EP3830473A1 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem ellipsoid-reflektor und kollimator - Google Patents

Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem ellipsoid-reflektor und kollimator

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EP3830473A1
EP3830473A1 EP19755297.9A EP19755297A EP3830473A1 EP 3830473 A1 EP3830473 A1 EP 3830473A1 EP 19755297 A EP19755297 A EP 19755297A EP 3830473 A1 EP3830473 A1 EP 3830473A1
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EP
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light
collimator
motor vehicle
vehicle headlight
reflector
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Josef Hechenberger
Stephan Arlinghaus
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ZKW Group GmbH
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle headlight.
  • Motor vehicle headlight is.
  • various headlights for example main and auxiliary headlights, are used that generate different light images on the road.
  • the term “roadway” is used here for the purpose of simplified illustration, because it of course depends on the local conditions whether a photograph is actually on the roadway or extends beyond it.
  • the photograph in the sense used corresponds to a projection onto a vertical surface in accordance with the relevant standards relating to automotive lighting technology.
  • the headlight 10 of a conventional type generates, for example, a light distribution for a partial high beam function.
  • the headlight comprises a light source 11, which is held and positioned in a light module 12 (symbolized by a circle in FIG. 1), a collimator lens 40, a diaphragm 50 and a projection lens, which are e.g. is designed as a single lens 60.
  • the light coming from the light source 11 is coupled into the collimator optics 40 at a collimator light entry surface 41.
  • Collimator optics for example in the form of a collimator in the form of a light guiding finger, serve to bundle the light and to let it exit through a collimator light exit surface 42.
  • the collimator 40 is positioned so that the light source 12 is at the collimator entry focal point; the aperture 50 is arranged with respect to the collimator 40 so that it lies in the collimator exit focal length.
  • a light image is formed in the plane of the aperture 50, and the aperture is set up to hide part of the light image.
  • Downstream of the aperture 50 is a projection lens 60 which is located at a distance from the light image at the location of the aperture 50, this distance being the focal length (more precisely: input focal length) of the projection lens 60 corresponds to.
  • the projection optics 60 is set up to project the light image in the radiation direction of the motor vehicle headlight 10 and thus to generate a light distribution of the desired type on a projection surface (eg street).
  • the light generated by light sources is to be shaped, bundled and projected onto the road as efficiently as possible as a light image.
  • Lenses are often either too expensive or their transmission properties limit them. It can also be an undesirable in certain arrangements
  • chromatic aberration occur.
  • Another important problem is the accessibility of the light source to optical components, which is often difficult due to the structure of the light source and its supply components (electrical leads, cooling).
  • the heat development in the light source in particular if it is a laser light source, whereby other components of the headlight, in particular a light-shaping component such as collimator optics, which must be positioned near the light source due to the required geometry of the optics, are damaged by heating can take.
  • a motor vehicle headlight which comprises:
  • a light source which is set up to emit light
  • an ellipsoid reflector with a first and a second focal point, the ellipsoid reflector being set up to bundle the light coupled in from the light source via the first focal point to the second focal point and to let it exit through a reflector light exit opening, and
  • a collimator which has a collimator light entry surface and a collimator light exit surface, the reflector light exit opening being arranged in front of the collimator light entry surface in an entry focal length of the collimator, the collimator being assigned a first image plane in an exit focal length of the collimator , and wherein the collimator is configured to bundle the light emerging from the ellipsoid reflector in the direction of the first image plane to form a light beam and to form a light image there, that is to say in the first image plane, and a projection optical system, to which a second image plane is assigned in an input focal length, the first image plane and the second image plane intersecting or overlapping one another, the projection optical system being set up to (through which
  • an optical element with at least one optically active edge is positioned in the beam path between the collimator and the projection optics, which optical element is set up to limit the light beam using the at least one optically active edge, so that it partially reaches the projection optics, and the optical element is arranged in this way is that the first and / or the second image plane lies on the optical element or extends through the optical element.
  • the optical element is set up to partially reflect or absorb the light beam, and to partially let it pass.
  • an ellipsoid reflector With an ellipsoid reflector, a highly efficient light collection can be designed in a motor vehicle headlight, since the reflector surrounds the light source and a very large solid angle is available for the focal point or the light collection. This can be advantageously combined in particular with the Lambertian radiation characteristic of a laser light source.
  • the ellipsoid reflector creates a virtual light source, namely in the second cup point, which virtual light source is more geometrically accessible than the actual light source for the optical system connected to the reflector, in particular the projection optics.
  • the pole it is possible to use a collimator of significantly smaller size. By using reflective components for the reflector and collimator, chromatic aberration is also avoided.
  • the ellipsoid reflector enables a spatial distance to be created between the light source and the collimator optics and thus the problem of
  • Rotationally symmetrical ellipsoid reflectors have two conjugate focal points. The light from one focus passes through the other focus after reflection. Due to the ellipsoidal design, it is possible to use a much larger part of the total emitted light, compared to spherical mirrors or conventional lens systems, which among other things leads to a better light output and an increased brightness value at the maximum of the light distribution. In addition, there is a space-saving geometry that is well suited for the small installation space in a headlight.
  • the motor vehicle headlight according to the invention can be designed for light functions such as, for example, a high beam, a partial high beam, a low beam, but also for additional light functions or the like.
  • the arrangement according to the invention permits efficient bundling of light beams to form a light beam bundle, the light beam bundle being able to be shaped in a simple manner in accordance with predetermined standards, and projecting into the beam direction of the motor vehicle headlamp.
  • the bundling can be adapted particularly well to specific emission characteristics from certain light sources, such as, for example, semiconductor laser diodes.
  • a specifically adapted and appropriately shaped reflector device with different dimensions or focal points of the ellipsoid can be used for each type of light source used.
  • the collimator does not lie directly on the light source, as is customary in the prior art.
  • the collimator is subjected to less thermal stress and it is thus possible, for example, to use polymethyl methacrylate (PMMA) as the material for the collimator instead of the tarflon (polycarbonate, PC) otherwise customary in the prior art.
  • PMMA is less expensive and absorbs less light because, unlike Tarflon (PC), it can be polished to a high gloss.
  • the arrangement according to the invention makes it possible to use a smaller collimator, as a result of which material can be saved.
  • the projection system fed from the reflector system contains a collimator, an optical element that effectively acts as a diaphragm and a projection optic, for example in the form of a projection lens, the focal planes of the collimator and the projection lens coinciding with the location of the diaphragm of the optical element.
  • This construction enables the light image generated by the collimator in the focal plane to be trimmed in a suitable manner with the aid of the optical element, ie to shade certain areas, in order to then image the trimmed light image with the projection optics.
  • the at least one edge runs straight and is oriented essentially horizontally when the headlight is installed in a vehicle. This makes it easy to cut the projected light distribution in accordance with the relevant standards.
  • Optical element has at least two edges, which each run straight and are arranged in the beam path of the light beam so that a light-dark boundary can be generated for a low-beam function of the motor vehicle headlight. This makes it easy to trim the projected light distribution in accordance with relevant standards (e.g. SAE, ECE) for a low beam function.
  • relevant standards e.g. SAE, ECE
  • the light source has at least one semiconductor light source, preferably at least one laser diode.
  • a particularly high efficiency of the motor vehicle headlight can be achieved by combining a laser light source with an ellipsoid reflector.
  • the motor vehicle headlight further has a light conversion medium, which is arranged in the beam path of the light beam and is set up for excitation by the light beam with a first
  • Wavelength range additionally to excite at least one further light beam with a second wavelength range deviating from the first.
  • corresponding light conversion means which converts the invisible into a visible light spectrum, a particularly high efficiency and light intensity of the motor vehicle headlight can be achieved.
  • a partial shell thereof curved reflector shell is formed.
  • the light emitted by the light source can be shaped particularly effectively into a desired light beam.
  • collimator is TIR optics.
  • the collimator is combined with a converging lens
  • the distance contour is formed, the distance contour defining a plane which is located in front of the collimator light entry surface in the collimator entry focal length.
  • the second focal point of the ellipsoid reflector is in the plane of the distance contour, which enables particularly simple attachment with the ellipsoid reflector.
  • the projection optics have at least one converging lens, as a result of which an inexpensive arrangement is created in a simple manner.
  • the optical element is a diaphragm and the diaphragm is set up to reflect or absorb a first part of the light beam on the optical element away from the projection optics and to allow a second part of the light beam to pass the at least one edge to the projection optics.
  • the light beam can be shaped in a simple manner in accordance with the requirements for the desired, projected light image.
  • the optical element is arranged in a substantially vertically oriented manner in a vehicle when the headlight is installed.
  • the optical element is designed in such a way that it contains a reflective component or is a reflector at all, and the component / the reflector is set up to transmit a first part of the light beam by means of a
  • the surface of the optical element is arranged in an installed position of the headlight in a vehicle at an angle of inclination with respect to the horizontal, which is essentially in a range from 10 ° to 50 °, preferably from 20 ° to 40 ° and is particularly preferably 30 °.
  • first image plane intersects with the second image plane in a straight line in which straight line the at least one edge also lies.
  • a headlight contains many other parts, not mentioned, which enable a sensible use in a motor vehicle, such as in particular a car or motorcycle, which are not further elaborated for the sake of clarity.
  • FIG. 1 is a perspective, schematic view of an optics of a motor vehicle
  • Fig. 2 is a perspective, schematic view of a first embodiment of the
  • Fig. 3 is a perspective, schematic view of a second embodiment of the
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the first embodiment according to FIG. 2,
  • FIG. 5 shows a schematic side view of the second embodiment according to FIG. 3;
  • FIG. 6 illustrates a simulated light image of a laser partial high beam that is used for a
  • Headlight optics of the headlight of Figure 1 (prior art) has been generated.
  • Fig. 7 illustrates a simulated light image of a laser partial high beam, which for a
  • Headlight optics of the headlight of Figure 2 has been generated.
  • Fig. 8 illustrates a simulated light image of a laser partial high beam, which for a
  • Headlight optics of the headlight of FIG. 3 has been generated.
  • FIGS. 2 to 8 Exemplary embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to FIGS. 2 to 8.
  • a headlight also contains many other parts, not shown, which enable a sensible use in a motor vehicle, such as in particular a car or motorcycle.
  • cooling devices for components, control electronics, further optical elements, mechanical adjustment devices or brackets are not shown, for example.
  • orientations of components mentioned below relate to an installation position of the headlight in a motor vehicle. Of course, other arrangements with different installation positions are also possible.
  • FIG. 2 and FIG. 4 show a first exemplary embodiment of a motor vehicle headlight 100, comprising a light source 110 which is set up to emit light.
  • the light source 110 is held in a light module 120 in a defined, optionally adjustable position.
  • the light distribution that can be generated is particularly suitable for a partial high beam function.
  • an ellipsoid reflector 130 is shown with a reflector light entry point 131, in which the emitted light is coupled, and a reflector light exit opening 132, the contour of which advantageously lies in a plane which, for example, is oriented essentially vertically in the embodiment shown, for example ,
  • the ellipsoid reflector 130 is set up to deflect the light coupled in from the light source 110 in the direction of the reflector light exit opening 132. At the same time, the light is through the second Focus of the reflector 130 is bundled, thereby achieving it in one
  • the reflector light entry point is advantageously chosen so that it essentially coincides with the first focal point (focal point) of the ellipsoid. if the
  • Light source cannot be regarded as point-like, e.g. if a flat phosphor of a laser light source is used, it is usually favorable to position a brightest point of the flat light source in the focal point.
  • the light bundled by the second focal point 133 of the ellipsoid reflector 130 exits through the reflector light exit opening 132.
  • the result is a well-defined light beam.
  • the light beam, which leaves the reflector 130 starting from the second focal point 133, has a large divergence, which is why additional optical elements such as. B. a collimator 140 can be used to further focus the light.
  • a collimator 140 is preferably provided which has a collimator light entry surface 141 and a collimator light exit surface 142, and has a collimator entry focal length 145 and a collimator exit focal length 146.
  • a collimator entry focal point is at a distance of the collimator entry focal length 145 from the center of the collimator light entry surface 141, and a collimator exit focal point is at a distance from the collimator exit focal length 146 from (the center point) of the collimator Light exit surface 142.
  • a first image plane 170 lies in the collimator exit focal length 146.
  • the collimator 140 can also be set up to focus the light beam incident from the ellipsoid reflector 130 and into it To steer direction of the first image plane 170. With the aid of the collimator, a light image is formed there, that is to say in the first image plane 170.
  • the second focal point of the reflector 130 lies in the collimator entry focal point (entry focal length 145).
  • Projection optics 160 are at a distance from the light image that the
  • Focal length (more precisely: input focal length) 161 corresponds to the projection optics 160.
  • the associated focal point of the input focal length 161 thus lies in a second image plane 180, which in this exemplary embodiment coincides with the first image plane 170.
  • the projection optics 160 are set up to transmit a light image generated by the light beam bundle and located in the second image plane 180 in the radiation direction of the
  • first and second image planes 170, 180 intersect or overlap.
  • Projection optics 160 an optical element 150 with two optically active edges 151, 152 arranged.
  • the optical element 150 is an aperture.
  • the aperture 150 is described in more detail below.
  • the optical element 150 is set up to limit the light beam bundle with the aid of the at least one optically active edge 151, 152, so that it partially serves to
  • Projection optics 160 arrives, i.e. partially reflecting or absorbing, and partially omitting, and the optical element 150 is arranged such that the first and second image planes 170, 180 lie on the optical element 150.
  • the two edges 151 and 152 (FIG. 2) run straight and the edge 151 is oriented essentially horizontally when the motor vehicle headlight is installed in a vehicle, as prescribed by the approval regulations and standards.
  • the edges 151, 152 run in a according to the relevant standards (e.g. SAE or ECE)
  • the motor vehicle headlight can have two edges, which each run straight and are arranged in the beam path of the light beam in such a way that a light-dark boundary can be generated for a low-beam function of the motor vehicle headlight.
  • the light source 110 has a semiconductor light source, which is preferably a laser diode.
  • the motor vehicle headlight 100 also has a light conversion means (not shown), which is arranged in the beam path of the light beam and is designed, when excited by the light beam with a first wavelength range, to additionally at least one further light beam with a second wavelength range that deviates from the first to stimulate.
  • This light conversion means can be used to convert a non-visible light area into a visible light area, or also for the pure color change of the light beam, for example by adding red and green spectral components by means of appropriate ones
  • the light conversion means can, for example, be arranged directly on the emitting surface of a laser light source or on a surface of an optical lens.
  • the ellipsoid reflector 130 is a reflector in the form of a three-axis curved ellipsoid.
  • the shape of the ellipsoid reflector 130 may differ from the ellipsoid at certain points, for example in order to take into account an adaptation of radiation patterns with special light sources, which can lead to an improvement in the light yield.
  • the collimator 140 is formed by TIR optics (TIR lens).
  • TIR lens TIR optics
  • the collimator 140 is, for example, a converging lens with a distance contour 143, the distance contour 143 defining a plane in which the collimator entry focal point (entry focal length 141) is located.
  • the spacing contour 143 is preferably aligned with respect to the reflector light exit opening 132, for example in such a way that its plane coincides with that of the reflector light exit opening 132. This serves z. B. to align the input focal point of the collimator with other parts of the headlamp 100 in a simple manner during assembly of the headlamp 100.
  • the spacing contour 143 can rest on a holder which, for example, carries the ellipsoid reflector 130, as a result of which the two optics 130 and 140 are adjusted relative to one another.
  • the distance contour 143 is preferably arranged annularly and concentrically to the optical axis of the collimator.
  • Other shapes of the spacer contour 143 adapted to specific mounts are also possible, such as a three-point support, through which an imaginary spacer contour extends, which defines a plane through which the reflector light exit opening 132 also runs in the assembled state.
  • the projection optics 160 is realized by a converging lens, but can also comprise light-guiding elements, for example.
  • the optical element 150 is a diaphragm, and is set up to remove a first part of the light beam on the optical element 150 from the
  • Reflecting or absorbing projection optics 160 and allowing a second part of the light beam to pass the edges 151, 152 to the projection optics 160.
  • the aperture 150 can be designed to be reflective or absorbent.
  • an absorbent coating can be applied to the surface of the screen.
  • further surfaces within the headlight housing of the motor vehicle headlight 100 can also be designed to be absorbent.
  • the diaphragm 150 can also be reflective, for example through a mirrored surface of the diaphragm 150. The reflected ones
  • light rays can be targeted to an absorbing point in the headlight 100 directed to unwanted by single or multiple reflections in the
  • the optical element 150 in the form of the diaphragm is arranged in a substantially vertically oriented manner in the installation position of the headlight in a vehicle.
  • essentially vertically oriented means an angular position (of the respective plane or aperture 150) which can deviate from the vertical by up to ⁇ 10 °, preferably up to ⁇ 5 °.
  • the exact angular position is particularly the case with the
  • the optical element 150 can also comprise a plurality of diaphragms, which are in the form of a
  • Aperture shaft are arranged rotatably, with only one aperture of the aperture shaft being optically active or effective in the beam path of the light beam.
  • the diaphragm shaft can implement a plurality of light functions, for example a low beam or a high beam light function of the headlight 100.
  • a rotatable diaphragm shaft preferably has an axis of rotation which lies in the first or second image plane 170, 180.
  • the 4 shows a light beam 111, which is emitted by the light source 110.
  • the light source 110 emits further unbundled light beams, for example diffuse light, in an emission pattern specific to the light source.
  • the light beam 111 is coupled into the ellipsoid reflector 130 at the reflector light entry point 131 (in the first focal point) and is reflected on the reflecting surface, passing through the second focal point of the ellipsoid reflector 130 and coupling out again at the reflector light exit opening 132 becomes.
  • the reflector light entry point 131 corresponds to the first focal point into which the point
  • Light source 110 (or a location of the light source with the highest intensity as already mentioned) is positioned.
  • the ellipsoid reflector 130 first bundles the individual light beams of the emitted light into a light beam bundle.
  • the collimator 140 bundles the light beam further and focuses it in the first, virtual image plane 170, in which the diaphragm 150 is also located.
  • the light beam is projected by the projection optics 160 from its focal plane, which forms the second, imaginary image plane 180, in the direction of radiation of the headlight 100.
  • the diaphragm 150 and the two edges 151, 152 are arranged in the focal plane of the projection optics 160, the contour, which is formed by the two edges 151, 152, is sharply imaged.
  • FIGS. 3 and 5 show a second exemplary embodiment of a motor vehicle headlight 200 according to the invention, the difference from the first exemplary embodiment primarily being that the optical element 250 contains a component designed as a reflector.
  • the explanations of the exemplary embodiment of FIGS. 2 and 4 apply mutatis mutandis in the same manner, unless the following indicates otherwise, with corresponding numbers with a leading number 2 (instead of 1 in the reference numerals of the first exemplary embodiment) can be used.
  • the reflector 250 has two edges 251 and 252 (FIG. 3) and is set up to reflect the first part of the light beam by means of a reflection on a surface of the
  • the reflector 250 can influence the light beam in such a way that it is (only) partially guided to the projection optics 260.
  • the reflector 250 can be embodied, for example, by a mirrored surface of the reflector 250.
  • Those locations in the headlight 200 to which the light rays of the light beam bundle passed by the reflector 250 can advantageously be designed to be absorbent, for example in the form of a separate absorber component 255, in order to target undesired ones by single or multiple reflections in the headlight 200 in the direction of the projection optics 260 to suppress.
  • An additional aperture (not shown) can be arranged on the inner surface of the projection optics 260 on the headlight 200, in order, for example, to suppress unwanted reflections in the direction of the projection axis.
  • a further mirror component could be arranged in place of the absorber component 255 in order to deflect the light beams to a location within the headlight at which absorption takes place.
  • the surface of the optical element 250 is in one in the form of the reflector
  • Inclination angle 253 is oriented in relation to the horizontal, which in
  • the first image plane 270 intersects with the second image plane 280 in a straight line in which the edge 251 also lies.
  • Embodiment corresponds to that of the first embodiment, but these components are slightly inclined compared to the first embodiment with respect to the projection optics 260 in order to allow the reflection of the light beam by the projection optics 260 in a favorable position for a motor vehicle headlight 200.
  • the reflector 250 lies only in one straight line in the focal plane of the projection optics 260, namely in the intersection line of the first and second image planes 270, 280, it can be advantageous if the edge 251 is located in the straight line, thereby reducing the contour caused by edge 251 is formed, is sharply imaged.
  • the other locations of the reflector 250 like the edge 252, cannot then be imaged sharply, which is why this second embodiment of the invention cannot be used for all of the light functions mentioned.
  • An arrangement according to the invention according to the second embodiment serves to increase the light yield for other light functions.
  • the reflector 250 can be arranged such that it can rotate, for example by one
  • the angle of inclination 253 can be controlled or regulated electronically, for example, manually or by a vehicle system.
  • the angle of inclination 253 is preferably rotatable about the straight line which lies in the intersection line of the first and second image planes 270, 280.
  • Lig. 6 to 8 each show an exemplary light image according to a simulation of a light distribution for a partial high beam.
  • the applicant carried out the computer-aided simulation for each of the headlight optics shown in Lig. 6-8 in order to obtain a simulated light image of the respective headlight as a result.
  • Each light image describes the solid angle-related light distribution generated by the respective headlight from the driver's point of view, the right and vertical axes being labeled in degrees according to the deflection from the center of the image.
  • the scale on the right edge of each photograph illustrates the grayscale used in the intensity distribution, given in cd [Candela]
  • isolines of the brightness are drawn in each case, with some isolines additionally giving the assigned brightness value in cd.
  • Lig. 6 shows a light image which was generated for a headlight assembly according to Lig. 1 which corresponds to the prior art, i.e. with an immediately after the
  • Lig. 7 shows a light image that was generated for the headlight according to the invention of Lig. 2 and 4, with an ellipsoid reflector according to the invention and a collimator with a vertical diaphragm.
  • FIG. 8 shows a light image for the headlight according to the invention from FIGS. 3 and 5, with an ellipsoid reflector according to the invention and with one acting as a reflector
  • Aperture component was generated.
  • FIGS. 7 and 8 A comparison between the light distribution of FIGS. 7 and 8 with that of FIG. 6 shows that the system according to the invention with an ellipsoid reflector produces a light distribution (FIGS. 7 and 8) which has a brightness maximum of approximately twice has such a high value as that according to the prior art (FIG. 6) and which is also much better concentrated around the maximum.

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Abstract

Ein Kraftfahrzeugscheinwerfer (100) enthält einen Ellipsoid-Reflektor (130), der von einer Lichtquelle (110) eingekoppelte Licht durch eine Reflektor-Lichtaustrittsöffnung (132) austreten lässt, einen Kollimator (140) und eine Projektionsoptik (160). Der Kollimator (140) ist dazu eingerichtet ist, das von dem Ellipsoid-Reflektor (130) einfallende Lichtstrahlbündel zu bündeln und in die Richtung einer ersten Bildebene (170) zu lenken. Die Projektionsoptik (160) projiziert ein durch das Lichtstrahlbündel erzeugtes Lichtbild in die Abstrahlrichtung des Kraftfahrzeugscheinwerfers (100) gemäß einer zweiten Bildebene (180) der Projektionsoptik (160). Hierbei schneiden oder überlappen die erste Bildebene (170) und die zweite Bildebene (180) einander. Im Strahlengang des Lichtstrahlbündels ist zwischen dem Kollimator (140) und der Projektionsoptik (160) ein Optikelement (150) mit zumindest einer optisch wirksamen Kante (151) derart angeordnet ist, dass die erste und / oder die zweite Bildebene (170, 180) durch das Optikelement (150) verläuft, um einen Teil des Lichtstrahlbündels auszublenden und einen anderen Teil zur Projektionsoptik (160) zu führen.

Description

KRAFTFAHRZEUGSCHEINWERFER MIT EINEM ELLIPSOID-REFLEKTOR UND KOLLIMATOR
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
Bei der Entwicklung der gegenwärtigen Scheinwerfersysteme steht immer mehr der Wunsch im Vordergrund, ein Lichtbild auf die Fahrbahn projizieren zu können, wobei die Effizienz in der Lichterzeugung wesentlich für die Qualität und die Wirtschaftlichkeit eines
Kraftfahrzeugscheinwerfers ist. Dazu werden verschiedene Scheinwerfer, beispielsweise Haupt- und Zusatzscheinwerfer, eingesetzt, die unterschiedliche Lichtbilder auf der Fahrbahn erzeugen. Der Begriff„Fahrbahn" wird hier zur vereinfachten Darstellung verwendet, denn selbstverständlich hängt es von den örtlichen Gegebenheiten ab, ob sich ein Lichtbild tatsächlich auf der Fahrbahn befindet oder auch darüber hinaus erstreckt.
Prinzipiell entspricht das Lichtbild im verwendeten Sinn einer Projektion auf eine vertikale Fläche entsprechend der einschlägigen Normen, die sich auf die KFZ-Beleuchtungstechnik beziehen.
Ein Beispiel eines Kraftfahrzeugscheinwerfers der hier betrachteten Art ist in AT 511760 Bl der Anmelderin offenbart; dessen optische Komponenten sind in schematischer Form in Fig. 1 gezeigt. Der Scheinwerfer 10 herkömmlicher Art erzeugt beispielsweise eine Lichtver teilung für eine Teilfernlichtfunktion. Hierzu umfasst der Scheinwerfer eine Lichtquelle 11, die in einem (in Fig. 1 durch einen Kreis symbolisierten) Lichtmodul 12 gehalten und positioniert ist, eine Kollimatoroptik 40, eine Blende 50 und eine Projektionsoptik, die hier z.B. als einzelne Linse 60 ausgeführt ist. Das von der Lichtquelle 11 ausgehende Licht wird in die Kollimatoroptik 40 an einer Kollimator-Lichteintrittsfläche 41 eingekoppelt. Die
Kollimatoroptik, z.B. als Kollimator in Form eines Lichtleitfingers ausgebildet, dient dazu das Licht zu bündeln und durch eine Kollimator-Lichtaustrittsfläche 42 austreten zu lassen. Der Kollimator 40 ist so positioniert, dass die Lichtquelle 12 im Kollimator-Eintritts- Brennpunkt liegt; die Blende 50 ist in Bezug auf den Kollimator 40 so angeordnet, dass sie in der Kollimator-Austritts-Brennweite liegt. Dadurch wird ein Lichtbild in der Ebene der Blende 50 geformt, und die Blende ist dazu eingerichtet, einen Teil des Lichtbilds auszublenden. Im Strahlengang der Blende 50 nachgeordnet ist eine Projektionsoptik 60 vorgesehen, die sich in einem Abstand zu dem Lichtbild am Ort der Blende 50 befindet, wobei dieser Abstand der Brennweite (genauer: Eingangs-Brennweite) der Projektionsoptik 60 entspricht. Die Projektionsoptik 60 ist dazu eingerichtet, das Lichtbild in die Abstrahl richtung des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 zu projizieren und so eine Lichtverteilung der gewünschten Art auf einer Projektionsfläche (z.B. Straße) zu erzeugen.
In Kraftfahrzeugscheinwerfern dieser Art soll das von Lichtquellen erzeugte Licht möglichst effizient geformt, gebündelt und als Lichtbild auf die Fahrbahn projiziert werden. Häufig sind dabei Linsen entweder zu kostspielig oder durch ihre Transmissionseigenschaften limitierend. Es kann außerdem in bestimmten Anordnungen eine unerwünschte
chromatische Aberration auftreten. Ein weiteres bedeutendes Problem ist die Zugänglichkeit der Lichtquelle für optische Komponenten, die durch den Aufbau der Lichtquelle und ihrer Versorgungskomponenten (elektrische Zuleitungen, Kühlung) häufig schwierig ist. Damit in Zusammenhang steht die Wärmeentwicklung in der Lichtquelle, insbesondere wenn diese eine Laser-Lichtquelle ist, wodurch andere Komponenten des Scheinwerfers, insbesondere eine lichtformende Komponente wie eine Kollimatoroptik, die infolge der benötigten Geometrie der Optik nahe der Lichtquelle positioniert sein muss, durch Erhitzung Schaden nehmen können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu überwinden.
Die Aufgabe wird durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer gelöst, welcher umfasst:
eine Lichtquelle, welche dazu eingerichtet ist, Licht zu emittieren, und
einen Ellipsoid-Reflektor mit einem ersten und einem zweiten Fokalpunkt, wobei der Ellipsoid-Reflektor dazu eingerichtet ist, das von der Lichtquelle über den ersten Fokalpunkt eingekoppelte Licht zu dem zweiten Fokalpunkt zu bündeln und durch eine Reflektor- Lichtaustrittsöffnung austreten zu lassen, und
einen Kollimator, welcher eine Kollimator-Lichteintrittsfläche und eine Kollimator- Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei die Reflektor-Lichtaustrittsöffnung vor der Kollimator- Lichteintrittsfläche in einer Eintritts-Brennweite des Kollimators angeordnet ist, wobei dem Kollimator eine erste Bildebene in einer Austritts-Brennweite des Kollimators zugeordnet ist, und wobei der Kollimator dazu eingerichtet ist, das aus dem Ellipsoid-Reflektor austretende Licht in die Richtung der ersten Bildebene zu einem Lichtstrahlbündel zu bündeln und dort, das heißt in der ersten Bildebene, ein Lichtbild zu formen, und eine Projektionsoptik, welcher eine zweite Bildebene in einer Eingangs-Brennweite zugeordnet ist, wobei die erste Bildebene und die zweite Bildebene einander schneiden oder überlappen, wobei die Projektionsoptik dazu eingerichtet ist, ein (durch das
Lichtstrahlbündel erzeugtes und vorzugsweise im Bereich der zweiten Bildebene gelegenes) Lichtbild in die Abstrahlrichtung des Kraftfahrzeugscheinwerfers zu projizieren,
wobei im Strahlengang zwischen dem Kollimator und der Projektionsoptik ein Optikelement mit zumindest einer optisch wirksamen Kante positioniert ist, welches Optikelement dazu eingerichtet ist, das Lichtstrahlbündel mithilfe der zumindest einen optisch wirksamen Kante zu begrenzen, sodass es teilweise zur Projektionsoptik gelangt, und das Optikelement so angeordnet ist, dass die erste und/ oder die zweite Bildebene, auf dem Optikelement liegt bzw. durch das Optikelement verläuft.
Mit anderen Worten ist das Optikelement dazu eingerichtet, das Lichtstrahlbündel teilweise zu reflektieren oder zu absorbieren, und teilweise vorbeizulassen.
Mit einem Ellipsoid-Reflektor kann eine hocheffiziente Lichtsammlung in einem Kraftfahr zeugscheinwerfer konzipiert werden, da der Reflektor die Lichtquelle umgibt und so für den Brennpunkt bzw. die Lichtsammlung ein sehr großer Raumwinkel zur Verfügung steht. Dies lässt sich insbesondere mit der Lambert'schen Abstrahlcharakteristik einer Laserlichtquelle vorteilhaft kombinieren. Zudem schafft der Ellipsoid-Reflektor eine virtuelle Lichtquelle, nämlich im zweiten Pokalpunkt, welche virtuelle Lichtquelle für das an den Reflektor anschießende optische System, insbesondere die Projektionsoptik, besser geometrisch zugänglich ist als die eigentliche Lichtquelle. In der Polge ist es möglich, einen Kollimator deutlich geringerer Größe zu verwenden. Durch den Einsatz reflektierender Komponenten für den Reflektor und Kollimator wird zudem chromatische Aberration vermieden. Des Weiteren ermöglicht der Ellipsoid-Reflektor, dass ein räumlicher Abstand zwischen der Lichtquelle und der Kollimatoroptik geschaffen wird und so die Problematik der
Wärmeentwicklung bei der (Laser-)Lichtquelle entschärft wird, da eine bessere Ableitung der Wärme ohne Beeinträchtigung der optischen Komponenten sichergestellt wird. Mit diesem zusätzlichen Reflektor steigert man nebenbei auch noch den Kontrast des Systems.
Rotationssymmetrische Ellipsoid-Reflektoren besitzen zwei konjugierte Brennpunkte. Das Licht aus einem Brennpunkt geht nach der Reflexion durch den anderen Brennpunkt. Durch die ellipsoidische Gestaltung ist es möglich, einen wesentlich größeren Teil des gesamten emittierten Lichts, verglichen mit sphärischen Spiegeln oder herkömmlichen Linsensystemen zu sammeln, was unter anderem zu einer besseren Lichtausbeute und einem gesteigerten Helligkeitswert am Maximum der Lichtverteilung führt. Zudem ergibt sich eine platz sparende Geometrie, die gut für den kleinen Bauraum in einem Scheinwerfer geeignet ist.
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerfer kann für Lichtfunktionen wie beispiels- weise ein Fernlicht, ein Teilfernlicht, ein Abblendlicht, aber auch für Zusatz-Lichtfunktionen oder ähnliches konzipiert sein.
Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine effiziente Bündelung von Lichtstrahlen zu einem Lichtstrahlbündel, wobei das Lichtstrahlbündel gemäß vorgegebener Normen auf einfache Weise geformt werden kann, und in die Abstrahlrichtung des Kraftfahrzeug scheinwerfers projiziert wird. Die Bündelung kann besonders gut auf spezifische Abstrahl charakteristiken von bestimmten Lichtquellen, wie beispielsweise Halbleiterlaserdioden, angepasst werden. Somit kann beispielsweise für jede Bauart der verwendeten Lichtquelle eine jeweils spezifisch angepasste und entsprechend geformte Reflektorvorrichtung mit unterschiedliche Abmessungen oder Fokalpunkten des Ellipsoids eingesetzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung liegt der Kollimator nicht direkt an der Lichtquelle auf, wie im Stand der Technik üblich. Dadurch wird der Kollimator thermisch weniger stark belastet und somit ist es beispielsweise möglich, Polymethylmethacrylat (PMMA) als Material für den Kollimator anstelle des im Stand der Technik sonst üblichen Tarflon (Polycarbonat, PC) zu verwenden. PMMA ist kostengünstiger und absorbiert weniger Licht, da es im Gegensatz zu Tarflon (PC) hochglanz-polierbar ist. Ferner ist es durch die erfindungsgemäße Anordnung möglich, einen kleineren Kollimator zu verwenden, wodurch Material eingespart werden kann.
Das aus dem Reflektorsystem gespeiste Projektionssystem beinhaltet einen Kollimator, ein effektiv als Blende wirkendes Optikelement und eine Projektionsoptik, beispielsweise in Form einer Projektionslinse, wobei die Brennebenen des Kollimator und der Projektionslinse mit dem Ort der Blende des Optikelements zusammenfallen. Dieser Aufbau ermöglicht, das vom Kollimator in der Brennebene erzeugte Lichtbild mit Hilfe des Optikelements in geeigneter Weise zu beschneiden, d.h. bestimmte Bereiche abzuschatten, um sodann das so beschnittene Lichtbild mit der Projektionsoptik abzubilden. Im Folgenden werden einige optionale vorteilhafte Weiterbildungen der oben dargestellten Erfindung vorgestellt:
Es ist günstig, wenn die zumindest eine Kante gerade verläuft und in einer Einbaulage des Scheinwerfers in einem Fahrzeug im Wesentlichen horizontal orientiert ist. Dadurch kann auf einfache Weise eine Beschneidung der projizierten Lichtverteilung gemäß einschlägiger Normen erreicht werden.
Es ist besonders günstig, wenn der Kraftfahrzeugscheinwerfer, insbesondere das
Optikelement, zumindest zwei Kanten aufweist, welche jeweils gerade verlaufen und im Strahlengang des Lichtstrahlbündels so angeordnet sind, dass eine Hell-Dunkel-Grenze für eine Abblendlichtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers erzeugbar ist. Dadurch kann auf einfache Weise eine Beschneidung der projizierten Lichtverteilung gemäß einschlägiger Normen (z.B. SAE, ECE) für eine Abblendlichtfunktion erreicht werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Lichtquelle zumindest eine Halbleiter-Lichtquelle, vorzugsweise zumindest eine Laser-Diode, aufweist. Durch eine Kombination einer Laser-Lichtquelle mit einem Ellipsoid-Reflektor kann eine besonders hohe Effizient des Kraftfahrzeugscheinwerfer erreicht werden.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Kraftfahrzeugscheinwerfer ferner ein Lichtkonversions mittel aufweist, welches im Strahlengang des Lichtstrahlbündels angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, bei Anregung durch das Lichtstrahlbündel mit einem ersten
Wellenlängenbereich zusätzlich zumindest ein weiteres Lichtstrahlbündel mit einem, vom ersten abweichenden, zweiten Wellenlängenbereich anzuregen. Durch eine Kombination beispielsweise einer im nicht-sichtbaren UV-Bereich des Lichtspektrums emittierenden Laser-Lichtquelle mit einem Ellipsoid-Reflektor kann in Kombination mit einem
entsprechenden Lichtkonversionsmittel, welches eine Konversion des nicht-sichtbaren in ein sichtbares Lichtspektrum durchführt, eine besonders hohe Effizient und Leuchtintensität des Kraftfahrzeugscheinwerfers erreicht werden.
Es ist günstig, wenn der Ellipsoid-Reflektor als eine gemäß einem Rotationsellipsoid
(genaugenommen einer Teilschale davon) gekrümmte Reflektorschale ausgebildet ist. Dadurch kann das von der Lichtquelle emittierte Licht besonders effektiv in ein Lichtstrahlbündel gewünschter Art geformt werden.
Eine besonders kostengünstige Ausführungsform ergibt sich, wenn der Kollimator eine TIR-Optik ist.
Außerdem ist es günstig, wenn der Kollimator durch eine Sammellinse mit einer
Abstandskontur gebildet ist, wobei die Abstandskontur eine Ebene definiert, welche sich vor der Kollimator-Lichteintrittsfläche in der Kollimator-Eintritts-Brennweite befindet. Dadurch kann auf einfache Weise eine genaue Ausrichtung zwischen dem Kollimator und beispiels- weise einer Halterung, an welcher der Ellipsoid-Reflektor befestigt ist, erreicht werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung befindet sich der zweiten Fokalpunkt des Ellipsoid-Reflektors in der Ebene der Abstandskontur, wodurch eine besonders einfache Befestigung mit dem Ellipsoid-Reflektor möglich ist.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Projektionsoptik zumindest eine Sammellinse aufweist, wodurch auf einfache Weise eine kostengünstige Anordnung geschaffen wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Optikelement eine Blende und die Blende ist dazu eingerichtet, einen ersten Teil des Lichtstrahlbündels am Optikelement von der Projektionsoptik weg zu reflektieren oder zu absorbieren, und einen zweiten Teil des Lichtstrahlbündels an der zumindest einen Kante zur Projektionsoptik vorbeizulassen. Dadurch kann das Lichtstrahlbündel auf einfache Weise gemäß den Anforderungen an das gewünschte, projizierte Lichtbild geformt werden.
Dabei kann es zusätzlich vorteilhaft sein, wenn das Optikelement in einer Einbaulage des Scheinwerfers in einem Fahrzeug im Wesentlichen vertikal orientiert angeordnet ist.
In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist das Optikelement so gestaltet, dass es ein reflektierendes Bauteil beinhaltet oder überhaupt ein Reflektor ist, und das Bauteil / der Reflektor ist dazu eingerichtet, einen ersten Teil des Lichtstrahlbündels mittels einer
Reflektion an einer Oberfläche des Optikelements zur Projektionsoptik umzulenken, und einen zweiten Teil des Lichtstrahlbündels an der zumindest einen Kante und an der Projektionsoptik vorbeizulassen. Dadurch kann auf einfache Weise das Lichtstrahlbündel gemäß den Anforderungen an das gewünschte, projizierte Lichtbild geformt werden.
Dabei kann es zusätzlich vorteilhaft sein, wenn die Oberfläche des Optikelements in einer Einbaulage des Scheinwerfers in einem Fahrzeug in einem Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen orientiert angeordnet ist, welcher im Wesentlichen in einem Bereich von 10° bis 50°, bevorzugt von 20° bis 40° und besonders bevorzugt bei 30° liegt.
Dabei kann es auch vorteilhaft sein, wenn sich die erste Bildebene mit der zweiten Bildebene in einer Geraden schneidet, in welcher Geraden auch die zumindest eine Kante liegt.
Die genannten Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind untereinander kombinierbar.
Es ist dem Fachmann klar, dass ein Scheinwerfer noch viele andere, nicht erwähnte Teile enthält, die einen sinnvollen Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem PKW oder Motorrad, ermöglichen, welche der Übersichtlichkeit halber nicht weiter ausgeführt sind.
Die Erfindung und weitere Vorteile werden im Folgenden anhand von nicht
einschränkenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in den beiliegenden
Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Optik eines Kraftfahrzeug-
Scheinwerfers mit Kollimator und Blende, die dem Stand der Technik entspricht;
Fig. 2 eine perspektivische, schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 3 eine perspektivische, schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3; Fig. 6 illustriert ein simuliertes Lichtbild eines Laser-Teilfernlichts, das für eine
Scheinwerfer-Optik des Scheinwerfers der Fig. 1 (Stand der Technik) erzeugt worden ist;
Fig. 7 illustriert ein simuliertes Lichtbild eines Laser-Teilfernlichts, das für eine
Scheinwerfer-Optik des Scheinwerfers der Fig. 2 erzeugt worden ist;
Fig. 8 illustriert ein simuliertes Lichtbild eines Laser-Teilfernlichts, das für eine
Scheinwerfer-Optik des Scheinwerfers der Fig. 3 erzeugt worden ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 8 werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Insbesondere sind für die Erfindung in einem Scheinwerfer wichtige Teile dar gestellt, wobei klar ist, dass ein Scheinwerfer noch viele andere, nicht gezeigte Teile enthält, die einen sinnvollen Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem PKW oder Motorrad, ermöglichen. Der Übersichtlichkeit halber sind daher beispielsweise Kühlvorrichtungen für Bauteile, Ansteuerungselektronik, weitere optische Elemente, mechanische Verstelleinrichtungen beziehungsweise Halterungen nicht gezeigt.
Die im Weiteren genannten Orientierungen von Bauteilen beziehen sich auf eine Einbaulage des Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug. Natürlich sind andere Anordnungen mit anderen Einbaulagen auch möglich.
Fig. 2 und Fig. 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugscheinwer fers 100, umfassend eine Lichtquelle 110, welche dazu eingerichtet ist, Licht zu emittieren. Die Lichtquelle 110 ist in einem Lichtmodul 120 in einer definierten, gegebenenfalls einstellbaren Position gehalten.
Die erzeugbare Lichtverteilung ist insbesondere für eine Teilfernlichtfunktion geeignet.
Ferner ist ein Ellipsoid-Reflektor 130 mit einem Reflektor-Lichteintrittspunkt 131 gezeigt, in welchem das emittierte Licht eingekoppelt ist, sowie eine Reflektor-Lichtaustrittsöffnung 132, deren Kontur im vorteilhafterweise in einer Ebene liegt, die im gezeigten Ausführungs beispiel beispielsweise im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Der Ellipsoid-Reflektor 130 ist dazu eingerichtet, das von der Lichtquelle 110 eingekoppelte Licht in Richtung der Reflektor-Lichtaustrittsöffnung 132 umzulenken. Zugleich wird das Licht durch den zweiten Brennpunkt des Reflektors 130 gebündelt, wodurch erreicht wird, es in ein
Lichtstrahlbündel zu formen. Durch die Bündelung des Lichts in einen Brennpunkt oder einen kleinen Bereich um den Brennpunkt ist es möglich, einen Kollimator (wie nachstehend beschrieben) zu verwenden, der auf Punktlichtquellen ausgelegt ist, ohne dass die eigentliche Lichtquelle 110 im Eingangsbrennpunkt des Kollimators angeordnet sein muss; stattdessen befindet sich im Eingangsbrennpunkt eine virtuelle Lichtquelle, die in dem zweiten Brennpunkt 133 des Reflektors 130 liegt. Anstelle des gesamten Lichtstrahlbündels ist in den Figuren nur die Bahn eines einzelnen Lichtstrahls des emittierten Lichts 111 gezeigt. Dieser Lichtstrahl repräsentiert den Strahlengang in dem gezeigten Scheinwerfer.
Der Reflektor-Lichteintrittspunkt wird günstiger Weise so gewählt, dass er mit dem ersten Brennpunkt (Fokalpunkt) des Ellipsoids im Wesentlichen zusammenfällt. Falls die
Lichtquelle nicht als punktartig angesehen werden kann, z.B. wenn ein flächiger Phosphor einer Laserlichtquelle verwendet wird, ist es in der Regel günstig, einen hellsten Punkt der flächigen Lichtquelle in den Brennpunkt zu positionieren.
Durch die Reflektor-Lichtaustrittsöffnung 132 tritt das durch den zweiten Fokalpunkt 133 des Ellipsoid-Reflektors 130 gebündelte Licht aus. Es ergibt sich so ein gut definiertes Lichtstrahlbündel. Das Lichtstrahlbündel, das ausgehend von dem zweiten Fokalpunkt 133 den Reflektor 130 verlässt, hat eine große Divergenz, weshalb günstiger Weise zusätzliche Optikelemente wie z. B. ein Kollimator 140 verwendet werden, um das Licht weiter zu bündeln.
Vorzugsweise ist ein Kollimator 140 vorgesehen, welcher eine Kollimator-Lichteintritts fläche 141 und eine Kollimator-Lichtaustrittsfläche 142 aufweist, sowie eine Kollimator- Eintritts-Brennweite 145 und eine Kollimator- Austritts-Brennweite 146 hat. Ein Kollimator- Eintritts-Brennpunkt liegt im Abstand der Kollimator-Eintritts-Brennweite 145 von dem Mittelpunkt der Kollimator-Lichteintrittsfläche 141, und ein Kollimator-Austritts- Brennpunkt liegt im Abstand der Kollimator- Austritts-Brennweite 146 zu (dem Mittelpunkt) der Kollimator-Lichtaustrittsfläche 142.
In der Kollimator- Austritts-Brennweite 146 liegt eine erste Bildebene 170. Der Kollimator 140 kann, wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt, ferner dazu eingerichtet sein, das von dem Ellipsoid-Reflektor 130 einfallende Lichtstrahlbündel zu fokussieren und in die Richtung der ersten Bildebene 170 zu lenken. Mithilfe des Kollimators wird dort, das heißt in der ersten Bildebene 170, ein Lichtbild geformt. Hierzu ist es günstig, wenn der zweite Fokal- punkt des Reflektors 130 im Kollimator-Eintritts-Brennpunkt (Eintritts-Brennweite 145) liegt.
Eine Projektionsoptik 160 befindet sich in einem Abstand zu dem Lichtbild, der der
Brennweite (genauer: Eingangs-Brennweite) 161 der Projektionsoptik 160 entspricht. Der zugehörende Brennpunkt der Eingangs-Brennweite 161 liegt somit in einer zweiten Bild- ebene 180, die in diesem Ausführungsbeispiel mit der ersten Bildebene 170 zusammenfällt. Die Projektionsoptik 160 ist dazu eingerichtet, ein durch das Lichtstrahlbündel erzeugtes, und in der zweiten Bildebene 180 gelegenes Lichtbild in die Abstrahlrichtung des
Kraftfahrzeugscheinwerfers 100 zu projizieren.
Im Allgemeinen schneiden oder überlappen die erste und die zweite Bildebene 170,180 einander.
Im Strahlengang des Lichtstrahlbündels ist zwischen dem Kollimator 140 und der
Projektionsoptik 160 ein Optikelement 150 mit zwei optisch wirksamen Kanten 151, 152 angeordnet. Im ersten Ausführungsbeispiel ist das Optikelement 150 eine Blende. Weiter unten ist die Blende 150 genauer beschrieben.
Das Optikelement 150 ist dazu eingerichtet, das Lichtstrahlbündel mithilfe der zumindest einen optisch wirksamen Kante 151, 152 zu begrenzen, sodass es teilweise zur
Projektionsoptik 160 gelangt, d.h. teilweise zu reflektieren oder zu absorbieren, und teilweise vorbeizulassen, und das Optikelement 150 ist so angeordnet, dass die erste und die zweite Bildebene 170, 180 auf dem Optikelement 150 liegt.
Die beiden Kanten 151 und 152 (Fig. 2) verlaufen gerade und die Kante 151 ist in einer Einbaulage des Kraftfahrzeugscheinwerfers in einem Fahrzeug im Wesentlichen horizontal orientiert, wie es die Zulassungsbestimmungen und Normen vorschreiben. Die Kanten 151, 152 verlaufen in einem gemäß den einschlägigen Normen (z.B. SAE oder ECE)
vorgeschriebenen Winkel zueinander. Je nach Norm können beispielsweise auch drei Kanten oder noch mehr Kanten notwendig sein, um eine gewünschte Kontur in einem projizierten Lichtbild zu erzeugen. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die Kanten freigeformt sind, das heißt nicht gerade verlaufen. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer kann zwei Kanten aufweisen, welche jeweils gerade verlaufen und im Strahlengang des Lichtstrahlbündels so angeordnet sind, dass eine Hell- Dunkel-Grenze für eine Abblendlichtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers erzeugbar ist.
Die Lichtquelle 110 weist eine Halbleiter-Lichtquelle auf, welche vorzugsweise eine Laser- Diode ist.
Optional weist der Kraftfahrzeugscheinwerfer 100 ferner ein Lichtkonversionsmittel (nicht gezeigt) auf, welches im Strahlengang des Lichtstrahlbündels angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, bei Anregung durch das Lichtstrahlbündel mit einem ersten Wellenlängen bereich zusätzlich zumindest ein weiteres Lichtstrahlbündel mit einem, vom ersten abweichenden, zweiten Wellenlängenbereich anzuregen. Dieses Lichtkonversionsmittel kann zur Konversion eines nicht-sichtbaren Lichtbereichs in einen sichtbaren Lichtbereich verwendet werden, oder auch zur reinen Farbänderung des Lichtstrahls beispielsweise durch Hinzufügen von roten und grünen Spektralanteilen mittels entsprechender
zusätzlicher Lichtstrahlbündel zu einem blauen, ursprünglich anregenden Lichtstrahlbündel eines Laser-Lichtstrahls, um additiv einen weißen Lichtstrahlbündel zu erzeugen. Dieser Aspekt ist in den Figuren nicht dargestellt.
Das Lichtkonversionsmittel kann beispielsweise direkt auf der emittierenden Fläche einer Laser-Lichtquelle, oder auf einer Fläche einer optischen Linse angeordnet sein.
Der Ellipsoid-Reflektor 130 ist ein Reflektor in Form eines dreiachsig gekrümmten Ellipsoids. Die Form des Ellipsoid-Reflektors 130 kann punktuell jedoch von dem Ellipsoid abweichen, um beispielsweise eine Anpassung von Abstrahlmusterm spezieller Lichtquellen zu berücksichtigen, was zu einer Verbesserung der Lichtausbeute führen kann.
In der gezeigten Ausführungsform ist der Kollimator 140 durch eine TIR-Optik (TIR-Linse) gebildet. Dadurch kann die Lichtausbeute, ausgehend vom Ellipsoid-Reflektor 130 weiter erhöht werden. Selbstverständlich sind in Ausführungsvarianten andere Ausgestaltungen des Kollimators möglich und können je nach Anwendungsfall sinnvoll sein. Der Kollimator 140 ist beispielsweise eine Sammellinse mit einer Abstandskontur 143 gebildet, wobei die Abstandskontur 143 eine Ebene definiert, in der sich der Kollimator- Eintrittsbrennpunkt (Eintritts-Brennweite 141) befindet.
Die Abstandskontur 143 wird vorzugsweise in Bezug auf die Reflektor-Lichtaustrittsöffnung 132 ausgerichtet, beispielsweise derart, dass ihre Ebene mit der der Reflektor-Lichtaustritts öffnung 132 zusammenfällt. Dies dient z. B. dazu, während der Montage der Scheinwerfers 100 auf eine einfache Weise den Eingangs-Brennpunkt des Kollimators mit anderen Teilen des Scheinwerfers 100 auszurichten. So kann die Abstandskontur 143 auf einem Halter, welcher beispielsweise den Ellipsoid-Reflektor 130 trägt, aufliegen, wodurch die Justierung der beiden Optiken 130 und 140 zueinander erfolgt.
Die Abstandskontur 143 ist vorzugsweise ringförmig und konzentrisch zur optischen Achse des Kollimators angeordnet. Andere, an spezifische Halterungen angepasste Formgebungen der Abstandskontur 143 sind ebenso möglich, wie beispielsweise eine Dreipunkt- Auflage, durch welche eine gedachte Abstandskontur verläuft, die eine Ebene definiert, durch welche in montiertem Zustand auch die Reflektor-Lichtaustrittsöffnung 132 verläuft.
Die Projektionsoptik 160 ist in diesem Beispiel durch eine Sammellinse verwirklicht, kann beispielsweise aber auch Lichtleitelemente umfassen.
Das Optikelement 150 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Blende, und ist dazu eingerichtet, einen ersten Teil des Lichtstrahlbündels am Optikelement 150 von der
Projektionsoptik 160 weg zu reflektieren oder zu absorbieren, und einen zweiten Teil des Lichtstrahlbündels an den Kanten 151, 152 zur Projektionsoptik 160 vorbeizulassen.
Die Blende 150 kann reflektierend oder absorbierend ausgeführt sein. Beispielsweise kann eine absorbierende Beschichtung auf der Oberfläche der Blende angebracht sein. Um unerwünschte Reflexionen durch Einfach- oder Mehrfachreflexionen im Scheinwerfer 100 in Richtung der Projektionsoptik 160 zu vermeiden, können weitere Flächen innerhalb des Scheinwerfergehäuses des Kraftfahrzeugscheinwerfers 100 ebenfalls absorbierend ausgeführt sein. Es kann auch sinnvoll sein, die Blende 150 reflektierend auszuführen, beispielsweise durch eine verspiegelte Oberfläche der Blende 150. Die reflektierten
Lichtstrahlen können beispielsweise gezielt an eine absorbierende Stelle im Scheinwerfer 100 gerichtet werden, um unerwünschte durch Einfach- oder Mehrfachreflexionen im
Scheinwerfer 100 in Richtung der Projektionsoptik 160 gezielt zu unterdrücken; jedoch können auch Lichtanteile so umgelenkt werden, dass sie zum Lichtbild in den beleuchteten Bereichen beitragen, wodurch sich eine Effizienzsteigerung ergibt.
Das Optikelement 150 in Lorm der Blende ist in Einbaulage des Scheinwerfers in einem Fahrzeug im Wesentlichen vertikal orientiert angeordnet.
In dieser Offenbarung ist mit„im Wesentlichen vertikal orientiert" eine Winkellage (der jeweiligen Ebene bzw. Blende 150) gemeint, welche von der Vertikalen bis zu ±10°, bevorzugt bis zu ±5° abweichen kann. Die genaue Winkellage ist besonders bei der
Umsetzung von Lichtfunktionen relevant, bei welchen die Kanten 151, 152 scharf abgebildet werden müssen, beispielsweise bei einer Abblendlicht-Lichtfunktion mit einer Hell-Dunkel- Grenze. Bei anderen Lichtfunktionen kann eine Winkellage gewählt werden, welche durchaus bis zu ±25° von der Vertikalen abweichen kann.
Das Optikelement 150 kann auch mehrere Blenden umfassen, welche in Form einer
Blendenwelle drehbar angeordnet sind, wobei jeweils nur eine Blende der Blendenwelle im Strahlengang des Lichtstrahlbündels optisch aktiv bzw. wirksam ist. Die Blendenwelle kann mehrere Lichtfunktionen, beispielsweise eine Abblendlicht- oder eine Fernlicht- Lichtfunktion des Scheinwerfers 100 verwirklichen.
Eine drehbare Blendenwelle weist bevorzugt eine Drehachse auf, welche in der ersten bzw. zweiten Bildebene 170, 180 liegt, auf.
In Fig. 4 ist exemplarisch ein Lichtstrahl 111 gezeigt, welcher von der Lichtquelle 110 emittiert wird. Natürlich emittiert die Lichtquelle 110 weitere ungebündelte Lichtstrahlen, beispielsweise diffuses Licht, in einem für die Lichtquelle spezifischen Abstrahlmuster. Der Lichtstrahl 111 wird in den Ellipsoid-Reflektor 130 am Reflektor-Lichteintrittspunkt 131 (im ersten Brennpunkt) eingekoppelt und wird an der reflektierenden Oberfläche reflektiert, wobei er durch den zweiten Brennpunkt des Ellipsoid-Reflektors 130 verläuft und an der Reflektor-Lichtaustrittsöffnung 132 wieder ausgekoppelt wird. Der Reflektor- Lichteintrittspunkt 131 entspricht dem ersten Brennpunkt, in den die punktförmige
Lichtquelle 110 (bzw. ein Ort der Lichtquelle mit höchster Intensität wie bereits erwähnt) positioniert ist. Durch den Ellipsoid-Reflektor 130 erfolgt eine erste Bündelung der einzelnen Lichtstrahlen des emittierten Lichts zu einem Lichtstrahlbündel.
Der Kollimator 140 bündelt das Lichtstrahlbündel weiter und fokussiert es in der ersten, virtuellen Bildebene 170, in welcher auch die Blende 150 liegt.
Das Lichtstrahlbündel wird von der Projektionsoptik 160 aus deren Brennebene, welche die zweite, imaginäre Bildebene 180 bildet, in die Abstrahlrichtung des Scheinwerfers 100 projiziert. Durch die Anordnung der Blende 150 und der beiden Kanten 151, 152 in der Brennebene der Projektionsoptik 160 wird die Kontur, welche durch die beiden Kanten 151, 152 gebildet ist, scharf abgebildet.
Fig. 3 und Fig. 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 200 gemäß der Erfindung, wobei der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel primär darin liegt, dass das Optikelement 250 ein als Reflektor ausgeführtes Bauteil beinhaltet. Für das zweite Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 5 gelten die Erläuterungen des Ausführungs- beispiels der Fig. 2 und 4, sofern aus dem Folgenden nichts Abweichendes hervorgeht, sinngemäß in gleicher Weise, wobei für Bezugszeichen jeweils entsprechende Zahlen mit einer führenden Ziffer 2 (anstelle einer 1 bei den Bezugszeichen des ersten Ausführungs- beispiels) verwendet werden.
Der Reflektor 250 weist zwei Kanten 251 und 252 (Fig. 3) auf und ist dazu eingerichtet, den ersten Teil des Lichtstrahlbündels mittels einer Reflektion an einer Oberfläche des
Optikelements 250 zur Projektionsoptik 260 umzulenken, und einen zweiten Teil des Lichtstrahlbündels an den beiden Kanten 251, 252 und an der Projektionsoptik 160 vorbeizulassen. Mit anderen Worten kann der Reflektor 250 das Lichtstrahlbündel so beeinflussen, dass es (nur) teilweise zur Projektionsoptik 260 geleitet wird.
Der Reflektor 250 kann beispielsweise durch eine verspiegelte Oberfläche des Reflektors 250 ausgeführt sein. Jene Stellen im Scheinwerfer 200, zu welchen die am Reflektor 250 vorbeigelassenen Lichtstrahlen des Lichtstrahlbündels gelangen, können vorteilhafterweise absorbierend ausgeführt sein, beispielsweise in Form eines gesonderten Absorber-Bauteils 255, um unerwünschte durch Einfach- oder Mehrfachreflexionen im Scheinwerfer 200 in Richtung der Projektionsoptik 260 gezielt zu unterdrücken. Ebenso kann auf der im Scheinwerfer 200 innenliegenden Oberfläche der Projektionsoptik 260 eine zusätzliche Blende angeordnet sein (nicht gezeigt), um beispielsweise unerwünschte Spiegelungen in Richtung der Projektionsachse zu unterdrücken. Alternativ könnte beispielsweise an Stelle des Absorber-Bauteils 255 ein weiteres Spiegel-Bauteil angeordnet sein, um die Lichtstrahlen an eine Stelle innerhalb des Scheinwerfers umzulenken, an welcher eine Absorption erfolgt.
Zusätzlich ist die Oberfläche des Optikelements 250 in Form des Reflektors in einem
Neigungswinkel 253 gegenüber der Horizontalen orientiert angeordnet, welcher im
Wesentlichen in einem Bereich von 10° bis 50°, bevorzugt von 20° bis 40° und besonders bevorzugt bei 30° liegt.
Die erste Bildebene 270 schneidet sich mit der zweiten Bildebene 280 in einer Geraden, in welcher auch die Kante 251 liegt.
Die Anordnung der Lichtquelle 210, des Licht-Moduls 220, des Ellipsoid-Reflektors 230 (einschließlich zugehörendem Reflektor-Lichteintrittspunkt 231 und Reflektor-Lichtaustritts öffnung 232 sowie zweitem Fokalpunkt 233) und des Kollimators 240 im zweiten
Ausführungsbeispiel entspricht jener des ersten Ausführungsbeispiels, jedoch sind diese Komponenten im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel bezüglich der Projektions optik 260 leicht geneigt, um die Reflexion des Lichtstrahlbündels durch die Projektionsoptik 260 in einer für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 200 günstigen Einbaulage zu ermöglichen.
Die Erläuterungen bezüglich des Strahlengangs des Lichtstrahls 211 einerseits von der Lichtquelle 110 durch den Reflektor 230 zum Kollimator 240 sowie andererseits ab der Projektionsoptik 260 nach außen des Scheinwerfers 200, auch hinsichtlich der Brennweiten 245, 246, 261 von Kollimator und Projektionsoptik, entsprechen im Übrigen jenen der Fig. 4.
Nachdem der Reflektor 250 nur in einer Gerade in der Brennebene der Projektionsoptik 260 liegt, nämlich in der Schnittgerade der ersten und zweiten Bildebene 270, 280, kann es vorteilhaft sein, wenn die Kante 251 in der Gerade gelegenen ist, wodurch die Kontur, welche durch die Kante 251 gebildet ist, scharf abgebildet wird. Die anderen Stellen des Reflektors 250, wie auch die Kante 252 können dann nicht scharf abgebildet werde, weshalb diese zweite Ausführungsform der Erfindung nicht für alle genannten Lichtfunktionen eingesetzt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Anordnung gemäß der zweiten Ausführungsform dient der Erhöhung der Lichtausbeute für andere Lichtfunktionen.
Der Reflektor 250 kann drehbar gelagert angeordnet sein, um beispielsweise eine
Leuchtweitenregelung des Kraftfahrzeugscheinwerfers 200 zu realisieren. Dabei kann der Neigungswinkel 253 beispielsweise manuell oder durch ein Lahrzeugsystem elektronisch gesteuert oder geregelt werden. Der Neigungswinkel 253 ist vorzugsweise um die Gerade, welche in der Schnittgerade der ersten und zweiten Bildebene 270, 280 liegt, drehbar.
Der besondere Nutzen der Erfindung kann auch anhand der Lig. 6 bis 8 illustriert werden, die jeweils ein beispielhaftes Lichtbild gemäß einer Simulation einer Lichtverteilung für ein Teilfernlicht zeigen. Die Simulation wurde seitens der Anmelderin computergestützt für jede der in den Lig. 6-8 gezeigten Scheinwerferoptiken durchgeführt, um als Resultat ein simuliertes Lichtbild des jeweiligen Scheinwerfers zu erhalten. Jedes Lichtbild beschreibt die vom jeweiligen Scheinwerfer erzeugte Raumwinkel-bezogene Lichtverteilung aus der Sicht des Lahrers, wobei die Rechts- und Hochachse jeweils in Grad gemäß der Auslenkung vom Zentrum des Bildes beschriftet. Die Skala am rechten Rand jedes Lichtbildes illustriert die in der Intensitätsverteilung verwendeten Graustufen, angegeben in cd [Candela]
Der Deutlichkeit halber sind jeweils Isolinien der Helligkeit eingezeichnet, wobei bei einigen Isolinien zusätzlich der zugeordnete Helligkeitswert in cd angegeben ist.
Lig. 6 zeigt ein Lichtbild, das für einen Scheinwerfer- Aufbau gemäß der Lig. 1 erzeugt wurde, der dem Stand der Technik entspricht, d.h., mit einem unmittelbar nach der
Lichtquelle angeordnetem Kollimator.
Lig. 7 zeigt ein Lichtbild, das für den erfindungsgemäßen Scheinwerfer der Lig. 2 und 4, mit erfindungsgemäßem Ellipsoid-Reflektor und Kollimator mit einer vertikalen Blende, erzeugt wurde. Fig. 8 zeigt ein Lichtbild, das für den erfindungsgemäßen Scheinwerfer der Fig. 3 und 5, mit erfindungsgemäßem Ellipsoid-Reflektor und mit einem als Reflektor wirkendem
Blendenbauteil, erzeugt wurde.
Anhand eines Vergleichs zwischen der Lichtverteilung der Fig. 7 bzw. 8 mit jener der Fig. 6 wird ersichtlich, dass das erfindungsgemäße System mit einem Ellipsoid-Reflektor eine Lichtverteilung (Fig. 7 bzw. 8) erzeugt, die ein Helligkeitsmaximum mit einem etwa doppelt so hohen Wert als jene gemäß dem Stand der Technik (Fig. 6) aufweist und die zudem deutlich besser um das Maximum konzentriert ist.
Bezugszeichenliste
10, 100, 200 Kraftfahrzeugscheinwerfer
11, 110, 210 Lichtquelle
111, 211 Lichtstrahl
12, 120, 220 Lichtmodul, Lichtquellenhalter
130. 230 Ellipsoid-Reflektor
131. 231 Reflektor-Lichteintrittspunkt (erster Fokalpunkt)
132. 232 Reflektor-Lichtaustrittsöffnung
133. 233 zweiter Fokalpunkt
40. 140, 240 Kollimator
41. 141, 241 Lichteintrittsfläche
42. 142, 242 Lichtaustrittsfläche
143, 243 Abstandskontur
50, 150 Optikelement, Blende
151, 152, 251, 252 Kante
250 Optikelement, Reflektor
253 Neigungswinkel
255 Absorber
60, 160, 260 Projektionsoptik
145. 245 Eintritts-Brennweite des Kollimators
146. 246 Austritts-Brennweite des Kollimators
161, 261 Eingangs-Brennweite der Projektionsoptik
170, 180, 270, 280 Bildebene

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200), umfassend eine Lichtquelle (110, 210), welche dazu eingerichtet ist, Licht zu emittieren, und einen Ellipsoid-Reflektor (130, 230) mit einem ersten und einem zweiten Fokalpunkt, wobei der Ellipsoid-Reflektor (130, 230) dazu eingerichtet ist, das von der Lichtquelle (110, 210) über den ersten Fokalpunkt (131, 231) eingekoppelte Licht zu dem zweiten Fokalpunkt zu bündeln und durch eine Reflektor-Lichtaustrittsöffnung (132, 232) austreten zu lassen, und einen Kollimator (140, 240), welcher eine Kollimator-Lichteintrittsfläche (141, 241) und eine Kollimator-Lichtaustrittsfläche (142, 242) aufweist, wobei die Reflektor-Lichtaustrittsöffnung (132, 232) vor der Kollimator-Lichteintrittsfläche (141, 241) in einer Eintritts-Brennweite (145, 245) des Kollimators angeordnet ist, wobei dem Kollimator eine erste Bildebene (170, 270) in einer Austritts-Brennweite (146, 246) des Kollimators zugeordnet ist, und wobei der
Kollimator (140, 240) dazu eingerichtet ist, das aus dem Ellipsoid-Reflektor (130, 230) austretende Licht in die Richtung der ersten Bildebene (170, 270) zu einem Lichtstrahlbündel zu bündeln und dort ein Lichtbild zu formen, und eine Projektionsoptik (160, 260), welcher eine zweite Bildebene (180, 280) in einer Eingangs- Brennweite (161, 261) zugeordnet ist, wobei die erste Bildebene (170, 270) und die zweite Bildebene (180, 280) einander schneiden oder überlappen, wobei die Projektionsoptik (160, 260) dazu eingerichtet ist, das Lichtbild in die Abstrahlrichtung des Kraftfahrzeugschein werfers (100, 200) zu projizieren, wobei im Strahlengang des Lichtstrahlbündels zwischen dem Kollimator (140, 240) und der Projektionsoptik (160, 260) ein Optikelement (150, 250) mit zumindest einer optisch wirksamen Kante (151, 152, 251, 252) positioniert ist, welches Optikelement (150, 250) dazu eingerichtet ist, das Lichtstrahlbündel mithilfe der zumindest einen optisch wirksamen Kante zu begrenzen, sodass es teilweise zur Projektionsoptik (160, 260) gelangt, und das Optikelement (150, 250) so angeordnet ist, dass die erste und/ oder die zweite Bildebene (170, 270, 180, 280) durch das Optikelement (150, 250) verläuft.
2. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Kante (151, 251) gerade verläuft und im Wesentlichen horizontal orientiert ist.
3. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) bzw. Optikelement (150, 250) zumindest zwei Kanten umfasst, welche jeweils gerade verlaufen und im Strahlengang des Lichtstrahlbündels so angeordnet sind, dass eine Hell-Dunkel-Grenze für eine Abblendlichtfunktion des
Kraftfahrzeugscheinwerfers (100, 200) erzeugbar ist.
4. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquelle (110, 210) zumindest eine Halbleiter-Lichtquelle, vorzugsweise zumindest eine Laser-Diode, aufweist.
5. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) ferner ein Lichtkonversionsmittel aufweist, welches im Strahlengang des Lichtstrahlbündels angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, bei Anregung durch das Lichtstrahlbündel mit einem ersten Wellenlängenbereich zusätzlich zumindest ein weiteres Lichtstrahlbündel mit einem, vom ersten abweichenden, zweiten
Wellenlängenbereich anzuregen.
6. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ellipsoid-Reflektor (130, 230) als eine gemäß einem Rotationsellipsoid gekrümmte
Reflektorschale ausgebildet ist.
7. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kollimator (140, 240) eine TIR-Optik ist.
8. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Kollimator (140, 240) durch eine Sammellinse mit einer Abstandskontur (143, 243) gebildet ist, wobei die Abstandskontur (143, 243) eine Ebene definiert, welche sich in der Kollimator- Eintritts-Brennweite (141, 241) vor der Kollimator-Lichteintrittsfläche befindet.
9. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach Anspruch 8, wobei der zweiten Fokalpunkt des Ellipsoid-Reflektors in der Ebene der Abstandskontur (143, 243) liegt.
10. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Projektionsoptik (160, 260) zumindest eine Sammellinse aufweist.
11. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Optikelement (150) eine Blende ist und dazu eingerichtet ist, einen ersten Teil des
Lichtstrahlbündels am Optikelement (150) von der Projektionsoptik (160) weg zu reflektieren oder zu absorbieren, und einen zweiten Teil des Lichtstrahlbündels an der zumindest einen Kante (151, 152) zur Projektionsoptik (160) vorbeizulassen.
12. Kraftfahrzeugscheinwerfer (100) nach Anspruch 11, wobei das Optikelement (150) im Wesentlichen vertikal orientiert angeordnet ist.
13. Kraftfahrzeugscheinwerfer (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Optikelement (250) ein reflektierendes Bauteil aufweist und dazu eingerichtet ist, den ersten Teil des Lichtstrahlbündels mittels einer Reflektion an einer Oberfläche des Optikelements (250) zur Projektionsoptik (260) umzulenken, und einen zweiten Teil des Lichtstrahlbündels an der zumindest einen Kante (251, 252) und an der Projektionsoptik (160) vorbeizulassen.
14. Kraftfahrzeugscheinwerfer (200) nach Anspruch 13, wobei die Oberfläche des
Optikelements (250) in einem Neigungswinkel (253) gegenüber der Horizontalen orientiert angeordnet ist, welcher im Wesentlichen in einem Bereich von 10° bis 50°, bevorzugt von 20° bis 40° und besonders bevorzugt bei 30° liegt.
15. Kraftfahrzeugscheinwerfer (200) nach Anspruch 13 oder 14, wobei sich die erste Bildebene (270) mit der zweiten Bildebene (280) in einer Geraden schneidet, in welcher auch die zumindest eine Kante (251) liegt.
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