DE102012022402A1

DE102012022402A1 - Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102012022402A1
Application number: DE201210022402
Authority: DE
Inventors: Hans Scheibner; Mohsen Mozaffari-Afshar
Original assignee: Docter Optics SE
Current assignee: Docter Optics SE
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-05-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, einstückigen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, wobei die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 80% der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen einstückigen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist.
Die WO 2012/072188 A1 offenbart eine Scheinwerferlinse für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer (insbesondere optisch wirksamen) Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht.
Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, anzugeben. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von Fahrzeugscheinwerfern zu senken.
Vorgenannte Aufgabe wird durch eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen, Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer (insbesondere optisch wirksamen) Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei der insbesondere einstückige Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil (des insbesondere einstückigen Körpers) zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, wobei eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel (α) schneidet, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet/gesehen ausgehend von der ersten Geraden 1° bis 10°, vorteilhafterweise 3° bis 7°, vorteilhafterweise in etwa 5°, beträgt, wobei die erste Gerade

– die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder
– die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene

– die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder
– die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen, Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer (insbesondere optisch wirksamen) Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei der insbesondere einstückige Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil (des insbesondere einstückigen Körpers) zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, wobei der Lichttunnel einen Bereich auf seiner Oberfläche umfasst, der im Wesentlichen einem Teil der Oberfläche eines Ellipsoiden entspricht, wobei eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel (α) schneidet, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1° bis 10°, vorteilhafterweise 3° bis 7°, vorteilhafterweise in etwa 5°, beträgt, wobei die erste Gerade

– die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder
– die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene ist, und wobei die zweite Gerade
– die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder eine Gerade durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden und/oder
– die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene und/oder die Projektion einer Geraden durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden auf die vertikale Ebene

Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch eine Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer (insbesondere optisch wirksamen) Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei der insbesondere einstückige Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil (des insbesondere einstückigen Körpers) zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, wobei die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 80%, insbesondere zumindest 88%, insbesondere bis zu 95%, der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt.
Eine optisch wirksame Lichteintrittsfläche bzw. eine optisch wirksame Lichtaustrittsfläche ist eine optisch wirksame Oberfläche des einstückigen Körpers. Eine optisch wirksame Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Oberfläche des transparenten Körpers, an der es bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Scheinwerferlinse zur Lichtbrechung kommt. Eine optisch wirksame Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Oberfläche, an der bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Scheinwerferlinse die Richtung von Licht, das durch diese Oberfläche durchtritt, geändert wird.
Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere anorganisches Glas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Silikatglas. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas, wie es in der IPCT/EP2008/010136 beschrieben ist. Glas im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere
0,2 bis 2 Gew.-% Al₂O₃,
0,1 bis 1 Gew.-% Li₂O,
0,3, insbesondere 0,4, bis 1,5 Gew.-% Sb₂O₃,
60 bis 75 Gew.-% SiO₂,
3 bis 12 Gew.-% Na₂O,
3 bis 12 Gew.-% K₂O und
3 bis 12 Gew.-% CaO.
Unter Blankpressen soll im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden werden, eine optisch wirksame Oberfläche derart zu pressen, dass eine anschließende Nachbearbeitung der Kontur dieser optisch wirksamen Oberfläche entfallen kann bzw. entfällt bzw. nicht vorgesehen ist. Es ist somit insbesondere vorgesehen, dass eine blankgepresste Oberfläche nach dem Blankpressen nicht geschliffen wird.
Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass an seinen seitlichen (insbesondere oben, unten, recht und/oder links) Oberflächen im Wesentlichen Totalreflexion stattfindet, sodass durch die Lichteintrittsfläche eintretendes Licht durch den Tunnel als Lichtleiter geführt wird. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Lichtleiter. Es ist insbesondere vorgesehen, dass es an den längsseitigen Oberflächen des Lichttunnels zur Totalreflexion kommt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die längsseitigen Oberflächen des Lichttunnels für die Totalreflexion vorgesehen sind. Es ist insbesondere vorgesehen, dass es an den im Wesentlichen in der Richtung der optischen Achse des Lichttunnels orientierten Oberflächen des Lichttunnels zur Totalreflexion kommt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die im Wesentlichen in der Richtung der optischen Achse des Lichttunnels orientierten Oberflächen des Lichttunnels für die Totalreflexion vorgesehen sind. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3°. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3° gegenüber seiner optischen Achse. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise zumindest teilweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise zumindest teilweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3°. Ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verjüngt sich vorteilhafterweise zumindest teilweise in Richtung auf seine Lichteintrittsfläche um zumindest 3° gegenüber seiner optischen Achse. Es können ergänzend auch Mehrfachlichttunnel vorgesehen sein, wie sie in der WO 2012/072188 A1 beschrieben (vgl. 14, 15, 16 und 17 der WO 2012/072188 A1 bzw. beansprucht sind.
Ein Knick im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein gekrümmter Übergang. Ein Knick im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein mit einem Krümmungsradius von nicht weniger als 50 nm gekrümmter Übergang. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Scheinwerferlinse im Knick keine Unstetigkeit, sondern eine Krümmung aufweist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Scheinwerferlinse im Knick eine Krümmung, insbesondere mit einem Krümmungsradius der Krümmung im Knick von nicht weniger als 50 nm, aufweist. In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Krümmungsradius nicht größer als 5 mm. In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Krümmungsradius nicht größer als 0,25 mm, insbesondere nicht größer als 0,15 mm, vorteilhafterweise nicht größer als 0,1 mm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Krümmungsradius der Krümmung im Knick zumindest 0,05 mm. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberfläche der Scheinwerferlinse im Knickbereich blankgepresst ist.
Eine vertikale Ebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine vertikale Ebene in Richtung der optischen Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder der optischen Achse des Lichtdurchleitteils. Die Brennpunkte des Ellipsoiden im Sinne der Erfindung sind dessen Foki. Beispiele für die Brennpunkte eines Ellipsoiden sind die Punkte F1 und F2 in 7 und 8.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schnittpunkt der ersten Geraden mit der zweiten Geraden im Knick und/oder im Übergang vom Lichttunnel zum Lichtdurchleitteil vorgesehen (vorgesehen).
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Lichttunnel zwischen einem ellipsoid ausgestalteten Bereich und dem Lichtdurchleitteil einen Übergangsbereich auf, in dem die den Lichttunnel nach oben begrenzende Oberfläche (des Lichttunnels) in Richtung auf den Lichtdurchleitteil ansteigt, und/oder in dem die den Lichttunnel nach oben begrenzende Oberfläche (des Lichttunnels) einen Wendepunkt aufweist, und/oder in dem die den Lichttunnel nach oben begrenzende Oberfläche (des Lichttunnels) einen konkav gekrümmten Bereich, vorteilhafterweise mit einem Krümmungsradius von zumindest 10 mm, vorteilhafterweise mit einem Krümmungsradius von zumindest 20 mm, aufweist. Der Übergang von dem ellipsoid ausgestalteten Bereich der den Lichttunnel nach oben begrenzenden Oberfläche zum Übergangsbereich kann mittels eines blankgepressten Knicks erfolgen.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtaustrittsfläche segementiert. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtaustrittsfläche zumindest drei Segmente, die insbesondere mittels einer Einkerbung oder eines Knicks voneinander getrennt sind.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichttunnel zwischen dem Knick und der Lichteintrittsfläche angeordnet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Lichtdurchleitteil zwischen dem Knick und der Lichtaustrittsfläche angeordnet. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt und im Bereich des Knicks von dem Lichttunnel in das Durchleitteil eintritt, unter einem Winkel zwischen –30° und 30° zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt, unter einem Winkel zwischen –30° und 30° zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt und im Bereich des Knicks von dem Lichttunnel in das Durchleitteil eintritt, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse aus der Lichtaustrittsfläche austritt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Knick einen Öffnungswinkel von zumindest 90°. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Knick einen Öffnungswinkel von nicht mehr als 150°. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick an einer der Lichteintrittsfläche zugewandten Oberfläche des Lichtdurchleitteils angeordnet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Orthogonale der Lichteintrittsfläche gegenüber der optischen Achse des Lichtdurchleitteils geneigt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichteintrittsfläche gegenüber der optischen Achse des Lichtdurchleitteils in einem Winkel zwischen 5° und 70°, insbesondere in einem Winkel zwischen 20° und 50°, geneigt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Lichttunnel einen Bereich auf seiner Oberfläche, der im Wesentlichen zumindest 15% der Oberfläche eines Ellipsoiden entspricht.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine dem Lichttunnel zugewandte Oberfläche des Lichtdurchleitteils zumindest im Bereich des Knicks zum Übergang in den Lichttunnel, insbesondere konvex, gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in seinem Längsverlauf gekrümmt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in seinem Längsverlauf mit einem Krümmungsradius zwischen 5 mm und 100 mm gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in seinem Längsverlauf entsprechend einer Petzwalkurve gekrümmt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Knick in seinem Längsverlauf eine Krümmung mit einem Krümmungsradius in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Krümmungsradius entgegen der Lichtaustrittsfläche gerichtet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Richtung orthogonal zur zweiten Richtung. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick in einer ersten Richtung mit einem ersten Krümmungsradius und in einer zweiten Richtung mit einem zweiten Krümmungsradius gekrümmt, wobei der zweite Krümmungsradius orthogonal zum ersten Krümmungsradius ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung ist ein Teil der dem Lichttunnel zugewandten Oberfläche des Durchleitteils als Petzwalfläche ausgestaltet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die dem Lichttunnel zugewandte Oberfläche des Lichtdurchleitteils in einem Bereich, in dem sie in den Lichttunnel übergeht, als Petzwalfläche ausgestaltet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Länge der Scheinwerferlinse in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils nicht mehr als 8 cm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Scheinwerferlinse bzw. der transparente Körper eine weitere Lichtaustrittsfläche sowie eine weitere Lichteintrittsfläche auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung tritt zumindest 20% des in die Lichteintrittsfläche eintretenden und durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts durch die Lichtaustrittsfläche aus, nachdem es durch die weitere Lichtaustrittsfläche aus dem einstückigen Körper ausgetreten und durch die weitere Lichteintrittsfläche in den einstückigen Körper eingetreten ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung tritt zumindest 10%, insbesondere zumindest 20%, des in die Lichteintrittsfläche eintretenden und durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts durch die Lichtaustrittsfläche aus, ohne dass es durch die weitere Lichtaustrittsfläche aus dem einstückigen Körper ausgetreten und durch die weitere Lichteintrittsfläche in den einstückigen Körper eingetreten ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung tritt zumindest 75% des in die Lichteintrittsfläche eintretenden und durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts durch die Lichtaustrittsfläche aus, nachdem es durch die weitere Lichtaustrittsfläche aus dem einstückigen Körper ausgetreten und durch die weitere Lichteintrittsfläche in den einstückigen Körper eingetreten ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den transparenten Körper eintritt und im Bereich des Knicks von dem Lichttunnel in das Durchleitteil eintritt, entweder aus der weiteren Lichtaustrittsfläche aus dem einstückigen Körper austritt und in die weitere Lichteintrittsfläche des einstückigen Körpers eintritt sowie aus der Lichtaustrittsfläche aus dem transparenten Körper austritt oder direkt aus der Lichtaustrittsfläche austritt (ohne dass es aus der weiteren Lichtaustrittsfläche aus dem einstückigen Körper austritt und in die weitere Lichteintrittsfläche des einstückigen Körpers eintritt).
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere Kraftfahrzeugscheinwerfer, gelöst, wobei der Fahrzeugscheinwerfer eine – insbesondere eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale umfassende – Scheinwerferlinse sowie eine Lichtquelle zur Einkopplung von Licht in die Lichteintrittsfläche aufweist. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtquelle zumindest eine LED oder eine Anordnung von LEDs. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lichtquelle zumindest eine OLED oder eine Anordnung von OLEDs. Die Lichtquelle kann zum Beispiel auch ein flächiges Leuchtfeld sein. Die Lichtquelle kann auch Leuchtelemente-Chips umfassen, wie sie die DE 103 15 131 A1 offenbart. Eine Lichtquelle kann auch ein Laser sein. Ein verwendbarer Laser ist in ISAL 2011 Proceedings, Seite 271ff offenbart.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Fahrzeugscheinwerfer keine der Scheinwerferlinse zugeordnete Sekundäroptik auf. Eine Sekundäroptik im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Optik zur Ausrichtung von Licht, das aus der Lichtaustrittsfläche bzw. der letzten Lichtaustrittsfläche der Scheinwerferlinse austritt. Eine Sekundäroptik im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein von der Scheinwerferlinse getrenntes und/oder nachgeordnetes optisches Element zur Ausrichtung von Licht. Eine Sekundäroptik im Sinne der Erfindung ist insbesondere keine Abdeck- bzw. Schutzscheibe, sondern ein optisches Element, das zur Ausrichtung von Licht vorgesehen ist. Ein Beispiel für eine Sekundäroptik ist zum Beispiel eine Sekundärlinse, wie sie die DE 10 2004 043 706 A1 offenbart.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Knick, der als Hell-Dunkel-Grenze abgebildet wird, im unteren Bereich des Lichttunnels liegt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Abstand der Lichtquelle vom Mittelpunkt der Lichtaustrittsfläche in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils nicht mehr als 10 cm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Länge des Fahrzeugscheinwerfers in Orientierung der optischen Achse des Lichttunnels und/oder des Lichtdurchleitteils nicht mehr als 10 cm.
Es können eine oder mehrere weitere Lichtquellen vorgesehen sein, deren Licht in das Durchleitteil und/oder einen Teil des Lichttunnels zur Implementierung von Signlight, Fernlicht und/oder Kurvenlicht eingekoppelt bzw. eingestrahlt wird. Bei der Einkopplung von derartigem zusätzlichem Licht in den Lichttunnel ist insbesondere vorgesehen, dass dies in der Hälfte des Lichttunnels erfolgt, die dem Lichtdurchleitteil näher ist und/oder in der nicht die Lichteintrittsfläche vorgesehen ist.
Es können eine oder mehrere weitere Lichtquellen vorgesehen sein, deren Licht in das Durchleitteil und/oder einen Teil des Lichttunnels zur Implementierung von Signlight, Fernlicht und/oder Kurvenlicht eingekoppelt bzw. eingestrahlt wird. Bei der Einkopplung von derartigem zusätzlichem Licht in den Lichttunnel ist insbesondere vorgesehen, dass dies in der Hälfte des Lichttunnels erfolgt, die dem Lichtdurchleitteil näher ist und/oder in der nicht die Lichteintrittsfläche vorgesehen ist. Es können insbesondere zusätzliche Lichtquellenanordnungen vorgesehen sein, wie sie in der WO 201 2/0721 92 A1 beschrieben bzw. beansprucht sind. Zusätzliche Lichtquellenanordnungen sind dabei insbesondere in den 10, 14, 15, 18, 19, 20 und 21 der WO 2012/072192 A1 beschrieben. Die erfindungsgemäße Scheinwerferlinse kann insbesondere auch in Arrays mit gegeneinander geneigten optischen Achsen verwendet werden, wie es beispielsweise in der WO 201 2/0721 93 A2 , insbesondere in 24 der WO 2012/072193 A2 , offenbart (bzw. beansprucht) ist. Zudem oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Scheinwerferlinse in Fahrzeugkonfigurationen zum Einsatz kommt, wie sie in der WO 2012/072191 A2 offenbart bzw. beansprucht sind.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtquelle und die (erste) Lichteintrittsfläche derart aufgestaltet und zueinander angeordnet, dass Licht der Lichtquelle mit einer Lichtstromdichte von zumindest 75 lm/mm² in die Lichteintrittsfläche eintritt.
Vorgenannte Scheinwerferlinsen können mittels eines in der WO 2012/072188 A1 beschriebenen Verfahrens hergestellt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Lichteintrittsfläche im Sinne der Erfindung und/oder eine Lichtaustrittsfläche im Sinne der Erfindung eine Licht streuende Struktur aufweist. Eine Licht streuende Struktur im Sinne der Erfindung kann z. B. eine Struktur sein, wie sie in der DE 10 2005 009 556 A1 und der EP 1 514 148 A1 bzw. der EP 1 514 148 B1 offenbart ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung beschichtet ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung mit einer reflektierenden Schicht beschichtet ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Lichttunnel im Sinne der Erfindung verspiegelt ist.
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:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs,
2 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zur Verwendung in dem Kraftfahrzeug gemäß 1,
3 den Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß 2 in einer Seitenansicht,
4 einen vergrößert dargestellten ausschnittsweisen Querschnitt eines Knicks zum Übergang eines Lichttunnels in ein Durchleitteil einer Scheinwerferlinse gemäß 3,
5 eine mittels der Scheinwerferlinse gemäß 3 erzeugte Hell-Dunkel-Grenze,
6 eine ausschnittsweise Darstellung eines Lichttunnels der Scheinwerferlinse gemäß 3 in einer Seitenansicht,
7 ein Ausführungsbeispiel für einen Ellipsoiden,
8 den Ellipsoiden gemäß 7 mit einer überlagerten Darstellung eines Teils des in 6 dargestellten Lichttunnels in Querschnittsdarstellung,
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuges 1 mit einem Kraftfahrzeugscheinwerfer 10. 2 zeigt den Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 in einer schrägen Draufsicht mit einer Scheinwerferlinse 100, jedoch ohne Gehäuse, Halterungen und Energieversorgung, wobei die Scheinwerferlinse 100 in 3 in einer Seitenansicht dargestellt ist, jedoch ebenfalls ohne Gehäuse, Halterungen und Energieversorgung. Die Scheinwerferlinse 100 umfasst einen blankgepressten einstückigen Körper aus anorganischem Glas, insbesondere Glas, das
0,2 bis 2 Gew.-% Al₂O₃,
0,1 bis 1 Gew.-% Li₂O,
0,3, insbesondere 0,4, bis 1,5 Gew.-% Sb₂O₃,
60 bis 75 Gew.-% SiO₂,
3 bis 12 Gew.-% Na₂O,
3 bis 12 Gew.-% K₂O und
3 bis 12 Gew.-% CaO,
umfasst. Der blankgepresste einstückige Körper umfasst einen Lichttunnel 108, der auf der einen Seite eine Lichteintrittsfläche 101 aufweist und auf einer anderen Seite mit einem in zwei Raumrichtungen gekrümmten Knick 107 in ein Lichtdurchleitteil 109 (des blankgepressten einstückigen Körpers) übergeht, das eine segmentierte Lichtaustrittsfläche 102 aufweist, deren Segmente mit Bezugszeichen 102A, 102B und 102C bezeichnet sind. Die Scheinwerferlinse 100 ist derart ausgestaltet, dass Licht, das durch die Lichteintrittsfläche 101 in die Scheinwerferlinse 100 eintritt und im Bereich des Knicks 107 von dem Lichttunnel 108 in das Lichtdurchleitteil eintritt, im Wesentlichen parallel zur optischen Achse der Scheinwerferlinse 100 aus der Lichtaustrittsfläche 102 austritt. Dabei bildet das Lichtdurchleitteil 109 den Knick 107 als Hell-Dunkel-Grenze ab, wie sie in 5 abgebildet ist, wobei mittels der Lichtquelle 11 zur Implementierung eines Abblendlichts Licht in die Lichteintrittsfläche 101 des Lichttunnels 108 gestrahlt bzw. eingekoppelt wird. Der Lichttunnel 108 weist einen Übergangsbereich 108A auf, in dem die den Lichttunnel 108 nach oben begrenzende Oberfläche in Richtung auf den Lichtdurchleitteil 109 ansteigt und in dem die den Lichttunnel 108 nach unten begrenzende Oberfläche horizontal bzw. parallel zur optischen Achse der Scheinwerferlinse 100 verläuft. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 kann um weitere Lichtquellen ergänzt sein, wie sie in der WO 2012/072188 A1 und der WO 2012/072192 A1 offenbart sind. So kann z. B. mittels einer wahlweise zur Implementierung eines Signlights oder eines Fernlichts zuschaltbaren Lichtquelle entsprechend der in der WO 2012/072188 A1 offenbarten Lichtquelle 12 Licht in eine Unterseite des Lichttunnels 108 bzw. in den als Petzwalfläche ausgestalteten Teil 110 der dem Lichttunnel 108 zugewandten Oberfläche des Lichtdurchleitteils 109 eingekoppelt bzw. eingestrahlt werden.
4 zeigt einen vergrößert dargestellten Ausschnitt des Knicks 107 zum Übergang des Lichttunnels 108 in das Lichtdurchleitteil 109, der Knick 107 ist durch Blankpressen geformt und als stetiger gekrümmter Übergang ausgestaltet.
6 zeigt eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines Teils des Lichttunnels 108. Der obere Teil des in 6 abgebildeten Teils des Lichttunnels ist als Ellipsoid 150 ausgestaltet, wie er in 7 dargestellt ist. Zur Verdeutlichung dieser Ausgestaltung ist in 8 ein Teil des Querschnitts des Lichttunnels 108 der Darstellung des Ellipsoids 150 überlagert. Für den in 7 dargestellten Ellipsoiden 150 gilt:
Dabei ist

z: eine Koordinate in Richtung der optischen Achse des Lichttunnels (A→B),
x: eine Koordinate orthogonal zur Richtung der optischen Achse des Lichttunnels und
y: eine Koordinate orthogonal zur Richtung der optischen Achse des Lichttunnels und zur x-Richtung (D→C).

11

101

6

121

122

120

6

101

120

101

121

122

115

7

8

Zur Vergrößerung der Lichtausbeute ist die Scheinwerferlinse 100 derart ausgestaltet, dass eine in 3 mit Bezugszeichen 161 bezeichnete (virtuelle) Gerade eine in 3 mit Bezugszeichen 162 bezeichnete (virtuelle) Gerade unter einem Winkel α schneidet, der im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1° bis 10°, vorteilhafterweise 3° bis 7°, vorteilhafterweise in etwa 5°, beträgt, wobei die Gerade 161

– die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils 109 und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche 102 und/oder
– die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils 109 auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche 102 auf die vertikale Ebene

162

– die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels 108 und/oder eine Gerade durch die beiden Foki F1 und F2 des Ellipsoiden 150 und/oder
– die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels 108 auf die vertikale Ebene und/oder die Projektion einer Geraden durch die beiden Foki F1 und F2 des Ellipsoiden 150 auf die vertikale Ebene

100

101

100

102

101

100

Die Elemente, Abstände und Winkel in den Figuren sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z. B. die Größenordnungen einiger Elemente, Abstände und Winkel übertrieben gegenüber anderen Elementen, Abständen und Winkeln dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/072188 A1 [0002, 0010, 0010, 0033, 0045, 0045]
EP 2008/010136 [0008]
DE 10315131 A1 [0026]
DE 102004043706 A1 [0027]
WO 2012/072192 A1 [0031, 0031, 0045]
WO 2012/072193 A2 [0031, 0031]
WO 2012/072191 A2 [0031]
DE 102005009556 A1 [0034]
EP 1514148 A1 [0034]
EP 1514148 B1 [0034]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISAL 2011 Proceedings, Seite 271ff [0026]

Claims

Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen, Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel (α) schneidet, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1° bis 10° beträgt, wobei die erste Gerade – die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder – die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene ist, und wobei die zweite Gerade – die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder – die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene ist.
Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen, Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, und wobei der Lichttunnel einen Bereich auf seiner Oberfläche umfasst, der im Wesentlichen einem Teil der Oberfläche eines Ellipsoiden entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gerade eine zweite Gerade unter einem Winkel (α) schneidet, der bei einer Sicht auf die Scheinwerferlinse, bei der der Lichtdurchleitteil rechts vom Lichttunnel liegt, im Uhrzeigersinn betrachtet ausgehend von der ersten Geraden 1° bis 10° beträgt, wobei die erste Gerade – die bzw. eine optische Achse des Lichtdurchleitteils und/oder die bzw. eine optische Achse der Lichtaustrittsfläche und/oder – die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichtdurchleitteils auf eine vertikale Ebene und/oder die Projektion der bzw. einer optischen Achse der Lichtaustrittsfläche auf die vertikale Ebene ist, und wobei die zweite Gerade – die bzw. eine optische Achse des Lichttunnels und/oder eine Gerade durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden und/oder – die Projektion der bzw. einer optischen Achse des Lichttunnels auf die vertikale Ebene und/oder die Projektion einer Geraden durch die beiden Brennpunkte des Ellipsoiden auf die vertikale Ebene ist.
Scheinwerferlinse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 80%, insbesondere zumindest 88%, insbesondere bis zu 95%, der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt.
Scheinwerferlinse für einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei die Scheinwerferlinse einen, insbesondere blankgepressten, insbesondere einstückigen Körper aus einem transparenten Material mit zumindest einer Lichteintrittsfläche und mit zumindest einer optisch wirksamen Lichtaustrittsfläche aufweist, und wobei der Körper einen Lichttunnel umfasst, der mit einem Knick in einen Lichtdurchleitteil zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 80%, insbesondere zumindest 88%, insbesondere bis zu 95%, der Strahlungsleistung des Lichts beträgt, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt.
Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere Kraftfahrzeugscheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Scheinwerferlinse nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine Lichtquelle zur Einkopplung von Licht in die Lichteintrittsfläche aufweist.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle zumindest eine LED umfasst.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsleistung des Lichts, das durch die Lichteintrittsfläche in die Scheinwerferlinse eintritt und aus der Lichtaustrittsfläche (zur Abbildung des Knicks als Hell-Dunkel-Grenze) austritt, zumindest 70%, insbesondere zumindest 75%, der Strahlungsleistung des von der Lichtquelle emittierten Lichts beträgt.