AT519118B1 - Scheinwerfermodul für Fahrzeuge - Google Patents

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AT519118B1 ATA51064/2016A AT510642016A AT519118B1 AT 519118 B1 AT519118 B1 AT 519118B1 AT 510642016 A AT510642016 A AT 510642016A AT 519118 B1 AT519118 B1 AT 519118B1
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Abstract

Ein Scheinwerfermodul (1) für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Lichtquelle (2), welcher im Strahlengang zumindest ein Umlenkspiegel (3), ein Mikrospiegelarray (4) und eine Linse (5) nachgeordnet sind, wobei das von der zumindest einen Lichtquelle (2) abgestrahlte Licht über den Umlenkspiegel (3) auf das von einer Steuerung angesteuerte Mikrospiegelarray (4) reflektiert wird und das auf diesem erzeugte Lichtbild über die Linse (5) als Leuchtbild in den Verkehrsraum projiziert wird, bei welchem Linse (5) und Spiegel (3) einstückig als Linsen/Spiegel‐Block (10) ausgebildet sind, welcher einen Linsenbereich (10‐3) und einen Spiegelbereich (10‐5) aufweist.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Scheinwerfermodul für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Lichtquelle, welcher im Strahlengang zumindest ein Umlenkspiegel, ein Mikrospiegelarray und eine Linse nachgeordnet sind, wobei das von der zumindest einen Lichtquelle abgestrahlte Licht über den Umlenkspiegel auf das von einer Steuerung angesteuerte Mikrospiegelarray reflektiert wird und das auf diesem erzeugte Lichtbild über die Linse als Leuchtbild in den Verkehrsraum projiziert wird.
[0002] Scheinwerfermodule dieser Art sind bekannt und beispielsweise in der DE 10 2014 219 799 A1 oder in der JP 2015138763 A beschrieben.
[0003] Bei Scheinwerfern besteht meist ein Bedarf an sehr kompakten Bauformen, wobei der Zusammenbau eines Scheinwerfers einfach und die erforderliche Genauigkeit berücksichtigend erfolgen soll.
[0004] Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Scheinwerfermoduls bzw. eines Scheinwerfers, das/der diesem Bedarf entgegenkommt.
[0005] Diese Aufgabe wird mit einem Scheinwerfer der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß Linse und Spiegel einstückig als Linsen/Spiegel-Block ausgebildet sind, welcher einen Linsenbereich und einen Spiegelbereich aufweist.
[0006] Da bei der erfindungsgemäßen Lösung weniger Einzelteile benötigt werden, ergibt sich nicht nur die gewünschte Vereinfachung beim Zusammenbau, bei dem außerdem auf ein gegenseitiges Justieren von Spiegel und Linse entfällt, sondern es werden auch Materialkosten und Arbeitszeit gespart. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die verkürzte Toleranzkette durch die reduzierte Anzahl an Einzelkomponenten, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird und ein präziserer Zusammenbau des Scheinwerfers ermöglicht wird.
[0007] Bei einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass an der der zumindest einen Lichtquelle zugewandten Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks auf dem Spiegelbereich eine verspiegelnde Beschichtung aufgebracht ist.
[0008] Es kann auch vorgesehen sein, dass der Linse zumindest eine weitere Optik nachgeordnet ist.
[0009] Eine weitere zweckmäßige Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass an der der zumindest einen Lichtquelle zugewandten Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks auf einem den Linsenbereich umgebenden Durchtrittsbereich eine Strahlenblenden-Beschichtung aufgebracht ist.
[0010] Es hat sich in vielen Fällen als vorteilhaft erwiesen, wenn die der zumindest einen Lichtquelle zugewandte Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks konkav und die gegenüberliegende Außenseite konvex ausgebildet ist.
[0011] Bei bevorzugten Ausführungen weist die zumindest eine Lichtquelle zumindest eine Laserdiode/LED und eine dieser nachgeordnete Fokussierlinse auf.
[0012] Die Erfindung umfasst auch einen Scheinwerfer der zumindest ein Scheinwerfermodul wie oben gekennzeichnet aufweist.
[0013] Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigen [0014] Fig. 1 in schematischer schaubildlicher Darstellung die Anordnung einer Lichtquelle, eines Umlenkspiegels, eines Mikrospiegelarrays und einer Linse nach dem Stand der Technik, [0015] Fig. 2 den Aufbau eines Scheinwerfermoduls gemäß der Prinzipdarstellung der Fig. 1, teilweise geschnitten, /9
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Patentamt [0016] Fig. 3 in schematischer perspektivischen Darstellung die Anordnung einer Lichtquelle, eines Umlenkspiegels, eines Mikrospiegelarrays und einer Linse nach der Erfindung, [0017] Fig. 4 in perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Ausbildung von Spiegel und Linse als Linsen/Spiegel-Block, [0018] Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung schräg von vorne gesehen ein Scheinwerfermodul nach der Erfindung mit von einer Blende abgedecktem Linsen/Spiegel-Block, [0019] Fig. 6 das Scheinwerfermodul der Fig. 5, jedoch teilweise geschnitten und [0020] Fig. 7 in einer Darstellung ähnlich Fig. 6 ein Scheinwerfermodul nach der Erfindung mit einer anderen Ausführung der Blende.
[0021] Bezug nehmend zunächst auf Fig. 1 erkennt man den grundlegenden Aufbau eines Scheinwerfermoduls 1 oder einer Scheinwerfereinheit in auch hinsichtlich des Strahlengangs 15 stark vereinfachter Darstellung. Für den Betrieb des Moduls 1 erforderliche Teile, wie eine Stromversorgung, eine elektronische Ansteuerung, Halterungen, weitere Optikelemente etc. sind gleichfalls zur Vereinfachung in der Zeichnung weggelassen.
[0022] Eine Lichtquelle 2, die hier aus drei Laserdioden bzw. LED-Chips LED1, LED2, LED3 mit nachgeordneten Fokussierlinsen L1, L2, L3 besteht (vgl. auch Fig. 3), sendet das von ihr ausgesandte Licht über einen Umlenkspiegel 3 auf die aktive Fläche eines Mikrospiegelarrays 4. Die einzelnen Mikrospiegel, die intelligent angesteuert werden, erzeugen ein Bild, das über eine Linse 5 als Leuchtbild in den im Allgemeinen vor einem Kraftfahrzeug liegenden Verkehrsraum projiziert wird.
[0023] Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 dargestellten prinzipiellen Aufbau in Anwendung in einer konventionellen technischen Ausführung, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind. Man erkennt die Lichtquelle 2, die auch hier aus einzelnen Lichtquellen, wie LED-Chips, bestehen kann, weiters den in Abstrahlrichtung des Scheinwerfermoduls davor gelegenen Spiegel 3, dessen verspiegelte Fläche hier konkav gekrümmt ist, wieder weiter hinten und oberhalb der Lichtquelle 2 liegend das Mikrospiegelarray 4. Vor dem Mikrospiegelarray 4 ist die Linse 5, oberhalb des Spiegels 3 gelegen, angeordnet, hier als bikonvexer Glaskörper ausgebildet. Man erkennt des Weiteren einen Grundkörper 6 des Moduls 1, in dem das Mikrospiegelarray 4 und eine Platine 7 der Lichtquellen gelagert sind und der für die notwenige Stabilität der Anordnung und gegebenenfalls auch für eine Kühlung sorgt. Für den Spiegel 3 ist eine eigene Spiegelhalterung 8 vorgesehen und die Linse 5 ist in einer entsprechenden Fassung 9 gehalten.
[0024] Abgesehen von der notwendigen Zahl der Einzelteile, die auch einer sorgfältigen Justierung bedürfen, ergibt sich meist das Problem, dass der Spiegel nach vorne durch eine ansprechende Designblende abgedeckt werden soll, die Linse jedoch frei bleiben soll. Da diese Teile auf Grund es gewünschten kompakten Aufbaues nahe beieinander liegen, ergeben sich für den Konstrukteur und den Designer Probleme, denn die Abdeckblende wirkt dann oft klobig.
[0025] Demgegenüber ist in Fig. 3 der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Scheinwerfermoduls 1 dargestellt, wobei wieder gleiche Bezugszeichen für gleiche oder vergleichbare Teile verwendet werden. Wesentlich ist hier, dass Linse und Spiegel einstückig als Linsen/Spiegel-Block 10 ausgebildet sind, welcher einen Linsenbereich 10-3 und einen Spiegelbereich 10-5 aufweist. Der Linsen/Spiegel-Block 10 ist einstückig aus Glas gefertigt. Der Einfachheut halber wird der Begriff „Glas verwendet, wobei unter diesem in der Beschreibung und dem Ansprüchen verwendeten Begriff ein Material zu verstehen ist, welches die optischen Eigenschaften eines Glases im Sinne der klassischen Optik besitzt, jedoch nicht notwendigerweise ein Glas im physikalischen Sinn sein muss. Das Linsenmaterial muss somit nicht amorph sein, es könnte ebenso auch kristallin sein oder ein Kunststoff, es muss jedenfalls transparent sein und lichtbrechende Eigenschaften aufweisen. Allerdings wird ein optisches Glas im herkömmli
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Patentamt chen Sinn bevorzugt, da es eine hohe Genauigkeit der Linse und eine Wärmebeständigkeit am besten gewährleistet.
[0026] Man erkennt weiters, im Folgenden auch aus Fig. 4, welche eine Ausführungsform eines Linsen/Spiegel-Blocks 10 zeigt, dass an der der Lichtquelle 2 zugewandten Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks 10 auf dem Spiegelbereich 10-5 eine verspiegelnde Beschichtung 11, beispielsweise eine hochreflexive Ag- oder Al-Beschichtung, aufgebracht ist. Des Weiteren weist gemäß der Ausführung der Fig. 4 der Linsenbereich 10-3 eine Strahlenblende-Beschichtung 12 auf, die nur einen kreisrunden Durchtrittsbereich 13 für Licht freilässt, um den Kontrast verminderndes Fehllicht zu vermeiden. Vorteilhafterweise kann diese Strahlenblende-Beschichtung 12 aus demselben Material wie die Spiegelbeschichtung bestehen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Strahlenblende-Beschichtung aus einem sichtbares Licht absorbierenden Material bestehen, welches beispielsweise mittels einer Zweikomponenten-Spritzgusstechnik oder einem anderen Beschichtungsprozess aufgebracht wird.
[0027] Bei einer bevorzugten und dargestellten Ausführungsform ist die der Lichtquelle zugewandte Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks 10, die auch als Innenseite bezeichnet werden kann, im Wesentlichen konkav ausgeformt, wogegen die abgewandte Fläche oder Außenseite konvex geformt ist. Allerdings können alle Flächen den jeweiligen lichttechnischen Erfordernissen auch anders, z.B. plan, konvex oder konkav ausgebildet sein. Dies hängt insbesondere von weiteren, in dem Modul 1 allfällig verwendeten Optikelementen (Linsen) ab.
[0028] Fig. 5 und 6 zeigen den in Fig. 3 dargestellten prinzipiellen Aufbau in Anwendung in einer technischen Ausführung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfermoduls 1, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie in vorangehenden Figuren versehen und zur Vereinfachung nicht notwendigerweise nochmals beschrieben sind. Man erkennt hier jedenfalls den Linsen/Spiegel-Block 10, bei welchem die gesamte Hinterseite, ausgenommen der Durchtrittsbereich 13 mit einer verspiegelnden Beschichtung 11, beispielsweise einer Ag-Beschichtung versehen ist. Bei dieser Ausführung dient die weiter nach oben reichende Spiegelbeschichtung 11 somit auch als Strahlenblende-Beschichtung. Fig. 5 ist so gezeichnet, dass man die Hinterseite des Linsen/Spiegel-Blocks 10 von vorne erkennen kann.
[0029] Weiters erkennt man in Fig. 5 und 6 auch eine schlanke Blende 14, welche den Linsen/Spiegel-Block 10 rundherum, d.h. seitlich und oben und unten, abdeckt und Designvorgaben entsprechend gestaltet wurde.
[0030] Die Ausführung nach Fig. 7 unterscheidet sich von jener nach Fig. 5 und 6 dadurch, dass die Blende 14 hier auch den Spiegelbereich 10-5 des Linsen/Spiegel-Blocks 10 vorne abdeckt, sodass nur der Linsenbereich 10-3 nicht abgedeckt ist, was wegen des Lichtaustritts natürlich erforderlich ist.
[0031] Die Linse bzw. der Linsenbereich 10-3 kann entweder den vorderen Abschluss des Scheinwerfers bilden oder sie kann auch durch ein Abdeckglas nach vorne geschützt sein. Ebenso kann der Linse auch noch eine zusätzliche, gegebenenfalls in dem Abdeckglas integrierte Optik nachgeordnet sein und es können auch zwischen Lichtquelle und Linsen/SpiegelBlock weitere Optikelemente angeordnet sein. Außerhalb der lichttechnisch relevanten Bereiche des Linsen/Spiegel-Blocks 10 kann dieser Designvorgaben oder mechanischen Anforderungen, beispielsweise bezüglich der Halterung im Modul entsprechend frei gestaltet sein.
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BEZUGSZEICHENLISTE
Scheinwerfermodul
Lichtquelle
Spiegel
Mikrospiegelarray
Linse
Grundkörper
Platine
Spiegelhalterung
Fassung
Linsen/Spiegel-Block
10-3 Linsenbereich
10-5 Spiegelbereich verspiegelnde Beschichtung
Strahlenblende-Beschichtung
Durchtrittsbereich
Blende
Strahlengang

Claims (7)

1. Scheinwerfermodul (1) für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Lichtquelle (2), welcher im Strahlengang zumindest ein Umlenkspiegel (3), ein Mikrospiegelarray (4) und eine Linse (5) nachgeordnet sind, wobei das von der zumindest einen Lichtquelle (2) abgestrahlte Licht über den Umlenkspiegel (3) auf das von einer Steuerung angesteuerte Mikrospiegelarray (4) reflektiert wird und das auf diesem erzeugte Lichtbild über die Linse (5) als Leuchtbild in den Verkehrsraum projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass
Linse (5) und Spiegel (3) einstückig als Linsen/Spiegel-Block (10) ausgebildet sind, welcher einen Linsenbereich (10-3) und einen Spiegelbereich (10-5) aufweist.
2. Scheinwerfermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der der zumindest einen Lichtquelle (2) zugewandten Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks (10) auf dem Spiegelbereich (10-5) eine verspiegelnde Beschichtung (11) aufgebracht ist.
3. Scheinwerfermodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Linsenbereich (10-3) zumindest eine weitere Optik nachgeordnet ist.
4. Scheinwerfermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der der zumindest einen Lichtquelle (2) zugewandten Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks (10) auf einem den Linsenbereich (10-3) umgebenden Durchtrittsbereich (13) eine Strahlenblenden-Beschichtung aufgebracht ist.
5. Scheinwerfermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die der zumindest einen Lichtquelle (2) zugewandte Fläche des Linsen/Spiegel-Blocks (10) konkav und die gegenüberliegende Außenseite konvex ausgebildet ist.
6. Scheinwerfermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lichtquelle (2) zumindest eine Laserdiode/LED und eine dieser nachgeordnete Fokussierlinse (L1, L2, L3) aufweist.
7. Kraftfahrzeugscheinwerfer enthaltend mindestens ein Scheinwerfermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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