EP3388734B1

EP3388734B1 - Primäroptikeinheit für lichtmodul eines kfz-scheinwerfers

Info

Publication number: EP3388734B1
Application number: EP18164117.6A
Authority: EP
Inventors: Ernst-Olaf Rosenhahn; Daniel Rieger; Christoph Bürker
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2022-03-16
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: EP3388734A1; DE102017107781A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, wie aus DE 10 2014 205 994 A1 und EP 2 865 937 A1 bekannt.
Aus der EP 2 865 937 A1 ist ein Lichtleiter bekannt, welcher eine Anzahl von Lichtleitplatten und eine der jeweiligen Lichtleitplatte zugeordnete Lichtquelle umfasst. Der Lichtleiter erzeugt einen Lichtstrahl, welcher aus einer Anzahl von vertikalen Pixeln besteht. Jeder vertikale Pixel kann aus- oder angeschaltet werden.
Diese Lösung ist dahingehend nachteilig, als dass die Lichtquelle im Bereich der optischen Achse positioniert ist, womit ein Abblendlicht im selben Modul nicht realisierbar ist.
Weitergehend ist für eine homogene Fernlichtverteilung die Fokussierung des Lichts auf einen Punkt der Austrittsfläche nahe der optischen Achse nicht ausreichend. Insbesondere wird kein homogener und kein weicher vertikaler Auslauf erzeugt, was zu einer unästhetischen Kante in der abgestrahlten Lichtverteilung führt.
Mithin ist es Aufgabe der Erfindung, die Effizienz einer Primäroptikeinheit zu erhöhen, das Erscheinungsbild der abgestrahlten Lichtverteilung zu verbessern und die Möglichkeit zu schaffen ein Abblendlichtmodul in das zugehörige Lichtmodul zu integrieren.
Dass der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Lichtmodul gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Ein Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein Lichtmodul einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung umfassend eine Primäroptikeinheit sowie eine Sekundäroptikeinheit, wobei die Sekundäroptikeinheit die von der Primäroptikeinheit abgestrahlte Zwischenlichtverteilung in eine vom Lichtmodul abgestrahlte Fernlichtlichtverteilung umwandelt. Die vorgeschlagene Primäroptikeinheit für ein Lichtmodul einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung umfasst eine Mehrzahl von insbesondere plattenartig ausgebildeten Lichtleitabschnitten, wobei jedem Lichtleitabschnitt eine jeweilige Lichtquelle zugeordnet ist. Die Lichtleitabschnitte sind zum Formen einer gewünschten Zwischenlichtverteilung aus Licht der Mehrzahl von Lichtquellen ausgebildet. Der jeweilige Lichtleitabschnitt ist durch eine erste Einkoppelfläche derart begrenzt, sodass von der dem Lichtleitabschnitt zugeordneten Lichtquelle erzeugtes Licht in den Lichtleitabschnitt einkoppelbar ist. Der jeweilige Lichtleitabschnitt ist weitergehend durch eine der ersten Einkoppelfläche gegenüberliegend angeordnete Reflexionsfläche derart begrenzt, sodass von der ersten Einkoppelfläche stammendes und auf die Reflexionsfläche treffendes Licht so umlenkbar ist, dass es im Bereich einer Auskoppelfläche des Lichtleitabschnitts fokussierbar ist. Der jeweilige Lichtleitabschnitt ist außerdem durch eine zweite Einkoppelfläche derart begrenzt, sodass von der dem Lichtleitabschnitt zugeordneten Lichtquelle erzeugtes Licht in den Lichtleitabschnitt einkoppelbar ist. Der jeweilige Lichtleitabschnitt ist zusätzlich durch die Auskoppelfläche derart begrenzt, sodass das von der Reflexionsfläche umgelenkte Licht und das von der zweiten Einkoppelfläche einfallende Licht zur Erzeugung der Zwischenlichtverteilung aus dem Lichtleitabschnitt auskoppelbar sind.
Zweck der Mehrzahl von Lichtleitabschnitten ist es, die Fernlichtverteilung auch als Teilfernlicht bzw. in Form einer Matrix-Funktion zu betreiben, indem einzelne Lichtquellen unabhängig voneinander an- bzw. ausgeschaltet werden können. Durch das Vorsehen der zweiten Einkoppelfläche kann vorteilhaft ein größerer Lichtstrom in den Lichtleitabschnitt eingekoppelt werden und die Effizienz wird erhöht. Durch die Fokussierung im Bereich der Auskoppelfläche wird eine hohe Beleuchtungsstärke um 0°/0°, also in Richtung der nach vorne weisenden optischen Achse des Lichtmoduls erreicht, womit eine hohe Sicht-Reichweite für den Fahrzeuglenker bereitgestellt wird. Darüber hinaus kann durch die Überlagerung der Lichtstrahlen im Lichtleitabschnitt und die anschließende gemeinsame Auskopplung die Homogenität in einem vertikalen Auslauf der Lichtverteilung verbessert werden. Diese Verbesserung der Homogenität im vertikalen Auslauf der Fernlichtverteilung umfasst einen weichen vertikalen Auslauf ohne einen für den Fahrzeugführer sichtbaren Übergang. Insbesondere können störende Farbverläufe und unästhetische scharfe Kanten in der abgestrahlten Fernlichtverteilung auf diese Art und Weise vermieden werden. Insgesamt verbessert sich somit die abgestrahlte Fernlichtlichtverteilung, wodurch für den Fahrzeuglenker eine verbesserte Sicht ermöglicht wird. Mithin wird auch die Verkehrssicherheit erhöht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Reflexionsfläche in einem Schnitt, welcher in einer gedachten Plattenebene des Lichtleitabschnitts verläuft, zumindest abschnittsweise einer Ellipse folgt. Dies ermöglicht die Fokussierung der Lichtstrahlen im Bereich der Auskoppelfläche.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Auskoppelflächen der Mehrzahl von Lichtleitabschnitten eine gemeinsame Auskoppelfläche bilden. Durch die gemeinsame Auskoppelfläche wird auch eine horizontale Homogenisierung der abgestrahlten Fernlichtverteilung erreicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform münden die Lichtleitabschnitte in Richtung der gemeinsamen Auskoppelfläche in einen gemeinsamen Lichtleitkörper. Mithin ist es nicht notwendig, dass die Lichtleitabschnitte direkt in eine gemeinsame Auskoppelfläche übergehen, sondern die Lichtleitabschnitten können auch an die gemeinsame Auskoppelfläche anstoßen, um einen Lichtübertrag zu bewerkstelligen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die gemeinsame Auskoppelfläche der Lichtleitabschnitte einer Petzval-Fläche einer zugeordneten Sekundäroptikeinheit folgt. Mithin dient die gemeinsame Auskoppelfläche als Bildebene und die Abbildungsgenauigkeit wird erhöht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtquelle mit ihrer Hauptabstrahlrichtung auf die erste Einkoppelfläche gerichtet ist. Dies führt dazu, dass ein Maximum des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtstroms zur Fokussierung in den Bereich der Austrittsfläche geführt wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Einkoppelfläche in einem Schnitt, welcher lotrecht zum Verlauf der zugeordneten Schmalseite des Lichtleitabschnitts verläuft, den Lichtleitabschnitt in konvexer Form begrenzt. So wird das eintretende Licht bereits beim Einkoppeln parallelisiert, was sich positiv auf die Effizienz auswirkt. Darüber hinaus werden Farbeffekte, welche durch Dispersion im Bereich der Sekundäroptikeinheit entstehen könnten, verhindert oder zumindest verringert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Einkoppelfläche in einem Schnitt, welcher in einer gedachten Plattenebene des Lichtleitabschnitts verläuft, den Lichtleitabschnitt in konvexer Form begrenzt. Hierdurch lässt sich das eingekoppelte Licht besser in Richtung der Reflexionsfläche lenken.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Einkoppelfläche in einem Schnitt, welcher lotrecht zum Verlauf der zugeordneten Schmalseite des Lichtleitabschnitts verläuft, den Lichtleitabschnitt in konkaver Form begrenzt. Diese konkave Ausbildung ermöglicht eine Ausweitung des Strahlenbündels bei der Einkopplung, um den vertikalen Auslauf der abgestrahlten Fernlichtverteilung im Sinne einer horizontalen Breite aufzufächern.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Einkoppelfläche in einem Schnitt, welcher in der gedachten Plattenebene des Lichtleitabschnitts verläuft, den Lichtleitabschnitt in konvexer Form begrenzt. Hierdurch wird die Homogenität des vertikalen Auslaufs der abgestrahlten Fernlichtverteilung verbessert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Auskoppelfläche eines mittig zwischen weiteren Lichtleitabschnitten angeordneten Lichtleitabschnitts in einem Transversalschnitt zumindest abschnittsweise einer Zylinderaußenfläche folgt. Damit wird vorteilhaft die Beleuchtungsstärke um 0°/0°, d. h. 0° horizontal und 0° vertikal in Richtung der optischen Achse des Lichtmoduls, erhöht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Auskoppelflächen der Lichtleitabschnitte in einem Transversalschnitt zumindest abschnittsweise einer jeweiligen Zylinderaußenfläche folgen. Vorteilhaft findet hierdurch eine lichtleitabschnittbezogene Bündelung des Lichts statt und die Effizienz wird erhöht, da weniger Licht verloren geht. Ebenfalls werden im Fall eines Teilfernlicht-Betriebs unerwünschte Farbeffekte durch Dispersion verringert bzw. vermieden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Auskoppelfläche in einem Sagittalschnitt der optischen Achse der zugeordneten Sekundäroptikeinheit zugewandt den Lichtleitabschnitt konvex begrenzt. Vorteilhaft kann so Licht in Richtung der Sekundäroptikeinheit gebrochen werden und geht nicht verloren. Mithin bewirkt dies eine Effizienzsteigerung und eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke im Maximum.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Auskoppelfläche in dem Sagittalschnitt von der optischen Achse der zugeordneten Sekundäroptikeinheit abgewandt den Lichtleitabschnitt konkav begrenzt. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den vertikalen Auslauf nach unten aus. Insbesondere kann eine weichere und homogenere Auslaufzone geschaffen werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Auskoppelfläche in dem Sagittalschnitt ein wellen-förmiges Profil aufweist. Das wellen-förmige Profil verbessert die Homogenität der von der Sekundäroptikeinheit abgestrahlten Fernlichtverteilung, da insbesondere das von der zweiten Einkoppelfläche stammende Licht und das von der Reflexionsfläche kommende Licht stärker vermischt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der jeweilige Lichtleitabschnitt durch eine dritte Einkoppelfläche derart begrenzt ist, sodass von der dem Lichtleitabschnitt zugeordneten Lichtquelle erzeugtes Licht in den Lichtleitabschnitt einkoppelbar ist, wobei der Lichtleitabschnitt durch eine weitere, der dritten Einkoppelfläche gegenüberliegend angeordnete Reflexionsfläche derart begrenzt ist, sodass von der dritten Einkoppelfläche auf die weitere Reflexionsfläche treffendes Licht so umlenkbar ist, dass es im Bereich einer weiteren Auskoppelfläche des Lichtleitabschnitts zur Erzeugung von Teilbereichen der Zwischenlichtverteilung auskoppelbar ist. Vorteilhaft wird hierdurch der vertikale Auslauf nach oben hin homogener. Mithin wird die Effizienz der Primäroptikeinheit weiter erhöht.
Weitergehend kann hierdurch auch Bauraum eingespart werden. Beispielsweise wird die maximale Höhe des vertikalen Auslaufs in der abgestrahlten Fernlichtverteilung erhöht, wenn die zweite Austrittsfläche unterhalb der dem Lichtleitabschnitt zugeordneten Lichtquelle liegt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Lichtmodul eine weitere Primäroptikeinheit umfasst, wobei die Sekundäroptikeinheit eine von der weiteren Primäroptikeinheit abgestrahlte weitere Zwischenlichtverteilung in eine vom Lichtmodul abgestrahlte Abblendlichtverteilung umwandelt. Damit wird vorteilhaft ein Abblendlicht und ein Matrix-Fernlicht in einem einzigen Lichtmodul integriert, wobei eine gemeinsame Sekundäroptikeinheit genutzt wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Primäroptikeinheit in schematischer Form;
Figuren 2 und 4 jeweils ein Lichtmodul in einem schematischen Sagittalschnitt;
Figur 3 das Lichtmodul in einem schematischen Transversalschnitt;
Figuren 5 und 6 jeweils eine schematische Schnittansicht einer ersten Einkoppelfläche;
Figuren 7 und 8 jeweils eine schematische Schnittansicht einer zweiten Einkoppelfläche;
Figur 9 einen Einkoppelbereich in einem schematischen Sagittalschnitt;
Figuren 10, 11 und 12 jeweils eine Auskoppelfläche in einem schematischen Transversalschnitt;
Figuren 13, 14, 15 und 16 jeweils die Auskoppelfläche in einem schematischen Sagittalschnitt; und
Figur 17 eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung in schematischer Form.

Figur 1 zeigt in schematischer Form eine Primäroptikeinheit 2, welche eine Anzahl von Lichtleitabschnitten 4a und 4b umfasst. Dem ersten Lichtleitabschnitt 4a ist eine Lichtquelle 6a zugeordnet. Dem zweiten Lichtleitabschnitt 4b ist eine zweite Lichtquelle 6b zugeordnet. Die Lichtleitabschnitte 4a, 4b sind jeweils plattenförmig ausgebildet, wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt 4a, 4b eine gedachte jeweilige Plattenebene aufspannt, die sich in der vorliegenden schematischen Darstellung in der Zeichenebene bzw. in etwa parallel dazu befinden. Die Lichtleitabschnitte 4a und 4b sind jeweils durch zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende laterale Lichtleitflächen begrenzt. Gestrichelt gezeichnet sind in der Figur 1 Schmalseiten des Lichtleitabschnitts 4a, welche weitere schmalseitige Lichtleitflächen darstellen. Die Lichtleitabschnitte 4a, 4b,.. sind, wie nachfolgend erläutert, bevorzugt zueinander aufgefächert, also mit einem Winkel zueinander angeordnet.
Vorteilhaft kann durch das Vorsehen einzelner Segmente in Form der Lichtleitabschnitte 4a, 4b ein Fernlicht als Teilfernlicht betrieben werden, wobei lediglich in eine Untermenge der vorhandenen Lichtleitabschnitte 4a, 4b Licht eingestrahlt wird.
Das von der Lichtquelle 6a erzeugte Licht trifft auf eine erste Einkoppelfläche 8a des Lichtleitabschnitts 4a und wird so zumindest teilweise in den Lichtleitabschnitt 4a eingekoppelt. Das so in den Lichtleitabschnitt 4a eingekoppelte Licht trifft auf eine Reflexionsfläche 10a, welche das Licht unter Totalreflexion so umlenkt, dass das umgelenkte Licht im Bereich einer Auskoppelfläche 12a fokussierbar ist.
Von der Lichtquelle 6a erzeugtes Licht trifft auf eine zweite Einkoppelfläche 14a des Lichtleitabschnitts 4a und wird in den Lichtleitabschnitt 4a eingekoppelt. Das über die zweite Einkoppelfläche 14a eingekoppelte Licht wird in dem Lichtleitabschnitt 4a direkt zu der Auskoppelfläche 10a geleitet. Unter dieser direkten Zuleitung ist zu verstehen, dass das über die zweite Einkoppelfläche 14a eingekoppelte Licht nicht über die Reflexionsfläche 10a zu der Auskoppelfläche 12a geleitet wird.
Das direkt von der zweiten Einkoppelfläche 14a auf die Auskoppelfläche 12a einfallende Licht und das von der Reflexionsfläche 10a auf die Auskoppelfläche 12a einfallende Licht wird über die Auskoppelfläche 12a so ausgekoppelt, dass gemeinsam mit dem über eine entsprechende Auskoppelfläche 12b des weiteren Lichtleitabschnitts 4b eine gemeinsame Zwischenlichtverteilung 16 von der Primäroptikeinheit 2 abgestrahlt wird.
In Figur 2 ist ein Lichtmodul 105 in einem schematischen Sagittalschnitt gezeigt, welches die Primäroptikeinheit 2 umfasst. In dieser Beschreibung wird unter einem Sagittalschnitt jeglicher Schnitt verstanden, welcher parallel zur dargestellten xy-Ebene verläuft. Die gedachte jeweilige Plattenebene befindet sich insbesondere mittig innerhalb des jeweiligen Lichtleitabschnitts 4a, 4b. Weitergehend ist die gedachte Plattenebene gleich weit von den begrenzenden Seiten beabstandet. Aus Übersichtsgründen sind lediglich der Lichtleitabschnitt 4a und die zugeordnete Lichtquelle 6a gezeigt. Die von der Reflexionsfläche 10a kommenden Strahlen werden in einem Fokusbereich 22, welcher in der Nähe oder bei der Auskoppelfläche 12a angeordnet ist, fokussiert.
Die von der Anzahl von Lichtleitabschnitten 4 erzeugte Zwischenlichtverteilung 16 trifft auf eine Sekundäroptikeinheit 18, welche vorliegend aus zwei plankonvexen Linsen 18a und 18b besteht, um eine Fernlichtverteilung 20 von dem Lichtmodul 105 abzustrahlen. Selbstverständlich kann es sich bei der Sekundäroptikeinheit 18 auch eine bikonvexe Linse oder eine plankonvexe Linse handeln. Des Weiteren ist eine weitere Primäroptikeinheit 24 gezeigt, welche eine weitere Zwischenlichtverteilung 26 in Richtung der Sekundäroptikeinheit 18 abstrahlen kann. Die weitere Zwischenlichtverteilung 26 wird von der Sekundäroptikeinheit 18 in eine Abblendlichtverteilung 28 umgewandelt und von dem Lichtmodul 105 abgestrahlt.
Die Sekundäroptikeinheit 18 ist rotationssymmetrisch um eine optische Achse 30 aufgebaut. Ein Transversalschnitt xy durch die optische Achse 30 teilt den entgegen der x-Richtung angeordneten Lichtmodulraum in einen ersten entgegen der z-Richtung orientierten Halbraum 32 und einen in z-Richtung orientierten Halbraum 34 auf. In dem ventralen Halbraum 32 befindet sich die Primäroptikeinheit 2 für das Fernlicht. Die weitere Primäroptikeinheit 24 befindet sich in dem dorsalen Halbraum 34.
Die beiden Primäroptikeinheiten 2 und 24 sind durch eine Wandung 36 voneinander getrennt. Die Wandung 36 kann beispielsweise in Richtung der Primäroptikeinheit 2 als beschichtetes Blech in Form einer Spiegelblende ausgeführt sein. In einer Ausführungsform liegt die Wandung 36 an der in z-Richtung orientierten Schmalseite der Anzahl von Lichtleitabschnitten 4 an. Damit werden auch Strahlen an der oberen Schmalseite reflektiert, welche nicht die Bedingung für Totalreflexion erfüllen.
Die Reflexionsfläche 10a folgt im gezeigten Schnitt zumindest abschnittsweise einer Ellipse. Vorzugsweise folgt die Reflexionsfläche 10a zumindest abschnittsweise einem Rotationsellipsoid.
Die Einkoppelflächen 8a und 14a grenzen aneinander an und begrenzen mit der zugeordneten Lichtquelle 6a einen Einkoppelraum 38a. Die Lichtquelle 6a ist beispielsweise als Halbleiterlichtquellenbauteil ausgeführt. Die Abstrahlfläche der Lichtquelle 6a definiert eine Hauptabstrahlrichtung, welche hier beispielsweise in z-Richtung orientiert ist. Die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 6a ist nicht auf die zweite Einkoppelfläche 14a, sondern auf die erste Einkoppelfläche 8a gerichtet.
Figur 3 zeigt das Lichtmodul 105 in einem schematischen Transversalschnitt. Aus Übersichtsgründen ist die weitere Primäroptikeinheit 24 nicht gezeigt. Die Sekundäroptikeinheit 18 definiert eine gedachte Petzval-Fläche 40, in dessen Bereich die einzelnen Auskoppelflächen 12 der jeweiligen Lichtleitabschnitte 4 verlaufen. Insbesondere bilden die Auskoppelflächen 12 eine gemeinsame Auskoppelfläche 42 aus, welche durch die gedachte Petzval-Fläche 40 verläuft. Ausgehend von der gemeinsamen Auskoppelfläche 42 sind die einzelnen Lichtleitabschnitte 4a bis 4j in einem gemeinsamen Lichtleitkörper 44 verbunden. Die einzelnen Lichtleitabschnitte 4a bis 4j stehen ausgehend von der Petzval-Fläche 40 vereinzelt von dem gemeinsamen Lichtleitkörper 44 ab. Die Petzval-Fläche 40 repräsentiert eine Bildebene, welche auf der Straße vor dem Kraftfahrzeug abgebildet wird.
Hier sind beispielsweise lediglich die Lichtquellen 6a, 6b und 6f nicht in Betrieb, weshalb im Bereich der gemeinsamen Auskoppelfläche 42 eine Lücke 46 entsteht, beispielsweise um den Gegenverkehr nicht zu blenden. Die Sekundäroptikeinheit 18 bildet die Lücke 46 als Ausnehmung in der abgestrahlten Fernlichtverteilung 20 ab.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform des Lichtmoduls 105 in einem schematischen Sagittalschnitt gezeigt. Hier ist die in z-Richtung orientierte Schmalseite 48 des repräsentativ dargestellten Lichtleitabschnitts 4a beispielsweise mit der reflektierend ausgebildeten Wandung 36 versehen. Damit ist die Schmalseite 48 auch als weitere Reflexionsfläche bezeichenbar. Zwischen der ersten Einkoppelfläche 8a und der zweiten Einkoppelfläche 14a befindet sich eine dritte Einkoppelfläche 50a, wobei sich hier beispielsweise die dritte Einkoppelfläche 50a als Verlängerung der ersten Einkoppelfläche 8a darstellt. Die erste Einkoppelfläche 8a geht also in die dritte Einkoppelfläche 50a über. Über die dritte Einkoppelfläche 50a eingekoppeltes Licht, welches von der zugeordneten Lichtquelle 6a stammt, wird zu der als weitere Reflexionsfläche ausgebildeten Schmalseite 48 geleitet. Die weitere Reflexionsfläche lenkt das von der dritten Einkoppelfläche 50a einfallende Licht so um, dass es zu einer zweiten Auskoppelfläche 52a gelenkt wird. Die zweite Auskoppelfläche 52a koppelt das von der weiteren Reflexionsfläche einfallende Licht so aus, dass dessen Lichtstrahlen sich in einem Bereich 54 in der gezeigten Sagittalschnittebene schneiden, wobei sich dieser Bereich außerhalb des Lichtleitabschnitts 4a befindet. Das über die zweite Auskoppelfläche 52a ausgekoppelte Licht ist Teil der Zwischenlichtverteilung 16. Das Licht wird so aus der zweiten Auskoppelfläche 52a ausgekoppelt, dass sich in der Zwischenlichtverteilung 16 ein homogener vertikaler Auslauf der Fernlichtverteilung ergibt und dass es durch die Sekundäroptik 18 gelangt.
In den Figuren 5 und 6 sind Ausbildungen der ersten Einkoppelfläche 8a in einem Schnitt, welcher lotrecht zum Verlauf der zugeordneten Schmalseite des Lichtleitabschnitts 4a verläuft, gezeigt. Der Schnitt ist in Figur 5 Parabel-förmig und in Figur 6 Kreis-förmig ausgebildet, womit eine konvexe Begrenzung des Lichtleitabschnitts 4a im Bereich der ersten Einkoppelfläche 8a gegeben ist.
In den Figuren 7 und 8 ist ein Schnitt im Bereich der zweiten Einkoppelfläche 14a gezeigt, wobei der Schnitt lotrecht zum Verlauf der zugeordneten Schmalseite des Lichtleitabschnitts 4a verläuft. Damit ergibt sich eine konkave Begrenzung des Lichtleitabschnitts 4a im Bereich der zweiten Einkoppelfläche 14a.
Figur 9 zeigt in vergrößerter Form den Einkoppelbereich des Lichtleitabschnitts 4a in einem schematischen Sagittalschnitt. Die Lichtquelle 6a ist so angeordnet, dass deren Hauptabstrahlrichtung 56 auf die im hier beispielhaft dargestellten Schnitt konvex ausgebildete erste Einkoppelfläche 8a gerichtet ist. Die zweite Einkoppelfläche 14a ist hier beispielsweise von der Hauptabstrahlrichtung 56 weggewandt angeordnet.
Die Figuren 10-12 zeigen jeweils eine Ausführungsform der gemeinsamen Auskoppelfläche 42 in einem schematischen Transversalschnitt. In Figur 11 ist eine zentrale konvexe Wölbung 58 vorgesehen, welche dem mittig angeordneten Lichtleitabschnitt 4a zugeordnet ist. Selbstverständlich kann bei einer asymmetrischen Auslegung für den linken und den rechten Scheinwerfer auch ein anderer als der mittig angeordnete Lichtleitabschnitt 4a für die Lichterzeugung um 0°/0° zuständig sein, weshalb die vorgenannte Wölbung 58 auch aus der Mitte heraus gerückt angeordnet sein kann. In Figur 12 ist jedem Lichtleitabschnitt 4 eine derartige konvexe Wölbung 58 zugeordnet.
Die Figuren 13-16 zeigen jeweils eine Ausführungsform der gemeinsamen Auskoppelfläche 42 in einem schematischen Sagittalschnitt. In Figur 14 geht die ebene Ausgestaltung der Auskoppelfläche 42 in z-Richtung, d. h. in Richtung der optischen Achse 30, in ihrem oberen Abschnitt in eine obere Wölbung 60 über. Die obere Wölbung 60 begrenzt den gemeinsamen Lichtleitkörper 44 konvex.
In Figur 15 begrenzt eine untere Einbuchtung 62 den gemeinsamen Lichtleitkörper 44 in konkaver Form. In Figur 16 ist zusätzlich zu der konvexen Wölbung 60 und der von der optischen Achse 30 abgewandten unteren Einbuchtung 62 ein dazwischenliegender Mittenabschnitt 64 mit einem wellen-förmigen Profil versehen. Das wellen-förmige Profil ist beispielsweise als eine Sinusform, eine Sägezahnform oder andersartig ausgebildet.
In Figur 17 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 101 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Kraftfahrzeugscheinwerfer ausgebildet. Die Beleuchtungseinrichtung 101 umfasst ein Gehäuse 102, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. In einer Lichtaustrittsrichtung 103 weist das Scheinwerfergehäuse 102 eine Lichtaustrittsöffnung auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 104 verschlossen ist. Die Abdeckscheibe 104 ist aus farblosem Kunststoff oder Glas gefertigt. Die Scheibe 104 kann ohne optisch wirksame Profile (zum Beispiel Prismen) als sogenannte klare Scheibe ausgebildet sein. Alternativ kann die Scheibe 104 zumindest bereichsweise mit optisch wirksamen Profilen, die insbesondere eine Streuung des hindurchtretenden Lichts bewirken, versehen sein.
Im Inneren des Scheinwerfergehäuses 102 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Lichtmodule 105, 106 angeordnet. Bei einer Bewegung der Lichtmodule 105, 106 um eine horizontale Achse, also in vertikaler Richtung, kann eine Leuchtweitenregelung realisiert werden. Selbstverständlich können in dem Scheinwerfergehäuse 102 auch mehr oder weniger als die dargestellten zwei Lichtmodule 105, 106 vorgesehen sein. Mit dem vorgeschlagenen Lichtmodul 105 ist es insbesondere möglich, durch die Integration mehrerer Lichtfunktionen die Anzahl der in einem Scheinwerfergehäuse 102 integrierten Lichtmodule zu reduzieren. Damit wird insbesondere der Bauraum des Scheinwerfers insgesamt reduziert, ohne dass auf eine Matrixscheinwerfer-Funktion verzichtet werden müsste.
An der Außenseite des Scheinwerfergehäuses 102 ist ein Steuergerät 107 in einem Steuergerätegehäuse 108 angeordnet. Selbstverständlich kann das Steuergerät 107 auch an einer beliebig anderen Stelle der Beleuchtungseinrichtung 101 angeordnet sein. Insbesondere kann für jedes der Lichtmodule 105, 106 ein eigenes Steuergerät vorgesehen sein, wobei die Steuergeräte integraler Bestandteil der Lichtmodule 105, 106 sein können. Selbstverständlich kann das Steuergerät 107 auch entfernt von der Beleuchtungseinrichtung 101 angeordnet sein. Das Steuergerät 107 dient insbesondere in Kombination mit einer Kameraeinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Lichtmodule 105, 106 bzw. von Teilkomponenten der Lichtmodule 105, 106, wie beispielsweise von Lichtquellen der Lichtmodule 105, 106, um so das Lichtmodul 105, 106 in einem Teilfernlicht-Modus zu betreiben. In diesem Teilfernlicht-Modus wird nur ein Teil der vorhandenen Lichtquellen zur Erzeugung eines Fernlichts zu einer Lichterzeugung betrieben. Die Ansteuerung der Lichtmodule 105, 106 bzw. der Teilkomponenten durch das Steuergerät 107 erfolgt über Verbindungsleitungen 110, die in Figur 1 durch eine gestrichelte Linie lediglich symbolisch dargestellt sind. Über die Leitungen 110 erfolgt eine Versorgung der Lichtmodule 105, 106 mit elektrischer Energie. Die Leitungen 110 sind durch eine Öffnung im Scheinwerfergehäuse 102 in das Steuergerätegehäuse 108 geführt und dort an die Schaltung des Steuergerätes 107 angeschlossen. Falls mehrere Steuergeräte als integraler Bestandteil der Lichtmodule 105, 106 vorgesehen sind, können die Leitungen 110 und kann die Öffnung in dem Scheinwerfergehäuse 102 entfallen.

Claims

Ein Lichtmodul (105) einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung (101) umfassend eine Primäroptikeinheit (2) sowie eine Sekundäroptikeinheit (18), wobei die Sekundäroptikeinheit (18) eine von der Primäroptikeinheit (2) abgestrahlte Zwischenlichtverteilung (16) in eine vom Lichtmodul (105) abgestrahlte Fernlichtlichtverteilung (20) umwandelt,
- wobei die Primäroptikeinheit (2) eine Mehrzahl von Lichtleitabschnitten (4a, 4b, ...) umfasst,

- wobei jedem Lichtleitabschnitt (4a, 4b, ...) eine jeweilige Lichtquelle (6a, 6b, ...) zugeordnet ist,

- wobei die Lichtleitabschnitte (4a, 4b, ...) zum Formen der gewünschten Zwischenlichtverteilung (16) aus Licht der Mehrzahl von Lichtquellen (6a, 6b, ...) ausgebildet sind,

- wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch eine erste Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) derart begrenzt ist, sodass von der dem Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) zugeordneten Lichtquelle (6a; 6b; ...) erzeugtes Licht durch die erste Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) hindurch in den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) eingekoppelt wird,

- wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch eine der ersten Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) gegenüberliegend angeordnete Reflexionsfläche (10a; 10b; ...) derart begrenzt ist, sodass von der ersten Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) kommendes und auf die Reflexionsfläche (10a; 10b; ...) treffendes Licht so umgelenkt wird, dass es im Bereich einer Auskoppelfläche (12a; 12b; ...) fokussiert wird,

- wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch eine zweite Einkoppelfläche (14a; 14b; ...) derart begrenzt ist, sodass von der dem Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) zugeordneten Lichtquelle (6a; 6b; ...) erzeugtes Licht durch die zweite Einkoppelfläche (14a; 14b; ...) hindurch in den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) eingekoppelt wird, und

- wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch die Auskoppelfläche (12a; 12b; ...) derart begrenzt ist, sodass das von der Reflexionsfläche (10a; 10b; ...) umgelenkte Licht und das von der zweiten Einkoppelfläche (14a; 14b; ...) kommende Licht zur Erzeugung der Zwischenlichtverteilung (16) aus dem Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) ausgekoppelt wird.
Das Lichtmodul (105) nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch die zweite Einkoppelfläche (14a; 14b; ...) und die Auskoppelfläche (12a; 12b; ...) derart begrenzt ist, sodass das über die zweite Einkoppelfläche (14a) eingekoppelte Licht in dem Lichtleitabschnitt (4a) direkt zu der Auskoppelfläche (10a) geleitet wird.
Das Lichtmodul (105) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtleitabschnitte (4a; 4b; ...) plattenförmig ausgebildet sind.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Reflexionsfläche (10a; 10b; ...) in einem Schnitt, welcher in einer gedachten Plattenebene des Lichtleitabschnitts (4a; 4b; ...) verläuft, zumindest abschnittsweise einer Ellipse folgt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelflächen (12a, 12b, ...) der Mehrzahl von Lichtleitabschnitten (4a, 4b, ...) eine gemeinsame Auskoppelfläche (42) bilden.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Lichtleitabschnitte (4a, 4b, ...) in Richtung der gemeinsamen Auskoppelfläche (42) in einen gemeinsamen Lichtleitkörper (44) münden.
Das Lichtmodul (105) nach dem Anspruch 5 oder 6, wobei die gemeinsame Auskoppelfläche (42) der Lichtleitabschnitte (4a, 4b, ...) einer Petzval-Fläche (40) einer zugeordneten Sekundäroptikeinheit (18) folgt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die jeweilige Lichtquelle (6a; 6b; ...) mit ihrer Hauptabstrahlrichtung (56) auf die erste Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) gerichtet ist.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die jeweilige erste Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) in einem Schnitt, welcher lotrecht zum Verlauf der zugeordneten Schmalseite des Lichtleitabschnitts (4a; 4b; ...) verläuft, den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) mit konvexer Form begrenzt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die jeweilige erste Einkoppelfläche (8a; 8b; ...) in einem Schnitt, welcher in einer gedachten Plattenebene des Lichtleitabschnitts (4a; 4b; ...) verläuft, den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) mit konvexer Form begrenzt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die jeweilige zweite Einkoppelfläche (14a; 14b; ...) in einem Schnitt, welcher lotrecht zum Verlauf der zugeordneten Schmalseite des Lichtleitabschnitts (4a; 4b; ...) verläuft, den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) mit konkaver Form begrenzt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die jeweilige zweite Einkoppelfläche (14a; 14b; ...) in einem Schnitt, welcher in der gedachten Plattenebene des Lichtleitabschnitts (14a; 14b; ...) verläuft, den Lichtleitabschnitt (14a; 14b; ...) in konvexer Form begrenzt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelfläche (42; 12a) eines mittig zwischen weiteren Lichtleitabschnitten (4b, ..., 4f, ...) angeordneten Lichtleitabschnitts (4a) in einem Transversalschnitt (xy) zumindest abschnittsweise einer Zylinderaußenfläche folgt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Auskoppelflächen (42; 12a, 12b, ...) der Lichtleitabschnitte (4a, 4b, ...) in einem Transversalschnitt zumindest abschnittsweise einer jeweiligen Zylinderaußenfläche folgen.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelfläche (42, 12a, 12b, ...) in einem Sagittalschnitt der optischen Achse (30) der zugeordneten Sekundäroptikeinheit (18) zugewandt den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) konvex begrenzt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelfläche (42, 12a, 12b, ...) in dem Sagittalschnitt von der optischen Achse (30) der zugeordneten Sekundäroptikeinheit (18) abgewandt den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) konkav begrenzt.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auskoppelfläche (42, 12a, 12b, ...) in dem Sagittalschnitt ein wellen-förmiges Profil aufweist.
Das Lichtmodul (105) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch eine dritte Einkoppelfläche (50a; 50b; ...) derart begrenzt ist, sodass von der dem Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) zugeordneten Lichtquelle (6a; 6b; ...) erzeugtes Licht in den Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) eingekoppelt wird, wobei der jeweilige Lichtleitabschnitt (4a; 4b; ...) durch eine weitere, der dritten Einkoppelfläche (50a; 50b; ...) gegenüberliegend angeordnete Reflexionsfläche (48a; 48b; ...) derart begrenzt ist, sodass von der dritten Einkoppelfläche (50a; 50b; ...) kommendes und auf die weitere Reflexionsfläche (48a; 48b; ...) treffendes Licht so umgelenkt wird, dass es im Bereich einer weiteren Auskoppelfläche (52a; 52b; ...) des Lichtleitabschnitts (4a; 4b; ...) zur Erzeugung von Teilbereichen der Zwischenlichtverteilung (16) ausgekoppelt wird.
Das Lichtmodul (105) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Lichtmodul (105) eine weitere Primäroptikeinheit (24) umfasst, und wobei die Sekundäroptikeinheit (18) eine von der weiteren Primäroptikeinheit (24) abgestrahlte weitere Zwischenlichtverteilung (26) in eine vom Lichtmodul (105) abgestrahlte Abblendlichtverteilung (28) umwandelt.