WO2012119976A1 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem mehr-funktions-projektionsmodul - Google Patents

Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem mehr-funktions-projektionsmodul Download PDF

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WO2012119976A1 PCT/EP2012/053725 EP2012053725W WO2012119976A1 WO 2012119976 A1 WO2012119976 A1 WO 2012119976A1 EP 2012053725 W EP2012053725 W EP 2012053725W WO 2012119976 A1 WO2012119976 A1 WO 2012119976A1
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Matthias Brendle
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Automotive Lighting Reutlingen Gmbh
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    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle headlight with a multi-function projection module according to the preamble of claim 1.
  • a multi-function projection module is understood to mean a projection module with which it is possible to switch between different light functions. Examples of such light functions are low beam functions and high beam function.
  • Such a headlight is known from JP 2006107875 and from DE 10 2009 049 458 A1.
  • the known headlamp has a bi-function projection module having a first light source, a first primary optic, a second light source, a second primary optic, a diaphragm with a diaphragm edge, a projection lens and a mirror, and which is adapted to light the first To convert the light source via the first primary optics in a first beam path delimited by the diaphragm edge in a first light distribution in advance of the projection module, and to focus light of the second light source via the second primary optics in a second beam path in a beam waist and in a prior to the projection module to transfer lying second light distribution having a predetermined central point. Under the beam waist, the strongest narrowing of the high beam path is understood, i. E. the waist of the high beam beam.
  • a projection module In contrast to a reflection module, in which a reflector collects the light from a light source and reflects it into a desired light distribution, a projection module is generally characterized in that it produces a light distribution generated within the headlight with the aid of a projection lens in a light distribution that lies ahead of the headlight maps.
  • the light distribution generated in the headlight can be the light distribution in a light exit surface of a light source. In most cases, however, such a light distribution will be a light distribution generated by a primary optics and a diaphragm in the focal plane of the projection lens as an intermediate image of the light source.
  • the position of the aperture is changed in relation to the light distribution generated in the headlight.
  • the change in position takes place by a motor drive of the aperture.
  • the individual light distributions are generated by a targeted shading of light bundles, which usually come from a single light source.
  • the only light source is usually a gas discharge lamp.
  • LED headlights that produce low-beam or high-beam distributions from the light of several semiconductor light sources, inter alia by means of projection optics. Such headlights are also referred to below as LED headlights. Unlike headlights equipped with gas discharge lamps as light sources, which are also referred to as xenon headlamps below, LED headlamps typically require not only multiple light sources, i. LED chips, but also a variety of associated projection or reflection optics. As a result, the overall light distribution of LED headlamps is generally formed by the superposition of the light distributions of multiple light modules.
  • the beam paths for the respective light functions are divided in the diaphragm plane of the projection module, so that the beam bundles associated with the light functions can be generated from different, independently switchable light sources. This makes it possible to display several light functions without moving screens. It is switched between the different lighting functions only by turning on and off the light sources.
  • the division of the beam path can now be achieved depending on the physical principle by refraction, reflection or absorption.
  • the difficulty lies in the fact that the beam paths of the different light functions are separated in such a way that no unwanted light is scattered beyond the cut-off line (no crosstalk) and in the high-beam case no dark or colored line at the position of the dipped beam light. Dark border remains.
  • JP 2006107875 uses a mirror located in the light path behind the projection lens, which redirects the high beam beam back down. For design reasons, however, such a mirror is often perceived as disturbing.
  • the object of the invention in the specification of a headlamp of the type mentioned, which is characterized in that the superposition of the first light distribution and the second light distribution has no dark line between the brightly lit areas of the two light distributions and without one in the light path arranged behind the projection lens and therefore manages mirrors visible from the outside.
  • the invention differs in that the mirror in the second beam path between the beam waist and the projection lens is arranged so that it generates a virtual mirror image of the beam waist, which lies around a point which is the central point of the second light distribution is assigned by a mediated by the projection lens image.
  • the image conveyed by the projection lens is understood to mean an image which would result without obstacles in the beam path of the image.
  • a punctiform light source located at the location of the virtual mirror image would then be imaged in said central point.
  • This location of the virtual mirror image is in real projection modules near the focal point of the projection lens or in this focal point.
  • the focal point of the projection lens, or the intersection of the optical axis of the projection lens with its focal plane would be a very suitable location for a light source with which the high beam distribution is generated.
  • the invention solves this problem by producing with the aid of the mirror a virtual image of the beam waist which lies around a point which is associated with the central point of the second light distribution through the image mediated by the projection lens.
  • the real second light source, with which the high beam distribution is actually generated is outside this point.
  • a high beam distribution of the bi-functional projection module according to the invention is not composed of complementary light distributions with respect to their light and dark areas.
  • the bright region of the low-beam light distribution is below a first light-dark boundary, and the bright region of the complementary light distribution lies above another light-dark boundary.
  • Both strigoscuro borders are created with the same aperture. Due to the finite thickness of the diaphragm edge resulting in this way generated complementary light distributions some distance between the bright-dark boundaries, which makes itself noticeable as a disturbing dark line in the composite high beam distribution. This disturbing dark line is already avoided in the approach in the invention.
  • the mirror lies between the beam waist and the projection lens, it does not appear in terms of visibility from the outside.
  • no space is required between a light exit side of the projection lens and a light exit of the headlamp, as is the case with JP 2006107875.
  • the invention uses a fixed aperture, which, in contrast to adjustable diaphragms, requires neither an adjusting drive nor a control which is otherwise required for this purpose and, because of its fixed arrangement, also requires only a comparatively small adjustment effort during the assembly of the projection module.
  • the second light distribution corresponds to a law-compliant high beam distribution.
  • the mirror extends beyond a focal plane of the projection lens over a length into a space lying between the focal plane and the projection lens that is greater than half the focal length of the projection lens.
  • the mirror edges lying within the focal length at this defocused mirror arrangement are then not imaged sharply in the second light distribution. This avoids unwanted bright-dark boundaries in the second light distribution.
  • the mirror lies below the diaphragm edge of the diaphragm when the headlamp is used as intended.
  • the diaphragm edge limits the first beam path downwards.
  • the arrangement of the mirror below the diaphragm edge prevents the mirror protrudes into the first beam path and disturbs the formation of a desired first light distribution.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the diaphragm edge is arranged at a distance from the projection lens, which corresponds to a focal length of the projection lens.
  • the diaphragm edge is imaged as a desirable sharp cut-off in the first light distribution, so that the first light distribution can be configured in particular as a law-compliant low beam distribution.
  • a rear side of the mirror has a light diffusely scattering coating and / or diffusely scattering structures. These features avoid disturbing reflections. Such reflections could otherwise arise if in the headlight outside of the first and the second beam path stray light hits the projection lens after an undesired specular reflection at the rear of the mirror and would be projected by this as a disturbing reflection in the apron of the headlight.
  • a back side of the mirror has a light-scattering coating and / or scattering structures which are adapted to reflect incident light from the first light source onto the projection lens in such a way that it is reflected by the projection lens as defined overhead illumination a dark portion of the first light distribution is refracted.
  • the diaphragm is realized as a mirror diaphragm, which extends from the diaphragm edge into a space lying between the diaphragm edge and the first primary lens and which is adapted to reflect incident light onto the projection lens in such a way that it is projected by the projection lens is broken into a bright part of the first light distribution.
  • the mirror is designed as a metallic mirror surface and together with the diaphragm forms a one-piece component.
  • the steps required for producing the mirror surfaces, in particular a covering of surfaces with metallic reflection layers, can then take place together.
  • the adjustment effort is reduced during assembly of the projection module because with the adjustment of a component both the mirror aperture of the first beam path and the mirror of the second beam path can be adjusted.
  • the mirror is an interface of a light guide.
  • This embodiment allows a deflection of the light within the second beam path by internal total reflections at said interface.
  • total internal reflections are characterized by a vanishingly small intensity loss, which contributes to a high efficiency of the projection module.
  • the light guide is realized together with the second primary optics as a one-piece component.
  • This embodiment is characterized by a relatively small adjustment effort, since both the primary optics and the mirror for the second beam path realizing optical fiber is adjusted with the adjustment of a component.
  • FIG. 1 shows a headlight as a first embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a light distribution, as it results on a screen in the run-up to the headlamp of Figure 1;
  • FIG. 3 elements of the article of Figure 1 in another operating condition.
  • Fig. 5 shows elements of a second embodiment of the invention
  • Fig. 6 shows a third embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows the subject matter of FIG. 6 in another operating state
  • Fig. 8 is a perspective view of elements of the first embodiment
  • Fig. 10 is a perspective view of elements of the third embodiment.
  • the headlight 10 has a multi-function projection module 14, the first light source 16, a first primary optics 18, a second light source 20, a second Primary optics 22, a diaphragm 24 having a diaphragm edge 26, a projection lens 28 and a mirror 30 has.
  • the light sources 16, 20 are preferably semiconductor light sources, such as light-emitting diodes or laser diodes, which are mounted on a heat sink 31.
  • the heat sink 31 absorbs the heat released during operation of the semiconductor light sources.
  • Reference numerals 16 and 20 refer to semiconductor light sources mounted on an associated circuit carrier.
  • the semiconductor light sources typically have light emitting surfaces on the order of one square millimeter for automotive headlamp applications.
  • the multi-function projection module 14 is set up by the arrangement and dimensioning of said elements to convert light of the first light source 16 via the first primary optics 18 in a first beam path 32 delimited by the diaphragm edge 26 into a first light distribution which precedes the projection module 14 and thus lies in the run-up to the headlamp 10.
  • a beam path is understood in each case to be the sum of all possible paths on which light from a light source arrives in front of the multi-function projection module 14 or in front of the motor vehicle headlight 10 in the light distribution generated by this light source.
  • FIG. 2 illustrates such a first light distribution 34 as results on a standard measuring screen in advance of the headlamp 10.
  • the screen is aligned orthogonal to the optical axis 12 of the multi-function projection module 14 and serves for
  • the screen extends in the direction of a horizontal H and a vertical V, which are each orthogonal to each other and to the optical axis 12 of the projection module 14.
  • Isolux lines 36, 38 A light distribution resulting from the operation of the headlamp is illustrated in FIG. 2 by curved isolux lines 36, 38.
  • Isolux lines are characterized by the fact that the light intensity along one of these lines is constant. In the case of light distributions generated by motor vehicle headlights, the light intensity increases from the outside inwards and thus over the line 38 in the direction over the line 36.
  • the first light distribution 34 shown in FIG. 2 results in the subject matter of FIG. 1 from the first beam path 32 and has, in particular, a bright partial area 40 which lies below a light-dark boundary 42.
  • the first light distribution 34 adjusts itself in the case of the headlight 10 from FIG. 1 when only the first light source 16 is switched on.
  • the light-dark boundary 42 results as a picture of the course of the diaphragm edge 26.
  • the first light distribution 34 corresponds to a rule-compliant low-beam light distribution for right-hand traffic, in which the light-dark boundary 42 is lower on the left side as on the right side to avoid otherwise dazzling oncoming traffic.
  • FIG. 3 shows the multi-function projection module 14 from FIG. 1 with the second light source 20 switched on and the first light source 16 switched off.
  • the multi-function projection module 14 is set up by its arrangement and the dimensioning of its elements to light the second light source 20 via the second primary optics 22 to focus in a beam waist 44 and to transfer by a second beam path 46 in a front of the projection module 14 lying second light distribution having a predetermined central point.
  • the multi-function projection module 14 is characterized by a mirror 48 which is arranged in the second beam path 46 between the beam waist 44 and the projection lens 28 so as to produce a virtual mirror image of the beam waist 44, which lies around a point 50 which is associated with the central point of the second light distribution through an optical image imparted by the projection lens 28.
  • This point 50 is preferably the intersection of the optical axis 12 with the domed Petzval surface 45 of the projection lens 28.
  • the Petzval surface 45 is composed of dots that are sharply imaged by the projection lens 28 on a curved image surface and is generally both curved in the direction of a vertical V and in the direction of a horizontal H, wherein the curvature of the curvature of the light entry surface of the projection lens follows.
  • the central point 50 is thus in particular at a distance of the focal length f of the projection lens 28 in the light path in front of the projection lens.
  • FIG. 4 illustrates such a second light distribution 52, as it results on a screen in the apron of the headlight 10, or in advance of the multi-function projection module 14.
  • the orientation of the screen is orthogonal to the optical axis 12 of the multi-function projection module 14 and that the screen extends in the direction of the horizontal H and the vertical V.
  • the screen thus extends in particular in each case orthogonal to the optical axis 12 of the projection module 14.
  • Isolux lines 36, 38, 54 of the second light distribution 52 represent an illuminance from outside to inside, ie from the isolux line 36 via the isolux line 38 to the isolux line 54 and Moreover, toward the center of the second light distribution 52 increases towards.
  • the second light distribution 52 has no pronounced horizontal cut-off and thus represents a typical high-beam light distribution.
  • the second light distribution 52 is set in the headlight 10 of Figures 1 and 3 when only the second light source 20 is turned on, or when both light sources 16 and 20 are turned on. The latter alternative is preferred for achieving the highest possible illuminance.
  • the high-beam light distribution can also be generated solely by the second light source 22.
  • the first light source 16 is turned off when the second light source 22 is turned on.
  • the light intensity is attenuated in the nearer to the vehicle apron by switching off the first light source 16, which then focuses the attention of the driver more on the further ahead of the vehicle, illuminated by the further reaching second beam path 46 areas.
  • the second light distribution has a central point 56.
  • This point 56 lies in the illustrated embodiment at the intersection of the horizontal H and the vertical V and represents the mediated by the projection lens 28 image of the point 50 of Figure 3.
  • the point 50 of Figure 3 is the central point 56 assigned from Figure 4 by an optical image.
  • the elements involved in the imaging are arranged and dimensioned such that the point 50 is imaged into the central point 56 of the second light distribution 52 in FIG. Since the point 50 lies in the virtual mirror image of the beam waist 44, the light projected into the central point 56 of the second light distribution 52 seems to come directly from the point 50.
  • the diaphragm edge 26 is the primary optics 18 facing upper edge of the diaphragm 24.
  • the diaphragm edge 26 is approximately in a Petzval surface 45 of the projection lens 28, so that the predominantly horizontally extending diaphragm edge 26 of the cut-off boundary largely sharply in the first light distribution 34 and thus also largely focused on the road.
  • the two light sources 16 and 18 are preferably switchable independently of each other, and their light is emitted in different beam paths 32, 46.
  • the first light source 16 as the low-beam light source is associated with the first beam path 32 as the low beam beam path
  • the second light source 20 as the high beam light source is associated with the second beam path 46 as the high beam beam path.
  • the beam of the first beam path 32 is focused on the first primary optics 18, limited by the aperture 24 and projected by the projection lens 28 on the road.
  • the beam of the second beam path 46 is focused by the second primary optics 22 and then deflected by a reflection on the mirror 48 to the projection lens 28.
  • the mirror 48 is in a proper use of the headlight preferably below the aperture edge 26 of the aperture 24. From the projection lens 28, the high beam beam is then thrown on the street.
  • the mirror 48 is arranged in the second beam path 46 such that the virtual mirror image of the beam waist 44 lies approximately at the focal point 50 of the projection lens 28.
  • the second beam path 46 seems to come from the focal point 50, or the intersection of the optical axis 12 with the Petzval surface 45 of the projection lens 28.
  • a high-beam light distribution is generated whose center lies approximately at the point 56 of the second light distribution 52 (high-beam light distribution).
  • the mirror 48 starting from the Petzval surface 45, must be extended far in the direction of the projection lens 28.
  • the mirror 48 extends beyond a Petzval surface 45 of the projection lens over a length in a lying between the Petzval surface 45 and the projection lens 28 space which is greater than half f / 2 of the focal length f of the projection lens 28.
  • the edges of the mirror 48 are no longer sharply imaged by the projection lens 28. This is an advantage because sharp-edged edges would mean undesirable contrasts in the second light distribution 52.
  • the second beam path 46 ie the high-beam beam path
  • the second light distribution 52 which arises in the case of the object presented here from the second beam path 46, also no sharp cut-off and the second light distribution 52 does not arise by superposition of two complementary complementary light distributions with complementary light-dark boundaries.
  • switching on allows a superposition of the first light distribution 34 and the second light distribution 52 to form a high-beam light distribution, in which the sharp light-dark boundary 42 of the first light distribution 34 due to the superposition is outshined or blurred with the second light distribution 52 centered about the central point 56.
  • the high beam light distribution can also be generated solely by the second light source 22. In this case, the first light source 16 is turned off when the second light source 22 is turned on.
  • the multi-functional projection module 14 has, in particular, two light sources 16, 20 which are preferably switchable independently of each other, each with its own focusing primary optics 18 (for the first light source 16) and 22 (for the second light source 20), which light the light emitted by the respective associated light source Petzval surface 45 of the projection lens.
  • the projection lens 28 projects the light distribution formed by the primary optics 18 and 22 in the Petzval surface 45 into the apron of the motor vehicle headlight 10, that is to say in particular onto the road or onto a standard screen.
  • the light sources 16, 20 are preferably designed as individual semiconductor light sources or as semiconductor light arrays, wherein a semiconductor light array consists of a plurality of semiconductor light sources.
  • Semiconductor light sources are, for example, light-emitting diodes (LEDs) or laser diodes.
  • the focusing primary optics 18 and 22 may be implemented as reflectors or lenses.
  • reflectors are reflective coated structures in question, in which propagates the light through air, impinging on the reflective coating and propagated from there by air.
  • light-conducting primary optics come into question, in which the light is coupled into the light-conducting material of the primary optics and undergoes internal total internal reflection at interfaces of this material with surrounding air. These embodiments are preferred because the total internal reflections are almost lossless. This is particularly advantageous when using semiconductor light sources for headlight functions, since semiconductor light sources, for example compared to gas discharge lamps, emit rather lower light fluxes.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the invention.
  • 2 shows a multi-function projection module 58, which differs from the multi-function projection module 14 of FIG. 1 in that instead of the diaphragm 24 of the multi-function projection module 14, a modified diaphragm 60 is used.
  • the other components of the multi-function projection module 56 correspond to the elements of the multi-function projection module 14 from FIG. 1 denoted by the same reference symbols. For an explanation of these elements, reference is therefore made to the explanations given to FIGS. 1 and 2, in particular FIG.
  • the diaphragm 60 of the multi-function projection module 58 from FIG. 5 is realized as a mirror diaphragm, which extends from the diaphragm edge 26 into a space lying between the diaphragm edge 26 and the first primary optics 18.
  • the diaphragm 60 has a mirror 62 protruding into the first beam path 32 between the first primary optics 18 and the diaphragm 26, on which part of the light propagating in the first beam path 32 is deflected, thereby forming a further beam path 32a.
  • the light deflected into the further beam path 32a corresponds exactly to the light that strikes the diaphragm 24 in the subject of FIG. 1 below the diaphragm edge 26.
  • this light is faded out of the first beam path 32 and absorbed. It therefore does not reach the first light distribution 34 (low-beam light distribution) resulting from the first beam path 32, as shown in FIG.
  • the formation of a sharp cut-off line 42 in the first light distribution 34 in the subject matter of FIG. 1 is purchased with a certain weakening of the brightness in the light section 40 below the cut-off line 42 of the first light distribution 34.
  • the illumination intensity in the bright subregion 40 is increased, which is advantageous in particular in the case of semiconductor light sources as low-beam light sources.
  • the use of a low-beam mirror aperture 60 increases the efficiency of the multi-function projection module for the dipped beam.
  • the efficiency is understood, for example, to mean the light output normalized to the light output of the low-beam light source, with which the bright partial region 40 is illuminated.
  • the light rays which increase the efficiency and propagate in the further beam path 32a appear to originate from a region below the light exit surface of the first primary optics 18.
  • the mirror 62 of the diaphragm 60 thus causes a virtual widening of the light exit surface of the first primary optics 18.
  • the mirror 62 is designed as a metallic mirror surface and forms together with the aperture 60 a one-piece component.
  • the diaphragm 60 has, on its side facing the beam path 46 (high-beam beam path), the already described mirror 30 which is arranged in the second beam path 46 between the beam waist 44 and the projection lens 28 and which generates a virtual mirror image of the beam waist 44.
  • the metallic mirror surfaces are preferably produced by coating the corresponding regions of the aperture 60 with metal, in particular by vapor deposition of metal. Before coating with metal, the area is preferably still provided with a roughness of the surface smoothing paint. Both mirrors can be metallized advantageously in one operation.
  • the rear side 64 of the mirror 30 which lies in the light path behind the diaphragm edge 26 and faces the first beam path 32, in a preferred embodiment, has a light diffusely scattering coating and / or diffusely scattering structures. As a result, disturbing light reflections in the low-beam light distribution can be avoided. Such light reflections could arise if light projecting in the headlight and incident on the rear side 64 were projected from there through the projection lens 28 into regions of the first light distribution 34 (low-beam light distribution) which lie above the cut-off line.
  • the backside 64 may also include a diffusing coating or scattering structures that are intentionally configured to reflect incident light from the first light source 18 onto the projection lens 28 so as to project it from the projection lens 28 as defined overhead illumination dark subregion of the first light distribution 34, that is, in a lying above the light-dark boundary portion of the first light distribution 34 is broken.
  • a diffusing coating or scattering structures that are intentionally configured to reflect incident light from the first light source 18 onto the projection lens 28 so as to project it from the projection lens 28 as defined overhead illumination dark subregion of the first light distribution 34, that is, in a lying above the light-dark boundary portion of the first light distribution 34 is broken.
  • Such, comparatively weak illumination of certain sections above the cut-off line is in conformity with the law and serves, for example, to improve the visibility of traffic signs.
  • the exemplary embodiments described here are distinguished by a non-transparent, reflecting and / or absorbing diaphragm in which light propagating through the air is reflected at a preferably metallic mirror surface.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which the mirror 30 lying in the second beam path 46, which generates the virtual mirror image of the beam waist 44 in the focal point 50 of the projection lens 28, is realized as an interface of a light conductor 66.
  • the light guide 66 having the mirror 30 with the second primary optics 22 forms an integral structural unit.
  • TIR total internal reflection
  • an interface acting as a TIR mirror 30 is part of a deflecting prism different from the primary optics. Regardless of whether the surface serving as a mirror is a metallic surface adjacent to air or a TIR interface, this surface is preferably flat. Alternatively, however, it may also have a convex or concave design and / or have scattering microgeometries.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which a mirror aperture 60 delimiting the first beam path 32, that is to say the light emanating from the first light source 16, is mounted on the light conductor 66.
  • the mirror shutter 60 is therefore initially a different component of the light guide 66.
  • FIG. 6 is a mirror aperture 60 with a mirror 62, as has been explained in connection with Figure 5.
  • a mirror aperture 60 but also a below the aperture edge 26 absorbing aperture can be used.
  • the surface of the mirror 62 of the diaphragm 60 may be covered, for example, with an absorbing or diffusely reflecting material.
  • FIG. 7 shows the subject matter of FIG. 6 with the first light source 16 switched on and the second light source 20 switched off.
  • the beam paths 32 and 32a reference is made to FIG.
  • Figures 8, 9 and 10 each show a perspective view of the objects of Figures 1, 5 and 6.
  • the perspective representations are intended to contribute to a better understanding of the respective objects.
  • the course of the diaphragm edge 26 follows the Petzval surface 45 of the projection lens 28 and therefore has a certain curvature in a horizontal plane.
  • the structured rear side 64 of the mirror 30 in FIG. 9 illustrates the optionally existing scattering structures which have been explained in connection with FIG. 5 and which serve to avoid undesired reflections and / or to generate a defined overhead illumination.

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Abstract

Vorgestellt wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit einem Mehrfunktions - Projektionsmodul (14), das dazu eingerichtet ist, Licht einer ersten Lichtquelle (16) über eine erste Primäroptik (18) in einem von einer Blendenkante (26) begrenzten ersten Strahlengang in eine erste Lichtverteilung (34) zu überführen, Licht einer zweiten Lichtquelle (20) über eine zweite Primäroptik (22) in einem zweiten Strahlengang in eine Strahltaille (44) zu fokussieren und in eine zweite Lichtverteilung zu überführen, die einen vorbestimmten zentralen Punkt (56) aufweist. Das Projektionsmodul zeichnet sich durch einen Spiegel (30) aus, der im zweiten Strahlengang zwischen der Strahltaille (44) und der Projektionslinse (28) so angeordnet ist, dass er ein virtuelles Spiegelbild der Strahltaille (44) im Brennpunkt der Projektionslinse erzeugt.

Description

Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Mehr-Funktions-Projektionsmodul
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Mehr-Funktions-Projektionsmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Dabei wird unter einem Mehr-Funktions-Projektionsmodul ein Projektionsmodul verstanden, mit dem zwischen verschiedenen Lichtfunktionen umgeschaltet werden kann. Beispiele solche Lichtfunktionen sind Abblendlichtfunktionen und Fernlichtfunktion.
Ein solcher Scheinwerfer ist aus der JP 2006107875 und aus der DE 10 2009 049 458 A1 bekannt. Der bekannte Scheinwerfer besitzt ein Bi-Funktions-Projektionsmodul, das eine erste Lichtquelle, eine erste Primäroptik, eine zweite Lichtquelle, eine zweite Primäroptik, eine Blende mit einer Blendenkante, eine Projektionslinse und einen Spiegel aufweist, und das dazu eingerichtet ist, Licht der ersten Lichtquelle über die erste Primäroptik in einem von der Blendenkante begrenzten ersten Strahlengang in eine im Vorfeld des Projektionsmoduls liegende erste Lichtverteilung zu überführen, sowie Licht der zweiten Lichtquelle über die zweite Primäroptik in einem zweiten Strahlengang in eine Strahltaille zu fokussieren und in eine im Vorfeld des Projektionsmoduls liegende zweite Lichtverteilung zu überführen, die einen vorbestimmten zentralen Punkt aufweist. Dabei wird unter der Strahltaille die stärkste Verengung des Fernlichtstrahlenganges verstanden, d.h. die Taille des Fernlichtstrahlenbündels.
Im Gegensatz zu einem Reflexionsmodul, bei dem ein Reflektor das Licht einer Lichtquelle sammelt und in eine gewünschte Lichtverteilung reflektiert, zeichnet sich ein Projektionsmodul allgemein dadurch aus, dass es eine innerhalb des Scheinwerfers erzeugte Lichtverteilung mit Hilfe einer Projektionslinse in eine im Vorfeld des Scheinwerfers liegende Lichtverteilung abbildet. Die im Scheinwerfer erzeugte Lichtverteilung kann die Lichtverteilung in einer Lichtaustrittsfläche einer Lichtquelle sein. Meistens wird eine solche Lichtverteilung jedoch eine durch eine Primäroptik und eine Blende in der Brennebene der Projektionslinse als Zwischenbild der Lichtquelle erzeugte Lichtverteilung sein.
Zur Umschaltung zwischen einer Abblendlichtverteilung und der Fernlichtverteilung wird meist die Position der Blende in Bezug auf die im Scheinwerfer erzeugte Lichtverteilung verändert. Die Positionsveränderung erfolgt dabei durch einen motorischen Antrieb der Blende. Die einzelnen Lichtverteilungen werden dabei durch eine gezielte Abschattung von Lichtbündeln erzeugt, die üblicherweise aus einer einzelnen Lichtquelle stammen. Die einzige Lichtquelle ist in der Regel eine Gasentladungslampe.
Es gibt heute Scheinwerfer, die aus dem Licht mehrerer Halbleiterlichtquellen unter anderem mittels Projektionsoptiken Abblendlicht- oder Fernlichtverteilungen erzeugen. Solche Scheinwerfer werden im Folgenden auch als LED-Scheinwerfer bezeichnet. Im Gegensatz zu mit Gasentladungslampen als Lichtquellen ausgerüsteten Scheinwerfern, die im Folgenden auch als Xenon-Scheinwerfer bezeichnet werden, benötigen LED-Scheinwerfer in der Regel nicht nur mehrere Lichtquellen, d.h. LED-Chips, sondern auch eine Vielzahl dazugehöriger Projektions- oder Reflexionsoptiken. Im Ergebnis wird die Gesamtlichtverteilung von LED-Scheinwerfern im Allgemeinen durch die Überlagerung der Lichtverteilungen mehrerer Lichtmodule gebildet.
Teilweise wird nun versucht, die bei Xenon-Scheinwerfern eingeführten beweglichen Blenden auch in LED-Projektionsmodulen einzusetzen, um so mehrere Abblendlicht- und/oder Fernlichtfunktionen durch ein einziges Lichtmodul erfüllen zu können. Die Abblendlichtverteilung wird dabei durch Abschatten eines Teils der Fernlichtverteilung erzeugt. Die dafür erforderliche Abschattung größerer Lichtströme ist hier jedoch wegen der geringen Lichtleistung der LED-Lichtmodule besonders nachteilig.
Diese Nachteile werden vermieden, wenn die Strahlengänge für die jeweiligen Lichtfunktionen in der Blendenebene des Projektionsmoduls aufgeteilt werden, so dass die den Lichtfunktionen zugeordneten Strahlenbündel aus verschiedenen, unabhängig schaltbaren Lichtquellen erzeugt werden können. Damit ist es möglich, ohne bewegliche Blenden mehrere Lichtfunktionen darzustellen. Dabei wird zwischen den verschiedenen Lichtfunktionen lediglich durch Einschalten und Ausschalten der Lichtquellen umgeschaltet.
Die Aufteilung des Strahlenganges kann nun je nach physikalischem Prinzip mittels Brechung, Reflexion oder Absorption erreicht werden.
In diesem Zusammenhang ist es aus der DE 10 2007 052 696 A1 bekannt, einen Fernlicht- und einen Abblendlicht-Strahlengang durch interne Totalreflexionen an einer Grenzfläche eines Glaskörpers zu bilden, dessen Kante im Abblendlichtfall die Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. Die Fernlichtstrahlenbündel werden hierbei in denselben Glaskörper eingekoppelt wie die Abblendlichtstrahlenbündel, treffen jedoch unter deutlich steileren Winkeln auf die genannte Grenzfläche, so dass sie nicht reflektiert werden, sondern durch die Fläche hindurchtreten und den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze ausleuchten und so einen Teil einer Fernlichtverteilung bilden.
Aus der DE 10 2009 008 631 A1 ist es bekannt, einen Strahlengang durch einen Glaskörper mit einer angeformten, Spiegelfläche zu führen, an der interne Totalreflexionen erfolgen. Der Strahlengang wird durch die total reflektierende Fläche in der Brennebene der Projektionslinse so begrenzt, dass eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze (HDG) entsteht. Weitere Strahlengänge werden am Glaskörper vorbeigeführt, um Fernlichtfunktionen zu realisieren.
Bei Spiegelblenden, die gemäß der DE 10 2007 052 696 A1 oder gemäß der DE 10 2009 008 631 A1 nach dem Totalreflexionsprinzip arbeiten, muss sichergestellt werden, dass möglichst viele der Strahlen, die in den Glaskörper einkoppeln, diesen über die Lichtaustrittsfläche an der Stirnseite kontrolliert verlassen. Darüber hinaus sollen möglichst wenige Strahlen an den Seitenflächen des Glaskörpers austreten, weil solche Strahlen unerwünschtes Streulicht erzeugen könnten und/oder Blendungen verursachen könnten.
Darüber hinaus muss darauf geachtet werden, dass kein zu großer Anteil des Strahlenganges, der am Glaskörper vorbeigeführt werden soll, auf den Glaskörper auftrifft und dort durch eine zum Lot der Grenzfläche am Ort des Auftreffpunkts des Strahls hin erfolgende Brechung in den Glaskörper einkoppelt. Diese Strahlen gehen nämlich für die erwünschte Lichtverteilung verloren, da sie den Glaskörper in der Regel nicht mehr verlassen können.
Ein zur Nutzung von internen Totalreflexionen alternativer Ansatz wird in der US 2006/0120094 A1 und in der DE 10 2008 036 192 A1 beschrieben: Hier wird der Strahlengang oberhalb und unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze durch zwei spiegelnde Flächen aufgeteilt, die in der Brennebene der Linse zu einer Messerkante scharf auslaufen. Diese Kante hat die Kontur der gewünschten Hell-Dunkel-Grenze und wird durch die Linse des Projektionsmoduls auf die Straße projiziert. Dieses System kann auch mit absorbierenden Flächen ausgeführt werden, wobei dann aber Einbußen in der Effizienz gegenüber einer Variante mit spiegelnden Flächen auftreten.
Bei diesen Systemen ergibt sich eine Schwierigkeit in Verbindung mit der Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze in der erwünschten Lichtverteilung. Die Schwierigkeit besteht darin, die Strahlengänge der verschiedenen Lichtfunktionen so zu trennen, dass im Abblendlichtfall kein unerwünschtes Licht über die Hell-Dunkel-Grenze hinaus gestreut wird (kein Übersprechen) und im Fernlichtfall keine dunkle oder farbige Linie an der Stelle der Abblendlicht-Hell-Dunkel-Grenze zurückbleibt.
Beim Gegenstand der eingangs genannten JP 2006107875 werden diese Probleme dadurch vermieden, dass ein Fernlichtstrahlengang an der Blende des Abblendlichtstrahlenganges vorbei durch die Projektionslinse geschickt wird.
Da die zugehörige Fernlichtverteilung jedoch weit oberhalb des Horizonts erscheinen würde, wird beim Gegenstand der JP 2006107875 ein Spiegel verwendet, der im Lichtweg hinter der Projektionslinse angeordnet ist und der das Fernlicht-Strahlenbündel wieder nach unten lenkt. Aus gestalterischen Gründen wird ein solcher Spiegel jedoch häufig als störend empfunden.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Scheinwerfers der eingangs genannten Art, der sich dadurch auszeichnet, dass die Überlagerung der ersten Lichtverteilung und der zweiten Lichtverteilung keine dunkle Linie zwischen den hell erleuchteten Bereichen der beiden Lichtverteilungen aufweist und ohne einen im Lichtweg hinter der Projektionslinse angeordneten und daher von außen sichtbaren Spiegel auskommt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vom Gegenstand der JP 2006107875 unterscheidet sich die Erfindung dadurch, dass der Spiegel im zweiten Strahlengang zwischen der Strahltaille und der Projektionslinse so angeordnet ist, dass er ein virtuelles Spiegelbild der Strahltaille erzeugt, das um einen Punkt herum liegt, der dem zentralen Punkt der zweiten Lichtverteilung durch eine von der Projektionslinse vermittelte Abbildung zugeordnet ist.
Dabei wird unter der von der Projektionslinse vermittelten Abbildung eine Abbildung verstanden, wie sie sich ohne Hindernisse im Strahlengang der Abbildung ergeben würde. Eine am Ort des virtuellen Spiegelbilds lokalisierte punktförmige Lichtquelle würde dann in den genannten zentralen Punkt abgebildet.
Dieser Ort des virtuellen Spiegelbilds liegt bei realen Projektionsmodulen in der Nähe des Brennpunkts der Projektionslinse oder in diesem Brennpunkt. Um eine von Hell-Dunkel-Grenzen freie Fernlichtverteilung zu erzeugen, wäre der Brennpunkt der Projektionslinse, beziehungsweise der Schnittpunkt der optischen Achse der Projektionslinse mit ihrer Brennebene, ein sehr geeigneter Ort für eine Lichtquelle, mit der die Fernlichtverteilung erzeugt wird.
Die Anordnung einer realen Lichtquelle in diesem Punkt verbietet sich jedoch, weil dort die zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung erforderliche Blendenkante liegen muss.
Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, dass sie mit Hilfe des Spiegels ein virtuelles Bild der Strahltaille erzeugt, das um einen Punkt herum liegt, der dem zentralen Punkt der zweiten Lichtverteilung durch die von der Projektionslinse vermittelte Abbildung zugeordnet ist. Dabei liegt die reale zweite Lichtquelle, mit der die Fernlichtverteilung tatsächlich erzeugt wird, außerhalb dieses Punktes.
Anders als bei Mehrfunktionsprojektionsmodulen, bei denen sich eine Fernlichtverteilung aus einer Abblendlichtverteilung und einer dazu komplementären Lichtverteilung zusammensetzt, wird eine Fernlichtverteilung des erfindungsgemäßen Bi-Funktions-Projektionsmoduls nicht aus bezüglich ihrer hellen und dunklen Bereiche komplementären Lichtverteilungen zusammengesetzt. Bei solchen komplementären Lichtverteilungen liegt der der helle Bereich der Abblendlichtverteilung unter einer ersten Hell-Dunkel-Grenze, und der helle Bereich der komplementären Lichtverteilung liegt oberhalb einer weiteren Hell-Dunkel-Grenze. Beide Hell-Dunkel-Grenzen werden mit der derselben Blende erzeugt. Aufgrund der endlichen Dicke der Blendenkante ergibt sich bei auf diese Weise erzeugten komplementären Lichtverteilungen ein gewisser Abstand zwischen den Hell-Dunkel-Grenzen, der sich als störende dunkle Linie in der zusammengesetzten Fernlichtverteilung bemerkbar macht. Diese störende dunkle Linie wird bei der Erfindung bereits im Ansatz vermieden.
Dadurch, dass der Spiegel zwischen der Strahltaille und der Projektionslinse liegt, tritt er in Bezug auf eine Sichtbarkeit von außen nicht in Erscheinung. Darüber hinaus wird auch kein Bauraum zwischen einer Lichtaustrittsseite der Projektionslinse und einem Lichtaustritt des Scheinwerfers benötigt, wie es bei der JP 2006107875 der Fall ist. Die mit der Notwendigkeit, einen solchen Bauraum vorzusehen, gehen Einschränkungen des Gestaltungsspielraums beim Scheinwerferentwurf einher, Diese Einschränkungen werden bei der Erfindung vermieden.
Vorteilhaft ist auch, dass die Erfindung eine feststehende Blende nutzt, die im Gegensatz zu verstellbaren Blenden weder einen Verstellantrieb noch eine dafür sonst erforderliche Steuerung benötigt und die aufgrund ihrer feststehenden Anordnung auch nur einen vergleichsweise geringen Justierungsaufwand bei der Montage des Projektionsmoduls erfordert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der zentrale Punkt der zweiten Lichtverteilung bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers im Kraftfahrzeug einem Schnittpunkt einer horizontalen Linie H = 0 und einer vertikalen Linie V = 0 vor dem Kraftfahrzeug entspricht, wie sie jeweils durch lichttechnische Normen für Kraftfahrzeuge vorgegeben werden. Durch diese Ausgestaltung entspricht die zweite Lichtverteilung einer gesetzeskonformen Fernlichtverteilung.
Bevorzugt ist auch, dass sich der Spiegel über eine Brennebene der Projektionslinse hinaus über eine Länge hinweg in einen zwischen der Brennebene und der Projektionslinse liegenden Raum erstreckt, die größer als die halbe Brennweite der Projektionslinse ist. Die bei dieser defokussierten Spiegelanordnung innerhalb der Brennweite liegenden Spiegelkanten werden dann nicht scharf in der zweiten Lichtverteilung abgebildet. Dadurch werden unerwünschte Hell-Dunkel-Grenzen in der zweiten Lichtverteilung vermieden.
Ferner ist bevorzugt, dass der Spiegel bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers unterhalb der Blendenkante der Blende liegt. Bei einer solchen Verwendung begrenzt die Blendenkante den ersten Strahlengang nach unten. Durch die Anordnung des Spiegels unterhalb der Blendenkante wird vermieden, dass der Spiegel in den ersten Strahlengang hineinragt und die Entstehung einer gewünschten ersten Lichtverteilung stört.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Blendenkante in einem Abstand von der Projektionslinse angeordnet ist, der einer Brennweite der Projektionslinse entspricht. Durch diese Anordnung wird die Blendenkante als erwünscht scharfe Hell-Dunkel-Grenze in der ersten Lichtverteilung abgebildet, so dass die erste Lichtverteilung insbesondere als gesetzeskonforme Abblendlichtverteilung ausgestaltet werden kann.
Bevorzugt ist auch, dass eine Rückseite des Spiegels einen Licht diffus streuenden Belag und/oder diffus streuende Strukturen aufweist. Durch diese Merkmale werden störende Reflexe vermieden. Solche Reflexe könnten sonst entstehen, wenn im Scheinwerfer außerhalb des ersten und des zweiten Strahlengangs vagabundierendes Licht nach einer unerwünschten spiegelnden Reflexion an der Rückseite des Spiegels auf die Projektionslinse trifft und von dieser als störender Reflex in das Vorfeld des Scheinwerfers projiziert werden würde.
Alternativ ist bevorzugt, dass eine Rückseite des Spiegels einen Licht streuenden Belag und/oder streuende Strukturen aufweist, die dazu eingerichtet sind, auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle so auf die Projektionslinse zu reflektieren, dass es von der Projektionslinse als definierte Overhead-Beleuchtung in einen dunklen Teilbereich der ersten Lichtverteilung gebrochen wird. Dadurch lässt sich zum Beispiel die Erkennbarkeit von Verkehrszeichen verbessern.
Ferner ist bevorzugt, dass die Blende als Spiegelblende realisiert ist, die sich von der Blendenkante ausgehend in einen zwischen der Blendenkante und der ersten Primäroptik liegenden Raum erstreckt und die dazu eingerichtet ist, einfallendes Licht so auf die Projektionslinse zu reflektieren, dass es von der Projektionslinse in einen hellen Teilbereich der ersten Lichtverteilung gebrochen wird. Durch diese Merkmale wird das Licht, das durch die Blende aus einem ersten Teil des ersten Strahlengangs ausgeblendet wird, um eine erwünscht dunklen Bereichs der ersten Lichtverteilung abzuschatten, nicht komplett aus dem ersten Strahlengang ausgeblendet, sondern zur verstärkten Beleuchtung des erwünscht hellen Bereichs der ersten Lichtverteilung verwendet. Dadurch wird ein hoher Wirkungsgrad des Projektionsmoduls erzielt, also ein hoher Wert des Quotienten aus dem in die erste Lichtverteilung gelangenden Licht der ersten Lichtquelle im Zähler und dem gesamten von der ersten Lichtquelle emittierten Licht im Nenner.
Bevorzugt ist auch, dass der Spiegel als metallische Spiegelfläche ausgeführt ist und mit der Blende zusammen ein einstückiges Bauteil bildet. Die zur Herstellung der Spiegelflächen erforderlichen Arbeitsschritte, insbesondere ein Belegen von Flächen mit metallischen Reflexionsschichten, können dann gemeinsam erfolgen. Darüber hinaus wird der Justierungsaufwand bei der Montage des Projektionsmoduls verringert da mit der Justierung eines Bauteils sowohl die Spiegelblende des ersten Strahlengangs als auch der Spiegel des zweiten Strahlengangs justiert werden.
Ferner ist bevorzugt, dass der Spiegel eine Grenzfläche eines Lichtleiters ist. Diese Ausgestaltung erlaubt eine Umlenkung des Lichtes innerhalb des zweiten Strahlengangs durch interne Totalreflexionen an der genannten Grenzfläche. Im Gegensatz zu Reflexionen an metallischen Schichten, bei denen stets ein geringer Intensitätsverlust auftritt, zeichnen sich interne Totalreflexionen durch einen verschwindend kleinen Intensitätsverlust aus, was zu einem hohen Wirkungsgrad des Projektionsmoduls beiträgt.
Bevorzugt ist auch, dass der Lichtleiter zusammen mit der zweiten Primäroptik als einstückiges Bauteil realisiert ist. Auch diese Ausgestaltung zeichnet sich durch einen vergleichsweise geringen Justierungsaufwand aus, da mit der Justierung eines Bauteils sowohl die Primäroptik als auch der den Spiegel für den zweiten Strahlengang realisierende Lichtleiter justiert wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei durchgehend gleiche oder zumindest ihrer Hauptfunktion nach gleiche Elemente. Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:
Fig. 1 einen Scheinwerfer als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Lichtverteilung, wie sie sich auf einem Schirm im Vorfeld des Scheinwerfers aus Fig. 1 ergibt;
Fig. 3 Elemente des Gegenstandes der Fig. 1 in einem anderen Betriebszustand;
Fig. 4 eine Lichtverteilung, wie sie sich in dem zweiten Betriebszustand einstellt;
Fig. 5 Elemente eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 den Gegenstand der Fig. 6 in einem anderen Betriebszustand,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung von Elementen des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung von Elementen des zweiten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung von Elementen des dritten Ausführungsbeispiels.
Im Einzelnen zeigt die Figur 1 einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 in einem Längsschnitt entlang einer optischen Achse 12 des Scheinwerfers 10. Der Scheinwerfer 10 weist ein Mehrfunktions-Projektionsmodul 14 auf, das eine erste Lichtquelle 16, eine erste Primäroptik 18, eine zweite Lichtquelle 20, eine zweite Primäroptik 22, eine Blende 24 mit einer Blendenkante 26, eine Projektionslinse 28 und einen Spiegel 30 aufweist.
Die Lichtquellen 16, 20 sind bevorzugt Halbleiterlichtquellen wie Leuchtdioden oder Laserdioden, die auf einem Kühlkörper 31 montiert sind. Der Kühlkörper 31 nimmt die im Betrieb der Halbleiterlichtquellen frei werdende Wärme auf. Die Bezugszeichen 16 und 20 beziehen sich auf Halbleiterlichtquellen, die auf einem zugehörigen Schaltungsträger montiert sind. Die Halbleiterlichtquellen besitzen für Kraftfahrzeugscheinwerferanwendungen typischerweise Lichtaustrittsflächen in der Größenordnung von einem Quadratmillimeter.
Das Mehrfunktions-Projektionsmodul 14 ist durch die Anordnung und Dimensionierung der genannten Elemente dazu eingerichtet, Licht der ersten Lichtquelle 16 über die erste Primäroptik 18 in einem von der Blendenkante 26 begrenzten ersten Strahlengang 32 in eine erste Lichtverteilung zu überführen, die im Vorfeld des Projektionsmoduls 14 und damit im Vorfeld des Scheinwerfers 10 liegt. Dabei wird in dieser Anmeldung unter einem Strahlengang jeweils die Summe aller möglichen Wege verstanden, auf denen Licht von einer Lichtquelle in die von dieser Lichtquelle erzeugte Lichtverteilung vor dem Mehrfunktions-Projektionsmodul 14, beziehungsweise vor dem Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 gelangt.
Figur 2 veranschaulicht eine solche erste Lichtverteilung 34, wie sie sich auf einem Standardmessschirm im Vorfeld des Scheinwerfers 10 ergibt. Der Schirm ist dabei orthogonal zur optischen Achse 12 des Mehrfunktions-Projektionsmoduls 14 ausgerichtet und dient zur
Nachprüfung der Beleuchtungsstärken, die sich im Betrieb des Scheinwerfers auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug einstellen. Der Schirm erstreckt sich in Richtung einer Horizontalen H und einer Vertikalen V, die jeweils orthogonal zueinander und zur optischen Achse 12 des Projektionsmoduls 14 liegen.
Eine aus dem Betrieb des Scheinwerfers resultierende Lichtverteilung wird in der Fig. 2 durch gekrümmt verlaufende Isoluxlinien 36, 38 veranschaulicht. Isoluxlinien zeichnen sich dadurch aus, dass die Lichtintensität entlang einer diesen Linien konstant ist. Bei von Kraftfahrzeugscheinwerfern erzeugten Lichtverteilungen nimmt die Lichtintensität von außen nach innen und damit über die Linie 38 in Richtung über die Linie 36 hinweg zu.
Die in der Fig. 2 dargestellte erste Lichtverteilung 34 resultiert beim Gegenstand der Figur 1 aus dem ersten Strahlengang 32 und weist insbesondere einen hellen Teilbereich 40 auf, der unterhalb einer Hell-Dunkel-Grenze 42 liegt. Die erste Lichtverteilung 34 stellt sich beim Scheinwerfer 10 aus der Figur 1 dann ein, wenn nur die erste Lichtquelle 16 eingeschaltet ist.
Die Hell-Dunkel-Grenze 42 ergibt sich dabei als Bild des Verlaufs der Blendenkante 26. In der dargestellten Ausgestaltung entspricht die erste Lichtverteilung 34 einer regelkonformen Abblendlicht-Lichtverteilung für Rechtsverkehr, bei der die Hell-Dunkel-Grenze 42 auf der linken Seite tiefer liegt als auf der rechten Seite, um eine sonst mögliche Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden.
Figur 3 zeigt das Mehrfunktions-Projektionsmodul 14 aus der Figur 1 mit eingeschalteter zweiter Lichtquelle 20 und ausgeschalteter erster Lichtquelle 16. Das Mehrfunktions-Projektionsmodul 14 ist durch seine Anordnung und die Dimensionierung seiner Elemente dazu eingerichtet, Licht der zweiten Lichtquelle 20 über die zweite Primäroptik 22 in eine Strahltaille 44 zu fokussieren und durch einen zweiten Strahlengang 46 in eine im Vorfeld des Projektionsmoduls 14 liegende zweite Lichtverteilung zu überführen, die einen vorbestimmten zentralen Punkt aufweist.
Eine solche zweite Lichtverteilung wird weiter unten unter Bezug auf die Figur 4 erläutert. Das Mehrfunktions-Projektionsmodul 14, wie es in der Figur 3 dargestellt ist, zeichnet sich durch einen Spiegel 48 aus, der im zweiten Strahlengang 46 zwischen der Strahltaille 44 und der Projektionslinse 28 so angeordnet ist, dass er ein virtuelles Spiegelbild der Strahltaille 44 erzeugt, das um einen Punkt 50 herumliegt, der dem zentralen Punkt der zweiten Lichtverteilung durch eine von der Projektionslinse 28 vermittelte optische Abbildung zugeordnet ist. Dieser Punkt 50 ist bevorzugt der Schnittpunkt der optischen Achse 12 mit der gewölbten Petzval-Fläche 45 der Projektionslinse 28. Die Petzval-Fläche 45 setzt sich aus Punkten zusammen, die von der Projektionslinse 28 auf einer gewölbten Bildfläche scharf abgebildet werden und ist im Allgemeinen sowohl in Richtung einer Vertikalen V als auch in Richtung einer Horizontalen H gewölbt, wobei die Wölbung der Wölbung der Lichteintrittsfläche der Projektionslinse folgt. Der zentrale Punkt 50 liegt damit insbesondere im Abstand der Brennweite f der Projektionslinse 28 im Lichtweg vor der Projektionslinse.
Die Figur 4 veranschaulicht eine solche zweite Lichtverteilung 52, wie sie sich auf einem Schirm im Vorfeld des Scheinwerfers 10, beziehungsweise im Vorfeld des Mehrfunktions-Projektionsmoduls 14 ergibt. Auch hier gilt, dass die Ausrichtung des Schirms orthogonal zur optischen Achse 12 des Mehrfunktions-Projektionsmoduls 14 ist und dass der Schirm sich in Richtung der Horizontalen H und der Vertikalen V erstreckt. Der Schirm erstreckt sich damit insbesondere jeweils orthogonal zur optischen Achse 12 des Projektionsmoduls 14. Isoluxlinien 36, 38, 54 der zweiten Lichtverteilung 52 repräsentieren dabei eine Beleuchtungsstärke, die von außen nach innen, also von der Isoluxlinie 36 über die Isoluxlinie 38 zur Isoluxlinie 54 und darüber hinaus in Richtung auf das Zentrum der zweiten Lichtverteilung 52 hin zunimmt. Die zweite Lichtverteilung 52 weist keine ausgeprägte horizontale Hell-Dunkel-Grenze auf und stellt damit eine typische Fernlicht-Lichtverteilung dar.
Die zweite Lichtverteilung 52 stellt sich beim Scheinwerfer 10 aus den Figuren 1 und 3 dann ein, wenn nur die zweite Lichtquelle 20 eingeschaltet ist, oder wenn beide Lichtquellen 16 und 20 eingeschaltet sind. Die zuletzt genannte Alternative wird zur Erzielung einer möglichst hohen Beleuchtungsstärke bevorzugt. Alternativ kann die Fernlicht-Lichtverteilung auch allein durch die zweite Lichtquelle 22 erzeugt werden. In diesem Fall wird die erste Lichtquelle 16 beim Einschalten der zweiten Lichtquelle 22 ausgeschaltet. Bei dieser Ausgestaltung wird die Lichtstärke im näher am Fahrzeug liegenden Vorfeld durch das Abschalten der ersten Lichtquelle 16 abgeschwächt, was die Aufmerksamkeit des Fahrers dann stärker auf die weiter vor dem Fahrzeug liegenden, durch den weiter reichenden zweiten Strahlengang 46 beleuchteten Bereiche richtet.
Die zweite Lichtverteilung weist einen zentralen Punkt 56 auf. Dieser Punkt 56 liegt in der dargestellten Ausgestaltung im Kreuzungspunkt der Horizontalen H und der Vertikalen V und stellt das von der Projektionslinse 28 vermittelte Bild des Punktes 50 aus der Figur 3 dar. Mit anderen Worten: Der Punkt 50 aus der Figur 3 ist dem zentralen Punkt 56 aus der Figur 4 durch eine optische Abbildung zugeordnet. Die an der Abbildung beteiligten Elemente sind so angeordnet und dimensioniert, dass der Punkt 50 in den zentralen Punkt 56 der zweiten Lichtverteilung 52 in der Figur 4 abgebildet wird. Da der Punkt 50 in dem virtuellen Spiegelbild der Strahltaille 44 liegt, scheint das in den zentralen Punkt 56 der zweiten Lichtverteilung 52 projizierte Licht direkt aus dem Punkt 50 zu kommen.
Die Blendenkante 26 ist die der Primäroptik 18 zugewandte obere Kante der Blende 24. Die Blendenkante 26 liegt näherungsweise in einer Petzval-Fläche 45 der Projektionslinse 28, so dass die überwiegend horizontal verlaufende Blendenkante 26 der Hell-Dunkel-Grenze weitgehend scharf in der ersten Lichtverteilung 34 und damit auch weitgehend scharf auf der Straße abgebildet wird.
Die beiden Lichtquellen 16 und 18 sind bevorzugt unabhängig voneinander schaltbar, und ihr Licht wird in unterschiedlichen Strahlengängen 32, 46 abgestrahlt. Dabei ist der ersten Lichtquelle 16 als Abblendlicht-Lichtquelle der erste Strahlengang 32 als Abblendlicht-Strahlengang zugeordnet, während der zweiten Lichtquelle 20 als Fernlicht-Lichtquelle der zweite Strahlengang 46 als Fernlicht-Strahlengang zugeordnet ist. Das Strahlenbündel des ersten Strahlenganges 32 wird über die erste Primäroptik 18 gebündelt, von der Blende 24 begrenzt und durch die Projektionslinse 28 auf die Straße projiziert.
Das Strahlenbündel des zweiten Strahlengangs 46 wird durch die zweite Primäroptik 22 gebündelt und anschließend durch eine Reflexion am Spiegel 48 auf die Projektionslinse 28 umgelenkt. Der Spiegel 48 liegt bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers bevorzugt unterhalb der Blendenkante 26 der Blende 24. Von der Projektionslinse 28 wird das Fernlicht-Strahlenbündel dann auf die Straße geworfen. Der Spiegel 48 ist so im zweiten Strahlengang 46 angeordnet, dass das virtuelle Spiegelbild der Strahltaille 44 ungefähr im Brennpunkt 50 der Projektionslinse 28 liegt. Damit scheint der zweite Strahlengang 46 aus dem Brennpunkt 50, bzw. dem Schnittpunkt der optischen Achse 12 mit der Petzval-Fläche 45 der Projektionslinse 28 zu kommen. Als Folge wird eine Fernlicht-Lichtverteilung erzeugt, deren Mittelpunkt ungefähr im Punkt 56 der zweiten Lichtverteilung 52 (Fernlicht-Lichtverteilung) liegt.
Dazu muss der Spiegel 48 von der Petzval-Fläche 45 ausgehend weit in Richtung zur Projektionslinse 28 ausgedehnt sein. Dabei erstreckt sich der Spiegel 48 über eine Petzval-Fläche 45 der Projektionslinse hinaus über eine Länge hinweg in einen zwischen der Petzval-Fläche 45 und der Projektionslinse 28 liegenden Raum, die größer als die Hälfte f/2 der Brennweite f der Projektionslinse 28 ist. Als Folge dieser defokussierten Lage werden die Ränder des Spiegels 48 durch die Projektionslinse 28 nicht mehr scharf abgebildet. Dies stellt einen Vorteil dar, weil scharf abgebildete Kanten unerwünschte Kontraste in der zweiten Lichtverteilung 52 bedeuten würden.
Im Gegensatz zum Stand der Technik nach der eingangs bereits genannten US 2006/0120094 wird der zweite Strahlengang 46, also der Fernlicht-Strahlengang, nicht durch die den Abblendlicht-Strahlengang begrenzende Blendenkante 26 begrenzt. Daher besitzt die zweite Lichtverteilung 52, die beim hier vorgestellten Gegenstand aus dem zweiten Strahlengang 46 entsteht, auch keine scharfe Hell-Dunkel-Grenze und die zweite Lichtverteilung 52 entsteht auch nicht durch Überlagerung zweier flächenmäßig komplementärer Lichtverteilungen mit komplementären Hell-Dunkel-Grenzen.
Bei dem hier vorgestellten Gegenstand erlaubt das zusätzlich zur bereits eingeschalteten ersten Lichtquelle 16 erfolgende Einschalten eine Überlagerung der ersten Lichtverteilung 34 und der zweiten Lichtverteilung 52 zu einer Fernlicht-Lichtverteilung, bei der die scharfe Hell-Dunkel-Grenze 42 der ersten Lichtverteilung 34 durch die Überlagerung mit der um den zentralen Punkt 56 zentrierten zweiten Lichtverteilung 52 überstrahlt, beziehungsweise verwischt wird. Alternativ kann die Fernlicht-Lichtverteilung aber auch allein durch die zweite Lichtquelle 22 erzeugt werden. In diesem Fall wird die erste Lichtquelle 16 beim Einschalten der zweiten Lichtquelle 22 ausgeschaltet.
Das Mehrfunktionsprojektionsmodul 14 weist insbesondere zwei bevorzugt unabhängig voneinander schaltbare Lichtquellen 16, 20 mit jeweils einer eigenen fokussierenden Primäroptik 18 (für die erste Lichtquelle 16) und 22 (für die zweite Lichtquelle 20) auf, die das von der jeweils zugeordneten Lichtquelle ausgestrahlte Licht in einer Petzval-Fläche 45 der Projektionslinse bündeln. Die Projektionslinse 28 projiziert die von den Primäroptiken 18 und 22 in der Petzval-Fläche 45 gebildete Lichtverteilung in das Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10, das heißt insbesondere auf die Straße oder auf einen Standardmessschirm. Die Lichtquellen 16, 20 sind bevorzugt als einzelne Halbleiter-Lichtquellen oder als Halbleiter-Lichtarrays ausgeführt, wobei ein Halbleiter-Lichtarray aus mehreren Halbleiter-Lichtquellen besteht. Halbleiter-Lichtquellen sind zum Beispiel Lumineszenzdioden (LED) oder Laserdioden. Die fokussierenden Primäroptiken 18 und 22 können als Reflektoren oder Linsen ausgeführt sein. Für Reflektoren kommen reflektierend beschichtete Strukturen in Frage, bei denen das Licht durch Luft propagiert, auf die reflektierende Beschichtung auftrifft und von dort weiter durch Luft propagiert. Alternativ kommen Licht-leitende Primäroptiken in Frage, bei denen das Licht in das Licht-leitende Material der Primäroptik eingekoppelt und dort an Grenzflächen dieses Materials zu umgebenden Luft interne Totalreflexionen erfährt. Diese Ausgestaltungen sind bevorzugt, weil die internen Totalreflexionen nahezu verlustlos erfolgen. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Halbleiter-Lichtquellen für Scheinwerferlichtfunktionen von Vorteil, da Halbleiter-Lichtquellen, beispielsweise im Vergleich zu Gasentladungslampen, eher geringere Lichtströme abstrahlen.
Vorteilhaft sind auch Primäroptiken, in denen der Strahlengang geteilt wird, wobei ein Strahlenbündel durch eine Linse projiziert wird und weitere Strahlenbündel durch interne Totalreflexionen an einer Grenzfläche der Primäroptik umgelenkt werden.
Die Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Einzelnen zeigt die Figur 2 ein Mehrfunktionsprojektionsmodul 58, das sich von dem Mehrfunktionsprojektionsmodul 14 aus der Figur 1 dadurch unterscheidet, dass anstelle der Blende 24 des Mehrfunktionsprojektionsmoduls 14 eine geänderte Blende 60 verwendet wird. Im Übrigen entsprechen die weiteren Bestandteile des Mehrfunktionsprojektionsmoduls 56 den mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Elementen des Mehrfunktionsprojektionsmoduls 14 aus der Figur 1. Für eine Erläuterung dieser Elemente wird daher auf die weiter oben ausgeführten Erläuterungen zu den Figuren 1 und 2, insbesondere Figur 1, verwiesen.
Die Blende 60 des Mehrfunktionsprojektionsmoduls 58 aus der Figur 5 ist als Spiegelblende realisiert, die sich von der Blendenkante 26 ausgehend in einen zwischen der Blendenkante 26 und der ersten Primäroptik 18 liegenden Raum erstreckt. Die Blende 60 weist einen in den ersten Strahlengang 32 zwischen der ersten Primäroptik 18 und der Blende 26 streifend hineinragenden Spiegel 62 auf, an dem ein Teil des in dem ersten Strahlengang 32 propagierenden Lichtes umgelenkt wird und dadurch einen weiteren Strahlengang 32a bildet.
Das in den weiteren Strahlengang 32a umgelenkte Licht entspricht dabei genau dem Licht, das beim Gegenstand der Figur 1 unterhalb der Blendenkante 26 auf die Blende 24 trifft. Beim Gegenstand der Figur 1 wird dieses Licht aus dem ersten Strahlengang 32 ausgeblendet und absorbiert. Es gelangt daher nicht in die aus dem ersten Strahlengang 32 resultierende erste Lichtverteilung 34 (Abblendlicht-Lichtverteilung), wie sie in der Figur 2 dargestellt ist. Insofern wird die Ausbildung einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze 42 in der ersten Lichtverteilung 34 beim Gegenstand der Figur 1 mit einer gewissen Schwächung der Helligkeit im hellen Teilbereich 40 unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze 42 der ersten Lichtverteilung 34 erkauft.
Dieser Nachteil wird beim Gegenstand der Figur 5 vermieden. Beim Gegenstand der Figur 5 wird das unterhalb der Blendenkante 26 auf die Blende 60 auftreffende Licht dort nicht absorbiert, sondern vergleichsweise flach in den weiteren Strahlengang 32a umgelenkt. Das im weiteren Strahlengang 32a propagierende Licht wird dann im Folgenden durch die Projektionslinse 28 gebrochen, wobei die Neigung des Spiegels 62 gegenüber der optischen Achse 12 so auf die Geometrie und Brechungseigenschaften der Projektionslinse 28 abgestimmt ist, dass das im weiteren Strahlengang 32a propagierende Licht in den hellen Teilbereich 40 der ersten Lichtverteilung 34 unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze 42 projiziert wird. Dadurch wird die Beleuchtungsintensität in dem hellen Teilbereich 40 erhöht, was insbesondere bei Halbleiter-Lichtquellen als Abblendlicht-Lichtquellen von Vorteil ist. Mit anderen Worten: Durch die Verwendung einer Abblendlicht-Spiegelblende 60 wird der Wirkungsgrad des Mehrfunktionsprojektionsmoduls für das Abblendlicht erhöht. Dabei wird unter dem Wirkungsgrad zum Beispiel die auf die Lichtleistung der Abblendlicht-Lichtquelle normierte Lichtleistung verstanden, mit der der helle Teilbereich 40 beleuchtet wird.
Dabei scheinen die den Wirkungsgrad erhöhenden, im weiteren Strahlengang 32a propagierenden Lichtstrahlen aus einem Bereich unterhalb der Lichtaustrittsfläche der ersten Primäroptik 18 zu stammen. Der Spiegel 62 der Blende 60 bewirkt insofern eine virtuelle Verbreiterung der Lichtaustrittsfläche der ersten Primäroptik 18.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Spiegel 62 als metallische Spiegelfläche ausgeführt und bildet zusammen mit der Blende 60 ein einstückiges Bauteil. Die Blende 60 weist auf ihrer dem Strahlengang 46 (Fernlicht-Strahlengang) zugewandten Seite den bereits beschriebenen Spiegel 30 auf, der im zweiten Strahlengang 46 zwischen der Strahltaille 44 und der Projektionslinse 28 angeordnet ist und der ein virtuelles Spiegelbild der Strahltaille 44 erzeugt. Die metallischen Spiegelflächen werden bevorzugt durch Beschichten der entsprechenden Bereiche der Blende 60 mit Metall, insbesondere durch ein Aufdampfen von Metall, erzeugt. Vor dem Beschichten mit Metall wird der Bereich bevorzugt noch mit einer Rauhigkeiten der Oberfläche glättenden Lackierung versehen. Beide Spiegel können dabei vorteilhafter Weise in einem Arbeitsgang metallisiert werden.
Die im Lichtweg hinter der Blendenkante 26 liegende und dem ersten Strahlengang 32 zugewandte Rückseite 64 des Spiegels 30 weist in einer bevorzugten Ausgestaltung einen Licht diffus streuenden Belag und/oder diffus streuende Strukturen auf. Dadurch können störende Lichtreflexe in der Abblendlicht-Lichtverteilung vermieden werden. Solche Lichtreflexe könnten entstehen, wenn im Scheinwerfer vagabundierendes und auf die Rückseite 64 einfallendes Licht von dort durch die Projektionslinse 28 in Bereiche der ersten Lichtverteilung 34 (Abblendlicht-Lichtverteilung) projiziert würde, die oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegen.
Alternativ kann die Rückseite 64 aber auch einen streuenden Belag oder streuende Strukturen aufweisen, die bewusst dazu eingerichtet sind, auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle 18 so auf die Projektionslinse 28 zu reflektieren, dass es von der Projektionslinse 28 als definierte Overhead-Beleuchtung in einen dunklen Teilbereich der ersten Lichtverteilung 34, also in einen oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Teilbereich der ersten Lichtverteilung 34 gebrochen wird. Eine solche, vergleichsweise schwache Beleuchtung bestimmter Teilbereiche oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze ist gesetzeskonform und dient zum Beispiel dazu, die Sichtbarkeit von Verkehrsschildern zu verbessern.
Die bis hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich durch eine nicht transparente, spiegelnde und/oder absorbierende Blende aus, bei der durch Luft propagierendes Licht an einer bevorzugt metallischen Spiegelfläche reflektiert wird.
Figur 6 zeigt eine Ausgestaltung, bei der der im zweiten Strahlengang 46 liegende Spiegel 30, der das virtuelle Spiegelbild der Strahltaille 44 in dem Brennpunkt 50 der Projektionslinse 28 erzeugt, als Grenzfläche eines Lichtleiters 66 realisiert ist. In der dargestellten Ausgestaltung bildet der den Spiegel 30 aufweisende Lichtleiter 66 mit der zweiten Primäroptik 22 eine einstückige bauliche Einheit. Dies hat den Vorteil, dass sämtliche optisch aktiven Flächen des Lichtleiters 66 in ihrer Lage zueinander durch die Form des Lichtleiters 66 stabil festgelegt sind. Zu den optisch aktiven Flächen zählen die der zweiten Lichtquelle 20 zugewandte Lichteintrittsfläche 68, Transportflächen 70, an denen das im Lichtleiter 66 propagierende Licht interne Totalreflexionen erfährt, eine der Projektionslinse 28 zugewandte Lichtaustrittsfläche und die als TIR-Spiegel 30 (TIR=total internal reflection) wirkende Grenzfläche. Dadurch ist bei der Herstellung eines Mehrfunktionsprojektionsmoduls, wie es in der Figur 6 dargestellt ist, keine Justierung dieser Flächen zueinander erforderlich.
Vorteilhaft ist auch, dass der im Vergleich zu den Primäroptiken 18 und 22 vergleichsweise voluminöse Lichtleiter 66 eine zusätzliche Nutzung als Halter für die Blende erlaubt, mit der die scharfe Hell-Dunkel-Grenze 42 in der ersten Lichtverteilung 34, also in der Abblendlicht-Lichtverteilung erzeugt wird.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist eine als TIR-Spiegel 30 wirkende Grenzfläche ein Teil eines von der Primäroptik verschiedenen Umlenkprismas. Unabhängig davon ob es sich bei der als Spiegel dienenden Fläche um eine metallische, an Luft angrenzende Fläche oder um eine TIR-Grenzfläche handelt, ist diese Fläche bevorzugt plan. Alternativ dazu kann sie aber auch konvex oder konkav ausgeführt sein und/oder streuende Mikrogeometrien aufweisen.
Die Figur 6 zeigt eine Ausgestaltung, bei der eine den ersten Strahlengang 32, also das von der ersten Lichtquelle 16 ausgehende Licht begrenzende Spiegelblende 60 an den Lichtleiter 66 montiert ist. Die Spiegelblende 60 ist daher zunächst ein von dem Lichtleiter 66 verschiedenes Bauteil.
In der Ausgestaltung nach Fig. 6 handelt es sich um eine Spiegelblende 60 mit einem Spiegel 62, wie er im Zusammenhang mit der Figur 5 erläutert worden ist. Anstelle einer solcher Spiegelblende 60 kann aber auch eine unterhalb der Blendenkante 26 absorbierende Blende verwendet werden. Dazu kann die Fläche des Spiegels 62 der Blende 60 zum Beispiel mit einem absorbierenden oder diffus reflektierenden Material belegt sein.
Die Figur 7 zeigt den Gegenstand der Figur 6 bei eingeschalteter erster Lichtquelle 16 und ausgeschalteter zweiter Lichtquelle 20. Für die Erläuterung der Strahlengänge 32 und 32a wird auf die Figur 5 verwiesen.
Die Figuren 8, 9 und 10 zeigen jeweils eine perspektivische Darstellung der Gegenstände der Figuren 1, 5 und 6. Die perspektivischen Darstellungen sollen dabei zu einem besseren Verständnis der jeweiligen Gegenstände beitragen. So ist aus den perspektivischen Darstellungen insbesondere erkennbar, dass der Verlauf der Blendenkante 26 der Petzval-Fläche 45 der Projektionslinse 28 folgt und daher eine gewisse Krümmung in einer horizontalen Ebene aufweist. Darüber hinaus veranschaulicht die strukturierte Rückseite 64 des Spiegels 30 in der Figur 9 die fakultativ vorhandenen, streuenden Strukturen, die im Zusammenhang mit der Figur 5 erläutert worden sind und die zur Vermeidung unerwünschter Reflexe und/oder zur Erzeugung einer definierten Overhead-Beleuchtung dienen.

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit einem Mehrfunktions-Projektionsmodul (14), das eine erste Lichtquelle (16), eine erste Primäroptik (18), eine zweite Lichtquelle (20), eine zweite Primäroptik (22), eine Blende (24) mit einer Blendenkante (26), eine Projektionslinse (28) und einen Spiegel (30) aufweist, und das dazu eingerichtet ist, Licht der ersten Lichtquelle (16) über die erste Primäroptik (18) in einem von der Blendenkante (26) begrenzten ersten Strahlengang (32) in eine im Vorfeld des Projektionsmoduls (14) liegende erste Lichtverteilung (34) zu überführen, Licht der zweiten Lichtquelle (20) über die zweite Primäroptik (22) in einem zweiten Strahlengang (46) in eine Strahltaille (44) zu fokussieren und in eine im Vorfeld des Projektionsmoduls (14) liegende zweite Lichtverteilung (52) zu überführen, die einen vorbestimmten zentralen Punkt (56) aufweist, der bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers (10) im Kraftfahrzeug auf einem Schnittpunkt einer horizontalen Linie H = 0 und einer vertikalen Linie V = 0 vor dem Kraftfahrzeug liegt, wie sie jeweils durch lichttechnische Normen für Kraftfahrzeuge vorgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (30) im zweiten Strahlengang (46) zwischen der Strahltaille (44) und der Projektionslinse (28) so angeordnet ist, dass er ein virtuelles Spiegelbild der Strahltaille (44) erzeugt, das um einen Punkt (50) herum liegt, der dem zentralen Punkt (56) der zweiten Lichtverteilung (52) durch eine von der Projektionslinse (28) vermittelte Abbildung zugeordnet ist.
  2. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Spiegel (30) über eine Petzval-Fläche (45) der Projektionslinse (28) hinaus über eine Länge hinweg in einen zwischen der Petzval-Fläche (45) und der Projektionslinse (28) liegenden Raum erstreckt, die größer als die Hälfte (f/2) der Brennweite (f) der Projektionslinse (28) ist.
  3. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (30) bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers (10) unterhalb der Blendenkante (26) der Blende (24) liegt.
  4. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenkante (26) in einem Abstand von der Projektionslinse (28) angeordnet ist, der einer Brennweite (f) der Projektionslinse (28) entspricht.
  5. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückseite (64) des Spiegels (30) einen Licht diffus streuenden Belag und/oder diffus streuend Strukturen und/oder streuende Strukturen aufweist, die dazu eingerichtet sind, auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle (16) so auf die Projektionslinse (28) zu reflektieren, dass es von der Projektionslinse (28) als definierte Overhead-Beleuchtung in einen dunklen Teilbereich der ersten Lichtverteilung (34) gebrochen wird.
  6. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende als Spiegelblende (60) realisiert ist, die sich von der Blendenkante (26) ausgehend in einen zwischen der Blendenkante (26) und der ersten Primäroptik (18) liegenden Raum erstreckt und die dazu eingerichtet ist, einfallendes Licht so auf die Projektionslinse (28) zu reflektieren, dass es von der Projektionslinse (28) in einen hellen Teilbereich (40) der ersten Lichtverteilung (34) gebrochen wird.
  7. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (30) als metallische Spiegelfläche ausgeführt ist und mit der Blende zusammen ein einstückiges Bauteil bildet.
  8. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (30) eine Grenzfläche eines Lichtleiters (66) ist.
  9. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (66) als Bestandteil einer einstückigen zweiten Primäroptik (22) realisiert ist.
  10. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelblende (60) ein von dem Lichtleiter (66) verschiedenes Bauteil ist.
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