WO2018019397A1 - Scheinwerferlinse für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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WO2018019397A1
WO2018019397A1 PCT/EP2017/000677 EP2017000677W WO2018019397A1 WO 2018019397 A1 WO2018019397 A1 WO 2018019397A1 EP 2017000677 W EP2017000677 W EP 2017000677W WO 2018019397 A1 WO2018019397 A1 WO 2018019397A1
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light
headlight lens
headlight
lens
exit surface
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PCT/EP2017/000677
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French (fr)
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Manuel TESSMER
Mohsen Mozaffari-Afshar
Siemen KÜHL
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Docter Optics Se
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    • 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
    • F21S41/275—Lens surfaces, e.g. coatings or surface structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805

Definitions

  • the invention relates to a headlight lens for a vehicle headlight, in particular for a motor vehicle headlight, and a vehicle headlight.
  • the invention further relates to a method for producing a headlight lens or a motor vehicle headlight.
  • Headlamp lenses come e.g. used in projection headlights for motor vehicles and special vehicles. According to Automotive Handbook - Bosch, 22nd edition, ISBN 3-540-62219-5, page 704-707, in particular the last figure on page 707, such headlights are also referred to as PES headlights.
  • a diaphragm with an upper edge is arranged between a light source and a headlight lens, which is imaged by means of the headlight lens as a light-dark boundary.
  • DE 10 2004 043 706 A1 discloses an optical system for a motor vehicle headlight for distributing a light beam of a luminous means, wherein a primary optical element is provided with an optical surface with a discontinuity running along a line, wherein at least on one side adjacent to the discontinuity, the optical surface is smooth, so that the light beam is split into two light beam sub-beams.
  • a primary optical element is provided with an optical surface with a discontinuity running along a line, wherein at least on one side adjacent to the discontinuity, the optical surface is smooth, so that the light beam is split into two light beam sub-beams.
  • at least one of the light beam sub-beams on a sharp boundary edge which is imaged by means of an optical secondary element to a predetermined cut-off.
  • EP 1 630 576 A2 discloses a headlamp with a light source and a secondary lens arranged downstream of the light source in an emission direction, a primary optic element with a light entrance and a light exit being arranged between the light source and the secondary lens and designed to provide one Abstrahl characterizing corresponding emission by targeted reflections in the primary optics element and a targeted projection of the light output or an imaginary surface, which is located in a beam path of the light emitted from the light source, is generated by means of the secondary lens.
  • WO 2015/061822 A1 discloses a lighting device for a motor vehicle headlight, wherein the lighting device comprises at least one optical body and at least one mounting device for the at least one optical body, wherein the at least one optical body has a number of adjacently disposed optical attachments, each optical attachment a light input surface and a Lichtauskoppel formulaischen utilizat, wherein the at least one support device for each intent optics has at least one receptacle, and wherein images of boundary walls are limited, the boundary walls have light edges delimiting edges, which boundary edges in a generated by the at least one optical body light distribution as light-dark edges between the be generated by the individual attachment optics partial light distributions, and wherein the at least one optical body in the light exit direction, a secondary project is arranged downstream.
  • a one-piece headlight lens for a vehicle headlight with a light source in particular for a motor vehicle headlight
  • the headlight lens has a light entry surface and a light exit surface through which light from the headlight lens (with a light-dark boundary or a light source). Dark boundary generating) emerges, which has entered the light entry surface, wherein
  • the light exit surface has no discontinuity, and / or
  • the light entry surfaces has no discontinuity, and / or -
  • the light exit surface is at least twice differentiable, and / or
  • the light entry surface is at least twice differentiable, and / or
  • the headlamp lens has no (optical) structure (such as a kink according to WO 2012/072188 A1), which is depicted as a cut-off line.
  • the headlight lens is made of inorganic glass.
  • Inorganic glass in the sense of the invention is in particular silicate glass.
  • Inorganic glass is in the sense of the invention, in particular glass, as described in PCT / EP2008 / 010136.
  • Inorganic glass in the sense of the invention comprises in particular
  • the headlight lens between the light entrance surface and the light exit surface is limited by an edge surface region, wherein the edge surface region is not provided as a TIR surface.
  • the headlight lens is in particular no light guide in which a light distribution is generated by TIR, which then emerges from a light exit surface.
  • the light-dark boundary is produced in particular solely by the (relationship between the light entry surface) and the light exit surface, wherein neither a diaphragm nor an optical structure is provided for generating a light-dark boundary or is imaged as a light-dark boundary.
  • 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 vehicle headlamp which has a one or more of the aforementioned features comprehensive headlight lens, the vehicle headlamps no secondary optics for imaging the headlight lens or the light exit surface of the headlight lens or a light beam emerging from the light exit surface of the headlight lens has.
  • the vehicle headlight also includes a light source for radiating light into the light entry surface.
  • a light source according to the invention may comprise an actual light source or a light source with a reflector. It can be provided that the light source is connected to the light entry surface or that the light entry surface is coated with the light source. It can also be provided that the light source is arranged following the contour of the light entry surface at a small distance from the light entry surface. A small distance in this sense may be, for example, a distance of not more than 2 mm or not more than 1 mm.
  • a light source in the sense of the invention is in particular a surface radiator or in particular a directed surface radiator.
  • a light source according to the invention is eg an LED layer or an OLED layer.
  • a light source according to the invention is in particular a directed layer or light source, a directional LED or a directional OLED.
  • a suitable layer or light source is disclosed, for example, in WO 2008/121414 A1 (incorporated by reference in its entirety).
  • a light source in the sense of the invention comprises, for example, a transparent electrode and a, in particular reflective, electrode.
  • the transparent electrode and the, in particular reflective, electrode in particular a light-emitting layer or a light layer is arranged, which comprises, for example, a first region comprising an organic emitting material and a second region comprising a low-index material which has a refractive index which is smaller than the refractive index of the (organic) emissive material, wherein the second region is disposed adjacent to the first region.
  • the low-index material has a refractive index of 1.0 to 3.0.
  • the low-index material has a refractive index of 1 .0 to 1 .5.
  • the low-index material forms a grid, which is aligned in a plane parallel to the transparent electrode and to the (reflective) electrode.
  • grating is designed with a periodicity that is greater than the wavelength of light.
  • the periodicity is not greater than five times the width of the grid lines.
  • the periodicity is not greater than four times the width of the grid lines.
  • the periodicity is not greater than three times the width of the grid lines.
  • the low-index Material airgel, Teflon, graded / stepped thin film Si0 2 , graded / stepped thin film Ti0 2 and / or layers of Si0 2 nanobars may be a FOLED.
  • FOLEDs can be found in WO 98/07173 (incorporated by reference in its entirety) and on the website oled.com/oleds/flexible- oleds-foleds / (incorporated by reference in its entirety).
  • the aforementioned object is also achieved by a motor vehicle having a headlamp lens with one or more of the aforementioned features or a vehicle headlamp with one or more of the aforementioned features.
  • the above object is also achieved by a method for producing a, one or more of the aforementioned features having headlight lens, wherein a light entrance surface of the headlight lens and a light source for irradiating light are selected in the light entrance surface, wherein a light distribution (flux density or intensity distribution) on a Target surface is selected, is directed to the light of the light source by means of the headlight lens, wherein the light (or its flux density or its intensity distribution), which enters the light entrance surface of the headlight lens (in particular by means of a Jacobian matrix or the determinant of the Jacobian matrix) with the Light distribution (flux density or intensity distribution) on the target surface in the form of a differential equation is related, and wherein the differential equation is solved for a coordinate that the shape of the light exit surface of the headlight lens b esch rubs.
  • An aforementioned light distribution is in particular an intensity distribution.
  • Intensity or intensity distribution refers to a power or light output.
  • Power should be understood as energy per unit area and time unit. Power within the meaning of the invention is in particular the flux density.
  • the desired light distribution on the target surface has a light-dark boundary which limits the light upwards.
  • the cut-off line has at least one bend, in particular at least two bends.
  • a surface of the headlight lens between the light entry surface and the light exit surface is selected, the Light entrance surface and the light exit surface connects, in particular, it is provided that the surface is not provided or equipped as a TIR surface.
  • the differential equation is a differential equation of the second order.
  • a headlight lens is manufactured, whose light entrance surface corresponds to the selected light entry surface, and whose light exit surface corresponds to the calculated light exit surface.
  • a mold having a first mold surface for forming a surface corresponding to (the negative) of the selected light entrance surface of the headlight lens, and with a second mold surface for forming a surface, the (the negative) of the calculated light exit surface of the headlight lens corresponds manufactured, wherein by means of the mold a headlight lens is pressed.
  • a blank or a Gob is heated or its temperature gradient is reversed, and the hot Gob is blank-pressed between the two forms.
  • the blank or Gob consists in particular of inorganic glass.
  • 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. 1 shows an exemplary embodiment of a method for producing a headlight lens for a vehicle headlight or for a motor vehicle headlight or for a method for producing a corresponding headlight
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a method produced by means of the method according to FIG.
  • FIG. 3 shows a light-dark boundary produced by means of a headlight lens according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows an alternative method for producing a headlight lens or a headlight lens
  • FIG. 5 shows the illumination image as a function of the relative source size 6 shows an embodiment of a resulting after passing through the step 16 of FIG. 4 headlight lens
  • Fig. 7 shows an embodiment of a configuration for simulating the light distribution of
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a headlight lens resulting after re-passing through step 16 according to FIG. 4, FIG.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of a configuration for simulating the light distribution of FIG.
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment of a headlight lens resulting after re-passing through step 16 according to FIG. 4, FIG.
  • Fig. 1 1 shows an embodiment of a configuration for simulating the light distribution of
  • FIG. 12 shows a further embodiment of a headlight lens produced according to the invention
  • FIG. 13 shows a further alternative method for producing a headlight lens
  • Fig. 14 shows an embodiment of a after passing through the step 26 according to
  • Fig. 15 shows an embodiment of a headlight lens after passing through the
  • 16 shows an exemplary embodiment of an initial configuration for considering a tilted or inclined installation position of a headlight lens in a motor vehicle
  • 17 shows an exemplary embodiment of a method for producing a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a method for producing a headlight lens 1 shown in FIG. 2 for generating a light-dark boundary HDG shown in FIG. 3.
  • the headlight lens has a light entrance surface 3 and a light exit surface 4, through which light that enters the light entry surface 3 into the headlight lens 1 exits. Neither the light entry surface 3 nor the light exit surface 4 has a discontinuity. In addition, the light entry surface 3 and the light exit surface 4 are differentiable at least twice.
  • the headlights- Lens 1 in particular has no (optical) structure, which is imaged as a cut-off line. In addition, there is no secondary optics, the light that emerges from the light exit surface 4, images. Rather, the bright-dark boundary HDG is generated solely by the headlight lens 1 or the (relationship between the light entry surface 3 and) light exit surface 4, wherein light from a light source 2 is irradiated into the light entry surface 3.
  • the method described in FIG. 1 for producing the headlight lens 1 begins with a step 11, in which a fictitious light source 2 in the form of a point light source is selected. This is followed by a step 12, in which the light entry surface 3 of the headlight lens 1 is selected such that the light beams of the fictitious point light source 2 are perpendicular to the respective point of the light entry surface 3, enter the headlight lens 1 through the light entry surface 3.
  • a target area ZF screen, wall
  • the flux density or intensity distribution l ou t (X > Y) to be reached or desired on this target area ZF see, for example, ECE R1 12
  • X and Y are the coordinates on the target surface.
  • the to be reached or desired flux density or intensity distribution l 0 _t (X, Y) is chosen such that the light (substantially) meets below a light-dark boundary on the target surface ZF. It can also be provided that the coordinates are specified as polar coordinates. This is particularly advantageous if the desired light distribution in the sense of ECE R1 12 is selected.
  • the location R (X, Y) of the impact of a light beam on the target surface ZF is dependent on the refractive index and the inclination of the light exit surface 4 of the headlight lens 1, wherein the inclination of the light exit surface 4 is characterized by the 2-D gradient, so that the following differential equation of the second order yields:
  • the first derivative indicates where the light appears on the target surface ZF
  • the second derivative which corresponds to the curvature of the surface, indicates how much light is incident on the target surface ZF at said location.
  • the function z (x, y) defines the light exit surface 4 of the headlight lens 1 (see, for example, Adam M. Oberman, "Convergent difference schemes for degenerate elliptic and parabolic equations: Hamilton-Jacobi equations and free boundary problems", SIAM J. Numer , 44: 879-895, 2006; Froese, BD: "A numerical method for the elliptic monge-ampere equation with transport boundary conditions", SIAM J.
  • a subsequent step 16 as far as the light entry surface 3 and the light exit surface 4 do not touch at their edges, an edge surface between the edge of the light entry surface 3 and the edge of the light exit surface 4 is selected.
  • a headlight lens 1 is manufactured or manufactured with the selected light entry surface 3 and the determined light exit surface 4.
  • the headlight lens 1 is installed in a low-beam vehicle headlight together with a non-point light source whose light enters the light entry surface 3 and exits through the light exit surface 4 from the headlight lens 1. 17, but a step 101 follows, in which the light distribution of the headlight lens 1 with the selected light entrance surface 3 and the determined light exit surface 4 in conjunction with a non-point-shaped Light source is simulated.
  • the non-point-shaped light source is a quadrangular, in particular square, light source, such as an LED.
  • 5 shows the illumination image as a function of the relative source size, that is to say the ratio of the size of the non-point light source to the light entrance surface 3.
  • the yield is in each case about 93% with respect to the selected exemplary embodiment.
  • the corresponding illuminated image is checked for its photometric properties and for the fulfillment of the photometric values such as the photometric values according to ECE R1 12 (query 102). If the desired photometric values are not fulfilled, query 102 is followed by step 103, in which the light entry surface is enlarged. The step 103 is again followed by the step 13. If, however, the photometric values are fulfilled, the query 102 is followed by the step 17.
  • FIG. 6 shows the headlight lens 1A with the light exit surface 4A, which initially results at a selected light entry surface 3A.
  • step 101 as shown in Fig. 7, the desired non-point light source 2Q is added and the headlamp lens 1A is simulated together with the light source 2Q, which in the present embodiment has a relative source size of 4% (see Fig. 5).
  • the light distribution denoted by 4% swelling size results according to FIG. 5, which is judged to be insufficient for this example by means of interrogation 102. It follows therefore the step 103 in which the light entry surface is increased.
  • the enlarged light entry surface is shown in FIG.
  • step 101 After passing through the steps 13, 14, 15 and 16, the headlight lens 1 B is obtained with the light exit surface 4B.
  • step 101 as shown in Fig. 9, the desired non-point light source 2Q is added and the headlamp lens 1 B is simulated together with the light source 2Q, which in the present embodiment now has a relative source size of 3% (see Fig. 5) ,
  • the light distribution denoted by 3% source size results according to FIG. 5, which is judged to be insufficient for this example by means of query 102. It therefore follows again step 103 in which the light entrance surface is increased.
  • the enlarged light entry surface is shown in FIG. 10 and designated by reference numeral 3C.
  • the headlight lens 1 C is obtained with the light exit surface 4C.
  • step 101 as shown in Fig. 1, the desired non-point light source 2Q is added and the headlamp lens 1C is simulated together with the light source 2Q, which in the present embodiment now has a relative source size of 2% (see Fig. 5) ,
  • the light distribution denoted by 2% source size results according to FIG. 5, which is judged sufficient for this example by means of the interrogation 102. It follows therefore the step 17, in which the headlight lens 1 C is made and is installed in a step 18 together with the light source 2Q to a headlight.
  • FIG. 12 shows an alternative headlamp concept, wherein a headlamp lens 1 D corresponding to the headlamp lens 1 is manufactured or bright-pressed by means of a, in particular circumferential, mounting edge 5D.
  • the light exit surface of the headlight lens 1 D is denoted by reference numeral 4D.
  • the light entrance surface 3D of the headlight lens 1 D is provided with a light source 2R.
  • the light source 2R may, for example, be a flexible OLED (FOLED) or a flexible LED, as described, for example, in WO 98/07173 (incorporated by reference in its entirety) and on the website oled.com/oleds/flexible- oleds-foleds / (incorporated by reference in its entirety).
  • FIG. 13 shows an alternative method to the method according to FIG. 1 or to the method according to FIG. 4 for producing a headlight lens for generating a light-dark boundary HDG without imaging a discontinuity or (optical) structure or diaphragm or the like.
  • a light source is selected, which is a surface radiator which radiates (parallel or collimated) light in a (single) direction.
  • step 22 corresponding to step 22, in which a plane surface is selected as the light entry surface 3E, cf. 14.
  • the steps 23, 24, 25 and 26 subsequent to step 22 correspond in an analogous manner to steps 13, 14, 15 and 16, but instead of a point light source assuming a light source 2E, the collimated light enters the light entry surface 3E radiates.
  • headlight lens 1 E with the light exit surface 4E. 14 shows the headlight lens 1 E in cross-section in the xz plane, wherein the x-axis is the vertical axis and the z-axis is the horizontal axis corresponding to the optical axis of the headlight lens 1 E.
  • the angle ⁇ between the optical axis and the outer peripheral ray of the light the following applies:
  • n 2 sin ⁇ ni sin ( ⁇ + arctan m) with m as the increase in the x direction, n 2 the refractive index of the material of the headlight lens and the refractive index of air.
  • the thickness of the headlight lens is negligible.
  • step 27 in which the headlight lens 1 E is manufactured with the light entry surface 3E and the light exit surface 4E.
  • the headlight lens 1 is installed in a low-beam vehicle headlight together with a light source designed as a surface light source whose light enters the light entry surface and exits the headlight lens through the light exit surface.
  • Fig. 15 shows an exemplary embodiment of a correspondingly resulting headlamp, wherein the surface radiator is a light source 2S designated light source, which is applied directly to the light entry surface 3E.
  • FIG. 16 in a modification of the configuration according to FIG. 6, shows an exemplary embodiment for an initial configuration for taking into account a tilted installation position of a headlight lens in a motor vehicle.
  • the light entry surface 3A and the target surface are tilted against each other according to the later installation position.
  • the target surface ZF ' is tilted with respect to the light entry surface 3A.
  • a headlight lens 1 F is determined with the light entry surface 3A and the light exit surface 4F.
  • step 501 the installation position of the headlight lens or a corresponding headlight in the motor vehicle is determined in a step 501.
  • step 501 is followed by a step 502, which includes one of the methods according to the figures 1, 4 or 13.
  • the correspondingly produced or produced headlight is installed in a subsequent step 503 in a motor vehicle.
  • FIGS. 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14, 15 and 16 symbolize light rays.
  • the target surfaces in FIGS. 7, 8, 9, 10, 11, 14 and 15 are not shown.
  • the elements and layers in the figures are drawn in the interest of simplicity and clarity and are not necessarily drawn to scale. So z. For example, the orders of magnitude of some elements or layers are greatly exaggerated over other elements or layers to enhance understanding of the embodiments of the present invention.
  • headlights invention are particularly suitable to be installed in the middle of the vehicle or in the middle third of the vehicle and / or in the bumper.
  • Inventive headlights are, for example particularly suitable for the positions 3001, 3002, 3003 or 3004 designated in US Pat. No. 9,243,769 B2 (incorporated by reference in its entirety).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine einstückige Scheinwerferlinse (1) für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Lichtquelle, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse (1) eine Lichteintrittsfläche (3) und eine Lichtaustrittsfläche (4) aufweist, durch die Licht aus der Scheinwerferlinse (1) mit einer Hell-Dunkel-Grenze (HDG) austritt, das in die Lichteintrittsfläche (3) eingetreten ist, ohne dass die Scheinwerferlinse (1) eine optische Struktur aufweist, die als Hell-Dunkel-Grenze (HDG) abgebildet wird.

Description

Scheinwerferlinse für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, sowie einen Fahrzeugscheinwerfer. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Scheinwerferlinse bzw. eines Kraftfahrzeugscheinwerfers.
Scheinwerferlinsen kommen z.B. in Projektionsscheinwerfern für Kraftfahrzeuge und Sonderfahrzeuge zum Einsatz. Gemäß Kraftfahrtechnisches Taschenbuch - Bosch, 22. Auflage, ISBN 3-540-62219-5, Seite 704-707, insbesondere der letzten Abbildung auf Seite 707, werden derartige Scheinwerfer auch als PES-Scheinwerfer bezeichnet. Dabei ist zwischen einer Lichtquelle und einer Scheinwerferlinse eine Blende mit einer oberen Kante angeordnet, die mittels der Scheinwerferlinse als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird.
Die DE 10 2004 043 706 A1 offenbart ein optisches System für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zum Verteilen eines Lichtstrahlbündels eines Leuchtmittels, wobei ein optisches Primärelement mit einer optischen Fläche mit einer entlang einer Linie verlaufenden Unstetigkeit vorgesehen ist, wobei zumindest auf einer Seite benachbart zur Unstetigkeit die optische Fläche glatt ausgebildet ist, so dass das Lichtstrahlbündel in zwei Lichtstrahlteilbündel aufgeteilt wird. Dabei weist zumindest eines der Lichtstrahlteilbündel eine scharfe Begrenzungskante auf, die mittels eines optischen Sekundärelementes auf eine vorbestimmte Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird.
Die EP 1 630 576 A2 offenbart einen Scheinwerfer mit einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle in einer Abstrahlrichtung nachgeordneten Sekundärlinse, wobei zwischen der Lichtquelle und der Sekundärlinse ein Primäroptikelement mit einem Lichteingang und einem Lichtausgang angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, dass eine einer vorgesehenen Abstrahlcharakteristik entsprechende Abstrahlcharakteristik durch gezielte Reflexionen im Primäroptikelement und eine gezielte Projektion des Lichtausgangs oder einer imaginären Fläche, die sich in einem Strahlengang des von der Lichtquelle emittierten Lichtes befindet, mittels der Sekundärlinse erzeug wird.
Die WO 2015/061822 A1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Beleuchtungsvorrichtung zumindest einen Optikkörper und zumindest eine Halterungsvorrichtung für den zumindest einen Optikkörper umfasst, wobei der zumindest eine Optikkörper eine Anzahl von nebeneinander angeordneten Vorsatzoptiken aufweist, wobei jede Vorsatzoptik eine Lichteinkoppelfläche und eine Lichtauskoppelfläche aufweist, wobei die zumindest eine Halterungsvorrichtung für jede Vorsatzoptik zumindest eine Aufnahme aufweist, und wobei Aufnahmen von Begrenzungswänden begrenzt sind, wobei die Begrenzungswände lichtaustrittsseitig Begrenzungskanten aufweisen, welche Begrenzungskanten in einer mittels dem zumindest einen Optikkörper erzeugten Lichtverteilung als Hell-Dunkel-Kanten zwischen den von den einzelnen Vorsatzoptiken erzeugten Teillichtverteilungen abgebildet werden, und wobei dem zumindest einen Optikkörper in Lichtaustrittsrichtung eine Sekundär-Projektionslinse nachgeordnet ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Scheinwerferlinse für ein alternatives Scheinwerferkonzept anzugeben. Es ist insbesondere wünschenswert, ein Scheinwerferkonzept bzw. eine Scheinwerferlinse für ein derartiges Scheinwerferkonzept anzugeben, das sich von vorgenannten Scheinwerferkonzepten unterscheidet. Es ist weiterhin insbesondere wünschenswert, die Lichtausbeute bzw. die Effizienz bei der Ausnutzung der Lichtleistung einer Lichtquelle zu verbessern. Es ist weiterhin wünschenswert, ein Scheinwerferkonzept anzugeben, das die Verringerung von Fertigungskosten zumindest in Vergleich zu vorgenannten Scheinwerferkonzepten, zumindest jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Projektionsscheinwerfern bzw. PES-Scheinwerfern, ermöglicht.
Vorgenannte Aufgabe wird durch eine einstückige Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Lichtquelle, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei die Scheinwerferlinse eine Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche aufweist, durch die Licht aus der Scheinwerferlinse (mit einer Hell-Dunkel-Grenze bzw. eine Hell- Dunkel-Grenze erzeugend) austritt, das in die Lichteintrittsfläche eingetreten ist, wobei
— die Lichtaustrittsfläche keine Unstetigkeit aufweist, und/oder
— die Lichteintrittsflächen keine Unstetigkeit aufweist, und/oder — die Lichtaustrittsfläche zumindest zweimal differenzierbar ist, und/oder
— die Lichteintrittsfläche zumindest zweimal differenzierbar ist, und/oder
— die Scheinwerferlinse keine (optische) Struktur (wie z.B. einen Knick gemäß der WO 2012/072188 A1) aufweist, die als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht die Scheinwerferlinse aus anorganischem Glas. Anorganisches Glas im Sinne der Erfindung ist insbesondere Silikatglas. Anorganisches Glas ist im Sinne der Erfindung ist insbesondere Glas, wie es in der PCT/EP2008/010136 beschrieben ist. Anorganisches Glas im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere
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.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Scheinwerferlinse zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche durch einen Randflächenbereich begrenzt, wobei der Randflächenbereich nicht als TIR-Fläche vorgesehen ist. In diesem Sinne ist die Scheinwerferlinse insbesondere kein Lichtleiter, in dem durch TIR eine Lichtverteilung erzeugt wird, die dann aus einer Lichtaustrittsfläche austritt. Die Hell-Dunkel-Grenze wird insbesondere allein durch die (Beziehung zwischen Lichteintrittsfläche) und Lichtaustrittsfläche erzeugt, wobei weder eine Blende noch eine optische Struktur zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze vorgesehen ist oder die als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird.
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.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch einen Fahrzeugscheinwerfer gelöst, der eine eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale umfassende Scheinwerferlinse aufweist, wobei der Fahrzeugscheinwerfer keine Sekundäroptik zur Abbildung der Scheinwerferlinse bzw. der Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse oder eines Lichtstrahls, der aus der Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse austritt, aufweist. Der Fahrzeugscheinwerfer umfasst zudem eine Lichtquelle zum Einstrahlen von Licht in die Lichteintrittsfläche. Eine Lichtquelle Sinne der Erfindung kann eine eigentliche Lichtquelle oder eine Lichtquelle mit einem Reflektor umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle mit der Lichteintrittsfläche verbunden ist bzw. dass die Lichteintrittsfläche mit der Lichtquelle beschichtet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtquelle der Kontur der Lichteintrittsfläche folgend im geringen Abstand von der Lichteintrittsfläche angeordnet ist. Ein geringer Abstand in diesem Sinne kann zum Beispiel ein Abstand von nicht mehr als 2 mm oder von nicht mehr als 1 mm sein.
Eine Lichtquelle im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Flächenstrahler bzw. insbesondere ein gerichteter Flächenstrahler. Eine Lichtquelle im Sinne der Erfindung ist z.B. eine LED-Schicht bzw. eine OLED-Schicht. Eine Lichtquelle im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine gerichtete Schicht bzw. Lichtquelle, eine gerichtete LED bzw. eine gerichtete OLED. Eine geeignete Schicht bzw. Lichtquelle ist zum Beispiel in der WO 2008/121414 A1 (incorporated by reference in its entirety) offenbart. Eine Lichtquelle im Sinne der Erfindung umfasst z.B. eine transparente Elektrode und eine, insbesondere reflektierende, Elektrode. Zwischen der transparenten Elektrode und der, insbesondere reflektierenden, Elektrode ist insbesondere eine lichtemittierende Schicht bzw. eine Lichtschicht angeordnet, die zum Beispiel einen ersten Bereich, umfassend ein organisches emittierendes Material und einen zweiten Bereich umfassend ein Niedrig-Index-Material, das einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als der Brechungsindex des (organischen) emittierenden Materials, wobei der zweite Bereich benachbart zu dem ersten Bereich angeordnet ist. In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Niedrig-Index-Material einen Brechungsindex von 1.0 bis 3.0 auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Niedrig-Index-Material einen Brechungsindex von 1 .0 bis 1 .5 auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bildet das Niedrig-Index-Material ein Gitter, das in einer Ebene parallel zu der transparenten Elektrode und zu der (reflektierenden) Elektrode ausgerichtet ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist Gitter mit einer Periodizität ausgelegt, die größer als die Wellenlänge von Licht ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Periodizität nicht größer als das fünffache der Breite der Gitterlinien. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Periodizität nicht größer als das Vierfache der Breite der Gitterlinien. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Periodizität nicht größer als das Dreifache der Breite der Gitterlinien. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht oder umfasst das Niedrig-Index- Material Aerogel, Teflon, gradiertes/gestuftes Dünnschicht Si02, gradierte/gestufte Dünnschicht Ti02 und/oder Lagen von Si02 Nano-Stäbchen. Eine Lichtquelle im Sinne der Erfindung kann eine FOLED sein. Beispiele für FOLEDs können der WO 98/07173 (incorporated by reference in its entirety) sowie der Internetseite oled.com/oleds/flexible- oleds-foleds/ (incorporated by reference in its entirety) entnommen werden.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das eine Scheinwerferlinse mit einem oder mehreren der vorgenannten Merkmale oder einen Fahrzeugscheinwerfer mit einem oder mehreren der vorgenannten Merkmale aufweist.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Herstellung einer, eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale aufweisenden Scheinwerferlinse gelöst, wobei eine Lichteintrittsfläche der Scheinwerferlinse sowie eine Lichtquelle zum Einstrahlen von Licht in die Lichteintrittsfläche gewählt werden, wobei eine Lichtverteilung (Flussdichte bzw. Intensitätsverteilung) auf einer Zielfläche ausgewählt wird, auf die Licht der Lichtquelle mittels der Scheinwerferlinse gerichtet wird, wobei das Licht (bzw. dessen Flussdichte bzw. dessen Intensitätsverteilung), das in die Lichteintrittsfläche der Scheinwerferlinse eintritt (insbesondere mittels einer Jacobimatrix bzw. der Determinante der Jacobimatrix) mit der Lichtverteilung (Flussdichte bzw. Intensitätsverteilung) auf der Zielfläche in Form einer Differenzialgleichung in Beziehung gesetzt wird, und wobei die Differenzialgleichung nach einer Koordinate gelöst wird, die die Form der Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse beschreibt.
Eine vorgenannte Lichtverteilung ist insbesondere eine Intensitätsverteilung. Intensität bzw. Intensitätsverteilung bezieht sich auf eine Leistung oder Lichtleistung. Leistung soll dabei als Energie pro Fläche und Zeiteinheit verstanden werden. Leistung im Sinne der Erfindung ist dabei insbesondere die Flussdichte.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die gewünschte Lichtverteilung auf der Zielfläche eine Hell-Dunkel-Grenze aufweist, die das Licht nach oben begrenzt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Hell-Dunkel-Grenze zumindest einen Knick insbesondere zumindest zwei Knicks aufweist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine Oberfläche der Scheinwerferlinse zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche gewählt, die die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche verbindet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Oberfläche nicht als TIR- Fläche vorgesehen oder ausgestattet ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Differenzialgleichung eine Differenzialgleichung zweiter Ordnung.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine Scheinwerferlinse gefertigt, deren Lichteintrittsfläche der gewählten Lichteintrittsfläche entspricht, und deren Lichtaustrittsfläche der errechneten Lichtaustrittsfläche entspricht.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine Form mit einer ersten Formfläche zum Formen einer Oberfläche, die (dem Negativ) der gewählten Lichteintrittsfläche der Scheinwerferlinse entspricht, und mit einer zweiten Formfläche zum Formen einer Oberfläche, die (dem Negativ) der errechneten Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse entspricht, hergestellt, wobei mittels der Form eine Scheinwerferlinse gepresst wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass ein Rohling bzw. ein Gob erwärmt oder dessen Temperaturgradient umgedreht wird, und der heiße Gob zwischen den beiden Formen blankgepresst wird. Der Rohling bzw. Gob besteht insbesondere aus anorganischem Glas.
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 für ein Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer bzw. einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bzw. für ein Verfahren zum Herstellen eines entsprechenden Scheinwerfers,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine mittels des Verfahrens gemäß Fig. 1 hergestellte
Scheinwerferlinse,
Fig. 3 eine mittels einer Scheinwerferlinse gemäß Fig. 2 erzeugte Hell-Dunkel-Grenze, Fig. 4 ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse bzw. eines
Scheinwerfers,
Fig. 5 das Ausleuchtbild in Abhängigkeit von der relativen Quellgröße Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für eine sich nach Durchlaufen des Schritts 16 gemäß Fig. 4 ergebende Scheinwerferlinse,
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für eine Konfiguration zur Simulation der Lichtverteilung der
Scheinwerferlinse mit der gewählten Lichteintrittsfläche gemäß Fig. 6 und der ermittelten Lichtaustrittsfläche in Verbindung mit einer nichtpunktförmigen Lichtquelle,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für eine sich nach erneuten Durchlaufen des Schritts 16 gemäß Fig. 4 ergebende Scheinwerferlinse,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel für eine Konfiguration zur Simulation der Lichtverteilung der
Scheinwerferlinse mit der veränderten Lichteintrittsfläche gemäß Fig. 8 und der ermittelten Lichtaustrittsfläche in Verbindung mit der nichtpunktförmigen Lichtquelle,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel für eine sich nach erneuten Durchlaufen des Schritts 16 gemäß Fig. 4 ergebende Scheinwerferlinse,
Fig. 1 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Konfiguration zur Simulation der Lichtverteilung der
Scheinwerferlinse mit der veränderten Lichteintrittsfläche gemäß Fig. 10 und der ermittelten Lichtaustrittsfläche in Verbindung mit der nichtpunktförmigen Lichtquelle,
Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Scheinwerferlinse,
Fig. 13 ein weiteres alternatives Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse bzw.
eines Scheinwerfers.
Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel für eine sich nach Durchlaufen des Schritts 26 gemäß
Fig. 3 ergebende Scheinwerferlinse,
Fig. 15 ein Ausführungsbeispiel für eine Scheinwerferlinse nach Durchlaufen des
Schritts 28 gemäß Fig. 13,
Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel für eine Anfangskonfiguration zur Berücksichtigung einer gekipptem bzw. schrägen Einbaulage einer Scheinwerferlinse in einem Kraftfahrzeug und
Fig. 17 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeuges.
Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen einer in Fig. 2 dargestellten Scheinwerferlinse 1 zum Erzeugen einer in Fig. 3 dargestellten Hell-Dunkel-Grenze HDG. Die Scheinwerferlinse weist eine Lichteintrittsfläche 3 und eine Lichtaustrittsfläche 4 auf, durch die Licht, das in die Lichteintrittsfläche 3 in die Scheinwerferlinse 1 eintritt, austritt. Weder die Lichteintrittsfläche 3 noch die Lichtaustrittsfläche 4 weist eine Unstetigkeit auf. Zudem sind die Lichteintrittsfläche 3 und die Lichtaustrittsfläche 4 zumindest zweimal differenzierbar. Die Scheinwerfer- linse 1 weist insbesondere keine (optische) Struktur auf, die als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird. Es ist zudem keine Sekundäroptik vorgesehen, die Licht, das aus der Lichtaustrittsfläche 4 austritt, abbildet. Vielmehr wird die Hell-Dunkel-Grenze HDG allein durch die Scheinwerferlinse 1 bzw. die (Beziehung zwischen Lichteintrittsfläche 3 und) Lichtaustrittsfläche 4 erzeugt, wobei Licht einer Lichtquelle 2 in die Lichteintrittsfläche 3 eingestrahlt wird.
Das in Fig. 1 beschriebene Verfahren zum Herstellen der Scheinwerferlinse 1 beginnt mit einem Schritt 1 1 , in dem eine fiktive Lichtquelle 2 in Form einer punktförmigen Lichtquelle gewählt wird. Es folgt ein Schritt 12, in dem die Lichteintrittsfläche 3 der Scheinwerferlinse 1 derart gewählt wird, dass die Lichtstrahlen der fiktiven punktförmigen Lichtquelle 2 senkrecht zum jeweiligen Punkt der Lichteintrittsfläche 3 sind, durch die Lichteintrittsfläche 3 in die Scheinwerferlinse 1 eintreten.
Es schließt sich ein Schritt 13 an, in dem eine zu beleuchtende Zielfläche ZF (Schirm, Wand) sowie die auf dieser Zielfläche ZF zu erreichende bzw. gewünschte Flussdichte bzw. Intensitätsverteilung lout(X>Y) (siehe zum Beispiel ECE R1 12) gewählt wird, wobei X und Y die Koordinaten auf der Zielfläche sind. Die zu erreichende bzw. gewünschte Flussdichte bzw. Intensitätsverteilung l0_t(X,Y) wird dabei derart gewählt, dass das Licht (im wesentlichen) unterhalb einer Hell-Dunkel-Grenze auf die Zielfläche ZF trifft. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Koordinaten als Polarkoordinaten angegeben werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die gewünschte Lichtverteilung im Sinne der ECE R1 12 gewählt wird.
Es schließt sich ein Schritt 14 an, in dem die Flussdichte bzw. Intensitätsverteilung des Lichts, das in die Lichteintrittsfläche 3 der Scheinwerferlinse 1 eintritt mittels einer Jacobimatrix mit der Flussdichte bzw. Intensitätsverteilung auf der Zielfläche ZF in Form einer Differentialgleichung in Beziehung gesetzt wird: ioul{x,Y)- \j\ = iin(x,y) wobei die Jacobimatrix dyX
Figure imgf000010_0001
ist. Die Koordinaten X und Y sind eine Funktion von x, y, Vz, wobei Vz den 2-D-Gradienten bezeichnet. D.h., Vz ist der Gradient der Oberflächenfunktion z=z(x,y) in kartesischen Koordinaten und Γ=Γ(Φ,Θ) in Kugelkoordinaten. Der Ort R = (X,Y) des Auftreffens eines Lichtstrahls auf die Zielfläche ZF ist abhängig von dem Brechungsindex und der Schräglage der Lichtaustrittsfläche 4 der Scheinwerferlinse 1 , wobei die Schräglage Lichtaustrittsfläche 4 durch den 2-D-Gradienten charakterisiert ist, so dass sich die folgende Differentialgleichung zweiter Ordnung ergibt:
Iout ( , , z) · \j(x, y,
Figure imgf000011_0001
(x, y)
Dabei gibt die erste Ableitung an, wo das Licht auf der Zielfläche ZF auftritt, und die zweite Ableitung, die der Krümmung der Fläche entspricht, gibt an, wieviel Licht an der besagten Stelle auf die Zielfläche ZF auftrifft.
Es folgt ein Schritt 15, in dem die Differentialgleichung zweiter Ordnung (Monge-Anpere- Gleichung)
Iout (x, y, Vz)■ \j(x, Iln {x, y)
Figure imgf000011_0002
nach z gelöst wird. Die Funktion z(x,y) definiert die Lichtaustrittsfläche 4 der Scheinwerferlinse 1 (siehe z.B. Adam M. Oberman. "Convergent difference schemes for degenerate elliptic and parabolic equations: Hamilton-Jacobi equations and free boundary problems", SIAM J. Numer. Anal., 44:879-895, 2006; Froese, B. D.: "A numerical method for the elliptic Monge-Ampere equation with transport boundary conditions", SIAM J. Sei. Comput., 34, 2012; B. D. Froese, A. M. Oberman: "Convergent finite difference solvers for viscosity Solutions of the elliptic Monge-Ampere equation in dimensions two and higher"; SIAM Journal on Numerical Analysis, 49, January 20 1 ; J.-D. Benamou, B. D. Froese, A. M. Oberman: "Numerical Solution of the Optimal Transportation problem using the Monge-Ampere equation", Journal of Computational Physics, 260, March 2014).
In einem nachfolgenden Schritt 16 wird, soweit sich die Lichteintrittsfläche 3 und die Lichtaustrittsfläche 4 nicht an ihren Rändern berühren, eine Randfläche zwischen dem Rand der Lichteintrittsfläche 3 und dem Rand der Lichtaustrittsfläche 4 gewählt. In einem sich daran anschließenden Schritt 17 wird eine Scheinwerferlinse 1 mit der gewählten Lichteintrittsfläche 3 und der ermittelten Lichtaustrittsfläche 4 hergestellt bzw. gefertigt. In einem sich daran anschließenden Schritt 18 wird die Scheinwerferlinse 1 in einem Abblendlicht-Fahrzeugscheinwerfer zusammen mit einer nicht punktförmigen Lichtquelle, deren Licht in die Lichteintrittsfläche 3 eintritt und durch die Lichtaustrittsfläche 4 aus der Scheinwerferlinse 1 austritt, verbaut. Dabei kommt insbesondere ein in Fig. 4 dargestelltes abgewandeltes Verfahren zum Tragen, wobei dem Schritt 16 nicht der 17, sondern ein Schritt 101 folgt, in dem die Lichtverteilung der Scheinwerferlinse 1 mit der gewählten Lichteintrittsfläche 3 und der ermittelten Lichtaustrittsfläche 4 in Verbindung mit einer nichtpunktförmigen Lichtquelle simuliert wird. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die nichtpunktförmige Lichtquelle eine viereckige, insbesondere quadratische Lichtquelle, wie beispielsweise eine LED ist. Das Ergebnis der entsprechenden Simulationen zeigt Fig. 5. Dabei zeigt Fig. 5 das Ausleuchtbild in Abhängigkeit von der relativen Quellgröße, also das Verhältnis der Größe der nichtpunktförmigen Lichtquelle zur Lichteintrittsfläche 3. Die Ausbeute liegt bezüglich des gewählten Ausführungsbeispiels in jedem Fall bei etwa 93%. Das entsprechende Ausleuchtbild wird in Hinblick auf seine lichttechnischen Eigenschaften und die Erfüllung der lichttechnischen Werte wie z.B. der lichttechnischen Werte gemäß der ECE R1 12 geprüft (Abfrage 102). Sind die gewünschten lichttechnischen Werte nicht erfüllt, so folgt der Abfrage 102 ein Schritt 103, in dem die Lichteintrittsfläche vergrößert wird. Den Schritt 103 folgt wiederum der Schritt 13. Sind die lichttechnischen Werte dagegen erfüllt, so folgt der Abfrage 102 der Schritt 17.
Das abgewandelte Verfahren gemäß Fig. 4 ist nachfolgend anhand von Fig. 6 bis Fig. 1 1 erläutert. Dabei zeigt beispielsweise Fig. 6 die Scheinwerferlinse 1A mit der Lichtaustrittsfläche 4A, die sich zunächst bei einer gewählten Lichteintrittsfläche 3A ergibt. Im Schritt 101 wird - wie in Fig. 7 dargestellt - die gewünschte nichtpunktförmige Lichtquelle 2Q hinzugefügt und die Scheinwerferlinse 1A zusammen mit der Lichtquelle 2Q, die in vorliegendem Ausführungsbeispiel eine relative Quellgröße von 4% besitzt (vgl. Fig. 5), simuliert. Dabei ergibt sich in dem verwendeten Ausführungsbeispiel die mit 4% Quellgröße bezeichnete Lichtverteilung gemäß Fig. 5, die für dieses Beispiel mittels der Abfrage 102 als nicht ausreichend beurteilt wird. Es folgt daher der Schritt 103 in dem die Lichteintrittsfläche vergrößert wird. Die vergrößerte Lichteintrittsfläche ist in Fig. 8 dargestellt und mit Bezugszeichen 3B bezeichnet. Nach Durchlaufen der Schritte 13, 14, 15 und 16 wird die Scheinwerferlinse 1 B mit der Lichtaustrittsfläche 4B erhalten. Im Schritt 101 wird - wie in Fig. 9 dargestellt - die gewünschte nichtpunktförmige Lichtquelle 2Q hinzugefügt und die Scheinwerferlinse 1 B zusammen mit der Lichtquelle 2Q, die in vorliegendem Ausführungsbeispiel nun eine relative Quellgröße von 3% besitzt (vgl. Fig. 5), simuliert. Dabei ergibt sich in dem verwendeten Ausführungsbeispiel die mit 3% Quellgröße bezeichnete Lichtverteilung gemäß Fig. 5, die für dieses Beispiel mittels der Abfrage 102 als nicht ausreichend beurteilt wird. Es folgt daher nochmals der Schritt 103 in dem die Lichteintrittsfläche vergrößert wird.
Die vergrößerte Lichteintrittsfläche ist in Fig. 10 dargestellt und mit Bezugszeichen 3C bezeichnet. Nach Durchlaufen der Schritte 13, 14, 15 und 16 wird die Scheinwerferlinse 1 C mit der Lichtaustrittsfläche 4C erhalten. Im Schritt 101 wird - wie in Fig. 1 dargestellt - die gewünschte nichtpunktförmige Lichtquelle 2Q hinzugefügt und die Scheinwerferlinse 1 C zusammen mit der Lichtquelle 2Q, die in vorliegendem Ausführungsbeispiel nun eine relative Quellgröße von 2% besitzt (vgl. Fig. 5), simuliert. Dabei ergibt sich in dem verwendeten Ausführungsbeispiel die mit 2% Quellgröße bezeichnete Lichtverteilung gemäß Fig. 5, die für dieses Beispiel mittels der Abfrage 102 als ausreichend beurteilt wird. Es folgt daher der Schritt 17, in dem die Scheinwerferlinse 1 C gefertigt wird und in einem Schritt 18 zusammen mit der Lichtquelle 2Q zu einem Scheinwerfer verbaut wird.
Fig. 12 zeigt ein alternatives Scheinwerferkonzept, wobei eine der Scheinwerferlinse 1 entsprechende Scheinwerferlinse 1 D mit einem, insbesondere umlaufenden, Montagerand 5D gefertigt bzw. blankgepresst wird. Die Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse 1 D ist mit Bezugszeichen 4D bezeichnet. Die Lichteintrittsfläche 3D der Scheinwerferlinse 1 D ist mit einer Lichtquelle 2R versehen. Die Lichtquelle 2R kann zum Beispiel eine biegsame OLED (FOLED) oder eine biegsame LED sein, wie sie beispielsweise in der WO 98/07173 (incorporated by reference in its entirety) sowie der Internetseite oled.com/oleds/flexible- oleds-foleds/ (incorporated by reference in its entirety) offenbart ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 2R auf die Lichteintrittsfläche 3D gefertigt wird bzw. ist. Eine Fertigung von lichtemittierenden Schichten auf gekrümmten Flächen kann in analoger Weise zu dem in der EP 1 949 471 B1 (incorporated by reference in its entirety) zur Herstellung einer Kamera beschriebenen Verfahren eroigen. Fig. 13 zeigt ein zum Verfahren gemäß Fig. 1 beziehungsweise zum Verfahren gemäß Fig. 4 alternatives Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse zum Erzeugen einer Hell- Dunkel-Grenze HDG ohne dass eine Unstetigkeit oder (optische) Struktur oder Blende oder ähnliches abgebildet wird. Dabei wird in einem Schritt 21 eine Lichtquelle ausgewählt, die ein Flächenstrahler ist, der (paralleles bzw. kollimiertes) Licht in eine (einzige) Richtung strahlt. Es schließt sich ein dem Schritt 12 entsprechender Schritt 22 an, in dem als Lichteintrittsfläche 3E eine plane Fläche gewählt wird, vgl. Fig. 14. Die sich an Schritt 22 anschließenden Schritte 23, 24, 25 und 26 entsprechen in analoger Weise den Schritten 13, 14, 15 und 16, wobei jedoch anstelle einer punktförmigen Lichtquelle eine Lichtquelle 2E angenommen wird, die kollimiertes Licht in die Lichteintrittsfläche 3E einstrahlt. Nach Durchlaufen der Schritte 23, 24, 25 und 26 ergibt sich die in Fig. 14 dargestellte Scheinwerferlinse 1 E mit der Lichtaustrittsfläche 4E. Dabei zeigt Fig. 14 die Scheinwerferlinse 1 E im Querschnitt in der x-z-Ebene, wobei die x-Achse die vertikale Achse ist und die z-Achse die horizontale Achse, die der optischen Achse der Scheinwerferlinse 1 E entspricht. Für den Winkel α zwischen der optischen Achse und dem äußeren Randstrahl des Lichts gilt:
^Schirm ^ Linse —— -Q Q,
^Schirm SCLinse
Der Anstieg der Lichtaustrittsfläche 4E am Rand ergibt sich damit zu: n2 sin α = ni sin (π + arctan m) mit m als dem Anstieg in x-Richtung, n2 dem Brechungsindex des Materials der Scheinwerferlinse und dem Brechungsindex von Luft. Die Dicke der Scheinwerferlinse ist unerheblich.
Es schließt sich der Schritt 27 an, in dem die Scheinwerferlinse 1 E mit der Lichteintrittsfläche 3E und der Lichtaustrittsfläche 4E gefertigt wird. In einem sich daran anschließenden Schritt 28 wird die Scheinwerferlinse 1 in einem Abblendlicht-Fahrzeugscheinwerfer zusammen mit einer als Flächenstrahler ausgestalteten Lichtquelle, deren Licht in die Lichteintrittsfläche eintritt und durch die Lichtaustrittsfläche aus der Scheinwerferlinse austritt, verbaut. Fig. 15 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines sich entsprechend ergebenden Scheinwerfers, wobei der Flächenstrahler eine als Lichtquelle 2S bezeichnete Lichtquelle ist, die unmittelbar auf die Lichteintrittsfläche 3E aufgebracht ist.
Es kann vorgesehen sein, eine schräge Einbaulage in einem Kraftfahrzeug bei Ermittlung der Lichtaustrittsfläche zu berücksichtigen. Entsprechend zeigt Fig. 16 in Abwandlung der Konfiguration gemäß Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für eine Anfangskonfiguration zur Berücksichtigung einer gekipptem bzw. schrägen Einbaulage einer Scheinwerferlinse in einem Kraftfahrzeug. Dazu werden die Lichteintrittsfläche 3A und die Zielfläche entsprechend der späteren Einbaulage gegeneinander gekippt. Im dargestellten Beispiel ist die Zielfläche ZF' gegenüber der Lichteintrittsfläche 3A gekippt. Es kann jedoch auch umgekehrt sein. Entsprechend beschriebenem Vorgehen wird eine Scheinwerferlinse 1 F mit der Lichteintrittsfläche 3A und der Lichtaustrittsfläche 4F ermittelt. Fig. 17 ein Ausführungsbeispiel für ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeuges. Dabei wird in einem Schritt 501 die Einbaulage der Scheinwerferlinse bzw. eines entsprechenden Scheinwerfers in dem Kraftfahrzeug festgelegt. Dem Schritt 501 folgt ein Schritt 502, der eines der Verfahren gemäß der Figuren 1 , 4 oder 13 umfasst. Der entsprechend erzeugte bzw. hergestellte Scheinwerfer wird in einem anschließenden Schritt 503 in einem Kraftfahrzeug verbaut.
Die Pfeile in den Figuren 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 14, 15 und 16 symbolisieren Lichtstrahlen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Zielflächen in den Figuren 7, 8, 9, 10, 1 1 , 14 und 15 nicht dargestellt. Die Elemente und Schichten in den Figuren sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z. B. die Größenordnungen einiger Elemente bzw. Schichten deutlich übertrieben gegenüber anderen Elementen bzw. Schichten dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Wenn in dieser Anmeldung Bezug auf eine Lichteintrittsfläche oder eine Lichtaustrittsfläche genommen wird, ist insbesondere die Kontur der Lichteintrittsfläche bzw. die Kontur der Lichtaustrittsfläche gemeint, sofern nicht ausdrücklich auf Oberflächen(mikro)strukturen Bezug genommen wird wie im vorletzten Absatz auf Seite 3.
Aufgrund ihrer geringen Einbautiefe sind erfindungsgemäße Scheinwerfer besonders geeignet, in der Fahrzeugmitte, bzw. im mittleren Drittel des Fahrzeugs und/oder im Stoßfänger verbaut zu werden. Erfindungsgemäße Scheinwerfer werden beispielsweise besonders geeignet an den in der US 9,243,769 B2 (incorporated by reference in its entirety) bezeichneten Positionen 3001 , 3002, 3003 bzw. 3004 verbaut.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Scheinwerferlinse (1) für einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Lichtquelle, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse (1) eine Lichteintrittsfläche (3) und eine Lichtaustrittsfläche (4) aufweist, durch die Licht aus der Scheinwerferlinse (1) mit einer Hell-Dunkel-Grenze (HDG) austritt, das in die Lichteintrittsfläche (3) eingetreten ist, ohne dass die Scheinwerferlinse (1 ) eine optische Struktur aufweist, die als Hell-Dunkel-Grenze (HDG) abgebildet wird.
2. Scheinwerferlinse (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass die Kontur der Lichtaustrittsfläche (4) keine Unstetigkeit aufweist,
- dass die Kontur der Lichteintrittsfläche (3) keine Unstetigkeit aufweist,
- dass die Kontur der Lichtaustrittsfläche (4) zumindest zweimal differenzierbar ist, und
- dass die Kontur der Lichteintrittsfläche (3) zumindest zweimal differenzierbar ist.
3. Scheinwerferlinse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheinwerferlinse (1) zwischen der Lichteintrittsfläche (3) und der Lichtaustrittsfläche (4) durch einen Randflächenbereich begrenzt ist, wobei der Randflächenbereich nicht als TIR- Fläche vorgesehen ist.
4. Fahrzeugscheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Scheinwerferlinse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei der Fahrzeugscheinwerfer keine Sekundäroptik zur Abbildung der Scheinwerferlinse bzw. der Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse oder eines Lichtstrahls der aus der Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse austritt, aufweist.
5. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Scheinwerferlinse (1) nach Anspruch 1 , 2 oder 3 oder einen Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 4 aufweist.
6. Verfahren zum Herstellen einer Scheinwerferlinse (1), insbesondere einer Scheinwerferlinse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichteintrittsfläche (3) der Scheinwerferlinse (1) sowie eine Lichtquelle (2) zum Einstrahlen von Licht in die Lichteintrittsfläche (3) gewählt werden, wobei eine Lichtverteilung auf einer Zielfläche (ZF) ausgewählt wird, auf die Licht der Lichtquelle (2) mittels der Scheinwerferlinse (1 ) gerichtet wird, wobei das Licht das in die Lichteintrittsfläche (3) der Scheinwerferlinse (1 ) eintritt mittels einer Jacobimatrix mit der Lichtverteilung auf der Zielfläche (ZF) in Form einer Differenzialgleichung in Beziehung gesetzt wird, und wobei die Differenzialgleichung nach einer Koordinate gelöst wird, die die Form der Lichtaustrittsfläche (4) der Scheinwerferlinse (1 ) beschreibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche der Scheinwerferlinse (1 ) zwischen der Lichteintrittsfläche (3) und der Lichtaustrittsfläche (4) gewählt wird, die Lichteintrittsfläche (3) und die Lichtaustrittsfläche (4) verbindet, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Oberfläche nicht als TIR-Fläche vorgesehen ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Differenzialgleichung eine Differenzialgleichung zweiter Ordnung ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheinwerferlinse (1 ) gefertigt wird, deren Lichteintrittsfläche (3) der gewählten Lichteintrittsfläche (3) entspricht, und deren Lichtaustrittsfläche (4) der errechneten Lichtaustrittsfläche (4) entspricht.
10. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form mit einer ersten Formfläche zum Formen einer Oberfläche, die der gewählten Lichteintrittsfläche (3) der Scheinwerferlinse (4) entspricht, und mit einer zweiten Formfläche zum Formen einer Oberfläche, die der errechneten Lichtaustrittsfläche (4) der Scheinwerferlinse (1 ) entspricht, hergestellt wird, wobei mittels der Form eine Scheinwerferlinse (1) gepresst wird.
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