EP2884157A2 - Motor vehicle headlamp - Google Patents

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EP2884157A2
EP2884157A2 EP14193584.1A EP14193584A EP2884157A2 EP 2884157 A2 EP2884157 A2 EP 2884157A2 EP 14193584 A EP14193584 A EP 14193584A EP 2884157 A2 EP2884157 A2 EP 2884157A2
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EP
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light
motor vehicle
primary optics
vehicle headlight
optics
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EP14193584.1A
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Stephan Braun
Tobias Kleinert
Ulrich Neubauer
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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Definitions

  • the light entry end viewed from the light entry surface, has an increasing cross section.
  • the increasing with increasing distance from the light entrance surface cross-section causes a desired reduction of the opening angle of the propagating light in the primary optics, so that the light exits in bundled form through the light exit surface of the primary optics in the direction of a possibly but not mandatory secondary optics of the headlamp.
  • the light sources 14 are arranged on a carrier element 24. On the support element 24, in addition to the light sources 14, further electrical components and conductor tracks are arranged, which allow an electrical supply and control of the light sources 14, which is not shown here for reasons of clarity.
  • the carrier element 24 is generally a rigid or flexible circuit board and is usually in thermal contact with a heat sink, not shown in the figure, which is arranged and arranged to receive the heat generated during operation of the light sources 14 and to the environment leave.
  • Each of the semiconductor light sources 14 has a respective individual light exit surface 17.

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Abstract

Vorgestellt wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle (14) und einer Primäroptik (16) die dazu eingerichtet ist von der Halbleiterlichtquelle (16) ausgehendes Licht zu sammeln und auf eine Sekundäroptik (18) zu richten, wobei die Primäroptik (16) das Licht der Lichtquelle (14) über eine Lichteintrittsfläche (26) aufnimmt und über eine Lichtaustrittsfläche (28) auskoppelt und wobei die Primäroptik (16) einen Anbindungsflansch (42) aufweist, mit der sie in einer Halterung (34) in wenigstens zwei Festlagern (52) gehalten ist, die in einer ersten Ebene angeordnet sind, die parallel und mit einem Abstand (a) zu einer zweiten Ebene liegt, in der die Lichteintrittsfläche liegt. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Abschnitt (44) des Anbindungsflansches (42) kuppelartig gewölbt ist.

Figure imgaf001
Figure imgaf002
A motor vehicle headlight (10) with at least one semiconductor light source (14) and a primary optics (16) which is set up to collect light emanating from the semiconductor light source (16) and direct it to a secondary optics (18), the primary optics (16) being presented. the light of the light source (14) via a light entry surface (26) receives and decouples via a light exit surface (28) and wherein the primary optics (16) has a Anbindungsflansch (42) with which they in a holder (34) in at least two fixed bearings ( 52) disposed in a first plane which is parallel and at a distance (a) to a second plane in which the light entry surface lies. The motor vehicle headlight is characterized in that a first section (44) of the connecting flange (42) is domed.
Figure imgaf001
Figure imgaf002

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a motor vehicle headlight having the features of the preamble of claim 1.

Ein solcher Kraftfahrzeugscheinwerfer ist aus der DE 10 2010 023 359 A1 bekannt. Der bekannte Scheinwerfer weist wenigstens eine Halbleiterlichtquelle und eine Primäroptik auf, die dazu eingerichtet ist, von der Halbleiterlichtquelle ausgehendes Licht zu sammeln und auf eine Sekundäroptik zu richten. Dabei nimmt die Primäroptik das Licht der Lichtquelle über wenigstens eine Lichteintrittsfläche auf und koppelt es über eine Lichtaustrittsfläche aus. Die Primäroptik weist einen Anbindungsflansch auf, mit dem sie an einer Halterung in wenigstens zwei Festlagern gehalten ist, die in einer ersten Ebene angeordnet sind, die parallel und mit einem Abstand zu einer zweiten Ebene liegt, in der die wenigstens eine Lichteintrittsfläche liegt.Such a motor vehicle headlight is from the DE 10 2010 023 359 A1 known. The known headlamp has at least one semiconductor light source and one primary optic, which is set up to collect light emanating from the semiconductor light source and to direct it to secondary optics. The primary optics absorbs the light from the light source via at least one light entry surface and couples it out via a light exit surface. The primary optics has a connection flange with which it is held on a holder in at least two fixed bearings, which are arranged in a first plane which lies parallel and at a distance from a second plane in which the at least one light entry surface lies.

Die Lichtaustrittsfläche von Halbleiterlichtquellen, die für Kraftfahrzeugscheinwerfer verwendet werden, befindet sich typischerweise in einem Rechteck mit einer Kantenlänge zwischen 0,5 und 2 Millimetern. Um einen möglichst großen Teil des Lichtes aufzunehmen, das von den Halbleiterlichtquellen emittiert wird, beträgt der Abstand der Lichtaustrittsfläche der Halbleiterlichtquelle von der Lichteintrittsfläche der Primäroptik nur wenige Zehntel eines Millimeters. Die Länge der Primäroptik, die zwischen ihrer Lichteintrittsfläche und ihrer Lichtaustrittsfläche liegt, beträgt typischerweise einige Millimeter. Sie liegt zum Beispiel in einem Bereich von 5 bis 15 mm, wobei diese Bereichsangabe lediglich zur Veranschaulichung typischer Größenverhältnisse dient und bei anderen Beispielen auch außerhalb der angegebenen Grenzen liegen kann.The light exit surface of semiconductor light sources used for motor vehicle headlights is typically in a rectangle with an edge length of between 0.5 and 2 millimeters. In order to receive the largest possible part of the light emitted by the semiconductor light sources, the distance of the light exit surface of the semiconductor light source from the light entry surface of the primary optics is only a few tenths of a millimeter. The length of the primary optic, which lies between its light entry surface and its light exit surface, is typically a few millimeters. It is, for example, in a range of 5 to 15 mm, this range is only to illustrate typical size ratios and in other examples may be outside the specified limits.

Halbleiterlichtquellen erreichen im Betrieb Temperaturen von über 100°C. Aufgrund der eng benachbarten Anordnung der Halbleiterlichtquellen und der Primäroptik ergibt sich eine thermische Kopplung, die zu einer Aufheizung der Primäroptik und damit zu einer Änderung von Abständen innerhalb des Scheinwerfers durch thermische Bauteilausdehnung führen kann. Weitere Temperatureinflüsse auf solche Abstände ergeben sich aus der Umgebung des Scheinwerfers. In der Automobiltechnik werden Scheinwerfer-Umgebungstemperaturen erreicht, die über 100°C liegen können. Dies gilt insbesondere bei einem Einbau in der Nähe eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Bei kalter Witterung können die Umgebungstemperaturen auch betragsmäßig hohe Werte im negativen Bereich annehmen.Semiconductor light sources reach temperatures of over 100 ° C during operation. Due to the closely adjacent arrangement of the semiconductor light sources and the primary optics results in a thermal coupling, which can lead to a heating of the primary optics and thus to a change in distances within the headlamp by thermal component expansion. Further temperature influences on such distances result from the surroundings of the headlight. Automotive technology achieves headlight ambient temperatures that can exceed 100 ° C. This is especially true when installed in the vicinity of an internal combustion engine of a motor vehicle. In cold weather, the ambient temperatures can also assume high values in the negative range.

Es hat sich gezeigt, dass die resultierenden großen Temperaturunterschiede unerwünschte Einflüsse auf Lichttechnische Scheinwerfer-Charakteristika wie die Einkoppel- und/oder die Auskoppeleffizienz ausüben und damit die Lichtverteilung und damit auch die Erfüllung von gesetzlichen Anforderungen oder von Kundenanforderungen negativ beeinflussen können. Außerdem hat sich gezeigt, dass es bei engen Spaltmaßen zwischen Lichtaustrittsflächen von Halbleiterlichtquellen und Lichteintrittsflächen von Primäroptiken zu mechanischen Beschädigungen der Halbleiterlichtquellen kommen kann.It has been found that the resulting large temperature differences exert undesirable effects on lighting headlamp characteristics such as the coupling-in and / or the coupling-out efficiency and thus the Light distribution and thus also the fulfillment of legal requirements or customer requirements can negatively influence. In addition, it has been found that with narrow gaps between light exit surfaces of semiconductor light sources and light entry surfaces of primary optics, mechanical damage to the semiconductor light sources can occur.

Eine Verringerung des Abstandes zwischen der Lichtaustrittsfläche der Halbleiterlichtquellen und der Lichteintrittsfläche der Primäroptik kann zum Beispiel zu einem unerwünschten mechanischen Kontakt dieser Flächen und damit zu einer Beschädigung der Halbleiterlichtquelle führen.A reduction of the distance between the light exit surface of the semiconductor light sources and the light entry surface of the primary optics may, for example, lead to an undesired mechanical contact of these surfaces and thus to a damage of the semiconductor light source.

Der bekannte Scheinwerfer kompensiert die Wärmedehnung der Primäroptik durch eine entgegengesetzt wirkende Wärmedehnung der Halterung, weist allerdings den Nachteil auf, dass die relevanten Abmessungen der Primäroptik und der Halterung gleich sein müssen, um eine vollständige Kompensation der thermischen Längenausdehnung der Primäroptik zu erzielen. Das bedeutet, dass die Länge der sich thermisch ausdehnenden Halterung bei gleichem Ausdehnungskoeffizienten dem Abstand zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche der Primäroptik entsprechen muss. In der Realität liegt die erste Ebene (Festlagerebene) meist beabstandet zu der zweiten Ebene (Lichteintrittsflächenebene). Die Lichteintrittsflächen sind in der Regel zwar nur mit einem sehr geringen Abstand von den Lichtquellen angeordnet, um einen möglichst großen Teil des von den Lichtquellen ausgehenden Lichts in die Primäroptik einzukoppeln. Es ist aber nicht möglich, die Festlager direkt auf der Höhe der Lichtaustrittsflächen anzuordnen. Dies liegt daran, dass die Platinen, auf denen die Lichtquellen angeordnet sind, außer den Lichtquellen und den Leiterbahnen, die zur elektrischen Versorgung der Lichtquellen dienen, noch andere, meist elektronische Bauteile aufweisen, die eine gewisse Höhe aufweisen, mit der sie über die Lichtquellen hinausragen. Es ist daher häufig nicht möglich, die Lager der Halterung in der Ebene anzuordnen, in der auch die Lichtaustrittsflächen der Lichtquellen liegen.The known headlight compensates the thermal expansion of the primary optics by an oppositely acting thermal expansion of the holder, however, has the disadvantage that the relevant dimensions of the primary optics and the holder must be the same in order to achieve complete compensation of the thermal expansion of the primary optics. This means that the length of the thermally expanding holder with the same coefficient of expansion must correspond to the distance between the light entrance surface and the light exit surface of the primary optics. In reality, the first level (fixed storage level) is usually at a distance from the second level (light entry area level). As a rule, the light entry surfaces are only arranged at a very small distance from the light sources, in order to couple in as much of the light emanating from the light sources into the primary optics. However, it is not possible to arrange the fixed bearing directly at the height of the light exit surfaces. This is because the boards on which the light sources are arranged, besides the light sources and the conductor tracks which serve to supply the light sources with electrical power, they also have other, usually electronic components, which have a certain height with which they project beyond the light sources. It is therefore often not possible to arrange the bearings of the holder in the plane in which the light exit surfaces of the light sources are located.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, bei dem eine Halterung der Primäroptik so ausgebildet ist, dass die thermische Längenänderung der Primäroptik zwischen Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittsfläche möglichst vollständig kompensiert wird, ohne dass die Lager der Halterung in der gleichen Ebene liegen wie die Lichteintrittsfläche der Primäroptik .Against this background, the object of the invention in the specification of a motor vehicle headlamp, in which a holder of the primary optics is designed so that the thermal change in length of the primary optics between the light entrance surface and light exit surface is as completely as possible compensated without the bearings of the holder are in the same plane like the light entry surface of primary optics.

Die Aufgabe wird von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a motor vehicle headlight with the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Abschnitt des Anbindungsflansches, der zwischen einem im Festlager gehaltenen Teil des Anbindungsflansches und der Lichtaustrittsfläche liegt, kuppelartig gewölbt ist, wobei die Lichtaustrittsfläche auf der konvexen Seite der Wölbung liegt.The headlight according to the invention is characterized in that a first portion of the Anbindungsflansches, which is located between a part held in the fixed bearing part of the Anbindungsflansches and the light exit surface, dome-like, wherein the light exit surface is located on the convex side of the curvature.

Die kuppelartige Aufwölbung des ersten Abschnitts und die Fixierung der Primäroptik zwischen zwei Festlagern führen dazu, dass sich die Primäroptik bei einer thermisch induzierten Ausdehnung der Primäroptik zwischen den beiden Festlagern aufwölbt. Die Aufwölbung ergibt sich daraus, dass sich ein zentraler Bereich der Primäroptik zwischen den Festlagern aufgrund einer Temperaturerhöhung ausdehnt, während sich ein Abstand zwischen den beiden Festlagern aufgrund eines anderen Längenausdehnungskoeffizienten der die Festlager aufweisenden Halterung nur geringfügig oder idealerweise nicht verändert.The dome-like bulge of the first section and the fixation of the primary optic between two fixed bearings cause the primary optic to bulge when thermally induced by primary optic expansion between the two fixed bearings. The bulge arises from the fact that a central area of the primary optics between the fixed camps expands due to an increase in temperature, while a distance between the two fixed camps due to a different coefficient of linear expansion of the bearing having the bearing only slightly or ideally not changed.

Durch den Spannungsaufbau in der Ebene der Einspannung wird die Dehnung in Richtung der Kuppelform gezwungen, so dass sich der zwischen den Festlagern eingespannte Teil weiter aufwölbt. Als Folge bewegt sich der zentrale Bereich von den Lichtquellen weg und zieht dabei die an den zentralen Bereich anschließenden Lichteintrittsenden der Primäroptik mit. Dadurch werden die Lichteintrittsflächen, welche die Lichteintrittsenden in Richtung der Lichtquellen begrenzen, von den Lichtquellen weg bewegt, so dass eine Annäherung der Lichteintrittsflächen der Primäroptik an die Lichtaustrittflächen der Halbleiterlichtquellen, die durch eine thermisch induzierte Änderung der zwischen den Lichteintrittsflächen und der Lichtaustrittsfläche liegenden Länge der Primäroptik hervorgerufen wird, kompensiert wird.Due to the stress build-up in the plane of the clamping, the expansion is forced in the direction of the dome shape, so that the clamped between the fixed bearings part bulges further. As a result, the central area moves away from the light sources, drawing with it the light entering ends of the primary optics which adjoin the central area. As a result, the light entry surfaces, which delimit the light entry ends in the direction of the light sources, are moved away from the light sources, so that an approach of the light entry surfaces of the primary optics to the light exit surfaces of the semiconductor light sources resulting from a thermally induced change in the length lying between the light entry surfaces and the light exit surface Primary optics is compensated.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik aus Silikon gefertigt ist. Silikon ist ein hochtransparentes Material und weist eine hohe Temperaturbeständigkeit auf. Einige Silikone sind in der Herstellungsphase besonders dünnflüssig und können während des Spritzgießverfahrens auch in äußerst filigrane Strukturen gespritzt werden, was für die Herstellung dünner Lichtleiterenden vorteilhaft ist.Furthermore, it is proposed that the primary optic is made of silicone. Silicone is a highly transparent material and has a high temperature resistance. Some silicones are particularly thin in the production phase and can be sprayed during the injection molding in extremely filigree structures, which is advantageous for the production of thin optical fiber ends.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Anbindungsflansch aus dem gleichen Material gefertigt ist wie die Primäroptik. Silikon ist beispielsweise ein elastisches Material, das gut form- und/oder kraftschlüssig in der Halterung fixierbar ist, auch wenn die Halterung Fertigungstoleranzen aufweist.A further embodiment provides that the connection flange is made of the same material as the primary optics. Silicone, for example, an elastic material that is good form and / or non-positively fixed in the holder, even if the holder has manufacturing tolerances.

Ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Anbindungsflansch einstückig mit der Primäroptik verbunden ist. Dadurch können die Primäroptik und der Anbindungsflansch zusammen in einen Verfahrensschritt kostengünstig als einstückiges Bauteil im Spritzgussverfahren hergestellt werden.In addition, it is proposed that the connection flange is integrally connected to the primary optics. As a result, the primary optics and the connection flange can be produced together in one process step cost-effectively as a one-piece component by injection molding.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Anbindungsflansch um die Lichtaustrittsfläche der Primäroptik umlaufend ausgeführt ist. Der umlaufende Anbindungsflansch hat den Vorteil, dass eine Translation der Primäroptik in zwei Raumrichtungen durch mechanischen Anschlag des Anbindungsflansches an die Halterung formschlüssig blockiert wird.Furthermore, it is proposed that the connection flange is designed to run around the light exit surface of the primary optics. The peripheral connection flange has the advantage that a translation of the primary optics in two spatial directions is positively blocked by mechanical stop of the connection flange to the bracket.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Halterung eine Aufnahme und einen Einsatz aufweist, wobei die Aufnahme mit dem Einsatz kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Zwischen der Aufnahme und dem Einsatz ist der Anbindungsflansch der Primäroptik kraft- und/oder formschlüssig fixiert in der Halterung angeordnet. Die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung ist beispielsweise als Schraubverbindung realisiert, durch die der Einsatz mit der Aufnahme verbunden ist. Durch die Schraubverbindung wird insbesondere eine Klemmkraft erzeugt, mit der die Primäroptik kraftschlüssig in der Halterung fixiert ist. Mit einer derartig gestalteten Halterung lassen sich in einfacher Art und Weise zwei Festlager realisieren, mit denen die Primäroptik an einer Basisstruktur des Scheinwerfers gehalten ist.A further embodiment provides that the holder has a receptacle and an insert, wherein the receptacle is positively and / or positively connected to the insert. Between the receptacle and the insert of the Anbindungsflansch the primary optics is fixed in force and / or positively fixed in the holder. The non-positive and / or positive connection is realized for example as a screw, through which the insert is connected to the receptacle. By the screw connection in particular a clamping force is generated with which the primary optics is fixed non-positively in the holder. With such a holder designed in a simple manner two fixed bearings can be realized with which the primary optics is held on a basic structure of the headlamp.

Ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme und der Einsatz einen kleineren Längenausdehnungskoeffizienten aufweisen als die Primäroptik. Somit ändert sich bei einer Temperaturänderung der Abstand zwischen den beiden Festlagern in geringerem Maße als das Volumen oder die Länge der Primäroptik zwischen den beiden Festlagern. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die Primäroptik bei einem Temperaturanstieg aufwölbt.In addition, it is proposed that the receptacle and the insert have a smaller coefficient of linear expansion than the primary optics. Thus, with a temperature change, the distance between the two fixed bearings changes to a lesser extent than the volume or Length of the primary optic between the two fixed camps. This ensures that the primary optic bulges when the temperature rises.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der erste Abschnitt in einem Spalt zwischen der Aufnahme und dem Einsatz aufgenommen ist, wobei der Spalt breiter ist als die Materialstärke des ersten Abschnitts. Dieser Spalt gibt der Aufwölbung der Primäroptik Raum. Als Folge der Aufwölbung bewegen sich die Lichteintrittsflächen der Primäroptik von den Lichtaustrittsflächen der Halbleiterlichtquellen weg.Furthermore, it is proposed that the first section is received in a gap between the receptacle and the insert, wherein the gap is wider than the material thickness of the first section. This gap gives room to the bulge of the primary optics. As a result of the bulge, the light entry surfaces of the primary optics move away from the light exit surfaces of the semiconductor light sources.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Aufnahme eine Ausnehmung aufweist, in der ein Lichteintrittsende der Primäroptik aufgenommen ist. Die Ausnehmung bildet eine Art Führung, die eine Bewegung des Lichteintrittsendes senkrecht zur Lichtaustrittsfläche der Halbleiterlichtquelle zulässt, jedoch Bewegungen der Lichteintrittsfläche der Primäroptik quer zur Flächennormalen der Lichteintrittsfläche blockiert.A further embodiment provides that the receptacle has a recess in which a light entry end of the primary optics is received. The recess forms a kind of guide, which permits a movement of the light entry end perpendicular to the light exit surface of the semiconductor light source, but blocks movements of the light entry surface of the primary optics transversely to the surface normal of the light entry surface.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Lichteintrittsende von der Lichteintrittsfläche her betrachtet einen zunehmenden Querschnitt aufweist. Der mit zunehmendem Abstand von der Lichteintrittsfläche zunehmende Querschnitt bewirkt eine gewünschte Verringerung des Öffnungswinkels des in der Primäroptik propagierenden Lichtes, so dass das Licht in gebündelter Form durch die Lichtaustrittsfläche der Primäroptik in Richtung einer ggf. aber nicht obligatorisch vorhandenen Sekundäroptik des Scheinwerfers austritt.Furthermore, it is proposed that the light entry end, viewed from the light entry surface, has an increasing cross section. The increasing with increasing distance from the light entrance surface cross-section causes a desired reduction of the opening angle of the propagating light in the primary optics, so that the light exits in bundled form through the light exit surface of the primary optics in the direction of a possibly but not mandatory secondary optics of the headlamp.

Ergänzend wird vorgeschlagen, dass sich ein Querschnitt des Lichteintrittsendes von der Lichteintrittsfläche her gesehen sprungartig erweitert, so dass eine erste Anschlagsfläche entsteht, die mit einer zweiten Anschlagsfläche zusammenwirkt, die ein Bestandteil der Halterung ist. Die beiden Anschlagsflächen bilden zusammen einen mechanischen Anschlag, der bei großen thermisch induzierten Längenänderungen der Primäroptik eine Kollision der Lichteintrittsfläche mit der Lichtquelle verhindert.In addition, it is proposed that a cross-section of the light entry end extends abruptly as seen from the light entry surface, so that a first Stop surface is formed, which cooperates with a second stop surface, which is a part of the holder. The two abutment surfaces together form a mechanical stop, which prevents a collision of the light entry surface with the light source at large thermally induced changes in length of the primary optics.

Bevorzugt ist auch, dass die Lichtquellen auf einem Trägerelement angeordnet sind. Das Trägerelement ist Teil der Halterungsstruktur und dient einer Befestigung der Halbleiterlichtquellen an der Basisstruktur. Neben den Lichtquellen sind noch weitere elektronische Bauteile und Leiterbahnen auf dem Trägerelement angeordnet, die zur Energieversorgung und/oder Steuerung der Lichtquellen dienen.It is also preferred that the light sources are arranged on a carrier element. The carrier element is part of the mounting structure and serves for fastening the semiconductor light sources to the base structure. In addition to the light sources, further electronic components and printed conductors are arranged on the carrier element, which serve to supply energy and / or control the light sources.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Scheinwerfer mehrere matrixartig angeordnete Halbleiterlichtquellen und eine Primäroptik aufweist, die als ein Optikarray mit mehreren matrixartig angeordneten und optisch wirksamen Elementen ausgestaltet ist. Dabei bündeln die optisch wirksamen Elemente das von den Halbleiterlichtquellen ausgehende Licht und richten es auf die in einem Strahlengang nachgeordnete Sekundäroptik. Insbesondere dann, wenn eine Länge der Sekundäroptik quer zum Strahlengang klein ist gegenüber einer Länge der Primäroptik in dieser Richtung, ist die Primäroptik in einer bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung horizontalen Ebene bevorzugt gekrümmt ausgeführt. Die Krümmung ist von der Sekundäroptik her gesehen konkav, so dass das von der Primäroptik ausgekoppelte Licht auf die Sekundäroptik gebündelt wird. Diese in der horizontalen Ebene konkave Krümmung der Primäroptik wird von der erfindungsgemäßen, aus Sicht der Sekundäroptik konvexen Wölbung nicht beeinflusst, da das Profil der konvexen Wölbung durch geeignete Anordnung der Festlager bevorzugt in einer vertikalen Ebene liegt.A further embodiment provides that the headlamp has a plurality of semiconductor light sources arranged in the manner of a matrix and a primary optic which is designed as an optical array with a plurality of matrix-like and optically active elements. In this case, the optically active elements concentrate the light emanating from the semiconductor light sources and direct it to the secondary optics arranged downstream in a beam path. In particular, when a length of the secondary optics transverse to the beam path is small compared to a length of the primary optics in this direction, the primary optics are preferably curved in a horizontal plane in the case of intended use. The curvature is concave, as seen from the secondary optics, so that the light decoupled from the primary optics is focused on the secondary optics. This concave curvature of the primary optic, which is concave in the horizontal plane, is not influenced by the curvature according to the invention, which is convex from the point of view of secondary optics, since the profile of the convex curvature passes through suitable arrangement of the fixed bearing preferably lies in a vertical plane.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages will be apparent from the dependent claims, the description and the attached figures.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen anwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below are applicable not only in the particular combination given, but also in other combinations, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Elemente. Es zweigen, jeweils in schematischer Form:

Figur 1
eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach dem Stand der Technik in einer Schnittdarstellung als Umfeld der Erfindung;
Figur 2
eine Primäroptik eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers und eine Halterung für die Primäroptik in einer Schnittdarstellung;
Figur 3
eine Detailansicht eines Lichtmoduls in einer Schnittdarstellung;
Figur 4
eine Anordnung einer Sekundäroptik und einer Primäroptik für eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In this case, the same reference numerals in the various figures denote the same elements. It branches, each in schematic form:
FIG. 1
a motor vehicle lighting device according to the prior art in a sectional view as the environment of the invention;
FIG. 2
a primary optics of a motor vehicle headlight according to the invention and a holder for the primary optics in a sectional view;
FIG. 3
a detailed view of a light module in a sectional view;
FIG. 4
an arrangement of a secondary optics and a primary optics for an embodiment of the motor vehicle headlight according to the invention.

Die Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 mit einem Lichtmodul 12. In anderen Ausgestaltungen kann der Scheinwerfer 10 auch mehrere Lichtmodule 12 aufweisen. Das Lichtmodul 12 weist Halbleiterlichtquellen 14, eine Primäroptik 16 und eine Sekundäroptik 18 auf. Das Lichtmodul 12 ist in einem Gehäuse 20 des Scheinwerfers 10 angeordnet. Das Gehäuse 20 weist eine Lichtaustrittsöffnung auf, die von einer transparenten Abdeckscheibe 22 abgedeckt wird.The FIG. 1 shows a sectional view of a motor vehicle headlight 10 with a light module 12. In Other embodiments, the headlight 10 may also have a plurality of light modules 12. The light module 12 has semiconductor light sources 14, a primary optics 16 and a secondary optics 18. The light module 12 is arranged in a housing 20 of the headlamp 10. The housing 20 has a light exit opening, which is covered by a transparent cover 22.

Die Lichtquellen 14 sind auf einem Trägerelement 24 angeordnet. Auf dem Trägerelement 24 sind neben den Lichtquellen 14 noch weitere elektrische Bauteile und Leiterbahnen angeordnet, die eine elektrische Versorgung und Steuerung der Lichtquellen 14 ermöglichen, was hier aus Gründen der Übersichtlichkeit aber nicht dargestellt ist. Das Trägerelement 24 ist in der Regel eine starre oder flexible Platine und steht in der Regel in thermischen Kontakt mit einem in der Figur nicht dargestellten Kühlkörper, der dazu eingerichtet und angeordnet ist, die bei einem Betrieb der Lichtquellen 14 entstehende Wärme aufzunehmen und an die Umgebung abzugeben. Jede der Halbleiterlichtquellen 14 weist eine jeweils individuelle Lichtaustrittsfläche 17 auf.The light sources 14 are arranged on a carrier element 24. On the support element 24, in addition to the light sources 14, further electrical components and conductor tracks are arranged, which allow an electrical supply and control of the light sources 14, which is not shown here for reasons of clarity. The carrier element 24 is generally a rigid or flexible circuit board and is usually in thermal contact with a heat sink, not shown in the figure, which is arranged and arranged to receive the heat generated during operation of the light sources 14 and to the environment leave. Each of the semiconductor light sources 14 has a respective individual light exit surface 17.

Die Primäroptik 16 ist dazu eingerichtet, von den Lichtaustrittsflächen der Lichtquellen 14 ausgehendes Licht zu sammeln und auf die Sekundäroptik 18 zu richten. Dazu weist die Primäroptik 16 Lichteintrittsflächen 26 auf. Durch die Lichteintrittsflächen 26 tritt Licht jeweils einer der Lichtquellen 14 in jeweils ein Lichteintrittsende 27 der Primäroptik 16 ein. Der Abstand d1 zwischen den Lichtaustrittsflächen der Lichtquellen und den Lichteintrittsflächen der fingerartigen Lichteintrittsenden 17 der Primäroptik ist nur wenige Zehntel Millimeter groß und kann von der Längenausdehnung der Bauteile beeinflusst werden. Dehnt sich die Primäroptik mit steigender Temperatur stärker aus als die Halterung 34, kann es zu einem Kontakt von Primäroptik und Lichtquellen kommen, was unbedingt vermieden werden muss. Das Lichteintrittsende 27 weist von der Lichteintrittsfläche 26 her betrachtet einen zunehmenden Querschnitt auf. Das Lichteintrittsende 27 leitet das Licht durch interne Totalreflexion in Richtung einer Lichtaustrittsfläche 28. Durch die Lichtaustrittsfläche 28 wird das Licht aus der Primäroptik 16 ausgekoppelt.The primary optics 16 is set up to collect light emitted by the light exit surfaces of the light sources 14 and to direct them to the secondary optics 18. For this purpose, the primary optics 16 have light entry surfaces 26. Through the light entry surfaces 26, light enters one of the light sources 14 in each case into a light entry end 27 of the primary optics 16. The distance d1 between the light exit surfaces of the light sources and the light entry surfaces of the finger-like light entry ends 17 of the primary optics is only a few tenths of a millimeter in size and can be influenced by the linear expansion of the components. The primary optic expands with increasing Temperature stronger than the holder 34, it may come to a contact of primary optics and light sources, which must be avoided at all costs. The light entry end 27 has an increasing cross section viewed from the light entry surface 26. The light entry end 27 conducts the light by total internal reflection in the direction of a light exit surface 28. The light is extracted from the primary optics 16 through the light exit surface 28.

Die Sekundäroptik 18 ist dazu eingerichtet, Licht, das über die Lichtaustrittsfläche 28 aus der Primäroptik 16 ausgekoppelt wird, aufzunehmen und in eine regelkonforme Lichtverteilung in das Vorfeld des Scheinwerfers und damit insbesondere auf eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahn zu lenken.The secondary optics 18 is adapted to receive light, which is coupled out of the primary optics 16 via the light exit surface 28, and to direct it into a rule-compliant light distribution in the apron of the headlamp and thus in particular on a roadway ahead of the vehicle.

An dieser Stelle sei ein gedachtes kartesisches Koordinatensystem eingeführt, das für die Figur 1 und alle nachfolgende Figuren Geltung hat. Die x-Achse des Koordinatensystems weist in Richtung einer Hauptlichtaustrittsrichtung 30 des Scheinwerfers 10 und damit in das Vorfeld des Fahrzeugs. Die y-Achse weist in der Figur 1 in die Zeichenebene hinein und die z-Achse weist in der Figur 1 nach oben. Die y-Richtung ist bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers im Fahrzeug bevorzugt parallel zu einer Querachse des Fahrzeugs ausgerichtet. Die z-Achse ist dabei bevorzugt parallel zur Hochachse ausgerichtet.At this point, a thought Cartesian coordinate system is introduced, which is for the FIG. 1 and all subsequent figures have validity. The x-axis of the coordinate system points in the direction of a main light exit direction 30 of the headlight 10 and thus into the apron of the vehicle. The y-axis points in the FIG. 1 into the plane of the drawing and the z-axis points in the FIG. 1 up. The y-direction is preferably aligned parallel to a transverse axis of the vehicle in a proper use of the headlamp in the vehicle. The z-axis is preferably aligned parallel to the vertical axis.

Das Lichtmodul 12 weist Halterungsstrukturen auf, mittels derer die wenigstens eine Halbleiterlichtquelle 14, die Primäroptik 16 und die Sekundäroptik 18 an einer Basisstruktur 32 befestigt sind. In der dargestellten Ausgestaltung weisen die Halterungsstrukturen drei separate Teile auf, nämlich das Trägerelement 24, mit dem die Halbleiterlichtquellen 14 an der Basisstruktur 32 befestigt sind, eine Halterung 34 der Primäroptik 16 und eine Halterung 36 der Sekundäroptik 18. Anhand der nachfolgenden Figur 2 wird die Wirkungsweise einer Merkmale der Erfindung aufweisende Halterung 34 der Primäroptik 16 näher erläutert.The light module 12 has mounting structures by means of which the at least one semiconductor light source 14, the primary optics 16 and the secondary optics 18 are fastened to a base structure 32. In the illustrated embodiment, the support structures have three separate Parts on, namely the support member 24, with which the semiconductor light sources 14 are fixed to the base structure 32, a holder 34 of the primary optics 16 and a holder 36 of the secondary optics 18. With reference to the following FIG. 2 the operation of a features of the invention having bracket 34 of the primary optics 16 is explained in more detail.

Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Primäroptik 16 und ihre Halterung 34. Die Schnittebene ist parallel zur x-z-Ebene. In dieser Ausgestaltung weist die Halterung 34 der Primäroptik zwei Elemente auf. Das erste Element ist eine Aufnahme 38, welche mit der Basisstruktur 32 verbunden ist. Die Basisstruktur 32 entspricht funktional der Basisstruktur 32 aus der Figur 1 und ist in der Figur 2 übersichtshalber nicht dargestellt. Das zweite Element ist ein Einsatz 40, der mit der Aufnahme form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Zwischen der Aufnahme 38 und dem Einsatz 40 ist ein Anbindungsflansch 42 der Primäroptik 16 angeordnet. Der Anbindungsflansch 42 ist vorzugsweise einstückig mit der Primäroptik 16 verbunden. FIG. 2 shows in a sectional view a primary optic 16 and its holder 34. The sectional plane is parallel to the xz plane. In this embodiment, the holder 34 of the primary optics on two elements. The first element is a receptacle 38, which is connected to the base structure 32. The base structure 32 corresponds functionally to the base structure 32 of FIG FIG. 1 and is in the FIG. 2 not shown for reasons of clarity. The second element is an insert 40, which is positively and / or non-positively connected to the receptacle. Between the receptacle 38 and the insert 40 a Anbindungsflansch 42 of the primary optics 16 is arranged. The attachment flange 42 is preferably integrally connected to the primary optic 16.

Bevorzugt wird die Primäroptik 16 aus Silikon gefertigt. Silikon ist ein hochtransparentes Material und weist eine hohe Temperaturbeständigkeit bis ca. 260°C auf. Bestimmte Silikonarten sind in der Herstellungsphase besonders dünnflüssig und können so im Rahmen eines Spritzgussverfahrens in filigrane Strukturen gespritzt werden. Silikon ist auch ein elastischer Werkstoff. Durch die Elastizität kann die Primäroptik 16 gut kraftschlüssig in der Halterung 34 aufgenommen sein, weiterhin können Fertigungstoleranzen der Halterung 34 gut ausgeglichen werden, so dass sich eine Primäroptik mittels des Anbindungsflansches 42 genau in Relation zu den Lichtquellen positionieren lässt. Aufgrund der voranstehend beschriebenen Eigenschaften des Werkstoffs ist es bevorzugt, den Anbindungsflansch 42 und die Primäroptik 16 aus Silikon zu fertigen. Besonders bevorzugt ist die Herstellung von Primäroptik 16 und Anbindungsflansch 42 als einstückiges Bauteil beispielsweise im Spritzgussverfahren. In anderen Ausgestaltungen sind die Primäroptik 16 und/oder der Anbindungsflansch 42 aus Glas, Kunststoff oder einem technisch vergleichbaren Material gefertigt.Preferably, the primary optic 16 is made of silicone. Silicone is a highly transparent material and has a high temperature resistance up to approx. 260 ° C. Certain types of silicone are particularly thin in the production phase and can be sprayed into filigree structures as part of an injection molding process. Silicone is also an elastic material. Due to the elasticity of the primary optics 16 can be well frictionally received in the holder 34, furthermore, manufacturing tolerances of the holder 34 can be well balanced so that a primary optics 42 can be positioned by means of Anbindungsflansches exactly in relation to the light sources. Due to the above described properties of the material, it is preferred to manufacture the connection flange 42 and the primary optics 16 of silicone. Particularly preferred is the production of primary optics 16 and connecting flange 42 as a one-piece component, for example by injection molding. In other embodiments, the primary optics 16 and / or the attachment flange 42 are made of glass, plastic or a technically comparable material.

Der Anbindungsflansch 42 weist zwei erste Abschnitte 44 auf, die in der Figur 2 oberhalb und unterhalb der Lichtaustrittsfläche 28 direkt an diese anschließen. Die ersten Abschnitte 44 sind kuppelartig gewölbt. Vom Ort der Lichteintrittsflächen 26 aus betrachtet ist die Wölbung der ersten Abschnitte 44 konkav. An diese ersten Abschnitte 44 schließt sich jeweils ein zweiter, vertikaler Abschnitt 46 an. Hier sei angemerkt, dass sich die Begriffe "vertikal" und "horizontal" in Bezug auf die bestimmungsgemäße Verwendung des Scheinwerfers im Kraftfahrzeug verstehen. In der Figur 2 und den nachfolgenden Figuren bezeichnet also der Begriff "vertikal" eine Erstreckung in Richtung der z-Achse und der Begriff "horizontal" eine Erstreckung in Richtung der x-Achse und /oder der y-Achse. Der vertikale Abschnitt 46 liegt senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung 30. An diese vertikalen Abschnitte 46 schließt sich jeweils ein dritter, horizontaler Abschnitt 48 an. Die dritten Abschnitte 48 erstrecken sich von den zweiten Abschnitten 46 ausgehend senkrecht zu diesen in Hauptabstrahlrichtung 30.The connection flange 42 has two first sections 44, which in the FIG. 2 above and below the light exit surface 28 directly connect to this. The first sections 44 are dome-shaped. Viewed from the location of the light entry surfaces 26, the curvature of the first sections 44 is concave. Each of these first sections 44 is followed by a second, vertical section 46. It should be noted that the terms "vertical" and "horizontal" with respect to the intended use of the headlight in the motor vehicle. In the FIG. 2 and the following figures, therefore, the term "vertical" an extension in the direction of the z-axis and the term "horizontal" an extension in the direction of the x-axis and / or the y-axis. The vertical section 46 is perpendicular to the main emission direction 30. These vertical sections 46 are followed in each case by a third, horizontal section 48. The third sections 48 extend from the second sections 46 perpendicular to them in the main emission direction 30.

Die beiden horizontalen Abschnitte 48 liegen jeweils an dafür vorgesehenen Flächen 50 des zweiten Einsatzes 40 an, so dass die in der Figur 2 obere Fläche 50 des Einsatzes eine Bewegung des oberen horizontalen Abschnitts 48 der Primäroptik nach unten blockiert und die untere Fläche 50 des Einsatzes eine Bewegung des unteren horizontalen Abschnitts 48 der Primäroptik nach oben blockiert. Die horizontalen Abschnitte 48 und die Flächen 50 wirken also so zusammen, dass eine Translation der Primäroptik 16 in vertikaler Richtung blockiert ist.The two horizontal portions 48 abut respectively on designated surfaces 50 of the second insert 40, so that in the FIG. 2 top surface 50 of the insert blocks downward movement of the upper horizontal section 48 of the primary optic and the lower surface 50 the insert blocks upward movement of the lower horizontal portion 48 of the primary optic. The horizontal portions 48 and the surfaces 50 thus act together so that a translation of the primary optics 16 is blocked in the vertical direction.

Die beiden vertikalen Abschnitte 46 der Primäroptik sind zwischen der Aufnahme 38 und dem Einsatz 40 durch eine senkrecht zu den vertikalen Abschnitten 46 wirkende Klemmkraft fixiert. Die Klemmkraft wird dadurch erzeugt, dass die Aufnahme 38 und der Einsatz 40 mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung, wie beispielsweise durch eine Schraubverbindung 49, so verbunden sind, dass die vertikalen Abschnitte 46 der Primäroptik zwischen der Aufnahme 38 und dem Einsatz 40 eingeklemmt werden. Das Klemmen der vertikalen Abschnitte 46 unterbindet zunächst eine Translation der Primäroptik 16 in Richtung der x-Achse. Bei ausreichend großer Klemmkraft wird auch eine Bewegung der vertikalen Abschnitte 46 und damit eine Translation der Primäroptik 16 in Richtung der y-Achse durch Kraftschluss verhindert.The two vertical sections 46 of the primary optics are fixed between the receptacle 38 and the insert 40 by a clamping force acting perpendicular to the vertical sections 46. The clamping force is generated in that the receptacle 38 and the insert 40 by means of a non-positive and / or positive connection, such as by a screw 49, are connected so that the vertical portions 46 of the primary optics between the receptacle 38 and the insert 40th be trapped. The clamping of the vertical sections 46 initially prevents a translation of the primary optics 16 in the direction of the x-axis. With a sufficiently large clamping force and a movement of the vertical portions 46 and thus a translation of the primary optics 16 in the direction of the y-axis is prevented by adhesion.

Die formschlüssige Blockierung der horizontalen Abschnitte 48 der Primäroptik durch die Flächen 50 des Einsatzes 40 und die zwischen dem Einsatz 40 und der Aufnahme 38 kraft- und formschlüssige Fixierung der vertikalen Abschnitte 46 der Primäroptik unterbinden eine Translation der Primäroptik 16 in drei Raumrichtungen. Um die Translation der Primäroptik 16 in Richtung der y-Achse zusätzlich durch Formschluss zu verhindern, ist der Anbindungsflansch bevorzugt umlaufend ausgeführt. Denkbar ist auch ein mechanischer Anschlag in Richtung der y-Achse.The positive locking of the horizontal portions 48 of the primary optics through the surfaces 50 of the insert 40 and the force between the insert 40 and the receptacle 38 and positive fixing of the vertical portions 46 of the primary optics prevent translation of the primary optics 16 in three spatial directions. In order to additionally prevent the translation of the primary optics 16 in the direction of the y-axis by positive locking, the connecting flange is preferably designed to run around. Also conceivable is a mechanical stop in the direction of the y-axis.

Rein mechanisch betrachtet bilden die Abschnitte 48 der Primäroptik und die Flächen 50 des Einsatzes sowie die durch die Klemmkräfte fixierten vertikalen Abschnitte 46 der Primäroptik in Bezug auf die x-Richtung und die y-Richtung ein oberes und ein unteres Festlager 52, in denen die Primäroptik 16 in der Halterung 34 gehalten ist. Die beiden Festlager 52 liegen in einer ersten Ebene 100. Die erste Ebene 100 steht in der Figur 2 senkrecht zur Zeichenebene und liegt parallel zu einer zweiten Ebene 102, in der die Lichteintrittsflächen 26 der Primäroptik 16 liegen. Die erste Ebene und die zweite Ebene weisen einen Abstand a auf, der auf jeden Fall so groß ist, dass auf dem Trägerelement 24 angeordnete Bauteile 104, die von dort höher aufragen als die Lichtquelle 14, keinen mechanischen Kontakt zu den mechanischen Komponenten der in der zweiten Ebene 100 liegenden Festlager haben.Viewed purely mechanically, the sections 48 form the primary optics and the surfaces 50 of the insert and the by the clamping forces fixed vertical sections 46 of the primary optics with respect to the x-direction and the y-direction, an upper and a lower bearing 52, in which the primary optics 16 is held in the holder 34. The two fixed bearings 52 are in a first level 100. The first level 100 is in the FIG. 2 perpendicular to the plane of the drawing and lies parallel to a second plane 102 in which the light entry surfaces 26 of the primary optics 16 lie. The first level and the second level have a distance a, which is in any case so large that arranged on the support member 24 components 104, which rise from there higher than the light source 14, no mechanical contact with the mechanical components of the in the second level 100 have lying fixed bearing.

Bei einer Temperaturerhöhung im Scheinwerfer 10 dehnt sich die Primäroptik 16 zwischen den beiden Festlagern 52 aus. Aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Primäroptik 16 und Halterung 34 dehnt sich die Halterung 34 weniger stark aus. Daher ändert sich der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Festlager 52 nicht oder jedenfalls weniger stark als die Länge der zwischen den Festlagern 52 eingeklemmten Primäroptik 16. Unter diesen Bedingungen führt diese Längenänderung zu einer Aufwölbung der Primäroptik 16 in x-Richtung. Ein zentraler Bereich 53 der Primäroptik 16 bewegt sich in x-Richtung und zieht die Lichteintrittsenden 27 der Primäroptik, die sich an den zentralen Bereich 53 in x-Richtung anschließen, von den Lichtaustrittsflächen der Halbleiterlichtquellen 14 weg. Dadurch wird eine Annäherung der Lichteintrittsflächen 26 der Primäroptik 16 an die Lichtaustrittsflächen der Halbleiterlichtquelle 14, die durch eine thermisch induzierte Längendehnung der Primäroptik hervorgerufen wird, zu einem Teil kompensiert.With a temperature increase in the headlight 10, the primary optic 16 expands between the two fixed bearings 52. Due to different expansion coefficients of primary optics 16 and holder 34, the holder 34 expands less strongly. Therefore, the distance between the upper and lower fixed bearing 52 does not change or at least less than the length of the clamped between the fixed bearings 52 primary optics 16. Under these conditions, this change in length leads to a bulge of the primary optics 16 in the x direction. A central region 53 of the primary optics 16 moves in the x direction and pulls the light entry ends 27 of the primary optics, which adjoin the central region 53 in the x direction, away from the light exit surfaces of the semiconductor light sources 14. As a result, an approximation of the light entry surfaces 26 of the primary optics 16 to the light exit surfaces of the semiconductor light source 14, which is caused by a thermally induced elongation of the primary optics, compensated in part.

Die kuppelförmige Ausformung der ersten Abschnitte 44 legt die Richtung der Aufwölbung fest.The dome-shaped configuration of the first sections 44 determines the direction of the bulge.

Die kuppelförmigen Abschnitte 44 liegen in einem Spalt 56 zwischen der Aufnahme 38 und dem Einsatz 40. Die Breite des Spaltes 56 ist etwas größer als die Materialstärke des kuppelförmigen Abschnitts 44, so dass sich ein Zwischenraum ergibt. Dieser Zwischenraum gibt der Aufwölbung Raum.The dome-shaped portions 44 lie in a gap 56 between the receptacle 38 and the insert 40. The width of the gap 56 is slightly greater than the material thickness of the dome-shaped portion 44, so that there is a gap. This space gives the bulge space.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Materialien, aus denen die Aufnahme 38 und der Einsatz 40 gefertigt sind, einen wesentlich kleineren Längenausdehnungskoeffizienten auf, als das Material, aus dem der Anbindungsflansch 42 gefertigt ist. Dadurch tritt bei einer Temperaturänderung bei der Aufnahme 38 und dem Einsatz 40 eine geringere Dehnung oder Schrumpfung auf als bei dem Anbindungsflansch 42. Als erwünschte Folge bleiben die Positionen der Festlager 52 bezüglich des Gehäuses 20 weitestgehend erhalten.In an advantageous embodiment, the materials from which the receptacle 38 and the insert 40 are made, a much smaller coefficient of linear expansion, as the material from which the connection flange 42 is made. This results in a change in temperature at the receptacle 38 and the insert 40, a lower elongation or shrinkage than at the Anbindungsflansch 42. As a desired consequence, the positions of the fixed bearing 52 with respect to the housing 20 remain largely preserved.

Bei einer in der Figur 2 dargestellten Ausgestaltung weist die Aufnahme 38 Ausnehmungen 58 auf. In den Ausnehmungen 58 sind die Lichteintrittsenden 27 der Primäroptik 16 aufgenommen. Die Ausnehmungen 58 wirken in der Zeichenebene wie Führungen oder Loslager. Das heißt, die Ausnehmungen 58 erlauben eine Translation der Primäroptik 16 in x-Richtung und unterbinden gleichzeitig eine Translation der Lichteintrittsenden 27 in Richtung der z-Achse und bevorzugt auch in Richtung der y-Achse. Durch die lichtaustrittsseitige Aufwölbung werden in der Primäroptik 16 lichteintrittsseitig Druckspannungen entlang der z-Richtung induziert. Diese Druckspannungen bewirken, insbesondere bei Primäroptiken 16, die wie die hier dargestellte Ausgestaltung mehrere Lichteintrittsenden 27 aufweisen, dass die Lichteintrittsflächen auf einem Bogen um die y-Achse gegeneinander verschoben würden. Die Aufnahmen der Lichteintrittsenden 27 in den Ausnehmungen 58 unterbinden diese Verschiebungen der Lichteintrittsflächen 26, da sie die Bewegungsmöglichkeiten der Lichteintrittsenden 27 begrenzen.At one in the FIG. 2 illustrated embodiment, the receptacle 38 recesses 58. In the recesses 58, the light entry ends 27 of the primary optics 16 are received. The recesses 58 act in the drawing plane as guides or floating bearing. That is, the recesses 58 allow translation of the primary optics 16 in the x direction and at the same time prevent translation of the light entry ends 27 in the direction of the z axis and preferably also in the direction of the y axis. Due to the bulge on the light exit side, compressive stresses along the z-direction are induced in the primary optics 16 on the light entry side. These compressive stresses cause, in particular in primary optics 16, which, like the embodiment shown here, have a plurality of light entry ends 27, that the light entry surfaces on an arc would be shifted against each other by the y-axis. The recordings of the light entry ends 27 in the recesses 58 prevent these displacements of the light entry surfaces 26, since they limit the possibilities of movement of the light entry ends 27.

Die Figur 3 zeigt einen Detailausschnitt des Lichtmoduls 12 im Bereich der Lichteintrittsfläche 26. In diesem Bereich weist das Lichteintrittsende 27 der Primäroptik 16 einen Rücksprung 60 auf. Das heißt, in Richtung der Lichteintrittsfläche 26 betrachtet nimmt der Querschnitt des Lichteintrittsendes 27 sprunghaft ab. Dehnt sich die Primäroptik 16 aufgrund eines Temperaturanstiegs, kann sich der Rücksprung 60 an eine Anschlagfläche 62 anlegen, die an der Basisstruktur befestigt ist. Die Anschlagfläche 62 und der Rücksprung 60 sind dazu eingerichtet und angeordnet, die thermisch induzierte Bewegung des Lichteintrittsendes in Richtung der Halbleiterlichtquelle, die hier durch einen Pfeil 64 symbolisiert wird, durch einen mechanischen Anschlag 14 zu begrenzen. Dadurch wird die Gefahr einer Kollision der Lichteintrittsfläche 26 der Primäroptik 16 mit der Halbleiterlichtquelle 14 verhindert.The FIG. 3 shows a detail of the light module 12 in the region of the light entry surface 26. In this area, the light entry end 27 of the primary optics 16 has a return 60. That is, viewed in the direction of the light entry surface 26, the cross section of the light entry end 27 decreases abruptly. As the primary optic 16 expands due to an increase in temperature, the recess 60 may abut a stop surface 62 attached to the base structure. The stop surface 62 and the recess 60 are arranged and arranged to limit the thermally induced movement of the light entry end in the direction of the semiconductor light source, which is symbolized here by an arrow 64, by a mechanical stop 14. As a result, the risk of a collision of the light entry surface 26 of the primary optics 16 with the semiconductor light source 14 is prevented.

Die Figur 4 zeigt die Primäroptik 16 und die Sekundäroptik 18 eines Scheinwerfers 10. In dieser Ausgestaltung weist der Scheinwerfer 10 mehrere matrixartig angeordnete Halbleiterlichtquellen 14 auf, von denen Licht ausgeht. In einem Strahlengang des von den Halbleiterlichtquellen 14 ausgehenden Lichts ist die Primäroptik 16 angeordnet. Die Primäroptik 16 ist als ein Optikarray 66 mit mehreren matrixartig angeordneten optisch wirksamen Elementen 68 ausgestaltet. Die optisch wirksamen Elemente 68 bündeln das von den Halbleiterlichtquellen 14 ausgehende Licht und richten es auf die im Strahlengang angeordnete Sekundäroptik 18. Für Sekundäroptiken 18, deren Abmessungen klein sind im Vergleich zu einer Längsausdehnung des Optikarrays 66, ist es bekannt, das Optikarray 66 in einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung horizontalen Ebene aus Sicht der Sekundäroptik 18 konkav zu krümmen. Dadurch wird eine Fokussierung des Lichts auf die Sekundäroptik 18 und/oder die gewölbte Petzval-Fläche der Sekundäroptik 18 erreicht. Die vorangehend beschriebene, von der Sekundäroptik 18 aus gesehen konvexe Wölbung der Primäroptik 16, die zur vollständigen Kompensation einer Längendehnung der optischen Elemente 68 dient, findet bei einem solchen Optikarray 66 ebenso Anwendung. Die gewölbten ersten Abschnitte 44 werden dabei an den langen Seiten oberhalb und unterhalb des Optikarrays 66 angeordnet. Die Lichtaustrittsflächen der einzelnen optimal wirksamen Elemente der als Optikarray 66 ausgeführten Primäroptik 16 sind dabei jeweils bevorzugt in einer vertikalen Ebene gewölbt. Die konkave Krümmung des Optikarray 66 in der horizontalen Ebene bleibt dabei unbeeinflusst.The FIG. 4 shows the primary optics 16 and the secondary optics 18 of a headlamp 10. In this embodiment, the headlamp 10 has a plurality of semiconductor light sources arranged in a matrix-like manner, from which light emanates. In a beam path of the outgoing light from the semiconductor light sources 14, the primary optics 16 is arranged. The primary optics 16 is designed as an optical array 66 with a plurality of optically active elements 68 arranged in the form of a matrix. The optically active elements 68 focus the light emanating from the semiconductor light sources 14 and direct it to the secondary optics 18 arranged in the beam path. For secondary optics 18, their dimensions are small compared to a longitudinal extent of the optical array 66, it is known to concave curve the optics array 66 in a horizontal plane when used as intended from a secondary optics 18 perspective. As a result, focusing of the light on the secondary optics 18 and / or the arched Petzval surface of the secondary optics 18 is achieved. The above-described convex curvature of the primary optic 16, viewed from the secondary optics 18, which serves to completely compensate for a longitudinal expansion of the optical elements 68, is also used in such an optical array 66. The curved first sections 44 are arranged on the long sides above and below the optical array 66. The light exit surfaces of the individual optimally effective elements of the primary optics 16 designed as optic array 66 are in each case preferably arched in a vertical plane. The concave curvature of the optical array 66 in the horizontal plane remains unaffected.

Claims (13)

Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle (14) und einer Primäroptik (16) die dazu eingerichtet ist, von der Halbleiterlichtquelle (14) ausgehendes Licht zu sammeln und auf eine Sekundäroptik (18) zu richten, wobei die Primäroptik (16) das Licht der Lichtquelle (14) über wenigstens eine Lichteintrittsfläche (26) aufnimmt und über eine Lichtaustrittsfläche (28) auskoppelt und wobei die Primäroptik (16) einen Anbindungsflansch (42) aufweist, mit dem sie in einer Halterung (34) in wenigstens zwei Festlagern (52) gehalten ist, die in einer ersten Ebene angeordnet sind, die parallel und mit einem Abstand (a) zu einer zweiten Ebene liegt, in der die wenigstens eine Lichteintrittsfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (44) des Anbindungsflansches (42), der zwischen einem im Festlager gehaltenen Teil des Anbindungsflansches und der Lichtaustrittsfläche liegt, kuppelartig gewölbt ist, wobei die Lichtaustrittsfläche (28) auf der konvexen Seite der Wölbung liegt.Motor vehicle headlight (10) with at least one semiconductor light source (14) and a primary optics (16) which is adapted to collect from the semiconductor light source (14) outgoing light and to a secondary optics (18), the primary optics (16) the light the light source (14) via at least one light entry surface (26) and decouples via a light exit surface (28) and wherein the primary optics (16) has a Anbindungsflansch (42) with which they in a holder (34) in at least two fixed bearings (52 ) arranged in a first plane which is parallel and at a distance (a) to a second plane in which the at least one light entry surface lies, characterized in that a first section (44) of the attachment flange (42) , Which is located between a part held in the fixed bearing part of the Anbindungsflansches and the light exit surface, is dome-like arched, wherein the light exit surface (28) on de r convex side of the vault is located. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach vorangehendem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (16) aus Silikon gefertigt ist.Motor vehicle headlight (10) according to the preceding claim 1, characterized in that the primary optics (16) is made of silicone. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsflansch (42) aus dem gleichen Material gefertigt ist wie die Primäroptik (16).Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting flange (42) is made of the same material as the primary optics (16). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsflansch (42) einstückig mit der Primäroptik (16) verbunden ist.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting flange (42) is integrally connected to the primary optics (16). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbindungsflansch (42) umlaufend ausgeführt ist.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting flange (42) is designed to run around. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (34) eine Aufnahme (38) und einen Einsatz (40) aufweist, wobei die Aufnahme (38) mit dem Einsatz (40) kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the holder (34) has a receptacle (38) and an insert (40), wherein the receptacle (38) with the insert (40) non-positively and / or positively connected is. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (38) und der Einsatz (40) einen kleineren Längenausdehnungskoeffizienten aufweisen als die Primäroptik (16).Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle (38) and the insert (40) have a smaller coefficient of linear expansion than the primary optics (16). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (44) in einem Spalt (56) zwischen der Aufnahme (38) und dem Einsatz (40) aufgenommen ist, wobei der Spalt (56) größer ist als die Materialstärke des ersten Abschnitts (44).Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first portion (44) in a gap (56) between the receptacle (38) and the insert (40) is received, wherein the gap (56) is greater than the material thickness of the first section (44). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (38) eine Ausnehmung (58) aufweist, in der ein Lichteintrittsende (27) der Primäroptik (16) aufgenommen ist.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle (38) has a recess (58) in which a light entry end (27) of the primary optics (16) is received. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteintrittsende (27) von der Lichteintrittsfläche (26) her betrachtet einen zunehmenden Querschnitt aufweist.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that viewed from the light entry surface (26) the light entry end (27) has an increasing cross section. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Querschnitt des Lichteintrittsendes (27) von der Lichteintrittsfläche (26) her gesehen sprungartig erweitert, so dass eine erste Anschlagsfläche (60) entsteht, die mit einer zweiten Anschlagsfläche (62) zusammenwirkt.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a cross section of the light entry end (27) extends abruptly as seen from the light entry surface (26), so that a first abutment surface (60) is formed, which is provided with a second abutment surface (62 ) cooperates. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (14) auf einem Trägerelement (24) angeordnet sind.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the light sources (14) are arranged on a carrier element (24). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer (10) mehrere matrixartig angeordnete Halbleiterlichtquellen (14) aufweist und eine Primäroptik (16) ausgestaltet als ein Optikarray (66) mit mehreren matrixartig angeordneten optisch wirksamen Elementen (68), wobei die optisch wirksamen Elemente (68) das von den Halbleiterlichtquellen (14) ausgehende Licht bündeln und auf die in einem Strahlengang angeordnete Sekundäroptik (18) richten.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the headlight (10) has a plurality of semiconductor light sources (14) arranged in the form of a matrix, and a primary optic (16) is designed as an optical array (66) with a plurality of optically active elements (68) arranged in the form of a matrix. , wherein the optically active elements (68) focus the outgoing light from the semiconductor light sources (14) and directed to the arranged in a beam path secondary optics (18).
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