EP2799761B1 - Lichtmodul für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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EP2799761B1
EP2799761B1 EP14160613.7A EP14160613A EP2799761B1 EP 2799761 B1 EP2799761 B1 EP 2799761B1 EP 14160613 A EP14160613 A EP 14160613A EP 2799761 B1 EP2799761 B1 EP 2799761B1
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EP
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light
diaphragm
optics
bulge
module
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EP2799761A2 (de
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Wolfgang Hossfeld
Christian Buchberger
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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Publication date
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    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs

Definitions

  • the present invention relates to a light module for a motor vehicle headlight according to the preamble of claim 1.
  • Such a light module is from DE 10 2006 061 751 A1 and also from the JP 2012/216408 known.
  • Such a module generates a light distribution with a cut-off line such as e.g. a low beam or fog light.
  • a cut-off line such as e.g. a low beam or fog light.
  • such a light module with at least one further light source and further primary optics is also suitable for generating a high beam distribution using the same secondary optics.
  • Such light modules are also known as projection systems. They consist of one or more LEDs as light sources with associated lens attachments Primary optics, a horizontal diaphragm and a projection lens as secondary optics. From the DE 10 2011 004 569 A1 a light module is known which uses a reflector as secondary optics. The invention can also be used with such light modules.
  • the screen creates a cut-off line that prevents oncoming vehicles from being dazzled.
  • a disadvantage of known projection systems is that only a small amount of light reaches the area above the cut-off line, so that objects such as e.g. Traffic signs are not sufficiently illuminated.
  • objects such as e.g. Traffic signs are not sufficiently illuminated.
  • This area is often referred to as the overhead area.
  • the degrees for the vertical direction relate to deviations from a longitudinal direction of the motor vehicle upwards.
  • the degrees for the horizontal direction refer to deviations from the longitudinal direction to the right and left.
  • the vertex of the angle is in the light module.
  • it is from the EP 1 980 787 known to use a lens as secondary optics that has structures that direct light into the overhead area.
  • a similar solution is in the EP 1 464 890 described. It is disadvantageous in each case that such structures are visible to the outside for a viewer of the headlight, which is Appearance of the headlight impaired. Particularly at night, the light-scattering areas of the lens are visible to the viewer as bright points, lines or surfaces and are therefore disadvantageous for the appearance of the headlight.
  • the one from the DE 10 2009 020 593 known object light is directed into the overhead area by a large number of small prismatic structures on a lens.
  • This solution also has the disadvantage that the small prism structures are visible to the viewer of the module.
  • the microprisms direct light in a preferred spatial direction, but at their edges, which are rounded in real parts, the microprisms act as scattering structures that scatter light over a large solid angle range.
  • the small prisms in contrast to the rest of the surface of the lens, appear bright when the lens is viewed from an area above the light-dark boundary of the light distribution generated by the module. This is typically the case when looking at a car from the front, the headlight of which uses a projection lens provided with such prismatic structures as secondary optics. This appearance is often undesirable.
  • the object of the invention is to specify a light module of the type mentioned above, which light module generates a rule-compliant overhead light distribution as a supplement to a rule-compliant low beam distribution without the need for additional components and without the external appearance of the module being influenced.
  • the light module should also allow a high beam distribution to be generated.
  • Objects such as those from the U.S. 6,736,533 or the EP 624 753 or the DE 10 2006 061 751 A1 are known, are ruled out because they at least partially block the beam path required for the high beam and usually require an additional component.
  • the present invention differs in that the primary optics has a light entry surface having several partial surfaces, a light exit surface and a light deflecting side surface and a bulge in its side surface, the bulge being in a part of the side surface of the ancillary optics which faces the same side as the second side of the bezel. Light which at least contributes to the overhead lighting therefore passes the screen in particular outside the contiguous outer edge.
  • the primary optics are arranged in relation to the secondary optics in such a way that the secondary optics light of the intermediate light distribution, which passes the cover on an upper side of the cover, in a first beam path into one below the light-dark Limit in the second light distribution area, the primary optics being set up to deflect part of the light emanating from the light source so that it passes the diaphragm in an area below the diaphragm and from the secondary optics in a second beam path is distributed in an area lying above the cut-off line in the second light distribution.
  • the diaphragm surface is preferably oriented essentially parallel to the horizon.
  • the first side of the bezel is an upper side.
  • the first beam path runs up to the diaphragm edge above the diaphragm surface.
  • the area on the first side of the cut-off line in the second light distribution is the light area of a low beam distribution. In the second The light distribution is the light area below the cut-off line.
  • the second side of the panel is then an underside of the panel.
  • the second beam path runs at least as far as the diaphragm edge below the diaphragm surface and the area which is on the second side of the light-dark boundary in the second light distribution is thus above this light-dark boundary. This is the darker area of a low beam distribution.
  • the so-called overhead area lies in this darker area of the low beam distribution.
  • An essential element of the invention is that part of the light emanating from the light source, which is used for the low beam, is directed by the primary optics under the diaphragm in such a way that it is distributed by the secondary optics into the overhead area.
  • the preposition indicating the location relates to an orientation of the light module in space when the light module is used as intended in a motor vehicle that stands on a level surface.
  • the invention provides overhead lighting that supplements a low beam distribution and is used, for example, to illuminate gantries.
  • a particular advantage is that the invention allows the provision of the overhead lighting with a projection module, that uses semiconductor light sources with primary optics and a mirror shutter.
  • the invention can be implemented by changing the primary optics and does not require any changes to the secondary optics. The secondary optics remain unchanged and are illuminated in such a way that they direct light in the direction required for the desired overhead lighting.
  • the invention can be used both with light modules that use a projection lens as secondary optics and with light modules that use a reflector as secondary optics.
  • the diaphragm preferably extends approximately horizontally between the primary optics and the secondary optics.
  • the light source is a semiconductor light source, in particular a light-emitting diode, mounted on a mounting support or a printed circuit board.
  • a first side of the panel is implemented as a reflective surface. It is also preferred that both sides of the panel are implemented as reflective surfaces.
  • the primary optics have a light entry area having a plurality of partial areas, a light exit area and a side area that deflects light.
  • the light entry surface has a central part and peripheral parts adjoining the central part and that the light source and the various parts of the light entry surface are arranged relative to one another in such a way that the light undergoes various changes in direction when passing through the ancillary optics, which are caused by refraction and Reflection.
  • the light module is designed so that light, the path of which runs on the first side of the diaphragm, undergoes a refraction when the light enters, which occurs over a peripheral part of the light entry surface and then experiences total internal reflection on a side surface and a Refraction undergoes light exit over the light exit surface.
  • the primary optics are set up to allow light which enters the light-conducting material of the primary optics via the central part of the light entry surface to reach the light exit surface directly without being reflected on a side wall.
  • the primary optics have a bulge in its side surface, the bulge lying in a part of the side surface of the primary optics which faces the same side as the second side of the screen.
  • the bulge is integral with the rest of the primary optics and protrudes as an elevation from the side surface of the rest of the primary optics and is delimited by a bulge side surface and a bulge light exit surface.
  • the bulge lies in a part of the side surface of the primary optics which is closer to the light exit surface of the primary optics than to the light entry surface.
  • the bulge is a bulge light exit surface which adjoins the rest of the light exit surface of the primary optics, the transition from the bulge light exit surface to the rest of the light exit surface taking place without a kink.
  • the bulge side surface and the bulge light exit surface are arranged in relation to their alignment with the light of the light source incident on the bulge side surface so that they at least part of this light on the second side of the diaphragm along the diaphragm onto the secondary optics directs.
  • the bulge and, in particular, its light exit surface is designed such that the overhead area of the light distribution is illuminated by the light emerging from the light exit surface.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the bulge is implemented as an elevation from the rest of the primary optics.
  • the bulge lies to the left or right of a plane which is spanned by the optical axis of the secondary optics and a vertical. This facilitates the generation of an overhead light distribution which has a sufficient width.
  • Fig. 1 shows in detail a light distribution generated by a light module according to the invention on a measuring screen, the measuring screen being at a distance of several meters in front of the headlight.
  • a light distribution results when the light module is used as intended in a motor vehicle headlight in the motor vehicle.
  • the line H corresponds to the height of the horizon in front of the vehicle standing on level ground.
  • Line V divides the area in front of the vehicle into a right and a left half-space.
  • the intersection point HV marks a zero point on both lines, from which deviations are indicated in degrees of angle.
  • the area 11 represents a rule-compliant light distribution for right-hand traffic.
  • the area 11 hatched with large line spacings is brightly illuminated and is delimited at the top by a light-dark boundary 13.
  • This low beam component is used to illuminate the road in front of the vehicle and the areas left and right of the street.
  • the cut-off line is asymmetrically high, on the one hand to avoid dazzling oncoming traffic on the left-hand side and on the other hand to achieve the greatest possible range on the right-hand side of the lane.
  • the area 12 hatched with smaller line spacings above the light-dark border represents the so-called overhead area. This area is less brightly illuminated than the area 11 but brighter than the surroundings of the areas 11 and 12.
  • the overhead area is the range from -8 to +8 degrees in the horizontal direction and from +2 to +4 degrees in the vertical direction.
  • this area only low luminous intensities in the range of 64 to 625 cd are required and permitted, so that rule-compliant light modules only direct a small proportion of the luminous flux of the light module into this area.
  • the light in this area is mainly required for recognizing traffic signs. Since these have a high degree of reflection and high contrast, only little light is required for recognition. You can therefore keep the glare of oncoming traffic low by using low light intensities in this area and at the same time enable important objects to be recognized.
  • Figure 2 shows a side view of an embodiment of a light module 14 according to the invention with beam paths 31, 32 of the low beam portion and a beam path 33 of the overhead light portion.
  • the light module 14 has a light source 21, an auxiliary lens 25, a diaphragm 26 and a secondary lens 28 as a configuration of a secondary lens.
  • the light source 21 is preferably a semiconductor light source, in particular a light-emitting diode, mounted on a mounting support or a printed circuit board. This applies to all light sources mentioned in this application.
  • the ancillary optics 25 represents an embodiment of a primary optic which, due to its arrangement and its optical properties, is set up to convert light emanating from the light source 21 into an intermediate light distribution between the primary optics and the secondary optics, which is concentrated in a small spatial area.
  • the primary optics collect and bundle the light emanating from the light source.
  • the diaphragm 26 has a diaphragm surface which protrudes into the intermediate light distribution and which is delimited by a diaphragm edge 27.
  • the diaphragm 26 is arranged in relation to the secondary optics 28 in such a way that the diaphragm edge 27 is imaged by the secondary optics 28 as a light-dark boundary 13 in a second light distribution that is produced by the secondary optics 28 in an area in front of the light module 18 as an image of the intermediate light distribution is produced.
  • the second light distribution is for example that in the Fig. 1 illustrated light distribution 11.
  • the primary optics 25 are arranged in relation to the secondary optics 28 in such a way that the secondary optics 28 light of the intermediate light distribution that passes the diaphragm on a first side of the diaphragm 26 in a first beam path 31, 32 into one on a first side of the Light-dark border distributed in the second light distribution area.
  • the first side of the diaphragm faces the half-space above the diaphragm.
  • the first beam path comprises all the light from the light source that is directed from the primary optics on this first side of the diaphragm past the diaphragm onto the secondary optics.
  • the partial beam path 32 comprises that part of the light from the light source detected by the primary optics which is directed by the primary optics onto the secondary optics without touching the diaphragm on the first side of the diaphragm and past the diaphragm.
  • the partial beam path 31 comprises that part of the light from the light source detected by the primary optics, which is directed by the primary optics via a reflection occurring on the first side of the diaphragm past the diaphragm onto the secondary optics.
  • the first side 19 of the panel 26, realized here as the upper side, is preferably realized as a reflective surface, which can be achieved in particular by a metallic coating. This applies in particular to the part of the first side 19 facing the diaphragm edge 27, since the light intensity of the light incident on the first side is comparatively greatest in the vicinity of the diaphragm edge 27. This results from the fact that the primary optics focus the light in this area. In known light modules, when a low beam distribution is to be generated, the beam paths only run past the screen on the first side of the screen with or without reflection on the first side (top).
  • the primary optics and the secondary optics are arranged relative to one another at a distance which corresponds to the sum of a secondary-side image distance of the primary optics and a primary-side focal length of the secondary optics.
  • the diaphragm edge 27 is located in the light path preferably at a distance behind the primary optics which corresponds to the secondary-side image distance of the primary optics and at a distance in front of the secondary optics which corresponds to the primary-side focal length of the secondary optics.
  • the first side of the screen 26 is its upwardly facing side.
  • the area lying on a first side of the cut-off line of the second light distribution is in FIG Figure 1 the bright area 11 lying below the cut-off line, that is to say the low beam distribution.
  • the secondary lens 28 images the intermediate light distribution upside down and mirrored (laterally reversed) on a vertical axis.
  • a light module like the one in the Figure 2 is shown is also referred to as a projection module.
  • projection modules are characterized by the fact that they depict an intermediate light distribution through secondary optics (usually an imaging lens), which is generated by one or more light sources with suitable primary optics (such as reflector or ancillary optics) in an intermediate image plane that is at the focal point of the secondary optics .
  • a diaphragm edge which is arranged in the intermediate image plane is usually used to generate a light-dark boundary.
  • Known light modules have primary optics and diaphragm arrangements that allow light to pass only above the diaphragm. In this known way, the Fig. 1 shown low beam distribution 11 generated will. However, no light can enter the overhead area 12 according to FIG Figure 1 be steered.
  • the invention is characterized in that the primary optics are set up to deflect part of the light emanating from the light source 21 so that it passes the diaphragm on a second side 20 of the diaphragm 26 and from the secondary optics 28 in a second beam path 33 is distributed in an area lying on a second side of the light-dark boundary in the second light distribution.
  • the second beam path includes all the light from the light source that is directed from the primary optics on this side of the diaphragm to the secondary optics.
  • the secondary optics direct at least part of this light into the overhead area.
  • the second side 20 of the diaphragm 26 is its downwardly facing side.
  • the area lying on a second side of the cut-off line of the second light distribution is in FIG Figure 1 the light area 12 lying above the cut-off line, ie the overhead light distribution.
  • the secondary lens 28 images the intermediate light distribution upside down and mirrored (laterally reversed) on a vertical axis.
  • each primary light source is directed towards the diaphragm edge.
  • the main direction of emission of the primary light sources is not parallel to the optical axis of the secondary optics.
  • the primary light sources for the low beam function are arranged above the horizontal panel surface. In the case of a light module which is also set up to generate high beam distribution, as shown in FIG Figure 6 is shown, the high beam primary light sources are arranged below the horizontal diaphragm surface.
  • the light bundle that is generated by the side surface of the bulge runs approximately parallel to the diaphragm surface, so that there is at least one partial light bundle from the overhead light bundle which runs parallel to the diaphragm surface.
  • the primary optics or ancillary optics 25 from the Fig. 2 is to a certain extent a hybrid of an internally totally reflective reflector and a lens.
  • the ancillary optics has a light entry face comprising several partial faces 18, 19, a light exit face 17 and a light deflecting side face 24, 22 and consists of transparent material such as glass, PC or PMMA.
  • the light entry surface 17 has a central part and peripheral parts adjoining the central part.
  • the light source 21 and the various parts 18, 19 of the light entry surface are arranged relative to one another in such a way that as large a part of the light emanating from the light source 21 as possible strikes the light entry surface 18 so steeply that this light is not reflected there but is internally reflected in the light totally reflective part of the front lens 25 occurs. Overall, the light experiences 25 different changes of direction when passing through the ancillary optics, which are caused by refraction or reflection.
  • the light propagating in the beam paths 31 and 32 experiences its path on the first side of the Aperture (here above) runs along the aperture, a refraction when light enters, which takes place via a peripheral part 18 of the light entry surface, an internal total reflection on a side surface 24 and a refraction when light emerges via the light exit surface 17.
  • the internal total reflection has the ancillary optics one light guide together. In contrast to a light guide, however, only very few, preferably only a total internal reflection occur in a beam path of an optical attachment, while there are generally many more reflections in a beam path running in a light guide.
  • a light module according to the invention is characterized by primary optics which are set up to deflect part of the light emanating from the light source in such a way that it passes the panel on a second side of the panel and from the secondary optics in one second beam path is distributed in a lying on a second side of the light-dark boundary in the second light distribution area.
  • the Figure 2 The auxiliary optics shown have a bulge 15 in its side surface 22.
  • the bulge 15 lies in a part of the side surface of the ancillary optics which faces the same side as the second side 20 of the diaphragm 26.
  • the bulge 15 is preferably integral with the rest of the ancillary optics and protrudes as an elevation from the side surface 22 of the rest of the ancillary optics and is delimited by a bulge side surface 23 and a bulge light exit surface 16.
  • the bulge 2 is the part of the ancillary optics that runs below the dotted line.
  • the part of the side surface of the ancillary optics 25 which faces the same side as the second side 20 of the diaphragm 26 has, in addition to the bulge side surface 23, a partial surface 22 which is complementary to the bulge side surface 23 and which reflects light incident on it in such a way that this light propagates in the first beam path.
  • this same side is the lower side.
  • the bulge 15 is also located in a part of the side face which is closer to the light exit face 17 of the primary optics than to the light entry face.
  • the bulge 15 has a light exit surface 16.
  • the light exit surface 16 preferably adjoins the remaining light exit surface 17 of the bulge 15.
  • the transition from the light exit surface 16 to the rest of the light exit surface 17 preferably takes place without a kink and is thus continuously differentiable.
  • the angles of incidence of the light incident on the bulge are the light source set.
  • the bulge is preferably arranged in such a way that it deflects the light incident in this solid angle to the light exit surface 16 and / or 17 in such a way that, taking into account the refraction occurring at the light exit surface 16 and / or 17, it passes on the second side of the aperture 22 and is distributed by the secondary optics 28 in a second beam path 33 into the area lying on the second side of the light-dark boundary 13 in the second light distribution. In the Figure 1 this is the area 12 above the cut-off line.
  • the bulge 15 and the part 16 of the light exit surface of the ancillary optics that is illuminated via this bulge 15 are also designed in such a way that the light is distributed in an angle range that conforms to the rules for overhead lighting.
  • Said solid angle, at which the bulge appears when viewed from the light source is preferably so large that the light from the light source propagating in it satisfies the light intensity requirements of rule-compliant overhead lighting. Due to the only low light intensities permitted there, the light exit surface 16 of the bulge 23 is much smaller than the remaining light exit surface 17 of the ancillary optics 25 and, in the case of a primary optics composed of several ancillary optics, in particular is correspondingly smaller than the light exit area of the entire primary optics. This results from the fact that preferably less than half of the ancillary optics of a primary optics having a plurality of ancillary optics are provided with such a bulge.
  • the Figure 2 shows an embodiment as a whole a projection light module according to the invention which can direct sufficient light into the overhead area 12.
  • the light source 21 emits light that is bundled by the ancillary optics 25.
  • the optical attachment is designed so that the main portion of the light is directed through the parts 22, 24 of the side surface of the optical attachment 25 that are complementary to the bulge side surface 23 of the bulge 15 into the area above the preferably horizontal aperture 26, while a smaller portion of the light is deflected by the bulge 15 into the area below the panel 26.
  • the diaphragm edge 27 shades part of the light in an intermediate image plane.
  • the intermediate image plane lies in the vicinity of the focal point of the secondary lens 28.
  • the secondary lens 28 images the light distribution in the intermediate image plane into the surroundings.
  • the rays that are directed via the diaphragm are imaged into the low beam area 11 by the secondary lens.
  • the diaphragm edge creates the light-dark boundary 13.
  • the surface 23 is designed in such a way that the rays that are directed under the diaphragm are imaged into the overhead area 12 by the secondary lens.
  • Figure 3 shows a perspective view of some components of an embodiment of a light module according to the invention.
  • the light from a light source is coupled into exactly one optical attachment that is structurally assigned to this light source.
  • the light sources are in the for the Figure 3 selected representation behind the drawing plane and are therefore covered by the auxiliary optics of the primary optics.
  • the arrangement of the light source and the associated lens attachment corresponds to that with reference to Figure 2 explained arrangement, but only some of the auxiliary optics Figure 3 have the bulge shown in the figure.
  • two ancillary optics have an additional surface 61, each of which corresponds to the light exit surface 16 of the in connection with the Figure 2 illustrated bulge 23 corresponds and which serves to direct light into the overhead area. Since the bulges are each implemented as elevations from the rest of the ancillary optics, the light exit surfaces 16, 61 represent additional areas which enlarge the light exit surfaces 17 of the remaining ancillary optics, which are present without such bulges 23. At this additional light exit surface 61, light emerges which is directed under the screen 26 and in this way illuminates the overhead area 12, as described in detail with reference to FIG Figure 1 was explained.
  • n can also be not equal to 11 and that n depends in particular on the magnitude of the luminous fluxes of the light sources. The greater the luminous flux of a single light source, the smaller n can be.
  • Figure 3 also shows that the n light sources and their n optical attachments are arranged on a mounting support, the fastening elements, here tabs provided with recesses.
  • This complex light source is the subject of Figures 3 and 4 a low beam complex light source.
  • the complex light source can be fastened to frame structures of the light module and / or a screen assembly and / or a secondary optics assembly, so that a defined arrangement of these components results in relation to one another.
  • FIG. 13 shows a view of a light-emitting front side of an arrangement of front optics of the exemplary embodiment from FIG Fig. 3.
  • Figure 4 shows in detail the ancillary optics 29 with the light exit areas 42,51,52,53,54,55,56,57,58,59,62 of the 11 individual ancillary optics.
  • the light exit surfaces 42 and 62 of two ancillary optics are designed in such a way that they have additional surfaces 41 and 61 which are the light exit surfaces of bulges 23 and with which light is directed under the diaphragm 26.
  • auxiliary optics can have a bulge 23. This also depends on the solid angle that a single bulge takes out of the low beam of the light sources and directs into the overhead area. However, embodiments with two or more bulges are preferred, at least one of which is arranged on the right and at least one on the left of a central optical attachment.
  • a central attachment lens is understood to mean an attachment lens that is used in a Intended use of the light module is cut from a plane that is spanned by the optical axis of the secondary optics and a vertical. This facilitates homogeneous illumination of the overhead area, since it is wider in the horizontal direction than in the vertical direction.
  • the decentralized arrangement of two bulges prevents the overhead light bundle from being removed from the part of the light bundle of the light source with which the center of the light distribution is illuminated. This is advantageous because a light intensity maximum of the low beam distribution is desired in the middle.
  • At least one ancillary optics has a bulge which is configured to deflect part of the light emanating from the light source so that it passes the diaphragm on a second side of the diaphragm and from the secondary optics in a second beam path in an area lying on a second side of the light-dark boundary in the second light distribution is distributed, this bulge lying to the left or right of a plane that is spanned by the optical axis of the secondary optics and a vertical.
  • the additional surfaces 41 and 61 correspond to those in connection with FIG Figure 2 explained light exit surface 16.
  • these additional partial areas of the respective light exit areas of the auxiliary optics lie below the aperture 26, while the other light exit areas 51-59 lie above the aperture 26. Due to the proportions of the areas 41, 61 to the other light exit areas, it is also evident that the vast majority of the light enters the area is steered above the aperture. As a first approximation, the respective light component can be assumed to be proportional to the respective light exit area.
  • FIG. 11 shows a view of a rear side of the arrangement of front optics of the exemplary embodiment from FIG Figure 3 .
  • the central parts 81,82,83,84,85,86,87,88,89,45,64 of the light entry surfaces of the directly imaging part of the individual ancillary optics are visible, the side surfaces 71,72,73,74,75,76, 77,78,79,43,63 of the non-direct imaging part of the ancillary optics, on which total internal reflections occur, and also reflective surfaces 45,65, which direct light under the diaphragm and thus the internally totally reflective interface of the bulge 23 from the Figure 2 correspond.
  • the directly imaging part corresponds to the part of the ancillary optics that acts optically as a lens.
  • the indirect imaging part corresponds to the part of the ancillary optics, at the boundary surface of which there are additional internal total reflections.
  • the solution described is particularly advantageous for light modules with which both a low beam distribution and a high beam distribution are to be generated.
  • Figure 6 shows a side view of such a light module 40 as a further embodiment of a light module according to the invention.
  • Fig. 6 shows in particular beam paths 31, 32.1, 32.2 of the low beam portion, a beam path 33 of the overhead light portion and beam paths 101, 102, 103 of an additional portion serving to generate a high beam light distribution.
  • the high beam component is compared with the subject of Figure 2 additional light sources 91 and ancillary optics 92 generated.
  • the light sources 91 are preferably likewise semiconductor light sources, in particular light-emitting diodes.
  • the auxiliary optics 92 are preferably also transparent solid bodies with a central part acting as a lens and side surfaces on which concentrating internal total reflections take place.
  • the light entry surface is also preferably divided into a central part and peripheral parts, as is the case with the object of Fig. 2 was explained.
  • the ancillary optics 92 involved in generating a high-beam portion above the light-dark boundary of the second light distribution do not have any bulges that direct light past a different side of the diaphragm 26 than is done by the rest of the respective ancillary optics.
  • the optical attachment 92 directs all of the light coupled in from its structurally associated light source 91 past the second side 20 of the diaphragm 26. This is illustrated by the beam paths 101, 102 and 103.
  • the second side is the lower side of the panel, which also corresponds to the arrangement when the light module is used as intended.
  • this light illuminates above the cut-off line in the Fig. 1 lying areas.
  • the intensity of the in these Light propagating beam paths is significantly greater than the intensity of the overhead light propagating in beam path 33, so that the brightness resulting from the overhead light is completely outshone by the brightness generated by the light sources 91.
  • Figure 7 shows a perspective view of some components of a light module set up to generate a low beam portion, an overhead light portion and a high beam portion.
  • the light module according to Fig. 7 is based on the light module of Figure 3 and, like this, has a low-beam complex light source, a diaphragm and secondary optics in the form of a projection lens.
  • the explanations for Figure 3 also for the subject of Figure 7 .
  • the subject of the Fig. 7 an additional assembly that serves as a complex light source 110 for an additional light distribution.
  • the additional light distribution lies above the horizon and thus supplements the low beam distribution, which is essentially below the horizon, to form a high beam distribution.
  • the complex light source 110 like the complex light source according to FIG Figure 3 , Fastening structures on. These are like the fastening structures of the object of Figure 3 preferably shaped in such a way that the two complex light sources can be connected to form a coherent and inherently rigid assembly, so that an adjustment of the emission directions and an adjustment in the headlight can always take place together. With the fastening elements, the complex light source can be fastened to frame structures of the light module and / or a screen assembly and / or a secondary optics assembly, so that a defined arrangement of these components results in relation to one another.
  • the modular structure also enables cost-effective production, because, for example, for light modules that only have to produce a low beam distribution (and an overhead light distribution, but not a high beam distribution) and for light modules which are also to produce a high beam distribution, the same assemblies in the form of the low beam complex light source , bezel assembly, and secondary optics.
  • FIG. 13 shows a view of a light-emitting front side of an arrangement of primary optics of the exemplary embodiment from FIG Figure 7 .
  • a light module that is intended to generate a high beam distribution in addition to a low beam distribution if the overhead light is generated by an additional diaphragm between the diaphragm and the secondary lens.
  • the disadvantage results from the fact that such an additional screen would at least partially block the light path for the high beam.
  • a light module according to the invention is characterized in that the lower edge of the low beam directs light under the diaphragm 26 at the points where the low beam front lens 29 with the help of surfaces 41 and 61, i.e. with the help of the light exit surfaces of bulges of the front lens, directs light under the diaphragm 26 -Front optics and the upper edge of the high-beam headlight lens have a sufficient distance 130 from each other, as shown in the Fig. 8 is shown.
  • this condition was met by the fact that the front optics 122, 123 of the high beam assembly, which are arranged below the front optics of the low beam assembly having additional bulges 23, are smaller than a central front optics of the high beam assembly that is located between the front optics 122, 123 of High beam assembly lies.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solches Lichtmodul ist aus der DE 10 2006 061 751 A1 und auch aus der JP 2012/216408 bekannt.
  • Ein solches Modul erzeugt eine Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenze wie z.B. ein Abblend- oder Nebellicht. Je nach Ausgestaltung ist ein solches Lichtmodul auch mit wenigstens einer weiteren Lichtquelle und einer weiteren Primäroptik dazu geeignet, unter Verwendung derselben Sekundäroptik auch eine Fernlichtverteilung zu erzeugen.
  • Derartige Lichtmodule sind auch als Projektionssysteme bekannt. Sie bestehen aus einer oder mehreren LEDs als Lichtquellen mit zugehörigen Vorsatzoptiken als Primäroptik, einer horizontal liegenden Blende und einer Projektionslinse als Sekundäroptik. Aus der DE 10 2011 004 569 A1 ist ein Lichtmodul bekannt, das einen Reflektor als Sekundäroptik benutzt. Die Erfindung ist auch bei solchen Lichtmodulen verwendbar. Durch die Blende wird eine Hell-Dunkel-Grenze erzeugt, mit der eine Blendung entgegenkommender Fahrzeuge vermieden wird.
  • Ein Nachteil bekannter Projektionssysteme besteht darin, dass nur wenig Licht in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze gelangt, so dass Objekte wie z.B. Verkehrsschilder nicht ausreichend beleuchtet werden. Um einerseits entgegenkommende Fahrzeuge nicht zu blenden, andererseits aber eine ausreichende Erkennung von Objekten in diesem dunklen Bereich sicherzustellen, existieren gesetzliche Vorschriften, die in einem Bereich von typischerweise 2 bis 4 Grad in vertikaler Richtung und -8 bis 8 Grad in horizontaler Richtung Lichtstärken zwischen 64 und 625 cd fordern.
  • Dieser Bereich wird häufig als Overheadbereich bezeichnet. Die Gradangaben für die vertikale Richtung beziehen sich dabei auf Abweichungen von einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs nach oben. Die Gradangaben für die horizontale Richtung beziehen sich auf Abweichungen von der Längsrichtung nach rechts und links. Der Scheitel des Winkels befindet sich dabei im Lichtmodul.
    Um solche Lichtstärken in dem Overheadbereich zu erhalten, ist es aus der EP 1 980 787 bekannt, eine Linse als Sekundäroptik zu verwenden, die Strukturen aufweist, die Licht in den Overheadbereich lenken. Eine ähnliche Lösung ist in der EP 1 464 890 beschrieben. Nachteilig ist dabei jeweils, dass solche Strukturen nach außen für einen Betrachter des Scheinwerfers sichtbar sind, was das Erscheinungsbild des Scheinwerfers beeinträchtigt. Insbesondere bei Nacht sind die Licht streuenden Bereiche der Linse als helle Punkte, Linien oder Flächen für den Betrachter sichtbar und daher nachteilig für das Erscheinungsbild des Scheinwerfers.
  • Bei dem aus der DE 10 2009 020 593 bekannten Gegenstand wird Licht durch eine Vielzahl kleiner Prismenstrukturen auf einer Linse in den Overheadbereich gelenkt. Auch diese Lösung weist den Nachteil auf, dass die kleinen Prismenstrukturen für den Betrachter des Moduls sichtbar sind. Die Mikroprismen lenken Licht zwar in eine bevorzugte Raumrichtung, aber an ihren Kanten, die bei realen Teilen eine Verrundung aufweisen, wirken die Mikroprismen als streuende Strukturen, die Licht in einen großen Raumwinkelbereich streuen. Dadurch erscheinen die kleinen Prismen im Gegensatz zur restlichen Oberfläche der Linse als hell, wenn man die Linse aus einem Bereich betrachtet, der oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze der vom Modul erzeugten Lichtverteilung liegt. Das ist typischerweise der Fall, wenn man von vorne auf ein Auto schaut, dessen Scheinwerfer eine mit solchen Prismenstrukturen versehene Projektionslinse als Sekundäroptik verwendet. Dieses Erscheinungsbild ist häufig unerwünscht.
  • In der US 6 736 533 und in der EP 624 753 ist jeweils eine Lösung beschrieben, bei der durch eine zusätzliche, reflektierende Blendenplatte, die zwischen der Blendenkante einer ersten Blende und der Sekundärlinse im Strahlengang liegt, Licht über die Hell-Dunkel-Grenze gelenkt wird. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass sie bei einem Lichtmodul, das eine Kombination aus einem Abblendlichtmodul und einem Fernlichtmodul mit einer horizontal liegenden Blende (vergleiche EP 1 980 787 ) ist, ausgeschlossen ist. Dies liegt daran, dass der für die Fernlichtfunktion erforderliche Strahlengang durch die zusätzliche Blendenplatte zumindest teilweise blockiert werden würde.
  • In der US 2009/0303741 ist eine Lösung beschrieben, bei der durch einen Lichtleiter, der zwischen Blende und Sekundärlinse angeordnet ist, Licht in den Overheadbereich gelenkt wird. Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass mit dem Lichtleiter mindestens ein zusätzliches optisches Bauteil benötigt wird, was zu erhöhten Kosten führt.
  • Die aus den eingangs genannten DE 10 2006 061 751 A1 und JP 2012/216408 bekannten Lichtmodule sind reine Abblendlichtmodule mit senkrecht zur optischen Achse ausgerichteten Teilen von zur Erzeugung von Hell-Dunkel-Grenzen von Abblendlichtverteilungen dienenden Blenden.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Lichtmoduls der eingangs genannten Art, welches Lichtmodul eine regelkonforme OverheadLichtverteilung als Ergänzung einer regelkonformen Abblendlichtverteilung erzeugt, ohne dass zusätzliche Bauteile benötigt werden und ohne dass das Erscheinungsbild des Moduls nach außen beeinflusst wird. Dabei soll das Lichtmodul auch eine Erzeugung einer Fernlichtverteilung erlauben. Gegenstände, wie sie zum Beispiel aus der US 6 736 533 oder der EP 624 753 oder der DE 10 2006 061 751 A1 bekannt sind, scheiden dabei aus, weil sie den für das Fernlicht benötigten Strahlengang zumindest teilweise blockieren und in der Regel ein zusätzliches Bauteil erforderlich machen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Von dem eingangs genannten Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, dass die Primäroptik eine mehrere Teilflächen aufweisende Lichteintrittsfläche, eine Lichtaustrittsfläche und eine Licht umlenkende Seitenfläche und eine Ausbuchtung in ihrer Seitenfläche aufweist, wobei die Ausbuchtung in einem Teil der Seitenfläche der Vorsatzoptik liegt, welcher der gleichen Seite zugewandt ist wie die zweite Seite der Blende. Zur Overheadbeleuchtung zumindest beitragendes Licht gelangt also insbesondere außerhalb des zusammenhängenden Außenrandes an der Blende vorbei. Alternativ lässt sich der Sachverhalt auch so beschreiben: Die Primäroptik ist in Bezug auf die Sekundäroptik so angeordnet, dass die Sekundäroptik Licht der Zwischenlichtverteilung, das auf einer oberen Seite der Blende an der Blende vorbeigelangt, in einem ersten Strahlengang in einen unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt, wobei die Primäroptik dazu eingerichtet ist, einen Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes so umzulenken, dass es in einem unterhalb der Blende liegenden Bereich an der Blende vorbei gelangt und von der Sekundäroptik in einem zweiten Strahlengang in einen oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird.
  • Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtmoduls in einem Kraftfahrzeug ist zumindest ein Teil der Blendenfläche bevorzugt im Wesentlichen parallel zum Horizont ausgerichtet. In diesem Fall ist die erste Seite der Blende eine obere Seite. Der erste Strahlengang verläuft bis zur Blendenkante oberhalb der Blendenfläche. Der auf der ersten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegende Bereich ist der helle Bereich einer Abblendlichtverteilung. In der zweiten Lichtverteilung liegt der helle Bereich unter der Hell-Dunkel-Grenze.
  • Die zweite Seite der Blende ist dann eine Unterseite der Blende. Der zweite Strahlengang verläuft zumindest bis zur Blendenkante unterhalb der Blendenfläche und der Bereich, der auf der zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegt, liegt damit oberhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze. Dies ist der dunklere Bereich einer Abblendlichtverteilung. Der sogenannte Overheadbereich liegt in diesem dunkleren Bereich der Abblendlichtverteilung.
  • Ein wesentliches Element der Erfindung besteht darin, dass ein Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes, das für das Abblendlicht verwendet wird, von der Primäroptik so unter die Blende gerichtet wird, dass es von der Sekundäroptik in den Overheadbereich verteilt wird. Die ortsangebende Präposition bezieht sich dabei auf eine Orientierung des Lichtmoduls im Raum bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtmoduls in einem Kraftfahrzeug, das auf einem ebenen Untergrund steht.
  • Vorteile der Erfindung liegen darin, dass diese Lösung sowohl für ein reines Abblendlichtmodul als auch für ein kombiniertes Abblendlicht-/Fernlichtmodul anwendbar ist. Vorteilhaft ist auch, dass die Lösung keine zusätzlichen Bauteile erfordert und dass sie das Erscheinungsbild des Moduls nach außen nicht beeinträchtigt. Die Erfindung stellt eine Overheadbeleuchtung bereit, die eine Abblendlichtverteilung ergänzt und zum Beispiel zur Beleuchtung von Schilderbrücken dient. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass die Erfindung die Bereitstellung der Overheadbeleuchtung mit einem Projektionsmodul erlaubt, das Halbleiterlichtquellen mit einer Primäroptik und eine Spiegelblende verwendet. Die Erfindung lässt sich durch Änderung der Primäroptik verwirklichen und erfordert keine Änderungen der Sekundäroptik. Die Sekundäroptik bleibt dabei also unverändert und wird so beleuchtet, dass sie Licht in die für die gewünschte Overheadbeleuchtung erforderliche Richtung lenkt. Die Erfindung kann sowohl bei Lichtmodulen verwendet werden, die eine Projektionslinse als Sekundäroptik nutzen, als auch bei Lichtmodulen, die einen Reflektor als Sekundäroptik benutzen.
    Die Blende erstreckt sich bevorzugt zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik etwa horizontal.
    Es ist bevorzugt, dass die Lichtquelle eine auf einem Montageträger oder einer Leiterplatte montierte Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode ist.
  • Bevorzugt ist auch, dass eine erste Seite der Blende als spiegelnde Fläche verwirklicht ist. Bevorzugt ist auch, dass beide Seiten der Blende als spiegelnde Flächen verwirklicht sind.
  • Erfindungsgemäß weist die Primäroptik eine mehrere Teilflächen aufweisende Lichteintrittsfläche, eine Lichtaustrittsfläche und eine Licht umlenkende Seitenfläche auf.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Lichteintrittsfläche einen zentralen Teil und an den zentralen Teil angrenzende periphere Teile aufweist und dass die Lichtquelle und die verschiedenen Teile der Lichteintrittsfläche relativ zueinander so angeordnet sind, dass das Licht beim Durchlaufen der Vorsatzoptik verschiedene Richtungsänderungen erfährt, die durch Brechung und Reflexion verursacht werden.
  • Ferner ist bevorzugt, dass das Lichtmodul so ausgestaltet ist, dass Licht, dessen Weg auf der ersten Seite der Blende verläuft, beim Lichteintritt, der über einen peripheren Teil der Lichteintrittsfläche erfolgt, eine Brechung erfährt und anschließend eine interne Totalreflexion an einer Seitenfläche erfährt und eine Brechung beim Lichtaustritt über die Lichtaustrittsfläche erfährt.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Primäroptik dazu eingerichtet ist, Licht, welches über den zentralen Teil der Lichteintrittsfläche in das Licht leitende Material der Primäroptik eintritt, ohne Reflexion an einer Seitenwand direkt zur Lichtaustrittsfläche gelangen zu lassen.
  • Erfindungsgemäß weist die Primäroptik eine Ausbuchtung in ihrer Seitenfläche auf, wobei die Ausbuchtung in einem Teil der Seitenfläche der Primäroptik liegt, welcher der gleichen Seite zugewandt ist wie die zweite Seite der Blende.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Ausbuchtung einstückig mit der übrigen Primäroptik ist und als Erhebung aus der Seitenfläche der übrigen Primäroptik hervorragt und durch eine Ausbuchtungsseitenfläche und eine Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche begrenzt wird.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die Ausbuchtung in einem Teil der Seitenfläche der Primäroptik liegt, der sich näher an der Lichtaustrittsfläche der Primäroptik befindet als an der Lichteintrittsfläche.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Ausbuchtung eine Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche aufweist, die an die übrige Lichtaustrittsfläche der Primäroptik angrenzt, wobei der Übergang von der Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche zur übrigen Lichtaustrittsfläche ohne Knick erfolgt.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die Ausbuchtungsseitenfläche und die Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche in Bezug auf ihre Ausrichtung zu dem auf die Ausbuchtungsseitenfläche einfallenden Licht der Lichtquelle so angeordnet sind, dass sie wenigstens einen Teil dieses Lichtes auf der zweiten Seite der Blende an der Blende entlang auf die Sekundäroptik richtet.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Ausbuchtung und insbesondere ihre Lichtaustrittsfläche so gestaltet ist, dass der Overheadbereich der Lichtverteilung durch das aus der Lichtaustrittsfläche austretende Licht beleuchtet wird.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausbuchtung jeweils als Erhebung aus der übrigen Primäroptik verwirklicht ist.
  • Bevorzugt ist auch, dass die Ausbuchtung links oder rechts von einer Ebene liegt, die von der optischen Achse der Sekundäroptik und einer Vertikalen aufgespannt wird. Dies erleichtert die Erzeugung einer Overheadlichtverteilung, die eine ausreichende Breite besitzt.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:
    • Figur 1
    eine von einem erfindungsgemäßen Lichtmodul erzeugte Lichtverteilung mit einem Abblendlichtanteil und einem Overhead-Lichtanteil;
    Figur 2
    eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit Strahlengängen des Abblendlichtanteils und des Overheadlichtanteils;
    Figur 3
    eine perspektivische Darstellung einiger Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls;
    Figur 4
    eine Ansicht einer Licht abstrahlenden Vorderseite einer Anordnung von Primäroptiken des Ausführungsbeispiels aus der Fig. 3;
    Figur 5
    eine Ansicht einer zur Einkopplung von Licht eingerichteten Rückseite der Anordnung von Primäroptiken und Blende des Ausführungsbeispiels aus der Figur 3;
    Fig. 6
    eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit Strahlengängen des Abblendlichtanteils, des Overheadlichtanteils und eines zusätzlichen zur Erzeugung einer Fernlicht-Lichtverteilung dienenden Anteils;
    Figur 7
    eine perspektivische Ansicht einiger Komponenten eines zur Erzeugung eines Abblendlichtanteils, eines Overheadlichtanteils und eines Fernlichtanteils eingerichteten Lichtmoduls; und
    Figur 8
    eine Ansicht einer Licht abstrahlenden Vorderseite einer Anordnung von Primäroptiken des Ausführungsbeispiels aus der Figur 7.
  • Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach gleiche Elemente.
  • Fig. 1 zeigt im Einzelnen eine von einem erfindungsgemäßen Lichtmodul auf einem Messschirm erzeugte Lichtverteilung, wobei sich der Messschirm in einem Abstand von mehreren Metern vor dem Scheinwerfer befindet. Eine solche Lichtverteilung ergibt sich bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtmoduls in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer im Kraftfahrzeug. Die Linie H entspricht der Höhe des Horizonts vor dem auf ebenem Untergrund stehenden Fahrzeug. Die Linie V teilt das Fahrzeugvorfeld in einen rechten und in einen linken Halbraum. Der Kreuzungspunkt HV markiert auf beiden Linien einen Nullpunkt, von dem aus Abweichungen in Winkelgraden angegeben werden. Der Bereich 11 stellt eine regelkonforme Lichtverteilung für Rechtsverkehr dar. Der mit großen Linienabständen schraffierte Bereich 11 ist hell ausgeleuchtet und wird nach oben durch eine Hell-Dunkel-Grenze 13 begrenzt. Dieser Abblendlichtanteil dient zur Ausleuchtung der Straße vor dem Fahrzeug sowie der Bereiche links und rechts von der Straße. Die Hell-Dunkel-Grenze liegt asymmetrisch hoch, um einerseits auf der linken Seite eine Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden und andererseits eine möglichst große Reichweite auf der eigenen, rechten Fahrbahnseite zu erzielen.
  • Der mit kleineren Linienabständen schraffierte Bereich 12 über der Hell-Dunkel-Grenze stellt den sog. OverheadBereich dar. Dieser Bereich ist weniger hell ausgeleuchtet als der Bereich 11 aber heller als Umgebungen der Bereiche 11 und 12.
  • In den Regelungen ECE R112, ECE R123 oder SAE FMVSS108 ist der Overheadbereich der Bereich von -8 bis +8 Grad in horizontaler Richtung und von +2 bis +4 Grad in vertikaler Richtung. In diesem Bereich sind nur geringe Lichtstärken im Bereich von 64 bis 625 cd gefordert und zulässig, so dass regelkonforme Lichtmodule nur einen geringen Anteil des Lichtstroms des Lichtmoduls in diesen Bereich richten. Das Licht in diesem Bereich wird vorwiegend für das Erkennen von Verkehrsschildern benötigt. Da diese einen hohen Reflexionsgrad und einen hohen Kontrast aufweisen, ist zum Erkennen nur wenig Licht nötig. Man kann daher durch geringe Lichtstärken in diesem Bereich eine Blendung des Gegenverkehrs gering halten und gleichzeitig das Erkennen von wichtigen Objekten ermöglichen.
  • Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 14 mit Strahlengängen 31, 32 des Abblendlichtanteils und einem Strahlengang 33 des Overheadlichtanteils. Das Lichtmodul 14 weist eine Lichtquelle 21, eine Vorsatzoptik 25, eine Blende 26 und eine Sekundärlinse 28 als Ausgestaltung einer Sekundäroptik auf.
  • Die Lichtquelle 21 ist bevorzugt eine auf einem Montageträger oder einer Leiterplatte montierte Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode. Dies gilt für alle in dieser Anmeldung genannten Lichtquellen.
  • Die Vorsatzoptik 25 stellt eine Ausgestaltung einer Primäroptik dar, die durch ihre Anordnung und ihre optischen Eigenschaften dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle 21 ausgehendes Licht in eine zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik liegende Zwischenlichtverteilung zu überführen, die auf einen kleinen Raumbereich konzentriert ist. Die Primäroptik sammelt und bündelt dazu von der Lichtquelle ausgehendes Licht.
  • Die Blende 26 weist eine Blendenfläche auf, welche in die Zwischenlichtverteilung hineinragt und welche durch eine Blendenkante 27 begrenzt wird.
  • Die Blende 26 ist in Bezug auf die Sekundäroptik 28 so angeordnet, dass die Blendenkante 27 von der Sekundäroptik 28 als Hell-Dunkel-Grenze 13 in einer zweiten Lichtverteilung abgebildet wird, die von der Sekundäroptik 28 in einem Vorfeld des Lichtmoduls 18 als Bild der Zwischenlichtverteilung erzeugt wird. Die zweite Lichtverteilung ist zum Beispiel die in der Fig. 1 dargestellte Lichtverteilung 11.
  • Die Primäroptik 25 ist in Bezug auf die Sekundäroptik 28 so angeordnet, dass die Sekundäroptik 28 Licht der Zwischenlichtverteilung, das auf einer ersten Seite der Blende 26 an der Blende vorbeigelangt, in einem ersten Strahlengang 31, 32 in einen auf einer ersten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt. In der Figur 2 ist die erste Seite der Blende dem über der Blende liegenden Halbraum zugewandt.
  • Der erste Strahlengang umfasst alles Licht der Lichtquelle, das von der Primäroptik auf dieser ersten Seite der Blende an der Blende vorbei auf die Sekundäroptik gerichtet wird.
  • Der Teilstrahlengang 32 umfasst dabei den Teil des von der Primäroptik erfassten Lichtes der Lichtquelle, der von der Primäroptik ohne Berührung der Blende auf der ersten Seite der Blende und an der Blende vorbei auf die Sekundäroptik gerichtet wird.
  • Der Teilstrahlengang 31 umfasst dabei den Teil des von der Primäroptik erfassten Lichtes der Lichtquelle, der von der Primäroptik über eine an der ersten Seite der Blende erfolgende Reflexion an der Blende vorbei auf die Sekundäroptik gerichtet wird.
  • Die hier als Oberseite verwirklichte erste Seite 19 der Blende 26 ist bevorzugt als spiegelnde Fläche verwirklicht, was insbesondere durch eine metallische Beschichtung erzielt werden kann. Dies gilt insbesondere für den der Blendenkante 27 zugewandten Teil der ersten Seite 19, da die Lichtstärke des auf die erste Seite auftreffenden Lichtes in der Nähe der Blendenkante 27 vergleichsweise am größten ist. Dies ergibt sich daraus, dass die Primäroptik das Licht in diesen Bereich fokussiert. In bekannten Lichtmodulen verlaufen die Strahlengänge dann, wenn eine Abblendlichtverteilung erzeugt werden soll, nur auf der ersten Seite der Blende mit oder ohne Reflexion an der ersten Seite (Oberseite) an der Blende vorbei.
  • Die Primäroptik und die Sekundäroptik sind relativ zueinander in einem Abstand angeordnet, der der Summe einer sekundärseitigen Bildweite der Primäroptik und einer primärseitigen Brennweite der Sekundäroptik entspricht. Die Blendenkante 27 befindet sich im Lichtweg bevorzugt in einem Abstand hinter der Primäroptik, welcher der sekundärseitigen Bildweite der Primäroptik entspricht und in einem Abstand vor der Sekundäroptik, welcher der primärseitigen Brennweite der Sekundäroptik entspricht.
  • In der Figur 2 ist die erste Seite der Blende 26 ihre nach oben gewandte Seite. Der auf einer ersten Seite der Hell-Dunkel-Grenze der zweiten Lichtverteilung liegende Bereich ist in der Figur 1 der unter der Hell-Dunkel-Grenze liegende helle Bereich 11, also die Abblendlichtverteilung. Bei den genannten Abständen und Brennweiten bildet die Sekundärlinse 28 die Zwischenlichtverteilung auf dem Kopf stehend und an einer vertikalen Achse gespiegelt (seitenverkehrt) ab.
  • Ein Lichtmodul, wie es in der Figur 2 dargestellt ist, wird auch als Projektionsmodul bezeichnet. Ganz allgemein sind Projektionsmodule dadurch charakterisiert, dass sie eine Zwischenlichtverteilung durch eine Sekundäroptik (meist eine abbildende Linse) abbilden, die durch eine oder mehrere Lichtquellen mit passender Primäroptik (wie Reflektor oder Vorsatzoptik) in einer Zwischenbildebene, die im Brennpunkt der Sekundäroptik liegt, erzeugt wird. Zur Erzeugung einer Helldunkelgrenze dient meist eine Blendenkante, die in der Zwischenbildebene angeordnet ist. Bekannte Lichtmodule weisen Primäroptiken und Blendenanordnungen auf, die das Licht nur oberhalb der Blende passieren lassen. Auf diese bekannte Weise kann die in der Fig. 1 dargestellte Abblendlichtverteilung 11 erzeugt werden. Es kann aber kein Licht in den Overheadbereich 12 gemäß Figur 1 gelenkt werden.
  • Im Unterschied dazu zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Primäroptik dazu eingerichtet ist, einen Teil des von der Lichtquelle 21 ausgehenden Lichtes so umzulenken, dass es auf einer zweiten Seite 20 der Blende 26 an der Blende vorbei gelangt und von der Sekundäroptik 28 in einem zweiten Strahlengang 33 in einen auf einer zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird. Der zweite Strahlengang umfasst alles Licht der Lichtquelle, das von der Primäroptik auf dieser Seite der Blende vorbei auf die Sekundäroptik gerichtet wird. Die Sekundäroptik richtet zumindest einen Teil dieses Lichtes in den Overheadbereich.
  • In der Figur 2 ist die zweite Seite 20 der Blende 26 ihre nach unten gewandte Seite. Der auf einer zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze der zweiten Lichtverteilung liegende Bereich ist in der Figur 1 der oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegende helle Bereich 12, also die Overheadlichtverteilung. Auch hier gilt, dass die Sekundärlinse 28 die Zwischenlichtverteilung auf dem Kopf stehend und an einer vertikalen Achse gespiegelt (seitenverkehrt) abbildet.
  • Mit Blick auf die Anordnung der Blende und der aus je einer Lichtquelle und einer zugeordneten Vorsatzoptik gebildeten Primärlichtquelle ist bevorzugt, dass die Hauptabstrahlrichtung jeder Primärlichtquelle jeweils auf die Blendenkante gerichtet ist. Dabei ist die Hauptabstrahlrichtung der Primärlichtquellen nicht parallel zur optischen Achse der Sekundäroptik. Die Primärlichtquellen für die Abblendlichtfunktion sind oberhalb der horizontalen Blendenfläche angeordnet. Bei einem auch für eine Erzeugung einer Fernlichtverteilung eingerichteten Lichtmodul, wie es in Figur 6 gezeigt ist, sind die Fernlicht-Primärlichtquellen unterhalb der horizontalen Blendenfläche angeordnet.
  • Das Lichtbündel, das von der Seitenfläche der Ausbuchtung erzeugt wird, verläuft annähend parallel zur Blendenfläche, so dass es mindestens ein Teillichtbündel aus dem Overheadlichtbündel gibt, das parallel zur Blendenfläche verläuft.
  • Die Primäroptik oder Vorsatzoptik 25 aus der Fig. 2 ist gewissermaßen ein Hybrid aus einem intern total reflektierenden Reflektor und einer Linse. Die Vorsatzoptik weist eine mehrere Teilflächen 18, 19 aufweisende Lichteintrittsfläche, eine Lichtaustrittsfläche 17 und eine Licht umlenkende Seitenfläche 24, 22 auf und besteht aus transparentem Material wie Glas, PC oder PMMA. Die Lichteintrittsfläche 17 weist einen zentralen Teil und an den zentralen Teil angrenzende periphere Teile auf. Die Lichtquelle 21 und die verschiedenen Teile 18, 19 der Lichteintrittsfläche sind relativ zueinander so angeordnet, dass ein möglichst großer Teil des von der Lichtquelle 21 ausgehenden Lichtes so steil auf die Lichteintrittsfläche 18 auftrifft, dass dieses Licht dort nicht reflektiert wird sondern in den Licht intern total reflektierenden Teil der Vorsatzoptik 25 eintritt. Insgesamt erfährt das Licht beim Durchlaufen der Vorsatzoptik 25 verschiedene Richtungsänderungen, die durch Brechung oder Reflexion verursacht werden.
  • So erfährt zum Beispiel das in den Strahlengängen 31 und 32 propagierende Licht, dessen Weg auf der ersten Seite der Blende (hier oberhalb) an der Blende entlang verläuft, eine Brechung beim Lichteintritt, der über einen peripheren Teil 18 der Lichteintrittsfläche erfolgt, eine interne Totalreflexion an einer Seitenfläche 24 und eine Brechung beim Lichtaustritt über die Lichtaustrittsfläche 17. Die interne Totalreflexion hat die Vorsatzoptik mit einem Lichtleiter gemeinsam. Im Unterschied zu einem Lichtleiter treten in einem Strahlengang einer Vorsatzoptik aber nur sehr wenige, bevorzugt nur eine interne Totalreflexion auf, während es bei einem in einem Lichtleiter verlaufenden Strahlengang in der Regel sehr viel mehr Reflexionen sind.
  • Ferner gibt es Licht, welches über den zentralen Teil 19 oder einen peripheren Teil 18 der Lichteintrittsfläche in den Licht brechenden Teil der Vorsatzoptik 25 eintritt und ohne Reflexion an einer Seitenwand direkt zur Lichtaustrittsfläche 17 gelangt. Dieses Licht wird daher wie beim Durchlaufen einer herkömmlichen Linse zweimal gebrochen.
  • Wie bereits erwähnt wurde, zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Lichtmodul durch eine Primäroptik aus, die dazu eingerichtet ist, einen Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes so umzulenken, dass es auf einer zweiten Seite der Blende an der Blende vorbei gelangt und von der Sekundäroptik in einem zweiten Strahlengang in einen auf einer zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird.
  • Zu diesem Zweck weist die in der Figur 2 dargestellte Vorsatzoptik eine Ausbuchtung 15 in ihrer Seitenfläche 22 auf. Die Ausbuchtung 15 liegt dabei in einem Teil der Seitenfläche der Vorsatzoptik, welcher der gleichen Seite zugewandt ist wie die zweite Seite 20 der Blende 26. Die Ausbuchtung 15 ist bevorzugt einstückig mit der übrigen Vorsatzoptik und ragt als Erhebung aus der Seitenfläche 22 der übrigen Vorsatzoptik hervor und wird durch eine Ausbuchtungsseitenfläche 23 und eine Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche 16 begrenzt. In der Figur 2 ist die Ausbuchtung 2 der unterhalb der gepunkteten Linie verlaufende Teil der Vorsatzoptik.
  • In der Ausgestaltung, die in der Figur 2 dargestellt ist, weist der Teil der Seitenfläche der Vorsatzoptik 25, welcher der gleichen Seite zugewandt ist wie die zweite Seite 20 der Blende 26, neben der Ausbuchtungsseitenfläche 23 noch eine zur Ausbuchtungsseitenfläche 23 komplementäre Teilfläche 22 auf, die auf sie einfallendes Licht so reflektiert, dass dieses Licht in dem ersten Strahlengang propagiert. In der Figur 2 ist diese gleiche Seite die untere Seite.
  • Die Ausbuchtung 15 liegt ferner in einem Teil der Seitenfläche, der sich näher an der Lichtaustrittsfläche 17 der Primäroptik befindet als an der Lichteintrittsfläche.
  • Die Ausbuchtung 15 weist eine Lichtaustrittsfläche 16 auf. Die Lichtaustrittsfläche 16 grenzt bevorzugt an die übrige Lichtaustrittsfläche 17 der Ausbuchtung 15 an. Der Übergang von der Lichtaustrittsfläche 16 zur übrigen Lichtaustrittsfläche 17 erfolgt bevorzugt ohne Knick und damit stetig differenzierbar.
  • Durch den Raumwinkel, unter dem die Ausbuchtung 15 und insbesondere ihre umlenkende Seitenfläche 23 und ihre Lichtaustrittsfläche 16 von der Lichtquelle 21 aus betrachtet erscheint, sind die Einfallswinkel des auf die Ausbuchtung einfallenden Lichtes der Lichtquelle festgelegt.
  • Die Ausbuchtung ist bevorzugt so angeordnet, dass sie das in diesem Raumwinkel einfallende Licht so zur Lichtaustrittsfläche 16 und/oder 17 umlenkt, dass es unter Berücksichtigung der an der Lichtaustrittsfläche 16 und/oder 17 erfolgenden Brechung auf der zweiten Seite der Blende 22 vorbei gelangt und von der Sekundäroptik 28 in einem zweiten Strahlengang 33 in den auf der zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze 13 in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird. In der Figur 1 ist dies der oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegende Bereich 12.
  • Die Ausbuchtung 15 und der über diese Ausbuchtung 15 beleuchtete Teil 16 der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik sind darüber hinaus so ausgestaltet, dass das Licht in einen für eine Overheadbeleuchtung regelkonformen Winkelbereich verteilt wird. Der genannte Raumwinkel, unter dem die Ausbuchtung von der Lichtquelle aus betrachtet her erscheint, ist bevorzugt so groß, dass das in ihm propagierende Licht der Lichtquelle den Lichtstärkeanforderungen einer regelkonformen OverheadBeleuchtung genügt. Aufgrund der dort nur geringen zulässigen Lichtstärken ist die Lichtaustrittsfläche 16 der Ausbuchtung 23 viel kleiner als die übrige Lichtaustrittsfläche 17 der Vorsatzoptik 25 und bei einer aus mehreren Vorsatzoptiken zusammengesetzten Primäroptik insbesondere noch entsprechend kleiner als die Lichtaustrittsfläche der gesamten Primäroptik. Dies ergibt sich daraus, dass bevorzugt weniger als die Hälfte der Vorsatzoptiken einer mehrere Vorsatzoptiken aufweisenden Primäroptik mit einer solchen Ausbuchtung versehen sind.
  • Die Figur 2 zeigt damit insgesamt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektions-Lichtmoduls, das genügend Licht in den Overheadbereich 12 lenken kann. Die Lichtquelle 21 strahlt Licht ab, das durch die Vorsatzoptik 25 gebündelt wird. Die Vorsatzoptik ist so ausgelegt, dass der Hauptanteil des Lichts durch die zur Ausbuchtungsseitenfläche 23 der Ausbuchtung 15 komplementären Teile 22, 24 der Seitenfläche der Vorsatzoptik 25 in den oberhalb der bevorzugt horizontal liegenden Blende 26 liegenden Bereich gelenkt wird, während ein geringerer Anteil an dem Licht durch die Ausbuchtung 15 in den unterhalb der Blende 26 liegenden Bereich umgelenkt wird.
  • Der Hauptanteil des Lichts wird in der Figur 1 durch die Strahlengänge 31 und 32 repräsentiert, während der geringere Anteil an dem Licht der Lichtquelle 21 durch den Strahlengang 33 repräsentiert wird. Die Blendenkante 27 schattet in einer Zwischenbildebene einen Teil des Lichtes ab. Die Zwischenbildebene liegt in der Umgebung des Brennpunkts der Sekundärlinse 28. Die Sekundärlinse 28 bildet die Lichtverteilung in der Zwischenbildebene in die Umgebung ab. Die Strahlen, die über die Blende gelenkt werden, werden durch die Sekundärlinse in den Abblendlichtbereich 11 abgebildet. Die Blendenkante erzeugt die Helldunkelgrenze 13. Die Fläche 23 ist so ausgelegt, dass die Strahlen, die unter die Blende gelenkt werden, durch die Sekundärlinse in den Overheadbereich 12 abgebildet werden.
  • Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einiger Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls. Im Einzelnen zeigt die Figur 3 eine Realisierung eines Lichtmoduls mit einer Komplexlichtquelle, die n = 11 Halbleiterlichtquellen und eine Primäroptik 29 aufweist, die aus n = 11 einzelnen Vorsatzoptiken zusammengesetzt ist. Dabei wird das Licht einer Lichtquelle jeweils in genau eine dieser Lichtquelle baulich zugeordnete Vorsatzoptik eingekoppelt. Die Lichtquellen liegen in der für die Figur 3 gewählten Darstellung hinter der Zeichnungsebene und werden daher durch die Vorsatzoptiken der Primäroptik verdeckt. Die Anordnung von Lichtquelle und zugehöriger Vorsatzoptik entspricht der unter Bezug auf die Figur 2 erläuterten Anordnung, wobei aber nur einzelne Vorsatzoptiken der Figur 3 die in der Figur dargestellte Ausbuchtung aufweisen.
  • Von den elf einzelnen Vorsatzoptiken der Figur 3 weisen zwei Vorsatzoptiken eine zusätzliche Fläche 61 auf, welche jeweils der Lichtaustrittsfläche 16 der im Zusammenhang mit der Figur 2 erläuterten Ausbuchtung 23 entspricht und die dazu dient, Licht in den Overheadbereich zu lenken. Da die Ausbuchtungen jeweils als Erhebungen aus der übrigen Vorsatzoptik verwirklicht sind, stellen die Lichtaustrittsflächen 16, 61 zusätzliche Flächen dar, welche die ohne solche Ausbuchtungen 23 vorhandenen Lichtaustrittsflächen 17 der jeweils übrigen Vorsatzoptik vergrößern. An dieser zusätzlichen Lichtaustrittsfläche 61 tritt Licht aus, das unter die Blende gelenkt 26 wird und auf diese Weise den Overheadbereich 12 ausleuchtet, wie es im Einzelnen unter Bezug auf die Figur 1 erläutert wurde.
  • Es versteht sich, dass n auch ungleich 11 sein kann und dass n insbesondere von der Größe der Lichtströme der Lichtquellen abhängt. Je größer der Lichtstrom einer einzelnen Lichtquelle ist, desto kleiner kann n sein.
  • Figur 3 zeigt auch, dass die Anordnung der n Lichtquellen und ihrer n Vorsatzoptiken auf einem Montageträger erfolgt, der Befestigungselemente, hier mit Ausnehmungen versehene Laschen, aufweist. Der Montageträger bildet zusammen mit den Lichtquellen und deren Vorsatzoptiken eine vormontierbare Baugruppe, die auch als Komplexlichtquelle bezeichnet werden kann. Diese Komplexlichtquelle ist beim Gegenstand der Figuren 3 und 4 eine Abblendlicht-Komplexlichtquelle. Mit den Befestigungselementen ist die Komplexlichtquelle an Rahmenstrukturen des Lichtmoduls und/oder einer Blendenbaugruppe und/oder einer Sekundäroptikbaugruppe befestigbar, so dass sich eine definierte Anordnung dieser Komponenten in Bezug aufeinander ergibt.
  • Figur 4 zeigt eine Ansicht einer Licht abstrahlenden Vorderseite einer Anordnung von Vorsatzoptiken des Ausführungsbeispiels aus der Fig. 3. Figur 4 zeigt im Einzelnen die Vorsatzoptik 29 mit den Lichtaustrittsflächen 42,51,52,53,54,55,56,57,58,59,62 der 11 einzelnen Vorsatzoptiken. Die Lichtaustrittsflächen 42 und 62 von zwei Vorsatzoptiken sind so gestaltet, dass sie zusätzliche Flächen 41 und 61 aufweisen, die Lichtaustrittsflächen von Ausbuchtungen 23 sind und mit denen Licht unter die Blende 26 gelenkt wird.
  • Es versteht sich, dass auch mehr als zwei oder auch nur eine der Vorsatzoptiken eine Ausbuchtung 23 besitzen kann. Dies hängt auch von dem Raumwinkel ab, den eine einzelne Ausbuchtung aus dem Abblendlicht der Lichtquellen herausnimmt und in den Overheadbereich lenkt. Bevorzugt werden jedoch Ausgestaltungen mit zwei oder mehr Ausbuchtungen, von denen mindestens eine rechts und mindestens eine links von einer zentralen Vorsatzoptik angeordnet ist. Dabei wird unter einer zentralen Vorsatzoptik eine Vorsatzoptik verstanden, die bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtmoduls von einer Ebene geschnitten wird, die von der optischen Achse der Sekundäroptik und einer Vertikalen aufgespannt wird. Dies erleichtert eine homogene Ausleuchtung des Overheadbereichs, da dieser in der horizontalen Richtung breiter ist als in der vertikalen Richtung. Darüber hinaus verhindert die dezentrale Anordnung von zwei Ausbuchtungen, dass das Overheadlichtbündel aus dem Teil des Lichtbündels der Lichtquelle herausgenommen wird, mit dem das Zentrum der Lichtverteilung beleuchtet wird. Dies ist vorteilhaft, weil in der Mitte ein Lichtstärkemaximum der Abblendlichtverteilung erwünscht ist.
  • Bevorzugt ist, dass mindestens eine Vorsatzoptik, eine Ausbuchtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes so umzulenken, dass es auf einer zweiten Seite der Blende an der Blende vorbei gelangt und von der Sekundäroptik in einem zweiten Strahlengang in einen auf einer zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird, wobei diese Ausbuchtung links oder rechts von einer Ebene liegt, die von der optischen Achse der Sekundäroptik und einer Vertikalen aufgespannt wird.
  • Die zusätzlichen Flächen 41 und 61 entsprechen der im Zusammenhang mit der Figur 2 erläuterten Lichtaustrittsfläche 16. In der Vorderansicht ist, wie auch aus der Figur 2, klar zu erkennen, dass diese zusätzlichen Teilflächen der jeweiligen Lichtaustrittsflächen der Vorsatzoptiken unterhalb der Blende 26 liegen, während die übrigen Lichtaustrittsflächen 51-59 oberhalb der Blende 26 liegen. Aufgrund der Größenverhältnisse der Flächen 41, 61 zu den übrigen Lichtaustrittsflächen ergibt sich auch, dass der weit überwiegende Anteil des Lichts in den Bereich oberhalb der Blende gelenkt wird. Dabei kann der jeweilige Lichtanteil in erster Näherung als zur jeweiligen Lichtaustrittsfläche proportional angenommen werden.
  • Figur 5 zeigt eine Ansicht einer zur Einkopplung von Licht eingerichteten Rückseite der Anordnung von Vorsatzoptiken des Ausführungsbeispiels aus der Figur 3. Die Rückseite ist in diesem Fall auch die Seite, über die Licht in die Vorsatzoptiken eingekoppelt wird. Von dieser Seite aus strahlen die n = 11 LEDs in die n = 11 einzelnen Vorsatzoptiken. Sichtbar sind die zentralen Teile 81,82,83,84,85,86,87,88,89,45,64 der Lichteintrittsflächen des direkt abbildenden Teils der einzelnen Vorsatzoptiken, die Seitenflächen 71,72,73,74,75,76,77,78,79,43,63 des nicht direkt abbildenden Teils der Vorsatzoptiken, an denen interne Totalreflexionen erfolgen, und außerdem reflektierende Flächen 45,65, die Licht kontrolliert unter die Blende lenken und damit der intern total reflektierenden Grenzfläche der Ausbuchtung 23 aus der Figur 2 entsprechen.
  • Der direkt abbildende Teil entspricht dabei dem optisch als Linse wirkenden Teil der Vorsatzoptik. Der indirekt abbildende Teil entspricht dem Teil der Vorsatzoptik, an dessen Grenzfläche zusätzlich interne Totalreflexionen erfolgen.
  • Besonders vorteilhaft ist die beschriebene Lösung für Lichtmodule, mit denen sowohl eine Abblendlichtverteilung als auch eine Fernlichtverteilung erzeugt werden soll.
  • Figur 6 zeigt eine Seitenansicht eines solchen Lichtmoduls 40 als weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls. Fig. 6 zeigt insbesondere Strahlengänge 31, 32.1, 32.2 des Abblendlichtanteils, einen Strahlengang 33 des Overheadlichtanteils und Strahlengänge 101, 102, 103 eines zusätzlichen, zur Erzeugung einer Fernlicht-Lichtverteilung dienenden Anteils. Dabei wird der Fernlichtanteil von im Vergleich mit dem Gegenstand der Figur 2 zusätzlichen Lichtquellen 91 und Vorsatzoptiken 92 erzeugt. Die Lichtquellen 91 sind bevorzugt ebenfalls Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden.
  • Die Vorsatzoptiken 92 sind bevorzugt ebenfalls transparente Festkörper mit einem zentralen, als Linse wirkenden Teil und Seitenflächen, an denen bündelnde interne Totalreflexionen stattfinden. Auch die Lichteintrittsfläche ist bevorzugt genauso in einen zentralen Teil und periphere Teile eingeteilt, wie es beim Gegenstand der Fig. 2 erläutert wurde. Im Unterschied zum Gegenstand der Figur 2 weisen die an der Erzeugung eines oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze der zweiten Lichtverteilung liegenden Fernlichtanteils beteiligten Vorsatzoptiken 92 aber keine Ausbuchtungen auf, die Licht an einer anderen Seite der Blende 26 vorbei lenken, als dies durch den Rest der jeweiligen Vorsatzoptik erfolgt.
  • Die Vorsatzoptik 92 lenkt sämtliches von ihrer baulich zugeordneten Lichtquelle 91 eingekoppeltes Licht an der zweiten Seite 20 der Blende 26 vorbei. Dies wird durch die Strahlengänge 101, 102 und 103 verdeutlicht. In der Figur 6 ist die zweite Seite die untere Seite der Blende, was auch der Anordnung bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtmoduls entspricht. Wie aus den Richtungen dieser Strahlengänge nach deren Umlenkung durch die Sekundäroptik 28 geschlossen werden kann, beleuchtet dieses Licht oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze in der Fig. 1 liegende Bereiche. Dabei ist die Intensität des in diesen Strahlengängen propagierenden Lichtes wesentlich größer als die Intensität des im Strahlengang 33 propagierenden Overheadlichtes, so dass die aus dem Overheadlicht resultierende Helligkeit von der Helligkeit, die von den Lichtquellen 91 erzeugt wird, völlig überstrahlt wird.
  • Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einiger Komponenten eines zur Erzeugung eines Abblendlichtanteils, eines Overheadlichtanteils und eines Fernlichtanteils eingerichteten Lichtmoduls.
  • Das Lichtmodul gemäß Fig. 7 basiert auf dem Lichtmodul der Figur 3 und weist wie dieses eine Abblendlicht-Komplexlichtquelle, eine Blende und eine Sekundäroptik in Form einer Projektionslinse auf. Insofern gelten die Erläuterungen zur Figur 3 auch für den Gegenstand der Figur 7. Darüber hinaus weist der Gegenstand der Fig. 7 noch eine zusätzliche Baugruppe auf, die als Komplexlichtquelle 110 für eine zusätzliche Lichtverteilung dient. Die zusätzliche Lichtverteilung liegt über dem Horizont und ergänzt damit die im Wesentlichen unterhalb des Horizonts liegende Abblendlichtverteilung zu einer Fernlichtverteilung. Die Komplexlichtquelle 110 weist hier m = 5 Lichtquellen und m = 5 diesen Lichtquellen jeweils ein-eindeutig zugeordnete Vorsatzoptiken auf, von denen jede demnach Licht genau einer der Lichtquellen einkoppelt.
  • Es versteht sich auch hier, dass die Zahl der Paare aus Lichtquellen und Vorsatzoptiken zum Beispiel von der Lichtstromstärke der Lichtquellen abhängt und daher auch kleiner oder größer als 5 sein kann. Die Komplexlichtquelle 110 weist, wie auch die Komplexlichtquelle gemäß Figur 3, Befestigungsstrukturen auf. Diese sind wie auch die Befestigungsstrukturen des Gegenstands der Figur 3 bevorzugt so geformt, dass sich die beiden Komplexlichtquellen zu einer zusammenhängenden und in sich starren Baugruppe verbinden lassen, so dass eine Justage der Abstrahlrichtungen und eine Einstellung im Scheinwerfer immer gemeinsam erfolgen kann. Mit den Befestigungselementen ist die Komplexlichtquelle an Rahmenstrukturen des Lichtmoduls und/oder eine Blendenbaugruppe und/oder einer Sekundäroptikbaugruppe befestigbar, so dass sich eine definierte Anordnung dieser Komponenten in Bezug aufeinander ergibt.
  • Der modulare Aufbau ermöglicht ferner eine kostengünstige Fertigung, weil zum Beispiel für Lichtmodule, die nur eine Abblendlichtverteilung (und eine Overheadlichtverteilung, nicht aber eine Fernlichtverteilung) erzeugen müssen und für Lichtmodule die zusätzlich noch eine Fernlichtverteilung erzeugen sollen, gleiche Baugruppen in Form der Abblendlicht-Komplexlichtquelle, der Blendenbaugruppe und der Sekundäroptik verwendet werden können.
  • Figur 8 zeigt eine Ansicht einer Licht abstrahlenden Vorderseite einer Anordnung von Primäroptiken des Ausführungsbeispiels aus der Figur 7. Wie bereits weiter oben unter Bezug auf den Stand der Technik ausgeführt wurde, ist es für ein Lichtmodul, das zusätzlich zu einer Abblendlichtverteilung auch eine Fernlichtverteilung erzeugen soll, nachteilig, wenn eine Erzeugung des Overheadlichtes durch eine zusätzliche Blende zwischen Blende und Sekundärlinse erfolgt. Der Nachteil folgt daraus, dass eine solche zusätzliche Blende den Lichtweg für das Fernlicht zumindest teilweise blockieren würde.
  • Das in den Figuren 6 bis 8 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls zeichnet sich dagegen dadurch aus, dass an den Stellen, wo die Abblendlicht-Vorsatzoptik 29 mit Hilfe der Flächen 41 und 61, also mit Hilfe der Lichtaustrittsflächen von Ausbuchtungen der Vorsatzoptiken, Licht unter die Blende 26 lenkt, der untere Rand der Abblendlicht-Vorsatzoptik und der obere Rand der Fernlicht-Vorsatzoptik einen ausreichenden Abstand 130 voneinander haben, wie er in der Fig. 8 dargestellt ist. Bei der dort dargestellten Ausgestaltung wurde diese Bedingung dadurch erfüllt, dass die Vorsatzoptiken 122, 123 der Fernlichtbaugruppe, die unterhalb der zusätzliche Ausbuchtungen 23 aufweisenden Vorsatzoptiken der Abblendlichtbaugruppe angeordnet sind, kleiner als eine zentrale Vorsatzoptik der Fernlichtbaugruppe ist, die zwischen den Vorsatzoptiken 122, 123 der Fernlichtbaugruppe liegt.

Claims (13)

  1. Lichtmodul (14) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, mit mindestens einer ersten Lichtquelle (21), einer Primäroptik (25), einer Blende (26) und einer Sekundäroptik (28), wobei die Primäroptik dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle ausgehendes Licht in eine zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik liegende Zwischenlichtverteilung zu überführen, wobei die Blende einen zusammenhängenden Außenrand und eine Blendenfläche aufweist, welche in die Zwischenlichtverteilung hineinragt und welche durch eine Blendenkante (27) begrenzt wird, und wobei die Blende in Bezug auf die Sekundäroptik so angeordnet ist, dass die Blendenkante von der Sekundäroptik als Hell-Dunkel-Grenze (13) in einer zweiten Lichtverteilung abgebildet wird, die von der Sekundäroptik in einem Vorfeld des Lichtmoduls als Bild der Zwischenlichtverteilung erzeugt wird, und wobei die Primäroptik in Bezug auf die Sekundäroptik so angeordnet ist, dass die Sekundäroptik Licht der Zwischenlichtverteilung, das auf einer ersten Seite (19) der Blende an der Blende vorbeigelangt, in einem ersten (31, 32) Strahlengang in einen auf einer ersten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich (11) verteilt, wobei die Primäroptik dazu eingerichtet ist, einen Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes so umzulenken, dass es auf einer zweiten Seite (20) der Blende außen an der Blende vorbei gelangt und von der Sekundäroptik in einem zweiten Strahlengang (33) in einen auf einer zweiten Seite (20) der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik eine mehrere Teilflächen (18, 19) aufweisende Lichteintrittsfläche (19), eine Lichtaustrittsfläche (17) und eine Licht umlenkende Seitenfläche (24, 22) und eine Ausbuchtung (15) in ihrer Seitenfläche aufweist, wobei die Ausbuchtung (15) in einem Teil der Seitenfläche einer Vorsatzoptik liegt, welcher der gleichen Seite zugewandt ist wie die zweite Seite (20) der Blende (26), wobei die Ausbuchtung (15) dazu eingerichtet ist, den Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes, welches auf der zweiten Seite (20) der Blende (26) außen an der Blende vorbei gelangt von der Sekundäroptik (28) in dem zweiten Strahlengang (33) in den auf der zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilen zu lassen.
  2. Lichtmodul (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (21) eine auf einem Montageträger oder einer Leiterplatte montierte Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode ist.
  3. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Seite der Blende (26) oder beide Seiten der Blende als spiegelnde Fläche verwirklicht sind.
  4. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteintrittsfläche (19) einen zentralen Teil und an den zentralen Teil angrenzende periphere Teile aufweist und dass die Lichtquelle (21) und die verschiedenen Teile (18, 19) der Lichteintrittsfläche relativ zueinander so angeordnet sind, dass das Licht beim Durchlaufen der Primäroptik (25) verschiedene Richtungsänderungen erfährt, die durch Brechung und Reflexion verursacht werden.
  5. Lichtmodul (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Licht, dessen Weg auf der ersten Seite der Blende verläuft, eine Brechung beim Lichteintritt erfährt, der über den peripheren Teil (18) der Lichteintrittsfläche erfolgt, eine interne Totalreflexion an einer Seitenfläche (24) erfährt und eine Brechung beim Lichtaustritt über die Lichtaustrittsfläche (17) erfährt.
  6. Lichtmodul (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik dazu eingerichtet ist, Licht, welches über den zentralen Teil (19) der Lichteintrittsfläche in die Primäroptik (25) eintritt, ohne Reflexion an einer Seitenwand direkt zur Lichtaustrittsfläche (17) gelangen zu lassen.
  7. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (15) einstückig mit der übrigen Primäroptik ist und als Erhebung aus der Seitenfläche der übrigen Primäroptik hervorragt und durch eine Ausbuchtungsseitenfläche (23) und eine Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche (16) begrenzt wird.
  8. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (15) in einem Teil der Seitenfläche der Primäroptik liegt, der sich näher an der Lichtaustrittsfläche (17) der Primäroptik befindet als an der Lichteintrittsfläche.
  9. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (15) eine Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche (16) aufweist, die an die übrige Lichtaustrittsfläche (17) der Primäroptik (25) angrenzt, wobei der Übergang von der Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche (16) zur übrigen Lichtaustrittsfläche (17) ohne Knick erfolgt.
  10. Lichtmodul (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungsseitenfläche (23) und die Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche (16) in Bezug auf ihre Ausrichtung zu dem auf die Ausbuchtungsseitenfläche (23) einfallenden Licht der Lichtquelle so angeordnet ist, dass sie wenigstens einen Teil dieses Lichtes auf der zweiten Seite der Blende an der Blende entlang auf die Sekundäroptik richtet.
  11. Lichtmodul (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (15) und ihre Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche (16) so gestaltet sind, dass ein Overheadbereich (12) der Lichtverteilung durch das aus der Ausbuchtungs-Lichtaustrittsfläche (16) austretende Licht beleuchtet wird.
  12. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen jeweils als Erhebungen aus der übrigen Primäroptik (25) verwirklicht sind.
  13. Lichtmodul (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtung (15) links oder rechts von einer Ebene liegt, die von der optischen Achse der Sekundäroptik und einer Vertikalen aufgespannt wird.
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