DE102019125971A1 - Motor vehicle headlight with a light module and a broadly illuminated light exit lens - Google Patents

Motor vehicle headlight with a light module and a broadly illuminated light exit lens Download PDF

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Abstract

Vorgestellt wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Lichtmodul, das ein Projektionslinsensystem aufweist. Das Projektionslinsensystem weist eine Lichtaustrittslinse auf, die in quer zu ihrer optischen Achse liegenden Richtungen einen abbildende Eigenschaften aufweisenden zentralen Bereich und einen den zentralen Bereich umgebenden Randbereich aufweist. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer zeichnet sich dadurch aus, dass der Randbereich über wenigstens eine ganze der beiden lichtbrechenden Flächen des Randbereichs verteilte Mikrostrukturen aufweist, die auf sie auftreffendes Licht, das von der primären Lichtverteilung ausgeht und den Randbereich der Lichtaustrittslinse durchsetzt, so bricht, dass dieses Licht diffus in alle Richtungen gestreut wird und/oder bevorzugt nach unten oder zur Seite gestreut wird und/oder gezielt in horizontal seitlich von der optischen Achse liegende Seitenbereiche und/oder nach unten abgelenkt wird.A motor vehicle headlight with a light module that has a projection lens system is presented. The projection lens system has a light exit lens which, in directions transverse to its optical axis, has a central region having imaging properties and an edge region surrounding the central region. The motor vehicle headlamp is characterized in that the edge area has microstructures distributed over at least one of the two refractive surfaces of the edge area, which refract light incident on it, which emanates from the primary light distribution and penetrates the edge area of the light exit lens, in such a way that this light is diffuse is scattered in all directions and / or is preferably scattered downwards or to the side and / or is specifically deflected into lateral areas lying horizontally to the side of the optical axis and / or downwards.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Scheinwerfer wird als per se bekannt vorausgesetzt und weist ein Lichtmodul mit einer Lichtquelle auf. Mit der Lichtquelle ist eine in dem Lichtmodul lokalisierte primäre Lichtverteilung erzeugbar. Das Lichtmodul weist ein eine optische Achse aufweisendes Projektionslinsensystem auf, mit dem die primäre Lichtverteilung als eine Sekundärlichtverteilung in einen außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers liegenden Raumbereich projizierbar ist. Das Projektionslinsensystem weist eine Lichtaustrittslinse auf, die in quer zu der optischen Achse liegenden Richtungen einen abbildende Eigenschaften aufweisenden zentralen Bereich und einen den zentralen Bereich umgebenden Randbereich auf, der eine lichtbrechende Lichteintrittsfläche und eine lichtbrechende Lichtaustrittsfläche aufweist.The present invention relates to a motor vehicle headlight according to the preamble of claim 1. Such a headlight is assumed to be known per se and has a light module with a light source. A primary light distribution localized in the light module can be generated with the light source. The light module has a projection lens system which has an optical axis and with which the primary light distribution can be projected as a secondary light distribution into a spatial area outside the motor vehicle headlight. The projection lens system has a light exit lens which, in directions transverse to the optical axis, has a central region having imaging properties and an edge region surrounding the central region, which has a refractive light input surface and a light refractive light output surface.

Der Durchmesser des aus der Lichtaustrittsfläche austretenden Lichtbündels des Lichtmoduls ist unter anderem von der gewünschten horizontalen Breite der Sekundärlichtverteilung abhängig. Je größer die horizontale Breite der Sekundärlichtverteilung sein soll, desto kleiner ist die Brennweite des Projektionslinsensystems bei ansonsten unverändertem Lichtmodul. Je kleiner die Brennweite des Projektionslinsensystems ist, desto kleiner ist bei ansonsten unverändertem Projektionslinsensystem auch der quer zur optischen Achse des Projektionslichtmoduls liegende Querschnitt, bzw. der bei einem kreisförmigen Querschnitt quer zu der optischen Achse liegende Durchmesser des aus der Lichtaustrittslinse austretenden Lichtbündels. Der Querschnitt, bzw. der Durchmesser der Lichtaustrittslinse wird vom Kraftfahrzeughersteller vorgegeben um zum Beispiel ein gewünschtes Erscheinungsbild zu erzeugen. Dabei wird in der Regel auch gefordert, dass die Lichtaustrittsfläche möglichst vollständig ausgeleuchtet wird.The diameter of the light beam of the light module emerging from the light exit surface depends, among other things, on the desired horizontal width of the secondary light distribution. The greater the horizontal width of the secondary light distribution, the smaller the focal length of the projection lens system with an otherwise unchanged light module. The smaller the focal length of the projection lens system, the smaller the cross section lying transversely to the optical axis of the projection light module, or the diameter of the light bundle emerging from the light exit lens transverse to the optical axis in the case of a circular cross section, with the projection lens system remaining unchanged. The cross-section or the diameter of the light exit lens is specified by the motor vehicle manufacturer in order, for example, to create a desired appearance. As a rule, it is also required that the light exit surface is illuminated as completely as possible.

Wenn statt einer Linse, die eine für eine bestimmte Brennweite aus technisch-physikalischen Gründen optimale Größe in quer zu ihrer optischen Achse liegenden Richtungen besitzt, eine in diesen Richtungen größere Linse verwendet wird und diese vollständig ausgeleuchtet werden soll, geht dies in der Regel zu Lasten der Abbildungsqualität. Dieser Effekt ist insbesondere bei hochaufgelöst steuerbaren Lichtverteilungen unerwünscht, weil er sich auflösungsbegrenzend auswirkt.If instead of a lens that has an optimal size for a certain focal length for technical and physical reasons in directions transverse to its optical axis, a lens larger in these directions is used and this is to be fully illuminated, this is usually at the expense the image quality. This effect is particularly undesirable in the case of high-resolution controllable light distributions because it has a resolution-limiting effect.

In der Druckschrift DE 197 04 426 A1 wird eine Methode für Projektionsmodule mit Reflektor gezeigt. Hier wird eine Lichtaustrittslinse durch Anbau zusätzlicher, teilweise reflektierender und streuender optischer Elemente vergrößert. Diese Methode hat keinen Einfluss auf die Ausleuchtung der Lichtaustrittslinse.In the pamphlet DE 197 04 426 A1 a method for projection modules with reflector is shown. Here a light exit lens is enlarged by adding additional, partially reflecting and scattering optical elements. This method has no influence on the illumination of the light exit lens.

Aus der DE 10 2016 106 760 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge bekannt, bei der ein von einer Lichtquelle emittiertes Lichtbündel durch Beugung und/oder Interferenz in einen vorgegebenen Raumwinkelbereich umgelenkt wird.From the DE 10 2016 106 760 A1 a lighting device for vehicles is known in which a light beam emitted by a light source is deflected into a predetermined solid angle range by diffraction and / or interference.

Die DE 10 2009 020 593 A1 zeigt eine Projektionslinse mit eingeprägten Overheadelementen, die einen Teil eines die Linse durchsetzenden Abblendlichtbündels in einen oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze des Abblendlichtes liegenden Raumbereich umlenken.The DE 10 2009 020 593 A1 shows a projection lens with embossed overhead elements, which deflect part of a low beam penetrating the lens into a spatial area lying above the light-dark border of the low beam.

Die DE 10 2004 024 107 B4 zeigt eine Scheinwerferlinse, die eine Verformung aufweist, mit der ein Teil eines die Linse durchsetzenden Lichtbündels als ein Nebenlichtbüdel umgelenkt werden soll.The DE 10 2004 024 107 B4 shows a headlight lens which has a deformation with which part of a light beam penetrating the lens is intended to be deflected as a secondary light beam.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Angabe eines Kraftfahrzeugscheinwerfers der eingangs genannten Art, der eine Lichtaustrittsfläche aufweist, die größer ist als für die Erzeugung der horizontalen Breite seiner Sekundärlichtverteilung erforderlich ist und die einem Betrachter ohne Einbußen an der Abbildungsqualität vollständig ausgeleuchtet erscheint. Der Vergleichsmaßstab für die Abbildungsqualität ist dabei ein Kraftfahrzeugscheinwerfer, der eine aus technisch-physikalischen Gründen quer zur optischen Achse optimal große und damit weniger große Lichtaustrittsfläche als der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerfer besitzt.Against this background, the object of the present invention is to specify a motor vehicle headlight of the type mentioned, which has a light exit surface that is larger than is necessary for generating the horizontal width of its secondary light distribution and that appears fully illuminated to a viewer without any loss of image quality . The benchmark for the image quality is a motor vehicle headlight which, for technical and physical reasons, has an optimally large and thus less large light exit surface than the motor vehicle headlight according to the invention, transversely to the optical axis.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei unterscheidet sich die Erfindung von dem eingangs als per se bekannt vorausgesetzten Stand der Technik dadurch, dass der Randbereich über wenigstens eine ganze seiner beiden lichtbrechenden Flächen verteilte Mikrostrukturen aufweist, die dazu eingerichtet sind, auf sie auftreffendes Licht, das von einem Schnittpunkt der optischen Achse mit der primären Lichtverteilung ausgeht und den Randbereich der Lichtaustrittslinse durchsetzt, so zu brechen, dass dieses Licht diffus in alle Richtungen gestreut wird und/oder bei bestimmungsgemäßer Verwendung bevorzugt nach unten oder zur Seite gestreut wird und/oder gezielt in bei bestimmungsgemäßer Verwendung horizontal seitlich von der optischen Achse liegende Seitenbereiche und/oder nach unten abgelenkt wird, ohne dass dabei ein Bild erzeugt wird.This object is achieved with the features of claim 1. The invention differs from the prior art assumed at the outset to be known per se in that the edge region has microstructures distributed over at least one of its two refractive surfaces, which are designed to absorb light from an intersection of the optical axis starts with the primary light distribution and penetrates the edge area of the light exit lens so that this light is diffusely scattered in all directions and / or, if used as intended, is preferably scattered downwards or to the side and / or targeted in, if used as intended, horizontally to the side of the optical axis lying side areas and / or is deflected downward without an image being generated.

Das Licht wird dabei so breit verteilt, dass ein Betrachter den Randbereich als leuchtend wahrnimmt, ohne von dem Licht, das von dem Randbereich ausgeht, geblendet zu werden.The light is distributed so widely that a viewer perceives the edge area as luminous without being dazzled by the light emanating from the edge area.

Die Ortsangaben wie unten und seitlich beziehen sich dabei auf eine Anordnung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers im Raum, die seiner Orientierung bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in einem Kraftfahrzeug entspricht.The location information as below and to the side relate to an arrangement of a motor vehicle headlight in space, its orientation corresponds to its intended use in a motor vehicle.

Unter einer Streuung wird hier verstanden, dass von einem Teil der primären Lichtverteilung ausgehendes Licht, das aus dem Randbereich der Linse austritt, kein Bild erzeugt (so dass z.B. ein Punkt der primären Lichtverteilung nicht als ein Punkt in der Sekundärlichtverteilung erscheint).Scattering is understood here to mean that light emanating from a part of the primary light distribution and emerging from the edge area of the lens does not generate an image (so that e.g. a point of the primary light distribution does not appear as a point in the secondary light distribution).

Diese angestrebte Kombination aus großer und über ihre gesamte Größe ausgeleuchteter Lichtaustrittslinse bei guter Abbildungsqualität wird bei der Erfindung durch die über eine gesamte Fläche des Randbereichs verteilten Mikrostrukturen in Kombination mit dem abbildenden zentralen Bereich erzielt.This desired combination of large and illuminated over its entire size light exit lens with good imaging quality is achieved in the invention by the microstructures distributed over an entire surface of the edge area in combination with the imaging central area.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtquelle eine Matrix-LED ist.A preferred embodiment is characterized in that the light source is a matrix LED.

Bevorzugt ist auch, dass das Projektionslinsensystem aus einer Sammellinse als Lichteintrittslinse und einer Lichtaustrittslinse besteht.It is also preferred that the projection lens system consists of a converging lens as a light entry lens and a light exit lens.

Weiter ist bevorzugt, dass die Mikrostrukturen Oberflächenrauigkeiten sind, die Licht wie Lambert-Strahler diffus in alle Richtungen streuen.It is further preferred that the microstructures are surface roughness that diffusely scatter light like Lambert radiators in all directions.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikrostrukturen diffraktive Optiken sind, die schleifenförmig in dem Randbereich angeordnet sind.Another preferred embodiment is characterized in that the microstructures are diffractive optics which are arranged in loops in the edge area.

Bevorzugt ist auch, dass die diffraktiven Optiken als Oberflächenprofilierung einer lichtbrechenden Fläche der Lichtaustrittslinse, sei es deren Lichteintrittsfläche oder deren Lichtaustrittsfläche, verwirklicht sind.It is also preferred that the diffractive optics are implemented as a surface profile of a refractive surface of the light exit lens, be it its light entry face or its light exit face.

Weiter ist bevorzugt, dass die Mikrostrukturen in die eine Lichteintrittsfläche und/oder in eine Lichtaustrittsfläche der Lichtaustrittslinse eingepresst sind.It is further preferred that the microstructures are pressed into one light entry surface and / or into one light exit surface of the light exit lens.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mikrostrukturen entweder beschränkt auf eine Lichteintrittsfläche des Randbereichs oder beschränkt auf eine Lichtaustrittsfläche des Randbereichs lokalisiert sind, oder sowohl in der Lichteintrittsfläche des Randbereichs als auch in der Lichtaustrittsfläche des Randbereichs lokalisiert sind.Another preferred embodiment is characterized in that the microstructures are localized either limited to a light entry surface of the edge area or limited to a light exit area of the edge area, or are localized both in the light entry area of the edge area and in the light exit area of the edge area.

Bevorzugt ist auch, dass die Lichtaustrittslinse in ihrem zentralen Bereich weder in der Lichteintrittsfläche noch in der Lichtaustrittsfläche eine Mikrostruktur aufweist.It is also preferred that the light exit lens has a microstructure in its central area, neither in the light entry surface nor in the light exit surface.

Weiter ist bevorzugt, dass der Randbereich zusätzlich zu den Mikrostrukturen noch mit einer teilweise absorbierenden Schicht belegt ist, die den Anteil des gestreuten Lichtes verringert.It is further preferred that, in addition to the microstructures, the edge area is also covered with a partially absorbing layer which reduces the proportion of scattered light.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kraftfahrzeugscheinwerfer zwei Lichtmodule unterschiedlicher Brennweiten aufweist, wobei das die kürzere der beiden Brennweiten aufweisende Lichtmodul die in den vorhergehenden Ansprüchen in Bezug auf ein Lichtmodul genannten Merkmale aufweist.Another preferred embodiment is characterized in that the motor vehicle headlight has two light modules of different focal lengths, the light module having the shorter of the two focal lengths having the features mentioned in the preceding claims with regard to a light module.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen. 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.Further advantages result from the following description, the drawings and the subclaims. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description.

Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:

  • 1 einen Kraftfahrzeugscheinwerfer;
  • 2 eine Ausgestaltung eines Lichtmoduls der 1, das eine Lichtquelle und ein Projektionslinsensystem aufweist;
  • 3 ein Lichtmodul, mit einem im Vergleich zur 2 veränderten Projektionslinsensystem;
  • 4 ein Projektionslichtmodul eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers;
  • 5 eine Vorderansicht einer Lichtaustrittslinse mit einer zusätzlichen kreisförmigen Blende die einen radial am weitesten außen liegenden Teil des Randbereichs abdeckt; und
  • 6 eine Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers mit zwei Lichtmodulen unterschiedlicher Brennweite.
Show, each in schematic form:
  • 1 an automobile headlight;
  • 2 an embodiment of a light module of 1 having a light source and a projection lens system;
  • 3 a light module, with a compared to the 2 modified projection lens system;
  • 4th a projection light module of an embodiment of a motor vehicle headlight according to the invention;
  • 5 a front view of a light exit lens with an additional circular aperture which covers a radially outermost part of the edge region; and
  • 6th an embodiment of a motor vehicle headlight with two light modules of different focal lengths.

Im Einzelnen zeigt die 1 einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 mit einem Gehäuse 12 und einer transparenten Abdeckscheibe 14, die eine Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses 12 abdeckt.In detail, the 1 an automobile headlight 10 with a housing 12th and a transparent cover panel 14th that have a light exit opening of the housing 12th covers.

In dem Gehäuse 12 ist ein Lichtmodul 16 angeordnet. Das Lichtmodul 16 weist eine Lichtquelle und ein Projektionslinsensystem 22 auf. Die Lichtquelle des Lichtmoduls 16 kann zum Beispiel eine einzelne LED oder eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lichtquelle eine Matrix-LED 18. Eine Matrix-LED ist zum Beispiel aus der Veröffentlichung Elektronik-Automotive, Automobilfrontscheinwerfer der Zukunft, Osram & Co. stellen ersten Pixel-Matrix-LED Frontscheinwerfer vor, Markus Haller, 7.10.2016, bekannt.In the case 12th is a light module 16 arranged. The light module 16 has a light source and a projection lens system 22nd on. The light source of the light module 16 can for example be a single LED or an incandescent lamp or a gas discharge lamp. In a preferred embodiment, the light source is a matrix LED 18th . A matrix LED is, for example, from the publication Elektronik-Automotive, Automotive headlights of the future, Osram & Co. present the first pixel matrix LED headlights, Markus Haller, October 7, 2016, announced.

Eine Matrix-LED 18 weist eine Vielzahl von Pixeln 20 auf, die einzeln und/oder gruppenweise einschaltbar und ausschaltbar sind. Die Lichtaustrittsflächen der eingeschalteten Pixel 20 bilden eine in dem Lichtmodul 16 lokalisierte primäre Lichtverteilung. Die einzelnen Pixel 20 werden in der 1 schematisch durch die jeweils vier Quadranten der Matrix-LED 18 repräsentiert. In der Realität ist die Zahl der Pixel 20 erheblich größer als vier und beträgt zum Beispiel 200 bis 20000. Mit einer Matrix-LED 18 und einem Projektionslinsensystem 22 kann ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul 16 mit adaptiver Lichtverteilung hergestellt werden. Die einzeln oder gruppenweise ansteuerbaren Pixel 20 sind zum Beispiel in einem Rechteck angeordnet. Einander nächstbenachbarte Pixel liegen so nahe beieinander, dass ihre Lichtaustrittsflächen im eingeschalteten Zustand als eine zusammenhängend leuchtende Lichtaustrittsfläche wahrnehmbar sind. Durch individuelles Ansteuern der einzelnen Pixel 20 kann der sich als Summe der Lichtaustrittsflächen der jeweils eingeschalteten Pixel 20 ergebende leuchtende Teil der Lichtaustrittsfläche der Matrix-LED 18 als primäre Lichtverteilung mit einer durch die Größe der einzelnen Pixel bestimmten Feinheit definiert vorgegeben werden. Die primäre Lichtverteilung wird vom Projektionslinsensystem 22 als Sekundärlichtverteilung 24 in den vor dem Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 lokalisierten Raum projiziert.A matrix LED 18th has a multitude of pixels 20th which can be switched on and off individually and / or in groups. The light exit areas of the switched on pixels 20th form one in the light module 16 localized primary light distribution. The individual pixels 20th will be in the 1 schematically through the four quadrants of the matrix LED 18th represents. In reality this is the number of pixels 20th considerably larger than four and is, for example, 200 to 20,000. With a matrix LED 18th and a projection lens system 22nd can be a motor vehicle headlight module 16 can be produced with adaptive light distribution. The pixels that can be controlled individually or in groups 20th are arranged in a rectangle, for example. Pixels next to one another are so close to one another that their light exit surfaces can be perceived as a cohesive, luminous light exit surface when switched on. By individually controlling the individual pixels 20th can be the sum of the light exit areas of the respectively switched on pixels 20th resulting luminous part of the light exit surface of the matrix LED 18th can be specified as the primary light distribution with a fineness determined by the size of the individual pixels. The primary light distribution is provided by the projection lens system 22nd as secondary light distribution 24 in the front of the motor vehicle headlight 10 projected localized space.

Um die hohe Auflösung der Matrix-LED 18 auch in der Sekundärlichtverteilung 24 nutzen zu können, ist eine hohe Abbildungsqualität des Projektionslinsensystems 22 erforderlich.About the high resolution of the matrix LED 18th also in the secondary light distribution 24 to be able to use is a high image quality of the projection lens system 22nd required.

In der 1 ist die Sekundärlichtverteilung 24 als ein Rechteck abgebildet. Eine optische Achse 26 des Lichtmoduls 16 geht durch den Kreuzungspunkt einer Horizontalen H und einer Vertikalen V. Je nach Ansteuerung der einzelnen Pixel 20 der Matrix-LED 18 werden diese als Bildpixel in der Sekundärlichtverteilung 24 abgebildet. Das Projektionslinsensystem 22 ist auf die Lichtaustrittsfläche der Matrix-LED fokussiert und weist eine Brennweite f1 auf.In the 1 is the secondary light distribution 24 shown as a rectangle. An optical axis 26th of the light module 16 goes through the intersection of a horizontal H and a vertical V. Depending on the control of the individual pixels 20th the matrix LED 18th are these as image pixels in the secondary light distribution 24 pictured. The projection lens system 22nd is focused on the light exit surface of the matrix LED and has a focal length f1.

Die Richtungs- und Lage-Angaben x, H, V, beziehen sich auf eine Orientierung des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 im Raum bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung als Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs. Die x-Richtung ist die Richtung der optischen Achse 26 des Projektionslinsensystems 22 des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10. Die Gerade H repräsentiert eine mögliche Lage des Horizontes, und die Gerade V repräsentiert eine Vertikalrichtung.The direction and position information x, H, V relate to an orientation of the motor vehicle headlight 10 in the room when it is used as intended as a headlight of a motor vehicle. The x-direction is the direction of the optical axis 26th of the projection lens system 22nd of the motor vehicle headlight 10 . The straight line H represents a possible position of the horizon, and the straight line V represents a vertical direction.

Lichtmodule 16 dieser Art besitzen keine mechanisch beweglichen Teile und können durch die Ansteuerung der Pixel 20 dynamisch veränderliche primäre und Sekundärlichtverteilungen erzeugen. Damit kann zum Beispiel eine Blendung des Gegenverkehrs unter Beibehaltung einer Ausleuchtung von neben dem Gegenverkehr liegenden Raumbereichen vermieden werden.Light modules 16 of this type have no mechanically moving parts and can be controlled by controlling the pixels 20th Generate dynamically changing primary and secondary light distributions. In this way, for example, dazzling oncoming traffic while maintaining illumination of spatial areas next to oncoming traffic can be avoided.

2 zeigt eine Ausgestaltung des Lichtmoduls 16, das eine Lichtquelle und ein Projektionslinsensystem 22 aufweist. Die Lichtquelle ist zum Beispiel eine einzelne LED, ein Feld aus einzelnen LEDs oder eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lichtquelle eine Matrix-LED 18. Das Projektionslinsensystem 22 besteht in dem dargestellten Beispiel aus einer Sammellinse 28 als Lichteintrittslinse und einer Lichtaustrittslinse 30. 2 zeigt auch einen Strahlengang eines von einem Punkt der Matrix-LED 18, bzw. von einem Pixel 20 ausgehenden Lichtbündels 32. 2 shows an embodiment of the light module 16 , which is a light source and a projection lens system 22nd having. The light source is, for example, an individual LED, an array of individual LEDs or an incandescent lamp or a gas discharge lamp. In a preferred embodiment, the light source is a matrix LED 18th . The projection lens system 22nd consists in the example shown of a converging lens 28 as a light entry lens and a light exit lens 30th . 2 also shows an optical path from one point of the matrix LED 18th , or from a pixel 20th outgoing light beam 32 .

Das Licht eines einzelnen leuchtenden Pixels 20 der Matrix-LED 18 wird durch das Projektionslinsensystem 22 in einen Bildpixel 34 der Sekundärlichtverteilung abgebildet. Dabei hat das von dem Pixel 20 ausgehende Lichtbündel 32 einen bestimmten Durchmesser, der sich aus den an das optische System gestellten Anforderungen an die optische Effizienz und Abbildungsqualität ergibt.The light of a single luminous pixel 20th the matrix LED 18th is made by the projection lens system 22nd into an image pixel 34 the secondary light distribution. This has from the pixel 20th outgoing light beam 32 a certain diameter, which results from the requirements placed on the optical system in terms of optical efficiency and image quality.

Die 2 repräsentiert ein nahezu optimales optisches System: Ein Punkt, bzw. Pixel 20 wird nahezu in einen Punkt abgebildet. Die Linsen 28, 30 des Projektionslinsensystems 22 werden dabei quer zur optischen Achse 26 im Idealfall vollständig ausgeleuchtet. Dadurch ergeben sich zum Beispiel Abmessungen in quer zur optischen Achse 26 liegenden Richtungen, wie sie in der 2 abgebildet sind.The 2 represents an almost optimal optical system: a point or pixel 20th is almost mapped into a point. The lenses 28 , 30th of the projection lens system 22nd are transverse to the optical axis 26th ideally fully illuminated. This results, for example, in dimensions transverse to the optical axis 26th lying directions, as in the 2 are shown.

3 zeigt schematisch ein Lichtmodul 16, mit einem im Vergleich zur 3 veränderten Projektionslinsensystem 22. Die Veränderung besteht darin, dass die Linsen 28, 30 in quer zur optischen Achse 26 liegenden Richtungen größer sind als die Linsen 28, 30 des Projektionslinsensystems 22 der 2. 3 shows schematically a light module 16 , with a compared to the 3 modified projection lens system 22nd . The change is that the lenses 28 , 30th in transverse to the optical axis 26th lying directions are larger than the lenses 28 , 30th of the projection lens system 22nd of the 2 .

Die Linsen 28, 30 der 3 sind dabei über eine für die optische Abbildung optimale Größe hinaus vergrößert worden. Das führt bei einer die größere Lichtaustrittslinse 30 in deren ganzer Breite erfolgenden Ausleuchtung zu dem in der 3 dargestellten Effekt, dass sich die Abbildungseigenschaften verschlechtern: Mit dieser über eine für die optimale Abbildung erforderlichen Größe hinausgehenden Größe ist ein Verlust an Abbildungsqualität verbunden. Dies wird in den 2 und 3 dadurch verdeutlicht, dass ein gleicher Punkt (oder Pixel 20) der Lichtquelle im Fall der 3 einen größeren Bildpunkt oder Bildpixel 34 erzeugt als im Fall der 2. Die Verschlechterung wird durch den Teil des Bündels 32 verursacht, der den äußeren Randbereich 30.1 der Lichtaustrittslinse 30 durchsetzt.The lenses 28 , 30th of the 3 have been enlarged beyond a size that is optimal for optical imaging. This leads to the larger light exit lens in one 30th in their full width illumination to that in the 3 The effect shown here is that the imaging properties deteriorate: this size, which exceeds a size required for optimal imaging, is associated with a loss of imaging quality. This is done in the 2 and 3 this makes it clear that an identical point (or pixel 20th ) the light source in the case of the 3 a bigger one Image point or image pixel 34 than in the case of the 2 . The deterioration is due to the part of the bundle 32 causing the outer edge area 30.1 the light exit lens 30th interspersed.

Dieser Effekt, der sich im Prinzip für alle Lichtquellen ergibt, ist bei der Verwendung einer Matrix-LED 18 besonders störend, weil er die Ausnutzung der hohen Auflösung, die sich durch die große Pixelzahl der Matrix-LED 18 ergibt, behindert. Je größer und unschärfer die durch Abbildung eines Pixels 20 erzeugten Bildpixel 34 ausfallen, desto unschärfer werden die Hell-Dunkel-Grenzen in der Sekundärlichtverteilung 24.This effect, which occurs in principle for all light sources, is when using a matrix LED 18th particularly annoying because he is taking advantage of the high resolution, which is achieved by the large number of pixels of the matrix LED 18th results, handicapped. The larger and more blurred the image of a pixel 20th generated image pixels 34 fail, the more blurred the light-dark boundaries in the secondary light distribution 24 .

4 zeigt ein Lichtmodul 16 mit einem Projektionslinsensystem 22 und einer Matrix-LED 18 eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers. Das Projektionslinsensystem 22 besitzt die Abbildungsqualität des Gegenstandes der 2, was durch die gleiche Größe der Bildpixel 34 in den 1 und 4 verdeutlicht wird. Gleichzeitig weist das Projektionslichtmodul 22 der 4 eine Lichtaustrittslinse 30 auf, die gegenüber der Lichtaustrittslinse 30 des Projektionslinsensystems 22 aus der 2 vergrößert ist und deren Größe der Größe des Projektionslinsensystems 22 aus der 3 entspricht. 4th shows a light module 16 with a projection lens system 22nd and a matrix LED 18th an embodiment of a motor vehicle headlight according to the invention. The projection lens system 22nd possesses the image quality of the subject 2 what by the same size of the image pixels 34 in the 1 and 4th is made clear. At the same time, the projection light module 22nd of the 4th a light exit lens 30th on the opposite of the light exit lens 30th of the projection lens system 22nd from the 2 is enlarged and its size is the size of the projection lens system 22nd from the 3 corresponds to.

Die Lichtaustrittsfläche der Matrix-LED 18 bildet die primäre Lichtverteilung. Das Projektionslinsensystem 22 weist die optische Achse 26 auf. Mit dem Projektionslinsensystem 22 ist die primäre Lichtverteilung als eine Sekundärlichtverteilung in einen außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 liegenden Raumbereich projizierbar ist. Die Sekundärlichtverteilung ergibt sich als Summe aller Abbildungen von Pixeln 20 der primären Lichtverteilung in Bildpixel 34. Das Projektionslinsensystem 22 weist die Lichtaustrittslinse 30 auf, die in quer zu der optischen Achse 26 liegenden Richtungen einen abbildende Eigenschaften aufweisenden zentralen Bereich 30.2 und einen den zentralen Bereich 30.2 umgebenden Randbereich 30.1 aufweist. Der Randbereich 30.1 der Lichtaustrittslinse 30 weist eine lichtbrechende Lichteintrittsfläche 30.3 und eine lichtbrechende Lichtaustrittsfläche 30.4 auf.The light exit surface of the matrix LED 18th forms the primary light distribution. The projection lens system 22nd has the optical axis 26th on. With the projection lens system 22nd is the primary light distribution as a secondary light distribution in an outside of the motor vehicle headlight 10 lying area is projectable. The secondary light distribution results from the sum of all images of pixels 20th the primary light distribution in image pixels 34 . The projection lens system 22nd has the light exit lens 30th on that in transverse to the optical axis 26th lying directions a central area having imaging properties 30.2 and one the central area 30.2 surrounding edge area 30.1 having. The edge area 30.1 the light exit lens 30th has a refractive light entry surface 30.3 and a refractive light exit surface 30.4 on.

Der Randbereich 30.1 weist über seine ganze Lichteintrittsfläche 30.3 verteilte Mikrostrukturen 36 auf, die dazu eingerichtet sind, auf sie auftreffendes Licht 38, das von einem Schnittpunkt P der optischen Achse 26 mit der primären Lichtverteilung, bzw. der Lichtaustrittsfläche der Matrix-LED ausgeht und das den Randbereich 30.1 der Lichtaustrittslinse 30 durchsetzt, so zu brechen, dass dieses Licht 38 in einer Ausgestaltung diffus in alle Richtungen gestreut wird. In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung sind die Mikrostrukturen 36 dazu eingerichtet, das den Randbereich 30.1 durchsetzende Licht 38 bevorzugt nach unten oder zur Seite zu streuen und/oder gezielt in bei bestimmungsgemäßer Verwendung horizontal seitlich von der optischen Achse 26 liegende Seitenbereiche abzulenken.The edge area 30.1 points over its entire light entry surface 30.3 distributed microstructures 36 that are set up to allow light to fall on them 38 that is from an intersection point P of the optical axis 26th with the primary light distribution or the light exit surface of the matrix LED and that the edge area 30.1 the light exit lens 30th interspersed, so to break that light 38 is scattered diffusely in all directions in one embodiment. In an alternative or supplementary embodiment, the microstructures are 36 set up the edge area 30.1 penetrating light 38 preferably to scatter downwards or to the side and / or specifically in, when used as intended, horizontally to the side of the optical axis 26th distract lying side areas.

Bei den Mikrostrukturen 36 handelt es sich in einer bevorzugten Ausgestaltung um Oberflächenrauigkeiten, die Licht wie Lambert-Strahler diffus in alle Richtungen streuen. Solche Rauigkeiten können durch mechanisch erfolgendes Aufrauhen der Linsenfläche im Randbereich erzeugt werden.With the microstructures 36 In a preferred embodiment, it is surface roughness that diffusely diffuses light like Lambert radiators in all directions. Such roughness can be produced by mechanically roughening the lens surface in the edge area.

In einer alternativen Ausgestaltung sind diffraktive Optiken (Beugungsgitter) streifen- oder kreisförmig in dem Randbereich 30.1 angeordnet. Die Beugungsgitter können zum Beispiel durch Pressen oder Ätzen erzeugt werden und sind zum Beispiel aus der DE 10 2016 106 760 A1 , dort 6 bekannt. Die Beugungsgitter sind als Oberflächenprofilierung der lichtbrechenden Fläche, sei es die Lichteintrittsfläche 30.3 oder die Lichtaustrittsfläche 30.4 der Lichtaustrittslinse 30 verwirklicht. Ein Höhenprofil der Oberflächenprofilierung weist Höhen und Tiefen von zum Beispiel 0,1 Mikrometer bis 10 Mikrometer auf. In lateraler Richtung (quer zur optischen Achse 26) beträgt eine Wellenlänge der Oberflächenprofilierung bevorzugt ebenfalls 0,1 Mikrometer bis 10 Mikrometer. Die Oberflächenprofilierung wird zum Beispiel durch ein Feld von unterschiedlich ausgerichteten Beugungsgittern gebildet, welche das dort jeweils auftreffende Licht der Matrix-LED 18 in einen vorbestimmten Raumwinkelbereich ablenken, ohne dabei ein Bild zu erzeugen.In an alternative embodiment, diffractive optics (diffraction grating) are strip-shaped or circular in the edge area 30.1 arranged. The diffraction gratings can be produced, for example, by pressing or etching and are, for example, from the DE 10 2016 106 760 A1 , There 6th known. The diffraction gratings are used as a surface profile of the refracting surface, be it the light entry surface 30.3 or the light exit surface 30.4 the light exit lens 30th realized. A height profile of the surface profiling has heights and depths of, for example, 0.1 micrometers to 10 micrometers. In the lateral direction (transverse to the optical axis 26th ) a wavelength of the surface profiling is preferably also 0.1 micrometers to 10 micrometers. The surface profiling is formed, for example, by a field of diffraction gratings oriented in different ways, which the light from the matrix LED that hits there in each case 18th deflect into a predetermined solid angle range without generating an image.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung sind Mikroprismen als Mikrostrukturen 36 in die Lichteintrittsfläche 30.3 und/oder in die Lichtaustrittsfläche 30.4 der Lichtaustrittslinse eingepresst. Mit solchen Mikroprismen lässt sich den Randbereich 30.1 der Lichtaustrittslinse 30 durchsetzendes Licht 38 gezielt in die Seitenbereiche und/oder nach unten ablenken. Beispiele solcher Mikroprismen sind aus den Druckschriften DE 10 2009 020 593 A1 und DE 10 2004 024 107 B4 bekannt.In a further alternative embodiment, microprisms are used as microstructures 36 into the light entry surface 30.3 and / or in the light exit surface 30.4 pressed into the light exit lens. With such microprisms, the edge area 30.1 the light exit lens 30th penetrating light 38 Distract specifically into the side areas and / or downwards. Examples of such microprisms are from the documents DE 10 2009 020 593 A1 and DE 10 2004 024 107 B4 known.

Die Quantität des durch die Mikroprismen gestreuten Lichtes wird durch eine Variation der Zahl der Mikroprismen pro Flächeneinheit, der Größe und der Form der einzelnen Mikroprismen beim Entwurf vorgegeben. Die einzelnen Mikroprismen können die gleiche Form und gegebenenfalls zusätzlich gleiche Abmessungen aufweisen, also untereinander gleich sein. Ein Mikroprisma erhebt sich aus der übrigen lichtbrechenden Fläche heraus. Die Höhe der Erhebung über der übrigen lichtbrechenden Fläche beträgt zum Beispiel 3% bis 15% der lateralen Ausdehnung eines Mikroprismas. Bei bevorzugten lateralen Längen von 0,5 bis 4 mm erhält man Erhebungshöhen von 15 Mikrometer bis 0,6 mm. Die zu wählende Höhe hängt auch von der Brechzahl der Lichtaustrittslinse 30 ab. Je größer die Brechzahl ist, desto kleiner wird die Höhe sein. Das herausgehobene Mikroprisma geht bevorzugt abgerundet in die übrige lichtbrechende Fläche über, so dass keine Kanten zwischen der lichtbrechenden Fläche und dem aus dieser in Lichtaustrittsrichtung hervorstehenden Mikroprisma bestehen.The quantity of light scattered by the microprisms is specified by varying the number of microprisms per unit area, the size and the shape of the individual microprisms during the design. The individual microprisms can have the same shape and, if necessary, also have the same dimensions, that is to say they can be identical to one another. A microprism rises from the rest of the refractive surface. The height of the elevation above the rest of the light-refracting surface is, for example, 3% to 15% of the lateral extent of a microprism. With preferred lateral lengths of 0.5 to 4 mm, elevation heights of 15 micrometers to 0.6 mm are obtained. The height to be chosen also depends on the refractive index of the Light exit lens 30th from. The larger the refractive index, the smaller the height will be. The raised microprism is preferably rounded into the rest of the refractive surface, so that there are no edges between the refractive surface and the microprism protruding from this in the light exit direction.

Das Mikroprisma ist in einer Ausgestaltung als Verkippung eines Teilbereichs der lichtbrechenden Fläche gegenüber der übrigen lichtbrechenden Fläche realisiert. Durch diese Verkippung wird der gewünschte prismatische, das heißt lichtablenkende Effekt erreicht, mit dem eine abbildende Wirkung vermieden wird. Die verkippten Abschnitte sind in einer Ausgestaltung quadratisch; sie können aber auch eine andere Gestalt, z. B. eine Trapezform, besitzen. Bevorzugt ist auch, dass die Verkippung der Oberfläche innerhalb einer Mikrostruktur nicht konstant ist, sondern variiert. Der Grad der Verkippung beeinflusst den Winkel, um den das Licht abgelenkt wird. Durch die Variation dieses Winkels erfolgt eine Streuung in den gesamten Sichtbarkeitsbereich, in dem die Lichtaustrittsfläche als leuchtend wahrnehmbar sein soll.In one embodiment, the microprism is implemented as a tilting of a sub-area of the refractive surface with respect to the rest of the refractive surface. This tilting achieves the desired prismatic, that is to say light-deflecting, effect with which an imaging effect is avoided. The tilted sections are square in one embodiment; but they can also have a different shape, e.g. B. have a trapezoidal shape. It is also preferred that the tilting of the surface within a microstructure is not constant, but varies. The degree of tilt affects the angle by which the light is deflected. By varying this angle, there is a spread over the entire visibility area in which the light exit surface should be perceptible as luminous.

Die Mikrostrukturen 36 können entweder beschränkt auf die Lichteintrittsfläche 30.3 des Randbereichs 30.1 oder beschränkt auf die Lichtaustrittsfläche 30.4 des Randbereichs 30.1 oder sowohl in der Lichteintrittsfläche 30.3 des Randbereichs 30 als auch in der Lichtaustrittsfläche 30.4 des Randbereichs 30.1 angeordnet sein.The microstructures 36 can either be limited to the light entry surface 30.3 of the border area 30.1 or limited to the light exit area 30.4 of the border area 30.1 or both in the light entry surface 30.3 of the border area 30th as well as in the light exit surface 30.4 of the border area 30.1 be arranged.

5 zeigt eine Ansicht der Lichtaustrittslinse, wie sie sich für einen Betrachter ergibt, der von dem Scheinwerfer beleuchtet wird und dessen Blickrichtung entgegengesetzt zur Abstrahlrichtung des Scheinwerfers ist. 5 shows a view of the light exit lens as it results for a viewer who is illuminated by the headlight and whose viewing direction is opposite to the direction of emission of the headlight.

Der für die Erzeugung der Sekundärlichtverteilung (Scheinwerferlichtverteilung) und die Abbildungsqualität wichtige Bereich der Lichtaustrittslinse ist der zentrale Bereich 30.2 der Lichtaustrittslinse 30. Der für den Betrachter sichtbar ausgeleuchtete Randbereich 30.1, in dem die Mikrostrukturen 36 liegen, umgibt den zentralen Bereich 30.2 bevorzugt ringförmig. Im dargestellten Beispiel ist die Lichtaustrittslinse 30 rotationssymmetrisch und bikonvex. Bei einer entlang ihrer optischen Achse 26 erfolgenden Projektion ihrer Form ergibt sich für den zentralen Bereich 30.2 eine Kreisfläche, und für den Randbereich 30.1 ein Kreisring, der die Kreisfläche umgibt. Abweichend von dieser rotationssymmetrischen Form können die Projektionen dieser Bereiche 30.1, 30.2 auch ungleichmäßig gekrümmte Ränder aufweisen oder zumindest abschnittsweise durch gerade Linien begrenzt sein.The area of the light exit lens, which is important for the generation of the secondary light distribution (headlight light distribution) and the image quality, is the central area 30.2 the light exit lens 30th . The edge area that is visibly illuminated for the viewer 30.1 in which the microstructures 36 surrounds the central area 30.2 preferably ring-shaped. In the example shown is the light exit lens 30th rotationally symmetrical and biconvex. With one along its optical axis 26th The projection of their shape takes place for the central area 30.2 a circular area, and for the edge area 30.1 a circular ring that surrounds the circular area. The projections of these areas can deviate from this rotationally symmetrical shape 30.1 , 30.2 also have irregularly curved edges or at least be delimited in sections by straight lines.

Im zentralen Bereich 30.2 der Lichtaustrittslinse 30 weist weder deren Lichteintrittsfläche noch deren Lichtaustrittsfläche eine Mikrostruktur 36 auf. Dies gilt für sämtliche Ausgestaltungen. Dort, d.h. mit dem zentralen Bereich 30.2 werden bei Projektionsoptiken die besten Abbildungseigenschaften erzielt.In the central area 30.2 the light exit lens 30th has neither their light entry surface nor their light exit surface a microstructure 36 on. This applies to all configurations. There, ie with the central area 30.2 the best imaging properties are achieved with projection optics.

In einer Ausgestaltung kann der Randbereich zusätzlich zu den Mikrostrukturen 36 noch mit einer teilweise absorbierenden Schicht belegt sein, die den Anteil des gestreuten Lichtes verringert. Dies kann vorteilhaft sein, wenn der Kontrast der Abbildung durch die Streuung der Randstrahlen wahrnehmbar verschlechtert wird, aber ein Ausleuchten der gesamten Lichtaustrittslinse erreicht werden soll.In one embodiment, the edge area can in addition to the microstructures 36 still be covered with a partially absorbing layer, which reduces the proportion of scattered light. This can be advantageous if the contrast of the image is noticeably impaired by the scattering of the marginal rays, but illumination of the entire light exit lens is to be achieved.

6 zeigt auch eine zusätzliche kreisförmige Blende 40 die einen radial am weitesten außen liegenden Teil des Randbereichs 30.1 abdeckt, zusammen mit einem radial weiter innen liegenden und ebenfalls kreisförmigen übrigen Randbereich 30.1, sowie einen zentralen Bereich 30.2, der nicht mit den Mikrostrukturen 36 versehen ist. Die Mikrostrukturen 36 sind bevorzugt über den ganzen Randbereich 30.1, zumindest aber über den nicht von der Blende 40 abgedeckten übrigen Randbereich verteilt angeordnet. Die Mikrostrukturen 36 können auch hier auf der der primären Lichtverteilung zugewandten Lichteintrittsfläche und/oder auf der der Sekundärlichtverteilung zugewandten Lichtaustrittsfläche der Lichtaustrittslinse angeordnet sein. Die Blende 40 kann vorteilhaft sein, wenn die Lichtaustrittslinse 30 nicht ganz bis zu ihrem äußeren Rand ausgeleuchtet werden muss oder soll und wenn gleichzeitig eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze im Erscheinungsbilde des Scheinwerfers am äußeren Rand der Lichtaustrittslinse erzielt werden soll. 6th also shows an additional circular aperture 40 the one part of the edge region which is located radially outermost 30.1 covers, together with a radially further inner and also circular remaining edge area 30.1 , as well as a central area 30.2 that is not related to the microstructures 36 is provided. The microstructures 36 are preferred over the entire edge area 30.1 , but at least not from the aperture 40 covered remaining edge area arranged distributed. The microstructures 36 can also be arranged here on the light entry surface facing the primary light distribution and / or on the light exit surface of the light exit lens facing the secondary light distribution. The aperture 40 can be advantageous if the light exit lens 30th does not have to or should not be illuminated all the way to its outer edge and if at the same time a sharp cut-off line in the appearance of the headlight is to be achieved at the outer edge of the light exit lens.

Die vorliegende Erfindung ist auch vorteilhaft bei Doppelscheinwerfern verwendbar, die Lichtmodule unterschiedlicher Brennweiten aufweisen.The present invention can also be used advantageously in double headlights which have light modules of different focal lengths.

Die 6 zeigt eine Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 mit einem Gehäuse 12 und einer transparenten Abdeckscheibe 14, die eine Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses 12 abdeckt. In dem Gehäuse 12 ist ein erstes Lichtmodul 160 und ein zweites Lichtmodul 180 angeordnet. Das erste Lichtmodul 160 weist eine erste Matrix-LED 200 und ein erstes Projektionslinsensystem 220 auf. An Stelle einer Matrix-LED 200 kann die erste Lichtquelle (d.h. die Lichtquelle des ersten Lichtmoduls 160) auch eine andere Lichtquelle sein, zum Beispiel eine einzelne LED oder eine Glühlampe oder eine Gasentladungslampe oder ein Konverter, der über einen Mikroscanner (Mikrospiegel) von einem (blauen) Laser beleuchtet wird. Das zweite Lichtmodul 180 weist eine zweite Matrix-LED 240 und ein zweites Projektionslinsensystem 260 auf. Jede Matrix-LED 200, 240 weist eine Vielzahl von Pixeln auf, die einzeln und/oder gruppenweise einschaltbar und ausschaltbar sind. Die Lichtaustrittsflächen der eingeschalteten Pixel bilden eine in dem jeweiligen Lichtmodul 160, 180 lokalisierte primäre Lichtverteilung. Die einzelnen Pixel werden in der 7 schematisch durch die jeweils vier Quadranten der Matrix-LEDs repräsentiert. In der Realität ist die Zahl der Pixel erheblich größer als vier und beträgt zum Beispiel 200 bis 20000.The 6th shows an embodiment of a motor vehicle headlight 10 with a housing 12th and a transparent cover panel 14th that have a light exit opening of the housing 12th covers. In the case 12th is a first light module 160 and a second light module 180 arranged. The first light module 160 has a first matrix LED 200 and a first projection lens system 220 on. Instead of a matrix LED 200 can be the first light source (ie the light source of the first light module 160 ) also be another light source, for example a single LED or an incandescent lamp or a gas discharge lamp or a converter that is illuminated by a (blue) laser via a microscanner (micromirror). The second light module 180 has a second matrix LED 240 and a second projection lens system 260 on. Any matrix LED 200 , 240 has a large number of pixels which can be switched on and off individually and / or in groups. The light exit surfaces of the switched on pixels form one in the respective light module 160 , 180 localized primary light distribution. The individual pixels are in the 7th represented schematically by the four quadrants of the matrix LEDs. In reality, the number of pixels is considerably larger than four, for example 200 to 20,000.

Das erste Projektionslinsensystem 220 weist eine erste Lichteintrittslinse 280 und eine erste Lichtaustrittslinse 300 auf. Das zweite Projektionslinsensystem 260 weist eine zweite Lichteintrittslinse 320 und eine zweite Lichtaustrittslinse 340 auf.The first projection lens system 220 has a first light entry lens 280 and a first light exit lens 300 on. The second projection lens system 260 has a second light entry lens 320 and a second light exit lens 340 on.

Mit dem ersten Projektionslinsensystem 220 ist die primäre Lichtverteilung des ersten Lichtmoduls als eine erste Sekundärlichtverteilung 360 in einen außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10 liegenden Raumbereich projizierbar, wobei das erste Projektionslinsensystem 220 eine erste Brennweite f1 aufweist. Das erste Projektionslinsensystem 220 ist auf die Lichtaustrittsfläche der ersten Matrix-LED 200 fokussiert.With the first projection lens system 220 is the primary light distribution of the first light module as a first secondary light distribution 360 in one outside of the motor vehicle headlight 10 lying spatial area projectable, the first projection lens system 220 has a first focal length f1. The first projection lens system 220 is on the light exit surface of the first matrix LED 200 focused.

Das zweite Projektionslinsensystem 260 ist auf die Lichtaustrittsfläche der zweiten Matrix-LED 240 fokussiert.The second projection lens system 260 is on the light exit surface of the second matrix LED 240 focused.

Mit dem zweiten Projektionslinsensystem 260 ist die primäre Lichtverteilung des zweiten Lichtmoduls 180 als eine zweite Sekundärlichtverteilung 380 in den außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers 100 liegenden Raumbereich projizierbar, wobei das zweite Projektionslinsensystem 260 eine zweite Brennweite f2 aufweist.With the second projection lens system 260 is the primary light distribution of the second light module 180 as a second secondary light distribution 380 in the outside of the motor vehicle headlight 100 lying spatial area projectable, the second projection lens system 260 has a second focal length f2.

Die zweite Brennweite f2 ist kleiner als die erste Brennweite f1. Eine kleine Brennweite geht bei einem Entwurf, der die optischen Eigenschaften optimiert, mit einem nicht nur in Richtung der Brennweite/optischen Achse kleineren Projektionslinsensystem, sondern auch quer dazu kleineren Abmessungen der Lichtaustrittslinse einher. Aus gestalterischen Gründen sollen die Lichtaustrittslinsen der verschiedenen Lichtmodule eines Doppelscheinwerfers häufig gleich groß und bei eingeschalteten Lichtquellen möglichst identisch breit ausgeleuchtet sein. Eine bevorzugte Ausgestaltung eines solchen Doppelscheinwerfers zeichnet sich dadurch aus, dass sein zweites Lichtmodul die in den Ansprüchen in Bezug auf ein einzelnes Lichtmodul genannten Merkmale aufweist.The second focal length f2 is smaller than the first focal length f1. In the case of a design that optimizes the optical properties, a small focal length is associated with a projection lens system that is not only smaller in the direction of the focal length / optical axis, but also that the dimensions of the light exit lens are smaller across it. For design reasons, the light exit lenses of the various light modules of a double headlight should often be of the same size and illuminated as widely as possible when the light sources are switched on. A preferred embodiment of such a double headlight is characterized in that its second light module has the features mentioned in the claims with regard to a single light module.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19704426 A1 [0004]DE 19704426 A1 [0004]
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Claims (11)

Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit einem Lichtmodul (16), das eine Lichtquelle aufweist, mit der eine in dem Lichtmodul (16) lokalisierte primäre Lichtverteilung erzeugbar ist, und das ein eine optische Achse (26) aufweisendes Projektionslinsensystem (22) aufweist, mit dem die primäre Lichtverteilung als eine Sekundärlichtverteilung (24) in einen außerhalb des Kraftfahrzeugscheinwerfers (10) liegenden Raumbereich projizierbar ist, wobei das Projektionslinsensystem (22) eine Lichtaustrittslinse (30) aufweist, die in quer zu der optischen Achse (26) liegenden Richtungen einen abbildende Eigenschaften aufweisenden zentralen Bereich (30.2) und einen den zentralen Bereich (30.2) umgebenden Randbereich (30.1) aufweist, der eine lichtbrechende Lichteintrittsfläche (30.3) und eine lichtbrechende Lichtaustrittsfläche (30.4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (30.1) über wenigstens eine ganze seiner beiden lichtbrechenden Flächen (30.3, 30.4) verteilte Mikrostrukturen (36) aufweist, die dazu eingerichtet sind, auf sie auftreffendes Licht (38), das von einem Schnittpunkt (P) der optischen Achse (26) mit der primären Lichtverteilung ausgeht und den Randbereich (30.1) der Lichtaustrittslinse (30) durchsetzt, so zu brechen, dass dieses Licht diffus in alle Richtungen gestreut wird und/oder bei bestimmungsgemäßer Verwendung bevorzugt nach unten oder zur Seite gestreut wird und/oder gezielt in bei bestimmungsgemäßer Verwendung horizontal seitlich von der optischen Achse (26) liegende Seitenbereiche und/oder nach unten abgelenkt wird.Motor vehicle headlight (10) with a light module (16) which has a light source with which a primary light distribution localized in the light module (16) can be generated, and which has a projection lens system (22) having an optical axis (26) with which the primary light distribution can be projected as a secondary light distribution (24) into a spatial area outside the motor vehicle headlight (10), the projection lens system (22) having a light exit lens (30) which has imaging properties in directions transverse to the optical axis (26) central area (30.2) and an edge area (30.1) surrounding the central area (30.2), which has a refractive light entry surface (30.3) and a refractive light exit surface (30.4), characterized in that the edge area (30.1) over at least one of its microstructures (36) distributed over both refractive surfaces (30.3, 30.4) a which are set up to refract light (38) incident on them, which emanates from an intersection (P) of the optical axis (26) with the primary light distribution and passes through the edge region (30.1) of the light exit lens (30), that this light is diffusely scattered in all directions and / or, when used as intended, is preferably scattered downwards or to the side and / or is specifically deflected into lateral areas lying horizontally to the side of the optical axis (26) and / or down when used as intended. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Matrix-LED (18) ist.Motor vehicle headlights (10) Claim 1 , characterized in that the light source is a matrix LED (18). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionslinsensystem (22) aus einer Sammellinse (28) als Lichteintrittslinse und einer Lichtaustrittslinse (30) besteht.Motor vehicle headlights (10) Claim 1 or 2 , characterized in that the projection lens system (22) consists of a converging lens (28) as a light entry lens and a light exit lens (30). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturen (36) Oberflächenrauigkeiten sind, die Licht wie Lambert-Strahler diffus in alle Richtungen streuen.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the microstructures (36) are surface roughnesses which diffuse light like Lambert radiators in all directions. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturen (36) diffraktive Optiken sind, die streifen- oder kreisförmig in dem Randbereich (30.1) angeordnet sind.Motor vehicle headlights (10) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the microstructures (36) are diffractive optics which are arranged in strips or circles in the edge region (30.1). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktiven Optiken als Oberflächenprofilierung einer lichtbrechenden Fläche der Lichtaustrittslinse (30), sei es deren Lichteintrittsfläche (30.3) oder deren Lichtaustrittsfläche (30.4), verwirklicht sind.Motor vehicle headlights (10) Claim 5 , characterized in that the diffractive optics are implemented as a surface profile of a refractive surface of the light exit lens (30), be it its light entry surface (30.3) or its light exit surface (30.4). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der Ansprüche, 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturen (36) in die eine Lichteintrittsfläche (30.3) und/oder in eine Lichtaustrittsfläche (30.4) der Lichtaustrittslinse (30) eingepresst sind.Motor vehicle headlight (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the microstructures (36) are pressed into one light entry surface (30.3) and / or into one light exit surface (30.4) of the light exit lens (30). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturen (36) entweder beschränkt auf eine Lichteintrittsfläche (30.3) des Randbereichs (30.1) oder beschränkt auf eine Lichtaustrittsfläche (30.4) des Randbereichs (30.1) lokalisiert sind, oder sowohl in der Lichteintrittsfläche (30.3) des Randbereichs (30) als auch in der Lichtaustrittsfläche (30.4) des Randbereichs (30.1) lokalisiert sind.Motor vehicle headlamp (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the microstructures (36) are localized either limited to a light entry surface (30.3) of the edge region (30.1) or limited to a light exit surface (30.4) of the edge region (30.1), or both are located in the light entry surface (30.3) of the edge region (30) and in the light exit surface (30.4) of the edge region (30.1). Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittslinse in ihrem zentralen Bereich (30.2) weder in der Lichteintrittsfläche noch in der Lichtaustrittsfläche eine Mikrostruktur (36) aufweist.Motor vehicle headlamp (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the light exit lens has a microstructure (36) in its central area (30.2) neither in the light entry surface nor in the light exit surface. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich zusätzlich zu den Mikrostrukturen (36) noch mit einer teilweise absorbierenden Schicht belegt ist, die den Anteil des gestreuten Lichtes verringert.Motor vehicle headlamp (10) according to one of the preceding claims, characterized in that, in addition to the microstructures (36), the edge area is also covered with a partially absorbing layer which reduces the proportion of scattered light. Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfahrzeugscheinwerfer zwei Lichtmodule unterschiedlicher Brennweiten (f1, f2) aufweist, wobei das die kürzere Brennweite (f2) der beiden Brennweiten (f1, f2) aufweisende Lichtmodul die in den vorhergehenden Ansprüchen in Bezug auf ein Lichtmodul genannten Merkmale aufweist.Motor vehicle headlight (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the motor vehicle headlight has two light modules of different focal lengths (f1, f2), the light module having the shorter focal length (f2) of the two focal lengths (f1, f2) being the one in the preceding claims has features mentioned in relation to a light module.
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