DE102011013211A1

DE102011013211A1 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Mehrfunktions-Projektionsmodul

Info

Publication number: DE102011013211A1
Application number: DE102011013211A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2011-03-05
Filing date: 2011-03-05
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2031-03-06
Also published as: WO2012119976A1; CN103443534A; CN103443534B; DE102011013211A8; EP2683979B1; EP2683979A1; US9506615B2; DE102011013211B4; US20140016343A1

Abstract

Vorgestellt wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Mehrfunktions-Projektionsmodul, das dazu eingerichtet ist, Licht einer ersten Lichtquelle über eine erste Primäroptik in einem von einer Blendenkante begrenzten ersten Strahlengang in eine erste Lichtverteilung zu überführen, Licht einer zweiten Lichtquelle über eine zweite Primäroptik in einem zweiten Strahlengang in eine Strahltaille zu fokussieren und in zweite Lichtverteilung zu überführen, die einen vorbestimmten zentralen Punkt aufweist. Das Projektionsmodul zeichnet sich durch einen Spiegel aus, der im zweiten Strahlengang zwischen der Strahltaille und der Projektionslinse so angr Strahltaille im Brennpunkt einer Projektionslinse erzeugt.

Description

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

JP 2006107875 [0003, 0016, 0017, 0019, 0025]
DE 102007052696 A1 [0010, 0012]
DE 102009008631 A1 [0011, 0012]
US 2006/0120094 A1 [0014]
DE 102008036192 A1 [0014]
US 2006/0120094 [0067]

Claims

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