EP2742281A1 - Led-lichtquellenmodul für einen led-kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Led-lichtquellenmodul für einen led-kraftfahrzeugscheinwerfer

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EP2742281A1
EP2742281A1 EP12750982.6A EP12750982A EP2742281A1 EP 2742281 A1 EP2742281 A1 EP 2742281A1 EP 12750982 A EP12750982 A EP 12750982A EP 2742281 A1 EP2742281 A1 EP 2742281A1
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EP
European Patent Office
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light source
led light
source module
diaphragm
edge
Prior art date
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Granted
Application number
EP12750982.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2742281B1 (de
Inventor
Johannes Jungwirth
Andreas Moser
Günther Krenn
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ZKW Group GmbH
Original Assignee
Zizala Lichtsysteme GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2742281A1 publication Critical patent/EP2742281A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2742281B1 publication Critical patent/EP2742281B1/de
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
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    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof

Definitions

  • the invention relates to an LED light source module for an LED motor vehicle headlight, in particular for an LED motor vehicle headlight for generating a dynamic light distribution, wherein the LED light source module has at least one LED light source, wherein the at least one LED light source consists of at least one light emitting diode and wherein the at least one light-emitting diode of the at least one LED light source couples light into an associated primary optic element, wherein the coupled-in light at least partially emerges from a light exit surface of the primary optic element, and wherein the LED light source module has a secondary optic which corresponds to that of the at least a light exit surface of the at least one primary optics elements emerging light - in the vehicle installed state of the headlamp - as a light image in a front of the vehicle area.
  • the invention further relates to a headlamp with such an LED light source module and a corresponding headlamp system.
  • light-emitting diodes are increasingly being used for the realization of main headlamp functions, such as e.g. for generating low beam and / or high beam but also of other light functions, such as motorway light, bad weather and daytime running lights.
  • headlight LED light sources are also particularly well suited for special applications, such as object lighting, where only certain LED light sources are visible or emit light, while the remaining LED light sources emit no light.
  • object lighting for example, objects on the roadside, such as pedestrians, but also traffic signs, with light, e.g. with infrared light, illuminated, and these objects can then be captured with an infrared camera.
  • visible light such as traffic sign lighting can be used.
  • such a headlamp can be realized with conventionally available LED light sources.
  • individual light functions such as low beam, high beam, cornering light, etc.
  • the luminous area is divided into segments which can be switched separately.
  • the light originating from the LEDs is projected onto the roadway via the individual primary optics elements, which form the individual segments of the light exit surfaces, and the associated secondary optics as segmented light distribution.
  • the distortion error of the secondary optics becomes such that it is in an outer portion of the light image which is from the segment farthest from the optical axis (s) of the primary optic elements is formed, comes to a distortion of the light image, in particular to a pincushion distortion, which is primarily above the cut-off line.
  • An optical correction of the secondary optics is technically feasible, but not economically viable.
  • a diaphragm arrangement is provided which diaphragm arrangement has at least one optically effective diaphragm edge which is arranged and / or extends in such a way in that unwanted distortions occurring in an upper and / or lower region of the light image are at least partially hidden in the light image.
  • the LED light source module has two or more LED light sources, wherein an LED light source consists of at least one light emitting diode, and wherein the light emitting diodes of each LED light source light in coupling in each case one of the light source associated primary optic element, wherein the coupled light at least partially exits the light exit surface of the associated primary optics element again, and wherein the secondary optics generated by the light exit surfaces of the primary optics elements - in the vehicle installed state of the headlamp - in front of the vehicle lying area.
  • All secondary optics associated primary optics form the so-called "primary optics", the primary optic elements are preferably connected to each other, and in the Usually even one piece. This primary optic has an overall light exit surface formed by the individual light exit segments of the primary optic elements.
  • the total light exit surface formed from the light surface (s) of the one or more primary optic elements has a defined height and width extension, for example in the form of a rectangle, and wherein the focal point of the secondary optic element is in a lateral The edge region of the total light exit surface is located, and wherein the at least one edge has a course / contour in which the edge to the focal point has a greater normal distance than to a horizontal plane through the focal point of the secondary optical element in the focal point opposite edge region of the total light exit surface.
  • the diaphragm edge In the edge further away from the focal point, the diaphragm edge therefore has a smaller (normal) distance than in the region of the focal point (which is in the other edge region); for different modules, the focal point may be at different locations, but always in an edge area.
  • the focal point of the secondary optics lies in the plane of the light exit surfaces of the primary optics element or the primary optics, where the optical axis of the secondary optics "pierces" the plane.
  • the normal distance of the diaphragm edge to the focal point of the secondary optical element represents the greatest distance of the diaphragm edge to the horizontal plane, and that the distance to the horizontal plane decreases toward the edge region further away from the focal point.
  • the measures described above ensure that in the areas from which the distortions originate, light is correspondingly isolated, while light from the areas with little or no distortion in the photograph is little or not shielded.
  • the normal distance of the diaphragm edge to the focal point of the secondary optical element has the greatest distance between the diaphragm edge and the horizontal edge. represents talebene, and that preferably above the focal point having edge region, the normal distance to the horizontal plane remains the same as the normal distance of the diaphragm edge to the focal point.
  • the diaphragm arrangement has two optically effective diaphragm edges, an upper diaphragm edge and a lower diaphragm edge, wherein the upper diaphragm edge above a horizontal plane through the optical axis of the secondary optics runs, and the lower edge below this level.
  • the diaphragm arrangement consists of a diaphragm or two diaphragms which have or have at least one optically effective diaphragm edge, but preferably only one diaphragm component, ie exactly one diaphragm, with one or two diaphragm edges, is provided.
  • a compact and stable arrangement results when the shutter assembly, e.g. the one or both panels, integrally formed with a holder for the primary optics or attached to this holder.
  • the diaphragm arrangement e.g. the one or both diaphragms
  • the diaphragm arrangement is formed from an at least partially transparent in the optical region material, for example, the diaphragm arrangement or the at least one diaphragm is coated with the semi-transparent material.
  • the diaphragm arrangement or the at least one diaphragm is not complete in this case, i. not designed to be 100% light-shielding, but allows some of the light to pass through. In this way, softer spills in the light distribution, primarily at the cut-off line, can be realized.
  • a diaphragm formed from a transparent material is coated on the surface with, for example, metal. Depending on the thickness of the layer seems this is more or less translucent, so partially translucent.
  • This coating can for example be designed so that in the region of the diaphragm edge, this is completely translucent, with increasing distance from the diaphragm edge which is less transparent.
  • the at least one diaphragm is planar or that the at least one diaphragm edge extends in a vertical plane which is preferably parallel to the total light exit surface of the primary optical elements. lies.
  • the at least one aperture is flat and is normal to the light exit direction in the beam path.
  • the at least one diaphragm or the at least one diaphragm edge is curved in the horizontal direction, the curvature preferably corresponding substantially to the field curvature of the secondary optical element or following this field curvature.
  • the curvature of the at least one diaphragm edge follows the field curvature of the secondary optics, or the diaphragm (at least one diaphragm edge) is curved away from the light exit surface of the primary optic element.
  • the diaphragm edge or the projection of the at least one diaphragm edge in a vertical plane has a curved course.
  • An aperture edge thus consists of a projection in the vertical plane of one or more curved curve sections.
  • the diaphragm edge or the projection of the at least one diaphragm edge into a vertical plane consists of one or more rectilinear sections).
  • transition between two rectilinear sections or between two curved curve sections discontinuously, e.g. in the form of an edge.
  • the diaphragm edge or the projection of the at least one diaphragm edge has a continuous or a discontinuous course. It has been found that optimal results are usually obtained by placing the beam stop at a short distance before the primary optic, eg in a specific variant between about 10 mm to 20 mm away from the primary optic. If space-related necessitates arranging the radiation diaphragm directly on the primary optics (ie on its light exit surface), disruptive spikes occur in the light distribution. With a discontinuous, "jagged" of the bezel edge (s) these spikes can be minimized in the photograph.
  • the upper edge has a smaller normal distance, preferably along the entire horizontal extension, to a horizontal plane through the focal point of the secondary optical element than the lower edge.
  • a high beam or a partial high beam can be generated in an optimal manner.
  • the position of the plane EH basically depends on which light distribution is to be generated, so the invention is not limited to the fact that the plane EH is above the plane of symmetry.
  • the light exit surface of a primary optics in the vertical and horizontal directions is symmetrical.
  • the upper and the lower diaphragm edge have a horizontal plane that halves this light exit surface at approximately the same distance (at the same position along the plane in the horizontal direction); in some variants, the upper and lower edges are even mirrored around this plane, ie have identical distances.
  • the horizontal plane lies through the focal point of the secondary optics above this plane of symmetry, which is why the different distances of the two diaphragm edges to the horizontal plane result from the focal point of the secondary optics.
  • the light image is correspondingly less cropped in the lower area than in the upper area (the lower area results from projection of the upper area of the light exit area by means of the secondary optics and vice versa).
  • the upper and lower edges can have an arbitrary, in particular arbitrarily different shape with respect to the specific course, ie any symmetries between the upper and lower edges are not absolutely necessary.
  • the horizontal plane through the focal point of secondary optics lies above this horizontal plane of symmetry through the total light exit surface (see above).
  • the light exit surfaces of the primary optics of an LED light source module are connected to each other by means of a translucent material, so that light coupled into the primary optics elements enter the translucent material and a light exit surface of the translucent Material can escape from this again.
  • the light exit surfaces of the primary optic elements lie in a common area, and that the light exit surface of the translucent material also lies in the common area of the Lichtaustrittsflä- surfaces of the primary optic elements.
  • This common surface is formed either as a plane or curved according to the field curvature of the secondary optics.
  • a part of the light entering a primary optic element is no longer emitted via the light exit surface of the primary optic element itself, but enters the light-transmissive material and exits via its light exit surface.
  • a part of the light which enters the primary optics element mixes and reduces or eliminates the inhomogeneities in the light image.
  • the light emerging from the translucent material thus contributes to the distribution of light.
  • the light exit surfaces of the primary optic elements are connected to one another in an upper and / or lower region.
  • the primary optic elements are in any case connected to one another in the upper region.
  • the terms “top” and “bottom” refer to the state of the module / headlamp installed in the vehicle.
  • This upper area is imaged via the secondary optics in the light image below the cut-off line, where the unwanted inhomogeneities occur first or most.
  • the compound in the lower region is of less importance optically and has advantages, especially in mechanical terms, in order to increase the stability of the entire element formed by the individual primary optic elements.
  • At least one substantially horizontally extending connecting web which is formed from the translucent material, is provided, which connects the primary optics elements in the upper and / or lower region of their light exit surfaces.
  • the at least one connecting web is formed integrally with the light exit surfaces of the primary optic elements or with the primary optic elements, i. the individual primary optic elements and the connecting bridge or links form a single element, the so-called primary optic.
  • the light exit surfaces of the primary optic elements and those of the at least one connecting web form a common light exit surface, i. that they lie in a common plane and preferably also without interruption, i. without a gap, etc., are interconnected.
  • the at least one connecting web extends in the vertical direction upwards / downwards in each case beyond a certain, defined height beyond the light exit surfaces of the primary optics elements.
  • the at least one connecting web extends in the horizontal direction to the rear in the direction of the light sources and is connected to the primary optics over a certain extent.
  • the design of the one or more connecting webs in particular the extension of the / the connecting web (s) to the rear has on the one hand effects on the homogeneity of the light image, which on the other hand with a reduction of the maximum in the light distribution, ie, the more homogeneous the light image is selected more strongly the maximum is reduced.
  • the extension of the at least one connecting web downwards / upwards and / or the outward extension of the at least one connecting web laterally beyond the light exit surfaces of the primary optics and / or the extension of the at least one connecting web in the horizontal direction to the rear, in particular, the extension, via which the at least one connecting web is connected to the primary optical elements, is / are chosen such that the desired degree with respect to the homogeneity of the photograph and the desired degree of reduction of the maximum in the light distribution result.
  • Light from the LEDs propagates in the primary optic elements as a result of total internal reflection.
  • the translucent areas i. into which or the connecting webs can occur, it is therefore advantageous, as described above, if they are connected over a certain extent to the primary optics - in the sense of contacting one another, preferably being connected to one another, in particular in one piece.
  • the at least one, in particular the upper, connecting web in the direction of the light coupling points of the primary optic elements is designed to be, for example, wedge-shaped, tapered.
  • This embodiment brings significant improvements in optical terms in comparison with a cuboid, so not tapered embodiment of the connecting web. This applies in particular, the farther the connecting bridge extends to the rear. In addition, material can be saved by the wedge shape, which leads to a cost reduction. In particular, it may be favorable if the primary optic elements expand from their light coupling points to the light exit surfaces, with the primary optic elements expanding more towards the bottom than towards the top.
  • the primary optic elements have e.g. a wedge-shaped shape, wherein the element rises more towards the bottom.
  • light exit surfaces of different shapes e.g. be used with different widths (horizontal extent).
  • certain areas of the light distribution can be generated with narrower light exit surfaces, resulting in a finer segmentation of the light image there and smaller or narrower areas can be hidden.
  • the light exit surfaces of the primary optic elements are arranged parallel to one another and with identical orientation.
  • the light exit surfaces of the primary optic elements of an LED light source module are arranged at a horizontal distance next to each other.
  • such an arrangement can be realized in practice without particular difficulty, on the other hand so form the light exit surfaces on the secondary optics sharply defined segments in the light image, the superposition then results in the entire light image.
  • each LED light source module is associated with secondary optics, which image the light segments generated by the light exit surfaces of the primary optics elements-in the vehicle-mounted state of the headlight-in a region located in front of the vehicle.
  • a homogeneous light distribution e.g. a high beam distribution to be generated by corresponding horizontal juxtaposition and / or superimposition of the individual light segments from which light distribution by switching off individual or multiple LED light sources "hidden”, ie can not be illuminated, such as a dazzling oncoming traffic very specific areas of light distribution avoid.
  • the individual light segments can be arranged directly adjacent to one another in the horizontal direction.
  • one or more other light segments can additionally be superimposed in such regions of abutting light segments. This also has the advantage that, as discussed later in detail, by fading out e.g. two light segments areas of the light distribution can be "hidden" or not illuminated, which are narrower than a light segment.
  • the light exit surfaces are standing in the vertical direction, with a height greater than the width, are formed, e.g. in the form of rectangles or ellipses etc.
  • adjacent light exit surfaces of the primary optics elements of an LED light source module have a normal distance from each other, which corresponds to the width of a light exit surface, and preferably a first overall arrangement of the light exit surfaces occupies a first defined position with respect to the optical axis of their secondary optics , and wherein a second / third / fourth-nth overall arrangement with respect to the optical axis of its secondary optics by half / single / double / quadruple / ((n-1) / 2) compared to the first overall arrangement f a normal distance between two adjacent light exit surfaces of an LED light source module is shifted.
  • the distances between light exit surfaces of adjacent primary optics elements are the same for three or more primary optics elements, and preferably all distances between the light exit surfaces of adjacent LED light sources over the entire headlight are identical.
  • An inventive LED motor vehicle headlight for generating a dynamic light distribution comprises two or more LED light source modules as described above, wherein preferably the Sekundäroptikimplantation the LED light source modules and the arrangement of the light exit surfaces of the primary optic elements are coordinated such that the light segments from the individual LED light source modules are shown offset in the horizontal direction to each other, and wherein the individual LED light sources are controlled separately.
  • the course of at least one aperture edge in all LED light source modules is identical, in particular that at two aperture edges per LED light source module, the upper panel edges a have identical course and / or the lower edge edges have an identical course.
  • the respective at least one diaphragm edge are arranged differently in relation to the total light exit surfaces in the different LED light source module.
  • the LED light source modules are arranged in a horizontal row.
  • the individual segments of the primary optics can be imaged side by side and overlapping to form the desired light distribution in front of the vehicle.
  • the focal points of the secondary optical elements of the LED light source modules lie in a common vertical plane, which is spanned by the total light exit surfaces of the primary optics of the LED light source modules, as well as in a common horizontal plane.
  • the focal points of the secondary optics of the individual LED light source modules will be laterally, i. are arranged offset in the horizontal direction to each other.
  • the foci of the secondary optical elements lie in a lateral edge region of the total light exit surface of the respectively associated primary optics, wherein in a first outer LED light source module, the focal point is closest to the edge of the total light exit surface, and with progression in the direction of the second outer LED light source module the focal point moves away from the edge.
  • the foci thus move away from the one edge, but only so far that they still remain in the "edge area", ie the two outer foci lie in approximately in the region of the width of a segment, ie the width of the light exit surface of a primary optic element apart.
  • the focal point comes closest to the edge of the total light exit surface of the primary optics, and in the vehicle outer LED light source module, the focal point furthest from the edge of the total light exit surface associated primary optics is removed.
  • all distances between light exit surfaces of adjacent LED light sources over the entire headlight are identical, resulting in a simple structure with identical modules, with which a basically homogeneous possible light distribution can be achieved.
  • the term “homogeneous” does not mean that the light image is the same everywhere over the illuminated area, but that the transitions between areas of different brightness are continuous in the light image and no sharp transitions occur not be “spotty” but have smooth transitions from lighter to darker areas.
  • the photograph can be further improved significantly.
  • the overall arrangement of the light exit surfaces of an LED light source module with respect to the optical axis of Sekundäroptikiatas occupies a defined position in the horizontal direction, and wherein the different overall arrangements of the individual LED light source modules from each other different defined position in have horizontal direction with respect to the optical axis of their respective associated Sekundäroptikimplantations. It can be provided that the light exit surfaces of all LED light source modules of the headlamp are each arranged on one side of a vertical plane through the optical axis of their respective associated secondary optics.
  • an LED light source comprises at least two LEDs arranged horizontally one above the other, which light emitting diodes are independently controllable, and wherein each of the at least two light emitting diodes on the light exit surface of the primary optics as horizontal light segments - within the vertical light segment imaged by the primary optics - imaged become.
  • each LED of an LED light source can be controlled separately.
  • each LED headlamp Light source preferably each LED of the two headlights can be controlled separately.
  • the left and the right headlamps have a mirror-image construction with respect to the arrangement of the focal points of the secondary optics with respect to the associated primary optics and with regard to the course of the diaphragm edges.
  • FIG. 1 is a perspective view of a headlight with multiple (four) LED light source modules to produce a light image
  • FIG. 2 is an enlarged view of a single LED light source module of Figure 1, 3 shows a schematic comparison of a left headlight (bottom) and a right headlight (top) and their mirror-image arrangement,
  • FIG. 8 shows a perspective view of a further headlight with a plurality of (four) LED light source modules for generating a light image
  • FIG. 11 shows the module from FIG. 9 in a side view
  • FIG. 13 shows a perspective view of a light source module in which the diaphragm arrangement is connected or integrally formed with the attachment optics holder (primary optics holder),
  • FIG. 15 shows a curved-aperture light source module in a top view.
  • FIG. 1 shows an LED motor vehicle headlight SW1 for generating a dynamic light distribution, in this case a left-hand headlight, with four LED light source modules M1-M4 arranged in a row.
  • Each LED light source module Ml - M4 has a secondary Optics Sl, S2, S3, S4, which reflects the light emerging from the total light exit surface GLF primary optics PG - in the vehicle installed state of the headlight SW1 - as a light image in a front of the vehicle area.
  • FIG. 2 shows such a LED light source module M1 (M2, M3, M4), without secondary optics, in a detailed representation.
  • the LED light source module Ml comprises a plurality of LED light sources LEQ, specifically four such LED light sources, which in turn each consist of at least one light emitting diode.
  • LEQ the individual LEDs are not visible
  • Figure 10 shows, for example, LED light sources LEQ with exactly two LEDs LED1, LED2.
  • Figures 4 and 5 show the LED light source module of Figure 2 still in a view from above and in a perspective view obliquely from behind.
  • Each LED light source LEQ couples light into an associated primary optic element PI-P4, which exits via the respective light exit surface LI-L4 of the primary optic element PI-P4.
  • These light exit surface segments LI - L4 are depicted as light segments in the light image, the superposition of the segments of the individual modules Ml - M4 of the (left) headlamp and those of the right headlamp then give the total light distribution.
  • the light exit surface LI-L4 form the total light exit surface GLF, wherein in this variant of the invention advantageously the primary optic elements PI-P4 are connected in an upper region to a connecting web VS1 and preferably also in a lower region to such a web VS2.
  • the primary optic elements PI-P4 are connected in an upper region to a connecting web VS1 and preferably also in a lower region to such a web VS2.
  • VS1 can also light from the LED light sources LEQ enter, which then exits via the light exit surfaces LF1, LF2 of the webs VS1, VS2 again and contributes to the light distribution and homogenized.
  • the light exit surfaces LF1, LF2 of the two webs are thus part of the total light exit surface GLF, and the primary optics PI - P4 and the two webs VS1, VS2, which are preferably formed in one piece and from the same material, form the so-called primary optics.
  • a diaphragm assembly BAO which in the example shown two optically effective diaphragm edge BK1, BK2, which are arranged and / or extend that in an upper and / or lower portion of the light image, unwanted distortions are at least partially hidden in the photograph.
  • the two diaphragm edges BK1, BK2 are designed as edges of two planar shutters BLEI, BLE2.
  • the diaphragm edges BK1, BK2 or their projection into a vertical plane has, for example, a curved course.
  • An aperture edge thus consists of a projection in the vertical plane of one or more curved curve sections.
  • FIG. 3 schematically shows a vehicle headlamp system comprising a right-hand headlamp SWr, which is shown at the top in FIG. 3, and a left-hand headlamp SW1, which is shown below.
  • these two headlights are of course left and right, preferably arranged in the corner regions of the vehicle front of a vehicle and not, as shown, one above the other.
  • the modules Ml - M4 (Ml '- M4') of a headlamp are of almost identical construction, i. identical primary optics PG and identical diaphragm arrangements, i. identical diaphragm edges BK1, BK2 used.
  • the difference between the individual modules Ml-M4 (Ml '-M4') consists in the position of the diaphragm edges BK1, BK2 with respect to the light exit surfaces GLF of the primary optics PG, as will be discussed in more detail below.
  • the secondary optics are generally identical in principle, but differ within a headlight and between the headlamps by different Designbelie.
  • the total light exit surface GLF of the primary optics PG formed from the light exit surfaces LI-L4 of the primary optic elements PI-P4 and the light exit surfaces LF1, LF2 of the connecting webs VF1, VF2, has a defined height and width extension. For example, in the form of a rectangle, on.
  • the total light exit surface GLF is then this rectangle, minus those areas in which there is no light exit surface, ie in particular those areas between the primary optic elements and laterally next to the two outer primary optic elements.
  • edges BK1, BK2 have a profile / contour in which the edges BK1, BK2 have a larger normal distance to the focal point FS1, FS2, FS3, FS4 (ie to a horizontal plane EH through the focal point in the focal point) than to the horizontal plane EH through the focal point in a the edge region RB1, in which the focus is FSl, FS2, FS3, FS4, opposite edge region RB2 of the total light exit surface GLF.
  • the diaphragm edge thus has a smaller (normal) distance to this horizontal plane than in the region RB1 of the focal point.
  • the focal point lies, as can be seen in FIG. 3, at different locations, but always in the edge area RB1.
  • the focal point of a secondary optic lies in the (vertical) plane of the light exit surfaces of the primary optics, where the optical axis of the secondary optics "pierces" the plane.
  • the normal distance of the diaphragm edge BK1, BK2 to the focal point FS1, FS2, FS3, FS4 of the secondary optical element S1-S4 represents the greatest distance of the diaphragm edge BK1, BK2 to the horizontal plane EH. To that of the focal point FS1, FS2, FS3, FS4 distant edge region RB2 towards the normal distance to the horizontal plane EH decreases.
  • the measures described above ensure that in the areas from which the distortions originate, light is correspondingly isolated, while light from the areas with little or no distortion in the photograph is little or not shielded.
  • the normal distance of the diaphragm edges BK1, BK2 to the focal points FS1, FS2, FS3, FS4 represents the greatest distance of the respective diaphragm edge BK1, BK2 to the horizontal plane EH, and that preferably via the Focus point FS1, FS2, FS3, FS4 having edge region RB1 addition to the normal distance to the horizontal plane EH then remains the same.
  • diaphragm edges BK1, BK2 can be "independent" of one another, but the diaphragm edges can also have a mirrored profile with respect to a horizontal plane of symmetry (which lies below the plane EH), ie the upper edge, mirrored around the plane of symmetry gives the lower edge.
  • the horizontal plane through the focal point of the secondary optics is in the example shown, in which a high beam and / or partial high beam is generated, above this horizontal plane of symmetry through the total light exit surface (see above).
  • the plane EH lies in the symmetry plane of the primary optics.
  • the upper edge BK1 has a smaller normal distance, preferably along the entire horizontal extent, to a horizontal plane EH through the focal point FS1, FS2, FS3, FS4 of the secondary optic element S1-S4 than the lower edge BK2 (in each case with respect to FIG a defined point along the horizontal plane).
  • the horizontal plane lies through the focal point of the secondary optics above this plane of symmetry, which is why the different distances of the two diaphragm edges to the horizontal plane result from the focal point of the secondary optics.
  • the light image is correspondingly less cropped in the lower area than in the upper area (the lower area results from projection of the upper area of the light exit area by means of the secondary optics and vice versa).
  • the upper and lower edges can have an arbitrary, in particular arbitrarily different shape with respect to the specific course, ie any symmetries between the upper and lower edges are not absolutely necessary.
  • the secondary optics of the LED light source modules Ml, M2, M3, M4; Ml ', ⁇ 2', M3 ', M4' and the arrangement of the light exit surfaces GLF of the primary optics PG are coordinated such that the light segments from the individual LED light source modules Ml, M2, M3, M4; Ml ', ⁇ 2', ⁇ 3 ', M4' are shown offset in the horizontal direction to each other.
  • the individual LED light sources can be controlled separately.
  • the LED light source modules Ml - M4; Ml - M4 'of a headlamp are each arranged in a horizontal row, so that the individual segments of the primary optics lie next to one another and are overlapped to form the desired light distribution in front of the vehicle.
  • the foci FS1 - FS4, FS1 '- FS4' of the secondary optics elements of the LED light source modules lie in a common vertical plane, which is spanned by the total light exit surfaces GLF of the primary optics PG of the LED light source modules, and in a common horizontal plane EH ,
  • the foci FS1 - FS4, FS1 '- FS4' of the secondary optics of the individual LED light source modules are laterally, i. arranged offset in the horizontal direction to each other.
  • the foci FS1 - FS4, FS1 '- FS4' of the secondary elements each lie in a lateral edge region RBl of the total light exit surface GLF of the respectively associated primary optics PG, wherein in a first outer LED light source module Ml, Ml '( the vehicle interior module) the focal point FS1, FS1 'is closest to the edge of the total light exit surface GLF, and with progression in tion of the opposite outer LED light source module M4, M4 '(vehicle exterior) of the headlight, the focal point FS2 - FS4, FS2' - FS4 'moves away from the edge.
  • the focal points therefore move away from the one edge, but only to the extent that they still remain in the "edge region" RB1, ie the two outer focal points (FIG. 3: FS1, FS4 or FS1 ', FS4') are approximately equal in the range of the width of a segment, ie the width of the light exit surface of a primary optic element apart.
  • the displacement of the individual focal points with respect to the edge depends on the width of the segments (width of the light exit surfaces of the primary optic elements) and is chosen such that a desired homogeneity and resolution of the light distribution results.
  • the distance from the focal point FS1 to FS3 is the same as the width of the light exit surface of the attachment optics.
  • module M1 and module M3 provide full light distribution (i.e., module M3 illuminates into the gaps of module M1).
  • the foci of FS2 and FS4 also have the same distance to each other and also give a full light distribution.
  • the distance between FSl and FS2 or FS3 and FS4 is not a whole, but only half a segment width.
  • the diaphragm or the diaphragm edges are fixedly arranged with respect to the focal point of the secondary optics, i. in a specific embodiment, the aperture can be fixed to the projection lens (secondary optics).
  • FIG. 6 shows an exemplary, schematic light distribution generated with a single LED light source module without a diaphragm arrangement according to the invention. As you can see, the light image is increasingly distorted with increasing distance from the vertical 0 ° line.
  • FIG. 7 shows an exemplary, schematic light distribution of a module as used in FIG. 6, but now with the interposition of an aperture arrangement according to the invention. As can be clearly seen in the figure, here the light image no longer has any appreciable distortions.
  • Figure 8 shows again - analogous to Figure 1 - a vehicle headlight with four LED light source modules Ml - M4 in a row.
  • the diaphragm arrangement BAO here comprises - see also in detail also FIG. 9 - two optically effective diaphragm edges BK1, BK2, which are formed in a single diaphragm BLE.
  • the diaphragm edges BK1, BK2 or the projections of the two diaphragm edges BK1, BK2 consist of a vertical plane comprising a plurality of rectilinear sections All, A12, A13, A14, A15, A16, A21, A22, A23, A24, A25, A26.
  • the transition between two rectilinear sections is discontinuous, e.g. as shown in the form of an edge.
  • Figures 11 and 12 show the module of Figure 8 further still in a view from the side or obliquely from behind.
  • FIGS. 13 and 14 also show an LED light source module with a diaphragm arrangement BAO as in FIG. 8, with the difference that the diaphragm arrangement BAO is formed integrally with a holder HAL for the primary optics PG.
  • the diaphragm edges BK1, BK2 are formed in the holder HAL for the primary optics PG.
  • the holder HAL basically consists - not only if the panel edges are formed on it - of a non-translucent material, otherwise light could also propagate in the holder, whereby the optical function would be impaired - even to non-functioning.
  • the holder attaches the primary optics PG to the LED-Print PRI.
  • the diaphragm is planar or that the diaphragm edges BK1, BK2 in a vertical plane, which runs parallel to the total light exit surface PG of the Primärroptikiatas , lie.
  • the aperture is flat and is normal to the light exit direction in the beam path.
  • FIG. 15 shows a further variant in a view from above, in which the diaphragm BLE (and thus the one or both diaphragm edges) is curved in the horizontal direction, the curvature preferably corresponding substantially to the field curvature of the secondary optical element or following this field curvature ,
  • the diaphragm BLE is curved away from the light exit surface of the primary optic element.
  • the curvature of the at least one diaphragm edge (in a horizontal plane) follows the field curvature of the secondary optics.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein LED-Lichtquellenmodul (M1 - M4, M1' - M4') für einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer (SW1, SWr), insbesondere für einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer (SW1, SWr) zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung, wobei das LED-Lichtquellenmodul (M1 - M4, M1' - M4') zumindest eine LED-Lichtquelle (LEQ) aufweist, wobei die zumindest eine LED-Lichtquelle (LEQ) aus zumindest einer Leuchtdiode (LED1, LED2) besteht, und wobei die zumindest eine Leuchtdiode (LED1, LED2) der zumindest einen LED-Lichtquelle (LEQ) Licht in ein zugeordnetes Primäroptikelement (P1 - P4) einkoppelt, wobei das eingekoppelte Licht zumindest teilweise aus einer Lichtaustrittsfläche (L1- L4) des Primäroptikelementes (P1 - P4) wieder austritt, und wobei das LED-Lichtquellen- Modul (M1- M4, M1' - M4') eine Sekundäroptik (S1, S2, S3, S4) aufweist, welche das von der zumindest einen Lichtaustrittsfläche (L1 - L4) des zumindest einen Primäroptikelemente (P1 - P4) austretende Licht - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers (SW) - als Lichtbild in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet, und wobei erfindungsgemäß zwischen der zumindest einen Lichtaustrittsfläche (L1 - L4) des zumindest einen Primäroptikelementes (P1 - P4) und der Sekundäroptik (S1 - S4) eine Blendenanordnung (BAO) vorgesehen ist, welche Blendenanordnung (BAO) zumindest eine optisch wirksame Blendenkante (BK1, BK2) aufweist, welche derart angeordnet ist und/ oder derart verläuft, dass in einem oberen und/ oder unteren Bereich des Lichtbildes auftretende, unerwünschte Verzerrungen zumindest teilweise im Lichtbild ausgeblendet werden.

Description

LED-LICHTQUELLENMODUL FÜR EINEN LED-KRAFTFAHRZEUG SCHEINWERFER
Die Erfindung betrifft ein LED-Lichtquellenmodul für einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung, wobei das LED-Lichtquellenmodul zumindest eine LED- Lichtquelle aufweist, wobei die zumindest eine LED-Lichtquelle aus zumindest einer Leuchtdiode besteht, und wobei die zumindest eine Leuchtdiode der zumindest einen LED- Lichtquelle Licht in ein zugeordnetes Primäroptikelement einkoppelt, wobei das eingekoppelte Licht zumindest teilweise aus einer Lichtaustrittsfläche des Primäroptikelementes wieder austritt, und wobei das LED-Lichtquellen-Modul eine Sekundäroptik aufweist, welche das von der zumindest einen Lichtaustrittsfläche des zumindest einen Primäroptikelemente austretende Licht - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers- als Lichtbild in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet.
Die Erfindung betrifft weiters einen Scheinwerfer mit einem solchen LED-Lichtquellenmodul sowie ein entsprechendes Scheinwerfersystem.
Im Kraftfahrzeugbau werden immer häufiger Leuchtdioden zur Realisierung von Haupt- scheinwerferfunktionen verwendet, wie z.B. zur Erzeugung von Abblendlicht und/ oder Fernlicht aber auch von weiteren Lichtfunktionen, wie etwa Autobahnlicht, Schlechtwetterlicht und Tagfahrlicht.
Weiters eignen sich Scheinwerfer LED-Lichtquellen auch besonders gut für spezielle Anwendungen, etwa zur Objektbeleuchtung, wo nur bestimmte LED-Lichtquellen sichtbar sind bzw. Licht emittieren, während die restlichen LED-Lichtquellen kein Licht emittieren. Bei der Objektbeleuchtung werden beispielsweise Objekte am Straßenrand, etwa Fußgänger, aber auch Verkehrsschilder, mit Licht, z.B. mit Infrarotlicht, angestrahlt, und diese Objekte können dann mit einer Infrarotkamera aufgenommen werden. Natürlich kann auch sichtbares Licht, etwa für die Verkehrszeichenbeleuchtung verwendet werden.
Umgekehrt kann es natürlich auch möglich sein, aus einer Lichtverteilung, etwa einer Fernlichtverteilung bei Auftreten von Gegenverkehr genau jene Bereiche der Lichtverteilung, welche zu einer Blendung des Gegenverkehrs führen würden, auszublenden, sodass keine Blendung auftritt. Obige Aufgaben können durch selektives Aktivieren bzw. im letzteren Fall durch selektives Deaktivieren bestimmter LED-Lichtquellen realisiert werden.
Zur Auswahl bestimmter LED-Lichtquellen gibt es derzeit elektronische Lösungen, bei welchen nur bestimmte LED-Lichtquellen aktiviert bzw. deaktiviert werden, sodass nur die gewünschten LED-Lichtquellen Licht auf die Strasse emittieren. Diese Lösung bietet eine hohe Flexibilität, da im Grunde beliebige LED-Lichtquellen aktiviert werden.
Andere Lösungen zeigen Blenden, welche zur Lichtabschattung bestimmter LED- Lichtquellen in eine entsprechende Position gebracht werden können.
Aus der österreichischen Anmeldung AT 508604 der Anmelderin ist ein Scheinwerfer mit eingangs erwähnten LED-Lichtquellenmodulen bekannt, mit welchem eine dynamische Lichtverteilung erzeugt werden kann, welche an unterschiedliche Verkehrssituationen etc. im Fahrbetrieb angepasst werden kann.
Insbesondere kann ein solcher Scheinwerfer mit herkömmlich erhältlichen LED-Lichtquellen realisiert werden.
Mit einem solchen Scheinwerfer können mit statischer Lichttechnik einzelne Lichtfunktionen, wie Abblendlicht, Fernlicht, Kurvenlicht etc. ohne bewegliche Teile realisiert werden, indem die leuchtende Fläche in getrennt schaltbare Segmente aufgeteilt ist. Das von den LEDs stammende Licht wird über die einzelnen Primäroptikelemente, welche die einzelnen Segmente der Lichtaustrittsflächen bilden, und die zugehörigen Sekundäroptiken als segmentierte Lichtverteilung auf die Fahrbahn projiziert.
Mit zunehmendem Abstand zwischen den leuchtenden Segmenten der Primäroptiken von der optischen Achse der zugeordneten Sekundäroptik wird allerdings der Verzeichnungsfehler der Sekundäroptiken (Projektionslinse) zum Problem, sodass es in einem äußeren Bereich des Lichtbildes, welches von dem oder den am weitesten von der optischen Achse entfernten Segment(en) der Primäroptikelemente gebildet wird, zu einer Verzerrung des Lichtbildes kommt, insbesondere zu einer kissenförmigen Verzeichnung, wobei diese in erster Linie oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegt. Eine optische Korrektur der Sekundäroptiken ist technisch realisierbar, aber wirtschaftlich nicht sinnvoll.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannte Problematik auf wirtschaftlich sinnvolle Art und Weise zu.
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten LED-Lichtquellenmodul dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß zwischen der zumindest einen Lichtaustrittsfläche des zumindest einen Primäroptikelementes und der Sekundäroptik eine Blendenanordnung vorgesehen ist, welche Blendenanordnung zumindest eine optisch wirksame Blendenkante aufweist, welche derart angeordnet ist und/ oder derart verläuft, dass in einem oberen und/ oder unteren Bereich des Lichtbildes auftretende, unerwünschte Verzerrungen zumindest teilweise im Lichtbild ausgeblendet werden.
Durch die Verwendung einer Blendenanordnung können auf einfache und kostengünstige Art und Weise Verzerrungen, die ohnehin am Rand des Lichtbildes auftreten, ausgeblendet werden, ohne das restliche Lichtbild nachteilig zu beeinflussen.
Die eingangs erwähnte Problematik tritt insbesondere dann, wie oben schon besprochen, auf, wenn das LED-Lichtquellenmodul zwei oder mehrere LED-Lichtquellen aufweist, wobei eine LED-Lichtquelle jeweils aus zumindest einer Leuchtdiode besteht, und wobei die Leuchtdioden jeder LED-Lichtquelle Licht in ein jeweils der Lichtquelle zugeordnetes Primäroptikelement einkoppeln, wobei das eingekoppelte Licht zumindest teilweise aus der Lichtaustrittsfläche des zugeordneten Primäroptikelementes wieder austritt, und wobei die Sekundäroptik die von den Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente erzeugten Lichtsegmente - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers - in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet.
Durch die Verwendung einer Blendenanordnung können insbesondere bei einer solchen Anordnung die auftretenden Probleme optimal beseitigt werden.
Alle einer Sekundäroptik zugeordneten Primäroptikelemente bilden die sogenannte„Primäroptik", die Primäroptikelemente sind vorzugsweise miteinander verbunden, und in der Regel sogar einteilig ausgebildet. Diese Primäroptik weist eine Gesamtlichtaustrittsfläche, gebildet von den einzelnen Lichtaustrittssegmenten der Primäroptikelemente auf.
Bei einer konkreten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtlichtaustrittsflä- che gebildet aus der oder den Lichtflächen des einen oder der mehreren Primäroptikelemente eine definierte Höhen- und Breitenausdehnung, beispielsweise in Form eines Rechteckes, aufweist, und wobei der Brennpunkt des Sekundäroptikelementes in einem seitlichen Randbereich der Gesamtlichtaustrittsfläche liegt, und wobei die zumindest eine Kante einen Verlauf/ eine Kontur aufweist, bei welchem die Kante zu dem Brennpunkt einen größeren Normalabstand aufweist als zu einer Horizontalebene durch den Brennpunkt des Sekundär- optikelementes in dem dem Brennpunkt gegenüberliegenden Randbereich der Gesamtlichtaustrittsfläche.
In dem vom Brennpunkt weiter entfernten Rand hat die Blendenkante also einen geringeren (Normal-) Abstand als im Bereich des Brennpunktes (der ja im anderen Randbereich liegt); für unterschiedliche Module kann der Brennpunkt an unterschiedlichen Stellen, aber immer in einem Randbereich, liegen.
Der Brennpunkt der Sekundäroptik liegt dabei in der Ebene der Lichtaustrittsflächen der Primär optikelementes bzw. der Primär optik, dort, wo die optische Achse der Sekundär optik die Ebene„durchstößt".
Es ist zweckmäßig, wenn der Normalabstand der Blendenkante zu dem Brennpunkt des Sekundäroptikelementes den größten Abstand der Blendenkante zu der Horizontalebene darstellt, und dass zu dem von dem Brennpunkt weiter entfernten Randbereich hin der Normalabstand zu der Horizontalebene hin abnimmt.
Die oben beschriebenen Maßnahmen sorgen dafür, dass in den Bereichen, aus welchen die Verzerrungen stammen, dass Licht entsprechend abgeschottet wird, während Licht aus den Bereichen mit geringer oder gar keiner Verzerrung im Lichtbild wenig oder gar nicht abgeschottet wird.
Insbesondere ist es vor Vorteil, wenn der Normalabstand der Blendenkante zu dem Brennpunkt des Sekundäroptikelementes den größten Abstand der Blendenkante zu der Horizon- talebene darstellt, und dass vorzugsweise über den den Brennpunkt aufweisenden Randbereich hinaus der Normalabstand zu der Horizontalebene gleich bleibt wie der Normalabstand der Blendenkante zu dem Brennpunkt.
Um Verzerrungen im Lichtbild sowohl oberhalb aus auch unterhalb der Hell-Dunkelgrenze abschotten zu können, ist weiters mit Vorteil vorgesehen, dass die Blendenanordnung zwei optisch wirksame Blendenkanten, eine obere Blendenkante und eine untere Blendenkante, aufweist, wobei die obere Blendenkante oberhalb einer Horizontalebenen durch die optische Achse der Sekundäroptik verläuft, und die untere Kante unterhalb dieser Ebene.
Die Blendenanordnung besteht aus einer Blende oder zwei Blenden, welche die zumindest eine optisch wirksame Blendenkante aufweist bzw. aufweisen, wobei vorzugsweise aber nur ein Blendenteil, also genau eine Blende, mit einer oder zwei Blendenkanten, vorgesehen ist.
Eine kompakte und stabile Anordnung ergibt sich, wenn die Blendenanordnung, z.B. die eine oder die beiden Blenden, mit einem Halter für die Primäroptik einstückig ausgebildet oder an diesem Halter befestigt ist.
Weiters kann auch vorgesehen sein, dass die Blendenanordnung, z.B. die eine oder die beiden Blenden, aus einem zumindest teilweise im optischen Bereich transparenten Material gebildet ist, wobei beispielsweise die Blendenanordnung bzw. die zumindest eine Blende mit dem halbtransparenten Material beschichtet ist.
Die Blendenanordnung bzw. die zumindest eine Blenden ist in diesem Fall nicht vollständig, d.h. nicht zu 100% Licht abschottend ausgebildet, sondern lässt einen Teil des Lichtes passieren. Auf diese Weise können weichere Ausläufe in der Lichtverteilung, in erster Linie an der Hell-Dunkel-Grenze, realisiert werden.
Beispielsweise wird dazu eine aus einem transparenten Material gebildete Blenden auf der Oberfläche mit z.B. Metall beschichtet. Je nach Dicke der Schicht scheint ist diese mehr oder weniger durchscheinend, also teilweise lichtdurchlässig. Diese Beschichtung kann beispielsweise so gestaltet sein, dass im Bereich der Blendenkante diese vollkommen lichtdurchlässig ist, mit zunehmender Entfernung von der Blendenkante wird diese immer weniger lichtdurchlässig. Bei einer einfach zu realisieren Ausführungsform, die wenig Platz benötigt und optisch sehr gute Ergebnisse liefert, ist vorgesehen, dass die zumindest eine Blende eben ausgebildet ist bzw. dass die zumindest eine Blendenkante in einer Vertikalebene, welche vorzugsweise parallel zu der Gesamtlichtaustrittsfläche der Primäroptikelemente verläuft, liegt.
Die zumindest eine Blende ist eben ausgebildet und steht normal auf die Lichtaustrittsrichtung im Strahlengang.
Optisch noch etwas bessere Ergebnisse können zumeist erzielt werden, wenn die zumindest eine Blende bzw. die zumindest eine Blendenkante in horizontaler Richtung gekrümmt ausgebildet ist, wobei die Krümmung vorzugsweise im Wesentlichen der Bildfeldwölbung des Sekundäroptikelementes entspricht bzw. dieser Bildfeldwölbung folgt.
Die Krümmung der zumindest einen Blendenkante (in einer horizontalen Ebene) folgt der Bildfeldwölbung der Sekundäroptik, bzw. die Blende (zumindest eine Blendenkante) ist von der Lichtaustrittsfläche des Primäroptikelementes weggekrümmt.
Allerdings ist diese Variante aufwändiger in der Fertigung und benötigt mehr Bauraum.
Außerdem ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Blendenkante bzw. die Projektion der zumindest einen Blendenkante in eine Vertikalebene einen gekrümmten Verlauf aufweist.
Eine Blendenkante besteht also in einer Projektion in die Vertikalebene aus einer oder mehreren gekrümmten Kurvenabschnitten.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Blendenkante bzw. die Projektion der zumindest einen Blendenkante in eine Vertikalebene aus einem oder mehreren geradlinigen Abschnitten) besteht.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Übergang zwischen zwei geradlinigen Abschnitten oder zwischen zwei gekrümmten Kurvenabschnitten unstetig, z.B. in Form einer Kante erfolgt.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Blendenkante bzw. die Projektion der zumindest einen Blendenkante einen stetigen oder einen unstetigen Verlauf aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass üblicherweise optimale Ergebnisse erhalten werden, wenn man die Strahlenblende in einem geringen Abstand vor der Primäroptik platziert, z.B. bei einer konkreten Variante zwischen ca. 10mm bis 20 mm von der Primäroptik entfernt. Wenn es bauraumbedingt notwendig ist, die Strahlenblende direkt auf der Primäroptik (d.h. auf deren Lichtaustrittsfläche) anzuordnen, treten in der Lichtverteilung störende Zacken auf. Mit einer unstetigen,„zackigen" der Blendenkante(n) können diese Zacken im Lichtbild minimiert werden.
Weiters ist vorgesehen, dass, wenn genau zwei Blendenkanten vorhanden sind, die obere Kante einen geringeren Normalabstand, vorzugsweise entlang der gesamten Horizontalerstreckung, zu einer Horizontalebene durch den Brennpunkt des Sekundäroptikelementes aufweist als die untere Kante.
Auf diese Weise lässt sich in optimaler Weise beispielsweise ein Fernlicht oder ein Teilfernlicht erzeugen. Die Lage der Ebene EH hängt grundsätzlich davon ab, welche Lichtverteilung erzeugt werden soll, die Erfindung ist also nicht darauf eingeschränkt, dass die Ebene EH oberhalb der Symmetrieebene liegt.
Üblicherweise ist die Lichtaustrittsfläche einer Primäroptik in vertikaler und horizontaler Richtung symmetrisch ausgebildet. Die obere und die untere Blendenkante weisen zu einer diese Lichtaustrittsfläche halbierenden Horizontalebene in etwa gleichen Abstand auf (an derselben Position entlang der Ebene in Horizontalrichtung), bei manchen Varianten sind obere und untere Kante zueinander sogar um diese Ebene gespiegelt, weisen also identische Abstände auf.
Zur Erzeugung eines gewünschten Lichtbildes liegt die Horizontalebene durch den Brennpunkt der Sekundäroptik oberhalb dieser Symmetrieebene, weshalb sich die unterschiedlichen Abstände der beiden Blendenkanten zu der Horizontalebene durch den Brennpunkt der Sekundäroptik ergeben.
Das Lichtbild wird im unteren Bereich entsprechend weniger beschnitten als im oberen Bereich (der untere Bereich ergibt sich durch Projektion des oberen Bereiches der Lichtaustrittsfläche mittels der Sekundär optik und umgekehrt). Grundsätzlich gilt, dass die obere und die untere Kante bezüglich des konkreten Verlaufes eine beliebige, insbesondere beliebig voneinander abweichende Gestalt aufweisen können, d.h. allfällige Symmetrien zwischen oberer und unterer Kante sind nicht unbedingt notwendig.
Es kann aber von Vorteil sein, wenn bei genau zwei Blendenkanten vorgesehen ist, dass die obere Kante und die untere Kante einen bezüglich einer horizontalen Symmetrieebene gespiegelten Verlauf aufweisen.
D.h. die obere Kante, gespiegelt um die Symmetrieebene, ergibt die untere Kante.
Die Horizontalebene durch den Brennpunkt der Sekundäroptik liegt oberhalb dieser horizontalen Symmetrieebene durch die Gesamtlichtaustrittsfläche verläuft (siehe oben).
Aufgrund der Segmentierung der Gesamtlichtaustrittsfläche kommt es in der Lichtverteilung insbesondere im Vorfeldbereich zu Inhomogenitäten, wie z.B. Ausfransungen, zu Streifenbildungen, oder Flecken, welche sich in der Projektion auf den Boden/ die Fahrbahn störend auswirken. Um diese zu vermeiden bzw. diese Effekte zu verringern, kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente eines LED- Lichtquellenmoduls mittels eines lichtdurchlässigen Materials miteinander verbunden sind, derart dass in die Primäroptikelemente eingekoppeltes Licht in das lichtdurchlässige Material eintreten und über eine Lichtaustrittsfläche des lichtdurchlässigen Materials aus diesem wieder austreten kann.
Durch die Verbindung der einzelnen Primäroptikelemente, deren Lichtaustrittsflächen ja die Segmente im Lichtbild erzeugen, mit einem lichtdurchlässigen Material, wird erreicht, dass sich die Inhomogenitäten im Lichtbild in Folge der Streifenbildung ineinander verwaschen, sodass die störenden Effekte im Lichtbild vermindert oder vollständig eliminiert werden.
Bei einer konkreten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente in einer gemeinsamen Fläche liegen, und dass die Lichtaustrittsfläche des lichtdurchlässigen Materials ebenfalls in der gemeinsamen Fläche der Lichtaustrittsflä- chen der Primäroptikelemente liegt. Diese gemeinsame Fläche ist entweder als Ebene ausgebildet oder gekrümmt entsprechend der Bildfeldwölbung der Sekundäroptiken.
Ein Teil des in ein Primäroptikelement eintretenden Lichtes wird nun nicht mehr über die Lichtaustrittsfläche des Primäroptikelementes selbst emittiert sondern tritt in das lichtdurchlässige Material ein und über dessen Lichtaustrittsfläche aus. Dadurch vermischt sich ein Teil des Lichtes, welches in die Primäroptikelemente eintritt, und reduziert oder eliminiert die Inhomogenitäten im Lichtbild. Das aus dem lichtdurchlässigen Material austretende Licht trägt somit zur Lichtverteilung bei.
Als besonders günstig, um die Inhomogenitäten zu reduzieren/ zu eliminieren, hat es sich herausgestellt, wenn die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente in einem oberen und/ oder unteren Bereich miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise sind dabei die Primäroptikelemente auf jeden Fall im oberen Bereich miteinander verbunden. Die Begriffe„oben" und„unten" beziehen sich dabei auf den im Fahrzeug eingebauten Zustand des Moduls/ Scheinwerfers.
Dieser obere Bereich wird über die Sekundäroptik im Lichtbild unterhalb der Hell-Dunkel- Grenze abgebildet, wo die unerwünschte Inhomogenitäten in erster Linie bzw. am stärksten auftreten.
Die Verbindung im unteren Bereich ist in optischer Hinsicht von geringerer Bedeutung und hat vor allem in mechanischer Hinsicht Vorteile, um die Stabilität des gesamten Elementes, gebildet aus den einzelnen Primäroptikelementen, zu erhöhen.
Bei einer konkreten Variante eines LED-Lichtquellenmoduls ist vorgesehen, dass zumindest ein im Wesentlichen horizontal verlaufender Verbindungssteg, welcher aus dem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, vorgesehen ist, welcher die Primäroptikelemente im oberen und/ oder unteren Bereich ihrer Lichtaustrittsflächen miteinander verbindet.
Insbesondere sind genau zwei im Wesentlichen horizontal verlaufende Verbindungsstege, welche aus dem lichtdurchlässigen Material gebildet sind, vorgesehen, welche die Primäroptikelemente im oberen und unteren Bereich ihrer Lichtaustrittsflächen miteinander verbin- den, wobei der obere Steg einerseits in optischer Hinsicht als auch in mechanischer Hinsicht von Bedeutung ist, während der untere Steg hauptsächlich in mechanischer Hinsicht von Bedeutung ist.
Vorzugsweise ist der zumindest eine Verbindungssteg einstückig mit den Lichtaustrittsflä- chen der Primäroptikelemente bzw. mit den Primäroptikelementen ausgebildet, d.h. die einzelnen Primäroptikelemente und der oder die Verbindungsstege bilden ein einziges Element, die sogenannte Primäroptik.
Unabhängig davon, dass ob die Stege und Primäroptikelemente miteinander einstückig verbunden sind oder nicht ist es von Vorteil, wenn die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente und jene des zumindest einen Verbindungssteges eine gemeinsame Lichtaustrittsfläche bilden, d.h. dass sie in einer gemeinsamen Ebene liegen und vorzugsweise auch ohne Unterbrechung, d.h. ohne einen Spalt etc., miteinander verbunden sind.
Um optimale optische Effekte zur erreichen, ist vorgesehen, dass sich der zumindest eine Verbindungssteg in vertikaler Richtung nach oben/ unten jeweils über eine gewisse, definierte Höhe über die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente hinaus erstreckt.
In obigem Sinne ist es auch, wenn sich der zumindest eine Verbindungssteg in horizontaler Richtung, seitlich über eine gewisse Länge über die Lichtaustrittsflächen der Primäroptiken hinaus erstreckt.
Weiters ist es zweckmäßig, wenn sich der zumindest eine Verbindungssteg in horizontaler Richtung nach hinten in Richtung der Lichtquellen erstreckt und über eine gewisse Erstre- ckung mit den Primäroptiken verbunden ist.
Die Auslegung des oder der Verbindungsstege, insbesondere die Erstreckung des/ der Verbindungsstege(s) nach hinten hat einerseits Auswirkungen auf die Homogenität des Lichtbildes, welche andererseits mit einer Reduzierung des Maximums in der Lichtverteilung eingeht, d.h., je homogener das Lichtbild gewählt wird, umso stärker wird das Maximum reduziert. Je nach gewünschten Effekten ist daher vorgesehen, dass die Erstreckung des zumindest einen Verbindungssteges nach unten/ oben und/ oder die Hinauserstreckung des zumindest einen Verbindungssteges seitlich über die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente hinaus und/ oder die Erstreckung des zumindest einen Verbindungssteges in horizontaler Richtung nach hinten, insbesondere die Erstreckung, über welche der zumindest eine Verbindungssteg mit den Primär optikelementen verbunden ist, derart gewählt ist/ sind, dass sich der gewünschte Grad bezüglich der Homogenität des Lichtbildes und der gewünschte Grad der Reduzierung des Maximums in der Lichtverteilung ergeben.
In einem Scheinwerfer kommen, wie weiter unten beschrieben, mehrere LED- Lichtquellenmodule zum Einsatz. Grundsätzlich ist dabei vorgesehen, dass diese, so weit es möglich ist, einen identischen Aufbau aufweisen, insbesondere auch, dass sie identische Primäroptikelemente bzw. Primäroptiken (= Primäroptikelemente verbunden mit einem oder zwei Stegen) aufweisen. Prinzipiell kann aber aus optischen Gründen auch vorgesehen sein, dass sich die Module, insbesondere die Primäroptiken, und hier insbesondere die Ausgestaltung des zumindest einen Verbindungsstege, voneinander unterscheiden, damit eine optimale Anpassung des gewünschten Lichtbildes erfolgen kann.
Licht von den LEDs pflanzt sich in den Primäroptikelementen in Folge von Totalreflexion fort. Damit eine ausreichende Menge an Licht in die lichtdurchlässigen Bereiche, d.h. in den oder die Verbindungsstege eintreten kann, ist es wie oben beschrieben daher günstig, wenn diese über eine gewisse Erstreckung mit den Primäroptiken verbunden - im Sinne von einander kontaktieren, vorzugsweise miteinander verbunden sein, insbesondere einstückig - sind.
Optisch günstig kann es auch sein, wenn der zumindest eine, insbesondere der obere Verbindungssteg in Richtung der Lichteinkoppelstellen der Primäroptikelemente sich, beispielsweise keilförmig, verjüngend ausgebildet ist.
Diese Ausgestaltung bringt deutliche Verbesserungen in optischer Hinsicht im Vergleich mit einer quaderförmigen, also sich nicht verjüngenden Ausgestaltung des Verbindungssteges. Dies gilt insbesondere, je weiter sich der Verbindungssteg nach hinten erstreckt. Außerdem kann durch die Keilform Material gespart werden, was zu einer Kostenreduktion führt. Insbesondere kann es günstig sein, wenn sich die Primäroptikelemente von ihren Lichteinkoppelstellen zu den Lichtaustrittsflächen hin aufweiten, wobei sich nach unten hin verlaufend die Primäroptikelemente stärker aufweiten als nach oben hin.
Die Primäroptikelemente weisen z.B. eine keilförmige Gestalt auf, wobei das Element nach unten hin stärker aufgeht.
Grundsätzlich sind relativ beliebige Formen für die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente verwendbar. Als günstig hat es sich herausgestellt, wenn die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente rechteckförmig ausgebildet sind. Entsprechende Primäroptiken sind einfach herzustellen und weisen hinsichtlich der Überlagerung der von den Primäroptiken über die Sekundäroptiken erzeugten Segmente der Lichtverteilung gute optische Eigenschaften auf. Mit solchen Lichtaustrittsflächen kann außerdem über die gesamte Höhe der Lichtverteilung in horizontaler Richtung eine homogene Lichtverteilung ohne Lücken im Lichtbild erzeugt werden
Für die meisten Anwendungen ausreichend ist es, wenn alle Lichtaustrittsflächen eine idente Gestalt aufweisen. Dies hat den Vorteil einer einfach Berechnung und Herstellung des Scheinwerfers und reduziert die Kosten des Scheinwerfers deutlich.
Allerdings kann auch vorgesehen sein, dass Lichtaustrittsflächen unterschiedlicher Gestalt, z.B. mit unterschiedlichen Breiten (horizontale Ausdehnung) verwendet werden. Beispielsweise können gewisse Bereiche der Lichtverteilung mit schmaleren Lichtaustrittsflächen erzeugt werden, wodurch sich dort eine feinere Segmentierung des Lichtbildes ergibt und kleinere bzw. schmälere Bereiche ausgeblendet werden können.
Weiters ist es günstig, wenn die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente parallel zueinander und mit identischer Ausrichtung angeordnet sind.
Durch die parallele und identische Ausrichtung kann auf einfache Weise auch in vertikaler Richtung und auf einfache Weise ein gesetzeskonformes Lichtbild erzeugt werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente eines LED-Lichtquellen-Moduls in horizontalem Abstand nebeneinander angeordnet sind. Einerseits lässt sich eine solche Anordnung in der Praxis ohne besondere Schwierigkeiten realisieren, andererseits bilden so die Lichtaustrittsflächen über die Sekundäroptik scharf begrenzte Segmente im Lichtbild ab, deren Überlagerung dann das gesamte Lichtbild ergibt. Durch Abschalten von einer oder mehreren LED-Lichtquellen lassen sich bei einer solchen Anordnung definierte Bereiche im Lichtbild optimal ausblenden.
Wie oben schon angesprochen, ist jedem LED-Lichtquellen-Modul eine Sekundäroptik zugeordnet, welche die von den Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente erzeugten Lichtsegmente - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers - in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der LED-Lichtquellen in zwei oder mehr LED- Lichtquellen-Modulen kann eine homogene Lichtverteilung, z.B. eine Fernlichtverteilung, durch entsprechende horizontale Aneinanderreihung und/ oder Überlagerung der einzelnen Lichtsegmente erzeugt werden, aus welcher Lichtverteilung durch Abschalten einzelner oder mehrerer LED-Lichtquellen ganz spezifische Bereiche der Lichtverteilung„ausgeblendet", d.h. nicht beleuchtet werden können, etwa um eine Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden.
Beispielsweise können die einzelnen Lichtsegmente in horizontaler Richtung unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sein. Damit es zu keinen allzu abrupten Übergängen kommt oder Kanten in der Lichtverteilung zu sehen sind, können zusätzlich noch ein oder mehrere andere Lichtsegmente in solchen Bereichen aneinanderstoßender Lichtsegmente überlagert werden. Dies hat auch den Vorteil, dass wie später noch eingehend erörtert, durch Ausblenden von z.B. zwei Lichtsegmenten Bereiche aus der Lichtverteilung„ausgeblendet" bzw. nicht beleuchtet werden können, die schmäler als ein Lichtsegment sind.
Bei einer konkreten Form sind die Lichtaustrittsflächen in vertikaler Richtung stehend, mit größerer Höhe als Breite, ausgebildet sind, z.B. in Form von Rechtecken oder Ellipsen etc.
Durch diese stehende Form mit größerer Höhe und geringerer Breite wird mit einer Lichtaustrittsfläche ein schmaler Winkelbereich in horizontaler Richtung beleuchtet, in vertikaler Hinsicht kann der gesamte Bereich für diesen horizontalen Winkelbereich mit dieser einen Lichtaustrittsfläche beleuchtet werden. Von besonderem Vorteil ist es, wenn benachbarte Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente eines LED-Lichtquellen-Moduls einen Normalabstand zueinander aufweisen, welcher der Breite einer Lichtaustrittsfläche entspricht, und wenn vorzugsweise eine erste Gesamtanordnung der Lichtaustrittsflächen eine erste definierte Position in Bezug auf die optische Achse ihrer Sekundäroptik einnimmt, und wobei eine zweite/ dritte/ vierte ... n-te Gesamtanordnung in Bezug auf die optische Achse ihrer Sekundäroptik im Vergleich zu der ersten Gesamtanordnung um den halben / einfachen / zweifachen / vierfachen / ((n-1) / 2)-f achen Normalabstand zwischen zwei benachbarten Lichtaustrittsflächen eines LED-Lichtquellen- Moduls verschoben ist.
Es ergibt sich dann eine Anordnung, bei welcher - abgesehen von den horizontalen Randbereichen - durch Ausblenden von zwei Lichtquellen des gesamten Scheinwerfers ein scharfer Bereich, welcher der halben Breite einer Lichtaustrittsfläche entspricht, ausgeblendet werden kann.
Bei einer konkreten erprobten Ausführungsform der Erfindung sind bei drei oder mehr Primäroptikelementen die Abstände zwischen Lichtaustrittsflächen benachbarter Primäroptikelemente gleich und es sind vorzugsweise alle Abstände zwischen den Lichtaustrittsflä- chen benachbarter LED-Lichtquellen über den gesamten Scheinwerfer identisch.
Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau mit identischen Modulen, mit dem eine homogene Lichtverteilung erzielt werden kann.
Ein erfindungsgemäßer LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung, umfasst zwei oder mehrere LED-Lichtquellen-Module wie oben beschrieben, wobei vorzugsweise die Sekundäroptikelemente der LED-Lichtquellen-Module und die Anordnung der Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Lichtsegmente aus den einzelnen LED-Lichtquellen-Modulen in horizontaler Richtung zueinander versetzt abgebildet sind, und wobei die einzelnen LED- Lichtquellen getrennt ansteuerbar sind.
Von besonderem Vorteil ist es bei einem solchen Scheinwerfer, wenn der Verlauf der zumindest einen Blendenkante bei allen LED-Lichtquellen-Modulen identisch ist, insbesondere dass bei zwei Blendenkanten pro LED-Lichtquellen-Modul die oberen Blendenkanten einen identischen Verlauf aufweisen und/ oder die unteren Blendenkanten einen identischen Verlauf aufweisen.
Dies bringt insbesondere in Hinblick auf eine einfache Fertigung der Blenden, den Zusammenbau der Module und die Lagerhaltung große Vorteile.
Bei einer konkreten Version ist vorgesehen, dass die jeweils zumindest eine Blendenkante in Bezug auf die Gesamtlichtaustrittsflächen in den unterschiedlichen LED-Lichtquellen-Modul unterschiedlich angeordnet sind.
Bei einer Variante ist vorgesehen, dass die LED-Lichtquellen-Module in einer horizontalen Reihe angeordnet sind.
Auf diese Weise können die einzelnen Segmente der Primäroptiken nebeneinander und sich überlappend zur Bildung der gewünschten Lichtverteilung vor dem Fahrzeug abgebildet werden.
Außerdem ist vorgesehen, dass die Brennpunkte der Sekundäroptikelemente der LED- Lichtquellen-Module in einer gemeinsamen Vertikalebene, welche von den Gesamtlichtaustrittsflächen der Primäroptiken der LED-Lichtquellen-Module aufgespannt ist, sowie in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen.
Schließlich ist noch vorgesehen, dass - in Bezug auf die jeweilige Gesamtlichtaustrittsfläche der Primäroptiken - die Brennpunkte der Sekundäroptiken der einzelnen LED-Lichtquellen- Module seitlich, d.h. in horizontaler Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Konkret ist dabei vorgesehen, dass die Brennpunkte der Sekundäroptikelemente in einem seitlichen Randbereich der Gesamtlichtaustrittsfläche der jeweils zugehörigen Primäroptik liegen, wobei in einem ersten äußeren LED-Lichtquellen-Modul der Brennpunkt dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche am nächsten liegt, und mit Fortschreiten in Richtung der zweiten äußeren LED-Lichtquellen-Moduls der Brennpunkt sich vom Rand wegbewegt.
Die Brennpunkte entfernen sich also von dem einem Rand weg, aber nur soweit, dass diese nach wie vor im„Randbereich" verbleiben. D.h. die beiden äußeren Brennpunkte liegen in etwa im Bereich der Breite eines Segmentes, d.h. der Breite der Lichtaustrittsfläche eines Primäroptikelementes auseinander.
Vorteilhafterweise ist auch noch vorgesehen, dass bei dem Fahrzeug-innern LED- Lichtquellen-Modul der Brennpunkt dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche der Primäroptik am nächste kommt, und bei dem Fahrzeug-äußeren LED-Lichtquellen-Modul der Brennpunkt am weitesten von dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche der zugehörigen Primär- optik entfernt ist.
Im Sinne eines einfachen kostengünstigen Aufbaus des Scheinwerfers ist es, wenn die einzelnen LED-Lichtquellen-Module identische Sekundäroptikelemente aufweisen.
Vorzugsweise sind alle Abstände zwischen Lichtaustrittsflächen benachbarter LED- Lichtquellen über den gesamten Scheinwerfer identisch, wodurch sich ein einfacher Aufbau mit identischen Modulen ergibt, mit dem eine grundsätzlich möglichst homogene Lichtverteilung erzielt werden kann.
An dieser Stelle sei kurz erwähnt, dass unter„homogen" nicht verstanden wird, dass über den beleuchteten Bereich das Lichtbild überall gleich hell ist, sondern, dass im Lichtbild die Übergänge zwischen Bereichen unterschiedlicher Helligkeit stetig sind und keine scharfen Übergänge auftreten. Das Gesamtlichtbild sollte nicht„fleckig" sein sondern fließend Übergänge von helleren zu dunkleren Bereichen aufweisen.
Durch die vorliegende Erfindung kann das Lichtbild noch zusätzlich deutlich verbessert werden.
Konkret ist dabei weiters vorgesehen, dass die Gesamtanordnung der Lichtaustrittsflächen eines LED-Lichtquellen-Moduls in Bezug auf die optische Achse des Sekundäroptikelementes in horizontaler Richtung eine definierte Position einnimmt, und wobei die unterschiedlichen Gesamtanordnungen der einzelnen LED-Lichtquellen-Module voneinander unterschiedliche definierte Position in horizontaler Richtung in Bezug auf die optische Achse ihres jeweils zugeordneten Sekundäroptikelementes aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsflächen aller LED-Lichtquellen-Module des Scheinwerfers jeweils auf einer Seite einer Vertikalebene durch die optische Achse der ihnen jeweils zugeordneten Sekundäroptik angeordnet sind.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass genau eine Lichtaustrittsfläche aller Lichtaustrittsflä- chen eines Scheinwerfers die optische Achse der ihr zugeordneten Sekundäroptik schneidet.
Dabei ist vorgesehen, dass eine LED-Lichtquelle zumindest zwei horizontal übereinander angeordnete Leuchtdioden umfasst, welche Leuchtdioden unabhängig voneinander ansteuerbar sind, und wobei jede der zumindest zwei Leuchtdioden über die Lichtaustrittsfläche des Primäroptikelementes als horizontale Lichtsegmente - innerhalb des vertikalen von dem Primäroptikelemente abgebildeten Lichtsegmentes - abgebildet werden.
Vorzugsweise ist jede Leuchtdiode einer LED-Lichtquelle separat ansteuerbar.
Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfersystem mit zwei Scheinwerfern wie oben beschrieben, wobei der in einem in das Fahrzeug eingebauten Zustand linke Scheinwerfer auf der Fahrbahn den linken Teil der Lichtverteilung und der rechte Scheinwerfer den rechten Teil der Lichtverteilung erzeugt, ist vorgesehen, dass vorzugsweise zumindest jede LED-Lichtquelle, vorzugsweise jede Leuchtdiode der beiden Scheinwerfer separat ansteuerbar ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der linke und der rechte Scheinwerfer in Hinblick auf die Anordnung der Brennpunkte der Sekundäroptiken in Bezug auf die zugeordneten Primäroptiken und in Hinblick auf den Verlauf der Blendenkanten einen spiegelbildlichen Aufbau aufweisen.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Scheinwerfer mit mehreren (vier) LED- Lichtquellenmodulen zur Erzeugung eines Lichtbildes,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines einzelnen LED-Lichtquellenmoduls aus Figur 1, Fig. 3 eine schematische Gegenüberstellung eines linken Scheinwerfers (unten) und eines rechten Scheinwerfers (oben) und deren spiegelbildliche Anordnung,
Fig. 4 eine Ansicht des Moduls aus Figur 2 von oben,
Fig. 5 eine perspektivische Rückansicht des Moduls aus Figur 2,
Fig. 6 eine beispielhafte Lichtverteilung eines einzelnen Moduls ohne erfindungsgemäße Blendenanordnung,
Fig. 7 eine beispielhafte Lichtverteilung eines einzelnen Moduls bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Blendenanordnung,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Scheinwerfer mit mehreren (vier) LED- Lichtquellenmodulen zur Erzeugung eines Lichtbildes,
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung eines einzelnen LED-Lichtquellenmoduls aus Figur 8,
Fig. 10 das Modul aus Figur 9 in einer Ansicht von vorne,
Fig. 11 das Modul aus Figur 9 in einer Seitenansicht,
Fig. 12 das Modul aus Figur 9 in einer perspektivischen Rückansicht,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Lichtquellenmoduls, bei welchem die Blendenanordnung mit dem Vorsatzoptikhalter (Primäroptikhalter) verbunden bzw. einstückig ausgebildet ist,
Fig. 14 das Modul aus Figur 13 in Explosionsdarstellung, und
Fig. 15 ein Lichtquellemodul mit gekrümmter Blende in einer Ansicht von oben.
Figur 1 zeigt einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer SW1 zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung, hier einen linken Scheinwerfer, mit vier in einer Reihe angeordneten LED- Lichtquellenmodul Ml - M4. Jedes LED-Lichtquellen-Modul Ml - M4 weist eine Sekundär- optik Sl, S2, S3, S4 auf, welche das von der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF einer Primäroptik PG austretende Licht - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers SW1 - als Lichtbild in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet.
Figur 2 zeigt ein solches LED-Lichtquellenmodul Ml (M2, M3, M4), ohne Sekundäroptik, in einer detaillierten Darstellung. Das LED-Lichtquellenmodul Ml umfasst mehrere LED- Lichtquellen LEQ, hier konkret vier solche LED-Lichtquellen, welche wiederum aus jeweils zumindest einer Leuchtdiode bestehen. In Figur 2 sind die einzelnen Leuchtdioden nicht erkennbar, Figur 10 beispielsweise zeigt LED-Lichtquellen LEQ mit jeweils genau zwei Leuchtdioden LED1, LED2.
Figuren 4 und 5 zeigen das LED-Lichtquellenmodul aus Figur 2 noch in einer Ansicht von oben sowie in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten.
Jede LED-Lichtquelle LEQ koppelt Licht in ein zugeordnetes Primäroptikelement PI - P4 ein, welches über die jeweilige Lichtaustrittsfläche LI - L4 des Primäroptikelementes PI - P4 wieder austritt. Diese Lichtaustrittsflächensegmente LI - L4 werden als Lichtsegmente im Lichtbild abgebildet, die Überlagerung der Segmente der einzelnen Module Ml - M4 des (linken) Scheinwerfers sowie jene des rechten Scheinwerfers ergeben dann die Gesamtlichtverteilung.
Die Lichtaustrittsfläche LI - L4 bilden die Gesamtlichtaustrittsfläche GLF, wobei bei dieser Variante der Erfindung vorteilhafterweise die Primäroptikelemente PI - P4 in einem oberen Bereich mit einem Verbindungssteg VS1 und vorzugsweise auch in einem unteren Bereich mit einem solchen Steg VS2 verbunden sind. In diese Stege VS1, VS2 kann ebenfall Licht von den LED-Lichtquellen LEQ eintreten, welches dann über die Lichtaustrittsflächen LF1, LF2 der Stege VS1, VS2 wieder austritt und zur Lichtverteilung beiträgt und diese homogenisiert.
Die Lichtaustrittsflächen LF1, LF2 der beiden Stege sind somit Bestandteil der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF, und die Primäroptikelemente PI - P4 und die beiden Stege VS1, VS2, welche vorzugsweise einstückig und aus demselben Material gebildet sind, bilden die sogenannten Primäroptik. Zwischen der (Gesamt-)Lichtaustrittsfläche GLF der Primäroptik PG und der Sekundäroptik ist nach der Erfindung eine Blendenanordnung BAO, welche bei dem gezeigten Beispiel zwei optisch wirksame Blendenkante BK1, BK2 aufweist, welche derart angeordnet sind und/ oder verlaufen, dass in einem oberen und/ oder unteren Bereich des Lichtbildes auftretende, unerwünschte Verzerrungen zumindest teilweise im Lichtbild ausgeblendet werden.
Bei der schematischen Variante nach Figur 2 sind die beiden Blendenkanten BK1, BK2 als Kanten von zwei ebenen Blenden BLEI, BLE2 ausgebildet.
Die Blendenkanten BK1, BK2 bzw. deren Projektion in eine Vertikalebene weist beispielsweise einen gekrümmten Verlauf auf. Eine Blendenkante besteht also in einer Projektion in die Vertikalebene aus einer oder mehreren gekrümmten Kurvenabschnitten.
Figur 3 zeigt schematisch ein Fahrzeugscheinwerfersystem bestehend aus einem rechten Scheinwerfer SWr, der in der Figur 3 oben dargestellt ist, sowie einem linken Scheinwerfer SW1, der unten dargestellt ist. In der Realität sind diese beiden Scheinwerfer natürlich links und rechts, vorzugsweise in den Eckbereichen der Fahrzeugfront eines Fahrzeuges angeordnet und nicht, wie dargestellt, übereinander.
Bei der gezeigten Variante weisen die Module Ml - M4 (Ml' - M4') eines Scheinwerfers nahezu identischen Aufbau auf, d.h. es werden identische Primäroptiken PG und identische Blendenanordnungen, d.h. identische Blendenkanten BK1, BK2 verwendet.
Der Unterschied zwischen den einzelnen Modulen Ml - M4 (Ml' - M4') besteht in der Lage der Blendenkanten BK1, BK2 in Bezug auf die Lichtaustrittsflächen GLF der Primäroptiken PG, wie dies im Folgenden noch näher erörtert wird.
Die Sekundäroptiken sind in der Regel grundsätzlich auch identisch, unterscheiden sich aber innerhalb eines Scheinwerfers und zwischen den Scheinwerfern durch unterschiedlichen Designbeschnitt.
Die Gesamtlichtaustrittsfläche GLF der Primäroptiken PG, gebildet aus den Lichtaustrittsflä- chen LI - L4 der Primäroptikelemente PI - P4 und den Lichtaustrittsflächen LF1, LF2 der Verbindungsstege VF1, VF2 weist eine definierte Höhen- und Breitenausdehnung, bei- spielsweise in Form eines Rechteckes, auf. Die Gesamtlichtaustrittsfläche GLF ist dann dieses Rechteck, abzüglich jener Bereiche, in welchen sich keine Lichtaustrittsfläche befindet, also insbesondere jene Bereiche zwischen den Primäroptikelementen und seitlich neben den beiden äußeren Primäroptikelementen.
Betrachtet man den linken Scheinwerfer SW1 (für den rechten Scheinwerfer SWr gelten diese Überlegungen analog), so erkennt man, dass die Brennpunkte FSl, FS2, FS3, FS4 (rechter Scheinwerfer SWr: FSl' - FS4') der (nicht dargestellten) Sekundäroptikelemente in einem seitlichen Randbereich RB1 der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF liegen. Die Kanten BK1, BK2 weisen einen Verlauf/ eine Kontur auf, bei welchem die Kanten BK1, BK2 zu dem Brennpunkt FSl, FS2, FS3, FS4 (d.h. zu einer Horizontalebene EH durch den Brennpunkt im Brennpunkt) einen größeren Normalabstand aufweisen als zu der Horizontalebene EH durch den Brennpunkt in einem dem Randbereich RB1, in welchem sich der Brennpunkt FSl, FS2, FS3, FS4 befindet, gegenüberliegenden Randbereich RB2 der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF.
In dem vom Brennpunkt weiter entfernten Randbereich RB2 hat die Blendenkante also einen geringeren (Normal-)Abstand zu dieser Horizontalebene als im Bereich RB1 des Brennpunktes. Für unterschiedliche Module Ml - M4 liegt der Brennpunkt, wie in Figur 3 ersichtlich, an unterschiedlichen Stellen, aber immer in dem Randbereich RB1.
Der Brennpunkt einer Sekundäroptik liegt dabei in der (vertikalen) Ebene der Lichtaustrittsflächen der Primäroptik, dort, wo die optische Achse der Sekundäroptik die Ebene„durchstößt".
Der Normalabstand der Blendenkante BK1, BK2 zu dem Brennpunkt FSl, FS2, FS3, FS4 des Sekundäroptikelementes Sl - S4 stellt den größten Abstand der Blendenkante BK1, BK2 zu der Horizontalebene EH dar. Zu dem von dem Brennpunkt FSl, FS2, FS3, FS4 weiter entfernten Randbereich RB2 hin nimmt der Normalabstand zu der Horizontalebene EH ab.
Die oben beschriebenen Maßnahmen sorgen dafür, dass in den Bereichen, aus welchen die Verzerrungen stammen, dass Licht entsprechend abgeschottet wird, während Licht aus den Bereichen mit geringer oder gar keiner Verzerrung im Lichtbild wenig oder gar nicht abgeschottet wird. Wie weiters zu erkennen ist, ist es von Vorteil, wenn der Normalabstand der Blendenkanten BK1, BK2 zu den Brennpunkten FS1, FS2, FS3, FS4 den größten Abstand der jeweiligen Blendenkante BK1, BK2 zu der Horizontalebene EH darstellt, und dass vorzugsweise über den den Brennpunkt FS1, FS2, FS3, FS4 aufweisenden Randbereich RB1 hinaus der Normalabstand zu der Horizontalebene EH dann gleich bleibt.
Der Verlauf der Blendenkanten BK1, BK2 kann voneinander„unabhängig" sein, die Blendenkanten eines Moduls können aber auch, wie in Figur 3 gezeigt einen bezüglich einer horizontalen Symmetrieebene (welche unterhalb der Ebene EH liegt) gespiegelten Verlauf aufweisen. D.h. die obere Kante, gespiegelt um die Symmetrieebene, ergibt die untere Kante.
Die Horizontalebene durch den Brennpunkt der Sekundäroptik liegt in dem gezeigten Beispiel, bei dem ein Fernlicht und/ oder Teilfernlicht erzeugt wird, oberhalb dieser horizontalen Symmetrieebene durch die Gesamtlichtaustrittsfläche (siehe oben).
Bei einem Scheinwerfer etwas für Abblendlicht liegt die Ebene EH in der Symmetrieebene der Primäroptiken.
Die obere Kante BK1 weist also bei dem gezeigten Beispiel einen geringeren Normalabstand, vorzugsweise entlang der gesamten Horizontalerstreckung, zu einer Horizontalebene EH durch den Brennpunkt FS1, FS2, FS3, FS4 des Sekundäroptikelementes Sl - S4 auf als die untere Kante BK2 (jeweils in Bezug auf einen definierten Punkt entlang der Horizontalebene).
Zur Erzeugung eines gewünschten Lichtbildes (Fernlicht, Teilfernlicht) liegt die Horizontalebene durch den Brennpunkt der Sekundäroptik oberhalb dieser Symmetrieebene, weshalb sich die unterschiedlichen Abstände der beiden Blendenkanten zu der Horizontalebene durch den Brennpunkt der Sekundäroptik ergeben.
Das Lichtbild wird im unteren Bereich entsprechend weniger beschnitten als im oberen Bereich (der untere Bereich ergibt sich durch Projektion des oberen Bereiches der Lichtaustrittsfläche mittels der Sekundär optik und umgekehrt). Grundsätzlich gilt, dass die obere und die untere Kante bezüglich des konkreten Verlaufes eine beliebige, insbesondere beliebig voneinander abweichende Gestalt aufweisen können, d.h. allfällige Symmetrien zwischen oberer und unterer Kante sind nicht unbedingt notwendig.
Die Sekundäroptikelemente der LED-Lichtquellen-Module Ml, M2, M3, M4; Ml', Μ2', M3', M4' und die Anordnung der Lichtaustrittsflächen GLF der Primäroptiken PG sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Lichtsegmente aus den einzelnen LED-Lichtquellen- Modulen Ml, M2, M3, M4; Ml', Μ2', Μ3', M4' in horizontaler Richtung zueinander versetzt abgebildet sind. Die einzelnen LED-Lichtquellen sind getrennt ansteuerbar.
Die LED-Lichtquellen-Module Ml - M4; Ml - M4' eines Scheinwerfers sind jeweils in einer horizontalen Reihe angeordnet, sodass die einzelnen Segmente der Primäroptiken nebeneinander liegen und sich überlappend zur Bildung der gewünschten Lichtverteilung vor dem Fahrzeug abgebildet werden.
Die Brennpunkte FS1 - FS4, FS1' - FS4' der Sekundäroptikelemente der LED-Lichtquellen- Module liegen in einer gemeinsamen Vertikalebene, welche von den Gesamtlichtaustrittsflä- chen GLF der Primäroptiken PG der LED-Lichtquellen-Module aufgespannt wird, sowie in einer gemeinsamen Horizontalebene EH.
Inn Bezug auf die jeweilige Gesamtlichtaustrittsfläche GLF der Primäroptiken PG sind die Brennpunkte FS1 - FS4, FS1' - FS4' der Sekundäroptiken der einzelnen LED-Lichtquellen- Module seitlich, d.h. in horizontaler Richtung zueinander versetzt angeordnet.
Auf diese Weise wird eine optimale Überlappung der einzelnen Segmente der einzelnen Primäroptikelemente erreicht.
Konkret ist dabei vorgesehen, dass die Brennpunkte FS1 - FS4, FS1' - FS4' der Sekundäroptikelemente jeweils in einem seitlichen Randbereich RBl der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF der jeweils zugehörigen Primäroptiken PG liegen, wobei in einem ersten äußeren LED- Lichtquellen-Modul Ml, Ml' (das Fahrzeug-innere Modul) der Brennpunkt FS1, FS1' dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF am nächsten liegt, und mit Fortschreiten in Rieh- tung des gegenüberliegenden äußeren LED-Lichtquellen-Moduls M4, M4' (Fahrzeug-äußere) des Scheinwerfers der Brennpunkt FS2 - FS4, FS2' - FS4' sich vom Rand wegbewegt.
Die Brennpunkte entfernen sich also von dem einen Rand weg, aber nur soweit, dass diese nach wie vor im„Randbereich" RB1 verbleiben. D.h. die beiden äußeren Brennpunkte (Figur 3: FSl, FS4 bzw. FSl', FS4') liegen in etwa im Bereich der Breite eines Segmentes, d.h. der Breite der Lichtaustrittsfläche eines Primäroptikelementes auseinander.
Die Verschiebung der einzelnen Brennpunkte in Bezug auf den Rand hängt von der Breite der Segmente (Breite der Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente) ab und ist derart gewählt, dass sich eine gewünschte Homogenität und Auflösung der Lichtverteilung ergibt. Beispielsweise ist bei der gezeigten Variante vorgesehen, dass der Abstand von Brennpunkt FSl zu FS3 (würden die vier Module gedanklich übereinander gelegt) genauso groß ist wie die Breite der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik. Somit ist gewährleistet, dass Modul Ml und Modul M3 eine volle Lichtverteilung ergeben (d.h. Modul M3 leuchtet in die Lücken von Modul Ml). Die Brennpunkte von FS2 und FS4 haben ebenfalls den gleichen Abstand zueinander und ergeben ebenfalls eine volle Lichtverteilung. Jedoch ist der Abstand zwischen FSl und FS2 bzw. FS3 und FS4 keine ganze, sondern nur eine halbe Segmentbreite. Durch diese Überlagerungen erhält man eine bessere Auflösung und die Homogenität des (Fern-) Lichtes wird ebenfalls besser.
Es ist also vorgesehen, dass bei dem Fahrzeug-innern LED-Lichtquellen-Modul Ml Ml' der Brennpunkt FSl, FSl' dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF der Primäroptik PG am nächsten kommt, und bei dem Fahrzeug-äußeren LED-Lichtquellen-Modul M4, M4' der Brennpunkt FS4, FS4' am weitesten von dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche GLF der zugehörigen Primäroptik PG entfernt ist.
Wie zu erkennen ist, ist die Blende bzw. sind die Blendenkanten fix in Bezug auf den Brennpunkt der Sekundäroptik angeordnet, d.h. bei einer konkreten Ausführungsform kann die Blende fix zur Projektionslinse (Sekundäroptik) positioniert werden.
Die Primäroptiken sind also zu den Projektionslinsen und Blenden horizontal seitlich verschoben. Die Projektionslinse kann also vorzugsweise mit der Blende eine bauliche Einheit bilden, beispielsweise kann die Blende auf dem Linsenhalter befestigt sein. Figur 6 zeigt eine beispielhafte, schematische Lichtverteilung erzeugt mit einem einzelnen LED-Lichtquellenmodul ohne erfindungsgemäße Blendenanordnung. Wie man erkennen kann, wird das Lichtbild mit zunehmender Entfernung von der vertikalen 0°-Linie zunehmend verzerrt.
Figur 7 zeigt eine beispielhafte, schematische Lichtverteilung eines Moduls wie in Figur 6 verwendet, allerdings jetzt unter Zwischenschaltung einer erfindungsgemäßen Blendenanordnung. Wie in der Figur gut zu erkennen ist, weist hier das Lichtbild keine nennenswerten Verzerrungen mehr auf.
Figur 8 zeigt wieder - analog zu Figur 1 - einen Fahrzeugscheinwerfer mit vier LED- Lichtquellenmodulen Ml - M4 in einer Reihe. Die Blendenanordnung BAO umfasst hier - siehe dazu im Detail auch Figur 9 - zwei optisch wirksame Blendenkanten BK1, BK2, welche in einer einzigen Blenden BLE ausgebildet sind.
Wie in Figur 10 gut zu erkennen ist, bestehen die Blendenkanten BK1, BK2 bzw. die Projektionen der beiden Blendenkante BK1, BK2 in eine Vertikalebene aus mehreren geradlinigen Abschnitten All, A12, A13, A14, A15, A16, A21, A22, A23, A24, A25, A26. Der Übergang zwischen zwei geradlinigen Abschnitten erfolgt dabei beispielsweise unstetig, z.B. wie gezeigt in Form einer Kante.
Figur 11 und 12 zeigen das Modul aus Figur 8 weiters noch in einer Ansicht von der Seite bzw. von schräg hinten.
Die Figuren 13 und 14 zeigen noch ein LED-Lichtquellenmodul mit einer Blendenanordnung BAO wie in Figur 8, mit dem Unterschied, dass die Blendenanordnung BAO einteilig mit einem Halter HAL für die Primäroptik PG ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesprochen sind die Blendenkanten BK1, BK2 in dem Halter HAL für die Primäroptik PG ausgebildet. Der Halter HAL besteht grundsätzlich - nicht nur, wenn die Blendenkanten an ihm ausgebildet sind , - aus einem nicht lichtdurchlässigen Material, andernfalls könnte sich Licht auch in dem Halter ausbreiten, wodurch die optische Funktion - bis hin zum Nichtfunktionieren - beeinträchtigt werden würde. Mit dem Halter wird die Primäroptik PG an dem LED-Print PRI befestigt. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, die wenig Platz benötigen und optisch sehr gute Ergebnisse liefern, ist jeweils vorgesehen, dass die Blende eben ausgebildet ist bzw. dass die Blendenkanten BK1, BK2 in einer Vertikalebene, welche parallel zu der Gesamt- lichtaustrittsfläche PG des Primäroptikelementes verläuft, liegen. Die Blende ist eben ausgebildet und steht normal auf die Lichtaustrittsrichtung im Strahlengang.
Figur 15 zeigt eine weitere Variante in einer Ansicht von oben, bei welcher die Blende BLE (und somit die eine oder die beiden Blendenkanten) in horizontaler Richtung gekrümmt ausgebildet ist, wobei die Krümmung vorzugsweise im Wesentlichen der Bildfeldwölbung des Sekundäroptikelementes entspricht bzw. dieser Bildfeldwölbung folgt. Die Blende BLE ist von der Lichtaustrittsfläche des Primäroptikelementes weggekrümmt.
Die Krümmung der zumindest einen Blendenkante (in einer horizontalen Ebene) folgt der Bildfeldwölbung der Sekundäroptik.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. LED-Lichtquellenmodul (Ml - M4, Ml' - M4') für einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer (SW1, SWr), insbesondere für einen LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer (SW1, SWr) zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung, wobei das LED-Lichtquellenmodul (Ml - M4, Ml' - M4') zumindest eine LED-Lichtquelle (LEQ) aufweist, wobei die zumindest eine LED-Lichtquelle (LEQ) aus zumindest einer Leuchtdiode (LED1, LED2) besteht, und wobei die zumindest eine Leuchtdiode (LED1, LED2) der zumindest einen LED-Lichtquelle (LEQ) Licht in ein zugeordnetes Primäroptikelement (PI - P4) einkoppelt, wobei das eingekoppelte Licht zumindest teilweise aus einer Lichtaustrittsfläche (LI - L4) des Primäroptikelementes (PI - P4) wieder austritt, und wobei das LED-Lichtquellen-Modul (Ml - M4, Ml' - M4') eine Sekundäroptik (Sl, S2, S3, S4) aufweist, welche das von der zumindest einen Lichtaustrittsfläche (LI - L4) des zumindest einen Primäroptikelemente (PI - P4) austretende Licht - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers (SW) - als Lichtbild in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zumindest einen Lichtaustrittsfläche (LI - L4) des zumindest einen Primäroptikelementes (PI - P4) und der Sekundäroptik (Sl - S4) eine Blendenanordnung (BAO) vorgesehen ist, welche Blendenanordnung (BAO) zumindest eine optisch wirksame Blendenkante (BK1, BK2) aufweist, welche derart angeordnet ist und/ oder derart verläuft, dass in einem oberen und/ oder unteren Bereich des Lichtbildes auftretende, unerwünschte Verzerrungen zumindest teilweise im Lichtbild ausgeblendet werden.
2. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das LED- Lichtquellenmodul (M) zwei oder mehrere LED-Lichtquellen (LEQ) aufweist, wobei eine LED-Lichtquelle (LEQ) jeweils aus zumindest einer Leuchtdiode (LED1, LED2) besteht, und wobei die Leuchtdioden (LED1, LED2) jeder LED-Lichtquelle (LEQ) Licht in ein jeweils der Lichtquelle (LEQ) zugeordnetes Primäroptikelement (PI - P4) einkoppeln, wobei das eingekoppelte Licht zumindest teilweise aus der Lichtaustrittsfläche (LI - L4) des zugeordneten Primäroptikelementes (PI - P4) wieder austritt, und wobei die Sekundäroptik (Sl - S4) die von den Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente (PI - P4) erzeugten Lichtsegmente - im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers (SW1, SWr) - in einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich abbildet.
3. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtlichtaustrittsfläche (PG) gebildet aus der oder den Lichtflächen (LI - L4) des einen oder der mehreren Primäroptikelemente (PI - P4) eine definierte Höhen- und Breitenausdehnung, beispielsweise in Form eines Rechteckes, aufweist, und wobei der Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) des Sekundäroptikelementes (Sl - S4) in einem seitlichen Randbereich der Gesamtlichtaustrittsfläche (PG) liegt, und wobei die zumindest eine Kante (BK1, BK2) einen Verlauf /eine Kontur aufweist, bei welchem die Kante (BK1, BK2) zu dem Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) einen größeren Normalabstand aufweist als zu einer Horizontalebene (EH) durch den Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) des Sekundäroptikelementes (Sl - S4) in dem dem Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) gegenüberliegenden Randbereich der Gesamtlichtaustrittsfläche (PG).
4. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Normalabstand der Blendenkante (BK1, BK2) zu dem Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) des Sekundäroptikelementes (Sl - S4) den größten Abstand der Blendenkante (BK1, BK2) zu der Horizontalebene (EH) darstellt, und dass zu dem von dem Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) weiter entfernten Randbereich hin der Normalabstand zu der Horizontalebene (EH) hin abnimmt.
5. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Normalabstand der Blendenkante (BK1, BK2) zu dem Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) des Sekundäroptikelementes (Sl - S4) den größten Abstand der Blendenkante (BK1, BK2) zu der Horizontalebene (EH) darstellt, und dass vorzugsweise über den den Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4) aufweisenden Randbereich hinaus der Normalabstand zu der Horizontalebene (EH) gleich bleibt wie der Normalabstand der Blendenkante (BK1, BK2) zu dem Brennpunkt (FS1, FS2, FS3, FS4).
6. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (BAO) zwei optisch wirksame Blendenkanten, eine obere Blendenkante (BK1) und eine untere Blendenkante (BK2), aufweist.
7. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (BAO) aus einer Blende (BLE) oder zwei Blenden (BLEI, BLE2), welche die zumindest eine optisch wirksame Blendenkante (BK1, BK2) aufweist bzw. aufweisen, besteht.
8. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (BAO), z.B. die eine oder die beiden Blenden, mit einem Halter (HAL) für die Primäroptik einstückig ausgebildet oder an diesem Halter befestigt ist.
9. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (BAO), z.B. die eine oder die beiden Blenden, aus einem zumindest teilweise im optischen Bereich transparente Material gebildet ist.
10. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung bzw. die zumindest eine Blende mit dem halbtransparenten Material beschichtet ist.
11. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Blende eben ausgebildet ist bzw. dass die zumindest eine Blendenkante (BK1, BK2) in einer Vertikalebene, welche vorzugsweise parallel zu der Gesamtlicht- austrittsfläche (PG) der Primäroptikelemente verläuft, liegt.
12. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Blende bzw. die zumindest eine Blendenkante (BK1, BK2) in horizontaler Richtung gekrümmt ausgebildet ist, wobei die Krümmung vorzugsweise im Wesentlichen der Bildfeldwölbung des Sekundäroptikelementes (Sl - S4) entspricht bzw. dieser Bildfeldwölbung folgt.
13. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Blendenkante (BK1, BK2) bzw. die Projektion der zumindest einen Blendenkante (BK1, BK2) in eine Vertikalebene einen gekrümmten Verlauf aufweist.
14. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Blendenkante (BK1, BK2) bzw. die Projektion der zumindest einen Blendenkante (BK1, BK2) in eine Vertikalebene aus einem oder mehreren geradlinigen Abschnitt(en) (All, A12, A13, A14, A15, A16, A21, A22, A23, A24, A25, A26) besteht.
15. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der
Übergang zwischen zwei geradlinigen Abschnitten oder zwischen zwei gekrümmten Kurvenabschnitten unstetig, z.B. in Form einer Kante erfolgt.
16. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Blendenkante (BK1, BK2) bzw. die Projektion der zumindest einen Blendenkante (BK1, BK2) einen stetigen oder einen unstetigen Verlauf aufweist.
17. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Blendenkanten (BK1, BK2) vorgesehen sind, wobei die obere Kante (BK1) einen geringeren Normalabstand, vorzugsweise entlang der gesamten Horizontaler Streckung, zu einer Horizontalebene (EH) durch den Brennpunkt des Sekundäroptikelementes (Sl - S4) aufweist als die untere Kante (BK2).
18. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Blendenkanten (BK1, BK2) vorgesehen sind, wobei die obere Kante (BK1) und die untere Kante (BK2) einen bezüglich einer horizontalen Symmetrieebene gespiegelten Verlauf aufweisen.
19. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente (PI - P4) eines LED- Lichtquellenmoduls (M) mittels eines lichtdurchlässigen Materials miteinander verbunden sind, derart dass in die Primäroptikelemente (PI - P4) eingekoppeltes Licht in das lichtdurchlässige Material eintreten und über eine Lichtaustrittsfläche (LFl, LF2) des lichtdurchlässigen Materials aus diesem wieder austreten kann.
20. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht- austrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente (PI - P4) in einer gemeinsamen Fläche liegen, und dass die Lichtaustrittsfläche (LFl, LF2) des lichtdurchlässigen Materials ebenfalls in der gemeinsamen Fläche der Lichtaustrittsflächen der Primäroptikelemente liegt.
21. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente (PI - P4) in einem oberen und/ oder unteren Bereich miteinander verbunden sind.
22. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein im Wesentlichen horizontal verlaufender Verbindungssteg (VS1, VS2), welcher aus dem lichtdurchlässigen Material gebildet ist, vorgesehen ist, welcher die Primäroptikelemente (PI - P4) im oberen und/ oder unteren Bereich ihrer Lichtaustrittsflä- chen (LI - L4) miteinander verbindet.
23. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwei im Wesentlichen horizontal verlaufende Verbindungsstege (VS1, VS2), welche aus dem lichtdurchlässigen Material gebildet sind, vorgesehen sind, welche die Primäroptikelemente (PI - P4) im oberen und unteren Bereich ihrer Lichtaustrittsflächen (LI - L4) miteinander verbinden.
24. LED-Lichtquellenmodul nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verbindungssteg (VS1, VS2) einstückig mit den Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptiken (PI - P4) bzw. mit den Primäroptiken (PI - P4) ausgebildet ist.
25 LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptiken (PI - P4) und jene des zumindest einen Verbindungssteges (VS1, VS2) eine gemeinsame Lichtaustrittsfläche bilden.
26. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente (PI - P4) rechteckför- mig ausgebildet sind.
27. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lichtaustrittsflächen ( LI - L4) eine idente Gestalt aufweisen.
28. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptiken (PI - P4) parallel zueinander und mit identischer Ausrichtung angeordnet sind.
29. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente (PI - P4) eines LED- Lichtquellen-Moduls (M; Ml, M2, M3, M4) in horizontalem Abstand (A) nebeneinander angeordnet sind.
30. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen (LI - L4) in vertikaler Richtung stehend, mit größerer Höhe (h) als Breite (b), ausgebildet sind.
31. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptiken (PI - P4) eines LED- Lichtquellen-Moduls (M; Ml, M2, M3, M4) einen Normalabstand (A) zueinander aufweisen, welcher der Breite (B) einer Lichtaustrittsfläche (LI - L4) entspricht.
32. LED-Lichtquellenmodul nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass bei drei oder mehr Primäroptiken (PI - P4) die Abstände (A) zwischen Lichtaustrittsflächen (LI - L4) benachbarter Primäroptiken (PI - P4) gleich sind.
33. LED-Kraftfahrzeugscheinwerfer (SW1, SWr) zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung, umfassend zwei oder mehrere LED-Lichtquellen-Module (Ml, M2, M3, M4; Ml', Μ2', Μ3', M4') nach einem der Ansprüche 1 bis 32.
34. Scheinwerfer nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäroptikelemente (Sl, S2, S3, S4) der LED-Lichtquellen-Module (Ml, M2, M3, M4; Ml', Μ2', M3', M4') und die Anordnung der Lichtaustrittsflächen (LI - L4) der Primäroptikelemente derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Lichtsegmente aus den einzelnen LED-Lichtquellen- Modulen (Ml, M2, M3, M4; Ml', Μ2', Μ3', M4') in horizontaler Richtung zueinander versetzt abgebildet sind, und wobei die einzelnen LED-Lichtquellen getrennt ansteuerbar sind.
35. Scheinwerfer nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der zumindest einen Blendenkante (BK1, BK2) bei allen LED-Lichtquellen-Modulen (Ml, M2, M3, M4; Ml', Μ2', Μ3', M4') identisch ist, insbesondere dass bei zwei Blendenkanten (BK1, BK2) pro LED-Lichtquellen-Modul die oberen Blendenkanten (BK1) einen identischen Verlauf aufweisen und/ oder die unteren Blendenkanten (BK2) einen identischen Verlauf aufweisen.
36. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Blendenkante (BK1, BK2) in Bezug auf die Gesamtlichtaustrittsflächen (GLF) in den unterschiedlichen LED-Lichtquellen-Modul unterschiedlich angeordnet sind.
37. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Lichtquellen-Module (Ml - M4; Ml - M4') in einer horizontalen Reihe angeordnet sind.
38. Scheinwerfer nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennpunkte (SF1 - SF4) der Sekundäroptikelemente (Sl - S4) der LED-Lichtquellen-Module in einer gemeinsamen Vertikalebene, welche von den Gesamtlichtaustrittsflächen (GLF) der Primäroptiken (PG) der LED-Lichtquellen-Module aufgespannt ist, sowie in einer gemeinsamen Horizontalebene (EH) liegen.
39. Scheinwerfer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass - in Bezug auf die jeweilige Gesamtlichtaustrittsfläche (GLF) der Primäroptiken (PG) - die Brennpunkte (SF1 - SF4) der Sekundäroptiken (Sl - S4) der einzelnen LED-Lichtquellen-Module (Ml - M4) seitlich, d.h. in horizontaler Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.
40. Scheinwerfer nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennpunkte (FSl, FS2, FS3, FS4) der Sekundäroptikelemente (Sl - S4) in einem seitlichen Randbereich der Gesamtlichtaustrittsfläche (GLF) der jeweils zugehörigen Primäroptik (PG) liegen, wobei in einem ersten äußeren LED-Lichtquellen-Modul (Ml) der Brennpunkt (FSl) dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche (GLF) am nächsten liegt, und mit Fortschreiten in Richtung der zweiten äußeren LED-Lichtquellen-Moduls (M4) der Brennpunkt (FS2, FS3, FS4) sich vom Rand wegbewegt.
41. Scheinwerfer nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Fahrzeug- innern LED-Lichtquellen-Modul (Ml) der Brennpunkt (FSl) dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche (GLF) der Primäroptik (PG) am nächste kommt, und bei dem Fahrzeug-äußeren LED-Lichtquellen-Modul (Ml) der Brennpunkt (FS4) am weitesten von dem Rand der Gesamtlichtaustrittsfläche (GLF) der zugehörigen Primäroptik (PG) entfernt ist.
42. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen LED-Lichtquellen-Module (Ml - M4; Ml' - M4') identische Sekundäroptikelemente (Sl, S2, S3, S4) aufweisen.
43. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 42 dadurch gekennzeichnet, dass alle Abstände (A) zwischen Lichtaustrittsflächen (LI - L4) benachbarter LED-Lichtquellen über den gesamten Scheinwerfer identisch sind.
44. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtanordnung der Lichtaustrittsflächen (LI - L4, LF1, LF2) eines LED-Lichtquellen- Moduls (Ml, M2, M3, M4) in Bezug auf die optische Achse (X) des Sekundäroptikelementes (Sl, S2, S3, S4) in horizontaler Richtung eine definierte Position einnimmt, und wobei die unterschiedlichen Gesamtanordnungen der einzelnen LED-Lichtquellen-Module (Ml, M2, M3, M4) voneinander unterschiedliche definierte Position in horizontaler Richtung in Bezug auf die optische Achse ihres jeweils zugeordneten Sekundäroptikelementes (Sl, S2, S3, S4) aufweisen.
45. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gesamtanordnung der Lichtaustrittsflächen eine erste definierte Position in Bezug auf die optische Achse ihrer Sekundär optik einnimmt, und wobei eine zweite/ dritte/ vierte ... rite Gesamtanordnung in Bezug auf die optische Achse ihrer Sekundäroptik im Vergleich zu der ersten Gesamtanordnung um den halben/ einfachen/ zweifachen/ vierfachen/ ((n-1)/ 2)- fachen Normalabstand (A) zwischen zwei benachbarten Lichtaustrittsflächen eines LED- Lichtquellen-Moduls (M; Ml, M2, M3, M4) verschoben ist.
46. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsflächen aller LED-Lichtquellen-Module (M; Ml, M2, M3, M4) des Scheinwerfers jeweils auf einer Seite einer Vertikalebene durch die optische Achse der ihnen jeweils zugeordneten Sekundäroptik (Sl, S2, S3, S4) angeordnet sind.
47. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 33 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leuchtdiode einer LED-Lichtquelle separat ansteuerbar ist.
48. Fahrzeugschein werf er System mit zwei Scheinwerfern (SWl, SWr) nach einem der Ansprüche 33 bis 47, wobei der in einem in das Fahrzeug eingebauten Zustand linke Scheinwerfer (SWl) auf der Fahrbahn den linken Teil der Lichtverteilung und der rechte Scheinwerfer (SWr) den rechten Teil der Lichtverteilung erzeugt.
49. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jede LED-Lichtquelle, vorzugsweise jede Leuchtdiode der beiden Scheinwerfer separat ansteuerbar ist.
50. Fahrzeugscheinwerfer nach einem der Ansprüchen 47 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass der linke und der rechte Scheinwerfer in Hinblick auf die Anordnung der Brennpunkte der Sekundäroptiken in Bezug auf die zugeordneten Primäroptiken und in Hinblick auf den Verlauf der Blendenkanten einen spiegelbildlichen Aufbau aufweisen.
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