EP3540296A1 - Lighting device for a motor vehicle headlamp - Google Patents

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Publication number
EP3540296A1
EP3540296A1 EP18162025.3A EP18162025A EP3540296A1 EP 3540296 A1 EP3540296 A1 EP 3540296A1 EP 18162025 A EP18162025 A EP 18162025A EP 3540296 A1 EP3540296 A1 EP 3540296A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
lighting device
line
optics
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18162025.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lukas Taudt
Nina Brauner
Mathias SCHRAGL
Josef Hechenberger
Matthias Kern
Christoph Längauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZKW Group GmbH filed Critical ZKW Group GmbH
Priority to EP18162025.3A priority Critical patent/EP3540296A1/en
Priority to KR1020207026253A priority patent/KR102464206B1/en
Priority to CN201980019074.0A priority patent/CN111886445A/en
Priority to EP19709947.6A priority patent/EP3765780B1/en
Priority to PCT/EP2019/056088 priority patent/WO2019175137A1/en
Publication of EP3540296A1 publication Critical patent/EP3540296A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/24Light guides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle headlamp, which comprises a lighting unit with at least one light source and at least one attachment optics, wherein the at least one attachment optics has a plurality of light guide elements and a light exit surface, wherein each light guide element has a light input surface for feeding light at least one light source , and wherein light outcoupling surfaces of the light guide elements open in the common light exit surface of the attachment optics.
  • a lighting device of this kind is for example from the document WO 2013/166535 A2 known.
  • Essential for a practicable light image is in such a lighting device for a motor vehicle headlight, the formation of the optical attachment with appropriate light-guiding elements, in which the light is guided by total reflection at the boundary walls.
  • a disadvantage of such known from the prior art lighting devices is usually that forms undesirable scattered light around the individual matrix segments in particular in versions of the primary optics as a matrix system. This scattered light formation adversely reduces the imaging quality of the individual matrix segments.
  • This scattered light - depending on the respective legal regulation - problems in the homologation of motor vehicle headlights due to the norms and limits to be observed come.
  • One of the objects of the invention is to optimize the shape of the attachment optics, in particular with regard to an even better homogeneity and maximum brightness of the generated photo, in a lighting device of the subject type. Moreover, a generic lighting device is to be specified, which overcomes the disadvantages known from the prior art.
  • the light exit surface of the optical attachment at least partially has a Lichtauskoppeloptik with convex curvature and Auskoppelrillen at the edges of the Lichtauskoppeloptik, each having a plurality Lichtleitiata associated with their Lichtauskoppel inhabit a Lichtauskoppeloptik.
  • each inventively designed lighting device results for each inventively designed lighting device, a light distribution with less disturbing areas, less scattered light component, and a higher maximum light intensity at the light exit surface of the attachment optics or in the generated photograph.
  • the light image generated by the light guide elements can be improved, the imaging quality of individual light sources or individual light guide can be increased and the formation of unwanted scattered light can be reduced.
  • the light exit surface has for this at least in sections or over its entire surface distributed on one or more Lichtauskoppeloptiken, each Lichtauskoppeloptik having a convex curvature and has Auskoppelrillen at their edges.
  • a plurality of light-guiding elements are associated with their light outcoupling surfaces of a light extraction optics.
  • a lighting device according to the invention moreover, further advantages can be achieved: For example, the homologation of newly developed motor vehicle headlights can be made simpler, since the person skilled in the art has at his disposal a suitable means to reduce or avoid unwanted stray light formation.
  • advantageous lighting effects can be achieved with a lighting device according to the invention. For example, by using suitable light extraction optics, a cornering light can be drawn further outwards.
  • a plurality of light-guiding elements may be integrally connected to one another in their front region, that is to say that region which comprises the light outcoupling surfaces of the light-guiding elements in the light exit direction, since this facilitates the manufacture and leads to a compact and stable optical attachment. It may be useful if the light outcoupling surfaces of the light guide coincide with the light exit surface of the attachment optics.
  • a plurality of light-guiding elements may expediently be arranged in a matrix arrangement in at least one matrix row and in a plurality of matrix columns.
  • the light-guiding elements can be arranged in a matrix arrangement in two or three lines and in numerous matrix columns next to one another.
  • the matrix arrangement will also be described on the basis of directional information for easier representation. Accordingly, matrix lines are arranged essentially in the horizontal direction, while matrix columns run essentially in the vertical direction.
  • matrix arrangement should also apply in the context of the subject application in the extreme case in which the matrix is a single line, thus only a number of light-guiding elements is present, which makes sense in the automotive lighting technology.
  • the construction of a lighting device for a motor vehicle headlight or a light module with a matrix-like arrangement is particularly efficient when the light guide elements are arranged in exactly three superimposed matrix rows or rows, which together form a high beam distribution.
  • the upper matrix row may be formed as a front row row, the middle matrix row as an asymmetry row, and the lower matrix row as a high beam row, wherein the high beam row may be configured with high-beam light-guiding elements with corresponding constrictions.
  • Each light-guiding element is preferably assigned a light source, in particular an LED or a plurality of LEDs.
  • a plurality of light sources can also be assigned to a light-guiding element or vice versa, depending on the design, a single light source can also be assigned to a plurality of light-guiding elements.
  • other light sources can be used as LEDs.
  • the light-guiding elements can be produced, for example, from highly transparent, photoconductive and moldable plastics which are well suited for the production of complex geometries. Silicone materials are particularly preferred. However, it is also the use of glasses possible. In the case of integrally interconnected light-guiding elements or a one-piece lighting unit, the use of plastics for producing the lighting unit and / or the light-guiding elements is preferred.
  • a plurality of light-conducting elements which are arranged next to one another line-by-line in a matrix line are assigned to a light-extraction optical system.
  • a plurality of light-guiding elements are assigned line by line to a common light-extraction optical system.
  • the image quality of several light-guiding elements can be improved line by line very efficiently.
  • all light guide elements, the are arranged side by side in a matrix row be associated with a single light extraction optics.
  • the light-guiding elements arranged in at least two spaced-apart matrix lines are assigned line by line to different lines of light-extraction optics which are also spaced apart from one another.
  • the imaging quality of the matrix-like arranged light guide elements can be improved line by line by the use of line-wise associated Lichtauskoppeloptiken.
  • light-guiding elements arranged line by line in two directly adjoining matrix lines can be assigned light extraction optics line by line, directly adjacent lines of the light extraction optics having an intermediate coupling-out groove.
  • the one or more Auskoppelrillen may extend on the light exit surface of the attachment optics in the longitudinal direction or in the row direction of the light extraction optics along a plurality of light guide elements.
  • one or more Auskoppelrillen may extend in the longitudinal direction or in the row direction along the entire length of the light exit surface.
  • one line of the light extraction optics can be assigned to each matrix row of light-guiding elements in a lighting device.
  • a contour shape of the convex curvature of a light extraction optical system can be selected from a group comprising: circular segment, ellipse segment, freeform curve segment.
  • differently contoured light extraction optics can be used in this embodiment.
  • the first of three matrix rows of light-guiding elements can be assigned a first light-extraction optical system which has a convex curvature with the contour of a circle segment with a radius of 10 mm.
  • the middle of three matrix rows of light-guiding elements can be assigned a second light-extraction optical system which has a convex curvature with the contour of a circle segment with a radius of 5 mm.
  • the lower of be associated with three matrix lines of light guide a third light extraction optics, which has a convex curvature with the contour of a free-form surface.
  • the light exit surface of the attachment optics can be structured in such a way that a planar section or a planar line of the light exit surface is provided adjacent to a section or a line of a light extraction optical system with a contoured convex curvature.
  • Such planar sections of the light exit surface can also be provided between two attachment optics.
  • the contour shape of the curvature of a plurality of lines of the light extraction optics can each be designed the same in a lighting device.
  • the light exit surface of the attachment optics is coated with lines of light extraction optics of equal contour.
  • the same number of lines are provided on light extraction optics as matrix lines on light-guiding elements.
  • the contour shapes of the curvature of at least two lines of the light extraction optics may be different.
  • the imaging quality of individual light sources or individual light-guiding elements can be increased in a particularly flexible manner.
  • each row of the light extraction optics can particularly advantageously have a constant width and a uniform contour shape of the curvature in the row direction.
  • the Lichtauskoppeloptiken line by line or in the row direction are respectively homogeneous, which is advantageous for cost-effective production.
  • At least one row of the light extraction optics in the row direction may have different widths and / or different heights and / or different contour shapes of the curvature at least in sections in the case of a lighting device.
  • individual or even a plurality of light extraction optics in the longitudinal direction or in the row direction along the length of the light exit surface of the optical attachment sections may have different dimensions.
  • At least one light extraction optical system in the case of an illumination device, can have a surface section with microstructures of a roughened surface.
  • microstructures in the area of the light extraction optics can for example offer the advantage that a particularly homogeneous light image is generated by the illumination device.
  • microstructures may be embodied as scar-like roughness on the surface of the light-extraction optical system, the characteristic lengths of which may have an order of magnitude of, for example, 5 ⁇ m (micrometers).
  • this graining can be applied at least in sections to the light extraction optics associated with the front row row.
  • the light exit surface of the attachment optics is a surface bent kink-free in the longitudinal direction or in the row direction, preferably a Petzval surface bent without kinking.
  • the light exit surface thus advantageously has no creasing edges in the direction of the matrix columns, that is to say substantially in the vertical direction, in particular in the case of a matrix arrangement of the light guide elements.
  • the light extraction optics in the row direction and in the longitudinal direction no disturbing kinks or interruptions.
  • the Lichtauskoppeloptiken be limited only by the Auskoppelrillen, which run in the direction of the matrix lines, ie in a substantially horizontal direction.
  • the common light exit surface is typically a curved surface, which usually follows the Petzval surface of the imaging optics, for example an imaging lens.
  • the imaging optics for example an imaging lens.
  • deliberate deviations in the curvature can also be used in order to use aberrations for light homogenization in the edge region.
  • a light module can also be specified with at least one illumination device according to the invention. If the term "headlight” is used in connection with the invention, then this term should also include individual light modules or projection modules, which may also be included in combination in a higher-level headlight.
  • a vehicle headlight with at least one illumination device and / or with at least one light module with at least one illumination device according to the invention.
  • a vehicle headlamp may further comprise a projection optics disposed downstream of the light unit in the light exit direction.
  • Fig. 1 can be seen in a schematic view of a lighting device 1 for a motor vehicle headlight 100 according to the invention with its essential for the explanation of the invention components. It is clear to those skilled in the art that a motor vehicle headlamp may have a variety of other, not shown here components, such as adjustment and adjustment, electrical supplies, panels, housing components and much more. If the term "headlight" is used in connection with the invention, then this term should also include individual light or projection modules, which may also be contained in combination in a higher-level headlight.
  • a lighting device 1 which comprises a lighting unit 2 with a plurality of light sources 3.
  • the light sources 3 are designed here as LEDs, for example.
  • An attachment optics 4 or primary optics with a light exit surface 5 of the attachment optics 4 has here a plurality of light guide elements 6, which are arranged in a matrix arrangement 7.
  • the light exit direction 8 from the light sources 3 through the light guide elements 6 and the attachment optics 4 is symbolized by an arrow 8.
  • a projection optics 10 downstream of a projection optics 10 which includes, for example, a projection lens.
  • the light exit surface 5 is configured with line-out light extraction optics 50, which are arranged here in three substantially horizontal lines 51 of the light extraction optical system 50.
  • the light extraction optics 50 each have convex bulges 56.
  • Fig. 2 shows a lighting unit 2 with an optical attachment 4 obliquely seen from the rear in the direction of light coupling surfaces 61 of the light guide 6.
  • Each light coupling surface 61 of the light-guiding elements 6 here is assigned an LED as the light source 3.
  • the light-guiding elements 6 open with their light outcoupling surfaces 62 in each case in the common light exit surface 5 of the attachment optics 4.
  • the light-guiding elements 6 are arranged in matrix arrangement 7 here in three matrix rows 71 and in a multiplicity of matrix columns 72.
  • the matrix lines 71 are according to Fig. 2 oriented substantially in the horizontal direction, while the matrix columns 72 are aligned substantially in the vertical direction.
  • Fig. 3 shows a first embodiment of a front optical system 4 according to the invention seen from the side.
  • the light-guiding elements 6 in matrix arrangement 7 are arranged here in three matrix rows 71.
  • the optical attachment 4 is without curvature in the longitudinal direction and thus flat.
  • three Lichtauskoppeloptiken 50 are arranged here line by line, each matrix line 71 is assigned to light-guiding elements 6 of a Lichtauskoppeloptik 50.
  • the lower line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 with a contour shape 57 of the curvature, which corresponds to a circular segment.
  • the middle row 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 'with a contour shape 58 of the curvature that corresponds to an ellipse segment equivalent.
  • the upper line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 "with a curvature contour shape 59, which is formed as a free-form curve segment.
  • outcoupling grooves 50 for delimiting the light extraction optics 50 are provided at their edges Provided longitudinally.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of a front lens 4 according to the invention seen from above.
  • the attachment optics 4 is designed here as a kink-free curved Petzval surface 41. According to this embodiment, it can be seen that light extraction optics 50, which have a uniform height 54 in the longitudinal direction 52 or line direction of the light extraction optics 50, are arranged on the light exit surface of the optical attachment 4.
  • Fig. 5 shows the in Fig. 4 shown second embodiment of a front lens 4 according to the invention seen in an isometric view obliquely from the front.
  • the lower line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 with a contour shape 57 of the curvature, which corresponds to a circular segment.
  • the middle row 51 of the light extraction optics 50 here has, for example, a convex curvature 56 'with a contour shape 58 of the curvature, which corresponds to an elliptical segment.
  • the upper line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 "with a curvature contour shape 59, which is formed as a free-form curve segment.
  • outcoupling grooves 55 for delimiting the light extraction optics 50 are provided at their edges In the longitudinal direction 52 or in the row direction of the light extraction optics 50, these each have constant widths 53 and constant heights 54.
  • the convex curvatures 56, 56 ', 56 "or the respective contour shapes 57, 58, 59 of the light extraction optics 50 are therefore in the longitudinal direction 52 and in the row direction in each case uniformly designed.
  • Fig. 6 shows a third embodiment of a front lens 4 according to the invention seen from above.
  • the attachment optics 4 is designed here as a kink-free curved Petzval surface 41.
  • a Lichtauskoppeloptik 50 is arranged, which in the longitudinal direction 52 and line direction of the light extraction optics 50 different heights 54, 54 'have.
  • the upper Lichtauskoppeloptik 50 approximately in the middle of its longitudinal direction 52 has a height 54 ', which is greater than the material thickness with a height 54 at the two lateral edge portions of the upper Lichtauskoppeloptik 50th
  • Fig. 7 shows the in Fig. 6 illustrated third embodiment of a front lens 4 according to the invention seen in an isometric view obliquely from the front.
  • the lower line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 with a contour shape 57 of the curvature, which corresponds to a circular segment.
  • the middle row 51 of the light extraction optics 50 here has, for example, a convex curvature 56 'with a contour shape 58 of the curvature, which corresponds to an elliptical segment.
  • the upper line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 "with a curvature contour shape 59, which is formed as a free-form curve segment.
  • outcoupling grooves 50 for delimiting the light extraction optics 50 are again arranged at their edges.
  • the lower two light extraction optics 50 each have constant widths 53 and constant heights 54 in the longitudinal direction 52 or in the row direction of the light extraction optics 50.
  • the upper light extraction optics 50 which by way of example has an outline shape 59 of the curvature, which is designed as a freeform curve segment 5 has different widths 53, 53 'and different heights 54, 54' in the longitudinal direction 52 or in the row direction of the light extraction optical system 50.
  • the upper light extraction optical unit 50 has a width 53 'approximately midway in its longitudinal direction 52 which is smaller than its width 53 ever
  • the upper light extraction optics 50 are further equipped with a roughened surface 9 having microstructures 90 with characteristic lengths on the order of about 5 ⁇ m (microns) here.
  • Fig. 8 shows, for example, a light distribution of a single light-guiding element of a lighting unit, which is formed according to the invention with a light extraction optics on the light exit surface of the optical attachment, with drawn lines of the same intensity.
  • Fig. 9 shows a diagram of the course of the light intensity Iv along the plotted center line z of Fig. 8 , where the left side of the diagram is the lower part of the diagram Fig. 8 equivalent.
  • Fig. 10 corresponds to the representation of the Fig. 8
  • a light guide of a light unit according to the prior art which has a planar light exit surface of the optical attachment without a light extraction optics. It can be seen undesirable stray light regions on both sides of the desired light image, which are less pronounced in the light guide according to the invention, as opposed to the Fig. 8 shows.
  • a less steeply sloping intensity curve in the lower and in the upper region of the light intensity profile in comparison to a light guide with coupling optics according to the invention can be seen, which is represented by the vertically spaced further lines of the same light intensity.
  • Fig. 11 which in itself the diagram of the Fig. 9 corresponds, but was determined for a light guide according to the prior art without a light extraction optics at the light exit surface of the optical attachment, it can be seen that the light intensity curve Iv has a lower maximum light intensity, than that of a light guide according to the invention, as the comparison with the opposite Fig. 9 shows. Also, the disadvantageously less steep drop in the left and right of the light intensity profile can be seen.
  • the left headlight and the right headlights are each designed as inventive headlights, with which each of the left and right part of the light distribution of a correspondingly equipped motor vehicle are generated.
  • the left and right headlamps of a motor vehicle equipped with headlamps according to the invention can also each produce identical photographs, which overlap in advance on the road.

Landscapes

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung (1) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (100), umfassend eine Leuchteinheit (2) mit zumindest einer Lichtquelle (3) sowie mit zumindest einer Vorsatzoptik (4), wobei die zumindest eine Vorsatzoptik (4) mehrere Lichtleitelemente (6) sowie eine Lichtaustrittsfläche (5) aufweist, wobei jedes Lichtleitelement (6) eine Lichteinkoppelfläche (61) zum Einspeisen von Licht zumindest einer Lichtquelle (3) aufweist, und wobei Lichtauskoppelflächen (62) der Lichtleitelemente (6) in der gemeinsamen Lichtaustrittsfläche (5) der Vorsatzoptik (4) münden. Die Lichtaustrittsfläche (5) weist zumindest abschnittsweise eine Lichtauskoppeloptik (50) mit konvexer Wölbung (56) sowie mit Auskoppelrillen (55) an den Rändern der Lichtauskoppeloptik (50) auf, wobei jeweils mehrere Lichtleitelemente (6) mit ihren Lichtauskoppelflächen (62) einer Lichtauskoppeloptik (50) zugeordnet sind. Weiters werden im Rahmen der Erfindung ein Lichtmodul sowie ein Fahrzeugscheinwerfer (100) mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung (1) angegeben.The invention relates to a lighting device (1) for a motor vehicle headlight (100), comprising a lighting unit (2) with at least one light source (3) and at least one attachment optics (4), wherein the at least one attachment optics (4) comprises a plurality of light guide elements (6). and a light exit surface (5), each light guide element (6) having a light coupling surface (61) for supplying light to at least one light source (3), and light coupling surfaces (62) of the light guide elements (6) in the common light exit surface (5) Front optics (4) lead to. The light exit surface (5) has at least sections of a Lichtauskoppeloptik (50) with convex curvature (56) and with Auskoppelrillen (55) at the edges of the Lichtauskoppeloptik (50), each with a plurality Lichtleitelemente (6) with their Lichtauskoppelflächen (62) of a Lichtauskoppeloptik (50) are assigned. Furthermore, in the context of the invention, a light module and a vehicle headlight (100) with at least one illumination device (1) are specified.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungseinrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche eine Leuchteinheit mit zumindest einer Lichtquelle sowie mit zumindest einer Vorsatzoptik umfasst, wobei die zumindest eine Vorsatzoptik mehrere Lichtleitelemente sowie eine Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei jedes Lichtleitelement eine Lichteinkoppelfläche zum Einspeisen von Licht zumindest einer Lichtquelle aufweist, und wobei Lichtauskoppelflächen der Lichtleitelemente in der gemeinsamen Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik münden.The invention relates to a lighting device for a motor vehicle headlamp, which comprises a lighting unit with at least one light source and at least one attachment optics, wherein the at least one attachment optics has a plurality of light guide elements and a light exit surface, wherein each light guide element has a light input surface for feeding light at least one light source , and wherein light outcoupling surfaces of the light guide elements open in the common light exit surface of the attachment optics.

Eine Beleuchtungseinrichtung dieser Art ist beispielsweise aus dem Dokument WO 2013/166535 A2 bekannt. Wesentlich für ein praxistaugliches Lichtbild ist bei einer solchen Beleuchtungseinrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer die Ausbildung der Vorsatzoptik mit entsprechenden Lichtleitelementen, in welchen das Licht durch Totalreflexion an den Begrenzungswänden geführt wird.A lighting device of this kind is for example from the document WO 2013/166535 A2 known. Essential for a practicable light image is in such a lighting device for a motor vehicle headlight, the formation of the optical attachment with appropriate light-guiding elements, in which the light is guided by total reflection at the boundary walls.

Nachteilig bei derartigen aus dem Stand der Technik bisher bekannten Beleuchtungseinrichtungen ist meist, dass sich insbesondere bei Ausführungen der Primäroptik als Matrix-System unerwünschtes Streulicht um die einzelnen Matrix-Segmente bildet. Durch diese Streulichtbildung wird die Abbildungsqualität der einzelnen Matrix-Segmente nachteilig verringert. Außerdem kann es durch die Streulichtbildung - abhängig von der jeweiligen gesetzlichen Regelung - zu Problemen bei der Homologisierung von Kraftfahrzeugscheinwerfern aufgrund der einzuhaltenden Normen und Grenzwerte kommen.A disadvantage of such known from the prior art lighting devices is usually that forms undesirable scattered light around the individual matrix segments in particular in versions of the primary optics as a matrix system. This scattered light formation adversely reduces the imaging quality of the individual matrix segments. In addition, due to the scattered light - depending on the respective legal regulation - problems in the homologation of motor vehicle headlights due to the norms and limits to be observed come.

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, bei einer Beleuchtungseinrichtung der gegenständlichen Art die Formgebung der Vorsatzoptik vor allem hinsichtlich einer noch besseren Homogenität und maximalen Helligkeit des erzeugten Lichtbildes zu optimieren. Überdies soll eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung angegeben werden, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.One of the objects of the invention is to optimize the shape of the attachment optics, in particular with regard to an even better homogeneity and maximum brightness of the generated photo, in a lighting device of the subject type. Moreover, a generic lighting device is to be specified, which overcomes the disadvantages known from the prior art.

Diese Aufgaben werden mit einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, in dem die Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik zumindest abschnittsweise eine Lichtauskoppeloptik mit konvexer Wölbung sowie mit Auskoppelrillen an den Rändern der Lichtauskoppeloptik aufweist, wobei jeweils mehrere Lichtleitelemente mit ihren Lichtauskoppelflächen einer Lichtauskoppeloptik zugeordnet sind.These objects are achieved with a lighting device of the type mentioned, in which the light exit surface of the optical attachment at least partially has a Lichtauskoppeloptik with convex curvature and Auskoppelrillen at the edges of the Lichtauskoppeloptik, each having a plurality Lichtleitelemente associated with their Lichtauskoppelflächen a Lichtauskoppeloptik.

Dank der Erfindung ergibt sich für jede erfindungsgemäß ausgebildete Beleuchtungseinrichtung eine Lichtverteilung mit weniger störenden Bereichen, geringerem Streulichtanteil, sowie einer höheren maximale Lichtstärke an der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik bzw. im erzeugten Lichtbild. Durch den Einsatz von einer oder mehreren Lichtauskoppeloptiken, die in Lichtaustrittsrichtung an der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik angeordnet sind, kann das von den Lichtleitelementen erzeugte Lichtbild verbessert werden, die Abbildungsqualität einzelner Lichtquellen bzw. einzelner Lichtleitelemente erhöht werden sowie die Ausbildung von unerwünschtem Streulicht verringert werden. Die Lichtaustrittsfläche weist dazu zumindest abschnittsweise oder aber über ihre gesamte Fläche verteilt eine oder mehrere Lichtauskoppeloptiken auf, wobei jede Lichtauskoppeloptik eine konvexe Wölbung aufweist sowie an ihren Rändern Auskoppelrillen aufweist. Jeweils mehrere Lichtleitelemente sind dabei mit ihren Lichtauskoppelflächen einer Lichtauskoppeloptik zugeordnet. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausführung einer Beleuchtungseinrichtung lassen sich überdies noch weitere Vorteile erzielen: So kann die Homologation neu entwickelter Kraftfahrzeugscheinwerfer einfacher werden, da der Fachmann hiermit ein geeignetes Mittel zur Hand hat, um unerwünschte Streulichtbildung zu vermindern bzw. zu vermeiden. Außerdem können mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung vorteilhafte Lichteffekte erzielt werden. So kann durch den Einsatz von geeigneten Lichtauskoppeloptiken beispielsweise ein Kurvenlicht weiter nach außen gezogen werden.Thanks to the invention results for each inventively designed lighting device, a light distribution with less disturbing areas, less scattered light component, and a higher maximum light intensity at the light exit surface of the attachment optics or in the generated photograph. Through the use of one or more light extraction optics, which are arranged in the light exit direction on the light exit surface of the optical attachment, the light image generated by the light guide elements can be improved, the imaging quality of individual light sources or individual light guide can be increased and the formation of unwanted scattered light can be reduced. The light exit surface has for this at least in sections or over its entire surface distributed on one or more Lichtauskoppeloptiken, each Lichtauskoppeloptik having a convex curvature and has Auskoppelrillen at their edges. In each case a plurality of light-guiding elements are associated with their light outcoupling surfaces of a light extraction optics. With this embodiment of a lighting device according to the invention, moreover, further advantages can be achieved: For example, the homologation of newly developed motor vehicle headlights can be made simpler, since the person skilled in the art has at his disposal a suitable means to reduce or avoid unwanted stray light formation. In addition, advantageous lighting effects can be achieved with a lighting device according to the invention. For example, by using suitable light extraction optics, a cornering light can be drawn further outwards.

Vorteilhaft können dabei mehrere Lichtleitelemente in ihrem vorderen Bereich, also jenem Bereich, der in Lichtaustrittsrichtung die Lichtauskoppelflächen der Lichtleitelemente umfasst, einstückig miteinander verbunden sein, da dies die Herstellung erleichtert und zu einer kompakten und stabilen Vorsatzoptik führt. Dabei kann es sinnvoll sein, wenn die Lichtauskoppelflächen der Lichtleitelemente mit der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik zusammenfallen.Advantageously, a plurality of light-guiding elements may be integrally connected to one another in their front region, that is to say that region which comprises the light outcoupling surfaces of the light-guiding elements in the light exit direction, since this facilitates the manufacture and leads to a compact and stable optical attachment. It may be useful if the light outcoupling surfaces of the light guide coincide with the light exit surface of the attachment optics.

Zweckmäßig können bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung mehrere Lichtleitelemente in einer Matrixanordnung in zumindest einer Matrixzeile sowie in mehreren Matrixspalten angeordnet sein. Beispielsweise können die Lichtleitelemente in einer Matrixanordnung zwei- oder dreizeilig sowie in zahlreichen Matrixspalten nebeneinander angeordnet sein. Im Weiteren wird zur leichteren Darstellung die Matrixanordnung auch anhand von Richtungsangaben beschrieben. Matrixzeilen sind demnach im Wesentlichen in horizontaler Richtung angeordnet, während Matrixspalten im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen. Diese Zuordnung der Begriffe hinsichtlich eines Ortes oder einer Orientierung, wie beispielsweise "horizontal", "vertikal", "in horizontaler Richtung", "in vertikaler Richtung", "oben", "unten", "vorne", "darunter", "darüber" etc. werden in der Beschreibung lediglich zur Vereinfachung gewählt und beziehen sich möglicherweise auf die Darstellung in den Zeichnungen, nicht jedoch notwendigerweise auf eine Gebrauchs- oder Einbaulage der Beleuchtungseinrichtung oder des Kraftfahrzeugscheinwerfers.In a lighting device according to the invention, a plurality of light-guiding elements may expediently be arranged in a matrix arrangement in at least one matrix row and in a plurality of matrix columns. For example, the light-guiding elements can be arranged in a matrix arrangement in two or three lines and in numerous matrix columns next to one another. In the following, the matrix arrangement will also be described on the basis of directional information for easier representation. Accordingly, matrix lines are arranged essentially in the horizontal direction, while matrix columns run essentially in the vertical direction. This association of the terms with respect to a location or orientation, such as "horizontal", "vertical", "horizontal direction", "vertical direction", "top", "bottom", "front", "below", "above" etc. are chosen in the description for convenience only and may refer to the illustration in the drawings, but not necessarily to a use or mounting position of the lighting device or the motor vehicle headlight.

Der Begriff Matrixanordnung soll im Rahmen der gegenständlichen Anmeldung auch für den Extremfall gelten bei welchem die Matrix einzeilig ist, somit nur eine Reihe von Lichtleitelementen vorhanden ist, was in der Kraftfahrzeug-Beleuchtungstechnik durchaus Sinn macht.The term matrix arrangement should also apply in the context of the subject application in the extreme case in which the matrix is a single line, thus only a number of light-guiding elements is present, which makes sense in the automotive lighting technology.

Erfahrungsgemäß ist der Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bzw. ein Lichtmodul mit matrixartiger Anordnung dann besonders effizient, wenn die Lichtleitelemente in genau drei übereinander angeordneten Matrixzeilen bzw. Reihen angeordnet sind, die gemeinsam eine Fernlichtverteilung bilden. Bei einer solchen Anordnung kann die obere Matrixzeile als Vorfeldreihe, die mittlere Matrixzeile als Asymmetriereihe und die untere Matrixzeile als Fernlichtreihe ausgebildet sein, wobei die Fernlichtreihe aus Fernlicht-Lichtleitelementen mit entsprechenden Einschnürungen ausgestaltet sein kann.Experience has shown that the construction of a lighting device for a motor vehicle headlight or a light module with a matrix-like arrangement is particularly efficient when the light guide elements are arranged in exactly three superimposed matrix rows or rows, which together form a high beam distribution. In such an arrangement, the upper matrix row may be formed as a front row row, the middle matrix row as an asymmetry row, and the lower matrix row as a high beam row, wherein the high beam row may be configured with high-beam light-guiding elements with corresponding constrictions.

Vorzugsweise ist jedem Lichtleitelement eine Lichtquelle zugeordnet, insbesondere eine LED oder mehrere LEDs. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch mehrere Lichtquellen einem Lichtleitelement zugeordnet sein oder umgekehrt kann je nach Ausführung eine einzelne Lichtquelle auch mehreren Lichtleitelementen zugeordnet sein. Ebenso können auch andere Lichtquellen als LEDs zur Anwendung kommen. Die Lichtleitelemente können beispielsweise aus hochtransparenten, lichtleitenden und formbaren Kunststoffen, welche für die Herstellung von komplexen Geometrien gut geeignet sind, hergestellt sein. Besonders bevorzugt sind dabei Silikonmaterialien. Es ist jedoch auch die Verwendung von Gläsern möglich. Im Falle von einstückig miteinander verbundenen Lichtleitelementen oder einer einstückigen Leuchteinheit ist die Verwendung von Kunststoffen zur Herstellung der Leuchteinheit und/ oder der Lichtleitelemente bevorzugt.Each light-guiding element is preferably assigned a light source, in particular an LED or a plurality of LEDs. In the context of the invention, however, a plurality of light sources can also be assigned to a light-guiding element or vice versa, depending on the design, a single light source can also be assigned to a plurality of light-guiding elements. Likewise, other light sources can be used as LEDs. The light-guiding elements can be produced, for example, from highly transparent, photoconductive and moldable plastics which are well suited for the production of complex geometries. Silicone materials are particularly preferred. However, it is also the use of glasses possible. In the case of integrally interconnected light-guiding elements or a one-piece lighting unit, the use of plastics for producing the lighting unit and / or the light-guiding elements is preferred.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn bei einer Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung mehrere Lichtleitelemente, die zeilenweise in einer Matrixzeile nebeneinander angeordnet sind, einer Lichtauskoppeloptik zugeordnet sind. Zweckmäßig werden in dieser Ausführung mehrere Lichtleitelemente zeilenweise einer gemeinsamen Lichtauskoppeloptik zugeordnet. Somit kann sehr effizient die Abbildungsqualität mehrerer Lichtleitelemente zeilenweise verbessert werden. Optional können sämtliche Lichtleitelemente, die nebeneinander in einer Matrixzeile angeordnet sind, einer einzigen Lichtauskoppeloptik zugeordnet sein.It can be particularly advantageous if, in the case of a lighting device according to the invention, a plurality of light-conducting elements which are arranged next to one another line-by-line in a matrix line are assigned to a light-extraction optical system. Suitably, in this embodiment, a plurality of light-guiding elements are assigned line by line to a common light-extraction optical system. Thus, the image quality of several light-guiding elements can be improved line by line very efficiently. Optionally, all light guide elements, the are arranged side by side in a matrix row, be associated with a single light extraction optics.

In anderen Fällen kann es empfehlenswert sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung die in zumindest zwei voneinander beabstandeten Matrixzeilen angeordneten Lichtleitelemente zeilenweise jeweils unterschiedlichen Zeilen ebenfalls voneinander beabstandeter Lichtauskoppeloptiken zugeordnet sind. Somit kann die Abbildungsqualität der matrixartig angeordneten Lichtleitelemente Zeile für Zeile durch den Einsatz von zeilenweise zugeordneten Lichtauskoppeloptiken verbessert werden.In other cases, it may be advisable if, in the case of a lighting device according to the invention, the light-guiding elements arranged in at least two spaced-apart matrix lines are assigned line by line to different lines of light-extraction optics which are also spaced apart from one another. Thus, the imaging quality of the matrix-like arranged light guide elements can be improved line by line by the use of line-wise associated Lichtauskoppeloptiken.

Besonders vorteilhaft können bei einer Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung zeilenweise in zwei direkt aneinander grenzenden Matrixzeilen angeordnete Lichtleitelemente jeweils zeilenweise angeordneten Lichtauskoppeloptiken zugeordnet sein, wobei direkt aneinander grenzende Zeilen der Lichtauskoppeloptiken eine dazwischenliegende Auskoppelrille aufweisen. Die eine oder die mehreren Auskoppelrillen können sich auf der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik in Längsrichtung bzw. in Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptik entlang mehrerer Lichtleitelemente erstrecken. Ebenso können sich eine oder mehrere Auskoppelrillen in Längsrichtung bzw. in Zeilenrichtung entlang der gesamten Länge der Lichtaustrittsfläche erstrecken.Particularly advantageously, in a lighting device according to the invention, light-guiding elements arranged line by line in two directly adjoining matrix lines can be assigned light extraction optics line by line, directly adjacent lines of the light extraction optics having an intermediate coupling-out groove. The one or more Auskoppelrillen may extend on the light exit surface of the attachment optics in the longitudinal direction or in the row direction of the light extraction optics along a plurality of light guide elements. Likewise, one or more Auskoppelrillen may extend in the longitudinal direction or in the row direction along the entire length of the light exit surface.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei einer Beleuchtungseinrichtung jeder Matrixzeile von Lichtleitelementen jeweils eine Zeile der Lichtauskoppeloptik zugeordnet sein.In a further preferred embodiment of the invention, one line of the light extraction optics can be assigned to each matrix row of light-guiding elements in a lighting device.

Gemäß einer weiteren vorzugsweisen Ausführung der Erfindung kann bei einer Beleuchtungseinrichtung eine Konturform der konvexen Wölbung einer Lichtauskoppeloptik ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend: Kreissegment, Ellipsensegment, Freiformkurvensegment. Vorteilhaft können in dieser Ausführungsform unterschiedlich konturierte Lichtauskoppeloptiken eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Beleuchtungseinrichtung eingesetzt werden, bei der eine dreizeilige Matrixanordnung von Lichtleitelementen mit einer Vorsatzoptik, die zeilenweise mit jeweils unterschiedlich geformten Lichtauskoppeloptiken auf der Lichtaustrittsfläche ausgerüstet ist, in ihrem Lichtbild verbessert wird. Beispielsweise kann der oberen von drei Matrixzeilen an Lichtleitelementen eine erste Lichtauskoppeloptik zugeordnet sein, die eine konvexe Wölbung mit der Kontur eines Kreissegments mit einem Radius von 10 mm aufweist. Beispielsweise kann der mittleren von drei Matrixzeilen an Lichtleitelementen eine zweite Lichtauskoppeloptik zugeordnet sein, die eine konvexe Wölbung mit der Kontur eines Kreissegments mit einem Radius von 5 mm aufweist. Beispielsweise kann der unteren von drei Matrixzeilen an Lichtleitelementen eine dritte Lichtauskoppeloptik zugeordnet sein, die eine konvexe Wölbung mit der Kontur einer Freiformfläche aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention, in an illumination device, a contour shape of the convex curvature of a light extraction optical system can be selected from a group comprising: circular segment, ellipse segment, freeform curve segment. Advantageously, differently contoured light extraction optics can be used in this embodiment. For example, it is possible to use a lighting device in which a three-row matrix arrangement of light-guiding elements with an optical attachment, which is equipped with differently shaped light-extraction optics line by line on the light exit surface, is improved in its light image. By way of example, the first of three matrix rows of light-guiding elements can be assigned a first light-extraction optical system which has a convex curvature with the contour of a circle segment with a radius of 10 mm. By way of example, the middle of three matrix rows of light-guiding elements can be assigned a second light-extraction optical system which has a convex curvature with the contour of a circle segment with a radius of 5 mm. For example, the lower of be associated with three matrix lines of light guide a third light extraction optics, which has a convex curvature with the contour of a free-form surface.

Ebenso kann die Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik derart strukturiert sein, dass angrenzend an einen Abschnitt oder eine Zeile einer Lichtauskoppeloptik mit einer konturierten konvexen Wölbung ein planarer Abschnitt oder eine planare Zeile der Lichtaustrittsfläche vorgesehen ist. Derartige planare Abschnitte der Lichtaustrittsfläche können auch zwischen zwei Vorsatzoptiken vorgesehen sein.Likewise, the light exit surface of the attachment optics can be structured in such a way that a planar section or a planar line of the light exit surface is provided adjacent to a section or a line of a light extraction optical system with a contoured convex curvature. Such planar sections of the light exit surface can also be provided between two attachment optics.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann bei einer Beleuchtungseinrichtung die Konturform der Wölbung mehrerer Zeilen der Lichtauskoppeloptiken jeweils gleich gestaltet sein. In dieser zweckmäßigen Ausführungsform, die kostengünstig herstellbar ist, wird die Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik mit jeweils gleich konturierten Zeilen von Lichtauskoppeloptiken überzogen. Zweckmäßig sind dabei in einer bevorzugten Variante gleich viele Zeilen an Lichtauskoppeloptiken wie Matrixzeilen an Lichtleitelementen vorgesehen.In a further development of the invention, the contour shape of the curvature of a plurality of lines of the light extraction optics can each be designed the same in a lighting device. In this expedient embodiment, which can be produced cost-effectively, the light exit surface of the attachment optics is coated with lines of light extraction optics of equal contour. Expediently, in a preferred variant, the same number of lines are provided on light extraction optics as matrix lines on light-guiding elements.

In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung können bei einer Beleuchtungseinrichtung die Konturformen der Wölbung von zumindest zwei Zeilen der Lichtauskoppeloptiken unterschiedlich sein. In dieser Ausführungsvariante lässt sich besonders flexibel die Abbildungsqualität einzelner Lichtquellen bzw. einzelner Lichtleitelemente erhöhen.In an alternative development of the invention, in the case of an illumination device, the contour shapes of the curvature of at least two lines of the light extraction optics may be different. In this embodiment, the imaging quality of individual light sources or individual light-guiding elements can be increased in a particularly flexible manner.

Besonders vorteilhaft kann bei einer Beleuchtungseinrichtung jede Zeile der Lichtauskoppeloptiken jeweils in Zeilenrichtung eine konstante Breite sowie eine einheitliche Konturform der Wölbung aufweisen. In dieser Ausführung sind die Lichtauskoppeloptiken zeilenweise bzw. in Zeilenrichtung jeweils homogen beschaffen, was für die kostengünstige Fertigung von Vorteil ist.In a lighting device, each row of the light extraction optics can particularly advantageously have a constant width and a uniform contour shape of the curvature in the row direction. In this embodiment, the Lichtauskoppeloptiken line by line or in the row direction are respectively homogeneous, which is advantageous for cost-effective production.

In einer alternativen Ausführung der Erfindung kann bei einer Beleuchtungseinrichtung zumindest eine Zeile der Lichtauskoppeloptiken in Zeilenrichtung zumindest abschnittsweise unterschiedliche Breiten und/ oder unterschiedliche Höhen und/ oder unterschiedliche Konturformen der Wölbung aufweisen. In dieser Ausführungsvariante können einzelne oder auch mehrere Lichtauskoppeloptiken in Längsrichtung bzw. in Zeilenrichtung entlang der Länge der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik abschnittsweise unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, wenn eine zeilenweise angeordnete Lichtauskoppeloptik in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Breite und/ oder eine größere Höhe sowie eine konvexe Wölbung mit einem größeren Krümmungsradius - und somit eine größere Materialhöhe - aufweist als an ihren seitlichen Randabschnitten jeweils zu den Schmalseiten der Vorsatzoptik hin.In an alternative embodiment of the invention, at least one row of the light extraction optics in the row direction may have different widths and / or different heights and / or different contour shapes of the curvature at least in sections in the case of a lighting device. In this embodiment, individual or even a plurality of light extraction optics in the longitudinal direction or in the row direction along the length of the light exit surface of the optical attachment sections may have different dimensions. For example, it may be expedient if a row-wise arranged light extraction optics in their middle section a greater width and / or a greater height and a convex curvature with a larger Radius of curvature - and thus a greater material height - than at their lateral edge portions in each case to the narrow sides of the attachment optics.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung kann bei einer Beleuchtungseinrichtung zumindest eine Lichtauskoppeloptik einen Flächenabschnitt mit Mikrostrukturen einer aufgerauten Oberfläche aufweisen. Solche Mikrostrukturen im Bereich der Lichtauskoppeloptik können beispielsweise den Vorteil bieten, dass ein besonders homogenes Lichtbild von der Beleuchtungseinrichtung erzeugt wird. Beispielsweise können derartige Mikrostrukturen als Narben-artige Rauheit auf der Oberfläche der Lichtauskoppeloptik ausgeführt sein, wobei deren charakteristische Längen eine Größenordnung beispielsweise von 5µm (Mikrometer) aufweisen können. Vorteilhafterweise kann diese Narbung zumindest abschnittsweise auf der der Vorfeldreihe zugeordneten Lichtauskoppeloptik aufgebracht werden.In a further preferred embodiment of the invention, in the case of an illumination device, at least one light extraction optical system can have a surface section with microstructures of a roughened surface. Such microstructures in the area of the light extraction optics can for example offer the advantage that a particularly homogeneous light image is generated by the illumination device. By way of example, such microstructures may be embodied as scar-like roughness on the surface of the light-extraction optical system, the characteristic lengths of which may have an order of magnitude of, for example, 5 μm (micrometers). Advantageously, this graining can be applied at least in sections to the light extraction optics associated with the front row row.

Von Vorteil kann es sein, wenn bei einer Beleuchtungseinrichtung die Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik eine in Längsrichtung bzw. in Zeilenrichtung knickfrei gekrümmte Fläche, vorzugsweise eine knickfrei gekrümmte Petzval-Fläche, ist. Vorteilhaft weist die Lichtaustrittsfläche insbesondere bei einer Matrixanordnung der Lichtleitelemente somit keine Knickkanten in Richtung der Matrixspalten, also im Wesentlichen in vertikaler Richtung, auf. Somit weisen auch die Lichtauskoppeloptiken in Zeilenrichtung bzw. in Längsrichtung keine störenden Knicke oder Unterbrechungen auf. Die Lichtauskoppeloptiken werden einzig durch die Auskoppelrillen, welche in Richtung der Matrixzeilen, also im Wesentlichen in horizontaler Richtung, verlaufen, begrenzt.
Die gemeinsame Lichtaustrittsfläche ist typischerweise eine gekrümmte Fläche, die üblicherweise der Petzval-Fläche der Abbildungsoptik - beispielsweise einer Abbildungslinse - folgt. Für bestimmte Anwendungen können aber auch bewusste Abweichungen in der Krümmung eingesetzt werden, um im Randbereich Abbildungsfehler zur Lichthomogenisierung zu nutzen.
It may be advantageous if, in the case of an illumination device, the light exit surface of the attachment optics is a surface bent kink-free in the longitudinal direction or in the row direction, preferably a Petzval surface bent without kinking. The light exit surface thus advantageously has no creasing edges in the direction of the matrix columns, that is to say substantially in the vertical direction, in particular in the case of a matrix arrangement of the light guide elements. Thus, the light extraction optics in the row direction and in the longitudinal direction no disturbing kinks or interruptions. The Lichtauskoppeloptiken be limited only by the Auskoppelrillen, which run in the direction of the matrix lines, ie in a substantially horizontal direction.
The common light exit surface is typically a curved surface, which usually follows the Petzval surface of the imaging optics, for example an imaging lens. For certain applications, however, deliberate deviations in the curvature can also be used in order to use aberrations for light homogenization in the edge region.

Im Rahmen der Erfindung kann ebenso ein Lichtmodul mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung angegeben werden. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung der Begriff "Scheinwerfer" verwendet wird, so soll dieser Begriff auch einzelne Lichtmodule oder Projektionsmodule beinhalten, die auch in Kombination in einem übergeordneten Scheinwerfer enthalten sein können.In the context of the invention, a light module can also be specified with at least one illumination device according to the invention. If the term "headlight" is used in connection with the invention, then this term should also include individual light modules or projection modules, which may also be included in combination in a higher-level headlight.

Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, einen Fahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung und/ oder mit zumindest einem Lichtmodul mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung einzusetzen. Beispielsweise kann ein solcher Fahrzeugscheinwerfer weiterhin eine der Leuchteinheit in Lichtaustrittsrichtung nachgeordnete Projektionsoptik umfassen.In the context of the invention, however, it is also possible to use a vehicle headlight with at least one illumination device and / or with at least one light module with at least one illumination device according to the invention. For example such a vehicle headlamp may further comprise a projection optics disposed downstream of the light unit in the light exit direction.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigen:

  • Fig. 1 schematisch und in schaubildlicher Darstellung Komponenten eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers, nämlich eine Leuchteinheit samt einer vorgesetzten Projektionslinse;
  • Fig. 2 in schaubildlicher Darstellung eine erfindungsgemäße Leuchteinheit mit einer Vorsatzoptik, schräg von hinten in Richtung der Lichteinkoppelflächen der Lichtleitelemente gesehen;
  • Fig. 3 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik von der Seite gesehen;
  • Fig. 4 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik von oben gesehen;
  • Fig. 5 die in Fig. 4 gezeigte zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik in einer isometrischen Ansicht schräg von vorne gesehen;
  • Fig. 6 eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik von oben gesehen;
  • Fig. 7 die in Fig. 6 gezeigte dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik in einer isometrischen Ansicht schräg von vorne gesehen;
  • Fig. 8 eine beispielsweise Lichtverteilung eines Scheinwerfers nach der Erfindung;
  • Fig. 9 den Verlauf der Lichtstärke längs einer mittigen Linie der Fig. 8;
  • Fig. 10 eine beispielsweise Lichtverteilung eines Scheinwerfers nach dem Stand der Technik;
  • Fig. 11 den Verlauf der Lichtstärke längs einer mittigen Linie der Fig. 10.
Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following explanation of exemplary embodiments schematically illustrated in the drawings. In the drawings show:
  • Fig. 1 schematic and diagrammatic representation of components of a motor vehicle headlamp according to the invention, namely a lighting unit including a superior projection lens;
  • Fig. 2 in perspective view of a lighting unit according to the invention with an optical attachment, seen obliquely from behind in the direction of the light coupling surfaces of the light guide elements;
  • Fig. 3 a first embodiment of a front optical system according to the invention viewed from the side;
  • Fig. 4 a second embodiment of a front optical system according to the invention seen from above;
  • Fig. 5 in the Fig. 4 shown second embodiment of an optical attachment according to the invention seen in an isometric view obliquely from the front;
  • Fig. 6 a third embodiment of a front optical system according to the invention seen from above;
  • Fig. 7 in the Fig. 6 shown third embodiment of a front optical system according to the invention seen in an isometric view obliquely from the front;
  • Fig. 8 for example, a light distribution of a headlamp according to the invention;
  • Fig. 9 the course of the light intensity along a central line of Fig. 8 ;
  • Fig. 10 for example, a light distribution of a headlamp according to the prior art;
  • Fig. 11 the course of the light intensity along a central line of Fig. 10 ,

In der Darstellung nach Fig. 1 erkennt man in schematischer Ansicht eine Beleuchtungseinrichtung 1 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 100 nach der Erfindung mit seinen für die Erläuterung der Erfindung wesentlichen Bestandteilen. Wobei es für den Fachmann klar ist, dass ein Kraftfahrzeugscheinwerfer eine Vielzahl weiterer, hier nicht gezeigter Bestandteile besitzen kann, wie Ein- und Verstelleinrichtungen, elektrische Versorgungsmittel, Blenden, Gehäusebauteile und vieles mehr. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung der Begriff "Scheinwerfer" verwendet wird, so soll dieser Begriff auch einzelne Licht- bzw. Projektionsmodule beinhalten, die auch in Kombination in einem übergeordneten Scheinwerfer enthalten sein können.In the illustration after Fig. 1 can be seen in a schematic view of a lighting device 1 for a motor vehicle headlight 100 according to the invention with its essential for the explanation of the invention components. It is clear to those skilled in the art that a motor vehicle headlamp may have a variety of other, not shown here components, such as adjustment and adjustment, electrical supplies, panels, housing components and much more. If the term "headlight" is used in connection with the invention, then this term should also include individual light or projection modules, which may also be contained in combination in a higher-level headlight.

In dieser und den folgenden Figuren werden für gleiche oder vergleichbare Elemente zum Zwecke der einfacheren Erläuterung und Darstellung gleiche Bezugszeichen verwendet. Die in den Ansprüchen verwendeten Bezugszeichen sollen lediglich die Lesbarkeit der Ansprüche und das Verständnis der Erfindung erleichtern und haben keinesfalls einen den Schutzumfang der Erfindung beeinträchtigenden Charakter.In this and the following figures, like reference numerals are used for the same or similar elements for ease of explanation and illustration. The reference numerals used in the claims are only the readability of Claims and understanding of the invention facilitate and in no way have a character that obscures the scope of the invention.

Dargestellt in Fig. 1 ist also eine Beleuchtungseinrichtung 1, welche eine Leuchteinheit 2 mit mehreren Lichtquellen 3 umfasst. Die Lichtquellen 3 sind hier beispielsweise als LEDs ausgeführt. Eine Vorsatzoptik 4 bzw. Primäroptik mit einer Lichtaustrittsfläche 5 der Vorsatzoptik 4 weist hier mehrere Lichtleitelemente 6 auf, die in einer Matrixanordnung 7 angeordnet sind. Die Lichtaustrittsrichtung 8 von den Lichtquellen 3 durch die Lichtleitelemente 6 sowie die Vorsatzoptik 4 hindurch ist durch einen Pfeil 8 symbolisiert. Weiters ist in Lichtaustrittsrichtung 8 der Vorsatzoptik 4 nachgeordnet eine Projektionsoptik 10 vorgesehen, welche beispielsweise eine Projektionslinse umfasst.Shown in Fig. 1 is therefore a lighting device 1, which comprises a lighting unit 2 with a plurality of light sources 3. The light sources 3 are designed here as LEDs, for example. An attachment optics 4 or primary optics with a light exit surface 5 of the attachment optics 4 has here a plurality of light guide elements 6, which are arranged in a matrix arrangement 7. The light exit direction 8 from the light sources 3 through the light guide elements 6 and the attachment optics 4 is symbolized by an arrow 8. Furthermore, in the light exit direction 8 of the attachment optics 4 downstream of a projection optics 10 is provided which includes, for example, a projection lens.

Die Lichtaustrittsfläche 5 ist mit zeilenweise angeordneten Lichtauskoppeloptiken 50 ausgestaltet, welche hier in drei im Wesentlichen horizontalen Zeilen 51 der Lichtauskoppeloptik 50 angeordnet sind. Die Lichtauskoppeloptiken 50 weisen jeweils konvexe Wölbungen 56 auf.The light exit surface 5 is configured with line-out light extraction optics 50, which are arranged here in three substantially horizontal lines 51 of the light extraction optical system 50. The light extraction optics 50 each have convex bulges 56.

Fig. 2 zeigt eine Leuchteinheit 2 mit einer Vorsatzoptik 4 schräg von hinten in Richtung von Lichteinkoppelflächen 61 der Lichtleitelemente 6 gesehen. Jeder Lichteinkoppelfläche 61 der Lichtleitelemente 6 ist hier eine LED als Lichtquelle 3 zugeordnet. Die Lichtleitelemente 6 münden mit ihren Lichtauskoppelflächen 62 jeweils in der gemeinsamen Lichtaustrittsfläche 5 der Vorsatzoptik 4. Die Lichtleitelemente 6 sind in Matrixanordnung 7 hier in drei Matrixzeilen 71 sowie in einer Vielzahl von Matrixspalten 72 angeordnet. Die Matrixzeilen 71 sind gemäß Fig. 2 im Wesentlichen in horizontaler Richtung orientiert, während die Matrixspalten 72 im Wesentlichen in vertikaler Richtung ausgerichtet sind. Fig. 2 shows a lighting unit 2 with an optical attachment 4 obliquely seen from the rear in the direction of light coupling surfaces 61 of the light guide 6. Each light coupling surface 61 of the light-guiding elements 6 here is assigned an LED as the light source 3. The light-guiding elements 6 open with their light outcoupling surfaces 62 in each case in the common light exit surface 5 of the attachment optics 4. The light-guiding elements 6 are arranged in matrix arrangement 7 here in three matrix rows 71 and in a multiplicity of matrix columns 72. The matrix lines 71 are according to Fig. 2 oriented substantially in the horizontal direction, while the matrix columns 72 are aligned substantially in the vertical direction.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik 4 von der Seite gesehen. Auch hier sind die Lichtleitelemente 6 in Matrixanordnung 7 hier in drei Matrixzeilen 71 angeordnet. Wie hier in der Seitenansicht zu erkennen ist, ist die Vorsatzoptik 4 ohne Krümmung in deren Längsrichtung und somit plan geformt. An der Lichtaustrittsfläche 5 der Vorsatzoptik 4 sind hier zeilenweise drei Lichtauskoppeloptiken 50 angeordnet, wobei jede Matrixzeile 71 an Lichtleitelementen 6 einer Lichtauskoppeloptik 50 zugeordnet ist. Fig. 3 shows a first embodiment of a front optical system 4 according to the invention seen from the side. Here, too, the light-guiding elements 6 in matrix arrangement 7 are arranged here in three matrix rows 71. As can be seen here in the side view, the optical attachment 4 is without curvature in the longitudinal direction and thus flat. At the light exit surface 5 of the optical attachment 4 three Lichtauskoppeloptiken 50 are arranged here line by line, each matrix line 71 is assigned to light-guiding elements 6 of a Lichtauskoppeloptik 50.

Die untere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56 auf mit einer Konturform 57 der Wölbung, die einem Kreissegment entspricht. Die mittlere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56' auf mit einer Konturform 58 der Wölbung, die einem Ellipsensegment entspricht. Die obere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56" auf mit einer Konturform 59 der Wölbung, die als Freiformkurvensegment ausgebildet ist. Zwischen den einzelnen Zeilen 51 der Lichtauskoppeloptiken 50 sind an deren Rändern Auskoppelrillen 50 zur Begrenzung der Lichtauskoppeloptiken 50 in deren Längsrichtung vorgesehen.The lower line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 with a contour shape 57 of the curvature, which corresponds to a circular segment. The middle row 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 'with a contour shape 58 of the curvature that corresponds to an ellipse segment equivalent. The upper line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 "with a curvature contour shape 59, which is formed as a free-form curve segment. Between the individual lines 51 of the light extraction optics 50, outcoupling grooves 50 for delimiting the light extraction optics 50 are provided at their edges Provided longitudinally.

Entsprechende Lichtquellen 3, die den Lichtleitelementen 6 zugeordnet und die an deren Lichteinkoppelflächen 61 angeordnet sind, sind hier sowie in den folgenden Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt.Corresponding light sources 3, which are assigned to the light-guiding elements 6 and which are arranged on their light-coupling surfaces 61, are not shown here and in the following figures for the sake of simplicity.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik 4 von oben gesehen. Die Vorsatzoptik 4 ist hier als knickfrei gekrümmte Petzval-Fläche 41 ausgeführt. Gemäß dieser Ausführung ist zu erkennen, dass an der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik 4 Lichtauskoppeloptiken 50 angeordnet sind, welche in Längsrichtung 52 bzw. Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptik 50 eine einheitliche Höhe 54 aufweisen. Fig. 4 shows a second embodiment of a front lens 4 according to the invention seen from above. The attachment optics 4 is designed here as a kink-free curved Petzval surface 41. According to this embodiment, it can be seen that light extraction optics 50, which have a uniform height 54 in the longitudinal direction 52 or line direction of the light extraction optics 50, are arranged on the light exit surface of the optical attachment 4.

Fig. 5 zeigt die in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik 4 in einer isometrischen Ansicht schräg von vorne gesehen. Die untere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56 auf mit einer Konturform 57 der Wölbung, die einem Kreissegment entspricht. Die mittlere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56' auf mit einer Konturform 58 der Wölbung, die einem Ellipsensegment entspricht. Die obere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56" auf mit einer Konturform 59 der Wölbung, die als Freiformkurvensegment ausgebildet ist. Zwischen den einzelnen Zeilen 51 der Lichtauskoppeloptiken 50 sind an deren Rändern Auskoppelrillen 55 zur Begrenzung der Lichtauskoppeloptiken 50 in deren Längsrichtung vorgesehen. In Längsrichtung 52 bzw. in Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptiken 50 weisen diese jeweils konstante Breiten 53 sowie konstante Höhen 54 auf. Die konvexen Wölbungen 56, 56', 56" bzw. die jeweiligen Konturformen 57, 58, 59 der Lichtauskoppeloptiken 50 sind daher in Längsrichtung 52 bzw. in Zeilenrichtung jeweils einheitlich gestaltet. Fig. 5 shows the in Fig. 4 shown second embodiment of a front lens 4 according to the invention seen in an isometric view obliquely from the front. The lower line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 with a contour shape 57 of the curvature, which corresponds to a circular segment. The middle row 51 of the light extraction optics 50 here has, for example, a convex curvature 56 'with a contour shape 58 of the curvature, which corresponds to an elliptical segment. The upper line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 "with a curvature contour shape 59, which is formed as a free-form curve segment.From the individual lines 51 of the light extraction optics 50, outcoupling grooves 55 for delimiting the light extraction optics 50 are provided at their edges In the longitudinal direction 52 or in the row direction of the light extraction optics 50, these each have constant widths 53 and constant heights 54. The convex curvatures 56, 56 ', 56 "or the respective contour shapes 57, 58, 59 of the light extraction optics 50 are therefore in the longitudinal direction 52 and in the row direction in each case uniformly designed.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik 4 von oben gesehen. Die Vorsatzoptik 4 ist hier als knickfrei gekrümmte Petzval-Fläche 41 ausgeführt. Im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 4 ist bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführung zu erkennen, dass an der Lichtaustrittsfläche 5 der Vorsatzoptik 4 eine Lichtauskoppeloptik 50 angeordnet ist, welche in Längsrichtung 52 bzw. Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptik 50 unterschiedliche Höhen 54, 54' aufweisen. Hier weist die obere Lichtauskoppeloptik 50 etwa mittig ihrer Längsrichtung 52 eine Höhe 54' auf, welche größer ist als die Materialstärke mit einer Höhe 54 an den beiden seitlichen Randabschnitten der oberen Lichtauskoppeloptik 50. Fig. 6 shows a third embodiment of a front lens 4 according to the invention seen from above. The attachment optics 4 is designed here as a kink-free curved Petzval surface 41. In contrast to the execution according to Fig. 4 is at the in Fig. 6 shown embodiment, that at the light exit surface 5 of the optical attachment 4, a Lichtauskoppeloptik 50 is arranged, which in the longitudinal direction 52 and line direction of the light extraction optics 50 different heights 54, 54 'have. Here, the upper Lichtauskoppeloptik 50 approximately in the middle of its longitudinal direction 52 has a height 54 ', which is greater than the material thickness with a height 54 at the two lateral edge portions of the upper Lichtauskoppeloptik 50th

Fig. 7 zeigt die in Fig. 6 dargestellte dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorsatzoptik 4 in einer isometrischen Ansicht schräg von vorne gesehen. Die untere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56 auf mit einer Konturform 57 der Wölbung, die einem Kreissegment entspricht. Die mittlere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56' auf mit einer Konturform 58 der Wölbung, die einem Ellipsensegment entspricht. Die obere Zeile 51 der Lichtauskoppeloptik 50 weist hier beispielsweise eine konvexe Wölbung 56" auf mit einer Konturform 59 der Wölbung, die als Freiformkurvensegment ausgebildet ist. Zwischen den einzelnen Zeilen 51 der Lichtauskoppeloptiken 50 sind an deren Rändern wiederum Auskoppelrillen 50 zur Begrenzung der Lichtauskoppeloptiken 50 in deren Längsrichtung vorgesehen. Die unteren beiden Lichtauskoppeloptiken 50 weisen in Längsrichtung 52 bzw. in Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptiken 50 jeweils konstante Breiten 53 sowie konstante Höhen 54 auf. Die obere Lichtauskoppeloptik 50, welche hier beispielhaft eine Konturform 59 der Wölbung aufweist, die als Freiformkurvensegment ausgebildet ist, hat in Längsrichtung 52 bzw. in Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptik 50 unterschiedliche Breiten 53, 53' sowie unterschiedliche Höhen 54,54'. Hier weist die obere Lichtauskoppeloptik 50 etwa mittig ihrer Längsrichtung 52 eine Breite 53' auf, welche kleiner ist als deren Breite 53 jeweils an den beiden seitlichen Randabschnitten der oberen Lichtauskoppeloptik 50. Die obere Lichtauskoppeloptik 50 ist weiters mit einer aufgerauten Oberfläche 9 ausgerüstet, welche Mikrostrukturen 90 mit charakteristischen Längen in einer Größenordnung hier von etwa 5µm (Mikrometer) aufweisen. Fig. 7 shows the in Fig. 6 illustrated third embodiment of a front lens 4 according to the invention seen in an isometric view obliquely from the front. The lower line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 with a contour shape 57 of the curvature, which corresponds to a circular segment. The middle row 51 of the light extraction optics 50 here has, for example, a convex curvature 56 'with a contour shape 58 of the curvature, which corresponds to an elliptical segment. The upper line 51 of the light extraction optical system 50 here has, for example, a convex curvature 56 "with a curvature contour shape 59, which is formed as a free-form curve segment. Between the individual lines 51 of the light extraction optics 50, outcoupling grooves 50 for delimiting the light extraction optics 50 are again arranged at their edges The lower two light extraction optics 50 each have constant widths 53 and constant heights 54 in the longitudinal direction 52 or in the row direction of the light extraction optics 50. The upper light extraction optics 50, which by way of example has an outline shape 59 of the curvature, which is designed as a freeform curve segment 5 has different widths 53, 53 'and different heights 54, 54' in the longitudinal direction 52 or in the row direction of the light extraction optical system 50. Here, the upper light extraction optical unit 50 has a width 53 'approximately midway in its longitudinal direction 52 which is smaller than its width 53 ever The upper light extraction optics 50 are further equipped with a roughened surface 9 having microstructures 90 with characteristic lengths on the order of about 5 μm (microns) here.

Die nun folgende Erläuterung zur Gegenüberstellung der Figuren 8 bis 11 macht die Vorteile der Erfindung noch deutlicher.The following explanation of the comparison of FIGS. 8 to 11 makes the advantages of the invention even clearer.

Fig. 8 zeigt eine beispielsweise Lichtverteilung eines einzelnen Lichtleitelements einer Leuchteinheit, die gemäß der Erfindung mit einer Lichtauskoppeloptik an der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik ausgebildet ist, mit eingezeichneten Linien gleicher Lichtstärke. Fig. 8 shows, for example, a light distribution of a single light-guiding element of a lighting unit, which is formed according to the invention with a light extraction optics on the light exit surface of the optical attachment, with drawn lines of the same intensity.

Fig. 9 zeigt in Diagrammdarstellung den Verlauf der Lichtstärke Iv längs der eingezeichneten mittigen Linie z von Fig. 8, wobei die linke Seite des Diagramms dem unteren Bereich der Fig. 8 entspricht. Fig. 9 shows a diagram of the course of the light intensity Iv along the plotted center line z of Fig. 8 , where the left side of the diagram is the lower part of the diagram Fig. 8 equivalent.

Fig. 10 entspricht an sich der Darstellung der Fig. 8, jedoch wurde hier ein Lichtleitelement einer Leuchteinheit nach dem Stand der Technik vermessen, welche eine planare Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik ohne eine Lichtauskoppeloptik aufweist. Man erkennt unerwünschte Streulichtbereiche beidseitig des gewünschten Lichtbilds, die sich bei dem Lichtleitelement nach der Erfindung weniger stark ausgeprägt finden, wie die gegenübergestellte Fig. 8 zeigt. Außerdem ist ein weniger steil abfallender Intensitätsverlauf im unteren sowie im oberen Bereich des Lichtstärkeverlaufs im Vergleich zu einem Lichtleitelement mit erfindungsgemäßen Auskoppeloptiken erkennbar, was durch die in vertikaler Richtung weiter beabstandeten Linien gleicher Lichtstärke dargestellt ist. Fig. 10 corresponds to the representation of the Fig. 8 However, here was measured a light guide of a light unit according to the prior art, which has a planar light exit surface of the optical attachment without a light extraction optics. It can be seen undesirable stray light regions on both sides of the desired light image, which are less pronounced in the light guide according to the invention, as opposed to the Fig. 8 shows. In addition, a less steeply sloping intensity curve in the lower and in the upper region of the light intensity profile in comparison to a light guide with coupling optics according to the invention can be seen, which is represented by the vertically spaced further lines of the same light intensity.

In Fig. 11 , welche an sich dem Diagramm der Fig. 9 entspricht, jedoch für ein Lichtleitelement nach dem Stand der Technik ohne eine Lichtauskoppeloptik an der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik ermittelt wurde, erkennt man, dass der Lichtstärkeverlauf Iv eine geringere maximale Lichtstärke aufweist, als jener eines Lichtleitelements nach der Erfindung, wie der Vergleich mit der gegenübergestellten Fig. 9 zeigt. Auch ist der nachteilig weniger steile Abfall im linken und im rechten Bereich des Lichtintensitätsverlaufs erkennbar.In Fig. 11 , which in itself the diagram of the Fig. 9 corresponds, but was determined for a light guide according to the prior art without a light extraction optics at the light exit surface of the optical attachment, it can be seen that the light intensity curve Iv has a lower maximum light intensity, than that of a light guide according to the invention, as the comparison with the opposite Fig. 9 shows. Also, the disadvantageously less steep drop in the left and right of the light intensity profile can be seen.

Mit einem Kraftfahrzeugscheinwerfer der gezeigten Art kann beispielsweise ein Abblendlicht oder ein Fernlicht erzeugt werden, wozu beispielsweise der linke Scheinwerfer und der rechte Scheinwerfer je als erfindungsgemäßer Scheinwerfer ausgebildet sind, mit welchem jeweils der linke bzw. rechte Teil der Lichtverteilung eines dementsprechend ausgerüsteten Kraftfahrzeuges erzeugt werden. Andererseits oder alternativ dazu können der linke und der rechte Scheinwerfer eines mit erfindungsgemäßen Scheinwerfern ausgerüsteten Kraftfahrzeuges auch jeweils identische Lichtbilder erzeugen, die sich im Vorfeld auf der Straße überlagern.With a motor vehicle headlight of the type shown, for example, a dipped beam or a high beam can be generated, for example, the left headlight and the right headlights are each designed as inventive headlights, with which each of the left and right part of the light distribution of a correspondingly equipped motor vehicle are generated. On the other hand, or alternatively, the left and right headlamps of a motor vehicle equipped with headlamps according to the invention can also each produce identical photographs, which overlap in advance on the road.

LISTE DER BEZUGSZEICHENLIST OF REFERENCE SIGNS

11
Beleuchtungseinrichtunglighting device
22
Leuchteinheitlight unit
33
Lichtquelle, beispielsweise LEDLight source, such as LED
44
Vorsatzoptik, PrimäroptikIntent optics, primary optics
55
Lichtaustrittsfläche der VorsatzoptikLight exit surface of the attachment optics
66
Lichtleitelementlight guide
77
Matrixanordnung der LichtleitelementeMatrix arrangement of the light guide elements
88th
Lichtaustrittsrichtung (Pfeil)Light exit direction (arrow)
99
aufgeraute Oberflächeroughened surface
1010
Projektionsoptikprojection optics
4141
Petzval-FlächePetzval surface
5050
LichtauskoppeloptikLichtauskoppeloptik
5151
Zeile der LichtauskoppeloptikLine of light extraction optics
5252
Längsrichtung bzw. Zeilenrichtung der Lichtauskoppeloptik (Pfeil)Longitudinal direction or row direction of the light extraction optics (arrow)
5353
Breite der Lichtauskoppeloptik (bzw. 53')Width of the light extraction optics (or 53 ')
5454
Höhe der Lichtauskoppeloptik (bzw. 54')Height of the light extraction optics (or 54 ')
5555
AuskoppelrilleAuskoppelrille
5656
Wölbung der Lichtauskoppeloptik (bzw. 56', 56")Curvature of the light extraction optics (or 56 ', 56 ")
5757
Konturform der Wölbung, beispielsweise als KreissegmentContour shape of the curvature, for example as a circle segment
5858
Konturform der Wölbung, beispielsweise als EllipsensegmentContour shape of the curvature, for example as an ellipse segment
5959
Konturform der Wölbung, beispielsweise als FreiformkurvensegmentContour shape of the curvature, for example as a freeform curve segment
6161
Lichteinkoppelfläche des LichtleitelementsLight input surface of the light guide
6262
Lichtauskoppelfläche des LichtleitelementsLight output surface of the light guide
7171
Matrixzeile der LichtleitelementeMatrix line of the light guide elements
7272
Matrixspalte der LichtleitelementeMatrix column of the light-guiding elements
9090
Mikrostrukturmicrostructure
100100
KraftfahrzeugscheinwerferMotor vehicle headlamps

Claims (15)

Beleuchtungseinrichtung (1) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (100), umfassend eine Leuchteinheit (2) mit zumindest einer Lichtquelle (3) sowie mit zumindest einer Vorsatzoptik (4), wobei die zumindest eine Vorsatzoptik (4) mehrere Lichtleitelemente (6) sowie eine Lichtaustrittsfläche (5) aufweist, wobei jedes Lichtleitelement (6) eine Lichteinkoppelfläche (61) zum Einspeisen von Licht zumindest einer Lichtquelle (3) aufweist, und wobei Lichtauskoppelflächen (62) der Lichtleitelemente (6) in der gemeinsamen Lichtaustrittsfläche (5) der Vorsatzoptik (4) münden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtaustrittsfläche (5) zumindest abschnittsweise eine Lichtauskoppeloptik (50) mit konvexer Wölbung (56) sowie mit Auskoppelrillen (55) an den Rändern der Lichtauskoppeloptik (50) aufweist, wobei jeweils mehrere Lichtleitelemente (6) mit ihren Lichtauskoppelflächen (62) einer Lichtauskoppeloptik (50) zugeordnet sind.
Lighting device (1) for a motor vehicle headlight (100), comprising a lighting unit (2) with at least one light source (3) and with at least one attachment optics (4), wherein the at least one attachment optics (4) a plurality of light guide elements (6) and a light exit surface ( 5), wherein each light guide element (6) has a light coupling surface (61) for feeding in light of at least one light source (3), and wherein light coupling surfaces (62) of the light guide elements (6) in the common light exit surface (5) of the optical attachment (4) lead,
characterized in that
the light exit surface (5) at least in sections a Lichtauskoppeloptik (50) with convex curvature (56) and with Auskoppelrillen (55) at the edges of the Lichtauskoppeloptik (50), each having a plurality of Lichtleitelemente (6) with their Lichtauskoppelflächen (62) a Lichtauskoppeloptik ( 50) are assigned.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtleitelemente (6) in einer Matrixanordnung (7) in zumindest einer Matrixzeile (71) sowie in mehreren Matrixspalten (72) angeordnet sind.Lighting device (1) according to claim 1, characterized in that a plurality of light-guiding elements (6) are arranged in a matrix arrangement (7) in at least one matrix row (71) and in a plurality of matrix gaps (72). Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtleitelemente (6), die zeilenweise in einer Matrixzeile (71) nebeneinander angeordnet sind, einer Lichtauskoppeloptik (50) zugeordnet sind.Lighting device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of light-guiding elements (6), which are arranged line by line in a matrix line (71) side by side, are associated with a light extraction optics (50). Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in zumindest zwei voneinander beabstandeten Matrixzeilen (71) angeordneten Lichtleitelemente (6) zeilenweise jeweils unterschiedlichen Zeilen (51) voneinander beabstandeter Lichtauskoppeloptiken (50) zugeordnet sind.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that arranged in at least two mutually spaced matrix lines (71) light-guiding elements (6) are each row of different lines (51) spaced apart Lichtauskoppeloptiken (50) associated. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zeilenweise in zwei direkt aneinander grenzenden Matrixzeilen (71) angeordnete Lichtleitelemente (6) jeweils zeilenweise angeordneten Lichtauskoppeloptiken (50) zugeordnet sind, wobei direkt aneinander grenzende Zeilen (51) der Lichtauskoppeloptiken (50) eine dazwischenliegende Auskoppelrille (55) aufweisen.Lighting device (1) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that light guide elements (6) arranged line by line in two matrix lines (71) arranged directly adjacent to each other are assigned light coupling optics (50) arranged line by line, lines (51) of directly adjoining one another Lichtauskoppeloptiken (50) have an intermediate Auskoppelrille (55). Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Matrixzeile (71) von Lichtleitelementen (6) jeweils eine Zeile (51) der Lichtauskoppeloptik (50) zugeordnet ist.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that each matrix line (71) of light-guiding elements (6) is assigned in each case one line (51) of the light-extraction optical system (50). Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Konturform (57, 58, 59) der konvexen Wölbung (56) einer Lichtauskoppeloptik (50) ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend: Kreissegment, Ellipsensegment, Freiformkurvensegment.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that an outline shape (57, 58, 59) of the convex curvature (56) of a light extraction optical system (50) is selected from a group comprising: circle segment, ellipse segment, freeform curve segment. Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturform der Wölbung (56) mehrerer Zeilen (51) der Lichtauskoppeloptiken (50) jeweils gleich gestaltet ist.Lighting device (1) according to claim 7, characterized in that the contour shape of the curvature (56) of a plurality of lines (51) of the light extraction optics (50) is in each case designed the same. Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturformen der Wölbung (56) von zumindest zwei Zeilen (51) der Lichtauskoppeloptiken (50) unterschiedlich sind.Lighting device (1) according to claim 7, characterized in that the contour shapes of the curvature (56) of at least two rows (51) of the Lichtauskoppeloptiken (50) are different. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zeile (51) der Lichtauskoppeloptiken (50) jeweils in Zeilenrichtung (52) eine konstante Breite (53) sowie eine einheitliche Konturform der Wölbung (56) aufweist.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that each line (51) of the Lichtauskoppeloptiken (50) each in the row direction (52) has a constant width (53) and a uniform contour shape of the curvature (56). Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Zeile (51) der Lichtauskoppeloptiken (50) in Zeilenrichtung (52) zumindest abschnittsweise unterschiedliche Breiten (53, 53') und/ oder unterschiedliche Höhen (54, 54') und/ oder unterschiedliche Konturformen der Wölbung (56,56', 56")aufweist.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one line (51) of the light extraction optics (50) in the row direction (52) at least partially different widths (53, 53 ') and / or different heights (54, 54 ') and / or different contour shapes of the curvature (56, 56', 56 "). Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lichtauskoppeloptik (50) einen Flächenabschnitt mit Mikrostrukturen (90) einer aufgerauten Oberfläche (9) aufweist.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least one light extraction optics (50) has a surface portion with microstructures (90) of a roughened surface (9). Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (5) der Vorsatzoptik (4) eine in Zeilenrichtung (52) knickfrei gekrümmte Fläche, vorzugsweise eine knickfrei gekrümmte Petzval-Fläche (41), ist.Lighting device (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the light exit surface (5) of the attachment optics (4) in the row direction (52) kink-free curved surface, preferably a kink-free curved Petzval surface (41). Lichtmodul mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Light module with at least one illumination device (1) according to one of claims 1 to 13. Fahrzeugscheinwerfer (100) mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/ oder mit zumindest einem Lichtmodul nach Anspruch 14.Vehicle headlight (100) with at least one illumination device (1) according to one of claims 1 to 13 and / or with at least one light module according to claim 14.
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