DE102019130464A1 - Automotive headlights - Google Patents

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Martin Licht
Joachim Knittel
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug zur Ausleuchtung eines Vorfelds des Kraftfahrzeugs mit einer vorgegebenen Lichtverteilung, der Scheinwerfer (2) umfassend eine Lichtquelle (20) zum Aussenden von Licht (22), eine Primäroptik (24) zum Bündeln des ausgesandten Lichts (22) in einer Zwischenbildebene (30) des Scheinwerfers (2) und eine Sekundäroptik (28) zum Abbilden des Lichts (52) aus der Zwischenbildebene im Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug und zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung. Es wird vorgeschlagen, dass die Zwischenbildebene (30) in mehrere von dem Licht (26) der Primäroptik (24) ausgeleuchtete Teilbereiche (50) unterteilt ist und dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass das Licht (52) aus jedem Teilbereich (50) der Zwischenbildebene (30) mindestens 80% einer aktiven Fläche (54) der Sekundäroptik (28) ausleuchtet.

Figure DE102019130464A1_0000
The invention relates to a motor vehicle headlight (2) for use in a motor vehicle for illuminating an area in front of the motor vehicle with a predetermined light distribution, the headlight (2) comprising a light source (20) for emitting light (22), primary optics (24) for bundling of the emitted light (22) in an intermediate image plane (30) of the headlight (2) and secondary optics (28) for imaging the light (52) from the intermediate image plane in front of the motor vehicle and for generating the predetermined light distribution. It is proposed that the intermediate image plane (30) is subdivided into several partial areas (50) illuminated by the light (26) of the primary optics (24) and that the primary optics (24) are designed in such a way that the light (52) from each partial area (50) of the intermediate image plane (30) illuminates at least 80% of an active surface (54) of the secondary optics (28).
Figure DE102019130464A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug zur Ausleuchtung eines Vorfelds des Kraftfahrzeugs mit einer vorgegebenen Lichtverteilung. Der Scheinwerfer umfasst eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht, eine Primäroptik zum Bündeln des ausgesandten Lichts in einer Zwischenbildebene des Scheinwerfers und eine Sekundäroptik zum Abbilden des Lichts aus der Zwischenbildebene in einem Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug und zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung. Bei dem Scheinwerfer handelt es sich mithin um ein sog. Projektionssystem, ein darin enthaltendes Scheinwerfermodul ist als ein sog. Projektionsmodul ausgebildet.The present invention relates to a motor vehicle headlight for use in a motor vehicle for illuminating an area in front of the motor vehicle with a predetermined light distribution. The headlamp comprises a light source for emitting light, primary optics for bundling the emitted light in an intermediate image plane of the headlamp and secondary optics for imaging the light from the intermediate image plane in an area in front of the motor vehicle and for generating the specified light distribution. The headlight is therefore a so-called projection system; a headlight module contained therein is designed as a so-called projection module.

Moderne Hochleistungsscheinwerfer mit intensiven Halbleiterlichtquellen, z.B. LEDs, insbesondere Hochleistungs-LEDs, und Laserlichtquellen, insbesondere Laserdioden, können auch im Normalfall, d.h. während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs und ohne einen Defekt der Lichtquelle (bspw. einer Konverterschicht o.ä.), auf kurze Entfernungen hinsichtlich der ausgesandten optischen Strahlung eine Gefährdung für das menschliche Auge eines Betrachters darstellen. Die Bewertung einer solchen Gefährdung ist in den Standards DIN (Deutsches Institut für Normung)/ IEC (International Electrotechnical Commission) 60825 und DIN/ IEC 62471 genormt. Nähere Informationen zu diesem Thema finden sich u.a. in den nachfolgenden Veröffentlichungen:

  • - Schulmeister, Karl: CLASSIFICATION OF EXTENDED SOURCE PRODUCTS ACCORDING TO IEC 60825-1, Paper #C101, ILSC® 2015 CONFERENCE PROCEEDINGS, S. 271-280 ;
  • - Schulmeister, Karl; Daem, Jan: CLASSIFICATION OF LASER ILLUMINATED LIGHT SOURCES UNDER IEC 60825-1 EDITION 3, Paper #401, ILSC® 2017 CONFERENCE PROCEEDINGS, S. 174-180
Modern high-performance headlights with intensive semiconductor light sources, e.g. LEDs, in particular high-performance LEDs, and laser light sources, in particular laser diodes, can also be used for short distances in the normal case, i.e. during their intended operation and without a defect in the light source (e.g. a converter layer or the like) represent a hazard to the human eye of an observer with regard to the emitted optical radiation. The assessment of such a hazard is standardized in the standards DIN (German Institute for Standardization) / IEC (International Electrotechnical Commission) 60825 and DIN / IEC 62471. More information on this topic can be found in the following publications:
  • - Schulmeister, Karl: CLASSIFICATION OF EXTENDED SOURCE PRODUCTS ACCORDING TO IEC 60825-1, Paper # C101, ILSC® 2015 CONFERENCE PROCEEDINGS, pp. 271-280 ;
  • - Schoolmaster, Karl; Daem, Jan: CLASSIFICATION OF LASER ILLUMINATED LIGHT SOURCES UNDER IEC 60825-1 EDITION 3, Paper # 401, ILSC® 2017 CONFERENCE PROCEEDINGS, pp. 174-180

Die genannten Veröffentlichungen werden durch ausdrückliche Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gemacht und in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen. Entsprechendes gilt auch für die o.g. Laser-Normen DIN/IEC 60825 und DIN/IEC 62471.The publications mentioned are made the subject of the present patent application by express reference and are included in the disclosure of the present application. The same applies to the above-mentioned laser standards DIN / IEC 60825 and DIN / IEC 62471.

Weitere Informationen können S. 20 und 21 des Laser Magazins 1/2018 unter dem Titel „Berücksichtigung des C6-Faktors („Scheinbare Quelle“) bei der Laser-Klassifizierung‟ entnommen werden. Dort heißt es: Die Klassifizierung von Lasern basiert auf Grenzwerten zugänglicher Strahlung (GZS), die in der DIN EN 60825-1 dokumentiert sind. In dieser sind die GZS-Werte für alle Laserklassen in Abhängigkeit von der Wellenlänge und der Emissionsdauer sowie den Korrekturfaktoren C1 bis C7 tabellarisch zusammengefasst. Der C6-Faktor bezieht sich in diesem Tabellenwerk ausschließlich auf die Klassen 1, 1M, 2, 2M und 3R und den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1.400 nm. So findet sich dort beispielsweise für die Einstufung eines Lasers in die Klasse 3R, mit der Wellenlänge λ = 680 nm und einer Einwirkzeit von t = 100 s, der Grenzwert GZS = 5·10-3 C6 W (Tab. 7 in o. g. Norm). Wie in diesem Beispiel, so erhöht sich auch in allen anderen Fällen der GZS-Wert für die thermische Netzhautgefährdung linear mit C6. In der Praxis sind maximale Werte von bis zu C6 = 66 möglich.Further information can be found on pages 20 and 21 of Laser Magazin 1/2018 under the heading “Consideration of the C6 factor (“ Apparent source ”) in the laser classification”. There it says: The classification of lasers is based on limit values of accessible radiation (GZS), which are documented in DIN EN 60825-1. This table summarizes the GZS values for all laser classes depending on the wavelength and the emission duration as well as the correction factors C1 to C7. The C6 factor in this table refers exclusively to classes 1, 1M, 2, 2M and 3R and the wavelength range from 400 nm to 1,400 nm. For example, there is the classification of a laser in class 3R with the wavelength λ = 680 nm and an exposure time of t = 100 s, the limit value GZS = 5 · 10 -3 C6 W (Tab. 7 in the above-mentioned standard). As in this example, the GZS value for the thermal retinal hazard increases linearly with C6 in all other cases. In practice, maximum values of up to C6 = 66 are possible.

Das bedeutet für das ausgewählte Praxisbeispiel, dass unter bestimmten Bedingungen der Grenzwert für die Klasse 3R theoretisch bis zu 330 mW betragen kann (Hinweis: C6 kann per Definition nicht < 1 sein; s. unten). Zur Bestimmung des C6-Faktors wird die Winkelausdehnung α der „scheinbaren Quelle“ benötigt. Dies ist der Winkel, unter dem einem Betrachter die Ausdehnung der scheinbaren Laserquelle erscheint. Die Bezeichnung „scheinbar“ berücksichtigt hierbei, dass der Ort der Quelle nicht zwingend der Laser selbst sein muss, sondern auch hinter diesem liegen kann (der Öffnungswinkel α wird häufig mit der Divergenz der Laserstrahlung verwechselt). Der Winkel α hängt vom Abstand zur Laserquelle ab und geht von der erfolgten Akkommodation des Auges aus.For the selected practical example, this means that under certain conditions the limit value for class 3R can theoretically be up to 330 mW (note: C6 cannot be <1 by definition; see below). The angular expansion α of the "apparent source" is required to determine the C6 factor. This is the angle at which the expansion of the apparent laser source appears to an observer. The term “apparently” takes into account that the location of the source does not necessarily have to be the laser itself, but can also lie behind it (the opening angle α is often confused with the divergence of the laser radiation). The angle α depends on the distance to the laser source and is based on the accommodation of the eye that has taken place.

Für die Klassifizierung wird α nach unten auf αmin = 1,5 mrad limitiert; die Begrenzung von α nach oben hängt von der Einwirkungsdauer ab, d.h. αmax(t), beträgt jedoch maximal 100 mrad. Der C6-Faktor bestimmt sich gem. Tab. 9 in DIN EN 60825-1 zu C6 = α/αmin und ist somit ortsabhängig. Die Klassifizierung findet schließlich an dem restriktivsten Abstand zur Laserquelle statt, d. h. an der Position, an der das Verhältnis von zugänglicher Strahlung zum GZS ein Maximum aufweist. Dieser Abstand ist aufgrund der kleinsten Akkommodation des Auges immer ≥ 100 mm.For the classification, α is limited down to α min = 1.5 mrad; the upper limit of α depends on the duration of action, ie α max (t), but is a maximum of 100 mrad. The C6 factor is determined in accordance with Tab. 9 in DIN EN 60825-1 to C6 = α / α min and is therefore location-dependent. The classification finally takes place at the most restrictive distance to the laser source, ie at the position at which the ratio of accessible radiation to GZS has a maximum. Due to the smallest accommodation of the eye, this distance is always ≥ 100 mm.

Das Messverfahren zur Klassifizierung von Lasern unter der Berücksichtigung von C6 > 1 ist in Kap. 5.4.3/ DIN EN 60825-1 detailliert erläutert. Es basiert darauf, dass die Abbildung der (scheinbaren) Laserquelle auf der Augennetzhaut in verschiedenen Abständen zwischen Laser und Auge experimentell inkl. Akkommodation simuliert wird. Dies erfolgt üblicherweise mit einem Messaufbau, in dem eine Linse („Auge“) auf einer optischen Schiene in variablen Abständen vor dem Laser platziert wird und auf einer dahinter angeordneten CCD-Matrix („Netzhaut“) jeweils eine scharfe Abbildung eingestellt wird. Aus den geometrischen Verhältnissen der Abbildung ergibt sich dann die Winkelausdehnung α.The measurement procedure for the classification of lasers taking into account C6> 1 is given in Chap. 5.4.3 / DIN EN 60825-1 explained in detail. It is based on the fact that the imaging of the (apparent) laser source on the retina of the eye is simulated experimentally, including accommodation, at different distances between the laser and the eye. This is usually done with a measurement setup in which a lens ("eye") on a optical rail is placed at variable distances in front of the laser and a sharp image is set on a CCD matrix ("retina") arranged behind it. The angular extent α then results from the geometric relationships in the figure.

Diese experimentell nachgestellte Abbildung von Strahlung einer Laserquelle auf der Augennetzhaut führt zu einem GZS-Wert, in dem die tatsächliche Gefährdung authentisch berücksichtigt ist. Dies unterscheidet sich vom deutlich weniger aufwendigen einfachen Standardverfahren der Klassifizierung, bei dem vom „worstcase“ mit C6=1 und der Abbildung in Form eines kleinen Brennflecks mit entsprechend hoher Intensität auf der Netzhaut ausgegangen wird. Das einfache „Standard-Klassifizierungsverfahren“ mit C6 = 1 (siehe o. g. Norm) kann grundsätzlich in jedem Fall verwendet werden. Jedoch beinhaltet die damit erzielte Laserklasse u. U. eine hohe Sicherheitsreserve. Es gibt zahlreiche Anwendungen, bei denen die maximal mögliche Laserleistung innerhalb einer Laserklasse vollständig ausgeschöpft werden soll (z. B. Entfernungsmessung, Geschwindigkeitsmessung).This experimentally simulated imaging of radiation from a laser source on the retina of the eye leads to a GZS value in which the actual hazard is authentically taken into account. This differs from the clearly less complex, simple standard method of classification, in which the “worst case” with C6 = 1 and the image in the form of a small focal spot with a correspondingly high intensity on the retina is assumed. The simple "standard classification procedure" with C6 = 1 (see above standard) can in principle be used in any case. However, the laser class achieved in this way may include a high safety margin. There are numerous applications in which the maximum possible laser power within a laser class should be fully exploited (e.g. distance measurement, speed measurement).

In diesen Fällen bietet sich das „erweiterte Verfahren“ für C6 > 1 an. Es ist für Laser im o. g. Wellenlängenbereich geeignet, bei denen die Strahldivergenz > 1,5 mrad beträgt. Typischerweise zählen dazu Linienlaser, Laserdioden-Arrays, Multilayer-Laserdioden, Laserquellen mit Diffusor, evtl. auch Laserpointer. In der Praxis konnten bisher C6-Faktoren bis zu 10 erzielt werden.In these cases, the "extended procedure" for C6> 1 is appropriate. It is for lasers in the above Suitable for a wavelength range in which the beam divergence is> 1.5 mrad. Typically, this includes line lasers, laser diode arrays, multilayer laser diodes, laser sources with diffusers, possibly also laser pointers. In practice, C6 factors of up to 10 could be achieved so far.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass die Gefährdung für das menschliche Auge eines Betrachters in der Nähe des Scheinwerfers im Normalfall, d.h. während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Scheinwerfers und ohne einen Defekt der Lichtquelle, möglichst weit reduziert werden kann.Based on the described prior art, the present invention is based on the object of designing and developing a motor vehicle headlight of the type mentioned at the beginning in such a way that the risk to the human eye of an observer in the vicinity of the headlight in the normal case, ie during normal operation of the headlight and can be reduced as much as possible without a defect in the light source.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Insbesondere wird ausgehend von dem Scheinwerfer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Zwischenbildebene in mehrere von dem Licht der Primäroptik ausgeleuchtete Teilbereiche unterteilt ist und dass die Primäroptik derart ausgebildet ist, dass das Licht aus jedem Teilbereich der Zwischenbildebene mindestens 80% einer aktiven Fläche der Sekundäroptik ausleuchtet.To solve this problem, a motor vehicle headlight having the features of claim 1 is proposed. In particular, based on the headlamp of the type mentioned at the beginning, it is proposed that the intermediate image plane be subdivided into several sub-areas illuminated by the light of the primary optics and that the primary optics be designed in such a way that the light from each sub-area of the intermediate image plane is at least 80% of an active area of the secondary optics illuminates.

Mithin schlägt die Erfindung einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bzw. ein Scheinwerfermodul vor, bei dem durch eine Maximierung der scheinbaren Lichtquellengröße im Normalbetriebsfall die Gefährdung reduziert wird. Es handelt sich also um eine passive Reduktion des Gefährdungspotentials. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung der Primäroptik kann die Ausleuchtung der aktiven Fläche der Sekundäroptik bzw. der Projektionsoptik gezielt gesteuert werden, um die scheinbare Lichtquellengröße zu maximieren. Die „aktive Fläche“ der Sekundäroptik ist der Teil der Sekundäroptik, durch den beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeugscheinwerfers bzw. des Scheinwerfermoduls Licht hindurchtreten kann, das an der Bildung der resultierenden Lichtverteilung des Scheinwerfers beteiligt ist. Nicht Teil der „aktiven Fläche“ sind bspw. Randbereiche der Sekundäroptik, die zur Halterung der Sekundäroptik in dem Scheinwerfermodul dienen. Ferner kann es bei einer als Projektionslinse ausgebildeten Sekundäroptik, die senkrecht zur optischen Achse des Scheinwerfermoduls eine von einer Kreisform abweichende Form hat, bspw. eine ovale, dreieckige oder viereckige Form, eine Rautenform, eine Rhombusform, eine Drachenform, oder eine Tropfenform, sein, dass das Licht zur Erzeugung der Lichtverteilung lediglich durch einen zentralen Bereich der Projektionslinse hindurchtritt, der die „aktive Fläche“ bildet, wobei die Bereiche der Linse außerhalb des zentralen Bereichs nicht Teil der „aktiven Fläche“ sind.The invention therefore proposes a motor vehicle headlight or a headlight module in which the risk is reduced by maximizing the apparent size of the light source in normal operation. So it is a passive reduction of the hazard potential. The configuration of the primary optics proposed according to the invention allows the illumination of the active surface of the secondary optics or the projection optics to be controlled in a targeted manner in order to maximize the apparent size of the light source. The “active surface” of the secondary optics is that part of the secondary optics through which light can pass during normal operation of the motor vehicle headlight or the headlight module, which is involved in the formation of the resulting light distribution of the headlight. Edge areas of the secondary optics, which serve to hold the secondary optics in the headlight module, are not part of the “active surface”. Furthermore, in the case of a secondary optics designed as a projection lens that has a shape that deviates from a circular shape perpendicular to the optical axis of the headlight module, for example an oval, triangular or square shape, a diamond shape, a rhombus shape, a dragon shape, or a teardrop shape, that the light for generating the light distribution only passes through a central area of the projection lens, which forms the “active area”, the areas of the lens outside the central area not being part of the “active area”.

Die Zwischenbildebene ist eine imaginäre Ebene, die vorzugsweise in einem Brennpunkt oder einer Brennpunktwolke der Sekundäroptik liegt. Die Zwischenbildebene erstreckt sich vorzugsweise - zumindest um eine Achse, bspw. eine optische Achse, des Scheinwerfers herum - senkrecht zu der Achse. Die Zwischenbildebene kann eben oder gewölbt ausgebildet sein.The intermediate image plane is an imaginary plane which preferably lies in a focal point or a focal point cloud of the secondary optics. The intermediate image plane preferably extends - at least around an axis, for example an optical axis, of the headlight - perpendicular to the axis. The intermediate image plane can be flat or curved.

Die Lichtquelle kann im Grunde genommen eine beliebige Lichtquelle umfassen. Denkbar wäre bspw., dass die Lichtquelle mindestens eine beliebige Halbleiterlichtquelle (z.B. eine LED) umfasst. Besonders bevorzugt ist, wenn die Lichtquelle eine Laser-Halbleiterlichtquelle (sog. Laserdiode) umfasst. Insbesondere für Halbleiterlichtquellen kommen die Vorteile der vorliegenden Erfindung zum Tragen, da bei Halbleiterlichtquellen ohne die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen das Risiko einer Gefährdung der Augen von Betrachtern relativ groß ist. Durch die vorliegende Erfindung wird beim bestimmungsgemäßen fehlerfreien Normalbetrieb der Halbleiterlichtquellen das Gefährdungspotential deutlich reduziert.The light source can basically comprise any light source. It would be conceivable, for example, that the light source comprises at least any semiconductor light source (e.g. an LED). It is particularly preferred if the light source comprises a laser semiconductor light source (so-called laser diode). The advantages of the present invention come into play in particular for semiconductor light sources, since with semiconductor light sources without the measures proposed according to the invention, the risk of endangering the eyes of the viewer is relatively high. The present invention significantly reduces the hazard potential when the semiconductor light sources are in normal, fault-free operation as intended.

Die Erfindung schlägt vor, zur Vergrößerung der scheinbaren Lichtquellengröße und damit zur Gefährdungsreduktion, die Strahlung, die zur Herausbildung des Maximums der Lichtverteilung beiträgt, mit dem Ziel einer maximalen Linsenausleuchtung zu streuen, um damit ein möglichst großes scheinbares Lichtquellenbild (C6-Faktor oder nur C6 nach DIN/ IEC 60825 bzw. DIN/ IEC 62471) zu erzeugen. Der Kern hierbei ist, dass die Sekundär- oder Projektionsoptik möglichst großflächig und homogen ausgeleuchtet wird. Das heißt, dass idealerweise jeder Teilbereich in der Zwischenbildebene die Projektionsoptik mit maximal möglicher nummerischer Apertur ausleuchtet. Dabei ergibt sich die numerische Apertur AN aus dem Produkt des Sinus des halben objektseitigen Öffnungswinkels (Akzeptanzwinkel) α und dem Brechungsindex n des Materials zwischen Objektiv und Fokus: AN = n · sin α. Idealerweise leuchtet Licht aus jedem Teilbereich der Zwischenbildebene die gesamte optisch wirksame Fläche der Sekundäroptik vollständig aus. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass eine deutliche Vergrößerung des scheinbaren Lichtquellenbilds und damit einhergehend eine deutliche Reduktion des Gefährdungspotentials bereits erzielt werden kann, wenn das Licht aus jedem Teilbereich der Zwischenbildebene mindestens 80% der aktiven Fläche der Sekundäroptik ausleuchtet.The invention proposes, in order to increase the apparent size of the light source and thus to reduce the risk, to scatter the radiation that contributes to the formation of the maximum of the light distribution with the aim of maximum lens illumination in order to obtain the largest possible apparent light source image (C6 factor or just C6 according to DIN / IEC 60825 or DIN / IEC 62471). The core of this is that the secondary or projection optics are illuminated as homogeneously as possible over a large area. This means that ideally each sub-area in the intermediate image plane illuminates the projection optics with the maximum possible numerical aperture. The numerical aperture AN results from the product of the sine of half the object-side opening angle (acceptance angle) α and the refractive index n of the material between the objective and focus: AN = n · sin α. Ideally, light from each sub-area of the intermediate image plane completely illuminates the entire optically effective surface of the secondary optics. In practice, however, it has been shown that a significant enlargement of the apparent light source image and, associated with it, a significant reduction in the hazard potential can already be achieved if the light from each sub-area of the intermediate image plane illuminates at least 80% of the active surface of the secondary optics.

Die scheinbare Lichtquellengröße ist bei der Bewertung einer Lichtfunktion hinsichtlich Augengefährdung ein wichtiger Faktor, da sich bei einer großen Lichtquelle die Strahlung auf der Netzhaut auf eine größere Fläche verteilt und dadurch weniger gefährlich ist. Deshalb erlaubt die Lasernorm für Lichtquellen mit größeren C6 einen höheren Grenzwert. Dadurch können Lichtquellen mit einer größeren Lichtstärke verwendet werden, so dass eine größere Lichtmenge zur Erzeugung der Lichtfunktion des Scheinwerfers zur Verfügung steht, wobei das Gefährdungsrisiko für Betrachter im Normalbetriebsfall des Scheinwerfers immer noch innerhalb zulässiger Grenzen liegt.The apparent size of the light source is an important factor when evaluating a light function with regard to eye hazard, since with a large light source the radiation on the retina is distributed over a larger area and is therefore less dangerous. The laser standard therefore allows a higher limit value for light sources with a larger C6. As a result, light sources with a greater light intensity can be used, so that a larger amount of light is available for generating the light function of the headlight, the risk of danger to the viewer still being within permissible limits when the headlight is in normal operation.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgeschlagen, dass die Teilbereiche der Zwischenbildebene jeweils mindestens einen Punkt der Zwischenbildebene umfassen. Die Teilbereiche der Zwischenbildebene können also jeweils einen oder mehrere Punkte der Zwischenbildebene umfassen. Falls die Teilbereiche jeweils nur einen Punkt umfassen, leuchtet also jeder Punkt der Zwischenbildebene mindestens 80 % der aktiven Fläche der Sekundäroptik aus. Vorzugsweise umfassen die Teilbereiche jedoch jeweils mehrere Punkte der Zwischenbildebene. Demnach ist die Primäroptik also derart ausgestaltet, dass das Licht aller Punkte einer jeden Teilfläche der Zwischenbildebene zusammen mindestens 80% der aktiven Fläche der Sekundäroptik ausleuchtet. Dabei ist es nicht erforderlich, dass jeder einzelne Punkt der Zwischenbildebene mindestens 80 % der aktiven Fläche der Sekundäroptik ausleuchtet.Further preferred embodiments of the present invention are the subject of the subclaims. Thus, according to an advantageous development, it is proposed that the partial areas of the intermediate image plane each include at least one point of the intermediate image plane. The partial areas of the intermediate image plane can therefore each comprise one or more points of the intermediate image plane. If the partial areas each include only one point, each point of the intermediate image plane therefore illuminates at least 80% of the active surface of the secondary optics. However, the subregions preferably each include several points of the intermediate image plane. Accordingly, the primary optics are designed in such a way that the light from all points of each partial area of the intermediate image plane together illuminates at least 80% of the active area of the secondary optics. It is not necessary for each individual point of the intermediate image plane to illuminate at least 80% of the active surface of the secondary optics.

Die Primäroptik zum Bündeln des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts kann beliebig ausgebildet sein. Denkbar ist bspw., dass sie eine oder mehrere massive Vorsatzoptiken aus einem transparenten Material (z.B. Glas oder Kunststoff) umfasst, welche hindurchtretende Lichtstrahlen durch Brechung beim Eintritt in die Vorsatzoptik und beim Austritt aus der Vorsatzoptik und/oder mittels Totalreflexion an einer oder mehreren Grenzflächen der Vorsatzoptik bündelt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Primäroptik einen Reflektor. Dieser kann insbesondere als ein Freiformreflektor ausgestaltet sein, dessen Reflexionsfläche aufgrund von Berechnung oder Computersimulation derart ausgebildet ist, dass sie das von der Lichtquelle ausgesandte Licht derart in die Zwischenbildebene des Scheinwerfers oder Scheinwerfermoduls reflektiert, dass das Licht aus jedem Teilbereich der Zwischenbildebene mindestens 80% der aktiven Fläche der Sekundäroptik ausleuchtet.The primary optics for bundling the light emitted by the light source can be designed as desired. It is conceivable, for example, that it comprises one or more massive ancillary optics made of a transparent material (e.g. glass or plastic), which light rays passing through by refraction when entering the ancillary optics and when exiting the ancillary optics and / or by means of total reflection at one or more interfaces the front lens bundles. According to a preferred embodiment, the primary optics comprise a reflector. This can in particular be designed as a free-form reflector whose reflection surface is designed based on calculation or computer simulation in such a way that it reflects the light emitted by the light source into the intermediate image plane of the headlight or headlight module in such a way that the light from each sub-area of the intermediate image plane is at least 80% of the illuminates the active surface of the secondary optics.

Die Sekundäroptik zum Abbilden des Lichts aus der Zwischenbildebene im Vorfeld des Kraftfahrzeugs und zur Erzeugung der Lichtverteilung des Scheinwerfers kann beliebig ausgebildet sein. Denkbar ist bspw., dass die Sekundäroptik einen oder mehrere abbildende Reflektoren umfasst. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sekundäroptik eine Projektionslinse. Diese weist auf einer der Zwischenbildebene zugewandten Seite die aktive Fläche auf, die von jedem Teilbereich der Zwischenbildebene zu mindestens 80% ausgeleuchtet wird.The secondary optics for imaging the light from the intermediate image plane in front of the motor vehicle and for generating the light distribution of the headlight can be designed as desired. It is conceivable, for example, that the secondary optics comprise one or more imaging reflectors. According to a preferred embodiment, the secondary optics comprise a projection lens. On a side facing the intermediate image plane, this has the active surface, which is illuminated to at least 80% from each sub-area of the intermediate image plane.

Damit das Licht aus den Teilbereichen der Zwischenbildebene die aktive Fläche der Sekundäroptik auch besonders großflächig und homogen ausleuchten kann, ist es vorteilhaft, wenn die Primäroptik derart ausgebildet ist, dass jeder beleuchtete Teilbereich in der Zwischenbildebene unter einem möglichst großen Winkelbereich beleuchtet wird. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik derart ausgebildet ist, dass das gebündelte Licht sich zwischen der Primäroptik und der Zwischenbildebene kreuzende Lichtstrahlen aufweist. Auf diese Weise sind die von der Primäroptik in die Zwischenbildebene gelangten Lichtstrahlen divergent genug, um mindestens 80% der aktiven Fläche, vorzugsweise die gesamte aktive Fläche, der Sekundäroptik möglichst homogen auszuleuchten. Ziel ist es somit, jeden Teilbereich der Zwischenbildebene mit einem möglichst großen Winkelbereich auszuleuchten und mit dem Licht aus jedem Teilbereich der Zwischenbildebene dann auch noch jeweils einen möglichst großen Teil der aktiven Fläche der Sekundäroptik, mindestens 80% der aktiven Fläche, vorzugsweise die gesamte aktive Fläche der Sekundäroptik auszuleuchten. Dies kann dann besonders gut erreicht werden, wenn sich mindestens einige, vorzugsweise die Mehrzahl der von der Primäroptik kommenden Lichtstrahlen vor dem Erreichen der Zwischenbildebene kreuzen.So that the light from the sub-areas of the intermediate image plane can illuminate the active surface of the secondary optics over a particularly large and homogeneous area, it is advantageous if the primary optics are designed in such a way that each illuminated sub-area in the intermediate image plane is illuminated at the largest possible angular range. It is further proposed that the primary optics are designed in such a way that the bundled light has light rays crossing between the primary optics and the intermediate image plane. In this way, the light beams that have reached the intermediate image plane from the primary optics are divergent enough to illuminate at least 80% of the active area, preferably the entire active area, of the secondary optics as homogeneously as possible. The aim is therefore to illuminate each sub-area of the intermediate image plane with the largest possible angular range and with the light from each sub-area of the intermediate image plane then also in each case the largest possible part of the active area of the secondary optics, at least 80% of the active area, preferably the entire active area of the secondary optics to be illuminated. This can be achieved particularly well if at least some, preferably the majority, of the light beams coming from the primary optics cross each other before reaching the intermediate image plane.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine optisch wirksame Fläche der Primäroptik, bspw. eine Reflexionsfläche eines Reflektors oder eine Lichtaustrittsfläche einer Vorsatzoptik, in mehrere Bereiche unterteilt ist und dass die Primäroptik derart ausgebildet ist, dass jeder Teilbereich der Zwischenbildebene von möglichst vielen unterschiedlichen Bereichen der Primäroptik beleuchtet wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik derart ausgebildet ist, dass jeder Teilbereich der Zwischenbildebene von mindestens 80% der unterschiedlichen Bereiche der Primäroptik beleuchtet wird.According to an advantageous further development of the invention, it is proposed that an optically effective surface of the primary optics, for example a reflective surface of a reflector or a light exit surface of an auxiliary optics, is divided into several areas and that the primary optics are designed in such a way that each sub-area of the intermediate image plane is made up of as many as possible different areas of the primary optics is illuminated. In particular, it is proposed that the primary optics be designed in such a way that each partial area of the intermediate image plane is illuminated by at least 80% of the different areas of the primary optics.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik auf einer optisch wirksamen Fläche, bspw. auf einer Reflexionsfläche eines Reflektors oder einer Lichtaustrittsfläche einer Vorsatzoptik, eine Mikrostruktur oder eine Mikrofacettierung aufweist, wobei unterschiedliche Bereiche der Primäroptik jeweils mehrere Mikrostrukturelemente bzw. Mikrofacetten umfassen und jeder Bereich der Primäroptik mehrere Teilbereiche der Zwischenbildebene beleuchtet. Die Mikrostruktur bzw. die Mikrofacettierung besteht aus einzelnen Mikrostreuelementen mit Höhenabweichungen bezüglich einer Basisfläche, die im Mikrometerbereich (etwa < 500 µm, bevorzugt < 300 µm, ganz besonders bevorzugt < 100 µm, insbesondere 10 - 50 µm) liegen. Dabei können die Flächenabmessungen der einzelnen Streuelemente in Breite und Länge auch außerhalb des Mikrometerbereichs, bspw. bei 0,1 - 1,0 mm, vorzugsweise bei 0,1 - 0,5 mm liegen. Die Mikrostreuelemente sind vorzugsweise nebeneinander zumindest auf einem Teil der der optisch wirksamen Fläche der Primäroptik angeordnet.According to another advantageous development of the invention, it is proposed that the primary optics have a microstructure or microfaceting on an optically effective surface, for example on a reflective surface of a reflector or a light exit surface of an auxiliary optic, with different areas of the primary optics each having a plurality of microstructure elements or microfacets and each area of the primary optics illuminates several sub-areas of the intermediate image plane. The microstructure or the micro-facetting consists of individual micro-scattering elements with height deviations with respect to a base area that are in the micrometer range (approximately <500 μm, preferably <300 μm, very particularly preferably <100 μm, in particular 10-50 μm). The surface dimensions of the individual scattering elements in width and length can also be outside the micrometer range, for example 0.1-1.0 mm, preferably 0.1-0.5 mm. The micro-scattering elements are preferably arranged next to one another at least on part of the optically effective surface of the primary optics.

Im Falle einer transparenten Vorsatzoptik aus einem massiven Material sind die vorzugsweise auf der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik ausgebildeten Mikrostreuelemente ausgebildet, das durch sie aus der Vorsatzoptik austretende Licht in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu brechen. Im Falle eines Reflektors sind die vorzugsweise auf der Reflexionsfläche des Reflektors ausgebildeten Mikrostreuelemente ausgebildet, das auf sie treffende Licht in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu reflektieren.In the case of a transparent ancillary optics made of a solid material, the micro-scattering elements preferably formed on the light exit surface of the ancillary optics are designed to refract the light emerging through them from the ancillary optics in the desired manner, in particular in a desired direction. In the case of a reflector, the micro-scattering elements, which are preferably formed on the reflective surface of the reflector, are designed to reflect the light hitting them in a desired manner, in particular in a desired direction.

Die Mikrostreuelemente erzeugen nicht einfach eine zufällige Streuung des Lichts der Lichtquelle. Vielmehr haben sie bewusst gebildete und genau definierte Abmessungen und Formen, um das von der Primäroptik mittels der optisch wirksamen Fläche bzw. der darauf angeordneten Mikrostreuelemente gebündelte Licht in eine oder mehrere gewünschte Richtungen, insbesondere in gewünschte Teilbereiche der Zwischenbildebene, zu lenken. Jeder Bereich der Primäroptik weist mehrere Mikrostreuelemente auf, so dass mindestens 80 % der Teilbereiche der Zwischenbildebene nicht durch jedes einzelne Mikrostreuelement, sondern durch jeden einzelnen Bereich der Primäroptik ausgeleuchtet werden, wobei in jedem Bereich der Primäroptik mehrere Mikrostreuelemente zusammenwirken, um die gewünschte Ausleuchtung der Teilbereiche in der Zwischenbildebene zu erzielen.The micro-scattering elements do not simply create a random scattering of the light from the light source. Rather, they have deliberately formed and precisely defined dimensions and shapes in order to direct the light bundled by the primary optics by means of the optically effective surface or the micro-scattering elements arranged thereon in one or more desired directions, in particular in desired partial areas of the intermediate image plane. Each area of the primary optics has several micro-scattering elements, so that at least 80% of the sub-areas of the intermediate image plane are illuminated not by each individual micro-scattering element, but by each individual area of the primary optics, with several micro-scattering elements working together in each area of the primary optics to achieve the desired illumination of the sub-areas to achieve in the intermediate image plane.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik auf einer optisch wirksamen Fläche mehrere Facetten aufweist, wobei jede Facette der Primäroptik mehrere Teilbereiche der Zwischenbildebene beleuchtet. Im Falle einer transparenten Vorsatzoptik aus einem massiven Material sind die vorzugsweise auf der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik angeordneten Facetten ausgebildet, das durch sie hindurchtretende Licht in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu brechen. Im Falle eines Reflektors sind die vorzugsweise auf der Reflexionsfläche des Reflektors angeordneten Facetten ausgebildet, das auf sie treffende Licht in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu reflektieren.According to another advantageous development of the invention, it is proposed that the primary optics have a plurality of facets on an optically effective surface, with each facet of the primary optics illuminating a plurality of partial areas of the intermediate image plane. In the case of a transparent ancillary optics made of a solid material, the facets, which are preferably arranged on the light exit surface of the ancillary optics, are designed to refract the light passing through them in the desired manner, in particular in a desired direction. In the case of a reflector, the facets, which are preferably arranged on the reflective surface of the reflector, are designed to reflect the light hitting them in a desired manner, in particular in a desired direction.

Die Facetten haben bewusst gebildete und genau definierte Abmessungen und Formen, um das von der Primäroptik mittels der optisch wirksamen Fläche bzw. der darauf angeordneten Facetten gebündelte Licht in eine oder mehrere gewünschte Richtungen, insbesondere in gewünschte Teilbereiche der Zwischenbildebene, zu lenken. Die aktiven Flächen der Facetten können eine bestimmte Neigung relativ zu einer Basisfläche der Primäroptik aufweisen. Die aktiven Flächen können eben oder gewölbt ausgebildet sein. Dabei kann die Wölbung über die aktive Fläche variieren. Jeder Bereich der Primäroptik wird durch eine Facette gebildet, so dass mindestens 80 % der Teilbereiche der Zwischenbildebene durch jede einzelne Facette der Primäroptik ausgeleuchtet werden, wobei die gewünschte Ausleuchtung in der Zwischenbildebene durch die einzelnen Facetten erzielt wird.The facets have deliberately formed and precisely defined dimensions and shapes in order to direct the light bundled by the primary optics by means of the optically effective surface or the facets arranged thereon in one or more desired directions, in particular in desired partial areas of the intermediate image plane. The active surfaces of the facets can have a certain inclination relative to a base surface of the primary optics. The active surfaces can be flat or curved. The curvature can vary over the active surface. Each area of the primary optics is formed by a facet, so that at least 80% of the partial areas of the intermediate image plane are illuminated by each individual facet of the primary optics, the desired illumination in the intermediate image plane being achieved by the individual facets.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Scheinwerfer zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik eine Strahlenblende, insbesondere eine Spiegelblende, aufweist, wobei die Sekundäroptik ausgebildet ist, mindestens eine Kante der Strahlenblende im Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug abzubilden und dadurch eine Helldunkelgrenze der Lichtverteilung des Scheinwerfers zu erzeugen. Die Strahlenblende kann eine vertikale Blende sein, die sich in der Zwischenbildebene erstreckt und deren Oberkante im Bereich der Zwischenbildebene und damit eines Brennpunkts der Sekundäroptik angeordnet ist. Alternativ kann die Strahlenblende als eine horizontale Blende, insbesondere als eine im Wesentlichen horizontale Spiegelblende ausgebildet sein, die sich in etwa senkrecht zur Zwischenbildebene erstreckt und deren Vorderkante zumindest teilweise im Bereich der Zwischenbildebene und damit eines Brennpunkts der Sekundäroptik angeordnet ist. Die von der Sekundäroptik abgebildeten Kanten der Blenden können eine gerade, stufenförmige und/oder gewölbte Erstreckung aufweisen. Die Sekundäroptik bildet die Ober- oder Vorderkante im Vorfeld des Kraftfahrzeugs zur Erzeugung einer horizontalen Helldunkelgrenze der Lichtverteilung ab. Alternativ kann die Strahlenblende auch als eine vertikale Blende, insbesondere als eine vertikale Spiegelblende, ausgebildet sein, die sich senkrecht zur Zwischenbildebene in einem Abstand zu einer Achse, insbesondere der optischen Achse des Scheinwerfers und vorzugsweise in etwa parallel zu dieser Achse erstreckt. Die Vorderkante der Strahlenblende ist im Bereich der Zwischenbildebene und damit einer Brennebene der Sekundäroptik angeordnet und wird von der Sekundäroptik im Vorfeld des Kraftfahrzeugs zur Erzeugung einer vertikalen Helldunkelgrenze der Lichtverteilung (z.B. eines Teilfernlichts oder eines Markierungslichts) abgebildet.In a preferred variant of the invention, it is proposed that the headlight has a beam screen, in particular a mirror screen, between the primary lens and the secondary lens, the secondary lens being designed to image at least one edge of the beam screen in front of the motor vehicle and thereby a light-dark boundary of the light distribution of the headlight. The beam diaphragm can be a vertical diaphragm which extends in the intermediate image plane and the upper edge of which is arranged in the area of the intermediate image plane and thus a focal point of the secondary optics. Alternatively, the radiation diaphragm can be designed as a horizontal diaphragm, in particular as an essentially horizontal mirror diaphragm, which extends approximately perpendicular to the intermediate image plane and the front edge of which is at least partially arranged in the area of the intermediate image plane and thus a focal point of the secondary optics. The edges of the screens reproduced by the secondary optics can have a straight, step-shaped and / or curved extension. The secondary optics depicts the top or front edge in front of the motor vehicle to generate a horizontal light-dark boundary of the light distribution. Alternatively, the radiation diaphragm can also be designed as a vertical diaphragm, in particular as a vertical mirror diaphragm, which extends perpendicular to the intermediate image plane at a distance from an axis, in particular the optical axis of the headlamp, and preferably approximately parallel to this axis. The front edge of the beam diaphragm is arranged in the area of the intermediate image plane and thus a focal plane of the secondary optics and is imaged by the secondary optics in front of the motor vehicle to generate a vertical light-dark boundary of the light distribution (e.g. a partial high beam or a marker light).

Vorteilhafterweise ist die Primäroptik derart ausgebildet, dass sie die aktive Fläche der Sekundäroptik nicht nur vollflächig, sondern auch möglichst homogen ausleuchtet. Vorzugsweise hat das auf die Sekundäroptik treffende Licht annähernd eine konstante Beleuchtungsstärke über die gesamte beleuchtete Fläche der Sekundäroptik. Dadurch kann das Gefährdungsrisiko weiter verringert werden.The primary optics are advantageously designed in such a way that they illuminate the active surface of the secondary optics not only over the entire area, but also as homogeneously as possible. The light striking the secondary optics preferably has an approximately constant illuminance over the entire illuminated surface of the secondary optics. This can further reduce the risk of danger.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Scheinwerfer eine in oder in der Nähe der Zwischenbildebene angeordnete und sich in oder parallel zu der Zwischenbildebene erstreckende transparente Streuscheibe aufweist. Die Streuscheibe kann dafür Sorge tragen, dass das von der Primäroptik kommende Licht einen möglichst großen Teil, vorzugsweise mindestens 80 % der aktiven Fläche der Sekundäroptik, besonders bevorzugt die gesamte aktive Fläche der Sekundäroptik, möglichst homogen ausleuchtet. Dabei wird vorgeschlagen, dass ein Aufweitungswinkel der Streuscheibe zu den Rändern der Streuscheibe hin abnimmt. Das bedeutet, dass vorzugsweise ausgehend von einem Maximalwert des Aufweitungswinkels im Zentrum der Streuscheibe der Aufweitungswinkel zu den äußeren Rändern hin abnimmt.According to another advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the headlamp have a transparent diffusing screen which is arranged in or in the vicinity of the intermediate image plane and extends in or parallel to the intermediate image plane. The diffuser can ensure that the light coming from the primary optics illuminates as much as possible, preferably at least 80% of the active area of the secondary optics, particularly preferably the entire active area of the secondary optics, as homogeneously as possible. It is proposed that the widening angle of the lens decreases towards the edges of the lens. This means that, preferably starting from a maximum value of the expansion angle in the center of the diffusing screen, the expansion angle decreases towards the outer edges.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei können die in den Figuren gezeigten und nachfolgend beschriebenen Merkmale auch jeweils für sich alleine erfindungswesentlich sein. Ferner umfasst die Erfindung beliebige Kombinationen der Merkmale, selbst wenn diese Kombinationen in den Figuren nicht ausdrücklich gezeigt und nachfolgend nicht ausdrücklich beschrieben sind. Es zeigen:

  • 1 eine vereinfachte Darstellung zur Leistungsmessung;
  • 2 eine weitere vereinfachte Darstellung zur Erläuterung einer Methode zum Messen des C6-Werts einer Lichtquelle;
  • 3 ein Scheinwerfermodul eines aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfers;
  • 4 ein Scheinwerfermodul eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfers;
  • 5 ein Scheinwerfermodul eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers; und
  • 6 einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer.
Further features and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The features shown in the figures and described below can also be essential to the invention on their own. Furthermore, the invention includes any combination of the features, even if these combinations are not expressly shown in the figures and are not expressly described below. Show it:
  • 1 a simplified representation for performance measurement;
  • 2 a further simplified illustration to explain a method for measuring the C6 value of a light source;
  • 3rd a headlight module of a motor vehicle headlight known from the prior art;
  • 4th a headlight module of a motor vehicle headlight according to the invention;
  • 5 a headlight module of a headlight according to the invention; and
  • 6th a motor vehicle headlight according to the invention.

In 6 ist ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugscheinwerfer in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Der Scheinwerfer 2 ist zum Einbau in eine entsprechende Einbauöffnung an der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Der Scheinwerfer 2 umfasst ein Gehäuse 4, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. In einer Lichtaustrittsrichtung 6 weist das Gehäuse 4 eine Lichtaustrittsöffnung 8 auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 10 verschlossen ist. Diese besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder Glas. Sie kann mit oder ohne optisch wirksame Elemente (z.B. Prismen oder Zylinderlinsen) zur Streuung des hindurchtretenden Lichts ausgebildet sein. Im Inneren des Gehäuses 4 ist ein Scheinwerfermodul 12 angeordnet, das in 6 lediglich schematisch dargestellt ist und nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 näher erläutert wird.In 6th is a motor vehicle headlight according to the invention in its entirety with the reference number 2 designated. The headlight 2 is designed for installation in a corresponding installation opening on the front of a motor vehicle. The headlight 2 includes a housing 4th , which is preferably made of plastic. In one light exit direction 6th has the housing 4th a light exit opening 8th on that through a transparent cover panel 10 is locked. This is preferably made of plastic or glass. It can be designed with or without optically effective elements (for example prisms or cylindrical lenses) for scattering the light passing through. Inside the case 4th is a headlight module 12th arranged in 6th is shown only schematically and below with reference to the 4th and 5 is explained in more detail.

Das Scheinwerfermodul 12 dient zur Erzeugung einer Lichtverteilung einer beliebigen Scheinwerfer- oder Lichtfunktion (sog. Hauptlichtfunktion) oder eines Teils davon. Die Scheinwerferfunktion kann bspw. ein Abblendlicht, ein Fernlicht, ein Nebellicht, oder eine beliebige adaptive Lichtverteilung (z.B. in Form eines Schlechtwetterlichts, eines Stadtlichts, eines Landstraßen- oder Überlandlichts, eines Autobahnlichts, eines sog. Dauerfernlichts (auch als blendfreies Fernlicht oder Teilfernlicht bezeichnet) oder in Form eines sog. Markierungslichts) oder ein Teil einer solchen Lichtfunktion sein.The headlight module 12th serves to generate a light distribution of any headlight or light function (so-called main light function) or a part thereof. The headlight function can, for example, a low beam, a high beam, a fog light, or any adaptive light distribution (e.g. in the form of bad weather light, a city light, a country road or cross-country light, a highway light, a so-called permanent high beam (also referred to as glare-free high beam or partial high beam ) or in the form of a so-called marking light) or part of such a light function.

Zusätzlich zu dem dargestellten Scheinwerfermodul 12 kann im Inneren des Gehäuses 4 des Scheinwerfers 2 auch noch mindestens ein weiteres Lichtmodul (nicht dargestellt) angeordnet sein, das entweder alleine eine andere Scheinwerferfunktion oder aber zusammen mit dem Scheinwerfermodul 12 die Scheinwerferfunktion erzeugt. Das mindestens eine weitere Lichtmodul kann als sog. Reflexionsmodul oder als Projektionsmodul ausgebildet sein. Selbstverständlich kann das mindestens eine weitere Lichtmodul auch als ein erfindungsgemäßes Scheinwerfermodul ausgebildet sein. Ferner kann in dem Gehäuse 4 auch noch mindestens ein Leuchtenmodul angeordnet sein, das eine beliebige Leuchtenfunktion (z.B. Blinklicht, Tagfahrlicht, Positionslicht, Standlicht) realisiert.In addition to the headlight module shown 12th can inside the case 4th of the headlight 2 at least one further light module (not shown) can also be arranged, which either alone has a different headlight function or else together with the headlight module 12th the headlight function is generated. The at least one further light module can be designed as a so-called reflection module or as a projection module. Of course, the at least one further light module can also be designed as a headlight module according to the invention. Furthermore, in the housing 4th at least one light module can also be arranged, which realizes any light function (eg flashing light, daytime running light, position light, parking light).

Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Lichtmodul 12 wird nachfolgend anhand der 3 näher erläutert. Das Scheinwerfermodul 12 ist vorzugsweise als ein Projektionsmodul ausgebildet. Bei einem Projektionsmodul wird das von einer Lichtquelle 20 ausgesandte Licht 22 mittels einer Primäroptik 24 bspw. in der Form eines Reflektors oder eines Linsenelements (sog. Vorsatzoptik) gebündelt und in die Lichtaustrittsrichtung 6 umgelenkt. Bei Verwendung eines Reflektors hat dieser in der Regel eine ellipsoide Grundform. Im Strahlengang des von der Primäroptik 24 gebündelten Lichts 26 ist eine Sekundäroptik 28 angeordnet, bspw. in der Form einer Projektionslinse oder eines Projektionsreflektors, welche eine von der Primäroptik 24 in einer Zwischenbildebene 30 (entspricht vorzugsweise der Brennebene der Sekundäroptik 28, die häufig mit der Brennebene der Primäroptik 24 zusammenfällt) erzeugte Zwischenlichtverteilung als resultierende Lichtverteilung der Scheinwerferfunktion des Scheinwerfers 2 in das Vorfeld, insbesondere auf eine Fahrbahn, vor dem Kraftfahrzeug abbildet. Im Strahlengang des von der Primäroptik 24 gebündelten Lichts 26, vorzugsweise in der Zwischenbildebene 30, kann eine Blendenanordnung 32 mit einer Kante 34 angeordnet sein, welche einen Teil des gebündelten Lichts 26 abschattet oder umlenkt und deren Kante 34 von der Sekundäroptik 28 als Helldunkelgrenze einer abgeblendeten Lichtverteilung auf die Fahrbahn projiziert wird.A light module known from the prior art 12th is explained below using the 3rd explained in more detail. The headlight module 12th is preferably designed as a projection module. In the case of a projection module, this is done by a light source 20th emitted light 22nd by means of a primary optic 24 For example, in the form of a reflector or a lens element (so-called ancillary optics) bundled and in the light exit direction 6th diverted. If a reflector is used, it usually has an ellipsoidal basic shape. In the beam path of the primary optics 24 bundled light 26th is a secondary optic 28 arranged, for example. In the form of a projection lens or a projection reflector, which is one of the primary optics 24 in an intermediate image plane 30th (preferably corresponds to the focal plane of the secondary optics 28 often with the focal plane of the primary optics 24 coincides) generated intermediate light distribution as the resulting light distribution of the headlight function of the headlight 2 in the apron, in particular on a lane in front of the motor vehicle. In the beam path of the primary optics 24 bundled light 26th , preferably in the intermediate image plane 30th , can be a diaphragm assembly 32 with an edge 34 be arranged, which is part of the bundled light 26th shadows or deflects and their edge 34 from the secondary optics 28 is projected onto the roadway as a light-dark border of a dimmed light distribution.

In 3 ist eine vertikale Blende 32 mit einer oberen Kante 34 gestrichelt eingezeichnet. Ebenso ist in 3 als Alternative zu der vertikalen Blende 32 eine Spiegelblende 32' mit einer vorderen Kante 34' gestrichelt eingezeichnet. Die Spiegelblende 32' hat eine im Wesentlichen horizontale Erstreckung, in etwa parallel zu einer Achse 36, insbesondere einer optischen Achse, des Lichtmoduls 12 bzw. des Scheinwerfers 2. Die Spiegelblende 32' kann eine Abweichung von bis zu etwa 20° von der Horizontalen haben.In 3rd is a vertical aperture 32 with an upper edge 34 shown in dashed lines. Likewise, in 3rd as an alternative to the vertical aperture 32 a mirror cover 32 ' with a leading edge 34 ' shown in dashed lines. The mirror cover 32 ' has a substantially horizontal extension, approximately parallel to an axis 36 , in particular an optical axis, of the light module 12th or the headlight 2 . The mirror cover 32 ' can have a deviation of up to approx. 20 ° from the horizontal.

Die Lichtquelle 20 umfasst vorzugsweise einen beliebigen Halbleiterlichtquellen-Chip, insbesondere einen LED-Chip oder einen Laser-Dioden-Chip. Die Lichtquelle 20 sendet vorzugsweise weißes Licht aus, das im Falle eines LED-Chips oder eines Laser-Dioden-Chips folgendermaßen erzeugt wird: Mindestens eine LED oder Laser-Diode sendet Licht einer ersten Wellenlänge (z.B. blaues oder UV-Licht) aus, das auf ein Konvertermaterial (z.B. Leuchtstoff) des Chips trifft, welches zumindest einen Teil des auftreffenden Lichts in Licht mindestens einer anderen Wellenlänge umwandelt (z.B. blaues Licht in gelbes Licht oder UV-Licht in blaues und gelbes Licht oder in rotes und grünes Licht). Eine additive Farbmischung des Lichts der ersten Wellenlänge und des Lichts der mindestens einen anderen Wellenlänge führt zu weißem Licht.The light source 20th preferably comprises any semiconductor light source chip, in particular an LED chip or a laser diode chip. The light source 20th preferably emits white light, which in the case of an LED chip or a laser diode chip is generated as follows: At least one LED or laser diode emits light of a first wavelength (e.g. blue or UV light) that hits a converter material (e.g. fluorescent material) of the chip, which converts at least part of the incident light into light of at least one other wavelength (e.g. blue light into yellow light or UV light into blue and yellow light or into red and green light). Additive color mixing of the light of the first wavelength and the light of the at least one other wavelength leads to white light.

Moderne Hochleistungsscheinwerfer 2 mit intensiven Halbleiterlichtquellen 20, z.B. LEDs, insbesondere Hochleistungs-LEDs, und Laserlichtquellen, insbesondere Laser-Dioden, können auch im Normalfall, d.h. während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs und ohne einen Defekt der Lichtquelle 20 (bspw. der Konverterschicht o.ä.), auf kurze Entfernungen eine Gefährdung hinsichtlich der ausgesandten optischen Strahlung für das menschliche Auge eines Betrachters erzeugen. Die Bewertung einer solchen Gefährdung ist in DIN/ IEC 60825 und DIN/ IEC 62471 genormt. Als Grad für das Gefährdungspotential der Halbleiterlichtquelle dient demnach der C6-Faktor. Dieser ist abhängig von der Größe der scheinbaren Lichtquelle. Es gibt verschiedene Varianten der Ermittlung des C6-Faktors bzw. der Größe der scheinbaren Lichtquelle. Zur Erläuterung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Messverfahren vereinfacht dargestellt:

  • Eine Lichtquelle 20 sendet optische Strahlung 22 aus. Im Falle eines Scheinwerfers 2 wird anstelle der realen Lichtquelle 22 das letzte optische Element einer Lichtfunktion, also im Fall eines Projektionsmoduls 12 eine ausgeleuchtete aktive Fläche die Sekundäroptik 28 herangezogen. Die Leistung des von der Lichtquelle 20 ausgesandten Lichts 22 wird durch eine Messpupille 38 mit einem Öffnungsdurchmesser von bspw. 7 mm gemessen. Zum Beispiel wäre für eine Lichtquelle 20 in Form einer Laser-Diode der Klasse 2 der Grenzwert für die zulässige Strahlungsleistung, die mit der 7 mm~Pupille 38 bei C6 = 1 gemessen wird, 1 mW.
Modern high-performance headlights 2 with intense semiconductor light sources 20th , for example LEDs, in particular high-power LEDs, and laser light sources, in particular laser diodes, can also in the normal case, ie during their intended operation and without a defect in the light source 20th (for example the converter layer or the like), at short distances, create a hazard with regard to the emitted optical radiation for the human eye of an observer. The assessment of such a hazard is standardized in DIN / IEC 60825 and DIN / IEC 62471. The C6 factor therefore serves as the degree for the hazard potential of the semiconductor light source. This depends on the size of the apparent light source. There are different ways of determining the C6 factor or the size of the apparent light source. For an explanation is given below with reference to 1 and 2 a measurement method presented in simplified form:
  • A source of light 20th sends optical radiation 22nd out. In the case of a headlight 2 is used instead of the real light source 22nd the last optical element of a light function, i.e. in the case of a projection module 12th an illuminated active surface represents the secondary optics 28 used. The power of the from the light source 20th emitted light 22nd is through a measuring pupil 38 measured with an opening diameter of 7 mm, for example. For example would be for a light source 20th in the form of a class laser diode 2 the limit value for the permissible radiant power, which is measured with the 7 mm ~ pupil 38 at C6 = 1, 1 mW.

Die Messpupille 38 ist an der Stelle zu positionieren, an der die höchste Strahlungsleistung gemessen wird (die „restriktivste Stelle“ gemäß DIN EN 60825-1 ). Zur Bestimmung der scheinbaren Lichtquellengröße wird anschließend durch die Messpupille 38 hindurch mit einer Linse 40 ein Bild 42 der Lichtquelle 20 auf einem Messschirm 44 erzeugt. Das Bild 42 mit der minimalen Ausdehnung bestimmt die scheinbare Lichtquellengröße in der Einheit mrad. Ist die Lichtquelle 20 beispielsweise nahezu punktförmig, kann auch nur ein sehr kleines Bild 42 auf dem Messschirm 44 erzeugt werden, der C6-Faktor ist für solche Lichtquellen 20 sehr klein. Gleiches gilt für Lichtquellen 20, die ein paralleles Strahlbündel erzeugen, da ein solches ebenfalls zu einem sehr kleinen Bild 42 führt.The measuring pupil 38 is to be positioned at the point at which the highest radiation power is measured (the "most restrictive point" according to DIN EN 60825-1 ). The measuring pupil is then used to determine the apparent size of the light source 38 through with a lens 40 a picture 42 the light source 20th on a measuring screen 44 generated. The picture 42 with the minimum expansion determines the apparent light source size in the unit mrad. Is the light source 20th for example almost punctiform, can only be a very small image 42 on the measurement screen 44 the C6 factor is for such light sources 20th tiny. The same applies to light sources 20th that produce a parallel bundle of rays, since such a beam also results in a very small image 42 leads.

Die Erfindung schlägt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 vor, bei dem das Scheinwerfermodul 12 in besonderer Weise ausgebildet ist. Das Scheinwerfermodul 12 des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 2 wird nachfolgend anhand der 4 und 5 näher erläutert. Der Scheinwerfer 2 bzw. das Scheinwerfermodul 12 kann die gleichen Bauteile wie der zuvor beschriebene und in 6 gezeigte Scheinwerfer 2 bzw. wie das zuvor beschriebene und in 3 gezeigte Scheinwerfermodul 12 aufweisen. Insbesondere wird ausgehend von einem aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfer 2 vorgeschlagen, dass die Zwischenbildebene 30 in mehrere Teilbereiche 50 unterteilt ist bzw. mehrerer Teilbereiche 50 aufweist, die von dem gebündelten Licht 26 der Primäroptik 24 beleuchtet werden, und dass die Primäroptik 24 derart ausgebildet ist, dass das Licht 52 aus jedem Teilbereich 50 der Zwischenbildebene 30 mindestens 80% einer aktiven Fläche 54 der Sekundäroptik 28 ausleuchtet. In 4 sind beispielhaft zwei Teilbereiche 50 als schwarze Kreise eingezeichnet. Anhand der 4 ist gut zu erkennen, dass das Licht 52 aus jedem Teilbereich 50 der Zwischenbildebene 30 einen Großteil der aktiven Fläche 54 der Sekundäroptik 28 ausleuchtet. Die aktive Fläche 54 kann die gesamte oder nur einen Teil der Sekundäroptik 28 umfassen. Auf diese Weise kann eine möglichst große scheinbare Lichtquelle auf der Sekundäroptik 28 und ein möglichst großer C6-Faktor und damit ein möglichst geringes Gefährdungspotential der Lichtquelle 20 erreicht werden.The invention proposes a motor vehicle headlight 2 before, in which the headlight module 12th is designed in a special way. The headlight module 12th of the headlight according to the invention 2 is explained below using the 4th and 5 explained in more detail. The headlight 2 or the headlight module 12th can use the same components as the one previously described and in 6th shown headlights 2 or like the one previously described and in 3rd shown headlight module 12th exhibit. In particular, starting from a headlight known from the prior art 2 suggested that the intermediate image plane 30th in several sub-areas 50 is divided or several sub-areas 50 having that of the bundled light 26th the primary optics 24 be illuminated, and that the primary optics 24 is designed such that the light 52 from each sub-area 50 the intermediate image plane 30th at least 80% of an active area 54 the secondary optics 28 illuminates. In 4th are two sub-areas as an example 50 drawn as black circles. Based on 4th is easy to see that the light 52 from each sub-area 50 the intermediate image plane 30th a large part of the active area 54 the secondary optics 28 illuminates. The active area 54 can be all or part of the secondary optics 28 include. In this way, the largest possible apparent light source can be applied to the secondary optics 28 and as large a C6 factor as possible and thus the lowest possible hazard potential of the light source 20th can be achieved.

Die Erfindung schlägt also einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 bzw. ein Scheinwerfermodul 12 eines solchen Scheinwerfers 2 vor, bei dem durch eine Maximierung der scheinbaren Lichtquellengröße im Normalbetriebsfall die Gefährdung reduziert wird. Es handelt sich also um eine passive Reduktion des Gefährdungspotentials. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung der Primäroptik 24 kann die Ausleuchtung der aktiven Fläche 54 der Sekundäroptik 28 bzw. der Projektionsoptik gezielt gesteuert werden, um die scheinbare Lichtquellengröße zu maximieren.The invention therefore proposes a motor vehicle headlight 2 or a headlight module 12th such a spotlight 2 before, in which the risk is reduced by maximizing the apparent size of the light source in normal operation. So it is a passive reduction of the hazard potential. Due to the configuration of the primary optics proposed according to the invention 24 can illuminate the active surface 54 the secondary optics 28 or the projection optics are controlled in a targeted manner in order to maximize the apparent size of the light source.

Die Lichtquelle 20 kann im Grunde genommen eine beliebige Lichtquelle umfassen. Denkbar wäre bspw., dass die Lichtquelle 20 mindestens eine beliebige Halbleiterlichtquelle (z.B. eine LED) umfasst. Besonders bevorzugt ist, wenn die Lichtquelle 20 eine Laser-Halbleiterlichtquelle (sog. Laserdiode) umfasst. Insbesondere für Halbleiterlichtquellen kommen die Vorteile der vorliegenden Erfindung zum Tragen, da die Reduzierung des Gefährdungspotentials insbesondere bei Halbleiterlichtquellen in Form von Laser-Dioden wichtig ist.The light source 20th can basically comprise any light source. It would be conceivable, for example, that the light source 20th comprises at least any semiconductor light source (eg an LED). It is particularly preferred if the light source 20th comprises a laser semiconductor light source (so-called laser diode). The advantages of the present invention come into play in particular for semiconductor light sources, since the reduction of the hazard potential is important in particular in the case of semiconductor light sources in the form of laser diodes.

Die Erfindung schlägt vor, zur Vergrößerung der scheinbaren Lichtquellengröße und damit zur Gefährdungsreduktion, die Lichtstrahlen 26, 52, die zur Herausbildung des Maximums der Lichtverteilung beitragen, mit dem Ziel einer maximalen Linsenausleuchtung zu streuen, um damit ein möglichst großes scheinbares Lichtquellenbild zu erzeugen. Die Sekundär- oder Projektionsoptik 28 sollte möglichst großflächig und homogen ausgeleuchtet werden. Das heißt, dass idealerweise jeder Teilbereich 50 in der Zwischenbildebene 30 die Projektionsoptik 28 mit maximal möglicher nummerischer Apertur ausleuchtet. Dabei ergibt sich die numerische Apertur AN aus dem Produkt des Sinus des halben objektseitigen Öffnungswinkels (Akzeptanzwinkel) α und dem Brechungsindex n des Materials zwischen Objektiv und Fokus: AN = n · sin α. Idealerweise leuchtet Licht 52 aus jedem Teilbereich 50 der Zwischenbildebene 30 die gesamte optisch wirksame Fläche 54 der Sekundäroptik 28 vollständig aus. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass eine deutliche Vergrößerung des scheinbaren Lichtquellenbilds und damit einhergehend eine deutliche Reduktion des Gefährdungspotentials bereits erzielt werden kann, wenn das Licht 52 aus jedem Teilbereich 50 der Zwischenbildebene 30 mindestens 80% der aktiven Fläche 54 der Sekundäroptik 28 ausleuchtet.The invention proposes to increase the apparent size of the light source and thus to reduce the risk, the light rays 26th , 52 that contribute to the formation of the maximum of the light distribution, with the aim of maximum lens illumination, in order to generate the largest possible apparent light source image. The secondary or projection optics 28 should be illuminated as extensively and homogeneously as possible. This means that ideally every sub-area 50 in the intermediate image level 30th the projection optics 28 illuminates with the maximum possible numerical aperture. The numerical aperture AN results from the product of the sine of half the object-side opening angle (acceptance angle) α and the refractive index n of the material between the objective and focus: AN = n · sin α. Ideally, light shines 52 from each sub-area 50 the intermediate image plane 30th the entire optically effective area 54 the secondary optics 28 completely off. In practice, however, it has been shown that a significant enlargement of the apparent light source image and, associated therewith, a significant reduction in the hazard potential can already be achieved if the light 52 from each sub-area 50 the intermediate image plane 30th at least 80% of the active area 54 the secondary optics 28 illuminates.

Die scheinbare Lichtquellengröße ist bei der Bewertung einer Lichtfunktion hinsichtlich Augengefährdung ein wichtiger Faktor, da sich bei einer großen scheinbaren Lichtquelle die Strahlung auf der Netzhaut auf eine größere Fläche verteilt und dadurch weniger gefährlich ist. Deshalb erlaubt die Lasernorm für Lichtquellen 20 mit größeren C6 einen höheren Grenzwert. Dadurch können Lichtquellen 20 mit einer größeren Lichtstärke verwendet werden, so dass eine größere Lichtmenge zur Erzeugung der Lichtfunktion des Scheinwerfers 2 zur Verfügung steht, wobei das Gefährdungsrisiko für Betrachter im Normalbetriebsfall des Scheinwerfers 2 immer noch innerhalb zulässiger Grenzen liegt.The apparent size of the light source is an important factor when evaluating a light function with regard to eye hazard, since with a large apparent light source the radiation on the retina is distributed over a larger area and is therefore less dangerous. Therefore, the laser standard allows for light sources 20th with a larger C6 a higher limit value. This allows light sources 20th can be used with a greater light intensity, so that a greater amount of light is used to generate the light function of the headlamp 2 is available, with the risk of danger for viewers in normal operation of the headlight 2 is still within acceptable limits.

Die Erfindung beschreibt eine Möglichkeit zur Minimierung der Gefahr durch optische Strahlung eines Scheinwerfermoduls 12 bzw. eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 2. Das Scheinwerfermodul 12 kann - wie gesagt - als ein Projektionssystem mit Laser angeregter Lichtquelle 20 ausgebildet sein. Durch geschickte Verteilung des Lichts 26 in der Zwischenbildebene 30 (Objektebene der Sekundäroptik 28) wird die scheinbare Lichtquellengröße maximiert. Laut Lasernorm (z.B. DIN/ IEC 60825) verringert dies die mögliche Gefährdung durch die optische Strahlung, da die maximal mögliche Beleuchtungsstärke auf der Netzhaut des menschlichen Auges reduziert wird. Dazu wird die Primäroptik 24 derart ausgestaltet, dass jeder beleuchtete Teilbereich 50 in der Zwischenbildebene 30 unter einem möglichst großen Winkelbereich beleuchtet wird. Die vorliegende Erfindung kann ohne Verluste und zusätzliche Komponenten die Sicherheit eines Laserscheinwerfers erhöhen.The invention describes a possibility of minimizing the risk from optical radiation from a headlight module 12th or a motor vehicle headlight 2 . The headlight module 12th can - as I said - as a projection system with a laser excited light source 20th be trained. By cleverly distributing the light 26th in the intermediate image level 30th (Object level of the secondary optics 28 ) the apparent light source size is maximized. According to the laser standard (e.g. DIN / IEC 60825), this reduces the possible risk from optical radiation, as the maximum possible illuminance on the retina of the human eye is reduced. This is done by the primary optics 24 designed in such a way that each illuminated sub-area 50 in the intermediate image level 30th is illuminated under the largest possible angular range. The present invention can increase the safety of a laser headlight without losses and additional components.

Anhand des in 3 beispielhaft eingezeichneten Strahlengangs der Lichtstrahlen 22, 26 und 52 des bekannten Lichtmoduls 12, ist gut zu erkennen, dass die Lichtquelle 20 Licht 22 abstrahlt, welches von einem Reflektor 24 in die Zwischenbildebene 30 gelenkt wird. Die Zwischenlichtverteilung in der Zwischenbildebene 30 wird von der Projektionslinse 28 auf der Fahrbahn abgebildet. Der eingezeichnete Teilbereich 50 in der Zwischenbildebene 30 bezeichnet liefert nach Abbildung durch die Projektionslinse 28 einen wesentlichen Beitrag in die Messpupille 38. In 3 hat der C6-Faktor somit einen relativ kleinen Wert und es ergibt sich ein relativ hohes Gefährdungspotential.Using the in 3rd exemplified beam path of the light rays 22nd , 26th and 52 of the well-known light module 12th , it is easy to see that the light source 20th light 22nd which emits from a reflector 24 in the intermediate image plane 30th is steered. The intermediate light distribution in the intermediate image plane 30th is from the projection lens 28 pictured on the roadway. The drawn area 50 in the intermediate image level 30th labeled delivers after illustration through the projection lens 28 makes a significant contribution to the measuring pupil 38 . In 3rd the C6 factor has a relatively small value and there is a relatively high risk potential.

Um den C6-Faktor zu vergrößern, ist die Primäroptik 24 des Lichtmoduls 12 des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 2 aus den 4 und 5 bevorzugt so ausgelegt, dass die Strahlung 52, die von jedem Teilbereich 50 ausgeht, einen Großteil der aktiven Fläche 54 der Projektionslinse 28, vorzugsweise mindestens 80 % der aktiven Fläche 54, im Idealfall die gesamte aktive Fläche 54 der Projektionslinse 28, ausleuchtet. Damit erscheint die leuchtende Fläche in der Zwischenebene 30 wie eine lambert'scher Strahler, der diffus Licht abstrahlt. Die scheinbare Größe der Lichtquelle 20 (ausgeleuchtete Fläche auf der Projektionslinse 28) ist in den 4 und 5 ersichtlich deutlich größer als in 3. Die Größe der Lichtquelle 20 auf der Netzhaut des Auges eines Betrachters ergibt sich im Fall der 4 und 5 aus dem Abbildungsverhältnis der Projektionslinse 28 und dem Durchmesser eines Teilbereichs 50.To increase the C6 factor is the primary optics 24 of the light module 12th of the headlight according to the invention 2 from the 4th and 5 preferably designed so that the radiation 52 that of each sub-area 50 assumes a large part of the active area 54 the projection lens 28 , preferably at least 80% of the active area 54 , ideally the entire active area 54 the projection lens 28 , illuminates. The luminous surface then appears in the intermediate level 30th like a Lambertian emitter that emits diffuse light. The apparent size of the light source 20th (illuminated area on the projection lens 28 ) is in the 4th and 5 clearly larger than in 3rd . The size of the light source 20th on the retina of a viewer's eye results in the case of 4th and 5 from the aspect ratio of the projection lens 28 and the diameter of a partial area 50 .

Zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effekts, ist es notwendig, dass die Primäroptik 24 so gestaltet ist, dass jeder Punkt in der Zwischenbildebene 30 von möglichst vielen verschiedenen Bereichen des Reflektors 24 beleuchtet wird. Dies kann unter anderem durch Verwendung einer Mikrostruktur auf der Primäroptik 24 bzw. durch eine Mikrofacettierung der Primäroptik 24 erreicht werden. Auch eine konventionelle Facettierung der Primäroptik 24 könnte den C6-Faktor des Projektionsmoduls 12 verbessern. Dabei wird jeder Teilbereich 50 in der Zwischenbildebene 30 vorzugsweise aus jeder Facette der Primäroptik 24 beleuchtet. Wichtig ist, dass das von jedem Teilbereich 50 in der Zwischenbildebene 30 abgestrahlte Licht 52 nach dem Durchtritt durch die Projektionslinse 28 die Pupille 38 ausfüllt. Ordnet man der Projektionslinse 28 eine numerische Apertur (NA) zu, so gilt, dass jeder Punkt in der Zwischenbildebene 30 mit einer NA von typischerweise 80-110% der NA_Projektionslinse beleuchtet werden soll, wobei NA _ Projektionslinse = Linsendurchmesser / ( 2 * Brennweite ) .

Figure DE102019130464A1_0001
To achieve the effect according to the invention, it is necessary that the primary optics 24 is designed so that each point is in the intermediate image plane 30th from as many different areas of the reflector as possible 24 is illuminated. This can be done, among other things, by using a microstructure on the primary optics 24 or by microfaceting the primary optics 24 can be achieved. Also a conventional faceting of the primary optics 24 could be the C6 factor of the projection module 12th improve. Each sub-area is thereby 50 in the intermediate image level 30th preferably from every facet of the primary optics 24 illuminated. It is important that this is done by each sub-area 50 in the intermediate image level 30th emitted light 52 after passing through the projection lens 28 the pupil 38 fills out. Assigns the projection lens 28 If a numerical aperture (NA) is assigned, then it holds that every point in the intermediate image plane 30th should be illuminated with an NA of typically 80-110% of the NA_projection lens, whereby N / A _ Projection lens = Lens diameter / ( 2 * Focal length ) .
Figure DE102019130464A1_0001

Generell gilt für das erfindungsgemäße Scheinwerfermodul 12, insbesondere für eine auf eine optisch wirksame Fläche der Primäroptik 24 wahlweise aufgebrachte Mikrostruktur oder Mikrofacettierung, dass in erster Linie die Anforderungen an die resultierende Lichtverteilung erfüllt sein müssen, selbst wenn dies einer weiteren Vergrößerung des C6-Faktors entgegensteht. In Abhängigkeit von der gewünschten Lichtverteilung des Scheinwerfers 2 kann es möglich sein, dass ein von den Lichtstrahlen 26 der Primäroptik 24 ausgeleuchteter Bereich der Zwischenbildebene 30 in mehrere Teilbereiche 50 unterteilt ist. Wieder gilt, dass das Licht 52 eines jeden Teilbereichs 50 die Projektionslinse 28 erfindungsgemäß ausleuchtet, d.h. mindestens 80% der aktiven Fläche 54 der Projektionslinse 28 ausleuchtet. Dies kann insbesondere beim Einsatz von mehreren Lichtquellen 20 mit ggf. mehreren zugeordneten Primäroptiken 24, welche eine gemeinsame Sekundäroptik 28 beleuchten, vorteilhaft sein.This generally applies to the headlight module according to the invention 12th , especially for an optically effective surface of the primary optics 24 Optionally applied microstructure or microfaceting that primarily the requirements for the resulting light distribution must be met, even if this prevents a further increase in the C6 factor. Depending on the desired light distribution of the headlight 2 it may be possible that one of the rays of light 26th the primary optics 24 illuminated area of the intermediate image plane 30th in several sub-areas 50 is divided. Again, that light applies 52 of each sub-area 50 the projection lens 28 illuminates according to the invention, ie at least 80% of the active area 54 the projection lens 28 illuminates. This can be especially true when using several light sources 20th with possibly several assigned primary optics 24 , which share a common secondary optics 28 illuminate, be beneficial.

In einer Variante umfasst die Primäroptik 24 eine oder mehrere Freiformoptiken (z.B. Vorsatzoptik mit Freiformlinse). Auf diese Freiformoptiken kann zur weiteren Verbesserung der Ausleuchtung ebenfalls zusätzlich eine Streustruktur/ Mikrostruktur aufmoduliert sein. Auch wenn in den Figuren nur ein Strahlengang in der Horizontalebene gezeigt ist, gilt dies natürlich ebenso (und gleichzeitig) für den Strahlengang in der Vertikalebene. Der größtmögliche C6-Faktor ergibt sich, wenn in horizontaler und vertikaler Richtung zugleich die Ausleuchtung der Projektionsoptik 28 mit der Strahlung, die in die Messpupille 38 fällt, optimal ist.In one variant, it includes the primary optics 24 one or more free-form optics (e.g. attachment optics with free-form lens). A scatter structure / microstructure can also be modulated onto these free-form optics to further improve the illumination. Even if only one beam path is shown in the horizontal plane in the figures, this naturally also applies (and at the same time) to the beam path in the vertical plane. The largest possible C6 factor results when the projection optics are illuminated in the horizontal and vertical directions at the same time 28 with the radiation entering the measuring pupil 38 falls, is optimal.

Es wird angemerkt, dass die Strahlungsleistung von jedem relevanten Teilbereich 50 (also mit einer gewissen Mindestleistung) aus der Zwischenbildebene 30 über die Austrittsfläche der Projektionslinse 28 verteilt abgestrahlt wird. Wenn die Messpupille 38 (oder das Auge eines Betrachters) direkt vor dem Scheinwerfer 2 (weniger als 200 mm) angeordnet ist, fällt nur noch ein Teil der Strahlungsleistung in die 7 mm große Messpupille 38, da der Durchmesser der Projektionslinse 28 etwa 30 bis 100 mm beträgt. Dies führt zu einer weiteren Reduktion der Gefährdung unabhängig vom C6-Faktor.It is noted that the radiated power of each relevant sub-area 50 (i.e. with a certain minimum performance) from the intermediate image level 30th over the exit surface of the projection lens 28 is radiated in a distributed manner. When the measuring pupil 38 (or the eye of a beholder) directly in front of the headlight 2 (less than 200 mm), only part of the radiation power falls into the 7 mm measuring pupil 38 as the diameter of the projection lens 28 is about 30 to 100 mm. This leads to a further reduction in the risk regardless of the C6 factor.

Je nach Abstand 56 (vgl. 4) der Messpupille 38 zu einer imaginären Mittelebene (Linsenebene 58) der Projektionslinse 28 kann es auch vorteilhaft sein, eine Vielzahl von Teilbereichen 50 in der Zwischenbildebene 30 mit jeweils geringem Strahlungsdivergenzwinkel zu erzeugen, um den C6-Faktor zu optimieren:

  • Zur Vergrößerung der Linsenausleuchtung und damit des C6-Faktors kann anstatt einer vertikalen Shutterblende 32 auch eine Spiegelblende 32', insbesondere mit im Wesentlichen horizontaler Erstreckung, eingesetzt werden (vgl. 3). Mittels der Spiegelblende 32' kann die Ausleuchtung der Projektionslinse 28 durch teilweises Spiegeln des Strahlenganges 26 relativ einfach vergrößert werden.
Depending on the distance 56 (see. 4th ) the measuring pupil 38 to an imaginary median plane (lens plane 58 ) of the projection lens 28 it can also be advantageous to have a large number of sub-areas 50 in the intermediate image level 30th to be generated with a small radiation divergence angle in order to optimize the C6 factor:
  • To increase the lens illumination and thus the C6 factor, instead of a vertical shutter aperture 32 also a mirror cover 32 ' , in particular with an essentially horizontal extension (cf. 3rd ). Using the mirror cover 32 ' can improve the illumination of the projection lens 28 by partially mirroring the beam path 26th can be enlarged relatively easily.

Eine weitere Optimierung des C6-Faktors kann erreicht werden, wenn durch eine entsprechend erfindungsgemäß gestaltete Primäroptik 24 in der Linsenebene 58 eine möglichst homogene Intensitätsverteilung erzeugt wird bzw., wenn die Intensitätsverteilung der Strahlung 60, die in die Messpupille 38 fällt, in der Linsenebene 58 möglichst homogen über eine größtmögliche Fläche verteilt wird. Dies ist besonders in den Fällen vorteilhaft, in denen mit der Messpupille 38 sehr nahe an der Linse 28 gemessen wird.A further optimization of the C6 factor can be achieved if by means of a primary optics designed according to the invention 24 in the lens plane 58 an intensity distribution that is as homogeneous as possible is generated or if the intensity distribution of the radiation 60 that is in the measuring pupil 38 falls, in the lens plane 58 is distributed as homogeneously as possible over the largest possible area. This is particularly advantageous in those cases where the measuring pupil is used 38 very close to the lens 28 is measured.

In der Zwischenbildebene 30 kann eine zusätzliche transparente Streuscheibe 62 (vgl. 4) eingefügt werden, welche die Strahlung 26 um einen bestimmten Streuwinkel aufweitet. Dieser Streuwinkel ist dabei bevorzugt so gewählt, dass von einem beleuchteten Punkt der Streuscheibe 62 mindestens 80%, vorzugsweise die gesamte Sekundäroptik 28 ausgeleuchtet wird. In einer vorteilhaften Ausführung der Streuscheibe 62 ist dabei die Stärke (der Aufweitungswinkel) über die Streuscheibe 62 nicht konstant, sondern nimmt zu einem äußeren Rand des Streuscheibe 62 bzw. des Bilds/ Objektfeldes hin ab, sodass das hindurchtretende Licht 26 in Randpunkten eine geringere Strahlaufweitung erfährt und daher die Effizienz des Gesamtsystems (Lichtmodul 12 bzw. Scheinwerfer 2) nicht so stark beeinträchtigt wird. Ohne eine solche zum Rand hin abnehmende Strahlaufweitung bestünde die Gefahr, dass ein Teil des Lichts 26, 52, der durch Randbereiche der Streuscheibe 62 hindurchtritt, an der Sekundäroptik 28 vorbei leuchten würde. Weiterhin wäre eine Ausgestaltung vorteilhaft, bei der die Streustruktur 62 nicht isotrop wirkt, sondern hindurchtretendes Licht 26 z. B. am Rand eher in Richtung der Sekundäroptik 28 abgelenkt wird.In the intermediate image level 30th can have an additional transparent diffuser 62 (see. 4th ) are inserted, which the radiation 26th widens by a certain scattering angle. This scattering angle is preferably selected so that from an illuminated point of the lens 62 at least 80%, preferably all of the secondary optics 28 is illuminated. In an advantageous embodiment of the lens 62 is the strength (the expansion angle) over the lens 62 not constant, but increases to an outer edge of the lens 62 or of the image / object field, so that the light passing through 26th experiences less beam expansion in edge points and therefore the efficiency of the overall system (light module 12th or headlights 2 ) is not affected as much. Without such a widening of the beam, which decreases towards the edge, there would be the risk that part of the light would be lost 26th , 52 caused by the edge areas of the lens 62 passes through the secondary optics 28 would shine past. Furthermore, an embodiment would be advantageous in which the scatter structure 62 not isotropic, but light passing through it 26th z. B. at the edge rather in the direction of the secondary optics 28 is distracted.

Es wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik 24 auf einer optisch wirksamen Fläche 24', bspw. auf einer Reflexionsfläche eines Reflektors, eine Mikrostruktur oder eine Mikrofacettierung aufweist, wobei unterschiedliche Bereiche der Primäroptik 24 jeweils mehrere Mikrostrukturelemente bzw. Mikrofacetten umfassen und jeder Bereich der Primäroptik 24 mehrere Teilbereiche 50 der Zwischenbildebene 30 beleuchtet. Die Mikrostruktur bzw. die Mikrofacettierung besteht aus einzelnen Mikrostreuelementen mit Abmessungen, insbesondere mit Höhenabweichungen von einer Basisfläche (bspw. der aktiven Fläche 24' der Primäroptik 24 ohne Mikrostrukturelemente), die im Mikrometerbereich (etwa < 500 µm, bevorzugt < 300 µm, ganz besonders bevorzugt < 100 µm, insbesondere 10 - 50 µm) liegen. Dabei können die Flächenabmessungen der Mikrostreuelemente in Breite und Länge auch außerhalb des Mikrometerbereichs, bspw. bei 0,1 - 1,0 mm, vorzugsweise bei 0,1 - 0,5 mm liegen. Die Mikrostreuelemente sind vorzugsweise nebeneinander zumindest auf einem Teil der auf der aktiven Fläche 24' der Primäroptik 24 angeordnet.It is suggested that the primary optics 24 on an optically effective surface 24 ' , for example. On a reflective surface of a reflector, has a microstructure or a microfaceting, with different areas of the primary optics 24 each comprise several microstructure elements or microfacets and each area of the primary optics 24 several sub-areas 50 the intermediate image plane 30th illuminated. The microstructure or the micro-facetting consists of individual micro-scattering elements with dimensions, in particular with height deviations from a base area (for example the active area 24 ' the primary optics 24 without microstructure elements) which are in the micrometer range (approximately <500 µm, preferably <300 µm, very particularly preferably <100 µm, in particular 10-50 µm). The surface dimensions of the micro-scattering elements in width and length can also be outside the micrometer range, for example 0.1-1.0 mm, preferably 0.1-0.5 mm. The micro-scattering elements are preferably next to one another at least on a part of the on the active surface 24 ' the primary optics 24 arranged.

Im Falle einer Primäroptik 24 in Form einer transparenten Vorsatzoptik aus einem massiven Material sind die vorzugsweise auf der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik ausgebildeten Mikrostreuelemente der ausgebildet, das durch sie hindurchtretende Licht 22 in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu brechen. Im Falle einer Primäroptik 24 in Form eines Reflektors sind die vorzugsweise auf der Reflexionsfläche des Reflektors ausgebildeten Mikrostreuelemente ausgebildet, das auf sie treffende Licht 22 in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu reflektieren.In the case of primary optics 24 The micro-scattering elements, which are preferably formed on the light exit surface of the front optics, and the light passing through them, are in the form of transparent front optics made of a solid material 22nd to break in a desired manner, in particular in a desired direction. In the case of primary optics 24 the micro-scattering elements, which are preferably formed on the reflective surface of the reflector, and the light hitting them are formed in the form of a reflector 22nd to reflect in a desired manner, in particular in a desired direction.

Die Mikrostreuelemente haben bewusst gebildete und genau definierte Abmessungen und Formen, um das von der Primäroptik 24 mittels der aktiven Fläche 24' bzw. der darauf angeordneten Streuelemente, gebündelte Licht 26 in eine oder mehrere gewünschte Richtungen, insbesondere in gewünschte Teilbereiche 50 der Zwischenbildebene 30, zu lenken. Jeder Bereich der Primäroptik 24 weist mehrere Mikrostreuelemente auf, so dass mindestens 80 % der Teilbereiche 50 der Zwischenbildebene 30 nicht durch jedes einzelne Mikrostreuelement, sondern durch jeden einzelnen Bereich der Primäroptik 24 ausgeleuchtet werden, wobei in jedem Bereich der Primäroptik 24 mehrere Mikrostreuelemente zusammenwirken, um die gewünschte Ausleuchtung in der Zwischenbildebene 30 zu erzielen.The micro-scattering elements have deliberately formed and precisely defined dimensions and shapes to match that of the primary optics 24 by means of the active area 24 ' or the scattering elements arranged thereon, bundled light 26th in one or more desired directions, in particular in desired partial areas 50 the intermediate image plane 30th , to steer. Any area of primary optics 24 has several micro-scattering elements, so that at least 80% of the sub-areas 50 the intermediate image plane 30th not through each individual micro-scattering element, but through each individual area of the primary optics 24 be illuminated, in each area of the primary optics 24 several micro-scattering elements work together to achieve the desired illumination in the intermediate image plane 30th to achieve.

Gemäß einer Alternativen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Primäroptik 24 auf einer optisch wirksamen Fläche 24' mehrere Facetten aufweist, wobei jede Facette der Primäroptik 24 mehrere Teilbereiche 50, vorzugsweise 80 % aller Teilbereiche 50, der Zwischenbildebene 30 beleuchtet. Im Falle einer Primäroptik 24 in Form einer transparenten Vorsatzoptik aus einem massiven Material sind die vorzugsweise auf der Lichtaustrittsfläche der Vorsatzoptik ausgebildeten Facetten ausgebildet, das durch sie hindurchtretende Licht in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu brechen. Im Falle einer Primäroptik 24 in Form eines Reflektors sind die vorzugsweise auf der Reflexionsfläche des Reflektors ausgebildeten Facetten ausgebildet, das auf sie treffende Licht in gewünschter Weise, insbesondere in eine gewünschte Richtung, zu reflektieren.According to an alternative embodiment of the invention, it is proposed that the primary optics 24 on an optically effective surface 24 ' has multiple facets, each facet of the primary optic 24 several sub-areas 50 , preferably 80% of all sub-areas 50 , the intermediate image level 30th illuminated. In the case of primary optics 24 in the form of a transparent ancillary optics made of a solid material, the facets, which are preferably formed on the light exit surface of the ancillary optics, are designed to refract the light passing through them in the desired manner, in particular in a desired direction. In the case of primary optics 24 in the form of a reflector, the facets, which are preferably formed on the reflective surface of the reflector, are designed to reflect the light hitting them in a desired manner, in particular in a desired direction.

Die Facetten haben bewusst gebildete und genau definierte Abmessungen und Formen, um das von der Primäroptik 24 mittels der aktiven Fläche 24' bzw. der darauf angeordneten Facetten, gebündelte Licht in eine oder mehrere gewünschte Richtungen, insbesondere in gewünschte Teilbereiche 50 der Zwischenbildebene 30, zu lenken. Jeder Bereich der Primäroptik 24 wird durch eine Facette gebildet, so dass mindestens 80 % aller Teilbereiche 50 der Zwischenbildebene 30 durch jede einzelne Facette der Primäroptik 24 ausgeleuchtet werden, wobei die gewünschte Ausleuchtung in der Zwischenbildebene 50 durch die einzelnen Facetten erzielt wird.The facets have deliberately formed and precisely defined dimensions and shapes in order to reflect that of the primary optics 24 by means of the active area 24 ' or the facets arranged thereon, bundled light in one or more desired directions, in particular in desired partial areas 50 the intermediate image plane 30th , to steer. Any area of primary optics 24 is formed by a facet, so that at least 80% of all sub-areas 50 the intermediate image plane 30th through every single facet of the primary optics 24 are illuminated, with the desired illumination in the intermediate image plane 50 is achieved through the individual facets.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Schulmeister, Karl: CLASSIFICATION OF EXTENDED SOURCE PRODUCTS ACCORDING TO IEC 60825-1, Paper #C101, ILSC® 2015 CONFERENCE PROCEEDINGS, S. 271-280 [0002]Schulmeister, Karl: CLASSIFICATION OF EXTENDED SOURCE PRODUCTS ACCORDING TO IEC 60825-1, Paper # C101, ILSC® 2015 CONFERENCE PROCEEDINGS, pp. 271-280 [0002]
  • Schulmeister, Karl; Daem, Jan: CLASSIFICATION OF LASER ILLUMINATED LIGHT SOURCES UNDER IEC 60825-1 EDITION 3, Paper #401, ILSC® 2017 CONFERENCE PROCEEDINGS, S. 174-180 [0002]Schoolmaster, Karl; Daem, Jan: CLASSIFICATION OF LASER ILLUMINATED LIGHT SOURCES UNDER IEC 60825-1 EDITION 3, Paper # 401, ILSC® 2017 CONFERENCE PROCEEDINGS, pp. 174-180 [0002]
  • DIN EN 60825-1 [0006, 0007, 0038]DIN EN 60825-1 [0006, 0007, 0038]

Claims (15)

Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug zur Ausleuchtung eines Vorfelds des Kraftfahrzeugs mit einer vorgegebenen Lichtverteilung, der Scheinwerfer (2) umfassend eine Lichtquelle (20) zum Aussenden von Licht (22), eine Primäroptik (24) zum Bündeln des ausgesandten Lichts (22) in einer Zwischenbildebene (30) des Scheinwerfers (2) und eine Sekundäroptik (28) zum Abbilden des Lichts (52) aus der Zwischenbildebene in einem Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug und zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbildebene (30) in mehrere von dem Licht (26) der Primäroptik (24) ausgeleuchtete Teilbereiche (50) unterteilt ist und dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass das Licht (52) aus jedem Teilbereich (50) der Zwischenbildebene (30) mindestens 80% einer aktiven Fläche (54) der Sekundäroptik (28) ausleuchtet.Motor vehicle headlight (2) for use in a motor vehicle for illuminating an area in front of the motor vehicle with a predetermined light distribution, the headlight (2) comprising a light source (20) for emitting light (22), primary optics (24) for bundling the emitted light ( 22) in an intermediate image plane (30) of the headlight (2) and secondary optics (28) for imaging the light (52) from the intermediate image plane in an area in front of the motor vehicle and for generating the predetermined light distribution, characterized in that the intermediate image plane (30 ) is subdivided into several partial areas (50) illuminated by the light (26) of the primary optics (24) and that the primary optics (24) are designed in such a way that the light (52) from each partial area (50) of the intermediate image plane (30) is at least 80% of an active area (54) of the secondary optics (28) is illuminated. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (50) der Zwischenbildebene (30) jeweils mindestens einen Punkt der Zwischenbildebene (30) umfassen.Motor vehicle headlights (2) after Claim 1 , characterized in that the partial areas (50) of the intermediate image plane (30) each comprise at least one point of the intermediate image plane (30). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass das Licht (26) aus jedem Teilbereich (50) der Zwischenbildebene (30) die aktive Fläche (54) der Sekundäroptik (28) vollständig ausleuchtet.Motor vehicle headlights (2) after Claim 1 or 2 , characterized in that the primary optics (24) are designed in such a way that the light (26) from each partial area (50) of the intermediate image plane (30) completely illuminates the active surface (54) of the secondary optics (28). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) einen Reflektor umfasst.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary optics (24) comprise a reflector. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäroptik (28) eine Projektionslinse umfasst.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary optics (28) comprise a projection lens. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (20) mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Laser-Halbleiterlichtquelle, umfasst.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the light source (20) comprises at least one semiconductor light source, in particular a laser semiconductor light source. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass das von der Primäroptik (24) gebündelte Licht (26) sich zwischen der Primäroptik (24) und der Zwischenbildebene (30) kreuzende Lichtstrahlen (26, 52) aufweist.Motor vehicle headlamp (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary optics (24) are designed in such a way that the light (26) bundled by the primary optics (24) intersects between the primary optics (24) and the intermediate image plane (30) Having light rays (26, 52). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine optisch wirksame Fläche (24') der Primäroptik (24) in mehrere Bereiche unterteilt ist und dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass jeder Teilbereich (50) der Zwischenbildebene (30) von möglichst vielen unterschiedlichen Bereichen der Primäroptik (24) beleuchtet wird.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that an optically effective surface (24 ') of the primary optics (24) is divided into several areas and that the primary optics (24) is designed such that each sub-area (50) of the Intermediate image plane (30) is illuminated by as many different areas of the primary optics (24) as possible. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass jeder Teilbereich (50) der Zwischenbildebene (30) von mindestens 80% der unterschiedlichen Bereiche der Primäroptik (24) beleuchtet wird.Motor vehicle headlights (2) after Claim 8 , characterized in that the primary optics (24) is designed in such a way that each sub-area (50) of the intermediate image plane (30) is illuminated by at least 80% of the different areas of the primary optics (24). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) auf einer optisch wirksamen Fläche (24') eine Mikrostruktur oder eine Mikrofacettierung aufweist, wobei unterschiedliche Bereiche der Primäroptik (24) jeweils mehrere Mikrostrukturelemente bzw. Mikrofacetten umfassen und jeder Bereich der Primäroptik (24) mehrere Teilbereiche (50) der Zwischenbildebene (30) beleuchtet.Motor vehicle headlamp (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary optics (24) have a microstructure or microfaceting on an optically effective surface (24 '), different areas of the primary optics (24) each comprising several microstructure elements or microfacets and each area of the primary optics (24) illuminates a plurality of partial areas (50) of the intermediate image plane (30). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) auf einer optisch wirksamen Fläche (24') mehrere Facetten aufweist, wobei jede Facette der Primäroptik (24) mehrere Teilbereiche (50) der Zwischenbildebene (30) beleuchtet.Motor vehicle headlamp (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary optics (24) have several facets on an optically effective surface (24 '), each facet of the primary optics (24) having several partial areas (50) of the intermediate image plane (30) illuminated. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer (2) zwischen der Primäroptik (24) und der Sekundäroptik (28) eine Strahlenblende (32), insbesondere eine Spiegelblende (32'), aufweist, wobei die Sekundäroptik (28) ausgebildet ist, mindestens eine Kante (34; 34') der Strahlenblende (32; 32) im Vorfeld vor dem Kraftfahrzeug abzubilden und dadurch eine Helldunkelgrenze der vorgegebenen Lichtverteilung zu erzeugen.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the headlight (2) has a beam screen (32), in particular a mirror screen (32 '), between the primary lens system (24) and the secondary lens system (28), the secondary lens system (28) is designed to image at least one edge (34; 34 ') of the beam diaphragm (32; 32) in front of the motor vehicle and thereby generate a light-dark boundary of the predetermined light distribution. Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (24) derart ausgebildet ist, dass sie die aktive Fläche (54) der Sekundäroptik (28) homogen ausleuchtet.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the primary optics (24) are designed in such a way that they homogeneously illuminate the active surface (54) of the secondary optics (28). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheinwerfer (2) eine in der Zwischenbildebene (30) angeordnete und sich in der Zwischenbildebene (30) erstreckende transparente Streuscheibe (62) aufweist.Motor vehicle headlight (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the headlight (2) has a transparent lens (62) arranged in the intermediate image plane (30) and extending in the intermediate image plane (30). Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufweitungswinkel der Streuscheibe (62) zu den Rändern der Streuscheibe (62) hin abnimmt.Motor vehicle headlights (2) after Claim 14 , characterized in that a widening angle of the lens (62) decreases towards the edges of the lens (62).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012223610A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lighting device for a motor vehicle
DE102018203497A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 Osram Gmbh HEADLIGHTS AND METHOD FOR PRODUCING A HEADLAMP

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012223610A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lighting device for a motor vehicle
DE102018203497A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 Osram Gmbh HEADLIGHTS AND METHOD FOR PRODUCING A HEADLAMP

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