiligen Lichtfunktionen in einer Blendenebene des Projektionsmoduls aufgeteilt, so dass die für die einzelnen Lichtfunktionen erforderlichen Strahlenbündel von verschiedenen, unabhängig schaltbaren Lichtquellen erzeugt werden können. Damit ist es möglich, ohne bewegliche Blenden lediglich durch Umschalten von Lichtquellen unterschiedliche Lichtverteilungen zu erzeugen. Entsprechende Mehrfunktions-Projektionsscheinwerfer sind unter anderem auch aus der US 2006/0120094 A1 sowie aus der DE 10 2007 052 696 A1 bekannt.
  • Die Aufteilung des Strahlenganges kann je nach verwendetem physikalischem Prinzip mittels Brechung, Reflexion oder Absorption erreicht werden. In der DE 10 2007 052 696 A1 wird der Fernlicht- und der Abblendlicht-Strahlengang über eine totalreflektierende Fläche eines Glaskörper gebildet, dessen Kante im Abblendlichtfall die Helldunkelgrenze erzeugt. Die Fernlichtstrahlenbündel werden hierbei in denselben Glaskörper eingekoppelt, treffen jedoch unter einem steileren Winkel auf die genannte Fläche, so dass sie nicht reflektiert werden, sondern durch die Fläche hindurch treten und einen Bereich der resultierenden Lichtverteilung oberhalb der Helldunkelgrenze ausleuchten (Fernlicht-Teilstrahlengang). Das Fernlicht wird dann durch Überlagerung des Abblendlicht-Strahlengangs mit dem Fernlicht-Teilstrahlengang gebildet. In der US 2006/012 0094 A1 ist beschrieben, dass der Strahlengang oberhalb und unterhalb der Helldunkelgrenze durch zwei spiegelnde Flächen aufgeteilt wird, die in der Brennebene der Projektionslinse zu einer Messerkante scharf auslaufen. Diese Kante hat die Kontur der gewünschten Helldunkelgrenze und wird durch die Projektionslinse auf die Fahrbahn projiziert. Dieses System könnte - allerdings mit geringerer Effizienz - auch mit absorbierenden Flächen ausgeführt werden.
  • Bei allen oben beschriebenen bekannten Systemen ist die Abbildung der Helldunkelgrenze auf der Fahrbahn problematisch. Die Schwierigkeit besteht darin, die Strahlengänge der verschiedenen Lichtfunktionen so zu trennen, dass im Abblendlichtfall kein Licht über die Helldunkelgrenze hinaus (oberhalb der Helldunkelgrenze) gestreut wird, also kein Übersprechen Auftritt, und im Fernlichtfall keine dunkle, helle oder farbige Linie an der Stelle der Abblendlicht-Helldunkelgrenze zurückbleibt. Die Strahlteiler, die in den bekannten Lichtmodulen Verwendung finden (Spiegelblenden oder totalreflektierende Glaskörper), arbeiten nur unzulänglich, so dass im Bereich der Abblendlicht-Helldunkelgrenze bzw. der Strahlteilerkante dunkle Bereiche, insbesondere dunkle Striche, in der resultierenden Fernlichtverteilung erkennbar sind.
  • Aus der JP 2006-107 875 A ist zwar eine Möglichkeit beschrieben, wie dieses Problem umgangen werden kann. Dabei wird ein Fernlicht-Teilstrahlengang an der Blende des Abblendlichtstrahlenganges vorbei durch die Projektionslinse geschickt. Da die dazugehörige Fernlichtverteilung allerdings weit oberhalb des Horizonts erscheinen würde, ist bei dem bekannten Scheinwerfer ein zusätzlicher Spiegel hinter der Projektionslinse erforderlich, der das Fernlicht-Teilstrahlenbündel wieder nach unten auf die Fahrbahn lenkt. In der Praxis lässt sich jedoch ein solcher Spiegel vor der Projektionslinse, insbesondere aufgrund von Design- und Styling-Anforderungen von Fahrzeugherstellern, in aller Regel nicht realisieren.
  • Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, das Lichtmodul bzw. den Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass an der Stelle der Abblendlicht-Helldunkelgrenze keine farbigen, hellen oder dunklen Bereiche (z.B. Linien) in der Fernlichtverteilung erkennbar sind bzw. diese Bereiche zumindest deutlich reduziert sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Lichtmodul der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Lichtmodul derart ausgestaltet ist, dass die von der ersten Lichtquellengruppe und der weiteren Lichtquellengruppe erzeugten Lichtbündel durch unterschiedliche Bereiche der Projektionslinse hindurchtreten und die Projektionslinse in den Bereichen, durch die das mindestens eine von der weiteren Lichtquellengruppe erzeugte weitere Lichtbündel hindurchtritt, derart ausgebildet ist, dass die Helldunkelgrenze der weiteren Teil-Lichtverteilung unterhalb der Helldunkelgrenze der ersten Teil-Lichtverteilung angeordnet ist.
  • Das mindestens eine erste Lichtbündel, das praktisch vollständig unterhalb einer horizontalen Helldunkelgrenze angeordnet ist, entspricht beispielsweise einem Abblendlichtbündel. Selbstverständlich ist es möglich, dass bei dem Abblendlichtbündel Licht geringer Intensität oberhalb der Helldunkelgrenze angeordnet ist, bspw. um die gesetzlich geforderten Oberheadwerte zu erreichen und um Verkehrsschilder und Hinweistafeln am Straßenrand und oberhalb der Fahrbahn anzustrahlen. Eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer durch dieses Licht ist aufgrund der geringen Intensität jedoch ausgeschlossen. Das mindestens eine weitere Lichtbündel entspricht beispielsweise dem oberen Teil eines Fernlichtbündels (Fernlicht-Teillichtbündel), wobei das mindestens eine erste Lichtbündel nach Überlagerung mit dem mindestens einen weiteren Lichtbündel eine Fernlichtverteilung bildet. Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, die Projektionslinse zumindest bereichsweise derart auszugestalten, dass sie für den mindestens einen Abblendlicht-Strahlengang und den mindestens einen Fernlicht-Teilstrahlengang unterschiedliche Abbildungseigenschaften aufweist. Dabei wird der Fernlicht-Teilstrahlengang gegenüber dem Abblendlicht-Strahlengang in vertikaler Richtung derart abgesenkt, dass der obere Teil der Fernlichtverteilung, der von dem mindestens einen weiteren Lichtbündel erzeugt wird, auf der Abblendlicht-Helldunkelgrenze abgebildet wird und diese überlagert, so dass diese zuverlässig überstrahlt wird. Auf diese Weise sind an der Stelle der Abblendlicht-Helldunkelgrenze keine farbigen, hellen oder dunklen Bereiche, insbesondere Linien und Striche, mehr in der resultierenden Gesamt-Fernlichtverteilung zu erkennen.
  • Das erfindungsgemäße Lichtmodul umfasst eine nicht rotationssymmetrische Sammellinse, bei der ein Linsenbereich, durch den das mindestens eine weitere Lichtbündel hindurchtritt, derart in vertikaler Richtung abgesenkt wird, dass das hindurchtretende weitere Lichtbündel nach unten verlagert wird, so dass es die Abblendlicht-Helldunkelgrenze, d. h. die Helldunkelgrenze, die das mindestens eine erste Lichtbündel nach oben hin begrenzt, überstrahlt. Die Helldunkelgrenze des mindestens einen ersten Lichtbündels und des mindestens einen weiteren Lichtbündels grenzen also bei der vorliegenden Erfindung nicht mehr direkt aneinander, sondern die ersten und die weiteren Lichtbündel überlagern sich in einem zwischen der Abblendlicht-Helldunkelgrenze und der Fernlicht-Helldunkelgrenze liegenden Bereich der Lichtverteilung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine weitere Lichtbündel durch Randbereiche, vorzugsweise durch seitliche Randbereiche, der Projektionslinse und das erste Lichtbündel durch einen Zentrumsbereich der Projektionslinse hindurchtritt.
  • In diesem Fall wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass in Vertikalschnitten durch Randbereiche der Projektionslinse und parallel zu einem Meridionalschnitt der Projektionslinse Scheitelpunkte der Linsenschnittkonturen gegenüber der Schnittkontur des Meridionalschnittes in vertikaler Richtung abgesenkt sind. Die Linsenscheitelpunkte sind dabei die Berührpunkte des in dem jeweiligen Vertikalschnitt jeweils größten eingeschriebenen Kreises an der Linsenkontur. Bereiche im Linsenzentrum werden dabei vorzugsweise nicht abgesenkt.
  • In diesem Fall ist also der Linsenscheitel der Projektionslinsenkontur in mindestens einem Vertikalschnitt durch Randbereiche der Projektionslinse gegenüber dem Linsenscheitel mindestens eines Meridionalschnitts durch den Zentrumsbereich der Linse in vertikaler Richtung abgesenkt. Dadurch werden die durch die Randbereiche der Projektionslinse hindurchtretenden weiteren Lichtbündel, die vorzugsweise einen oberhalb der Abblendlicht-Helldunkelgrenze liegenden Teilbereich der Fernlichtverteilung ausleuchten, nach unten abgesenkt, so dass sie die Abblendlicht-Helldunkelgrenze des ersten Lichtbündels überdecken.
  • Durch diese Maßnahme kann das mindestens eine weitere Lichtbündel (z.B. in Form des Fernlicht-Teilstrahlengangs), das durch die abgesenkten Linsenrandbereiche geschickt wird, gegenüber dem mindestens einen ersten Lichtbündel (z.B. in Form des Abblendlicht-Strahlengangs), das die Linse in den nicht abgesenkten Zentralbereichen der Linse durchläuft, in vertikaler Richtung abgesenkt werden. Somit kann mit Licht aus dem Fernlicht-Teilstrahlengang direkt auf den Bereich der Abblendlicht-Helldunkelgrenze geleuchtet werden, wodurch Inhomogenitäten in der GesamtLichtverteilung des Lichtmoduls resultierend aus einer Überlagerung des Abblendlicht-Strahlengangs und des Fernlicht-Teilstrahlengangs vermieden werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Randbereiche mit den abgesenkten Scheitelpunkten der Projektionslinse seitlich rechts und links des Meridionalschnitts durch die Funktionslinse angeordnet sind. Die Randbereiche sind vorzugsweise symmetrisch zur Linsenmitte gegenüber dem Meridionalschnitt der Projektionslinse abgesenkt. Besonders bevorzugt ist, dass die Absenkung des Linsenrandbereiches bzw. der Linsenrandbereiche stetig von der Linsenmitte zum Linsenrand bzw. zu den Linsenrändern hin erfolgt.
  • Gemäß einer alternativen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine weitere Lichtbündel (z.B. der Fernlicht-Teilstrahlengang) durch die Linsenzentralbereiche um die optische Achse des Lichtmoduls herum und das mindestens eine erste Lichtbündel (z.B. der Abblendlicht-Strahlengang) durch Linsenrandbereiche verläuft. Für diesen Fall wird vorgeschlagen, dass die Scheitel der Sammellinsenkontur anstatt in den Linsenrandbereichen in den Zentralbereichen der Projektionslinse vertikal abgesenkt werden. Die Scheitel in den Linsenrandbereichen werden dabei vorzugsweise nicht abgesenkt.
  • In mindestens einer Schnittebene senkrecht zu einer optischen Hauptachse der Projektionslinse weist diese eine eiförmige Schnittkontur auf, so dass die Projektionslinse eine sich von unten nach oben verjüngende Form aufweist. Der Projektionslinse sind vorzugsweise Mittel zur Farbkorrektur zugeordnet. Zu diesem Zweck kann die Brechkraft in Linsenbereichen oberhalb und/oder unterhalb der optischen Achse gezielt verändert, vorzugsweise vergrößert werden. Derartige Projektionslinsen mit Farbkorrektur sind an sich aus der DE 35 07 013 A1 sowie aus der DE 10 2008 021 520 A1 bekannt. Dadurch können Farbsäume in der resultierenden Gesamtlichtverteilung vermieden, zumindest aber verringert werden.
  • Die Projektionslinse ist vorzugsweise als eine Plankonvexlinse ausgebildet. Auch andere Ausgestaltungen der Projektionslinse, insbesondere als eine Bikonvexlinse, sind denkbar. Die Projektionslinse kann aus anorganischen oder organischen Gläsern gefertigt sein. Organische Gläser sind beispielsweise Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Cycloolefin Polymer (COP), Cycloolefin Copolymer (COC), Polymethacrylmethylimide(PMMI) oder Polysulfon (PSU).
  • Das erfindungsgemäße Lichtmodul kann besonders bevorzugt in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingesetzt werden. Insbesondere findet das Lichtmodul vorzugsweise in LED-Mehrfunktionsscheinwerfern Anwendung, z.B. als Abblendlicht-Fernlicht-Bifunktionslicht oder als Abblendlicht-Fernlicht-Bifunktions-Grundlicht.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei kann das erfindungsgemäße Lichtmodul die angegebenen Merkmale und Vorteile nicht nur in der beschriebenen und dargestellten Kombination, sondern auch in einer beliebig anderen Kombination aufweisen. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in schematischer Ansicht;
    Figur 2
    ein aus dem Stand der Technik bekanntes Lichtmodul mit eingezeichnetem erstem Strahlengang;
    Figur 3
    eine durch den ersten Strahlengang aus Figur 2 auf einem Messschirm erzeugte erste Teil-Lichtverteilung;
    Figur 4
    ein aus dem Stand der Technik bekanntes Lichtmodul mit eingezeichnetem weiterem Strahlengang;
    Figur 5
    eine durch den weiteren Strahlengang aus Figur 4 auf einem Messschirm erzeugte weitere Teil-Lichtverteilung;
    Figur 6
    ein aus dem Stand der Technik bekanntes Lichtmodul mit eingezeichnetem Gesamtstrahlengang umfassend den ersten Strahlengang aus Figur 2 und den weiteren Strahlengang aus Figur 4;
    Figur 7
    eine durch den Gesamtstrahlengang aus Figur 6 auf einem Messschirm erzeugte Gesamtlichtverteilung;
    Figur 8
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer Ansicht in Lichtaustrittsrichtung von schräg oben mit eingezeichnetem erstem Strahlengang;
    Figur 9
    das erfindungsgemäße Lichtmodul aus Figur 8 in einer entsprechenden Ansicht mit eingezeichnetem weiterem Strahlengang;
    Figur 10
    eine durch den weiteren Strahlengang aus Figur 9 auf einem Messschirm erzeugte weitere Lichtverteilung;
    Figur 11
    das erfindungsgemäße Lichtmodul aus Figur 8 in einer Schnittansicht entlang der optischen Achse des Lichtmoduls mit eingezeichnetem ersten Strahlengang und weiteren Strahlengang;
    Figur 12
    das erfindungsgemäße Lichtmodul aus Figur 8 in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne mit mehreren Vertikalschnitten durch die Projektionslinse;
    Figuren 13 bis 15
    verschiedene Ansichten einer Projektionslinse eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls.
  • In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer gezeigt. Der Scheinwerfer ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Scheinwerfer 1 umfasst ein Gehäuse 2, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. In einer Lichtaustrittsrichtung 3 weist das Scheinwerfergehäuse 2 eine Lichtaustrittsöffnung 4 auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 5 verschlossen ist, um das Eindringen von Staub, Schmutz und/oder Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses 2 zu verhindern. Die Abdeckscheibe 5 besteht aus Glas oder Kunststoff. Sie kann zumindest bereichsweise mit optisch wirksamen Profilen, z. B. Prismen oder Zylinderlinsen, versehen sein, um hindurchtretende Lichtstrahlen in horizontaler und/oder vertikaler Richtung zu streuen. Vorzugsweise ist die Abdeckscheibe 5 jedoch ohne optisch wirksame Profile als eine sogenannte klare Scheibe ausgebildet.
  • In dem Scheinwerfergehäuse 2 ist ein Lichtmodul 6 angeordnet, das zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung ausgebildet ist. Das Lichtmodul 6 kann fest in dem Gehäuse 2 angeordnet sein oder um eine vertikale Drehachse 7 und/oder eine horizontale Drehachse 8 verschwenkbar in dem Gehäuse 2 gelagert sein. Das Lichtmodul 6 ist vorzugsweise als ein sogenanntes Projektionsmodul ausgebildet, bei dem eine Sekundäroptik, bspw. in Form einer Projektionslinse, eine Kante einer im Strahlengang angeordneten Blendenanordnung als Helldunkelgrenze auf die Fahrbahn vor das Fahrzeug projiziert. Das Lichtmodul 6 kann Lichtverteilungen von beliebigen Scheinwerferfunktionen oder Teile dieser Lichtverteilungen erzeugen. So ist es beispielsweise denkbar, dass das Lichtmodul 6 eine Abblendlicht-, eine Fernlicht-, eine Nebellicht-, eine Basis- oder Grundlicht-, eine Spotlicht- oder eine beliebig andere Lichtverteilung erzeugt.
  • Außer dem Lichtmodul 6 können in dem Scheinwerfergehäuse 2 noch weitere Lichtmodule angeordnet sein, die in Figur 1 beispielhaft gestrichelt eingezeichnet und mit den Bezugszeichen 9 und 10 bezeichnet sind. Es ist denkbar, dass die von der Beleuchtungseinrichtung 1 erzeugte Gesamtlichtverteilung aus einer Überlagerung der von mindestens zwei der Lichtmodule 6, 9, 10 ausgesandten Lichtverteilungen besteht. Wenn beispielsweise das Lichtmodul 6 eine Basis- oder Grundlicht-Lichtverteilung eines Abblendlichts erzeugt, könnte diese zusammen mit einer Spotlicht-Lichtverteilung eines weiteren Lichtmoduls 9 oder 10 durch Überlagerung eine den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Abblendlichtverteilung erzeugen. Ferner können in dem Scheinwerfergehäuse 2 auch eine Anzahl nahezu beliebig ausgestalteter Leuchtenmodule angeordnet sein, von denen in Figur 1 beispielhaft zwei eingezeichnet und mit den Bezugszeichen 11 und 12 bezeichnet sind. Die Leuchtenmodule 11, 12 dienen beispielsweise zur Erzeugung eines Positions- oder Begrenzungslichts, eines Tagfahrlichts, eines Blinklichts oder einer beliebig anderen Leuchtenfunktion.
  • Die Figuren 2, 4 und 6 zeigen ein aus dem Stand der Technik bekanntes LED-Projektionsmodul mit verschiedenen eingezeichneten Strahlengängen, und die Figuren 3, 5 und 7 zeigen die von den jeweils eingezeichneten Strahlengängen auf einem Messschirm erzeugten Lichtverteilungen. Das in Figur 2 gezeigte bekannte Lichtmodul ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet. Das Lichtmodul 30 kann beispielsweise anstelle des Lichtmoduls 6 in den Kraftfahrzeugscheinwerfer 1 aus Figur 1 eingebaut werden, der dann jedoch zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfer werden würde.
  • Das Lichtmodul 30 weist mehrere Lichtquellen 31 in Form von Halbleiterlichtquellen, insbesondere in Form von Leuchtdioden (LEDs), zum Aussenden von Licht auf. In der dargestellten Ausführungsform sind drei LEDs 31 vorgesehen. Die Lichtquellen 31 können insbesondere einen oder mehrere LED-Chips umfassen. Ferner ist es denkbar, dass die LED-Chips nicht nur eine, sondern mehrere, vorzugsweise separat ansteuerbare, Licht emittierende Flächen aufweisen. Darüber hinaus können die LED-Chips bzw. die Licht emittierenden Flächen der LED-Chips Licht unterschiedlicher Farbe und unterschiedlicher Wellenlänge aussenden.
  • Die LEDs 31 sind zumindest mittelbar auf Kühlkörpern 36 befestigt und stehen mit diesen wärmetechnisch in Verbindung. Die Kühlkörper 36 dienen zum Ableiten der während des Betriebs der LEDs 31 entstehenden Wärme und zur Abgabe der Wärme an die Umgebung. In der dargestellten Ausführungsform ist jeder der Lichtquellen 31 ein separater Kühlkörper 36 zugeordnet. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die Kühlkörper 36 auch als ein einziges Kühlkörper-Bauteil ausgebildet sind.
  • Im Strahlengang des von den LEDs 31 ausgesandten Lichts sind Primäroptiken 32 zum Bündeln des von den LEDs ausgesandten Lichts vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Primäroptiken 32 als Vorsatzoptiken aus einem transparenten Material, vorzugsweise Glas oder Kunststoff, ausgebildet. Die Vorsatzoptiken 32 umfassen jeweils mindestens eine Eintrittsfläche zum Einkoppeln des von den LEDs 31 ausgesandten Lichts, Grenzflächen zur Totalreflexion zumindest eines Teils des eingekoppelten Lichts und mindestens eine Austrittsfläche zum Auskoppeln zumindest eines Teils des eingekoppelten Lichts, wahlweise nach einer Reflexion an den Grenzflächen. Die Vorsatzoptiken 32 bündeln das hindurchtretende Licht mittels Totalreflexion an den Grenzflächen und/oder Brechung an den Eintritts-Austrittsflächen. In der dargestellten Ausführungsform ist jeder der LED-Lichtquellen 31 eine separate Vorsatzoptik 32 zugeordnet.
  • Das Lichtmodul 30 weist ferner eine im Strahlengang angeordnete Blendenanordnung 33 zum Abschatten zumindest eines Teils des von den LEDs 31 ausgesandten und von den Primäroptiken 32 gebündelten Lichts auf. In der dargestellten Ausführungsform liegt die Blendenanordnung 33 in einer horizontalen Ebene, die vorzugsweise eine optische Achse des Lichtmoduls 30 umfasst. Die Blendenanordnung 33 umfasst eine Vorderkante 34, die zur Erzeugung einer Helldunkelgrenze der durch das Lichtmodul 30 erzeugten Lichtverteilung dient. Die Blendenanordnung 33 ist vorzugsweise auf ihrer Oberseite sowie auf ihrer Unterseite zumindest bereichsweise verspiegelt ausgebildet, so dass auf die Oberseite bzw. die Unterseite der Blendenanordnung 33 auftreffendes Licht größtenteils reflektiert wird.
  • Schließlich umfasst das Lichtmodul 30 auch eine im weiteren Strahlengang angeordnete Sekundäroptik 35, die in der dargestellten Ausführungsform als eine Projektionslinse ausgebildet ist, zur Projektion des an der Blendenanordnung 33 vorbei gelangten Lichts als Lichtverteilung auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug. Die Vorderkante 34 der Blendenanordnung 33 verläuft vorzugsweise durch einen Brennpunkt der Projektionslinse 35 oder in der Nähe des Brennpunkts 35 der Projektionslinse 35.
  • Mindestens eine der Lichtquellen 31 ist zusammen mit der ihr zugeordneten Primäroptik 32 oberhalb der Horizontalebene angeordnet, in der sich die Blendenanordnung 33 erstreckt. Ebenso ist mindestens eine der LEDs 31 mit der ihr zugeordneten Primäroptik 32 unterhalb der Horizontalebene angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist eine LED 31 mit der ihr zugeordneten Primäroptik 32 oberhalb und sind zwei LEDs 31 mit den ihnen zugeordneten Primäroptiken 32 unterhalb der Horizontalebene angeordnet. Die LEDs 31 und die ihnen zugeordneten Primäroptiken 32 sind derart ausgebildet, ausgerichtet und in dem Lichtmodul 30 angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung des von den Primäroptiken 32 gebündelten Lichts in Richtung der Vorderkante 34 der Blendenanordnung 33 gerichtet ist. Vorzugsweise treffen sich die Hauptabstrahlrichtungen in einem gemeinsamen Schnittpunkt oder einer Schnittpunktswolke in der Horizontalebene der Blendenanordnung 33 auf oder in der Nähe der Vorderkante 34 der Blendenanordnung 33. In Figur 2 ist ein erster Strahlengang 37 eingezeichnet, der durch die oberhalb der Horizontalebene angeordnete LED 31 und die dieser zugeordnete Projektionsoptik 32 gebildet wird.
  • In Figur 3 ist ein in einem Abstand zu dem Lichtmodul 30 bzw. dem Fahrzeugscheinwerfer 1 angeordneter Messschirm 38 gezeigt. Auf dem Messschirm 38 ist eine horizontale Achse HH und eine vertikale Achse VV eingezeichnet, die sich in einem Punkt HV schneiden. Auf dem Messschirm 38 ist eine von dem ersten Strahlengang 37 erzeugte erste Lichtverteilung eingezeichnet und in der Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 39 bezeichnet. Die Lichtverteilung 39 weist eine obere horizontale Helldunkelgrenze 40 auf, die knapp unterhalb der horizontalen Achse HH verläuft. Bereiche gleicher oder ähnlicher Beleuchtungsstärke sind durch sogenannten Isoluxlinien 39' dargestellt, wobei die Beleuchtungsstärke am äußeren Rand der Lichtverteilung 39 geringer ist als im Zentrum. Bei der Lichtverteilung 39 handelt es sich beispielsweise um eine Abblendlicht-Lichtverteilung, insbesondere um eine Basis- oder Grund-Lichtverteilung einer Abblendlichtverteilung, die zusammen mit einer Spotlicht-Lichtverteilung eine im Bereich der Europäischen Union übliche Abblendlichtverteilung mit asymmetrischer Helldunkelgrenze bildet.
  • In Figur 4 ist ein dem bekannten Lichtmodul 30 aus Figur 2 entsprechendes Lichtmodul gezeigt, wobei hier allerdings ein anderer Strahlengang eingezeichnet ist. In Figur 4 ist statt des ersten Strahlengangs 37 ein weiterer Strahlengang 41 eingezeichnet, der von dem durch die unterhalb der Horizontalebene angeordneten LEDs 31 ausgesandten und durch die diesen zugeordneten Primäroptiken 32 gebündelte Licht gebildet wird. Bei dem bekannten Lichtmodul 30 ist in den Figuren 2 und 4 deutlich zu erkennen, dass sowohl der erste Strahlengang 37 als auch der weitere Strahlengang 41 praktisch über die gesamte Querschnittsfläche der Projektionslinse 35 verteilt durch diese hindurchtreten. Zudem weist die Projektionslinse 35 einen im Querschnitt zu der optischen Achse des Lichtmoduls 30 symmetrischen Aufbau auf.
  • Die durch den weiteren Strahlengang 41 auf dem Messschirm 38 gebildete Lichtverteilung ist in Figur 5 eingezeichnet und in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 42 bezeichnet. Die Lichtverteilung 42 wird nach unten durch eine horizontale Helldunkelgrenze 43 begrenzt, die knapp unterhalb der horizontalen Achse HH verläuft. Die Lichtverteilung 42 kann als eine Fernlicht-Teillichtverteilung bezeichnet werden. Die Helldunkelgrenzen 40, 43 der Lichtverteilungen 39 bzw. 42 werden durch eine Projektion der Vorderkante 34 der Blendenanordnung 33 durch die Projektionslinse 35 aus den Lichtbündeln 37 bzw. 41 erzeugt.
  • In Figur 6 ist das aus dem Stand der Technik bekannte Lichtmodul 30 der Figuren 2 und 4 mit beiden eingezeichneten Strahlengängen 37, 41 dargestellt. Dabei sind sowohl die LEDs 31 oberhalb der Horizontalebene als auch die LEDs 31 unterhalb der Horizontalebene aktiviert. Die sich durch eine Überlagerung der Strahlengänge 37, 41 auf dem Messschirm 38 ergebende Gesamtlichtverteilung ist in Figur 7 gezeigt und ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet. Die beiden Einzel-Lichtverteilungen 39, 42 grenzen im Bereich ihrer Helldunkelgrenzen 40, 43 direkt aneinander und bilden so die Gesamtlichtverteilung 44 des Lichtmoduls 30. Die Gesamtlichtverteilung 44 kann als eine Fernlichtverteilung bezeichnet werden.
  • Bei dem bekannten Lichtmodul 30 kann also die resultierende Lichtverteilung 39, 42, 44 durch Aktivieren oder Deaktivieren einzelner LEDs 31 oder von LED-Gruppen, die jeweils mindestens eine der LEDs 31 umfassen, variiert werden. Die Gesamtlichtverteilung 44 ergibt sich durch eine Überlagerung der durch die aktivierten LEDs 31 bzw. die aktivierten LED-Gruppen erzeugten Lichtbündel 37, 41.
  • Die Figuren 2, 4 und 6 zeigen also den Aufbau eines bekannten Abblendlicht-Fernlicht-Bifunktions-Projektionsmoduls 30 mit drei LED-Lichtquellen 31 und ebenso vielen TIR (Total Internal Reflection)-Primäroptiken 32. Der Abblendlicht-Strahlengang 37 wird über die beidseitig verspiegelte Blendenanordnung 33 in der Brennebene der Projektionslinse 35 begrenzt, so dass sich die Helldunkelgrenze 40 bildet. Der Fernlicht-Strahlengang 37 und 41 wird als Summenlichtverteilung 44 von dem Abblendlicht-Strahlengang 37 und dem Fernlicht-Teilstrahlengang 41 gebildet.
  • Problematisch bei dem bekannten Lichtmodul 30 ist, dass sich in der resultierenden Gesamtlichtverteilung 44 im Bereich der Helldunkelgrenzen 40, 43 der Einzel-Lichtverteilungen 39, 42 Schatten und/oder Streifen bilden, die eine störende Inhomogenität der resultierenden Lichtverteilung 44 bewirken. Diese Inhomogenitäten in der resultierenden Gesamtlichtverteilung 44 können mit der vorliegenden Erfindung verhindert, zumindest aber deutlich reduziert werden.
  • In Figur 8 ist ein erfindungsgemäßes Lichtmodul in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Das Lichtmodul 20 entspricht vom grundsätzlichen Aufbau her größtenteils dem bekannten Lichtmodul 30. Es unterscheidet sich von dem bekannten Lichtmodul 30 insbesondere dadurch, dass die Projektionslinse 21 in besonderer Weise ausgestaltet ist. Eine horizontal verlaufende Achse 45 (vgl. Figuren 11 bis 15) des Lichtmoduls 30 verläuft in der Hauptausbreitungsrichtung des Lichts. Die Achse 45 kann durch den dicksten Bereich der Linse 21 verlaufen. Die Projektionslinse 21 weist einen sich um die Achse 45 des Lichtmoduls 20 erstreckenden Zentrumsbereich 22 auf. In Figur 8 ist ein erster Strahlengang 23 eingezeichnet, der durch die oberhalb der Horizontalebene angeordnete LED 31 und die dieser zugeordnete Primäroptik 32 erzeugt wird. Der erste Strahlengang 23 dient zur Erzeugung einer ersten Lichtverteilung auf einem Messschirm. Die erste Lichtverteilung ist bspw. eine Abblendlichtverteilung oder eine Grund- oder Basisabblendlichtverteilung entsprechend der Lichtverteilung 39 aus Figur 3. Die oberhalb der Horizontalebene angeordnete LED 31 und die ihr zugeordnete Primäroptik 32 sind in dem Lichtmodul 20 derart angeordnet, ausgerichtet und ausgebildet, dass der Strahlengang 23 zum überwiegenden Teil, vorzugsweise vollständig, in dem Zentrumsbereich 22 durch die Projektionslinse 21 hindurchtritt.
  • In Figur 9 ist das erfindungsgemäße Lichtmodul 20 aus Figur 8 mit einem weiteren Strahlengang 24 eingezeichnet. Der weitere Strahlengang 24 wird durch die unterhalb der Horizontalebene angeordneten LEDs 31 und die ihnen zugeordneten Primäroptiken 32 erzeugt. Der weitere Strahlengang 24 dient zur Erzeugung einer weiteren Lichtverteilung auf einem Messschirm. Die weitere Lichtverteilung ist bspw. eine Fernlicht-Teilverteilung, allerdings mit geringen Abweichungen von der Lichtverteilung 42 aus Figur 5, insbesondere hinsichtlich der Position der unteren Helldunkelgrenze 43' (vgl. Figur 10). Die unterhalb der Horizontalebene angeordneten LEDs 31 und die diesen zugeordneten Primäroptiken 32 sind derart in dem Lichtmodul 20 angeordnet, ausgerichtet und/oder ausgestaltet, dass der weitere Strahlengang 24 größtenteils, vorzugsweise vollständig, durch Randbereiche 25 der Projektionslinse 21 hindurchtritt. Der Zentrumsbereich 22 und die Randbereiche 25 der Projektionslinse 21 sind vorzugsweise als separate, voneinander getrennte Bereiche ausgebildet und überlagern sich nicht. Allerdings sind geringfügige Überlagerungen der Ränder der Bereiche 22, 25 denkbar, ohne dass dadurch die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile beeinträchtigt würden. Entscheidend ist, dass die von den verschiedenen LEDs 31 erzeugten Lichtbündel 23, 24 durch klar definierte Bereiche der Projektionslinse 21 hindurchtreten, wobei die Bereiche allenfalls geringe Überschneidungen aufweisen. Die Projektionslinse 21 weist also allenfalls wenige und flächenmäßig bezogen auf die Gesamtdurchtrittsfläche der Linse 21 kleine Bereiche auf, durch die Licht von beiden Lichtbündeln 23, 24 hindurchtritt. Durch diese gemeinsamen Bereiche tritt allenfalls ein ganz geringer Anteil der Lichtbündel 23, 24 hindurch.
  • Die besondere Ausgestaltung der Projektionslinse 21 mit den unterschiedlichen Bereichen 22, 25 durch die verschiedene Strahlengänge 23, 24, die von verschiedenen Lichtquellen 31 des Lichtmoduls 20 erzeugt werden, hindurchtreten können erlaubt es, die Projektionslinse 21 in den unterschiedlichen Bereichen 22, 25 hinsichtlich ihrer Brechungseigenschaften derart gezielt zu verändern und zu optimieren, dass dunkle Schatten bzw. helle Streifen oder ein Farbsaum in der resultierenden Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls 20 (entsprechend der Lichtverteilung 44 aus Figur 7) deutlich verringert und unter Umständen sogar vollständig vermieden werden können.
  • Es ist denkbar, dass der in Figur 8 eingezeichnete erste Strahlengang 23 einem Abblendlicht-Strahlengang entspricht und auf einem Messschirm 38 in etwa eine der Lichtverteilung 39 aus Figur 3 entsprechende Lichtverteilung erzeugt. Ferner kann der weitere Strahlengang 24 einem Fernlicht-Teilstrahlengang entsprechen und auf einem Messschirm 38 eine in Figur 10 gezeigte Lichtverteilung 42' erzeugen. Um bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul 20 Schatten oder Streifen sowie einen Farbsaum in der resultierenden Gesamtlichtverteilung zu vermeiden, werden diejenigen Bereiche 25 der Projektionslinse 21, durch die das mindestens eine von den Lichtquellen 31 unterhalb der Horizontalebene erzeugte weitere Lichtbündel 24 hindurchtritt, derart ausgebildet, dass die Helldunkelgrenze 43' des mindestens einen weiteren Lichtbündels 24 unterhalb der Helldunkelgrenze 40 des mindestens einen ersten Lichtbündels 23 angeordnet ist. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 10 wird durch die Variation der Linse 21 in den Bereichen 25 die gesamte weitere Lichtverteilung 42 nach unten abgesenkt, so dass sich die abgesenkte weitere Lichtverteilung 42' mit der nach unten verlagerten Helldunkelgrenze 43' ergibt.
  • Es ist anhand der Figur 10 deutlich zu erkennen, dass durch die erfindungsgemäße vorgeschlagene besondere Ausgestaltung der Projektionslinse 21 in den Randbereichen 25 das resultierende Lichtbündel 42' um einen Wert ΔΦ weiter nach unten gezogen ist, so dass die Helldunkelgrenze 43' der durch die weiteren Lichtbündel 24 erzeugten weiteren Lichtverteilung 42' unterhalb der Helldunkelgrenze 40 der durch das mindestens eine erste Lichtbündel 23 erzeugten Lichtverteilung (entsprechend der Lichtverteilung 39 aus Figur 3) verläuft.
  • Insgesamt ergibt sich eine vertikale Absenkung der Fernlicht-Teillichtverteilung 42' durch eine entsprechende Ausgestaltung der Randbereiche 25 der Projektionslinse 21.
  • Der Abblendlichtstrahlengang 23 und der Fernlicht-Teilstrahlengang 24 werden bei der vorliegenden Erfindung also durch unterschiedliche Linsenbereiche 22, 25 abgebildet. In dem in den Figuren 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Abblendlichtstrahlengang 23 durch den Zentrumsbereich 22 der Linse 21 und der Fernlicht-Teilstrahlengang 24 durch die Randbereiche 25 zu beiden Seiten eines Meridionalschnitts durch die Projektionslinse 21 abgebildet. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, dass der Abblendlichtstrahlengang 23 durch die Randbereiche 25 der Projektionslinse 21 und der Fernlicht-Teilstrahlengang 24 durch den Zentrumsbereich 22 abgebildet wird. In diesem Fall müsste dann der Zentrumsbereich 22 der Projektionslinse 21 derart ausgebildet werden, dass sich die in Figur 10 gezeigte Absenkung der Fernlicht-Teillichtverteilung 42', insbesondere die Absenkung der Helldunkelgrenze 43', ergibt. Ferner wäre es denkbar, die Projektionslinse 21 nicht nur in zwei unterschiedliche Teilbereiche 22, 25, sondern in mehr als zwei Teilbereiche zu unterteilen. Darüber hinaus wäre es denkbar, die Projektionslinse 21 in anders ausgebildete als die dargestellten Teilbereiche 22, 25 zu unterteilen, bspw. obere und untere Randbereiche.
  • Figur 11 zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Lichtmodul 20 entlang der Achse 45 des Moduls 20. Die Schnittdarstellung aus Figur 11 umfasst unter anderem einen Meridionalschnitt durch die Mitte der Projektionslinse 21, also entlang der Achse 45. Ein hinterer bzw. rückwärtiger Linsenscheitelpunkt ist mit dem Bezugszeichen 26 und ein vorderer Linsenscheitelpunkt mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet. Die beiden Linsenscheitelpunkte 26, 27 bilden Berührpunkte des größten eingeschriebenen Kreises 28 in dem dargestellten Linsenquerschnitt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Scheitelpunkte 26, 27 auf der Achse 45 des Lichtmoduls 20.
  • In Figur 12 sind beispielhaft mehrere, jeweils mit dem Bezugszeichen 29 bezeichnete Vertikalschnitte durch die Projektionslinse 21 eingezeichnet. Ein Vertikalschnitt durch die Linsenmitte bildet den Meridionalschnitt 29'. Es ist deutlich zu erkennen, dass die vorderen und die hinteren Scheitpunkte 26, 27 der Linsenquerschnitte 29 zu beiden Seiten des Meridionalschnittes 29' in vertikaler Richtung abgesenkt sind. Die Bereiche der Linse 21 mit abgesenkten Linsenquerschnitten 29 sind mit dem Bezugszeichen 21' bezeichnet und liegen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in den Randbereichen 25 der Projektionslinse 21. In dem Bereich um die Linsenmitte, d.h. in dem Zentrumsbereich 22 der Projektionslinse 21 sind die Scheitelpunkte 26, 27 unverändert und nicht abgesenkt ausgebildet. Die vorderen Linsenscheitel 27 der Linsenquerschnitte 29 liegen auf einer mit durchgezogenem Strich gezeichneten mit dem Bezugszeichen 27' bezeichneten virtuellen Linie. Dementsprechend liegen die hinteren Linsenscheitelpunkte 26 auf einer gestrichelt gezeichneten und mit dem Bezugszeichen 26' bezeichneten virtuellen Linie. Es ist deutlich zu erkennen, dass die virtuellen Linien 26' und 27' und damit auch die Scheitelpunkte 26, 27 zu den Randbereichen 25 hin abgesenkt sind.
  • Selbstverständlich wäre es auch denkbar, nur die vorderen Scheitelpunkte 27 oder nur die hinteren Scheitelpunkte 26 der Projektionslinse 21 abzusenken.
  • Die Figuren 13 bis 15 zeigen verschiedene Ansichten der Projektionslinse 21 des erfindungsgemäßen Lichtmoduls 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Figur 13 zeigt eine Seitenansicht der Projektionslinse 21, Figur 14 zeigt einen Vertikalschnitt entlang der Linie A-A aus Figur 13 senkrecht zur Achse 45 des Lichtmoduls 20 durch die Linse 21, und Figur 15 zeigt die Projektionslinse 21 mit dem Vertikalschnitt in einer perspektivischen Ansicht. In den Figuren 14 und 15 ist deutlich die schraffiert gezeichnete, eiförmige, sich nach oben hin verjüngende Schnittkontur der Projektionslinse 21 erkennbar. Insgesamt hat die Projektionslinse 21 des erfindungsgemäßen Lichtmoduls 20 eine gegenüber entsprechenden zur Achse 45 symmetrischen Projektionslinsen 35 von herkömmlichen Lichtmodulen 30 eine geringere Bauhöhe. Dadurch können große Winkel der Lichtstrahlen zur Horizontalebene vermieden werden, was die Farbfehler der Abbildung in der resultierenden Lichtverteilung 39, 42', 44 reduziert. Zudem sind die erfindungsgemäßen Projektionslinsen 21 aufgrund ihrer geringeren Höhe stilistisch und bauraummäßig vorteilhaft.
  • In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Erfindung anhand einer Kombination von Abblendlicht und Fernlicht beschrieben. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch für beliebig andere Kombinationen von verschiedenen Lichtfunktionen (z. B. Abblendlicht, Abbiegelicht, Nebellicht, Tagfahrlicht, Fernlicht, etc.) eingesetzt werden.
  • Wenn sich die Blendenanordnung 33 in einer horizontalen Ebene erstreckt und eine Vorderkante 34 aufweist, welche die Projektionslinse 21 als Helldunkelgrenze 40, 43' der Lichtverteilung 39, 42', 44 auf der Fahrbahn abbildet, schneiden sich vorzugsweise Hauptabstrahlrichtungen der von den Lichtquellen 31 bzw. - sofern vorhanden - von den Primäroptiken 32 erzeugten Lichtbündel 23, 24 die horizontale Ebene auf oder in der Nähe der Vorderkante 34 der Blendenanordnung 33. Die Lichtquellen 31 sind vorzugsweise als Halbleiterlichtquellen, insbesondere als Leuchtdioden, ausgebildet.

Claims (15)

  1. Lichtmodul (20) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung (39, 42', 44), das Lichtmodul (20) umfassend
    - mehrere Lichtquellen (31) zum Aussenden von Licht,
    - eine Blendenanordnung (33) zum Abschatten zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts, und
    - eine Projektionslinse (35) zur Projektion zumindest eines Teils des an der Blendenanordnung (33) vorbeigelangten Lichts als Lichtverteilung (39, 42', 44) auf einer Fahrbahn vor dem Fahrzeug,
    wobei die Lichtverteilung (39, 42', 44) durch Aktivieren oder Deaktivieren von Lichtquellengruppen umfassend jeweils mindestens eine der Lichtquellen (31) variierbar ist, wobei sich die Lichtverteilung (39, 42', 44) durch eine Überlagerung von durch die Lichtquellen (31) der aktivierten Lichtquellengruppen erzeugten Lichtbündel (23, 24) ergibt, wobei mindestens ein erstes, durch die mindestens eine Lichtquelle (31) einer aktivierten ersten Lichtquellengruppe erzeugtes Lichtbündel (23) zur Erzeugung einer ersten Teil-Lichtverteilung (39) unterhalb einer im Wesentlichen horizontalen Helldunkelgrenze (40) dient, und mindestens ein weiteres, durch die mindestens eine Lichtquelle (31) einer aktivierten weiteren Lichtquellengruppe erzeugtes Lichtbündel (24) zur Erzeugung einer weiteren Teil-Lichtverteilung (42') oberhalb einer im Wesentlichen horizontalen Helldunkelgrenze (43') dient,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (20) derart ausgestaltet ist, dass die von der ersten Lichtquellengruppe und der weiteren Lichtquellengruppe erzeugten Lichtbündel (23, 24) durch unterschiedliche Bereiche (22, 25) der Projektionslinse (21) hindurchtreten und die Projektionslinse (21) in den Bereichen (25), durch die das mindestens eine von der weiteren Lichtquellengruppe erzeugte weitere Lichtbündel (24) hindurchtritt, derart ausgebildet ist, dass die Helldunkelgrenze (43') der weiteren Teil-Lichtverteilung (42') unterhalb der Helldunkelgrenze (40) der ersten Teil-Lichtverteilung (39) angeordnet ist.
  2. Lichtmodul (20) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer Projektionslinse, die in jedem Vertikalschnitt in einer Ebene parallel zur optischen Achse einen zur einer optischen Achse oder zur Projektion der optischen Achse symmetrischen Aufbau aufweist, Scheitelpunkte (26, 27) der Projektionslinse (21), die Berührpunkte des in einem Vertikalschnitt größten eingeschriebenen Kreises (28) an der Linsenkontur bilden, in den Bereichen (25) der Projektionslinse (21), durch die das mindestens eine von der weiteren Lichtquellengruppe erzeugte weitere Lichtbündel (24) hindurchtritt, abgesenkt sind.
  3. Lichtmodul (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine von der weiteren Lichtquellengruppe erzeugte weitere Lichtbündel (24) durch Randbereiche (25) der Projektionslinse (21) hindurchtritt.
  4. Lichtmodul (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Vertikalschnitten (29) durch Randbereiche (25) der Projektionslinse (21) und parallel zu einem Meridionalschnitt (29') der Projektionslinse (21) Scheitelpunkte (26, 27) von Linsenschnittkonturen gegenüber einer Schnittkontur des Meridionalschnitts (29') in vertikaler Richtung abgesenkt sind.
  5. Lichtmodul (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die abgesenkten Scheitelpunkte (26, 27) der vertikalen Linsenschnittkonturen durch die Randbereiche (25) der Projektionslinse (21) bezogen auf den Meridionalschnitt (21') symmetrisch abgesenkt sind.
  6. Lichtmodul (20) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkung der Scheitelpunkte (26, 27) der vertikalen Linsenschnittkonturen durch die Randbereiche (25) der Projektionslinse (21) ausgehend von dem Meridionalschnitt (29') zu den Linsenrändern hin stetig erfolgt.
  7. Lichtmodul (20) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Scheitelpunkte (26, 27) von vertikalen Linsenschnittkonturen durch einen Zentrumsbereich (22) der Projektionslinse (21) nicht abgesenkt sind.
  8. Lichtmodul (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine von der weiteren Lichtquellengruppe erzeugte weitere Lichtbündel (24) durch einen Zentrumsbereich (22) der Projektionslinse (21) hindurchtritt.
  9. Lichtmodul (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Vertikalschnitten (29) durch den Zentrumsbereich (22) der Projektionslinse (21) und parallel zu einem Meridionalschnitt (29') der Projektionslinse (21) Scheitelpunkte (26, 27) von Linsenschnittkonturen gegenüber einer Schnittkontur von Vertikalschnitten durch Randbereiche (25) der Projektionslinse (21) und parallel zu dem Meridionalschnitt (29') abgesenkt sind.
  10. Lichtmodul (20) ach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Scheitelpunkte (26, 27) von vertikalen Linsenschnittkonturen durch Randbereiche (25) der Projektionslinse (21) nicht abgesenkt sind.
  11. Lichtmodul (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Lichtquellen (31) Primäroptiken (32) zum Bündeln des ausgesandten Lichts zugeordnet sind.
  12. Lichtmodul (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptiken (32) als Vorsatzoptiken aus einem transparenten Material ausgebildet sind, die Eintrittsflächen zum Einkoppeln des von den Lichtquellen ausgesandten Lichts, Grenzflächen zur Totalreflexion zumindest eines Teils des eingekoppelten Lichts und Austrittsflächen zum Auskoppeln zumindest eines Teils des eingekoppelten Lichts, wahlweise nach einer Reflexion an den Grenzflächen, aufweisen, wobei eine Bündelung des durch eine Vorsatzoptik hindurchtretenden Lichts mittels Totalreflexion an den Grenzflächen und/oder Brechung an den Eintritts- und/oder Austrittsflächen erfolgt.
  13. Lichtmodul (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Blendenanordnung (33) in einer horizontalen Ebene erstreckt und eine Vorderkante (34) aufweist, welche die Projektionslinse (21) als Helldunkelgrenze (40, 43') der Lichtverteilung (39, 42', 44) auf der Fahrbahn abbildet.
  14. Lichtmodul (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionslinse (21) Mittel zur Farbkorrektur aufweist.
  15. Kraftfahrzeugscheinwerfer (1) mit einem Lichtmodul (6; 21) zur Erzeugung einer variablen Lichtverteilung (39, 42', 44), dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.
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