EP2578929A2 - Arrangement of overhead elements on a projection lens of a motor vehicle headlamp - Google Patents

Abstract

The overhead elements (34) of projection lens (26) are arranged to direct light to a temperature above the cut-off limit overhead area of light distribution of the projection headlight (10). The sub-areas of the interface are defined, and the overhead elements are arranged in the defined sub-areas, such that overhead lighting is simulated resulting from the simulated overhead elements. By the simulation of the defined overhead elements, the number and/or shape of the overhead elements is changed iteratively so that the simulated overhead lighting satisfies predetermined conditions. An independent claim is included for an automotive projection headlight.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Scheinwerfer nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a headlamp according to the independent device claim.

Ein solches Verfahren und ein solcher Scheinwerfer sind aus der DE 10 2009 020 593 A1 bekannt.Such a method and such a headlight are from the DE 10 2009 020 593 A1 known.

Diese Schrift zeigt insbesondere einen Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, der dazu eingerichtet ist, eine Kante, die einen Lichtstrom einer Lichtquelle des Scheinwerfers begrenzt, als Hell-Dunkel-Grenze einer vom Scheinwerfer in dessen Vorfeld erzeugter Lichtverteilung zu projizieren, und der eine Projektionslinse mit geometrischen Overhead-Elementen aufweist, die als lokale Deformationen einer Grenzfläche der Projektionslinse verwirklicht sind und die dazu eingerichtet sind, Licht in einen über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung zu richten. Durch die Anweisung, mehr als hundert solcher Overhead-Elemente diskret über die Grenzfläche der Projektionslinse zu verteilen zeigt diese Schrift implizit auch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.This document shows in particular a motor vehicle projection headlamp which is adapted to project an edge which limits a luminous flux of a light source of the headlamp as a cut-off of a light distribution generated by the headlamp in the apron, and a projection lens with geometrical overhead Having elements that are implemented as local deformations of an interface of the projection lens and that are adapted to light in a light-dark-border overhead range to direct the light distribution. By instructing to discreetly distribute more than one hundred such overhead elements across the interface of the projection lens, this document also implicitly shows a method according to the preamble of claim 1.

Die Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung grenzt einen unteren, hell beleuchteten Bereich der Lichtverteilung von einem oberen, dunkleren Bereich ab. Der obere Bereich wird bekanntlich schwächer beleuchtet, um eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere des Gegenverkehrs, zu verringern.The cut-off of a low-beam distribution delimits a lower, brightly illuminated area of the light distribution from an upper, darker area. The upper area is known to be less illuminated in order to reduce the glare of other road users, especially oncoming traffic.

Im ECE-Gesetzesraum werden für Kfz-Scheinwerfer bestimmte, ortsabhängige Beleuchtungsstärken gefordert. Diese werden für Abblend- und Fernlicht gesondert anhand zahlreicher Messpunkte ausformuliert. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die für ein Abblendlicht vorgeschriebenen Messpunkte. Eine Darstellung von Messpunkten für die Beleuchtungsstärken kann zum Beispiel dem Kraftfahrtechnischen Taschenbuch, 24. Auflage, April 2002, ISBN 3-528-13876-9, Seite 816 entnommen werden.In the ECE law area certain spot-dependent illuminance levels are required for motor vehicle headlamps. These are formulated separately for dipped and main beam on the basis of numerous measuring points. In particular, the present invention relates to the measurement points prescribed for a low beam. A representation of measuring points for the illuminances can be found for example in the Automotive Handbook, 24th Edition, April 2002, ISBN 3-528-13876-9, page 816.

Neben vorgegebenen Beleuchtungsstärken des auf die Straße auftreffenden Lichtes, also des zur Beleuchtung des unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden hellen Bereichs der Lichtverteilung, sind auch spezielle Anforderungen für Beleuchtungsstärken oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze zu erfüllen. Dieser oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegende Bereich der Lichtverteilung wird auch als Overhead- oder Signlight-Bereich (von der Sichtbarkeit der Verkehrszeichen abgeleitet) bezeichnet.In addition to predetermined illuminance levels of the incident on the street light, so for the illumination of the lying below the cut-off line bright area of the light distribution, special requirements for illuminance levels above the cut-off line must be met. This region of the light distribution above the cut-off line is also referred to as an overhead or signlight area (derived from the visibility of the traffic signs).

Die gesetzlichen Messpunkte in diesem Bereich erstrecken sich bis zu 4° oberhalb des Horizontes und werden durch Mindest- beziehungsweise durch Maximalwerte sowie sogenannte Summenwerte für die sich jeweils in den Messpunkten einstellende Beleuchtungsstärke charakterisiert.The legal measuring points in this area extend up to 4 ° above the horizon and are transmitted through Minimum or by maximum values and so-called sum values for each set in the measuring points illuminance.

Projektionssysteme mit Abblendlichtfunktion verfügen systembedingt über sehr wenig Licht oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, da dieser Overhead-Bereich durch die bei Projektionssystemen verwendete Blende effektiv abgeschattet wird. Es ist diese Blende, deren Kante als Hell-Dunkel-Grenze in die Lichtverteilung vor dem Scheinwerfer, also insbesondere vor dem Fahrzeug, projiziert wird.Dipped-beam projection systems have very little light above the cut-off line due to the system, because this overhead range is effectively shaded by the aperture used in projection systems. It is this aperture whose edge is projected as a light-dark boundary in the light distribution in front of the headlight, so in particular in front of the vehicle.

Wegen der effektiven Abschattung sind besondere Maßnahmen zur ausreichenden Beleuchtung dieser Messpunkte mit geeigneten Lichtmengen notwendig. Dabei ist gleichzeitig auf die Einhaltung vorgeschriebener Maximalwerte in der Nähe der Hell-Dunkel-Grenze zu achten. Diese Maximalwerte werden auch als so genannte Blendwerte bezeichnet.Because of the effective shading, special measures are necessary to sufficiently illuminate these measuring points with suitable amounts of light. At the same time, attention must be paid to compliance with prescribed maximum values close to the cut-off line. These maximum values are also referred to as so-called glare values.

Bei bekannten Vorrichtungen wird dies dadurch erreicht, dass auf der vorderen (Lichtaustritts-) oder rückwärtigen (Lichteintritts-) Grenzfläche der Projektionslinse lokale Deformationen angeordnet sind, die durch ihre zusätzliche prismatische, das heißt Licht-brechende Wirkung Licht in die Signlight-Messpunkte ablenken. Dies ist beispielsweise aus der DE 10 2004 024 107 A1 bekannt, die in diesem Zusammenhang einen waagerecht in der Mitte der Linsengrenzfläche verlaufenden Zylinderabschnitt aufweist. Aus der DE 103 094 34 ist eine Projektionslinse mit einer diesem Zweck dienenden lokalen Vertiefung im unteren Bereich der Linse bekannt. Dieser Vorrichtung ähnlich ist der Gegenstand der US 7 040 789 B2 , der eine Art von Rippen verwendet, die umlaufend am Linsenrand angeordnet sind. Bekannt sind auch schlangenlinienartige Elemente auf der Vorderfläche der Projektionslinse, wie sie in der US 7 025 483 B2 beschrieben werden.In known devices, this is achieved by locating local deformations on the front (light exit) or rear (light entry) interface of the projection lens, which deflect light into the Signlight measurement points by virtue of their additional prismatic, ie light-refracting action. This is for example from the DE 10 2004 024 107 A1 known in this context has a horizontally extending in the middle of the lens interface cylinder portion. From the DE 103 094 34 is a projection lens with a purpose serving local depression in the lower part of the lens known. Similar to this device is the subject of US Pat. No. 7,040,789 B2 which uses a type of ribs which are arranged circumferentially on the lens edge. Also known are serpentine elements on the Front surface of the projection lens, as shown in the US Pat. No. 7,025,483 B2 to be discribed.

Auch eine lokale Deformation des unteren Linsenbereiches der Projektionslinse mit einer zusätzlichen, horizontal streuenden Überstruktur ist aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2005 004 080 bekannt.Also, a local deformation of the lower lens region of the projection lens with an additional, horizontally scattering superstructure is from the utility model DE 20 2005 004 080 known.

Bekannt ist es auch, die Linsenrückfläche mit prismatisch ablenkenden Elementen zur Erzeugung von Licht für einen Nebenleuchtbereich zu versehen, wie dies der DE 10 2004 024 107 A1 zu entnehmen ist. Die eingangs bereits genannte DE 10 2009 020 593 verwendet viele regelmäßig auf der Projektionslinse verteilt angeordnete, kleine prismatische Elemente zur Ablenkung von Licht in einen Overhead-BereichIt is also known to provide the lens rear surface with prismatic deflecting elements for generating light for a secondary illumination area, as is the DE 10 2004 024 107 A1 can be seen. The already mentioned at the outset DE 10 2009 020 593 uses many regularly arranged on the projection lens, small prismatic elements for deflecting light in an overhead area

Weiterhin sind geometrische Oberflächenmodifikationen bekannt, die sich allerdings nicht primär auf die Beleuchtung von Overhead-Messpunkten richten: Dazu zählen etwa Linsen mit horizontal und schräg verlaufenden Wellenstrukturen. Dies ist sowohl für den europäischen ECE-Gesetzesraum als auch für den amerikanischen SAE - Gesetzesraum bekannt. Als Beispiel wird auf die DE 40 31 352 A1 verwiesen. Linsen mit Zylinderelementen sind im Gebrauchsmuster G 90 00 395 beschrieben.Furthermore, geometrical surface modifications are known which, however, are not primarily directed to the illumination of overhead measurement points: these include, for example, lenses with horizontally and obliquely running wave structures. This is known both for the European ECE Legislative Area and for the American SAE Legislative Area. As an example, on the DE 40 31 352 A1 directed. Lenses with cylindrical elements are described in Utility Model G 90 00 395.

Außerdem ist der Einsatz von reflektierenden Zusatzbauteilen im Projektionssystem möglich, wie beispielsweise ein Einsatz von quer zur Lichtrichtung angeordneten, reflektierenden Blenden. Ein Beispiel für ein reflektierendes Zusatzbauteil, welches direkt hinter der Projektionslinse angeordnet wird, ist der US 5 307 247 zu entnehmen.In addition, the use of reflective additional components in the projection system is possible, such as the use of transverse to the light direction, reflective aperture. An example of a reflective additional component which is arranged directly behind the projection lens is the US 5,307,247 refer to.

Denkbar sind auch weitere Lösungen, wie Öffnungen in der Abblendlichtblende. Solche Öffnungen können teilweise auch mit zusätzlichen, reflektierenden Bauteilen kombiniert werden. Eine Öffnung in der Blende wird beispielsweise in der KR 10 2009 0064 724 A und in der KR 10 2010 0069 471 A beschrieben.Also conceivable are other solutions, such as openings in the Abblendlichtblende. Such openings can also be partially combined with additional, reflective components. An opening in the aperture is, for example, in the KR 10 2009 0064 724 A and in the KR 10 2010 0069 471 A described.

Jede Deformation einer Lichteintrittsgrenzfläche oder einer Lichtaustrittsgrenzfläche der Projektionslinse, die zur Erzeugung von Overheadlicht dient, ist visuell deutlich wahrnehmbar, da die Erzeugung von Overheadlicht relativ große Ablenkwinkel von wenigstens mehreren Grad erfordert. Eine makroskopische, "unsichtbare" Lösung auf der Projektionslinse kann es demnach nicht geben.Any deformation of a light entrance interface or a light exit interface of the projection lens used to generate overhead light is visually noticeable visually since the generation of overhead light requires relatively large deflection angles of at least several degrees. Accordingly, a macroscopic, "invisible" solution on the projection lens can not exist.

Dies ist vor dem Hintergrund von Bedeutung, dass bei aktuellen Scheinwerfern zunehmend Designaspekte in den Mittelpunkt rücken. Das heißt, dass die Akzeptanz bisher bekannter Overhead-Lösungen auf Projektionslinsen auf der Seite der Abnehmer von Scheinwerfern abnimmt. Das Erscheinungsbild von Scheinwerfern wird also von Kundenseite zunehmend kritischer beurteilt, so dass an das Aussehen und zum Teil auch an die Funktion der Scheinwerfer zunehmend deutlich höhere Anforderungen gestellt werden.This is important in light of the fact that design aspects are increasingly becoming the focus of current headlamps. This means that the acceptance of previously known overhead solutions on projection lenses on the side of the headlamp purchasers is decreasing. The appearance of headlamps is thus judged by customers increasingly critical, so that the appearance and in part to the function of the headlights increasingly much higher demands are made.

Auch das Aussehen der Projektionslinse im eingeschalteten Zustand spielt eine zunehmende Rolle, so dass Lösungen, bei denen ein scharfes, punktuelles Aufleuchten von Teilen der Linse erzeugt wird, nicht gewünscht werden.The appearance of the projection lens in the on state also plays an increasing role, so that solutions in which a sharp, punctual lighting of parts of the lens is not desired.

Dementsprechend sind viele bisherige Lösungen nicht mehr verwendbar, da sie von Kundenseite nicht mehr akzeptiert werden.Accordingly, many previous solutions are no longer usable because they are no longer accepted by the customer.

Von Gesetzesseite ist momentan eine Verschärfung der Vorschriften für Overhead-Werte zu erwarten, die mit den bisherigen Lösungen teilweise nicht erfüllbar sind. So werden einerseits höhere Lichtmengen an einzelnen Messpunkten im Overhead-Bereich vorgeschrieben. Andererseits wird parallel dazu gefordert, die Blendwerte innerhalb der bisher erlaubten Grenzen zu halten. Darüber hinaus sind neue, definiert zu beleuchtende Messpunkte eingeführt worden. Bisherige Lösungen führen bei einer Steigerung des Overheadlichtniveaus auch entsprechend zu einer Erhöhung der Blendwerte über die erlaubten Grenzen hinaus, so dass solche Scheinwerfer unter Umständen nicht mehr zugelassen werden können.From the law side, a tightening of the regulations for overhead values is to be expected at the moment, which are partly not possible with the previous solutions. Thus, on the one hand, higher amounts of light are prescribed at individual measuring points in the overhead area. On the other hand, it is required in parallel to keep the glare values within the previously permitted limits. In addition, new measuring points to be illuminated have been introduced. Previous solutions result in an increase in the overhead light level also corresponding to an increase in the glare beyond the permitted limits, so that such headlights may not be allowed under certain circumstances.

Weiterhin ergeben sich durch bisherige Lösungen teilweise Nebenwirkungen in der Lichtverteilung: Da für den Overhead-Anteil aus der normalen Abblendlichtverteilung Licht entnommen werden muss, kann dies zu Inhomogenitäten innerhalb der Lichtverteilung auf der Straße führen, die als Löcher, also als deutlich sichtbare dunklere Stellen wahrgenommen werden.In addition, previous solutions sometimes result in side effects in the light distribution: Since light must be taken from the normal low-beam light distribution for the overhead component, this can lead to inhomogeneities within the light distribution on the road, which are perceived as holes, ie as clearly visible darker areas become.

Bisherige Lösungen für Overheadlicht weisen darüber hinaus den Nachteil auf, dass sie meistens nur mit einem spezifischen Projektionssystem kompatibel sind. Werden diese Lösungen bei einem anderen Projektionssystem angewendet, werden in der Regel die Zielvorgaben hinsichtlich zu erreichender Messwerte, Neutralität gegenüber der Leistungsfähigkeit und Homogenität der Lichtverteilung nicht erreicht. Die Overhead-Lösung passt dann nicht.Previous solutions for overhead light also have the disadvantage that they are usually compatible only with a specific projection system. If these solutions are applied to another projection system, the targets for the measured values to be achieved, neutrality with regard to the performance and homogeneity of the light distribution are generally not achieved. The overhead solution does not fit then.

Die hier vorgeschlagene Erfindung zeichnet sich in ihren Verfahrensaspekten dadurch aus, dass in einem ersten Schritt Teilbereiche der Grenzfläche definiert werden, dass in einem zweiten Schritt Overhead-Elemente definiert werden, die in den im ersten Schritt definierten Teilbereichen angeordnet sind, dass eine aus den simulierten Overhead-Elementen resultierende Overhead-Beleuchtung simuliert wird, wobei die Simulation der definierten Overhead-Elemente dazu verwendet wird, eine Zahl und/oder Form der definierten Overhead-Elemente iterativ so zu verändern, dass die simulierte Overhead-Beleuchtung vorbestimmten Bedingungen genügt.In its method aspects, the invention proposed here is characterized in that, in a first step, subregions of the boundary surface are defined, which defines overhead elements in a second step arranged in the sub-areas defined in the first step, simulating an overhead illumination resulting from the simulated overhead elements, the simulation of the defined overhead elements being used to determine a number and / or shape of the defined overhead. Iteratively altering elements such that the simulated overhead illumination satisfies predetermined conditions.

Im Ergebnis liefert die Erfindung in ihren Verfahrensaspekten ein Baukastenprinzip, das schrittweise zu einer individuell auf jedes Projektionssystem anpassbaren Overhead-Lösung führt.As a result, the invention provides in its method aspects a modular principle which leads step by step to an individually adaptable to each projection system overhead solution.

Dabei werden zunächst geeignete Positionen für die geometrischen Elemente gefunden. Größe und Ausgestaltung der geometrischen Elemente zur Erzeugung von Overheadlicht lassen sich anschließend leicht durch lichttechnische Simulation und Analyse zielgenau dimensionieren. So lässt sich für jedes Projektionssystem simultan die Einhaltung der geforderten Messwerte, die Erhaltung der Leistungsfähigkeit des Systems und der Homogenität der Lichtverteilung optimieren und erreichen.At first suitable positions for the geometric elements are found. Size and design of the geometric elements for generating overhead light can then be easily dimensioned by photometric simulation and analysis targeted. Thus, for each projection system, it is possible to simultaneously optimize and achieve compliance with the required measured values, the maintenance of the performance of the system and the homogeneity of the light distribution.

Zur Erzeugung von Licht im Overhead-Bereich des Abblendlichtes von Projektionssystemen werden zu diesem Zweck exakt anpassbare, geometrische Elemente auf der Oberfläche der Projektionslinse vorgeschlagen, die durch ihre geringe Größe ein ästhetisch ansprechendes und gewolltes Erscheinungsbild aufweisen.For the production of light in the overhead region of the dipped beam of projection systems, for this purpose, precisely adaptable geometric elements are proposed on the surface of the projection lens which, due to their small size, have an aesthetically pleasing and desired appearance.

In ihren Vorrichtungsaspekten zeichnet sich eine besonders bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, dass die Overhead-Elemente auf drei Teilbereiche der Grenzfläche beschränkt angeordnet sind wobei zwei der drei Teilbereiche symmetrisch zu einer die optischen Achse des Scheinwerfers enthaltenden und rechtwinklig zum Horizont und zur optischen Achse und damit vertikal ausgerichteten gedachten Ebene angeordnet sind, wenn der Scheinwerfer so ausgerichtet ist, dass er eine Lichtverteilung mit einer regelkonformen, zumindest teilweise parallel zum Horizont liegenden Hell-Dunkel-Grenze erzeugt, und dass der dritte Bereich bei einer solchen Ausrichtung in einer unteren Hälfte der Grenzfläche so angeordnet ist, dass er von der vertikal ausgerichteten gedachten Ebene in zwei gleiche Hälften geteilt wird.In its device aspects, a particularly preferred embodiment is characterized in that the overhead elements are limited to three subregions of the interface, wherein two of the three subregions are symmetrical to one the optical axis of the headlight are arranged and at right angles to the horizon and the optical axis and thus vertically aligned imaginary plane arranged when the headlamp is aligned so that it generates a light distribution with a rule-compliant, at least partially parallel to the horizon bright-dark boundary, and that the third Area in such an orientation in a lower half of the interface is arranged so that it is divided by the vertically oriented imaginary plane into two equal halves.

Durch die zwei symmetrisch angeordneten Teilbereiche sowie den einen zentral unten angeordneten Teilbereich wird ein unauffälliges, gewolltes und insbesondere durch seine Symmetrie ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild der gesamten Linse erzielt, so dass die Linse als Design-Element angesehen werden kann. Das bewusst gewählte Erscheinungsbild der Overhead-Geometrien vermeidet, insbesondere durch seine Symmetrie, den subjektiven Eindruck einer defekten Linse.As a result of the two symmetrically arranged partial regions and the central region arranged at the bottom, an inconspicuous, desired and, in particular, aesthetically appealing appearance of the entire lens due to its symmetry is achieved, so that the lens can be regarded as a design element. The deliberately chosen appearance of the overhead geometries avoids, in particular by its symmetry, the subjective impression of a defective lens.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages will be apparent from the dependent claims, the description and the attached figures.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:

Fig. 1

eine Schnittdarstellung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers als technisches Umfeld der Erfindung;

Fig. 2

einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung eines Overhead-Elements aus der Fig. 1;

Fig. 3

eine Draufsicht auf eine mit Overhead-Elementen ausgestattete Projektionslinse; und

Fig. 4

eine Lichtverteilung mit Overheadlicht, das mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Scheinwerfer erzeugt worden ist.

Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Here, the same reference numerals in The same figures each have the same elements. In each case, in schematic form:

Fig. 1

a sectional view of a motor vehicle headlight as a technical environment of the invention;

Fig. 2

a cross-section through an embodiment of an overhead element of the Fig. 1 ;

Fig. 3

a plan view of an overhead equipped with projection lens; and

Fig. 4

a light distribution with overhead light, which has been generated with a headlamp produced by the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt im Einzelnen eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Scheinwerfers 10 in einem Längsschnitt. Der Scheinwerfer 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer Lichtaustrittsöffnung auf, die von einer transparenten Abdeckscheibe 14 abgedeckt wird. In dem Gehäuse 12 ist ein Projektionsmodul 16 angeordnet. Das Projektionsmodul 16 weist eine Lichtquelle 18 und einen Reflektor 20 auf, der zumindest einen Teil des von der Lichtquelle 18 ausgehenden Lichtes reflektiert und in einen Fokalbereich bündelt. Der Reflektor 20 hat vorzugsweise die Form eines Rotationsellipsoids oder eine davon abweichende ellipsoidähnliche Freiform. Die Lichtquelle 18 ist in einem ersten Brennpunkt F₁ des Reflektors 20 angeordnet. Eine Blendenanordnung 22 schirmt zumindest einen Teil des vom Reflektor 20 ausgehenden Lichtstroms ab. Die Blende 22 ist in der Darstellung der Fig. 1 in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zu einer optischen Achse 24 und durch den zweiten Brennpunkt F₂ des Reflektors 20 verläuft. Die Blende 22 kann aber auch parallel zur optischen Achse 24 liegend angeordnet sein und eine Licht reflektierende Oberfläche besitzen. Darüber hinaus kann die Blende auch zusätzlich zur senkrechten Ausdehnung auch parallel zur optischen Achse eine gewisse Ausdehnung besitzen, so dass es sich gewissermaßen um eine dicke Blende handelt. In jedem Fall wird jedoch die im Bereich des zweiten Brennpunktes F2 beziehungsweise einer im Bereich einer zweiten Brennebene liegende Blendenkante als Hell-Dunkel-Grenze in das Vorfeld des Scheinwerfers 10 projiziert. Fig. 1 shows in detail a schematic representation of an embodiment of a headlamp 10 in a longitudinal section. The headlight 10 has a housing 12 with a light exit opening, which is covered by a transparent cover 14. In the housing 12, a projection module 16 is arranged. The projection module 16 has a light source 18 and a reflector 20 which reflects at least part of the light emanating from the light source 18 and focuses it into a focal region. The reflector 20 preferably has the shape of an ellipsoid of revolution or a deviating ellipsoid-like free-form. The light source 18 is arranged in a first focal point F _{1 of} the reflector 20. An aperture arrangement 22 shields at least part of the luminous flux emanating from the reflector 20. The aperture 22 is in the illustration of Fig. 1 arranged in a plane which is perpendicular to an optical axis 24 and through the second focal point F _{2 of} the reflector 20. The Aperture 22 may also be arranged lying parallel to the optical axis 24 and have a light-reflecting surface. In addition, the diaphragm can also in addition to the vertical extent also parallel to the optical axis have a certain extent, so that it is effectively a thick diaphragm. In any case, however, the aperture edge lying in the region of the second focal point F2 or in the region of a second focal plane is projected as a cut-off line into the front of the headlamp 10.

Die Projektion erfolgt durch eine Projektionslinse 26. Die Projektionslinse 26 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines an einem Kragen 28 angreifenden Linsenhalters (nicht dargestellt) an einem vorderen Rand des Reflektors 20 befestigt. Die Linse 26 besteht aus einem beliebigen lichtdurchlässigen Material, bspw. aus einem temperaturbeständigen Kunststoff oder Glas und weist an der der Lichtquelle 18 zugewandten Seite eine im wesentlichen ebene Lichteintritts-Grenzfläche 30 und an ihrer gegenüberliegenden Seite eine konvexe Lichtaustritts-Grenzfläche 32 auf. Selbstverständlich kann die Grenzfläche 30 auch konkav oder konvex ausgebildet sein.The projection is carried out by a projection lens 26. The projection lens 26 is in the illustrated embodiment by means of a collar 28 engaging on a lens holder (not shown) attached to a front edge of the reflector 20. The lens 26 is made of any light-transmissive material, for example. From a temperature-resistant plastic or glass and has at the light source 18 side facing a substantially planar light entrance interface 30 and on its opposite side a convex light exit interface 32. Of course, the interface 30 may also be concave or convex.

Das Lichtmodul 16 dient zur Erzeugung einer Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenze, vorzugsweise einer Abblendlichtverteilung oder einer Nebellichtverteilung. Die Hell-Dunkel-Grenze ergibt sich als Projektion der im Bereich des zweiten Brennpunktes F2 des Reflektors 20 liegenden Kante der Blendenanordnung 22 in der vom Lichtmodul 6 auf der Fahrbahn erzeugten Lichtverteilung. Die Richtung x ist im Wesentlichen parallel zur Richtung der optischen Achse 24, die der Hauptabstrahlrichtung des Lichtstroms entspricht und, bei eingebautem Scheinwerfer 10, parallel zur Längsachse des Fahrzeugs. Die z-Richtung ist parallel zur Hochachse des Fahrzeugs und weist nach oben. Die y-Richtung steht entsprechend senkrecht auf der Zeichnungsebene und weist in diese hinein. In der unteren Hälfte der Projektionslinse 26 weist die Lichtaustritts-Grenzfläche 32 einen Teilbereich 58 der Grenzfläche mit einer Gruppierung von einem bis zu zwanzig einzelnen Overhead-Elementen 34 auf, die in Form von lokalen Deformationen der Grenzfläche, hier in Form von Vorsprüngen, verwirklicht sind. Eine weitere Gruppierung solcher oder ähnlicher Overhead-Elemente ist beim Gegenstand der Fig. 1 auch noch seitlich etwa auf der Höhe der optischen Achse 24 in einem Teilbereich 54 der Grenzfläche 32 angeordnet.The light module 16 is used to generate a light distribution with light-dark boundary, preferably a low-beam distribution or a fog light distribution. The cut-off line results as a projection of the edge of the diaphragm arrangement 22 lying in the region of the second focal point F2 of the reflector 20 in the light distribution generated by the light module 6 on the roadway. The direction x is substantially parallel to the direction of the optical axis 24, which corresponds to the main emission direction of the luminous flux and, with the headlamp 10 installed, parallel to the longitudinal axis of the vehicle. The z direction is parallel to the vertical axis of the vehicle and points upwards. The y-direction is correspondingly perpendicular to the plane of the drawing and points into it. In the lower half of the projection lens 26, the light exit interface 32 has a portion 58 of interface having an array of one to twenty individual overhead elements 34 realized in the form of local deformations of the interface, here in the form of protrusions , Another grouping of such or similar overhead elements is the subject of the Fig. 1 also laterally disposed approximately at the level of the optical axis 24 in a partial region 54 of the interface 32.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch ein einzelnes Overhead-Element 34 der unteren Gruppierung in dem Teilbereich 58 gemäß Figur 1, wie er sich bei einem in der Zeichnungsebene der Fig. 1 geführten Schnitt qualitativ ergibt. Der Querschnitt des einzelnen Overhead-Elements 34 teilt sich in einen ersten Abschnitt 42, der zwischen den Punkten 38 und 40 liegt, und einen zweiten Abschnitt 46 auf, der zwischen den Punkten 40 und 44 liegt. Unter der vertikalen Ausdehnung oder Länge des einzelnen Overhead-Elements wird hier der Abstand der Punkte 38 und 44 in der Fig. 2 verstanden. Die Krümmung des ersten Abschnitts 42 entspricht in einer bevorzugten Ausgestaltung der Krümmung eines Zylindermantels. Die zum Abschnitt 42 zugehörige Oberfläche des einzelnen Overhead-Elements 34 entspricht einem Teil einer Mantelfläche eines imaginären Zylinders, dessen Achse bei im Fahrzeug eingebautem Scheinwerfer 10 parallel zur Grundfläche des Fahrzeugs innerhalb der Linse 26 liegt. FIG. 2 FIG. 12 shows a cross-section through a single overhead element 34 of the bottom grouping in the subregion 58 according to FIG FIG. 1 , as he is at a in the plane of the drawing Fig. 1 Guided cut results qualitatively. The cross section of the individual overhead element 34 is divided into a first section 42, which lies between the points 38 and 40, and a second section 46, which lies between the points 40 and 44. Under the vertical extent or length of the individual overhead element here is the distance of the points 38 and 44 in the Fig. 2 Understood. The curvature of the first portion 42 corresponds in a preferred embodiment of the curvature of a cylinder jacket. The surface of the individual overhead element 34 belonging to the section 42 corresponds to a part of a lateral surface of an imaginary cylinder, the axis of which is parallel to the base surface of the vehicle within the lens 26 in the case of a vehicle-mounted headlight 10.

Alternativ kann die Kontur des Abschnitts 42 auch als Spline-Funktion oder als vergleichbare mathematische Funktion oder als Kombination solcher Funktionen erzeugt werden. Bevorzugt ist ein stetig differenzierbarer Verlauf der sich bei dem Schnitt ergebenden Randkurve bei in z-Richtung variabler Krümmung.Alternatively, the contour of section 42 may also be a spline function or a comparable mathematical one Function or as a combination of such functions. Preference is given to a continuously differentiable course of the edge curve resulting in the section when the curvature is variable in the z direction.

Der erste Abschnitt 42 erzeugt die gewünschte Ablenkwirkung. Der Abschnitt 46 dient lediglich zur Realisierung eines stetig differenzierbaren und damit kantenlosen Übergangs zwischen dem ersten Abschnitt 42 des einzelnen Overhead-Elements 34 und der übrigen Grenzfläche 32 der Linse 26.The first portion 42 produces the desired deflection effect. The section 46 merely serves to realize a continuously differentiable and therefore edgeless transition between the first section 42 of the individual overhead element 34 and the remaining interface 32 of the lens 26.

Einzelne Overhead-Elemente 34 werden durch Nebeneinanderanordnung und/oder durch Übereinanderanordnung zu Gruppierungen in Teilbereichen 54, 56, 58 der Grenzfläche gruppiert. Jede solche Gruppierung kann wegen ihrer räumlichen Begrenztheit selbst wieder als Overhead-Element betrachtet werden. Die gewünschte ablenkende Wirkung wird durch den Vergleich des Lichtbündels 48, das durch die Grenzfläche der Linse 26 im Bereich des Overhead-Elements 34 hindurchtritt, mit den Lichtbündeln 50, 52, die durch zum Overhead-Element 34 benachbarte Bereiche der Grenzfläche 32 hindurchtreten, deutlich. Im Vergleich zu den Lichtbündeln 50 und 52 erfährt ein Teil 48' des Lichtbündels 48 beim Durchtritt durch die Grenzfläche 32 eine Ablenkung in z-Richtung. Durch diese Ablenkung wird das Lichtbündel 48' über die Hell-Dunkel-Grenze hinaus abgelenkt, während der Teil 48" des Lichtbündels 48 in die Abblendlichtlichtverteilung abgelenkt wird. Die Lichtbündel 50, 52 beleuchten den Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze.Individual overhead elements 34 are grouped by juxtaposition and / or superimposing into groups in subregions 54, 56, 58 of the interface. Each such grouping can itself be considered as an overhead element because of its spatial limitations. The desired deflecting effect is evidenced by the comparison of the light beam 48 passing through the interface of the lens 26 in the region of the overhead element 34 with the light beams 50, 52 passing through areas of the interface 32 adjacent to the overhead element 34 , In comparison to the light bundles 50 and 52, a part 48 'of the light bundle 48 undergoes a deflection in the z-direction when passing through the boundary surface 32. As a result of this deflection, the light beam 48 'is deflected beyond the cut-off line while the part 48 "of the light beam 48 is deflected into the low-beam light distribution The light beams 50, 52 illuminate the area below the cut-off line.

Entsprechend der Aufteilung der Flächen der Overhead-Elemente 34 und der übrigen Lichtaustritts-Grenzfläche der Linse 26 werden bevorzugt weniger als ein Prozent bis zu weniger als fünf Prozent des durch die Linse 26 hindurchtretenden Lichts in den Overhead-Bereich gestreut, während die verbleibenden mehr als fünfundneunzig bis mehr als neunundneunzig Prozent zur Beleuchtung des Bereichs unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze dienen.According to the division of the areas of the overhead elements 34 and the remaining light exit interface of the lens 26 are preferably less than one percent up to less than five percent of the light passing through the lens 26 is scattered in the overhead region while the remaining more than ninety-five to more than ninety-nine percent serve to illuminate the region below the cut-off line.

In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt eine maximale Ablenkung eines durch ein Overhead-Element 34 abgelenkten Lichtstrahls 48' gegenüber einem benachbarten Lichtstrahl 50, 52, der nicht durch das Overhead-Element 34 abgelenkt wird, mindestens fünf Grad.In a preferred embodiment, a maximum deflection of a light beam 48 'deflected by an overhead element 34 with respect to an adjacent light beam 50, 52 that is not deflected by the overhead element 34 is at least five degrees.

Bis hierher wurde die Erfindung am Beispiel einer Lichtaustritts-Grenzfläche einer Projektionslinse 26 erläutert. Alternativ oder ergänzend kann die örtlich selektiv ablenkende Wirkung aber auch durch eine entsprechende Ausgestaltung der Lichteintritts-Grenzfläche 30 der Linse 26 erzeugt werden. Bei Fahrzeugscheinwerfern, deren Lichtmodul 16 nicht schwenkbar ist, kann die ablenkende Wirkung gegebenenfalls auch durch eine Verteilung von Overhead-Elementen auf der Lichteintritts-Grenzfläche der Abdeckscheibe realisiert werden.So far, the invention has been explained using the example of a light exit interface of a projection lens 26. Alternatively or additionally, however, the locally selectively deflecting effect can also be generated by a corresponding configuration of the light entry interface 30 of the lens 26. In the case of vehicle headlights whose light module 16 is not pivotable, the deflecting effect may also be realized by a distribution of overhead elements on the light entry interface of the cover pane.

Im folgenden wird beschrieben, wie in sukzessiven Einzelschritten und damit sozusagen nach einem Baukastenprinzip eine Positionierung und Ausgestaltung von adaptierbaren geometrischen Overhead-Elementen 34 auf der Oberfläche, zum Beispiel auf der Lichtaustrittsgrenzfläche 32 einer Projektionslinse 26 erfolgt, um genau definiertes Licht im Overhead-Bereich zu erzeugen. Dieses Verfahren ist prinzipiell auf jedes Projektionssystem anwendbar.In the following it will be described how positioning and configuration of adaptable geometric overhead elements 34 on the surface, for example on the light exit interface 32 of a projection lens 26, takes place in successive individual steps and thus, so to speak, according to a modular principle, by precisely defined light in the overhead area produce. This method is applicable in principle to any projection system.

Mittels eines neuen Analyseverfahrens werden im ersten Schritt Teilbereiche auf der Grenzfläche der Projektionslinse 26 definiert, die sich für die Positionierung von Overhead-Elementen eignen. Diese Teilbereiche sollen möglichst kleine Abmessungen aufweisen und damit ästhetisch wenig auffallen. Sie sollen bevorzugt in z-Richtung unten und/oder in y-Richtung außen angeordnet sein.By means of a new analysis method, subregions are defined on the interface of the projection lens 26 in the first step, which are suitable for the Positioning of overhead elements are suitable. These sections should have the smallest possible dimensions and thus attract attention aesthetically. They should preferably be arranged in the z-direction below and / or in the y-direction outside.

Zur Definition der Teilbereiche wird eine Grenzfläche der Projektionslinse 26, zum Beispiel die Lichtaustrittsgrenzfläche 32, rechnerisch in kleine Segmente zerlegt. Diese Segmente werden gezielt auf ihre Eignung für die Positionierung von Overhead-Elementen 34 untersucht. Eine Eignung ergibt sich in diesem Sinne insbesondere dadurch, dass solche Segmente die Umgebung der Hell-Dunkel-Grenze beleuchten. Am Ende der Analyse werden dadurch exakte Aussagen für die ideale Positionierung der geometrischen Elemente gewonnen. Unerwünschte Nebenwirkungen auf die Homogenität der Lichtverteilung oder die Leistungsfähigkeit des Projektionssystems werden durch dieses Vorgehen unterbunden.To define the partial regions, an interface of the projection lens 26, for example the light emission interface 32, is computationally decomposed into small segments. These segments are specifically examined for their suitability for the positioning of overhead elements 34. A suitability results in this sense in particular in that such segments illuminate the environment of the cut-off line. At the end of the analysis, exact statements for the ideal positioning of the geometric elements are obtained. Undesirable side effects on the homogeneity of the light distribution or the efficiency of the projection system are prevented by this procedure.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Lichtaustritts-Grenzfläche 32 einer Projektionslinse 26 mit einer bevorzugten Anordnung von Teilbereichen 54, 56 und 58. Es werden vorzugsweise zwei symmetrisch angeordnete Teilbereiche 54 und 56 sowie ein zentral unten angeordneter Teilbereich 58 definiert. Diese Anordnung ergibt ein unauffälliges, gewolltes und ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild der gesamten Linse 26, so dass sich hier ein weiterer Design-Freiheitsgrad ergibt, beziehungsweise so dass die Linse 26 als Design-Element angesehen werden kann. Das bewusst gewählte Erscheinungsbild der symmetrischen Anordnung der Teilbereiche 54 und 56 vermeidet insbesondere auch einen Eindruck einer defekten Linse, wie er zum Beispiel bei einem quer über die Linse verlaufenden und zusammenhängenden Overhead-Element in Form eines Zylinderteilvolumens erweckt werden kann. Fig. 3 shows a plan view of a light exit interface 32 of a projection lens 26 with a preferred arrangement of sub-areas 54, 56 and 58. It is preferably two symmetrically arranged portions 54 and 56 and a centrally arranged below the lower portion 58 is defined. This arrangement results in an inconspicuous, desired and aesthetically pleasing appearance of the entire lens 26, so that here another degree of design freedom results, or so that the lens 26 can be considered as a design element. The deliberately chosen appearance of the symmetrical arrangement of the subregions 54 and 56 also avoids, in particular, an impression of one defective lens, as it can be awakened, for example, in a running across the lens and contiguous overhead element in the form of a cylinder part volume.

Die Teilbereiche werden insbesondere so angeordnet, dass Auswirkungen auf die sich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze einstellende Abblendlichtverteilung, der das Overheadlicht letztlich entnommen wird, minimal sind. Die Homogenität der Lichtverteilung bleibt weitestgehend unberührt.In particular, the subregions are arranged in such a way that effects on the low-beam distribution that occurs below the cut-off line, where the overhead light is ultimately taken, are minimal. The homogeneity of the light distribution remains largely untouched.

Es werden also in dem ersten Schritt Teilbereiche 54, 56, 58 auf der Grenzfläche der Projektionslinse definiert, die aber nicht zwangsläufig so angeordnet sein müssen, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Wesentlich ist, dass sich die Teilbereiche 54, 56, 58 für eine Anordnung von Overhead-Elementen 34 eignen, wobei sich die Eignung dadurch ergibt, dass die Teilbereiche 54, 56, 58 möglichst kleine Abmessungen aufweisen und dass ein Lichtstrom, der durch diese Teilbereiche 54, 56, 58 hindurchtritt, ohne störende Auswirkungen auf die übrige Lichtverteilung in den über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung umgelenkt werden kann.In the first step, subregions 54, 56, 58 are defined on the boundary surface of the projection lens, but they do not necessarily have to be arranged as shown in FIG Fig. 3 is shown. It is essential that the subregions 54, 56, 58 are suitable for an arrangement of overhead elements 34, the suitability resulting from the fact that the subregions 54, 56, 58 have the smallest possible dimensions and that a luminous flux flowing through these subregions Passes 54, 56, 58, can be deflected without disturbing effects on the rest of the light distribution in the above the cut-off line overhead overhead area of the light distribution.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Teilbereiche, zum Beispiel die dargestellten Teilbereiche 54, 56, 58 solche Bereiche auf der Projektionslinse 26, die von Licht durchquert werden, das bei nicht vorhandenen Overhead-Elementen 34 zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze dienen würde, also das zur Beleuchtung des hellen Bereichs an oder knapp unter der Hell-Dunkel-Grenze beitragen würde.In a preferred embodiment, the partial areas, for example the illustrated partial areas 54, 56, 58, are those areas on the projection lens 26 that are traversed by light that would serve to generate the cut-off line in the absence of overhead elements 34, So that would contribute to lighting the bright area at or just below the cut-off line.

Für die Definition der Bereiche wird in dem ersten Schritt die Grenzfläche, zum Beispiel die Lichtaustritts-Grenzfläche 32 der Projektionslinse 26 rechnerisch in kleine Segmente zerlegt. Diese Segmente werden dann gezielt auf ihre Eignung für die Positionierung von Overhead-Elementen untersucht.For the definition of the regions, in the first step, the interface, for example the light exit interface 32 of the projection lens 26, is mathematically decomposed into small segments. These segments are then targeted examined for their suitability for the positioning of overhead elements.

In einer bevorzugten Ausgestaltung werden drei Teilbereiche 54, 56, 58 definiert, wobei zwei Teilbereiche 54, 56 der drei Teilbereiche symmetrisch zu einer die optische Achse 24 des Scheinwerfers 10 enthaltenden und rechtwinklig zum Horizont und zur optischen Achse und damit vertikal ausgerichteten gedachten Ebene angeordnet sind, wenn der Scheinwerfer so ausgerichtet ist, dass er eine Lichtverteilung mit einer regelkonformen, zumindest teilweise parallel zum Horizont liegenden Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. In der Fig. 3 ist das die x-z-Ebene. Der dritte Bereich 58 wird bei einer solchen Ausrichtung in einer unteren Hälfte der Grenzfläche 32 so angeordnet, dass er von der vertikal ausgerichteten gedachten Ebene 39 in zwei gleiche Hälften geteilt wird, so dass sich auch insofern eine Symmetrie der Anordnung bezüglich der genannten Ebene 39 ergibt. In Bezug auf den unteren Teilbereich 58 gilt, dass die einzelnen Overhead-Elemente 34, die in einem solchen Teilbereich zusammengruppiert sind, auch gegeneinander verdreht angeordnet sein können. Bei auf Zylinderflächen basierenden ablenkenden Flächen bedeutet dies, dass die Achsen der zu verschiedenen einzelnen zusammengruppierten Overheasd-Elemente zugehörigen Zylinder nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, wie es in der Fig. 3 rechts von der Projektionslinse 26 für einen Teilbereich 58 vergrößert dargestellt ist. Die Ablenkung erfolgt durch eine solche Gruppierung sowohl mit seitlichen als auch mit vertikalen Richtungskomponenten.In a preferred embodiment, three partial areas 54, 56, 58 are defined, wherein two partial areas 54, 56 of the three partial areas are arranged symmetrically to an imaginary plane containing the optical axis 24 of the headlight 10 and perpendicular to the horizon and to the optical axis and thus vertically aligned if the headlamp is aligned so that it generates a light distribution with a rule-compliant, at least partially parallel to the horizon lying light-dark boundary. In the Fig. 3 this is the xz plane. The third region 58 is arranged in such an orientation in a lower half of the interface 32 so that it is divided by the vertically oriented imaginary plane 39 into two equal halves, so that in this respect also results in a symmetry of the arrangement with respect to said plane 39 , With regard to the lower subarea 58, the individual overhead elements 34 which are grouped together in such a subarea can also be arranged rotated relative to one another. For cylindrical surface-based deflecting surfaces, this means that the axes of the cylinders associated with different individual grouped overheasd elements are not aligned parallel to each other, as shown in FIGS Fig. 3 is shown enlarged to the right of the projection lens 26 for a portion 58. The deflection is made by such a grouping with both lateral and vertical directional components.

Die beiden in Bezug auf eine mittig zwischen ihnen und parallel zur x-z-Ebene liegende Symmetrieebene symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereiche 54, 56 haben bevorzugt eine Breite von 4 bis 5 mm bei einer Länge von ungefähr 10 mm. Der untere mittlere Bereich ist bevorzugt ca. 6 mm lang und ca. 2,5 mm hoch. Dies gilt für eine Linse 26 mit einem Durchmesser von ca. 60 bis 75 mm. Mit diesen Werten beträgt die mit Overhead-Elementen 34 besetzte Fläche nur etwa 3% der in die Ebene projizierten Lichtaustrittsfläche 32 der Projektionslinse 26. Dies ist wesentlich weniger als bei der gleichmäßigen Verteilung nach der DE 10 2009 020 593 A1 . Es ist daher bevorzugt und gleichzeitig ein Vorteil der Erfindung, dass sich eine den gesetzlichen Forderungen genügende Overhead-Beleuchtung mit einem so geringen Anteil der Overhead-Element-Flächen an der Fläche der Linse erzielen lässt. In bevorzugten Ausgestaltungen ist dieser Flächenanteil kleiner als 5 %. Für die Teilbereiche gilt allgemein, dass deren Breite bevorzugt zwischen zwei mm und zehn mm liegt, wobei ihre Länge bevorzugt zwischen einem und zwanzig mm liegt.The two symmetrical relative to each other with respect to a center between them and parallel to the xz-plane symmetry arranged portions 54, 56 preferably have a width of 4 to 5 mm at a length of about 10 mm. The lower middle area is preferably about 6 mm long and about 2.5 mm high. This applies to a lens 26 with a diameter of about 60 to 75 mm. With these values, the area occupied by overhead elements 34 is only about 3% of the projected into the plane light exit surface 32 of the projection lens 26. This is much less than in the uniform distribution after the DE 10 2009 020 593 A1 , It is therefore preferred and at the same time an advantage of the invention that an overhead illumination satisfying the legal requirements can be achieved with such a small proportion of the overhead element areas on the surface of the lens. In preferred embodiments, this area fraction is less than 5%. For the subregions is generally that the width is preferably between two mm and ten mm, with their length is preferably between one and twenty mm.

Bevorzugt ist auch, dass die beiden seitlich symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereiche 54, 56 um eine jeweils zur optischen Achse parallele und durch den jeweiligen Teilbereich 54 oder 56 hindurch laufende Drehachse so verdreht angeordnet sind, dass sie Licht bei der im Anspruch 5 beschriebenen Ausrichtung des Scheinwerfers nicht nur nach oben, sondern auch zur Seite ablenken. Die optische Achse verläuft in der Fig. 3 parallel zur x-Richtung. Die Teilbereiche 54 und 56 sind bevorzugt so mit Overhead-Elementen, zum Beispiel mit Overhead-Elementen 34 der in der Fig. 2 dargestellten Art belegt, dass diese Overhead-Elemente durch sie hindurch tretendes Licht so ablenken, dass dieses Licht jeweils Ausbreitungsrichtungskomponenten 60, 62 aufweist. Diese Ausbreitungsrichtungskomponenten zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht nur eine aufwärts gerichtete Komponente (in z-Richtung) besitzen, sondern dass sie zusätzlich seitlich gerichtete, d.h. in die positive und/oder negative y-Richtung weisende Richtungskomponenten aufweisen. Dadurch wird die für eine Regelkonformität erforderliche Breite der Overhead-Beleuchtung in y-Richtung erzielt, so dass alle vorgeschriebenen Messpunkte beleuchtet werden.It is also preferred that the two laterally symmetrically arranged sub-regions 54, 56 are arranged so that they are parallel to the optical axis and through the respective sub-area 54 or 56 passing axis of rotation so that they light in the alignment of the headlight described in claim 5 not only up, but also distract to the side. The optical axis runs in the Fig. 3 parallel to the x-direction. The subregions 54 and 56 are preferably so with overhead elements, for example with overhead elements 34 of the in the Fig. 2 shows that these overhead elements deflect light passing through them in such a way that this light has respective propagation direction components 60, 62. These propagation direction components are characterized in that they not only have an upward component (in the z-direction), but that they additionally side-directed, ie in the positive and / or negative y-direction have pointing directional components. As a result, the width of the overhead illumination in the y-direction, which is required for a conformity to the rule, is achieved, so that all the prescribed measuring points are illuminated.

In diesen im ersten Schritt definierten Teilbereichen 54, 56, 58 werden im zweiten Schritt einzelne Overhead-Elemente 34 und/oder Gruppen einzelner Overhead-Elemente angeordnet. Jede Gruppe enthält bevorzugt eine Zahl von einzelnen Overheadelementen, die zwischen 1 und 20 liegt. Die Overhead-Elemente 34 besitzen bevorzugt eine Geometrie, die durch ihre weitreichende Anpassbarkeit eine definierte Erzeugung von Overheadlicht ermöglicht. Gleichzeitig werden durch gezielte Lichtlenkung die einzuhaltenden Maximalwerte (Blendwerte) berücksichtigt, so dass die gesetzlichen Anforderungen sicher eingehalten werden können.In these partial areas 54, 56, 58 defined in the first step, individual overhead elements 34 and / or groups of individual overhead elements are arranged in the second step. Each group preferably contains a number of individual overhead elements that is between 1 and 20. The overhead elements 34 preferably have a geometry which allows a defined generation of overhead light due to their far-reaching adaptability. At the same time, targeted light control takes into account the maximum values to be observed (glare values) so that the legal requirements can be met safely.

Eine gezielte Anpassung der Geometrie der Overhead-Elemente ist durch die große Zahl von Freiheitsgraden in der geometrischen Gestaltung besser als bisher möglich. Die Overhead-Elemente sind mindestens C1-stetig, also mindestens einmal stetig differenzierbar und damit ohne Stufe oder Knick in die Grenzfläche, also in die Oberfläche der Projektionslinse 26 integriert. In der Serienfertigung führt dies zu einer verbesserten Standzeit im Werkzeug.A targeted adaptation of the geometry of the overhead elements is better than previously possible due to the large number of degrees of freedom in the geometric design. The overhead elements are at least C1-continuous, ie at least once continuously differentiable and thus integrated without step or kink in the interface, ie in the surface of the projection lens 26. In mass production this leads to an improved tool life.

Die Dimensionierung der in die im ersten Schritt definierten Teilbereiche einzusetzenden geometrischen Elemente, seien es die Teilbereiche 54, 56, 58 oder andere im ersten Schritt definierte Teilbereiche, erfolgt mittels Simulation und nachfolgender Analyse. Durch die exakt definierte Geometrie der Overhead-Elemente 34 kann deren Wirkung mit guter Genauigkeit vorhergesagt werden. So ist eine leichte Anpassung der Elemente 34 an präzise Zielvorgaben möglich. Hierdurch wird eine erhebliche Zeitersparnis bei der Festlegung der Größe, Zahl und der Ausrichtung der Overhead-Elemente erzielt.The dimensioning of the geometric elements to be used in the partial regions defined in the first step, be it the partial regions 54, 56, 58 or other partial regions defined in the first step, takes place by means of simulation and subsequent analysis. Due to the precisely defined geometry of the overhead elements 34, their effect can be predicted with good accuracy. Thus, a slight adjustment of the elements 34 to be precise Targets possible. This achieves significant time savings in determining the size, number and orientation of the overhead elements.

Dabei werden gezielt kleinere Oberflächenabschnitte 42 der Vorderfläche der Projektionslinse 26 relativ zu ihrer vorherigen Ausrichtung in vertikaler Richtung verkippt. Mit anderen Worten, eine z-Komponente einer Flächennormale des Oberflächenabschnitts oder Oberflächenbereichs wird vergrößert. Das Licht, welches durch diese Oberflächenabschnitte, respektive Oberflächenbereiche hindurchtritt, erfährt gegenüber seiner vorherigen Richtung eine deutliche Anhebung, also eine Vergrößerung der z-Komponente seiner Propagationsrichtung und beleuchtet dann als erwünschte Folge den Overhead-Bereich der Lichtverteilung. Dieses Licht wird dabei aus der sich ohne eine solche Verkippung einstellenden Abblendlichtverteilung entnommen.Here, targeted smaller surface portions 42 of the front surface of the projection lens 26 are tilted relative to their previous orientation in the vertical direction. In other words, a z-component of a surface normal of the surface portion or surface area is increased. The light, which passes through these surface sections, respectively surface areas, undergoes a significant increase compared to its previous direction, ie an enlargement of the z-component of its propagation direction and then illuminates as a desired consequence the overhead area of the light distribution. This light is taken from the setting without such a tilting Abblendlichtverteilung.

Der vertikale Ablenkungswinkel wird innerhalb der verkippten Oberflächenabschnitte variiert, um den gesamten Overhead-Messbereich abzudecken. Dadurch entsteht ein flächig und homogen, wenn auch vergleichsweise schwach beleuchteter Bereich, in dem alle Overhead-Messpunkte liegen. Die maximale Lichtablenkung, die durch die Overhead-Elemente erzielt wird, liegt bei mindestens 4°, kann aber auch bis zu 10° betragen.The vertical deflection angle is varied within the tilted surface portions to cover the entire overhead measurement range. This creates a flat and homogeneous, albeit comparatively weakly lit, area in which all overhead measuring points are located. The maximum light deflection, which is achieved by the overhead elements, is at least 4 °, but can also be up to 10 °.

Die gegen die Oberfläche 32 der Projektionslinse 26 verkippten Flächenabschnitte 42 werden im Allgemeinen durch Zylinderabschnitte verwirklicht. Sie können aber auch durch vergleichbare oder anders geartete mathematische Funktionen oder beispielsweise Splineflächen oder eine Kombination aus ihnen begrenzt werden. Die Integration der verkippten Einzelflächen in die Oberfläche der Projektionslinse erfolgt durch geschickte Verrundungen, die zwischen den Punkten 40 und 44 liegen. Dabei können verschiedene, durch mathematische Funktionen definierte Verrundungsflächen oder auch Freiformflächen zum Einsatz kommen. Auch durch Splinefunktionen definierte Flächen können dazu eingesetzt werden, anders definierte Flächen sind ebenso möglich.The surface portions 42 tilted against the surface 32 of the projection lens 26 are generally realized by cylinder portions. But they can also be limited by comparable or different mathematical functions or, for example, spline surfaces or a combination of them. The integration of the tilted individual surfaces in the surface of the projection lens is done by skillful rounding, which lie between the points 40 and 44. Different, defined by mathematical functions rounding surfaces or free-form surfaces can be used. Even areas defined by spline functions can be used for this, differently defined areas are also possible.

Die Verrundung wird insbesondere dadurch verwirklicht, dass ein mindestens einmal stetig differenzierbarer Übergang zwischen der Grundfläche 32 der Projektionslinse 26 und den Licht ablenkenden Oberflächenabschnitten, respektive den Overhead-Elementen erzeugt wird. Diese weiche Integration in die Projektionslinse 26 verbessert die Standzeit des Linsenwerkzeuges, da keine scharfen Kanten vorhanden sind, die abgenutzt werden könnten. Das grundsätzliche Aussehen und das Funktionsprinzip der Overhead-Elemente ist in der bereits beschriebenen Figur 2 dargestellt.The rounding is realized, in particular, by producing a transition, which can be continuously differentiated at least once, between the base surface 32 of the projection lens 26 and the light-deflecting surface sections, or the overhead elements. This soft integration into the projection lens 26 improves the life of the lens tool because there are no sharp edges that could be worn. The basic appearance and operating principle of the overhead elements is as already described FIG. 2 shown.

Die Anordnung und Gruppierung der Overhead-Elemente ist nicht auf eine Anordnung in einem Muster von drei Teilbereichen beschränkt. Je nach lichttechnischer Ausgestaltung des Projektionssystems ist eine unterschiedliche Positionierung, Anzahl und Größe der oben beschriebenen Overhead-Elemente 34 geeignet, um eine ausreichende Menge an Overheadlicht zu erzeugen, ohne dafür eine störende Beeinflussung der übrigen Lichtverteilung in Kauf nehmen zu müssen.The arrangement and grouping of the overhead elements is not limited to an arrangement in a pattern of three partial areas. Depending on the lighting design of the projection system, a different positioning, number and size of the above-described overhead elements 34 is suitable for generating a sufficient amount of overhead light, without having to accept a disturbing influence on the remaining light distribution.

Aus gestalterischen Gründen stellt die in der Fig. 3 qualitativ dargestellte Anordnung von drei Teilbereichen mit der beschriebenen Symmetrie aber durchaus eine bevorzugte Ausgestaltung dar.For design reasons, the in the Fig. 3 but qualitatively illustrated arrangement of three sections with the described symmetry quite a preferred embodiment.

In jeden dieser Teilbereiche, seien es die drei Teilbereiche 54, 56 oder 58 aus der Fig. 3 oder anders angeordnete oder eine andere Zahl von Teilbereichen, wird mindestens ein einzelnes Overhead-Element 34 platziert. An Stelle einer Besetzung mit nur einem einzelnen Overhead-Element 34 ist eine Besetzung jedes Teilbereichs mit nur bis zu zehn einzelnen Overhead-Elementen 34 bevorzugt, wobei die Zahl der einzelnen Overhead-Elemente in den symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereichen bevorzugt gleich ist. Wie bereits erläutert wurde, ist dabei bevorzugt, dass zwei Gruppen in den beiden seitlichen Bereichen der Projektionslinse (bezogen auf die senkrechte Achse) und die dritte Gruppe im mittleren Bereich, bevorzugt weiter unten, platziert.In each of these subareas, be it the three subareas 54, 56 or 58 from the Fig. 3 or otherwise arranged or a different number of subregions, at least one individual overhead element 34 is placed. Instead of a cast with only a single overhead element 34, a cast of each subarea with only up to ten individual overhead elements 34 is preferred, wherein the number of individual overhead elements in the symmetrically arranged subregions is preferably the same. As already explained, it is preferred that two groups in the two lateral regions of the projection lens (with respect to the vertical axis) and the third group in the middle region, preferably further down, placed.

Eine verbesserte Funktionalität der Overhead-Elemente wird durch die folgenden Maßnahmen erreicht:An improved functionality of the overhead elements is achieved by the following measures:

Die beiden seitlichen Bereiche mit Overhead-Elementen können zusätzlich um ihren Mittelpunkt gedreht werden, wobei die Drehachse parallel zur optischen Achse des Projektionssystems verläuft. Der Drehwinkel kann dabei optimal angepasst werden. Das hindurchtretende Licht wird nicht nur nach oben, sondern auch gezielt seitlich abgelenkt. Durch diese Maßnahme wird die Beleuchtung von hinsichtlich der zulässigen Beleuchtungsstärke nach oben limitierten Messpunkten (Blendwerte) wesentlich verringert. Gleichzeitig werden die seitlich liegenden Overhead-Messpunkte stärker beleuchtet, so dass die Effizienz der Overhead-Elemente steigt.The two lateral areas with overhead elements can additionally be rotated about their midpoint, the axis of rotation being parallel to the optical axis of the projection system. The rotation angle can be optimally adapted. The passing light is deflected not only upwards, but also targeted laterally. As a result of this measure, the illumination of measuring points (glare values) limited to the upper limit of the permitted illuminance is substantially reduced. At the same time, the overhead overhead measurement points are more illuminated, increasing the efficiency of the overhead elements.

Durch die Kompaktheit der Overhead-Elemente innerhalb ihrer Teilbereiche können diese derart auf der Oberfläche der Projektionslinse angeordnet werden, dass das benötigte Licht ohne störende Auswirkungen auf die übrige Lichtverteilung entnommen werden kann. Bereiche, die nur eine geringe Durchmischung des Lichtes aufweisen oder für die Leistung des Projektionssystems relevant sind, können ausgespart werden: Auf diese Weise werden beispielsweise Inhomogenitäten oder Verdunklungen im Bereich direkt vor dem Fahrzeug und in den Seitenbereichen der Lichtverteilung unterbunden.Due to the compactness of the overhead elements within their subregions, they can be arranged on the surface of the projection lens in such a way that the required light can be removed without disturbing the remaining light distribution. Areas that have only a slight mixing of the light or for the performance of the projection system are relevant, can be omitted: In this way, for example, inhomogeneities or darkening are prevented in the area directly in front of the vehicle and in the side areas of the light distribution.

Besondere Bedeutung hat die zentral und bevorzugt unten in dem Teilbereich 58 der Linsenvorderfläche integrierte Gruppe von Overhead-Elementen 34. In der Fig. 3 ist dies die in dem Teilbereich 58 angeordnete Gruppe von einzelnen Overhead-Elementen 34. Diese unterstützen die seitlich in den Teilbereichen 54 und 56 angeordneten Elemente 34, indem sie einen zusätzlichen Beitrag zum benötigten Overheadlicht leisten.Of particular importance is the group of overhead elements 34 integrated centrally and preferably at the bottom in the subarea 58 of the lens front surface Fig. 3 this is the group of individual overhead elements 34 arranged in the subarea 58. These support the elements 34 arranged laterally in the subareas 54 and 56, thereby making an additional contribution to the required overhead light.

Gleichzeitig ermöglichen sie durch ihre bevorzugt seitliche Streuung eine Homogenisierung des Lichtes im Overheadbereich, es wird der längs der y-Richtung entstehende Mittelungseffekt ausgenutzt. Dadurch wird ein sehr gleichmäßiges Overheadlicht generiert.At the same time, their preferential lateral scattering makes it possible to homogenize the light in the overhead area, exploiting the averaging effect arising along the y-direction. This generates a very uniform overhead light.

Sie verringern außerdem das Auftreten von Inhomogenitäten in der Lichtverteilung, weil das im Overhead-Bereich benötigte Licht an einer weiteren, unkritischen Stelle der Linsenoberfläche entnommen wird.They also reduce the occurrence of inhomogeneities in the light distribution, because the light required in the overhead area is removed at a further, non-critical point of the lens surface.

Das durch die geringere Auffälligkeit ästhetisch verbesserte Erscheinungsbild der Overhead-Elemente wird dadurch erreicht, dass an Stelle eines weit über die Projektionslinse ausgedehnten Overhead-Elementes oder zahlreicher diskreter Einzelelemente hier sehr kompakte Strukturen mit räumlich geringen Abmessungen eingesetzt werden.The aesthetically improved appearance of the overhead elements due to the lower conspicuousness is achieved by using very compact structures with spatially small dimensions instead of an overhead element that extends far beyond the projection lens or numerous discrete individual elements.

Durch die Aufteilung der ablenkenden Flächen in einzelne Elemente 34, die übereinander, beziehungsweise nebeneinander angeordnet sind, wird eine sehr geringe Höhe der einzelnen Elemente in Richtung ihrer Flächennormalen erreicht. Diese Höhe liegt bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 0,2 mm. In einzelnen Fällen kann auch die Verwendung von nur einem Element pro Gruppe ausreichend sein, hier entfällt die Aufteilung. Diese Ausgestaltung ist dann bevorzugt, wenn für die Overhead-Elemente nur eine entsprechend geringe Fläche benötigt wird.By dividing the deflecting surfaces into individual elements 34, which are arranged one above the other or side by side, a very small height of the individual elements in the direction of their surface normal is achieved. This height is preferably in the range of 0.02 to 0.2 mm. In some cases, the use of only one element per group may be sufficient, here the division is omitted. This embodiment is preferred when only a correspondingly small area is required for the overhead elements.

Die Gruppierung mehrerer, gleichartiger Overhead-Elemente 34 in einem abgegrenzten Teilbereich, zum Beispiel einem Overhead-Bereich 54, 56 oder 58, und die symmetrische Anordnung der Teilbereiche führen zu einem gewollten Aussehen, so dass die Elemente nicht mit Oberflächenfehlern auf der Linse zu verwechseln sind. Das gewollte Aussehen wird durch die symmetrisch zur Vertikalachse verlaufende Anordnung der beiden seitlichen Overhead-Bereiche 54, 56 und den mittig gelegenen Zusatzbereich 58, der ebenfalls eine Gruppierung von einzelnen Overheadelementen 34 enthält, verstärkt.The grouping of a plurality of similar overhead elements 34 in a delimited subregion, for example an overhead region 54, 56 or 58, and the symmetrical arrangement of the subregions result in a desired appearance, so that the elements are not confused with surface defects on the lens are. The desired appearance is enhanced by the arrangement of the two lateral overhead areas 54, 56, which is symmetrical to the vertical axis, and the centrally located additional area 58, which likewise contains a grouping of individual overhead elements 34.

Eine insgesamt resultierende Lichtverteilung mit einem erfindungsgemäß erzeugten Overhead-Anteil ist in der Fig. 4 dargestellt. Dabei bezeichnet H eine Horizontale und V eine Vertikale. Der Kreuzungspunkt H = V = 0 stellt das Zentrum der Lichtverteilung dar. Die H-Richtung entspricht insofern der hier auch verwendeten y-Richtung und die V-Richtung entspricht insofern der z-Richtung. Die Zahlen sind Winkelgradangaben. Die geschlossenen Kurven sind Linien gleicher Beleuchtungsstärke, wobei die Beleuchtungsstärke von innen nach außen abnimmt.An overall resulting light distribution with an overhead component generated according to the invention is in the Fig. 4 shown. H denotes a horizontal and V a vertical. The crossing point H = V = 0 represents the center of the light distribution. The H direction corresponds to the y direction used here, and the V direction thus corresponds to the z direction. The numbers are angular degrees. The closed curves are lines of equal illuminance, with the illuminance decreasing from the inside to the outside.

Die mit einer Mindestmenge an Licht zu beleuchtenden Overhead-Messpunkte M1-M6 liegen sicher im ausreichend beleuchteten Overheadbereich. Gleichzeitig steigt das Lichtniveau unterhalb der Messpunkte M4, M5, M6 nicht weiter an, so dass die dort zulässigen Maximalwerte (Blendwerte) sicher eingehalten werden.The overhead measurement points M1-M6 to be illuminated with a minimum amount of light are certainly located in the sufficiently illuminated overhead area. At the same time, the light level below the measuring points M4, M5, M6 no longer increases, so that the maximum values (glare values) permissible there are reliably maintained.

Der Kern der hier vorgestellten Erfindung betrifft das beschriebene Verfahren zur Anordnung und Auslegung von Linsenstrukturen zur Erzeugung von Overhead-Werten. Dabei ist die Erfindung nicht auf die Erzeugung einer speziellen Overheadlichtverteilung beschränkt.The essence of the present invention relates to the described method for arranging and designing lens structures for generating overhead values. The invention is not limited to the generation of a special overhead light distribution.

Mit dem Verfahren sollen die Position, die Abmessungen und die Anzahl der Overhead-Elemente festgelegt werden. Dabei müssen die Lichtquelle 18 selbst und der Reflektor 20 sowie die Blende 22 der Abblendlichtverteilung berücksichtigt werden. Als Lichtquellen kommen Halogen- und Gasentladungslampen sowie Halbleiterlichtquellen in Frage. Bevorzugte Position der Overheadstrukturen sind Bereiche auf der Linse, die von Licht durchquert werden, das zur Erzeugung der Hell-Dunkelgrenze dient.The method should determine the position, dimensions and number of overhead elements. In this case, the light source 18 itself and the reflector 20 and the aperture 22 of the low-beam light distribution must be taken into account. Suitable light sources are halogen and gas discharge lamps and semiconductor light sources in question. Preferred positions of the overhead structures are areas on the lens which are traversed by light which serves to generate the bright-dark boundary.

Die erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturen können mit den bekannten Linsenstrukturen (Wellenstrukturen, Narbenmuster, Rauten nach DE102008023551 ), insbesondere denen zur Beeinflussung der Hell-Dunkelgrenze kombiniert werden. Bei der Verwendung unterschiedlicher Strukturen auf einer Linsenoberfläche werden die Strukturen zur Erzeugung der Overhead-Werte nicht mit den anderen Strukturen überlagert. Stattdessen werden die hier beschriebenen Overheadstrukturen beibehalten und die anderen Strukturen entsprechend beschnitten.The surface structures of the invention can with the known lens structures (wave structures, scar patterns, diamonds after DE102008023551 ), in particular those for influencing the light-dark boundary are combined. When using different structures on one lens surface, the structures for generating the overhead values are not overlaid with the other structures. Instead, the overhead structures described here are retained and the other structures are cropped accordingly.

Bei dem hier beschriebenen Verfahren zur Anordnung und Auslegung von Linsenstrukturen zur Erzeugung von Overhead-Werten wird die Linsenvorderfläche in einem ersten Schritt rechnerisch in kleine, einzelne Segmente geeigneter Größe aufgeteilt. In einer Ausgestaltung sind diese Segmente jeweils 5 x 5 mm groß.In the method described here for arranging and designing lens structures for generating overhead values, the lens front surface is computationally divided into small, individual segments of suitable size in a first step. In one embodiment, these segments are each 5 x 5 mm in size.

Dann wird in einem zweiten Schritt für jedes Segment der Fläche der Projektionslinse eine eigene Simulation durchgeführt. Es wird dabei jeweils nur das Licht betrachtet, welches durch das aktuell untersuchte Segment der Projektionslinse hindurchtritt. Als Ergebnis erhält man für jedes Segment die zugehörige Lichtverteilung. Damit ist jeweils bekannt, an welchem Ort der Lichtverteilung wie viel Licht aus dem betreffenden Segment ankommt.Then, in a second step, a separate simulation is carried out for each segment of the surface of the projection lens. In each case, only the light which passes through the currently examined segment of the projection lens is considered. The result is the associated light distribution for each segment. This always knows at which point of the light distribution how much light from the relevant segment arrives.

Auf dieser Basis wird für jedes Segment in einem dritten Schritt festgelegt, ob sich dieses Segment für eine Integration von Overhead-Elemente eignet. Auf diese Weise werden alle Linsenbereiche in diesem dritten Schritt in für die Overhead-Beleuchtung nutzbare Bereiche und nicht nutzbare Bereiche eingeteilt. Nutzbare Bereiche sind solche Bereiche, die Licht an die Hell-Dunkel-Grenze oder in deren Nähe bringen. Nicht nutzbare Bereiche beleuchten das Vorfeld des Fahrzeugs oder leuchten den seitlichen Bereich der Lichtverteilung aus oder sind für die Leistungsfähigkeit des Projektionssystems wesentlich. Würde man in diesem Sinne nicht nutzbare Bereiche Overhead-Elemente anordnen, würde die Homogenität der Lichtverteilung und die Leistungsfähigkeit des Projektionssystems verschlechtert.On this basis, it is determined for each segment in a third step whether this segment is suitable for the integration of overhead elements. In this way, all lens areas in this third step are divided into areas usable for the overhead lighting and unusable areas. Usable areas are those areas that bring light to or near the cut-off line. Non-usable areas illuminate the apron of the vehicle or illuminate the lateral area of the light distribution or are essential for the efficiency of the projection system. If one were to arrange in this sense unusable areas overhead elements, the homogeneity of the light distribution and the performance of the projection system would be degraded.

Mit dem Ergebnis dieser Analyse ist die optimale Positionierung der Overhead-Elemente auf der Projektionslinse bekannt. Es folgt nun der vierte Schritt, in dem die Geometrie und die Eigenschaften der Overhead-Elemente festgelegt werden. Die Festlegung der Geometrie der Overhead-Einzelelemente und die Gruppierung solcher Overhead-Elemente erfolgt bevorzugt nach den folgenden Gesichtspunkten:The result of this analysis is the optimal positioning of the overhead elements on the projection lens. Now follows the fourth step, where the geometry and properties of the overhead elements are set. The determination of the geometry of the overhead individual elements and the grouping of such overhead elements preferably takes place according to the following aspects:

Die Höhe des zu beleuchtenden Bereiches, also die Entfernung von Unterkante zu Oberkante des Overheadlichtbandes wird über den Radius des zu Grunde liegenden Zylinders eingestellt. Je kleiner der Radius gewählt wird, desto stärker ist das entstehende Overheadlicht vertikal ausgedehnt. Die optimale vertikale Positionierung des Overhead-Bereiches wird über eine vertikale Verschiebung der Zylinderachse der Overhead-Einzelelemente erreicht. Das gesamte Lichtband ist in seiner vertikalen Position exakt einstellbar. Es kann insgesamt weiter nach oben oder unten verschoben werden, um die vorgegebenen Messpunkte optimal zu beleuchten. Unter einer vertikalen Verschiebung wird dabei eine Verschiebung parallel zur Fahrzeughochachse verstanden. In den Figuren ist dies die z-Richtung. Die für das Overheadlicht benötigte Lichtmenge lässt sich leicht über die Variation der Anzahl der Overheand-Einzelelemente und über die laterale Ausdehnung der Einzelelemente zielgenau dimensionieren. Je größer die Fläche der Overhead-Elemente ist, desto mehr Overheadlicht wird erzeugt. Die zusätzliche Entlastung der Blendwerte wird über eine geeignete Positionierung der Overhead-Einzelelemente und zusätzlich über eine Drehung der Overhead-Elemente erreicht. Die Positionierung der Overhead-Einzelelemente erfolgt dabei so, dass diese nur in unkritischen Bereichen der Projektionslinse angeordnet werden. Dies sind die oben genannten geeigneten Bereiche. Durch die Drehung auf der Oberfläche der Projektionslinse 32 wird zusätzlich eine seitliche Ablenkung erzeugt, während bei einer Ausrichtung mehrerer einzelner Overhead-Elemente 34 in z-Richtung übereinander also gewissermaßen in einer vertikalen Reihe, eine Ablenkung des Lichtes lediglich in vertikaler Richtung erfolgt. Um die ablenkende Fläche zu vergrößern, die in der Figur 2 dargestellt ist, werden bevorzugt mehrere solcher einzelnen Overhead-Elemente 34 in einer Reihe nebeneinander oder übereinander angeordnet. Dabei werden diese einzelnen Overhead-Elemente bevorzugt in Gruppen zusammengefasst, wie es z. B. aus der Draufsicht auf eine Projektionslinse 26 gemäß Figur 3 ersichtlich ist. Die Gruppierung in dem Teilbereich 58 zeigt dabei eine Nebeneinanderanordnung, bei der mehrere einzelne Overhead-Elemente 34 in der y-Richtung nebeneinander angeordnet sind. Die beiden anderen Gruppen, die in den Teilbereichen 54 und 56 liegen, zeigen jeweils Gruppen von Overhead-Elementen 34, etwas aus der z-Richtung rausgedreht sind.The height of the area to be illuminated, ie the distance from lower edge to upper edge of the overhead light band, is set by the radius of the underlying cylinder. The smaller the radius chosen, the stronger the resulting overhead light is vertically expanded. The optimal vertical positioning of the overhead area is achieved via a vertical displacement of the cylinder axis of the overhead individual elements. The entire light band is precisely adjustable in its vertical position. It can be moved further up or down to optimally illuminate the given measuring points. A vertical displacement is understood to mean a displacement parallel to the vertical axis of the vehicle. In the figures, this is the z-direction. The amount of light required for the overhead light can be easily dimensioned via the variation of the number of individual overheand elements and over the lateral extent of the individual elements. The larger the area of the overhead elements, the more overhead light is generated. The additional relief of the glare values is achieved by a suitable positioning of the overhead individual elements and additionally by a rotation of the overhead elements. The positioning of the overhead individual elements takes place in such a way that they are arranged only in uncritical regions of the projection lens. These are the appropriate areas mentioned above. The rotation on the surface of the projection lens 32 additionally creates a lateral deflection, while in one orientation a plurality of individual overhead elements 34 in the z-direction one above the other so to speak in a vertical row, a deflection of the light takes place only in the vertical direction. To increase the distracting area in the FIG. 2 is shown, a plurality of such individual overhead elements 34 are preferably arranged in a row next to each other or one above the other. These individual overhead elements are preferably grouped together, as z. B. from the top view of a projection lens 26 according to FIG. 3 is apparent. The grouping in the subregion 58 shows a side-by-side arrangement in which several individual overhead elements 34 are arranged next to one another in the y-direction. The other two groups, which are located in the subregions 54 and 56, respectively show groups of overhead elements 34, slightly out of the z-direction.

Claims (15)

Verfahren zur Anordnung und Dimensionierung von geometrischen Overhead-Elementen (34), die als lokale Deformationen einer Grenzfläche (32) einer Projektionslinse (26) eines Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfers (10) verwirklicht sind, der dazu eingerichtet ist, eine Kante, die einen Lichtstrom einer Lichtquelle des Scheinwerfers begrenzt, als Hell-Dunkel-Grenze einer vom Scheinwerfer in dessen Vorfeld erzeugter Lichtverteilung zu projizieren, wobei die Overhead-Elemente (34) dazu eingerichtet sind, Licht in einen über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt Teilbereiche (54, 56, 58) der Grenzfläche (26) definiert werden, dass in einem zweiten Schritt Overhead-Elemente (34) definiert werden, die in den im ersten Schritt definierten Teilbereichen angeordnet sind, dass eine aus den simulierten Overhead-Elementen resultierende Overhead-Beleuchtung simuliert wird, wobei die Simulation der definierten Overhead-Elemente dazu verwendet wird, eine Zahl und/oder Form der definierten Overhead-Elemente iterativ so zu verändern, dass die simulierte Overhead-Beleuchtung vorbestimmten Bedingungen genügt.Method for the arrangement and dimensioning of geometric overhead elements (34), which are implemented as local deformations of an interface (32) of a projection lens (26) of a motor vehicle projection headlamp (10), which is adapted to an edge, which is a luminous flux of a Light source of the headlamp limited to project as a light-dark boundary of the headlamp in the front panel generated light distribution, wherein the overhead elements (34) are adapted to light in a light-dark boundary over the overhead area of the light distribution to be directed, characterized in that in a first step portions (54, 56, 58) of the interface (26) are defined, that in a second step overhead elements (34) are defined, which arranged in the sub-areas defined in the first step are simulating an overhead illumination resulting from the simulated overhead elements, the simulation of the defi ned overhead elements is used to iteratively change a number and / or shape of the defined overhead elements so that the simulated overhead illumination meets predetermined conditions. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt Teilbereiche auf der Grenzfläche der Projektionslinse definiert werden, die sich für die Positionierung von Overhead-Elementen eignen, wobei sich die Eignung dadurch ergibt, dass die Teilbereiche möglichst kleine Abmessungen aufweisen und dass ein Lichtstrom, der durch diese Teilbereiche hindurchtritt, ohne störende Auswirkungen auf die übrige Lichtverteilung in den über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung umgelenkt werden kann.A method according to claim 1, characterized in that in the first step subregions are defined on the interface of the projection lens, which are suitable for the positioning of overhead elements, wherein the suitability results from the fact that the subregions have the smallest possible dimensions and that Luminous flux, which passes through these subregions, can be deflected without disturbing effects on the rest of the light distribution in the above the cut-off line overhead overhead area of the light distribution. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Teilbereiche Bereiche auf der Projektionslinse sind, die von Licht durchquert werden, das bei nicht vorhandenen Overhead-Elementen zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze dienen würde.A method according to claim 2, characterized in that portions are areas on the projection lens, which are traversed by light, which would serve in the absence of overhead elements for generating the cut-off line. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt die Grenzfläche der Projektionslinse in kleine Segmente zerlegt wird und dass diese Segmente gezielt auf ihre Eignung für die Positionierung von Overhead-Elementen untersucht werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the first step, the interface of the projection lens is decomposed into small segments and that these segments are specifically examined for their suitability for the positioning of overhead elements. Verfahren nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Teilbereiche definiert werden, wobei zwei der drei Teilbereiche symmetrisch zu einer die optischen Achse des Scheinwerfers enthaltenden und rechtwinklig zum Horizont und zur optischen Achse und damit vertikal ausgerichteten gedachten Ebene angeordnet sind, wenn der Scheinwerfer so ausgerichtet ist, dass er eine Lichtverteilung mit einer regelkonformen, zumindest teilweise parallel zum Horizont liegenden Hell-Dunkel-Grenze erzeugt, und dass der dritte Bereich bei einer solchen Ausrichtung in einer unteren Hälfte der Grenzfläche so angeordnet ist, dass er von der vertikal ausgerichteten gedachten Ebene in zwei gleiche Hälften geteilt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that three subregions are defined, wherein two of the three subregions are arranged symmetrically to a plane containing the optical axis of the headlamp and perpendicular to the horizon and the optical axis and thus vertically aligned imaginary plane when the headlamp is aligned so that it generates a light distribution with a rule-compliant, at least partially parallel to the horizon lying light-dark boundary, and that the third area in a such orientation is arranged in a lower half of the interface so as to be divided into two equal halves from the vertically oriented imaginary plane. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden seitlich symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereiche um eine jeweils zur optischen Achse parallele und durch den jeweiligen Teilbereich hindurch laufende Drehachse so gedreht werden, dass sie Licht bei der im Anspruch 5 beschriebenen Ausrichtung des Scheinwerfers nicht nur nach oben, sondern auch zur Seite ablenken.A method according to claim 5, characterized in that the two laterally symmetrically arranged subregions are rotated about a respective axis parallel to the optical axis and passing through the respective sub-axis of rotation so that they light in the described in claim 5 alignment of the headlamp not only after above, but also divert to the side. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die definierten Overhead-Elemente solche Geometrien verwendet werden, die sich durch eine weitreichende Anpassbarkeit auszeichnen und deren Wirkung auf die Lichtverteilung mit guter Genauigkeit simuliert werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the defined overhead elements such geometries are used, which are characterized by a far reaching adaptability and whose effect on the light distribution can be simulated with good accuracy. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Overhead-Elemente so definiert werden, dass die Grenzfläche der Overhead-Elemente zur Luft stetig differenzierbar in die nicht zum Overhead-Element gehörende benachbarte Grenzfläche der Projektionslinse übergeht.A method according to claim 7, characterized in that the overhead elements are defined so that the boundary surface of the overhead elements to the air continuously differentiable merges into the not belonging to the overhead element adjacent interface of the projection lens. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Teilbereichen anzuordnenden Overhead-Elemente hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Zahl, ihrer geometrischen Ausgestaltung und Ausrichtung innerhalb der Teilbereiche definiert werden.Method according to Claim 6, characterized in that the overhead elements to be arranged in the partial areas are defined with regard to their size, their number, their geometric design and orientation within the partial areas. Kraftfahrzeug-Projektionsscheinwerfer, der dazu eingerichtet ist, eine Kante, die einen Lichtstrom einer Lichtquelle des Scheinwerfers begrenzt, als Hell-Dunkel-Grenze einer vom Scheinwerfer in dessen Vorfeld erzeugter Lichtverteilung zu projizieren, und der eine Projektionslinse mit geometrischen Overhead-Elementen aufweist, die als lokale Deformationen einer Grenzfläche der Projektionslinse verwirklicht sind und die dazu eingerichtet sind, Licht in einen über der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Overhead-Bereich der Lichtverteilung zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die Overhead-Elemente auf drei Teilbereiche der Grenzfläche beschränkt angeordnet sind wobei zwei der drei Teilbereiche symmetrisch zu einer die optischen Achse des Scheinwerfers enthaltenden und rechtwinklig zum Horizont und zur optischen Achse und damit vertikal ausgerichteten gedachten Ebene angeordnet sind, wenn der Scheinwerfer so ausgerichtet ist, dass er eine Lichtverteilung mit einer regelkonformen, zumindest teilweise parallel zum Horizont liegenden Hell-Dunkel-Grenze erzeugt, und dass der dritte Bereich bei einer solchen Ausrichtung in einer unteren Hälfte der Grenzfläche so angeordnet ist, dass er von der vertikal ausgerichteten gedachten Ebene in zwei gleiche Hälften geteilt wird.Motor vehicle projection headlamp, which is adapted to an edge which limits a luminous flux of a light source of the headlamp, as a cut-off of a light produced by the headlamp in the apron Projecting light distribution, and having a projection lens with geometric overhead elements, which are realized as local deformations of an interface of the projection lens and which are adapted to direct light in a light-dark-border overhead area of the light distribution, characterized in that the overhead elements are confined to three subregions of the interface, two of the three subregions being symmetrical about an imaginary plane containing the optical axis of the headlamp and perpendicular to the horizon and the optical axis and thus vertically aligned when the headlamp is aligned so that it generates a light distribution with a rule-compliant, at least partially parallel to the horizon lying light-dark boundary, and that the third region is arranged in such an orientation in a lower half of the interface, that it from the vertically directed imaginary plane is divided into two equal halves. Scheinwerfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden seitlich symmetrisch zueinander angeordneten Teilbereiche um eine jeweils zur optischen Achse parallele und durch den jeweiligen Teilbereich hindurch laufende Drehachse so gedreht angeordnet sind, dass sie Licht bei der im Anspruch 14 beschriebenen Ausrichtung des Scheinwerfers nicht nur nach oben, sondern auch zur Seite ablenken.Headlamp according to claim 11, characterized in that the two laterally symmetrically arranged subregions are arranged so as to be rotated about an axis parallel to the optical axis and passing through the respective sub-axis of rotation so that they light in the described in claim 14 alignment of the headlamp not only to the top, but also distract to the side. Scheinwerfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche der Overhead-Elemente zur Luft stetig differenzierbar in die benachbarte Fläche der nicht zum Overhead-Element gehörenden Grenzfläche der Projektionslinse übergeht.Headlamp according to claim 12, characterized in that the boundary surface of the overhead elements to the air continuously differentiable merges into the adjacent surface of the not belonging to the overhead element interface of the projection lens. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teilbereich ein bis zehn Overhead-Elemente aufweist.Headlamp according to one of claims 10 to 12, characterized in that each portion has one to ten overhead elements. Scheinwerfer nach Anspruch 13, dadurch dass die Overhead-Elemente 0,02 bis 0,2 mm weit aus der sie umgebenden Grenzfläche der Projektionslinse herausragen oder hereinragen.Headlight according to claim 13, characterized in that the overhead elements protrude 0.02 to 0.2 mm far from the surrounding boundary surface of the projection lens or protrude. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zusätzlich zu den Overhead-Elementen Oberflächenstrukturen aufweist, die nicht zur Erzeugung einer Overhead-Beleuchtung dienen und die außerhalb der Overhead-Elemente aufweisenden Teilbereiche der Grenzfläche angeordnet sind.Headlamp according to one of claims 10 to 14, characterized in that the interface in addition to the overhead elements surface structures, which are not used for generating an overhead illumination and the outside of the overhead elements having portions of the interface are arranged.

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