WO2014114307A1 - Scheinwerferlinse für einen fahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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WO2014114307A1
WO2014114307A1 PCT/EP2013/002943 EP2013002943W WO2014114307A1 WO 2014114307 A1 WO2014114307 A1 WO 2014114307A1 EP 2013002943 W EP2013002943 W EP 2013002943W WO 2014114307 A1 WO2014114307 A1 WO 2014114307A1
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light
optical axis
headlight lens
straight line
headlight
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PCT/EP2013/002943
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English (en)
French (fr)
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Wolfram Wintzer
Hans Scheibner
Hagen Goldammer
Original Assignee
Docter Optics Se
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/27—Thick lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/29—Attachment thereof
    • F21S41/295—Attachment thereof specially adapted to projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
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    • F21S41/322—Optical layout thereof the reflector using total internal reflection
    • G—PHYSICS
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    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source

Definitions

  • the invention relates to a headlight lens for a vehicle headlight, in particular for a motor vehicle headlight, wherein the headlight lens has a one-piece body made of a transparent material with at least one light entry surface and with at least one optically effective light exit surface.
  • WO 2012/072188 A1 discloses a headlight lens for a motor vehicle headlight, wherein the headlight lens comprises a body of a transparent material having at least one light entry surface and at least one optically effective light exit surface, and wherein the body comprises a light tunnel, which with a kink in a Licht barnleitteil for mapping the bend as a light-dark boundary passes.
  • a headlamp lens for a vehicle headlight in particular for a motor vehicle headlamp
  • the headlamp lens has a, in particular bright-pressed, in particular one-piece, body of a transparent material with at least one, in particular optically active, light entry surface and with at least one optically effective light exit surface
  • the body comprises a light tunnel, which merges with a bend in a light transmission member for imaging of the bend as a light-dark boundary
  • the, in particular one-piece, body an alignment structure for aligning the Headlamp lens in a vehicle headlamp and / or to align the headlight lens to a light source for irradiation of light into the light entrance surface.
  • the alignment of the headlight lens is carried out in particular by means of the alignment structure, a housing part is aligned, which mechanically connects the headlight lens with the light source.
  • An alignment structure in the sense of the invention can be or have a contact element or a contact structure or a contact surface for the corresponding housing part.
  • a housing part is in the context of the invention, in particular an element or a component which mechanically connects the headlight lens with the light source.
  • An optically effective light entry surface or an optically effective light exit surface is an optically effective surface of the one-piece body.
  • An optically effective surface in the sense of the invention is in particular a surface of the transparent body on which the light refraction occurs when the headlight lens is used as intended.
  • An optically effective surface in the sense of the invention is in particular a surface on which, when the headlight lens is used as intended, the direction of light passing through this surface is changed.
  • Transparent material is in the sense of the invention, in particular glass.
  • Transparent material is in the context of the invention, in particular inorganic glass.
  • Transparent material is in the sense of the invention, in particular silicate glass.
  • Transparent material is in the context of the invention, in particular glass, as described in PCT / EP2008 / 010136.
  • Glass according to the invention comprises in particular
  • blank presses should be understood in particular to press a (in particular visually effective) surface in such a way that a closing post-processing of the contour of this (in particular visually effective) surface can be omitted or deleted or not provided. It is thus provided in particular that a bright-pressed surface is not ground after the blank presses.
  • a light tunnel in the sense of the invention is characterized in particular in that substantially total reflection takes place on its lateral (in particular top, bottom, right and / or left) surfaces, so that light entering through the light entry surface is guided through the tunnel as a light guide.
  • a light tunnel in the sense of the invention is in particular a light guide.
  • the surfaces of the light tunnel oriented substantially in the direction of the optical axis of the light tunnel are provided for the total reflection.
  • a light tunnel in the sense of the invention advantageously tapers in the direction of its light entry surface.
  • a light tunnel in the sense of the invention advantageously tapers in the direction of its light entry surface by at least 3 °.
  • a light tunnel in the sense of the invention advantageously tapers in the direction of its light entry surface by at least 3 ° with respect to its optical axis.
  • a light tunnel according to the invention advantageously tapers at least partially in the direction of its light entry surface.
  • a light tunnel according to the invention advantageously tapers at least partially in the direction of its light entry surface by at least 3 °.
  • a light tunnel according to the invention advantageously tapers at least partially in the direction of its light entry surface by at least 3 ° with respect to its optical axis. It is also possible to provide multiple light tunnels, as described in WO 2012/072188 A1 (cf., FIGS. 14, 15, 16 and 17 of WO 2012/072188 A1).
  • a kink in the sense of the invention is in particular a curved transition.
  • a kink in the sense of the invention is in particular a curved transition having a radius of curvature of not less than 50 nm. It is provided in particular that the surface of the headlight lens has no discontinuity in the bend, but a curvature. It is especially provided that the surface of the headlight lens in Kink has a curvature, in particular with a radius of curvature of curvature in the bend of not less than 50 nm. In an advantageous embodiment, the radius of curvature is not greater than 5 mm. In an advantageous embodiment, the radius of curvature is not greater than 0.25 mm, in particular not greater than 0.15 mm, advantageously not greater than 0.1 mm. In a further advantageous embodiment of the invention, the radius of curvature of the curvature in the bend is at least 0.05 mm. In particular, it is provided that the surface of the headlight lens is blank-pressed in the bending region.
  • a first straight line intersects a second straight line at an angle which is 1 ° to 10 ° when viewed from the first straight line in a view of the headlight lens in which the Licht micleitteil is right of the light tunnel, where the first straight line
  • the radiation power of the light which enters the headlight lens through the light entry surface and emerges from the light exit surface is at least 80%, in particular at least 88%, in particular up to 95 %, which is radiant power of the light entering the headlamp lens through the light entrance surface.
  • the light tunnel comprises an area on its surface which essentially corresponds to a part of the surface of an ellipsoid.
  • a first straight line intersects a second straight line at an angle which is 1 ° to 10 ° when viewed from the first straight line in a view of the headlight lens in which the Licht practitionerleitteil is right of the light tunnel, where the first straight line - The or an optical axis of the Licht malleitteils and / or the or an optical axis of the light exit surface and / or
  • the radiation power of the light which enters the headlight lens through the light entry surface and emerges from the light exit surface is at least 80%, in particular at least 88%, in particular up to 95 %, which is radiant power of the light entering the headlamp lens through the light entrance surface.
  • a vertical plane in the sense of the invention is in particular a vertical plane in the direction of the optical axis of the light exit surface and / or the optical axis of the light transmission part.
  • the foci of the ellipsoid in the sense of the invention are its foci. Examples of the focal points of an ellipsoid are the points F1 and F2 in FIG. 8 and FIG. 9.
  • the intersection of the first straight line with the second straight line is provided in the bend and / or in the transition from the light tunnel to Licht practitionerleitteil.
  • the transition from the ellipsoidally configured region of the light tunnel upwardly delimiting surface to the transition region can be effected by means of a bright pressed bend.
  • the alignment structure is arranged on a light tunnel facing surface of the Licht practitionerleitteils.
  • the alignment structure comprises at least one spherical segment.
  • the alignment structure comprises at least two, in particular at least three, spherical segments.
  • the alignment structure comprises at least one hole, at least one hole, at least one notch and / or at least one indentation.
  • a dent within the meaning of the invention may in particular be a negative contour of a spherical segment.
  • the alignment structure comprises at least one cone.
  • a cone in the sense of the invention may in particular also be a partially revolving cone, as shown for example in FIG. 16.
  • a cone in the sense of the invention comprises in particular an axis which runs substantially or approximately parallel to the optical axis of the light tunnel or to the optical axis of the light exit surface or of the light transmission part.
  • a cone according to the invention may also comprise a plurality of separate sections of a cone.
  • the alignment structure comprises an inclined surface.
  • the alignment structure comprises at least two, in particular at least three inclined surfaces.
  • An inclined surface in the sense of the invention can also be a section of a cone.
  • the headlight lens comprises a flange.
  • the flange may be circumferential, but the flange may be interrupted.
  • a flange according to the invention is in particular arranged completely or partially around the light transmission part.
  • the flange limits, at least partially, the light exit surface.
  • the light exit surface is segmented.
  • the light exit surface comprises at least three segments, which are separated from each other in particular by means of a notch or a kink.
  • the light tunnel is arranged between the bend and the light entry surface.
  • the Licht beleitteil between the kink and the light exit surface is arranged. It is provided in particular that light which enters the transparent body through the light entry surface and enters the pass-through part in the region of the bend from the light tunnel exits the light exit surface at an angle between -30 ° and 30 ° to the optical axis.
  • light which enters the transparent body through the light entry surface exits the light exit surface at an angle between -30 ° and 30 ° to the optical axis. It is provided, in particular, that light which enters the transparent body through the light entry surface and enters the pass-through part from the light tunnel in the region of the bend, emerges from the light exit surface substantially parallel to the optical axis. It is provided, in particular, that light which enters the transparent body through the light entry surface emerges from the light exit surface substantially parallel to the optical axis.
  • the kink comprises an opening angle of at least 90 °. In a further advantageous embodiment of the invention, the kink comprises an opening angle of not more than 150 °. In a further advantageous embodiment of the invention, the kink is arranged on one of the light entry surface facing surface of the Licht micleitteils.
  • the orthogonal of the light entry surface is inclined relative to the optical axis of the Licht malleitteils and / or the light tunnel.
  • the light entry surface relative to the optical axis of the Licht beleitteils and / or the light tunnel at an angle between 5 ° and 70 °, in particular at an angle between 20 ° and 50 °, inclined.
  • the light tunnel comprises an area on its surface, which corresponds essentially to at least 15% of the surface of an ellipsoid.
  • a light tunnel facing surface of the Licht beleitteils is at least in the region of the bend to the transition into the light tunnel, in particular convex, curved.
  • the bend is curved in its longitudinal course.
  • the bend is curved in its longitudinal course with a radius of curvature between 5 mm and 100 mm.
  • the bend is curved in its longitudinal course corresponding to a Petzwalkurve.
  • the bend comprises in its longitudinal course a curvature with a radius of curvature in orientation of the optical axis of the light tunnel and / or the Licht beleitteils.
  • the radius of curvature is directed against the light exit surface.
  • the kink is curved in a first direction and in a second direction.
  • the first direction is orthogonal to the second direction.
  • the kink is curved in a first direction with a first radius of curvature and in a second direction with a second radius of curvature, wherein the second radius of curvature is orthogonal to the first radius of curvature.
  • a part of the surface of the passage part facing the light tunnel is designed as a Petzwal surface.
  • the light tunnel facing surface of the Licht beitteils in a region in which it merges into the light tunnel designed as Petzwal condensation.
  • the length of the headlight lens in the orientation of the optical axis of the light tunnel and / or the Licht barnleitteils is not more than 8 cm.
  • a headlight lens according to the invention has a notched Licht micleitteil, as disclosed for example in Fig. 11 of WO 2012/072189 A2.
  • a vehicle headlight in particular by a motor vehicle headlight, wherein the vehicle headlight a - comprising in particular one or more of the aforementioned features - headlight lens, a light source for coupling light into the light entrance surface of the headlight lens and a housing part for mechanically connecting the alignment structure with the light source.
  • the light source comprises at least one LED or an array of LEDs.
  • the light source comprises at least one OLED or an array of OLEDs.
  • the light source can also be, for example, a flat illuminated field.
  • the light source may also comprise light-emitting chip as disclosed in DE 103 15 131 A1.
  • a light source can also be a laser.
  • the radiation power of the light that enters the headlight lens through the light entry surface and emerges from the light exit surface at least 70%, in particular at least 75%, of the radiation power of light emitted from the light source.
  • the vehicle headlight does not have the secondary lens associated with the headlight lens.
  • a secondary optics in the sense of the invention is in particular an optical system for aligning light which emerges from the light exit surface or the last light exit surface of the headlight lens.
  • a secondary optics in the context of the invention is in particular a separate from the headlight lens and / or downstream optical element for aligning light.
  • a secondary optics in the sense of the invention is in particular not a cover or protective disk (but an optical element which is provided for the alignment of light).
  • An example of secondary optics is, for example, a secondary lens, as disclosed in DE 10 2004 043 706 A1.
  • the bend which is depicted as a cut-off line, lies in the lower region of the light tunnel.
  • the distance of the light source from the center of the light exit surface in the orientation of the optical axis of the light tunnel and / or the Licht beleitteils is not more than 10 cm. In a further advantageous embodiment of the invention, the length of the vehicle headlight in the orientation of the optical axis of the light tunnel and / or the Licht beleitteils is not more than 10 cm.
  • One or more further light sources may be provided, the light of which is coupled into or injected into the transmission part and / or a part of the light tunnel for implementing the signal light, the high beam and / or the bend light.
  • additional light source arrangements can be provided, as described or claimed in WO 2012/072192 A1. Additional light source arrangements are described in particular in FIGS. 10, 14, 15, 18, 19, 20 and 21 of WO 2012/072192 A1.
  • the headlight lens according to the invention can also be used in particular in arrays with mutually inclined optical axes, as disclosed, for example, in WO 2012/072193 A2, in particular in FIG. 24 of WO 2012/072193 A2.
  • the headlight lens according to the invention is used in vehicle configurations, as disclosed or claimed in WO 2012/072191 A2.
  • the light source and the light entry surface are configured and arranged to each other such that light of the light source enters the light entry surface with a luminous flux density of at least 75 Im / mm 2 .
  • the aforementioned headlight lenses can be produced by means of a method described in WO 2012/072188 A1.
  • a light entry surface according to the invention and / or a light exit surface according to the invention has a light-scattering structure.
  • a light-scattering structure according to the invention may, for. Example, be a structure as disclosed in DE 10 2005 009 556 A1 and EP 1 514 148 A1 or EP 1 514 148 B1.
  • a light tunnel is coated in the sense of the invention.
  • a light tunnel according to the invention is coated with a reflective layer.
  • a light tunnel is mirrored in the sense of the invention.
  • Motor vehicle in the sense of the invention is in particular a land vehicle which can be used individually in road traffic. Motor vehicles according to the invention are not limited in particular to land vehicles with internal combustion engine.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a motor vehicle headlight for use in the motor vehicle according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows the motor vehicle headlight according to FIG. 2 in a side view
  • FIG. 4 shows a headlight lens for a motor vehicle headlight according to FIG. 3 in a perspective rear view, FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged fragmentary cross-sectional view of a bend for the transition of a light tunnel in a passage part of a headlight lens of FIG. 3,
  • FIG. 6 shows a light-dark boundary generated by means of the headlight lens according to FIG. 3
  • FIG. 7 shows a detail of a light tunnel of the headlight lens according to FIG. 3 in a side view
  • FIG. 9 shows the ellipsoid according to FIG. 8 with a superposed representation of a part of the light tunnel illustrated in FIG. 7 in a cross-sectional representation, FIG.
  • FIG. 10 shows an embodiment of a headlight lens for alternative use instead of the headlight lens according to FIG. 3 in a rear view, FIG.
  • FIG. 12 is a detail of FIG. 11 in an enlarged view
  • FIG. 13 shows an embodiment of a headlight lens for alternative use instead of the headlight lens according to FIG. 3 in a rear view, FIG.
  • FIG. 15 is a detail of FIG. 14 in an enlarged view
  • FIG. 16 shows an embodiment of a headlight lens for alternative use instead of the headlight lens according to FIG. 3 in a rear view, FIG.
  • 17 is the headlight lens of FIG. 16 in a plan view
  • FIG. 18 shows an embodiment of a headlight lens for alternative use instead of the headlight lens according to FIG. 3 in a rear view, FIG.
  • FIG. 19 is a detail of FIG. 18 in an enlarged view
  • 20 is a sectional view of the headlight lens of FIG. 18
  • FIG. 121 is a detail of FIG. 20 in an enlarged view.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a motor vehicle 1 with a motor vehicle headlight 10.
  • Fig. 2 shows the motor vehicle headlight 10 in an oblique plan view with a headlight lens 100, but without housing, brackets and power supply, the headlight lens 100 in Fig. 3 in a side view and is shown in a perspective rear view, but also without housing, brackets and power supply.
  • the headlight lens 100 comprises a bright-pressed one-piece body of inorganic glass, especially glass, the
  • the bright-pressed one-piece body comprises a light tunnel 108, which has on one side a light entrance surface 101 and on another side with a bend 107 in a Licht barnleitteil 109 (the bright-pressed one-piece body) merges, which has a segmented light exit surface 102, whose segments with reference numerals 102A, 102B and 102C.
  • the headlight lens 100 is configured in such a way that light which enters the headlight lens 100 through the light entry surface 101 and enters the light transmission part from the light tunnel 108 in the region of the bend 107 exits the light exit surface 102 essentially parallel to the optical axis of the headlight lens 100.
  • the Licht josleitteil 109 forms the kink 1p7 as a light-dark boundary, as shown in Fig. 6, wherein by means of the light source 11 for implementing a low beam light in the light entrance surface 101 of the light tunnel 108 is blasted or coupled.
  • the light tunnel 108 has a transitional area 108A in which the surface upwardly bounding the light tunnel 108 increases toward the light transmission part 109 and in which the surface downwardly bounding the light tunnel 108 extends horizontally or parallel to the optical axis of the headlight lens 100.
  • the motor vehicle headlight 10 may be supplemented by further light sources, as disclosed in WO 2012/072188 A1 and WO 2012/072192 A1.
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of the bend 107 for the passage of the light tunnel 108 into the light transmission part 109, the kink 107 is formed by blank pressing and designed as a continuous curved transition.
  • FIG. 7 shows a partially enlarged view of part of the light tunnel 108.
  • the upper part of the part of the light tunnel depicted in FIG. 7 is designed as an ellipsoid 150, as shown in FIG. 8.
  • a portion of the cross section of the light tunnel 108 of the representation of the ellipsoid 150 is superimposed in Fig. 9.
  • ellipsoid 150 shown in FIG. 8 :
  • a, b and thus c are chosen so that all the light rays passing through the focus F1 collect again after mirroring in the ellipsoidal surface in the focus F2.
  • Reference numeral 120 in Fig. 7 denotes the orthogonal of the light entrance surface 101.
  • the common intersection of Orthogonal 120 of the light entrance surface 101 with the light beams 121 and 122 is designated by reference numeral 115. The position of this point of intersection 115 corresponds to the focus F1 in FIG. 8 and FIG. 9.
  • the headlight lens 100 is configured such that a (virtual) straight line designated by reference numeral 161 in FIG. 3 intersects a (virtual) straight line designated by reference numeral 162 at an angle ⁇ which, viewed in a clockwise direction, starting from the first straight line 1 ° to 10 °, advantageously 3 ° to 7 °, advantageously in about 5 °, wherein the straight line 161 - the or an optical axis of the Licht beleitteils 109 and / or the or an optical axis of Light exit surface 102 and / or the projection of the optical axis of the light transmission part 109 onto a vertical plane and / or the projection of the optical axis of the light exit surface 102 onto the vertical plane
  • the headlight lens 100 is thereby or designed such that the radiation power of the light, which enters the headlight lens 100 through the light entry surface 101 and exits the light exit surface 102, in about 90%, the radiation power of the light is that through the light entrance surface 101st enters the headlight lens 100.
  • the headlight lens 100 includes an alignment structure having three spherical segments 131, 132, and 133 disposed on the surface 110 of the light transmission member 109 facing the light tunnel 108. By means of the alignment structure or the spherical segments 131, 132, 133, a housing part is aligned, which mechanically connects the headlight lens 100 with the light source 11. In this way, the light source 11 and the light entrance surface 101 are precisely aligned with each other.
  • the headlight lens 100 also includes a circumferential flange 130. It may be provided that the headlight lens 100 is also fixed by means of the flange 130 in the housing.
  • Fig. 10 shows a headlight lens 200 for alternative use instead of the headlight lens 100 in a rear view, wherein like reference numerals as in Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4 designate the same or similar elements.
  • 11 shows the headlight lens 200 in a plan view.
  • FIG. 12 shows a section in enlarged form, designated by reference numeral 240 in FIG. 11.
  • the headlight lens 200 comprises, at the transition region between the light transmission part 109 and a light tunnel 108, an alignment structure implemented by three inclined surfaces 231, 232, 233 as an alternative to the alignment structure of the headlight lens 100.
  • Fig. 13 shows a headlight lens 300 for alternative use instead of the headlight lens 100 in a rear view, wherein like reference numerals as in Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4 denote the same or similar elements.
  • Fig. 14 shows the Headlight lens 300 in a plan view.
  • FIG. 15 shows an enlarged view of a detail designated by reference numeral 340 in FIG. 14.
  • the headlight lens 300 includes an alignment structure having a partial circumferential cone 332 interrupted at its apex by a notch 331 such that the cone 332 includes two portions 332A and 332B.
  • Fig. 16 shows a headlight lens 400 for alternative use instead of the headlight lens 100 in a rear view, wherein like reference numerals as in Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4 designate the same or similar elements.
  • 17 shows the headlight lens 400 in a plan view.
  • the headlight lens 400 is a simplified configuration with respect to the headlight lens 300 and includes an alignment structure implemented by a partial circumferential cone 431.
  • Fig. 18 shows a headlight lens 500 for alternative use instead of the headlight lens 100 in a rear view, wherein like reference numerals as in Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4 denote the same elements.
  • the headlight lens 500 includes an alignment structure that includes an alignment bore 531 that tapers and an alignment surface 532.
  • 20 shows a sectional view of the headlight lens 500 along the section line A-A in FIG. 18.
  • FIG. 21 shows an enlarged detail of FIG. 20, designated by the reference numeral 550 in FIG.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferlinse (100) für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse (100) einen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche (101) und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche (102) aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel (108) umfasst, der mit einem Knick (107) in einen Lichtdurchleitteil (109) zur Abbildung des Knicks (107) als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, und wobei der Körper eine Ausrichtstruktur (131, 132, 133, 231, 232, 233, 331, 332, 432, 531, 532) zur Ausrichtung der Scheinwerferlinse (100) in einem Fahrzeugscheinwerfer und/oder zur Ausrichtung der Scheinwerferlinse (100) zu einer Lichtquelle (11) zur Einstrahlung von Licht in die Lichteintrittsfläche aufweist.

Description

Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer
Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen einstückigen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist.
Die WO 2012/072188 A1 offenbart eine Scheinwerferlinse für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere einen verbesserten Kraftfahrzeugscheinwerfer anzugeben. Es ist insbesondere weiterhin Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, mit einer verbesserten Lichtverteilung anzugeben. Es ist weiterhin insbesondere Aufgabe der Erfindung, die Lichtausbeute bei einem Fahrzeugscheinwerfer bzw. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer eingangs genannten Scheinwerferlinse zu verbessern.
Vorgenannte Aufgabe wird durch eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen, Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer, insbesondere optisch wirksamen, Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, und wobei der, insbesondere einstückige, Körper eine Ausrichtstruktur zur Ausrichtung der Scheinwerferlinse in einem Fahrzeugscheinwerfer und/oder zur Ausrichtung der Scheinwerferlinse zu einer Lichtquelle zur Einstrahlung von Licht in die Lichteintrittsfläche aufweist.
Die Ausrichtung der Scheinwerferlinse erfolgt dabei insbesondere dadurch, dass mittels der Ausrichtstruktur ein Gehäuseteil ausgerichtet wird, das die Scheinwerferlinse mit der Lichtquelle mechanisch verbindet. Eine Ausrichtstruktur im Sinne der Erfindung kann ein Anlageelement bzw. eine Anlagestruktur bzw. eine Anlagefläche für das entsprechende Gehäuseteil sein bzw. aufweisen. Ein Gehäuseteil ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Element oder ein Bauteil, das die Scheinwerferlinse mit der Lichtquelle mechanisch verbindet.
Eine optisch wirksame Lichteintrittsfläche bzw. eine optisch wirksame Lichtaustrittsfläche ist eine optisch wirksame Oberfläche des einstückigen Körpers. Eine optisch wirksame Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Oberfläche des transparenten Körpers, an der es bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Scheinwerferlinse zur Lichtbrechung kommt. Eine optisch wirksame Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Oberfläche, an der bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Scheinwerferlinse die Richtung von Licht, das durch diese Oberfläche durchtritt, geändert wird.
Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere anorganisches Glas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Silikatglas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas, wie es in der PCT/EP2008/010136 beschrieben ist. Glas im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere
0,2 bis 2 Gew.-% Al203, f
0,1 bis 1 Gew.-% Li20,
0,3, insbesondere 0,4, bis 1 ,5 Gew.-% Sb203,
60 bis 75 Gew.-% Si02,
3 bis 12 Gew.-% Na20,
3 bis 12 Gew.-% K20 und
3 bis 12 Gew.-% CaO.
Unter Blankpressen soll im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden werden, eine (insbesondere optisch wirksame) Oberfläche derart zu pressen, dass eine an- schließende Nachbearbeitung der Kontur dieser (insbesondere optisch wirksamen) Oberfläche entfallen kann bzw. entfällt bzw. nicht vorgesehen ist. Es ist somit insbesondere vorgesehen, dass eine blankgepresste Oberfläche nach dem Blankpressen nicht geschliffen wird.
Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass an seinen seitlichen (insbesondere oben, unten, recht und/oder links) Oberflächen im Wesentlichen Totalreflexion stattfindet, sodass durch die Lichteintrittsfläche eintretendes Licht durch den Tunnel als Lichtleiter geführt wird. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Lichtleiter. Es ist insbesondere vorgesehen, dass es an den längsseitigen Oberflächen des Lichttunnels zur Totalreflexion kommt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die längsseitigen Oberflächen des Lichttunnels für die Totalreflexion vorgesehen sind. Es ist insbesondere vorgesehen, dass es an den im Wesentlichen in der Richtung der optischen Achse des Lichttunnels orientierten Oberflächen des Lichttunnels zur Totalreflexion kommt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die im Wesentlichen in der Richtung der optischen Achse des Lichttunnels orientierten Oberflächen des Lichttunnels für die Totalreflexion vorgesehen sind. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3°. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3° gegenüber seiner optischen Achse. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise zumindest teilweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise zumindest teilweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3°. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise zumindest teilweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3° gegenüber seiner optischen Achse. Es können ergänzend auch Mehrfachlichttunnel vorgesehen sein, wie sie in der WO 2012/072188 A1 beschrieben (vgl. Figuren 14, 15, 16 und 17 der WO 2012/072188 A1) bzw. beansprucht sind.
Ein Knick im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein gekrümmter Übergang. Ein Knick im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein mit einem Krümmungsradius von nicht weniger als 50 nm gekrümmter Übergang. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Scheinwerferlinse im Knick keine Unstetigkeit, sondern eine Krümmung aufweist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Scheinwerferlinse im Knick eine Krümmung, insbesondere mit einem Krümmungsradius der Krümmung im Knick von nicht weniger als 50 nm, aufweist. In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Krümmungsradius nicht größer als 5 mm. In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Krümmungsradius nicht größer als 0,25 mm, insbesondere nicht größer als 0,15 mm, vorteilhafterweise nicht größer als 0,1 mm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Krümmungsradius der Krümmung im Knick zumindest 0,05 mm. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Scheinwerferlinse im Knickbereich blankgepresst ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung schneidet eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1 ° bis 10° beträgt, wobei die erste Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene
ist, und wobei die zweite Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene
ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 80 %, insbesondere zumindest 88 %, insbesondere bis zu 95 %, der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Lichttunnel einen Bereich auf seiner Oberfläche, der im Wesentlichen einem Teil der Oberfläche eines Ellipsoiden entspricht. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung schneidet eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1 ° bis 10° beträgt, wobei die erste Gerade - die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene
ist, und wobei die zweite Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder eine Gerade durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene und/oder die Projektion einer Geraden durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden auf die vertikale Ebene
ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 80 %, insbesondere zumindest 88 %, insbesondere bis zu 95 %, der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt.
Eine vertikale Ebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine vertikale Ebene in Richtung der optischen Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder der optischen Achse des Lichtdurchleitteils. Die Brennpunkte des Ellipsoiden im Sinne der Erfindung sind dessen Fokusse. Beispiele für die Brennpunkte eines Ellipsoiden sind die Punkte F1 und F2 in Fig. 8 und Fig. 9.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schnittpunkt der ersten Geraden mit der zweiten Geraden im Knick und/oder im Übergang vom Lichttunnel zum Lichtdurchleitteil vorgesehen.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Lichttunnel zwischen einem ellipsoid ausgestalteten Bereich und dem Lichtdurchleitteil einen Übergangsbereich auf, in dem die den Lichttunnel nach oben begrenzende Oberfläche (des Lichttunnels) in Richtung auf den Lichtdurchleitteil ansteigt, und/oder in dem die den Lichttunnel nach oben begrenzende Oberfläche (des Lichttunnels) einen Wendepunkt aufweist, und/oder in dem die den Lichttunnel nach oben begrenzende Oberfläche (des Lichttunnels) einen konkav gekrümmten Bereich, vorteilhafterweise mit einem Krümmungsradius von zumindest 10 mm, vorteilhafterweise mit einem Krümmungs- radius von zumindest 20 mm, aufweist. Der Übergang von dem ellipsoid ausgestalteten Bereich der den Lichttunnel nach oben begrenzenden Oberfläche zum Übergangsbereich kann mittels eines blankgepressten Knicks erfolgen.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausrichtstruktur an einer dem Lichttunnel zugewandten Oberfläche des Lichtdurchleitteils angeordnet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ausrichtstruktur zumindest ein Kugelsegment. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ausrichtstruktur zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, Kugelsegmente. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ausrichtstruktur zumindest eine Bohrung, zumindest ein Loch, zumindest eine Einkerbung und/oder zumindest eine Eindellung. Eine Eindellung im Sinne der Erfindung kann insbesondere eine Negativkontur eines Kugelsegmentes sein. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ausrichtstruktur zumindest einen Konus. Ein Konus im Sinne der Erfindung kann insbesondere auch ein teilumlaufender Konus sein, wie er beispielsweise in Fig. 16 dargestellt ist. Ein Konus im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere eine Achse, die im Wesentlichen oder in etwa parallel zur optischen Achse des Lichttunnels oder zur optischen Achse der Lichtaustrittsfläche bzw. des Lichtdurchlassteils verläuft. Ein Konus im Sinne der Erfindung kann auch mehrere voneinander getrennte Teilstücke eines Konus umfassen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Ausrichtstruktur eine Schrägfläche. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Ausrichtstruktur zumindest zwei, insbesondere zumindest drei Schrägflächen. Eine Schrägfläche im Sinne der Erfindung kann auch ein Teilstück eines Konus sein.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Scheinwerferlinse einen Flansch. Der Flansch kann umlaufend sein, der Flansch kann jedoch auch unterbrochen sein. Ein Flansch im Sinne der Erfindung ist insbesondere vollständig oder teilweise um das Lichtdurchleitteil herum angeordnet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung begrenzt der Flansch, zumindest teilweise, die Lichtaustrittsfläche.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtaustrittsfläche segmentiert. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtaustrittsfläche zumindest drei Segmente, die insbesondere mittels einer Einkerbung oder eines Knicks voneinander getrennt sind. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichttunnel zwischen dem Knick und der Lichteintrittsfläche angeordnet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Lichtdurchleitteil zwischen dem Knick und der Lichtaustrittsfläche angeordnet. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt und im Bereich des Knicks von dem Lichttunnel in das Durchleitteil eintritt, unter einem Winkel zwischen -30° und 30° zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt, unter einem Winkel zwischen -30° und 30° zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt und im Bereich des Knicks von dem Lichttunnel in das Durchleitteil eintritt, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Knick einen Öffnungswinkel von zumindest 90°. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Knick einen Öffnungswinkel von nicht mehr als 150°. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick an einer der Lichteintrittsfläche zugewandten Oberfläche des Lichtdurchleitteils angeordnet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Orthogonale der Lichteintrittsfläche gegenüber der optischen Achse des Lichtdurchleitteils und/oder des Lichttunnels geneigt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichteintrittsfläche gegenüber der optischen Achse des Lichtdurchleitteils und/oder des Lichttunnels in einem Winkel zwischen 5° und 70°, insbesondere in einem Winkel zwischen 20° und 50°, geneigt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Lichttunnel einen Bereich auf seiner Oberfläche, der im Wesentlichen zumindest 15 % der Oberfläche eines Ellipsoiden entspricht.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine dem Lichttunnel zugewandte Oberfläche des Lichtdurchleitteils zumindest im Bereich des Knicks zum Übergang in den Lichttunnel, insbesondere konvex, gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in seinem Längsverlauf gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in seinem Längsverlauf mit einem Krümmungsradius zwischen 5 mm und 100 mm gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in seinem Längsverlauf entsprechend einer Petzwalkurve gekrümmt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Knick in seinem Längsverlauf eine Krümmung mit einem Krümmungsradius in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Krümmungsradius entgegen der Lichtaustrittsfläche gerichtet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Richtung orthogonal zur zweiten Richtung. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in einer ersten Richtung mit einem ersten Krümmungsradius und in einer zweiten Richtung mit einem zweiten Krümmungsradius gekrümmt, wobei der zweite Krümmungsradius orthogonal zum ersten Krümmungsradius ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung ist ein Teil der dem Lichttunnel zugewandten Oberfläche des Durchleitteils als Petzwalfläche ausgestaltet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die dem Lichttunnel zugewandte Oberfläche des Lichtdurchleitteils in einem Bereich, in dem sie in den Lichttunnel übergeht, als Petzwalfläche ausgestaltet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Länge der Scheinwerferlinse in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils nicht mehr als 8 cm.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Scheinwerferlinse im Sinne der Erfindung ein gekerbtes Lichtdurchleitteil aufweist, wie es beispielsweise in Fig. 11 der WO 2012/072189 A2 offenbart ist.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei der Fahrzeugscheinwerfer eine - insbesondere eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale umfassende - Scheinwerferlinse, eine Lichtquelle zur Einkopplung von Licht in die Lichteintrittsfläche der Scheinwerferlinse sowie ein Gehäuseteil zum mechanischen Verbinden der Ausrichtstruktur mit der Lichtquelle aufweist. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtquelle zumindest eine LED oder eine Anordnung von LEDs. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtquelle zumindest eine OLED oder eine Anordnung von OLEDs. Die Lichtquelle kann zum Beispiel auch ein flächiges Leuchtfeld sein. Die Lichtquelle kann auch Leuchtelemente-Chips umfassen, wie sie die DE 103 15 131 A1 offenbart. Eine Lichtquelle kann auch ein Laser sein. Ein verwendbarer Laser ist in ISAL 2011 Proceedings, Seite 271 ff. offenbart. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 70 %, insbesondere zumindest 75 %, der Strahlungsleistung des von der Lichtquelle emittierten Lichts.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Fahrzeugscheinwerfer keine der Scheinwerferlinse zugeordnete Sekundäroptik auf. Eine Sekundäroptik im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Optik zur Ausrichtung von Licht, das aus der Lichtaustrittsfläche bzw. der letzten Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse austritt. Eine Sekundäroptik im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein von der Scheinwerferlinse getrenntes und/oder nachgeordnetes optisches Element zur Ausrichtung von Licht. Eine Sekundäroptik im Sinne der Erfindung ist insbesondere keine Abdeck- bzw. Schutzscheibe (sondern ein optisches Element, das zur Ausrichtung von Licht vorgesehen ist). Ein Beispiel für eine Sekundäroptik ist zum Beispiel eine Sekundärlinse, wie sie die DE 10 2004 043 706 A1 offenbart.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Knick, der als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird, im unteren Bereich des Lichttunnels liegt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Abstand der Lichtquelle vom Mittelpunkt der Lichtaustrittsfläche in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils nicht mehr als 10 cm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Länge des Fahrzeugscheinwerfers in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils nicht mehr als 10 cm. Es können eine oder mehrere weitere Lichtquellen vorgesehen sein, deren Licht in das Durchleitteil und/oder einen Teil des Lichttunnels zur Implementierung von Signlight, Fernlicht und/oder Kurvenlicht eingekoppelt bzw. eingestrahlt wird. Bei der Einkopplung von derartigem zusätzlichem Licht in den Lichttunnel ist insbesondere vorgesehen, dass dies in der Hälfte des Lichttunnels erfolgt, die dem Lichtdurchleitteil näher ist und/oder in der nicht die Lichteintrittsfläche vorgesehen ist. Es können insbesondere zusätzliche Lichtquellenanordnungen vorgesehen sein, wie sie in der WO 2012/072192 A1 beschrieben bzw. beansprucht sind. Zusätzliche Lichtquellenanordnungen sind dabei insbesondere in den Figuren 10, 14, 15, 18, 19, 20 und 21 der WO 2012/072192 A1 beschrieben. Die erfindungsgemäße Scheinwerferlinse kann insbesondere auch in Arrays mit gegeneinander geneigten optischen Achsen verwendet werden, wie es beispielsweise in der WO 2012/072193 A2, insbesondere in Fig. 24 der WO 2012/072193 A2, offenbart ist. Zudem oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Scheinwerferlinse in Fahrzeugkonfigurationen zum Einsatz kommt, wie sie in der WO 2012/072191 A2 offenbart bzw. beansprucht sind.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtquelle und die Lichteintrittsfläche derart ausgestaltet und zueinander angeordnet, dass Licht der Lichtquelle mit einer Lichtstromdichte von zumindest 75 Im/mm2 in die Lichteintrittsfläche eintritt.
Vorgenannte Scheinwerferlinsen können mittels eines in der WO 2012/072188 A1 beschriebenen Verfahrens hergestellt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Lichteintrittsfläche im Sinne der Erfindung und/oder eine Lichtaustrittsfläche im Sinne der Erfindung eine Licht streuende Struktur aufweist. Eine Licht streuende Struktur im Sinne der Erfindung kann z. B. eine Struktur sein, wie sie in der DE 10 2005 009 556 A1 und der EP 1 514 148 A1 bzw. der EP 1 514 148 B1 offenbart ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung beschichtet ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung mit einer reflektierenden Schicht beschichtet ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verspiegelt ist. Eine derartige Beschichtung ist jedoch nicht notwendig und eine weniger vorteilhafte Ausgestaltung. Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zur Verwendung in dem Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 den Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß Fig. 2 in einer Seitenansicht,
Fig. 4 eine Scheinwerferlinse für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß Fig. 3 in einer perspektivischen Rückansicht,
Fig. 5 einen vergrößert dargestellten ausschnittsweisen Querschnitt eines Knicks zum Übergang eines Lichttunnels in ein Durchleitteil einer Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3,
Fig. 6 eine mittels der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3 erzeugte Hell-Dunkel-Grenze, Fig. 7 eine ausschnittsweise Darstellung eines Lichttunnels der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3 in einer Seitenansicht,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für einen Ellipsoiden,
Fig. 9 den Ellipsoiden gemäß Fig. 8 mit einer überlagerten Darstellung eines Teils des in Fig. 7 dargestellten Lichttunnels in Querschnittsdarstellung,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3 in einer Rückansicht,
Fig. 11 die Scheinwerferlinse gemäß Fig. 10 in einer Draufsicht,
Fig. 12 einen Ausschnitt der Fig. 11 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3 in einer Rückansicht,
Fig. 14 die Scheinwerferlinse gemäß Fig. 13 in einer Draufsicht,
Fig. 15 einen Ausschnitt der Fig. 14 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3 in einer Rückansicht,
Fig. 17 die Scheinwerferlinse gemäß Fig. 16 in einer Draufsicht,
Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel einer Scheinwerferlinse zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 3 in einer Rückansicht,
Fig. 19 einen Ausschnitt der Fig. 18 in vergrößerter Darstellung, Fig. 20 eine Schnittdarstellung der Scheinwerferlinse gemäß Fig. 18 und Fig. 121 einen Ausschnitt der Fig. 20 in vergrößerter Darstellung.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuges 1 mit einem Kraftfahrzeugscheinwerfer 10. Fig. 2 zeigt den Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 in einer schrägen Draufsicht mit einer Scheinwerferlinse 100, jedoch ohne Gehäuse, Halterungen und Energieversorgung, wobei die Scheinwerferlinse 100 in Fig. 3 in einer Seitenansicht und in Fig. 4 in einer perspektivischen Rückansicht dargestellt ist, jedoch ebenfalls ohne Gehäuse, Halterungen und Energieversorgung. Die Scheinwerferlinse 100 umfasst einen blankgepressten einstückigen Körper aus anorganischem Glas, insbesondere Glas, das
0,2 bis 2 Gew.-% Al203,
0,1 bis 1 Gew.-% Li20,
0,3, insbesondere 0,4, bis 1 ,5 Gew.-% Sb203,
60 bis 75 Gew.-% Si02,
3 bis 12 Gew.-% Na20,
3 bis 12 Gew.-% K20 und
3 bis 12 Gew.-% CaO,
umfasst. Der blankgepresste einstückige Körper umfasst einen Lichttunnel 108, der auf der einen Seite eine Lichteintrittsfläche 101 aufweist und auf einer anderen Seite mit einem Knick 107 in ein Lichtdurchleitteil 109 (des blankgepressten einstückigen Körpers) übergeht, das eine segmentierte Lichtaustrittsfläche 102 aufweist, deren Segmente mit Bezugszeichen 102A, 102B und 102C bezeichnet sind. Die Scheinwerferlinse 100 ist derart ausgestaltet, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche 101 in die Scheinwerferlinse 100 eintritt und im Bereich des Knicks 107 von dem Lichttunnel 108 in das Lichtdurchleitteil eintritt, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse der Scheinwerferlinse 100 aus der Lichtaustrittsfläche 102 austritt. Dabei bildet das Lichtdurchleitteil 109 den Knick 1p7 als Hell-Dunkel-Grenze ab, wie sie in Fig. 6 abgebildet ist, wobei mittels der Lichtquelle 11 zur Implementierung eines Abblendlichts Licht in die Lichteintrittsfläche 101 des Lichttunnels 108 gestrahlt bzw. eingekoppelt wird. Der Lichttunnel 108 weist einen Übergangsbereich 108A auf, in dem die den Lichttunnel 108 nach oben begrenzende Oberfläche in Richtung auf den Lichtdurchleitteil 109 ansteigt und in dem die den Lichttunnel 108 nach unten begrenzende Oberfläche horizontal bzw. parallel zur optischen Achse der Scheinwerferlinse 100 verläuft. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 kann um weitere Lichtquellen ergänzt sein, wie sie in der WO 2012/072188 A1 und der WO 2012/072192 A1 offenbart sind. Fig. 5 zeigt einen vergrößert dargestellten Ausschnitt des Knicks 107 zum Übergang des Lichttunnels 108 in das Lichtdurchleitteil 109, der Knick 107 ist durch Blankpressen geformt und als stetiger gekrümmter Übergang ausgestaltet.
Fig. 7 zeigt eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines Teils des Lichttunnels 108. Der obere Teil des in Fig. 7 abgebildeten Teils des Lichttunnels ist als Ellipsoid 150 ausgestaltet, wie er in Fig. 8 dargestellt ist. Zur Verdeutlichung dieser Ausgestaltung ist in Fig. 9 ein Teil des Querschnitts des Lichttunnels 108 der Darstellung des Ellipsoids 150 überlagert. Für den in Fig. 8 dargestellten Ellipsoiden 150 gilt:
eine Koordinate in Richtung der optischen Achse des Lichttunnels (A-»B), eine Koordinate orthogonal zur Richtung der optischen Achse des Lichttunnels und
eine Koordinate orthogonal zur Richtung der optischen Achse des Lichttunnels und zur x-Richtung (D— >C). a, b und damit c sind so gewählt, dass alle Lichtstrahlen, die durch den Fokus F1 gehen, sich wieder nach dem Spiegeln in der Ellipsoid-Oberfläche in dem Fokus F2 sammeln. Den Verlauf der Lichtstrahlen des Lichts der Lichtquelle 11 , das in die Lichteintrittsfläche 101 eingekoppelt bzw. eingestrahlt wird, verdeutlichen die in Fig. 7 dargestellten Lichtstrahlen 121 und 122. Bezugszeichen 120 in Fig. 7 bezeichnet die Orthogonale der Lichteintrittsfläche 101. Der gemeinsame Schnittpunkt der Orthogonalen 120 der Lichteintrittsfläche 101 mit den Lichtstrahlen 121 und 122 ist mit Bezugszeichen 115 bezeichnet. Die Lage dieses Schnittpunktes 115 entspricht dem Fokus F1 in Fig. 8 und Fig. 9.
Zur Vergrößerung der Lichtausbeute ist die Scheinwerferlinse 100 derart ausgestaltet, dass eine in Fig. 3 mit Bezugszeichen 161 bezeichnete (virtuelle) Gerade eine in Fig. 3 mit Bezugszeichen 162 bezeichnete (virtuelle) Gerade unter einem Winkel α schneidet, der, im Uhrzeigersinn betrachtet, ausgehend von der ersten Geraden 1 ° bis 10°, vorteilhafterweise 3° bis 7°, vorteilhafterweise in etwa 5°, beträgt, wobei die Gerade 161 - die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils 109 und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche 102 und/oder - die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils 109 auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche 102 auf die vertikale Ebene
ist, und wobei die Gerade 162
- die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels 108 und/oder eine Gerade durch die beiden Fokusse F1 und F2 des Ellipsoiden 150 und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels 108 auf die vertikale Ebene und/oder die Projektion einer Geraden durch die beiden Fokusse F1 und F2 des Ellipsoiden 150 auf die vertikale Ebene
ist. Die Scheinwerferlinse 100 ist dabei bzw. dadurch derart ausgestaltet, dass die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche 101 in die Scheinwerferlinse 100 eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche 102 austritt, in etwa 90 %, der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche 101 in die Scheinwerferlinse 100 eintritt.
Die Scheinwerferlinse 100 umfasst eine Ausrichtstruktur mit drei Kugelsegmenten 131 , 132 und 133, die an der Fläche 1 10 des Lichtdurchleitteils 109 angeordnet sind, die dem Lichttunnel 108 zugewandt ist. Mittels der Ausrichtstruktur bzw. der Kugelsegmente 131 , 132, 133 wird ein Gehäuseteil ausgerichtet, das die Scheinwerferlinse 100 mechanisch mit der Lichtquelle 11 verbindet. Auf diese Weise werden die Lichtquelle 11 und die Lichteintrittsfläche 101 präzise zueinander ausgerichtet. Die Scheinwerferlinse 100 umfasst zudem einen umlaufenden Flansch 130. Es kann vorgesehen sein, dass die Scheinwerferlinse 100 mittels des Flansches 130 ebenfalls im Gehäuse fixiert wird.
Fig. 10 zeigt eine Scheinwerferlinse 200 zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 100 in einer Rückansicht, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gleiche bzw. gleichartige Elemente bezeichnen. Fig. 11 zeigt die Scheinwerferlinse 200 in einer Draufsicht. Fig. 12 zeigt einen in Fig. 11 mit Bezugszeichen 240 bezeichnete Ausschnitte in vergrößerter Darstellung. Die Scheinwerferlinse 200 umfasst am Übergangsbereich zwischen Lichtdurchleitteil 109 und einem Lichttunnel 108 einen durch drei Schrägflächen 231 , 232, 233 implementierte Ausrichtstruktur als Alternative zur Ausrichtstruktur der Scheinwerferlinse 100.
Fig. 13 zeigt eine Scheinwerferlinse 300 zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 100 in einer Rückansicht, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gleiche bzw. gleichartige Elemente bezeichnen. Fig. 14 zeigt die Scheinwerferlinse 300 in einer Draufsicht. Fig. 15 zeigt einen in Fig. 14 mit Bezugszeichen 340 bezeichnete Ausschnitte in vergrößerter Darstellung. Die Scheinwerferlinse 300 umfasst eine Ausrichtstruktur mit einem teilumlaufenden Konus 332, der an seinem Scheitelpunkt durch eine Einkerbung 331 unterbrochen ist, sodass der Konus 332 zwei Teile 332A und 332B umfasst.
Fig. 16 zeigt eine Scheinwerferlinse 400 zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 100 in einer Rückansicht, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gleiche bzw. gleichartige Elemente bezeichnen. Fig. 17 zeigt die Scheinwerferlinse 400 in einer Draufsicht. Die Scheinwerferlinse 400 ist eine gegenüber der Scheinwerferlinse 300 vereinfachte Ausgestaltung und umfasst eine Ausrichtstruktur, die durch einen teilumlaufenden Konus 431 implementiert ist.
Fig. 18 zeigt eine Scheinwerferlinse 500 zur alternativen Verwendung anstelle der Scheinwerferlinse 100 in einer Rückansicht, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gleiche bzw. gleichartige Elemente bezeichnen. Die Scheinwerferlinse 500 umfasst eine Ausrichtstruktur, die eine Ausrichtbohrung 531 , die sich konisch verjüngt, und eine Ausrichtfläche 532 umfasst. Fig. 20 zeigt eine Schnittdarstellung der Scheinwerferlinse 500 entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 18. Fig. 21 zeigt einen in Fig. 20 mit Bezugszeichen 550 bezeichneten Ausschnitt der Fig. 20 in vergrößerter Darstellung.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blank- gepressten, insbesondere einstückigen, Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer, insbesondere optisch wirksamen, Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der, insbesondere einstückige, Körper eine Ausrichtstruktur zur Ausrichtung der Scheinwerferlinse in einem Fahrzeugscheinwerfer und/oder zur Ausrichtung der Scheinwerferlinse zu einer Lichtquelle zur Einstrahlung von Licht in die Lichteintrittsfläche aufweist.
Scheinwerferlinse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel (a) schneidet, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1 ° bis 10° beträgt, wobei die erste Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene
ist, und wobei die zweite Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene
ist. Scheinwerferlinse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lichttunnel einen Bereich auf seiner Oberfläche umfasst, der im Wesentlichen einem Teil der Oberfläche eines Ellipsoiden entspricht.
Scheinwerferlinse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel (a) schneidet, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet, ausgehend von der ersten Geraden 1° bis 10° beträgt, wobei die erste Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene
ist, und wobei die zweite Gerade
- die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder eine Gerade durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden und/oder
- die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene und/oder die Projektion einer Geraden durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden auf die vertikale Ebene
ist.
Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstruktur an einer dem Lichttunnel zugewandten Oberfläche des Lichtdurchleitteils angeordnet ist.
Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstruktur zumindest ein Kugelsegment umfasst.
Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstruktur zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, Kugelsegmente umfasst.
8. Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstruktur zumindest eine Bohrung, zumindest ein Loch, zumindest eine Einkerbung und/oder zumindest eine Eindellung umfasst.
9. Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtstruktur zumindest einen Konus umfasst.
10. Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere Kraftfahrzeugscheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine, insbesondere zumindest eine LED umfassende, Lichtquelle zur Einkopplung von Licht in die Lichteintrittsfläche sowie ein Gehäuseteil zum mechanischen Verbinden der Ausrichtstruktur mit der Lichtquelle aufweist.
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