EP3757450A1 - Beleuchtungsvorrichtung eines kraftfahrzeugscheinwerfers - Google Patents

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EP3757450A1
EP3757450A1 EP19182837.5A EP19182837A EP3757450A1 EP 3757450 A1 EP3757450 A1 EP 3757450A1 EP 19182837 A EP19182837 A EP 19182837A EP 3757450 A1 EP3757450 A1 EP 3757450A1
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EP
European Patent Office
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optical system
projection optical
projection optics
area
projection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19182837.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan MITTERLEHNER
Günter Karlinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to CN202080046401.4A priority patent/CN114008381B/zh
Priority to PCT/EP2020/065794 priority patent/WO2020259994A1/de
Priority to EP20732174.6A priority patent/EP3990825A1/de
Priority to US17/617,435 priority patent/US11732857B2/en
Priority to JP2021576908A priority patent/JP7342155B2/ja
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/29—Attachment thereof
    • F21S41/295—Attachment thereof specially adapted to projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
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    • F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F21S43/145—Surface emitters, e.g. organic light emitting diodes [OLED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle headlight which comprises a projection optical system and a light source unit.
  • the lighting device is preferably a lighting device that functions according to the projection principle.
  • the light source unit comprises a surface which is preferably perpendicular to an optical axis of the projection optical system, wherein the light source unit can generate a light image on the surface.
  • the size of the area is essentially the same as the size of the light image.
  • the light image that can be generated on the surface is by means of the projection optical system in front of the lighting device in the form of a light distribution, e.g. a low beam distribution, a floor projection light distribution or high beam distribution, projectable.
  • the light source unit also comprises a support structure, the support structure having an opening, the opening being arranged and designed to match the surface and the light image being able to be generated at least on one side of the surface facing the projection optical system.
  • a distance between the surface (or the light image) and the opening is smaller, preferably much smaller than the dimensions of both the opening and the light image.
  • the surface is arranged to match the opening, for example on or in the opening, so that when the light image is generated on the surface, all of the light emanating from the light image generated on the surface passes through the opening (in the direction of the projection optical system).
  • the invention also relates to a motor vehicle headlight with at least one such lighting device.
  • the projection optical systems are either not adjustable at all with respect to the light source or can only be adjusted with the aid of complex adjustment mechanisms.
  • the object of the present invention is therefore to create a lighting device for a motor vehicle headlight which is simple and can be adjusted reliably.
  • the projection optical system has guide elements and the support structure has elongated guides corresponding to the guide elements, the guide elements in the elongated guides along a longitudinal direction preferably running parallel to an optical axis of the projection optical system elongated guides are arranged so that they can be guided, wherein the projection optical system rests on the support structure in a fastenable manner and - before the projection optical system is fastened to the support structure - is movable along the longitudinal direction.
  • the invention makes use of gravity, the ability to be guided along the longitudinal direction (before fastening) a simple and safe positioning of the projection optics system in Relation to the area with the photograph allows. Errors (lens shape deviations, lens thickness tolerances, ...) can be at least partially compensated for in order to achieve the sharpest possible image, which is particularly important for logo projections.
  • the aforementioned desired position is obtained by moving the projection optical system with respect to the light source unit along the longitudinal direction and at the same time analyzing the generated light distribution, i. when the lighting device is put into operation, determined with regard to its quality, for example with regard to its sharpness.
  • the projection optics system is also referred to as an objective in the following.
  • Two elongate guides and guide elements are preferably provided in each case.
  • the guide elements are also elongated, for example. It can be useful if exactly one guide element is provided for each elongated guide.
  • the elongated guides can be designed, for example, as trough-shaped receptacles / depressions.
  • the surface can preferably be formed by mirror surfaces of mirrors of a micromirror array of a surface light modulator, for example a DMD chip.
  • a light-emitting surface of an LED light source can also function as a surface.
  • the surface can be used as a light conversion medium or light conversion medium plate be designed that can convert light from a laser light source, for example a laser diode, into substantially white light.
  • the surface is preferably flat or not curved. It goes without saying that in the aforementioned cases the LED light sources or laser light source are part of the light source unit.
  • the projection optical system is preferably arranged downstream of the light source unit in the main emission direction (parallel to the longitudinal direction).
  • the lighting device can be designed as a light module. That is, the lighting device in an assembled state, i. when the projection optical system is attached to the support structure, forms a structural unit and does not consist of structurally separate elements or sub-units, which are distributed at different locations in a motor vehicle headlight, for example.
  • the projection optics system comprises a projection optics holder and at least one projection optics, the at least one projection optics being enclosed in the projection optics holder, the guide elements being arranged on the projection optics holder.
  • Lenses such as e.g. concave, convex, bi-concave, -convex, plane-concave or -convex can be used.
  • the lenses can consist of different materials (of materials each having a different refractive index) and be positioned at different distances from one another.
  • different lenses can have different refractive indices matched to one another.
  • the lenses made of plastics, such as e.g. made of PC (polycarbonate) PMMA (polymethyl methacrylate), or from optical glasses, e.g. be made of flint or crown glass.
  • the guide elements are designed in one piece with the projection optics holder and in particular form a monolithic structure with the projection optics holder.
  • the projection optics holder rests on the carrier structure, is movable along the longitudinal direction and can be fastened to the carrier structure (in a desired position).
  • the projection optics system comprises two or more, preferably three, projection optics.
  • the projection optics system has an achromatic and / or apochromatic effect or the projection optics are designed and positioned in relation to one another in such a way that the projection optics system has an achromatic and / or apochromatic effect.
  • the guide elements are designed as elevations, the elevations being trapezoidal in a section arranged transversely to the longitudinal direction.
  • the elevations protrude downwards.
  • the elongated guides are designed as, for example, trough-shaped depressions or as holes, through holes and / or elongated holes, the guide elements, for example, either partially or entirely being received in the elongated guides.
  • the projection optics system can be moved within a range of motion defined by the length of the elongated guides and the projection optics system, preferably the projection optics holder, has an attachment area and the support structure has a counter area corresponding to the attachment area, the movement area, attachment area and the counter area, correspond to one another in such a way that the projection optics system, preferably its projection optics holder, can be attached to the support structure in any position within the range of motion such that the attachment area of the projection optics system is at least partially attached to the opposite area of the support structure.
  • the term "movement range” is understood to mean that length within which the projection optical system can be moved with respect to the light source unit along the optical axis (of the projection optical system) when the guide elements are arranged in the elongated guides.
  • the range of motion can also be determined by the length of the guide elements (along the longitudinal direction), e.g. Length of the elevations, is defined.
  • the projection optics system preferably its projection optics holder, is fastened to the carrier structure by screwing, gluing, riveting or welding.
  • the fastening area has at least two, preferably three, through openings and the mating area has at least two, preferably three receptacles, each receptacle corresponding to a through opening, with different receptacles corresponding to different through openings, the fastening area on the mating area by means of at least two, preferably three fastening elements, for example screws, which can be received in the through openings and in the receptacles can be fastened.
  • the through openings are designed as elongated holes extending in the direction of the optical axis, the length of which corresponds to the range of movement.
  • the fastening area is arranged on the outer circumference of the projection optics holder, the through openings being arranged distributed over the area so that they offer a better hold of the projection optics system on the carrier structure.
  • the through openings or the receptacles are arranged in a triangle.
  • the location (or the desired position) is selected as a function of a desired image scale or desired image sharpness.
  • the projection optics system preferably the projection optics holder
  • the handling area can, for example, enable in particular automated handling or automated detection of the projection optical system 1.
  • the handling area can e.g. By an industrial robot, e.g. an assembly robot can be detected, which carries out a precise longitudinal adjustment in the axial direction (in the direction of the optical axis) in order to achieve, for example, a specified image scale or a specified image sharpness.
  • the handling area is designed as lateral elements, preferably tabs, protruding from the projection optics system, preferably from the projection optics holder.
  • the lateral tab-shaped elements preferably tabs, extend from the projection optics holder in a direction orthogonal to the optical axis, preferably horizontally.
  • the ends of the elongated guides each have a stop surface so that the respective guide element can only be moved from a first end to a second end of the elongated guide opposite the first end.
  • the support structure has arms, the arms of the support structure protruding in the direction of the projection optical system, the elongated guides being formed in the arms, and the projection optical system preferably having laterally protruding tabs, the guide elements on the protruding tabs are arranged.
  • the arms protrude from a plane containing the opening and extend parallel to the longitudinal direction.
  • the arms form a support surface for the projection optical system.
  • the tabs are arranged on the projection optics holder. Particular advantages can result if the tabs are formed on the projection optics holder, in particular form a monolithic structure with the projection optics holder.
  • the guide elements are arranged on the tabs, in particular are formed on the tabs. Particular advantages can result if the guide elements form a monolithic structure with the tabs.
  • the guide elements preferably protrude downward from the tabs.
  • all elongated guides are of the same length.
  • FIG. 1 shows a light module for a motor vehicle headlight, which corresponds to a lighting device according to the invention.
  • the light module comprises a projection optical system 1 and a light source unit 2 .
  • Figure 1 shows a partially assembled state of the light module, in which the projection optical system 1 is not attached to the light source unit 2.
  • the light source unit comprises a surface 20 which is perpendicular to an optical axis X of the light module.
  • the light source unit 2 When the light source unit 2 is in operation, it generates a light image on the surface 20, the size of which is (substantially) the same as the size of the surface 20.
  • the Figure 1 it can be seen that the light image is generated on a side 201 of the surface 20 facing the projection optical system 1.
  • the light image generated on the side 201 is projected by means of the projection optics system 1 in front of the light module in the form of a light distribution, preferably in accordance with the law.
  • the side 201 is formed by mirror surfaces of mirrors of a micromirror array of a surface light modulator, for example a DMD chip.
  • the projection optics system 1 comprises a projection optics holder 4 , in which three projection optics 5a , 5b , 5c are enclosed.
  • the projection optics 5a, 5b, 5c are designed as non-rotationally symmetrical lenses (see Figure 5 ).
  • the first two lenses 5a and 5b (seen from the surface 20) together form a so-called air achromat (see description of the prior art DE 10 2010 046 626 84 and in particular paragraphs [0009] to [0013]) and thus correct at least longitudinal color errors.
  • the air achromatic lens 5a and 5b can also be designed in such a way that lateral color errors are also corrected. This can be achieved by optimizing air achromatic parameters such as lens materials, curvatures, spacing and so on.
  • the third lens 5c in this lens triplet is a divergent lens and essentially determines the size of the light distribution, in particular its height and width.
  • the projection optics system 1 can also have other elements such as fastening clips 15 or resilient insert elements (not shown) for clamping the projection optics 5a, 5b, 5c in the projection optics holder 4.
  • the light module Since the image generated on the side 201 of the surface 20 is mapped with a projection optical system 1, preferably a lens system, the light module functions according to the projection principle.
  • the light source unit 2 also comprises a carrier structure 3 .
  • the carrier structure 3 has an opening 30 , the opening 30 being arranged and designed to match the surface 20.
  • the distance of the light image from the edges of the opening 30 is smaller, preferably much smaller than the dimensions of the opening 30 and the light image itself. That is, the surface 20 or the side 201 is in such a way to the opening 30, for example on or in the Opening 30, is appropriately arranged and designed that when generating the light image on the surface 20 or on the side 201 essentially all of the light emanating from the light image generated on the surface 20 or on its side 201 through the opening 30 (in the direction of the lens or the projection optics system 1) passes.
  • the projection optical system 1 can be designed as an objective.
  • the projection optical system 1 has two guide elements 10 .
  • the guide elements 10 according to this preferred embodiment are of identical design.
  • the carrier structure 3 also has two elongated - likewise identical - guides 31 corresponding to the guide elements 10.
  • Each elongated guide 31 corresponds in each case to a guide element 10, with different guides 31 corresponding to different guide elements 10.
  • the guide elements 10 are arranged in the elongated guides 31 such that they can be guided along a longitudinal direction X of the elongated guides 31.
  • the longitudinal direction X is parallel to the optical axis of the light module or the projection optical system 1.
  • the elongated guides 31 are designed roughly like trough-shaped receptacles or depressions (see FIG Figure 3 ).
  • the projection optical system 1 rests on the support structure 3 and can be moved along the longitudinal direction or the optical axis X.
  • This enables a more precise longitudinal adjustment of the projection optical system 1 in relation to the carrier structure 3, whereby a distance between the projection optical system 1 and the side 201 of the DMD chip can be varied, for example to set the image scale.
  • the lens the projection optical system
  • the lens rests on the support structure under the action of gravity.
  • the direction of gravity corresponds to the "downward" direction.
  • the projection optical system 1 In order to mount the projection optical system 1 on the light source unit 2, the projection optical system 1 is placed on the support structure 3 of the light source unit 2 (see arrow D in Figure 1 ), so that the guide elements 10 are received in the elongated guides 31. Thereafter, the projection optical system 1 is moved back and forth along the longitudinal direction X until an optimal position (for example with regard to sharpness and scale) with respect to the surface 20 is reached. The projection optical system 1 is then attached to the carrier structure, for example by screwing, gluing, welding.
  • the guide elements 10 are arranged on the projection optics holder 4.
  • the projection optics holder 4 is formed in one piece.
  • the projection optics holder 4 can, for example, be made of die-cast magnesium or by thixomolding or forming, or it can be designed as a plastic injection-molded part.
  • the guide elements 10 of the light module shown are thus formed in one piece with the projection optics holder 4, and form a monolithic structure with the projection optics holder.
  • the projection optics holder 4 of the objective 1 rests on the support structure 3, is movable along the longitudinal direction X and can be fastened to the support structure.
  • Cooling fins 21 of a heat sink (not shown further) for cooling the light source unit 2 to see.
  • the cooling ribs are designed, for example, in the form of pins arranged parallel to the longitudinal direction X of the elongated guides.
  • Figure 1 and 3 show that the guide elements are designed as elevations 10 protruding downward from the projection optics holder 4.
  • the elevations extend in the longitudinal direction X of the elongated guides 31 and have a trapezoidal cross section.
  • the elongated guides 31 accordingly also have a trapezoidal cross section. This is especially good in Figure 3 recognizable.
  • the projection optical system 1 can be displaced, in particular to and fro, with respect to the light source unit 2 along the longitudinal direction X of the elongated guides 31 parallel to the optical axis.
  • the length L of the elongated guides 31 and optionally also a length of the elevations 10 define a movement range B within which the projection optical system 1 can be moved with respect to the light source unit 2.
  • the projection optics holder 4 has a fastening area 12 , the carrier structure 3 having a counter area 33 corresponding to the fastening area 12.
  • the movement area B, fastening area 12 and the mating area 33 correspond to one another in such a way that the projection optics holder 4 can be fixed to the support structure 3 in any position within the movement area B in such a way that the fastening area 1 of the projection optics system 1 is at least partially on the mating area 33 of the support structure 3 is attached.
  • screws 6a , 6b , 6c were selected as fastening means as examples. Gluing, riveting or welding is also possible.
  • the fastening area 12 comprises three (elongated) through openings 120 , 121 , 122 .
  • the opposite area 33 comprises three receptacles 330 , 331 , 332 .
  • Each receptacle 330, 331, 332 corresponds to a through opening 120, 121, 122.
  • Different receptacles 330, 331, 332 correspond to different through openings 120, 121, 122.
  • the fastening area 12 is arranged on the outer circumference of the projection optics holder 4. Through openings 120, 121, 122 are distributed over the area 12 so that they offer a better hold of the projection optical system 1 on the support structure 3, in particular during the aforementioned adjustment by moving back and forth.
  • One Synopsis of the Figures 1 and 4th it can be seen that the through openings 120, 121, 122 (and also the receptacles 330, 331, 332 are arranged in approximately a triangle, both from above and from the front.
  • the through openings 120, 121, 122 have a length corresponding to the movement area B in the direction of the optical axis X so that the movement area B can be used to the maximum.
  • the receptacles 330, 331, 332 are designed as screw domes.
  • the (three) screws 6a, 6b, 6c are screwed through the through openings 120, 121, 122 into the screw domes 330, 331, 332.
  • the position in which the projection optical system 1 is fastened to the support structure is determined and selected as a function of a desired quality of the light distribution, for example a desired imaging scale.
  • the projection optics holder 4 has a handling area 13 .
  • the handling area 13 is formed on mutually opposite sides 14a , 14b of the projection optics holder 4. It's in the Figures 3 and 4th It is particularly easy to see that the handling area 13 protrudes from the sides 14a, 14b of the projection optics holder 4 and is approximately in the form of tabs which extend horizontally away from the projection optics holder 4.
  • the handling area 13 is provided in order to facilitate, in particular, automated handling or automated detection of the projection optical system 1.
  • the handling area 13 can, for.
  • an industrial robot e.g. an assembly robot can be detected, which carries out a precise longitudinal adjustment in the axial direction X, for example to achieve a specified image scale.
  • the quality of the optical image can be improved as a result.
  • this can improve the image sharpness and at least partially compensate for the image errors that are caused by lens shape deviations, lens thickness tolerances, etc. This can be done with those light modules or lighting devices that are used to generate logo projections or different floor projection light distributions are particularly advantageous.
  • the elongated guides 31 each have a stop surface 31a , 31b at their ends, so that the respective guide element 10 can only be moved from a first end to a second end of the corresponding elongated guide 31 opposite the first end.
  • a longitudinal adjustment of the objective 1 with regard to the support structure 3 in the axial direction X is limited to the predetermined length L.
  • the elongated guides 31 are formed in the support structure 3 in the direction of the projection optical system 1 protruding arms 32 .
  • the arms 32 protrude from a plane containing the opening 30 and extend parallel to the longitudinal direction X of the elongated guides 31 formed therein.
  • Exactly one elongated guide 31 is formed in each arm 32.
  • the arms 32 are arranged to the side of the opening 30 and connected by a connecting web 34 .
  • the connecting web 34 also protrudes from the support structure 3 in the direction of the optical axis X and partially (for example from above) closes the opening 30.
  • the arms 32 and the connecting web 34 together offer a support surface for the projection optics holder 4 of the projection optics system 1.
  • the projection optics holder 4 has two tabs 11 on the opposite sides 14a, 14b.
  • the tabs 11 protrude laterally from the projection optics holder 4 and extend flat in the horizontal direction.
  • two of the three through openings 120 and 122 are formed in the tabs 11.
  • the handling area 13 is formed in one piece with the tabs 11.
  • the guide elements 10 are formed on the protruding tabs 11. It's in the Figures 1 and 3 It is particularly easy to see that each guide element 10 is arranged at a distal end 11a of the corresponding tab 11.
  • Such an arrangement of the guide elements 10 improves handling when adjusting / positioning the objective 1 on the support structure 3 and thus reduces the risk of the guide elements 10 tilting / tilting in the elongated guides 31.
  • an arrangement of the guide elements 10 that is as "wide” as possible from one another offers a stable support and guidance of the projection optical system 1.

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers umfassend ein Projektionsoptiksystem (1) und eine Lichtquelleneinheit (2), wobei die Lichtquelleneinheit eine Fläche (20) umfasst, wobei die Lichtquelleneinheit (2) ein Lichtbild auf der Fläche (20) erzeugen kann, wobei das auf der Fläche (20) erzeugbare Lichtbild mittels des Projektionsoptiksystems (1) vor die Beleuchtungsvorrichtung in Form einer Lichtverteilung projizierbar ist, wobei die Lichtquelleneinheit (2) eine Trägerstruktur (3) umfasst, wobei die Trägerstruktur (3) eine Öffnung (30) aufweist, wobei die Öffnung (30) passend zu der Fläche (20) angeordnet und ausgebildet ist und das Lichtbild mindestens auf einer dem Projektionsoptiksystem (1) zugewandten Seite (201) der Fläche (20) erzeugbar ist, wobei das Projektionsoptiksystem (1) Führungselemente (10) aufweist und die Trägerstruktur (3) zu den Führungselementen (10) korrespondierende längliche Führungen (31) aufweist, wobei die Führungselemente (10) in den länglichen Führungen (31) entlang einer Längsrichtung (X) der länglichen Führungen (31) führbar angeordnet sind, wobei das Projektionsoptiksystem (1) auf der Trägerstruktur (3) aufliegt und entlang der Längsrichtung (X) beweglich ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, die ein Projektionsoptiksystem und eine Lichtquelleneinheit umfasst. Die Beleuchtungsvorrichtung ist vorzugsweise eine nach dem Projektionsprinzip funktionierende Beleuchtungsvorrichtung. Die Lichtquelleneinheit umfasst eine vorzugsweise zu einer optischen Achse des Projektionsoptiksystems senkrecht stehende Fläche, wobei die Lichtquelleneinheit ein Lichtbild auf der Fläche erzeugen kann. Vorzugsweise ist die Größe der Fläche der Größe des Lichtbildes im Wesentlichen gleich. Das auf der Fläche erzeugbare Lichtbild ist mittels des Projektionsoptiksystems vor die Beleuchtungsvorrichtung in Form einer Lichtverteilung, wie z.B. eine Abblendlichtverteilung, eine Bodenprojektion-Lichtverteilung oder Fernlichtverteilung, projizierbar. Die Lichtquelleneinheit umfasst außerdem eine Trägerstruktur, wobei die Trägerstruktur eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung passend zu der Fläche angeordnet und ausgebildet ist und das Lichtbild mindestens auf einer dem Projektionsoptiksystem zugewandten Seite der Fläche erzeugbar ist. Beispielsweise ist ein Abstand zwischen der Fläche (beziehungsweise dem Lichtbild) und der Öffnung kleiner, vorzugsweise viel kleiner als Dimensionen sowohl der Öffnung als auch des Lichtbildes. D.h., dass die Fläche derart zu der Öffnung, beispielsweise an oder in der Öffnung, passend angeordnet ist, dass beim Erzeugen des Lichtbildes an der Fläche gesamtes von dem an der Fläche erzeugten Lichtbild ausgehendes Licht durch die Öffnung (in Richtung des Projektionsoptiksystems) durchtritt.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer solchen Beleuchtungsvorrichtung.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungsvorrichtungen sind die Projektionsoptiksysteme in Bezug auf die Lichtquelle entweder gar nicht oder nur mithilfe aufwändiger Verstellmechanismen verstellbar.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer zu schaffen, die einfach ist und sich zuverlässig justieren lässt.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Beleuchtungsvorrichtung der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Projektionsoptiksystem Führungselemente aufweist und die Trägerstruktur zu den Führungselementen korrespondierende längliche Führungen aufweist, wobei die Führungselemente in den länglichen Führungen entlang einer vorzugsweise parallel zu einer optischen Achse des Projektionsoptiksystems verlaufende Längsrichtung der länglichen Führungen führbar angeordnet sind, wobei das Projektionsoptiksystem auf der Trägerstruktur befestigbar aufliegt und - vor der Befestigung des Projektionsoptiksystems an der Trägerstruktur - entlang der Längsrichtung beweglich ist.
  • Dadurch dass das vorzugsweise zentrierte Projektionsoptiksystem auf der Trägerstruktur aufliegt und an der Trägerstruktur (in einer gewünschten Position) befestigbar ist, macht die Erfindung die Schwerkraft zu Nutze, wobei die Führbarkeit entlang der Längsrichtung (vor der Befestigung) eine einfache und sichere Positionierung des Projektionsoptiksystems in Bezug auf die Fläche mit dem Lichtbild ermöglicht. Dabei können Fehler (Linsenformabweichungen, Linsendickentoleranzen,...) zumindest teilweise kompensiert werden, um eine möglichst scharfe Abbildung zu erreichen, was für Logoprojektionen besonders wichtig ist. Die vorgenannte gewünschte Position wird durch Bewegen des Projektionsoptiksystems in Bezug auf die Lichtquelleneinheit entlang der Längsrichtung und gleichzeitigem Analysieren der erzeugten Lichtverteilung, d.h. wenn die Beleuchtungsvorrichtung in Betrieb genommen ist, hinsichtlich ihrer Qualität beispielsweise hinsichtlich ihrer Schärfe ermittelt.
  • Das Projektionsoptiksystem wird im weiteren Verlauf auch als Objektiv genannt. Vorzugsweise sind jeweils zwei längliche Führungen und Führungselemente vorgesehen. Die Führungselemente sind beispielsweise ebenfalls länglich ausgebildet. Es kann zweckmäßig sein, wenn es pro längliche Führung genau ein Führungselement vorgesehen ist. Die länglichen Führungen können beispielsweise als wannenförmige Aufnahmen/Vertiefungen ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise kann die Fläche durch Spiegelflächen von Spiegeln eines Mikrospiegelarrays eines Flächenlichtmodulators, z.B. eines DMD-Chips, gebildet sein. Allerdings kann eine lichtemittierende Fläche einer LED-Lichtquelle ebenfalls als Fläche fungieren. Darüber hinaus kann die Fläche als Lichtkonversionsmittel beziehungsweise Lichtkonversionsmittel-Plättchen ausgebildet sein, die Licht einer Laserlichtquelle, z.B. einer Laserdiode, in im Wesentlichen weißes Licht umwandeln kann. Die Fläche ist vorzugsweise eben beziehungsweise ungekrümmt. Es versteht sich, dass in den vorgenannten Fällen die LED-Lichtquellen beziehungsweise Laserlichtquelle ein Teil der Lichtquelleneinheit sind.
  • Das Projektionsoptiksystem ist vorzugsweise der Lichtquelleneinheit in Hauptabstrahlrichtung (parallel zur Längsrichtung) nachgeordnet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Beleuchtungsvorrichtung als ein Lichtmodul ausgebildet sein. Das heißt, dass die Beleuchtungsvorrichtung in einem montierten Zustand, d.h. wenn das Projektionsoptiksystem an der Trägerstruktur befestigt ist, eine Baueinheit bildet und nicht aus baulich voneinander getrennten Elementen beziehungsweise Untereinheiten besteht, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer an unterschiedlichen Orten verteilt sind.
  • Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass das Projektionsoptiksystem einen Projektionsoptikhalter und mindestens eine Projektionsoptik umfasst, wobei die mindestens eine Projektionsoptik in dem Projektionsoptikhalter eingefasst ist, wobei die Führungselemente an dem Projektionsoptikhalter angeordnet sind.
  • Als Projektionsoptiken können beispielsweise Linsen (es sind vorzugsweise drei vorgesehen), wie z.B. konkave, konvexe, bi-konkave, -konvexe, plan-konkave oder - konvexe, verwendet werden. Die Linsen können aus verschiedenen Materialien bestehen (aus Materialien die jeweils einen unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen) und in unterschiedlichen Abständen zueinander positioniert sein. Beispielsweise können unterschiedliche Linsen unterschiedliche aufeinander abgestimmte Brechungsindizes aufweisen. Insbesondere können die Linsen aus Kunstoffen, wie z.B. aus PC (Polycarbonat) PMMA (Polymethylmethacrylat), oder aus optischen Gläsern, wie z.B. aus Flint- oder Kronglas hergestellt sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Führungselemente einstückig mit dem Projektionsoptikhalter ausgebildet sind und insbesondere eine monolithische Struktur mit dem Projektionsoptikhalter bilden.
  • Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Projektionsoptikhalter auf der Trägerstruktur aufliegt, entlang der Längsrichtung beweglich ist und an der Trägerstruktur (in einer gewünschten Position) befestigbar ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass das Projektionsoptiksystem zwei oder mehr, vorzugsweise drei Projektionsoptiken umfasst.
  • Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das Projektionsoptiksystem eine achromatische und/oder apochromatische Wirkung hat beziehungsweise die Projektionsoptiken derart ausgebildet und zueinander positioniert sind, dass das Projektionsoptiksystem eine achromatische und/oder apochromatische Wirkung aufweist.
  • Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Führungselemente als Erhebungen ausgebildet sind, wobei die Erhebungen in einem quer zu der Längsrichtung angeordneten Schnitt trapezförmig ausgebildet sind.
  • Außerdem kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Erhebungen nach unten hervorspringen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die länglichen Führungen als beispielsweise wannenförmige Vertiefungen oder als Löcher, Durchgangslöcher und/oder Langlöcher ausgebildet sind, wobei die Führungselemente beispielsweise entweder teils oder ganz in den länglichen Führungen aufgenommen sind.
  • Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn das Projektionsoptiksystem innerhalb eines durch Länge der länglichen Führungen definierten Bewegungsbereich bewegbar ist und das Projektionsoptiksystem, vorzugsweise der Projektionsoptikhalter, einen Befestigungsbereich aufweist und die Trägerstruktur einen dem Befestigungsbereich korrespondierenden Gegenbereich aufweist, wobei der Bewegungsbereich, Befestigungsbereich und der Gegenbereich, derart einander korrespondieren, dass das Projektionsoptiksystem, vorzugsweise sein Projektionsoptikhalter in jeder Lage innerhalb des Bewegungsbereichs an der Trägerstruktur derart befestigt werden kann, dass der Befestigungsbereich des Projektionsoptiksystems zumindest teilweise an dem Gegenbereich der Trägerstruktur befestigt ist.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "Bewegungsbereich" jene Länge verstanden, innerhalb derer das Projektionsoptiksystem in Bezug auf die Lichtquelleneinheit entlang der optischen Achse (des Projektionsoptiksystems) bewegbar ist, wenn die Führungselemente in den länglichen Führungen angeordnet sind.
  • Außerdem kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Bewegungsbereich auch durch Länge der Führungselemente (entlang der Längsrichtung), z.B. Länge der Erhebungen, definiert ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Befestigung des Projektionsoptiksystems, vorzugsweise seines Projektionsoptikhalters, an der Trägerstruktur durch Verschrauben, Kleben, Nieten oder Schweißen erfolgt.
  • Es kann zweckdienlich sein, wenn der Befestigungsbereich mindestens zwei, vorzugsweise drei Durchgangsöffnungen und der Gegenbereich mindestens zwei, vorzugsweise drei Aufnahmen aufweist, wobei jede Aufnahme jeweils einer Durchgangsöffnung korrespondiert, wobei unterschiedliche Aufnahmen unterschiedlichen Durchgangsöffnungen korrespondieren, wobei der Befestigungsbereich an dem Gegenbereich mittels mindestens zwei, vorzugsweise drei in die Durchgangsöffnungen und in die Aufnahmen aufnehmbarer Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, befestigbar ist.
  • Es kann vorteilhaft sein, wenn die Durchgangsöffnungen als sich in Richtung der optischen Achse erstreckende Langlöcher ausgebildet sind, deren Länge dem Bewegungsbereich entspricht.
  • Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Befestigungsbereich an dem Außenumfang des Projektionsoptikhalters angeordnet ist, wobei die Durchgangsöffnungen über den Bereich verteilt angeordnet sind, sodass sie einen besseren Halt des Projektionsoptiksystems an der Trägerstruktur bieten.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Durchgangsöffnungen beziehungsweise die Aufnahmen in einem Dreieck angeordnet sind.
  • Es kann zweckmäßig sein, wenn die Lage (beziehungsweise die gewünschte Position) in Abhängigkeit von einem gewünschten Abbildungsmaßstab oder gewünschten Abbildungsschärfe gewählt ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Projektionsoptiksystem, vorzugsweise der Projektionsoptikhalter, einen Handhabungsbereich aufweist, der an einander gegenüberliegenden Seiten des Projektionsoptiksystems, vorzugsweise des Projektionsoptikhalters ausgebildet ist.
  • Durch den Handhabungsbereich kann beispielsweise eine insbesondere automatisierte Handhabung bzw. ein automatisiertes Erfassen des Projektionsoptiksystems 1 ermöglicht werden. Der Handhabungsbereich kann z. B. durch einen Industrieroboter, wie z.B. einen Montageroboter erfasst werden, der eine präzise Längsverstellung in Axialrichtung (in Richtung der optischen Achse) durchführt, um beispielsweise einen vorgegebenen Abbildungsmaßstab oder eine vorgegebene Abbildungsschärfe zu erreichen.
  • Weitere Vorteile können sich ergeben, wenn der Handhabungsbereich als seitliche, aus dem Projektionsoptiksystem, vorzugsweise aus dem Projektionsoptikhalter herausragende, vorzugsweise laschenförmige Elemente, vorzugsweise Laschen ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die seitlichen laschenförmigen Elemente, vorzugsweise Laschen sich von dem Projektionsoptikhalter in einer zu der optischen Achse orthogonalen Richtung, vorzugsweise horizontal erstrecken.
  • Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn die länglichen Führungen an ihren Enden jeweils eine Anschlagfläche aufweisen, sodass das jeweilige Führungselement nur von einem ersten Ende bis zu einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende der länglichen Führung bewegbar ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Trägerstruktur Arme aufweist, wobei die Arme der Trägerstruktur in Richtung des Projektionsoptiksystems abstehen, wobei die länglichen Führungen in den Armen ausgebildet sind, und das Projektionsoptiksystem vorzugsweise seitlich abstehende Laschen aufweist, wobei die Führungselemente an den abstehenden Laschen angeordnet sind.
  • Dabei kann es zweckdienlich sein, wenn es genau zwei Arme vorgesehen sind, die seitlich der Öffnung angeordnet sind.
  • Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, wenn die Arme von einer die Öffnung enthaltenen Ebene abstehen und sich parallel zu der Längsrichtung erstrecken.
  • Besondere Vorteile können sich ergeben, wenn die Arme eine Auflagefläche für das Projektionsoptiksystem bilden.
  • Es kann zweckdienlich sein, wenn in jedem Arm genau eine längliche Führung ausgebildet ist.
  • Außerdem kann es zweckmäßig sein, wenn die Laschen an dem Projektionsoptikhalter angeordnet sind. Besondere Vorteile können sich ergeben, wenn die Laschen an dem Projektionsoptikhalter ausgebildet sind, insbesondere mit dem Projektionsoptikhalter eine monolithische Struktur bilden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Führungselemente an den Laschen angeordnet, insbesondere an den Laschen ausgebildet sind. Besondere Vorteile können sich ergeben, wenn die Führungselemente eine monolithische Struktur mit den Laschen bilden. Vorzugsweise stehen die Führungselemente von den Laschen nach unten ab.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass alle länglichen Führungen gleich lang sind.
  • Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden an Hand beispielhafter Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigt
    • Fig. 1 ein Lichtmodul in einem teilmontierten Zustand in perspektivischer Ansicht;
    • Fig. 2 das Lichtmodul der Fig. 1 in einem montierten Zustand;
    • Fig. 3 einen Querschnitt eines vergrößerten Ausschnitts einer Trägerstruktur und eines Projektionsoptikhalters des Lichtmoduls der Figur 2;
    • Fig. 4 das Lichtmodul der Figur 2, gezeigt von schräg oben, und
    • Fig. 5 einen Querschnitt des Lichtmoduls der Figur 2.
  • Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Diese zeigt ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, das einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung entspricht. Das Lichtmodul umfasst ein Projektionsoptiksystem 1 und eine Lichtquelleneinheit 2. Figur 1 zeigt einen teilmontierten Zustand des Lichtmoduls, bei welchem das Projektionsoptiksystem 1 nicht an der Lichtquelleneinheit 2 befestigt ist.
  • Die Lichtquelleneinheit umfasst eine Fläche 20, die zu einer optischen Achse X des Lichtmoduls senkrecht steht. Wenn die Lichtquelleneinheit 2 in Betrieb ist, erzeugt sie auf der Fläche 20 ein Lichtbild, wessen Größe der Größe der Fläche 20 (im Wesentlichen) gleich ist. Der Figur 1 ist zu entnehmen, dass das Lichtbild an einer dem Projektionsoptiksystem 1 zugewandten Seite 201 der Fläche 20 erzeugt wird. Das an der Seite 201 erzeugte Lichtbild wird mittels des Projektionsoptiksystems 1 vor das Lichtmodul in Form einer, vorzugsweise gesetzeskonformen Lichtverteilung projiziert. Bei dem gezeigten Lichtmodul ist die Seite 201 durch Spiegeloberflächen von Spiegeln eines Mikrospiegelarrays eines Flächenlichtmodulators, z.B. eines DMD-Chips, gebildet.
  • Das Projektionsoptiksystem 1 umfasst einen Projektionsoptikhalter 4, in welchem drei Projektionsoptiken 5a, 5b, 5c eingefasst sind. Die Projektionsoptiken 5a, 5b, 5c sind als nichtrotationssymmetrische Linsen ausgebildet (siehe Figur 5). Die (von der Fläche 20 aus gesehen) ersten zwei Linsen 5a und 5b bilden gemeinsam einen sogenannten Luftachromat (siehe Beschreibung des Standes der Technik aus DE 10 2010 046 626 84 und insbesondere Absätze [0009] bis [0013]) und korrigieren somit zumindest Farblängsfehler. Der Luftachromat aus Linsen 5a und 5b kann aber auch derart ausgebildet sein, dass zusätzlich Farbquerfehler korrigiert werden. Dies kann durch Optimieren von Luftachromat-Parametern, wie z.B. Linsenmaterialien, -krümmungen, -zwischenabständen und so weiter, erreicht werden. Die dritte Linse 5c in diesem Linsen-Triplet ist eine Streulinse und bestimmt im Wesentlichen die Größe der Lichtverteilung, insbesondere ihre Höhe und Breite.
  • Dabei sei angemerkt, dass das Projektionsoptiksystem 1 auch andere Elemente, wie Befestigungsklammer 15 oder (nicht gezeigte) federnde Einlageelemente zum Einspannen der Projektionsoptiken 5a, 5b, 5c in dem Projektionsoptikhalter 4 aufweisen kann.
  • Da das auf der Seite 201 der Fläche 20 erzeugte Bild mit einem Projektionsoptiksystem 1 vorzugsweise einem Linsensystem abgebildet wird, funktioniert das Lichtmodul nach dem Projektionsprinzip.
  • Die Lichtquelleneinheit 2 umfasst außerdem eine Trägerstruktur 3. Die Trägerstruktur 3 weist eine Öffnung 30 auf, wobei die Öffnung 30 passend zu der Fläche 20 angeordnet und ausgebildet ist. Beispielsweise ist der Abstand des Lichtbildes von den Rändern der Öffnung 30 kleiner, vorzugsweise viel kleiner als die Dimensionen der Öffnung 30 und des Lichtbildes selbst. Das heißt, die Fläche 20 beziehungsweise die Seite 201 ist derart zu der Öffnung 30, beispielsweise an oder in der Öffnung 30, passend angeordnet und ausgebildet ist, dass beim Erzeugen des Lichtbildes auf der Fläche 20 beziehungsweise auf der Seite 201 im Wesentlichen gesamtes von dem auf der Fläche 20 beziehungsweise auf ihrer Seite 201 erzeugten Lichtbild ausgehendes Licht durch die Öffnung 30 (in Richtung des Objektivs beziehungsweise des Projektionsoptiksystems 1) durchtritt. Das Projektionsoptiksystem 1 kann als ein Objektiv ausgebildet sein.
  • Weiters weist das Projektionsoptiksystem 1 zwei Führungselemente 10 auf. Die Führungselemente 10 gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform sind identisch ausgebildet. Dabei weist die Trägerstruktur 3 ebenfalls zwei zu den Führungselementen 10 korrespondierende längliche - ebenfalls identische - Führungen 31 auf. Jede längliche Führung 31 korrespondiert jeweils einem Führungselement 10, wobei unterschiedliche Führungen 31 unterschiedlichen Führungselementen 10 korrespondieren. In dem teilmontierten Zustand des Lichtmoduls (siehe Figuren 2 bis 4) sind die Führungselemente 10 in den länglichen Führungen 31 entlang einer Längsrichtung X der länglichen Führungen 31 führbar angeordnet. Die Längsrichtung X ist parallel zu der optischen Achse des Lichtmoduls beziehungsweise des Projektionsoptiksystems 1. Aus diesem Grund wird für die Begriffe "Längsrichtung" und "optische Achse" gleiches Bezugszeichen "X" verwendet. Die länglichen Führungen 31 sind in etwa wie wannenförmige Aufnahmen beziehungsweise Vertiefungen ausgebildet (siehe Figur 3).
  • In einem montierten Zustand liegt das Projektionsoptiksystem 1 auf der Trägerstruktur 3 auf und ist entlang der Längsrichtung beziehungsweise der optischen Achse X beweglich. Dadurch wird eine präzisere Längsverstellung des Projektionsoptiksystems 1 in Bezug auf die Trägerstruktur 3 ermöglicht, wodurch ein Abstand zwischen dem Projektionsoptiksystem 1 und der Seite 201 des DMD-Chips variiert werden kann, um beispielsweise den Abbildungsmaßstab einzustellen. D.h. in einer Lage, die einer fachgemäßen Einbaulage der Beleuchtungsvorrichtung, z.B. des Lichtmoduls, in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer entspricht, liegt das Objektiv (das Projektionsoptiksystem) auf der Trägerstruktur unter Einwirkung der Schwerkraft auf. Dabei entspricht die Richtung der Schwerkraft der Richtung "nach unten".
  • Um das Projektionsoptiksystem 1 auf der Lichtquelleneinheit 2 zu montieren, wird das Projektionsoptiksystem 1 auf die Trägerstruktur 3 der Lichtquelleneinheit 2 aufgesetzt (siehe Pfeil D in Figur 1), so dass die Führungselemente 10 in den länglichen Führungen 31 aufgenommen sind. Danach wird das Projektionsoptiksystem 1 solange entlang der Längsrichtung X hin und her bewegt, bis eine (beispielsweise bezüglich der Schärfe und des Maßstabs) optimale Position/Lage bezüglich der Fläche 20 erreicht wird. Anschließend wird das Projektionsoptiksystem 1 an der Trägerstruktur z.B. durch Schrauben, Kleben, Schweißen befestigt.
  • Die Führungselemente 10 sind an dem Projektionsoptikhalter 4 angeordnet. Der Projektionsoptikhalter 4 ist einstückig ausgebildet. Der Projektionsoptikhalter 4 kann beispielsweise aus Magnesium-Druckguss oder durch Thixomolding beziehungsweise - forming hergestellt sein oder als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein. Die Führungselemente 10 des gezeigten Lichtmoduls sind also einstückig mit dem Projektionsoptikhalter 4 ausgebildet, bilden mit dem Projektionsoptikhalter eine monolithische Struktur. Somit liegt der Projektionsoptikhalter 4 des Objektivs 1 auf der Trägerstruktur 3 auf, ist entlang der Längsrichtung X beweglich und an der Trägerstruktur befestigbar.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Lichtquelleneinheit 2 weitere Bauelemente aufweisen kann, auf die hier nicht weiter eingegangen wird. Beispielsweise sind in Figur 2 Kühlrippen 21 eines nicht weiter gezeigten Kühlkörpers zum Kühlen der Lichtquelleneinheit 2 zu sehen. Die Kühlrippen sind beispielhaft in Form von parallel zur Längsrichtung X der länglichen Führungen angeordneten Stiften ausgebildet.
  • Figur 1 und 3 lassen erkennen, dass die Führungselemente als aus dem Projektionsoptikhalter 4 nach unten herausragende Erhebungen 10 ausgebildet sind. Die Erhebungen erstrecken sich in die Längsrichtung X der länglichen Führungen 31 und haben einen trapezförmigen Querschnitt. Die länglichen Führungen 31 weisen demensprechend ebenfalls einen trapezförmigen Querschnitt auf. Dies ist besonders gut in Figur 3 erkennbar.
  • Dadurch dass die Führungselemente 10 in den länglichen Führungen 31 führbar angeordnet beziehungsweise aufgenommen sind, ist das Projektionsoptiksystem 1 bezüglich der Lichtquelleneinheit 2 entlang der der optischen Achse parallelen Längsrichtung X der länglichen Führungen 31 verschiebbar, insbesondere hin und her verschiebbar. Die Länge L der länglichen Führungen 31 und optional auch eine Länge der Erhebungen 10 definieren einen Bewegungsbereich B, innerhalb dessen das Projektionsoptiksystem 1 hinsichtlich der Lichtquelleneinheit 2 bewegbar ist.
  • Weiters ist den Figuren 1, 2 und 4 zu entnehmen, dass der Projektionsoptikhalter 4 einen Befestigungsbereich 12 aufweist, wobei die Trägerstruktur 3 einen dem Befestigungsbereich 12 korrespondierenden Gegenbereich 33 aufweist. Dabei korrespondieren der Bewegungsbereich B, Befestigungsbereich 12 und der Gegenbereich 33 einander derart, dass der Projektionsoptikhalter 4 in jeder Lage innerhalb des Bewegungsbereichs B an der Trägerstruktur 3 derart befestigt werden kann, dass der Befestigungsbereich 1 des Projektionsoptiksystems 1 zumindest teilweise an dem Gegenbereich 33 der Trägerstruktur 3 befestigt ist. Beim dargestellten Lichtmodul wurden beispielhaft Schrauben 6a, 6b, 6c als Befestigungsmittel gewählt. Kleben, Nieten oder Schweißen ist ebenfalls denkbar. Der Befestigungsbereich 12 umfasst drei (längliche) Durchgangsöffnungen 120, 121, 122. Der Gegenbereich 33 umfasst drei Aufnahmen 330, 331, 332. Dabei korrespondiert jede Aufnahme 330, 331, 332 jeweils einer Durchgangsöffnung 120, 121, 122. Unterschiedliche Aufnahmen 330, 331, 332 korrespondieren unterschiedlichen Durchgangsöffnungen 120,121, 122. Der Befestigungsbereich 12 ist an dem Außenumfang des Projektionsoptikhalters 4 angeordnet. Durchgangsöffnungen 120, 121, 122 sind über den Bereich 12 verteilt, sodass sie einen besseren Halt des Projektionsoptiksystems 1 an der Trägerstruktur 3, insbesondere währen des vorgenannten Einstellens durch hin und her bewegen bieten. Einer Zusammenschau der Figuren 1 und 4 ist zu entnehmen, dass die Durchgangsöffnungen 120, 121, 122 (und auch die Aufnahmen 330, 331, 332 sowohl von oben als auch von vorne gesehen in etwa einem Dreieck angeordnet sind.
  • Die Durchgangsöffnungen 120, 121, 122 weisen eine dem Bewegungsbereich B entsprechende Länge in Richtung der optischen Achse X, damit der Bewegungsbereich B maximal ausgenutzt werden kann.
  • Die Aufnahmen 330, 331, 332 sind als Schraubdome ausgebildet. Zur Befestigung des Projektionsoptiksystems 1 beziehungsweise seines Projektionsoptikhalters 4 werden die (drei) Schrauben 6a, 6b, 6c durch die Durchgangsöffnungen 120, 121, 122 in die Schraubdome 330, 331, 332 eingeschraubt.
  • Die Position, in der das Projektionsoptiksystem 1 an der Trägerstruktur befestigt wird, wird in Abhängigkeit von einer gewünschten Qualität der Lichtverteilung, beispielsweise von einem gewünschten Abbildungsmaßstab ermittelt und gewählt.
  • Weiters ist den Figuren 1 bis 4 zu entnehmen, dass der Projektionsoptikhalter 4 einen Handhabungsbereich 13 aufweist. Der Handhabungsbereich 13 ist an einander gegenüberliegenden Seiten 14a, 14b des Projektionsoptikhalters 4 ausgebildet. Es ist in den Figuren 3 und 4 besonders gut erkennbar, dass der Handhabungsbereich 13 aus den Seiten 14a, 14b des Projektionsoptikhalters 4 hervorragt und in etwa die Form von Laschen aufweist, die sich horizontal von dem Projektionsoptikhalter 4 weg erstrecken.
  • Der Handhabungsbereich 13 ist vorgesehen, um eine insbesondere automatisierte Handhabung bzw. ein automatisiertes Erfassen des Projektionsoptiksystems 1 zu erleichtern. Der Handhabungsbereich 13 kann z. B. durch einen Industrieroboter, wie z.B. einen Montageroboter erfasst werden, der eine präzise Längsverstellung in Axialrichtung X durchführt, um beispielsweise einen vorgegebenen Abbildungsmaßstab zu erreichen.
  • Bei einem Lichtmodul mit einem solchen Objektiv 1 kann dadurch die Qualität der optischen Abbildung verbessert werden. Insbesondere können dadurch die Abbildungsschärfe verbessert und die Abbildungsfehler zumindest teilweise kompensiert werden, die durch Linsenformabweichungen, Linsendickentoleranzen, etc. verursacht werden. Dies kann bei jenen Lichtmodulen beziehungsweise Beleuchtungsvorrichtungen besonders vorteilhaft sein, die zur Erzeugung von Logoprojektionen oder von verschiedenen Bodenprojektion-Lichtverteilungen verwendet werden.
  • Die länglichen Führungen 31 weisen an ihren Enden jeweils eine Anschlagfläche 31a, 31b auf, sodass das jeweilige Führungselement 10 nur von einem ersten Ende bis zu einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende der entsprechenden länglichen Führung 31 bewegbar ist. Dadurch wird eine Längsverstellung des Objektivs 1 in Hinblick auf die Trägerstruktur 3 in Axialrichtung X (Richtung der optischen Achse) auf die vorgegebene Länge L beschränkt.
  • Den Figuren 1 bis 3 ist zu entnehmen, dass die länglichen Führungen 31 in der Trägerstruktur 3 in Richtung des Projektionsoptiksystems 1 abstehenden Armen 32 ausgebildet sind. Die Arme 32 stehen von einer die Öffnung 30 enthaltenen Ebene ab und erstrecken sich parallel zu der Längsrichtung X der darin ausgebildeten länglichen Führungen 31. Dabei ist in jedem Arm 32 genau eine längliche Führung 31 ausgebildet. Die Arme 32 sind seitlich der Öffnung 30 angeordnet und durch einen Verbindungssteg 34 verbunden. Der Verbindungssteg 34 steht der Trägerstruktur 3 ebenfalls in die Richtung der optischen Achse X ab und schließt teilweise (beispielsweise von oben) die Öffnung 30 um. Die Arme 32 und der Verbindungssteg 34 gemeinsam bieten eine Auflagefläche für den Projektionsoptikhalter 4 des Projektionsoptiksystems 1.
  • Der Projektionsoptikhalter 4 weist zwei an den einander gegenüberliegenden Seiten 14a, 14b Laschen 11 auf. Die Laschen 11 stehen dem Projektionsoptikhalter 4 seitlich ab und erstrecken sich flächig in horizontaler Richtung. Darüber hinaus sind zwei der drei Durchgangsöffnungen 120 und 122 in den Laschen 11 ausgebildet. Der Handhabungsbereich 13 ist einstückig mit den Laschen 11 ausgebildet. Außerdem sind die Führungselemente 10 an den abstehenden Laschen 11 ausgebildet. Es ist in den Figuren 1 und 3 besonders gut erkennbar, dass jedes Führungselement 10 an einem distalen Ende 11a der entsprechenden Lasche 11 angeordnet ist.
  • Eine derartige Anordnung der Führungselemente 10 verbessert die Handhabung bei der Einstellung/Positionierung des Objektivs 1 an der Trägerstruktur 3 und reduziert somit die Gefahr des Verkippens/Verkantens der Führungselemente 10 in den länglichen Führungen 31. Darüber hinaus bietet eine möglichst "weite" Anordnung der Führungselemente 10 voneinander eine stabile Auflage und Führung des Projektionsoptiksystems 1.
  • Die verwendeten Begriffe "oben", "unten", "vertikal" und "horizontal" beziehen sich auf eine fachübliche, zweckmäßige Einbaulage der Beleuchtungsvorrichtung beziehungsweise des Lichtmoduls in einem in einem Kraftfahrzeug eingebauten Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei, wie bereits erwähnt, die Richtung "nach unten" der Richtung der Schwerkraft gleich ist.
  • Die Aufgabe der vorstehenden Beschreibung besteht lediglich darin, veranschaulichende Beispiele bereitzustellen und weitere Vorteile und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung anzugeben. Die vorstehende Beschreibung kann somit nicht als Einschränkung des Anwendungsgebiets der Erfindung beziehungsweise der in den Ansprüchen beanspruchten Patentrechte interpretiert werden. In der vorstehenden ausführlichen Beschreibung sind beispielsweise verschiedene Merkmale der Erfindung in einer oder mehreren Ausführungsformen zum Zwecke der Straffung der Offenbarung zusammengefasst. Diese Art der Offenbarung ist nicht so zu verstehen, dass sie die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchte Erfindung mehr Merkmale erfordert, als in jedem Anspruch ausdrücklich erwähnt wird. Vielmehr liegen, wie die folgenden Ansprüche widerspiegeln, erfinderische Aspekte in weniger als allen Merkmalen einer einzigen vorstehend beschriebenen Ausführungsform vor. (Somit werden die folgenden Ansprüche hiermit in diese detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch allein als eine separate bevorzugte Ausführungsform der Erfindung steht.)
  • Darüber hinaus liegen, obwohl die Beschreibung der Erfindung die Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen und bestimmter Variationen und Modifikationen enthält, andere Variationen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung, z. B. innerhalb der Fähigkeiten und Kenntnisse von Fachleuten, nach dem Verständnis der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Bezugsziffern in den Ansprüchen dienen lediglich zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und bedeuten auf keinen Fall eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung.

Claims (15)

  1. Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers umfassend ein Projektionsoptiksystem (1) und eine Lichtquelleneinheit (2), wobei die Lichtquelleneinheit eine Fläche (20) umfasst, wobei
    - die Lichtquelleneinheit (2) ein Lichtbild auf der Fläche (20) erzeugen kann, wobei das auf der Fläche (20) erzeugbare Lichtbild mittels des Projektionsoptiksystems (1) vor die Beleuchtungsvorrichtung in Form einer Lichtverteilung projizierbar ist, wobei
    - die Lichtquelleneinheit (2) eine Trägerstruktur (3) umfasst, wobei
    - die Trägerstruktur (3) eine Öffnung (30) aufweist, wobei die Öffnung (30) passend zu der Fläche (20) angeordnet und ausgebildet ist und das Lichtbild mindestens auf einer dem Projektionsoptiksystem (1) zugewandten Seite (201) der Fläche (20) erzeugbar ist, wobei
    - das Projektionsoptiksystem (1) Führungselemente (10) aufweist und die Trägerstruktur (3) zu den Führungselementen (10) korrespondierende längliche Führungen (31) aufweist, wobei die Führungselemente (10) in den länglichen Führungen (31) entlang einer Längsrichtung (X) der länglichen Führungen (31) führbar angeordnet sind, wobei
    - das Projektionsoptiksystem (1) auf der Trägerstruktur (3) aufliegt, entlang der Längsrichtung (X) beweglich ist und an der Trägerstruktur (3) befestigbar ist.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Projektionsoptiksystem (1) einen Projektionsoptikhalter (4) und mindestens eine Projektionsoptik (5a, 5b, 5c) umfasst, wobei die mindestens eine Projektionsoptik (5a, 5b, 5c) in dem Projektionsoptikhalter (4) eingefasst ist, wobei die Führungselemente (10) an dem Projektionsoptikhalter (4) angeordnet sind.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Projektionsoptikhalter (4) auf der Trägerstruktur (3) aufliegt, entlang der Längsrichtung (X) beweglich ist und an der Trägerstruktur (3) befestigbar ist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Projektionsoptiksystem (1) zwei oder mehr Projektionsoptiken (5a, 5b, 5c) umfasst.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Projektionsoptiksystem (1) eine achromatische und/oder apochromatische Wirkung hat.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Projektionsoptiksystem (1) innerhalb eines durch Länge (L) der länglichen Führungen (31) definierten Bewegungsbereich (B) bewegbar ist und das Projektionsoptiksystem (1) einen Befestigungsbereich (12) aufweist und die Trägerstruktur (3) einen dem Befestigungsbereich (12) korrespondierenden Gegenbereich (33) aufweist, wobei der Bewegungsbereich (B), Befestigungsbereich (12) und der Gegenbereich (33), derart einander korrespondieren, dass das Projektionsoptiksystem (1) in jeder Lage innerhalb des Bewegungsbereichs (B) an der Trägerstruktur (3) derart befestigt werden kann, dass der Befestigungsbereich (12) des Projektionsoptiksystems (1) zumindest teilweise an dem Gegenbereich (33) der Trägerstruktur (3) befestigt ist.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Befestigungsbereich (12) mindestens zwei, vorzugsweise drei Durchgangsöffnungen (120, 121, 122) und der Gegenbereich (33) mindestens zwei, vorzugsweise drei Aufnahmen (330, 331, 332) aufweist, wobei jede Aufnahme (330, 331, 332) jeweils einer Durchgangsöffnung (120, 121, 122) korrespondiert, wobei unterschiedliche Aufnahmen (330, 331, 332) unterschiedlichen Durchgangsöffnungen (120, 121, 122) korrespondieren, wobei der Befestigungsbereich (12) an dem Gegenbereich (33) mittels mindestens zwei, vorzugsweise drei in die Durchgangsöffnungen (120, 121, 122) und in die Aufnahmen (330, 331, 332) aufnehmbarer Befestigungselemente (6a, 6b, 6c), beispielsweise Schrauben, befestigbar ist.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Durchgangsöffnungen (120, 121, 122) länglich sind und sich in Richtung der optischen Achse (X) erstrecken.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Lage in Abhängigkeit von einem gewünschten Abbildungsmaßstab oder gewünschten Abbildungsschärfe gewählt ist.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Projektionsoptiksystem (1), vorzugsweise der Projektionsoptikhalter (4), einen Handhabungsbereich (13) aufweist, der an einander gegenüberliegenden Seiten (14a, 14b) des Projektionsoptiksystems (1), vorzugsweise des Projektionsoptikhalters (4) ausgebildet ist.
  11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Handhabungsbereich (13) als seitliche, aus dem Projektionsoptiksystem (1), vorzugsweise aus dem Projektionsoptikhalter (4) herausragende, vorzugsweise laschenförmige Elemente, vorzugsweise Laschen ausgebildet ist.
  12. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die seitlichen laschenförmigen Elemente, vorzugsweise Laschen sich von dem Projektionsoptikhalter (4) in einer zu der optischen Achse (X) orthogonalen Richtung, vorzugsweise horizontal erstrecken.
  13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die länglichen Führungen (31) an ihren Enden jeweils eine Anschlagfläche (31a, 31b) aufweisen, sodass das jeweilige Führungselement (10) nur von einem ersten Ende bis zu einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende der länglichen Führung (31) bewegbar ist.
  14. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Trägerstruktur (3) Arme (32) aufweist, wobei die Arme (32) der Trägerstruktur (3) in Richtung des Projektionsoptiksystems (1) abstehen, wobei die länglichen Führungen (31) in den Armen (32) ausgebildet sind, und das Projektionsoptiksystem (1) abstehende Laschen (11) aufweist, wobei die Führungselemente (10) an den abstehenden Laschen (11) angeordnet sind.
  15. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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