EP3765781A1 - Lichtmodul für kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Lichtmodul für kraftfahrzeugscheinwerfer

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EP3765781A1
EP3765781A1 EP19710374.0A EP19710374A EP3765781A1 EP 3765781 A1 EP3765781 A1 EP 3765781A1 EP 19710374 A EP19710374 A EP 19710374A EP 3765781 A1 EP3765781 A1 EP 3765781A1
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EP
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light
module
optics
semiconductor light
light module
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Wolfgang Hossfeld
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Publication date
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    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/20—Direction indicator lights
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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/55—Daytime running lights [DRL]

Definitions

  • the present application relates to a light module for a motor vehicle headlight according to the preamble of
  • Such a light module is known from US 8,733,992 Bl, which shows a fog light. Such a light module is also assumed to be known per se as a dipped-beam module. From WO 2015/058227 Al a microprojectors exhibiting light module for
  • JP 2017-084581 A there is a light module having a plurality of primary optics and a plurality of secondary optics
  • the mirrored aperture creates a cut-off line.
  • the light serving to produce a low-beam light distribution is generated by a semiconductor light source and focused by a reflector.
  • the focused light is directed from the top to the front panel edge.
  • An image of the diaphragm edge is made by a projection lens
  • an LED Bi-functional module for generating a low beam and high beam distribution of a car headlamp is known.
  • a horizontal aperture is made thin here and is additionally illuminated from below for the generation of the main beam component.
  • Reflectors or catadioptric optics are used for collimating the LED light.
  • a lighting device for motor vehicles is known, the at least three lighting functions such. Low beam, high beam, daytime running lights and / or position light realized.
  • the dipped beam is produced analogously to the description in US Pat. No. 6,948,836 B2 and the high beam and daytime running lights are produced in a similar manner as in DE 10 2008 036 192 A1.
  • the light module assumed to be known per se has a first semiconductor light source and a first primary optic, the light of the first semiconductor light source bundles in a first focal region.
  • the known light module further comprises a second semiconductor light source and a second
  • the known light module further has one in the first focal area and in the second focal area
  • Aperture combination and a refractive secondary optics the light emanating from the focal areas of the first semiconductor light source and the second
  • Semiconductor light source collects and in an apron of the
  • Aligned light module and thus illuminates, for example, a lying in front of a motor vehicle roadway.
  • the object of the invention is to construct a light module which is as compact as possible, with which at least one low-beam distribution can be produced and which is as simple as possible and can be produced with minimal production and / or adjustment of its optical elements is.
  • Light module characterized by the above-mentioned, per se known prior art that the second focal area is different from the first focal area, and that the refractive secondary optics is in one piece, having a first sub-volume, which is in the beam path of light of the first semiconductor light source, that of emanating from the first focal area, and having a second sub-volume, in the beam path of light of the second Semiconductor light source, which emanates from the second focal region, wherein a light entry surface of the first
  • Partial volume has a shape that bundles the first beam path in a horizontal direction when using the light module horizontal direction than in a vertical direction in the intended use, wherein a light exit surface of the secondary optics for both
  • Partial volumes has a shape that from the
  • Focal area is different, and that the secondary optics has a first sub-volume, which lies in the beam path of light of the first semiconductor light source emanating from the first focal area, and a second sub-volume, in the beam path of light of the second
  • Semiconductor light source having the second primary optics and the second sub-volume.
  • Abbleriumtstrahlen » result in more ways of optimizing the total of the light module generated light distributions than in just one
  • Low beam light path For example, by allowing the low beams to be separately switched on and off or dimmed, different combinations may be used
  • Light distributions are generated, e.g. City light or motorway light.
  • City light is characterized by a
  • motorway light is characterized by a comparatively narrow light distribution and a comparatively large range.
  • the light module is a one-piece
  • Partial volume has a shape that bundles the first beam path in a direction normal use of the light module horizontal direction than in a vertical direction in the intended use, the light propagating in the associated first beam path is concentrated in a comparatively narrow range in the horizontal direction, so that there is one
  • Partial volume is designed so that the second sub-volume as a whole, the light of the second semiconductor light source in the horizontal direction less concentrated than in
  • a preferred embodiment is characterized in that the light exit surface of the secondary optics is a generally cylindrical-convex light exit surface, wherein the axis of the cylinder transversely to the
  • Main emission of the light module extends.
  • the light module has a combination of a low beam module and a high beam module.
  • the light module is adapted to at least two Abblertztstrahlenlandais and
  • a further preferred embodiment is characterized in that the two Abbleriumtstrahlen réelle adjacent to each other between the two high-beam beam paths. It is also preferable that the secondary optics for each
  • High beam path has a separate light entrance surface.
  • Abbleriumtstrahlengang is produced with the following elements: two low beam semiconductor light sources, two catadioptric primary optics for focusing the light of the low beam semiconductor light sources, one in the
  • mirrored aperture combination having a step, and with a projection lens, which is a partial volume of refractive secondary optics.
  • Abbleriumtstrahlengang is produced with the following elements: two low beam semiconductor light sources, two catadioptric primary optics for focusing the light of the low beam semiconductor light sources, one in the
  • the light entry surface of the further subvolume is a concave free-form surface.
  • a further preferred embodiment is characterized in that low-beam and high-beam primary optics are catadioptric primary optics.
  • the light module is a
  • Signal light module for example, a daytime running light and / or a position light and / or a flashing light module has.
  • Front optic combination of transparent plastic are.
  • the signal light attachment optics is a Fresnel lens.
  • Figure 1 is a plan view of an embodiment of a Kraftmenahinwerfers
  • Figure 2 is a side view of the motor vehicle headlight of Figure 1;
  • Figure 3 is an oblique view of an embodiment
  • Figure 4 is an oblique view of a heat sink with a
  • Figure 5 is an oblique view of components of the
  • Figure 6 is an oblique view of the components of
  • Light module of Figure 5 together with other components of a light module
  • FIG. 7 shows a plan view of components of the light module of FIG. 6
  • Figure 8 is an oblique view of a refractive
  • Figure 9 is a plan view of components of a
  • Figure 10 is a plan view of components of a
  • inventive light module with a second Abblertztstrahlengang
  • Figure 11 is a plan view of components of a
  • Figure 12 is a plan view of components of a
  • Figure 13 is a plan view of components of a
  • inventive light module with a signal light beam path
  • Figure 14 is a side view of components ernes
  • Figure 15 is an oblique view of components of a
  • Figure 1 shows a plan view of a motor vehicle headlight 10 with a horizontal
  • FIG. 2 shows the headlight from FIG. 1 in a lateral section.
  • Inside the housing 12 an embodiment of a light module 16 according to the invention is arranged.
  • the light module 16 has a first one
  • the light module 16 further has a second semiconductor light source 26 and a second primary optics 28, the light 30 of the second
  • Semiconductor light source 26 in a second focal region 32 bundles.
  • Aperture combination 34 projects into the first focal region 24 and into the second focal region 32.
  • Luminous flux downstream of the diaphragm 34 arranged refractive secondary optics 36 collects from the
  • Semiconductor light source and the second semiconductor light source directs this light in an apron of the light module 16 and the motor vehicle headlight 10, for example, to illuminate a roadway.
  • the second focal region 32 is different from the first focal region 24. Both focal areas 24, 32 are preferably adjacent to each other, where they may overlap. The spatial dimensions of both focal areas 24, 32 can be identical.
  • the refractive secondary optics 36 is a one-piece cohesively coherent solid and has a first sub-volume 36.6, which lies in the beam path of light 22 of the first semiconductor light source 18, which emanates from the first focal region 24. This beam path is a first Abblertztstrahlengang.
  • the secondary optics 36 further has a second sub-volume 36.7, which lies in the beam path of light 30 of the second semiconductor light source 26, which starts from the second focal area 32. This beam path is a second Abblertztstrahlengang.
  • a light entry surface of the first sub-volume 36. 6 has a shape that corresponds to the first
  • Semiconductor light source 26 when used in the vertical direction bundles more concentrated than in the horizontal direction.
  • the light entry surface of the second subvolume 36.7 is designed so that the second subvolume 36.7 collectively bundles the light of the second semiconductor light source 26 in the horizontal direction less than in FIG.
  • FIG. 3 shows an advantageous exemplary embodiment of a light module 16 according to the invention which is capable of producing a plurality of different light distributions.
  • a Heatsink 38 which has a plurality of cooling fins in the illustrated embodiment.
  • the heat sink 38 is
  • the light module 16 has a signal light component, of which in the figure 1 a scattering structures having, transparent lens 42 can be seen.
  • the light module 16 has a combination of a
  • Low beam module and a high beam module from which combination in the figure 1, the refractive secondary optics 36 is visible.
  • Other components of the signal light component and the combination of a low beam module and a high beam module are obscured by opaque covers 44 in FIG.
  • Headlamp range control attached to the support frame 40 of the light module 16.
  • a rotation axis 50 of a headlight range control is defined.
  • an actuator not shown, which pivots the boom 46 and thus the whole light module 16 in the plane perpendicular to the axis of rotation 50.
  • FIG. 4 shows the heat sink 38 from FIG. 3 together with a printed circuit board 52 fastened thereto.
  • the printed circuit board 52 has first low-beam semiconductor light sources 18.1, 18.2 for a first low-beam light beam, second low-beam light Semiconductor light sources 26.1, 26.2 for a second
  • the semiconductor light sources preferably have a
  • Abbleriumtstrahlengangs are compared to the low beam semiconductor light sources 26.1, 26.2 of the second
  • Low-beam semiconductor light sources and the high-beam semiconductor light sources are arranged side by side, wherein the low-beam semiconductor light sources 18.1, 18.2, 26.1, 26.2 are arranged centrally and the high-beam semiconductor light sources 54.1, 54.2 of the first
  • Low beam semiconductor light sources 26.1, 26.2 of the second Abbleriumtstrahlengangs are arranged.
  • the high beam semiconductor light sources are all at a first height
  • the low beam semiconductor light sources are all at a second level.
  • the second altitude is above the first altitude.
  • the semiconductor light source 58 for the signal light is arranged centrally above the low-beam semiconductor light sources and the high-beam semiconductor light sources.
  • a plug 60 is disposed below the semiconductor light sources, which serves as an interface for supplying power to the mounted on the board 52 semiconductor light sources and for driving the
  • Semiconductor light sources by a light controller is used.
  • FIG. 5 shows the subject matter of FIG. 4 after assembly of a front attachment combination 62
  • Attachment optics combination 62 consists of an attachment optics 64 for the signal light semiconductor light source and in each case a primary optics 20.1, 20.2, 28.1, 28.2 for each
  • the attachment optics 64 is disposed in front of the signal light semiconductor light source 58.
  • Each primary optics is arranged in front of a respective low-beam semiconductor light source and in each case a high-beam semiconductor light source.
  • the attachment optic combination 62 is preferably one
  • Signal light attachment optics 64 is shown in the
  • Embodiment a Fresnel lens.
  • the low beam and high beam primary optics 20.1, 20.2, 28.1, 28.2 64.1, 64.2, 66.1, 66.2 are catadioptric primary optics in the illustrated embodiment. They are preferably together with the signal light attachment optics 64 components of the one-piece cohesively related
  • Front optic combination 62 made of transparent plastic.
  • FIG. 6 shows the subject matter of FIGS. 3 to 5 together with a diaphragm combination 68 which structured lens 42 for the signal light, the secondary optics 36 and a secondary optics holder 37, which is used to attach the secondary optics 36 on the remaining light module and beyond also exerts no optical function.
  • the diaphragm combination 68 serves as a diaphragm for the
  • Aperture combination 68 is shown in the
  • the specular diaphragm surface protrudes into the low-beam light path. It is the
  • Aperture 68 arranged so that their the
  • Secondary optics 36 facing diaphragm edge is illuminated by all low-beam semiconductor light sources.
  • the specular diaphragm surface closes with light rays incident from the primary optics of the low beam, which impinge on the specular diaphragm surface, preferably at an acute angle, ie an angle which is smaller than 90 °.
  • the light module 16 when used properly, the light module 16 is horizontally aligned or has only an inclination angle to the horizontal, which is smaller than 30 °. Due to the specular aperture surface incident light is reflected back into the Abbleriumtstrahlengang, which contributes to a good optical efficiency of the light module.
  • the optical efficiency is the proportion of the light generated by the low beam semiconductor light sources, which is ultimately used to generate the
  • the diaphragm combination 68 has a first diaphragm half 68.1 and a second diaphragm half 68.2.
  • the first diaphragm half 68.1 has a step 68.3.
  • the step 68.3 consists of three partial surfaces, which adjoin each other in pairs and of which the two outer
  • Partial surfaces are arranged offset from each other in a proper use of the light module in the vertical direction.
  • the step is arranged such that a surface normal of the inner partial surface lying between the two outer partial surfaces transversely to the
  • Main emission direction 70 of the light module is located.
  • Aperture edge limited side of the diaphragm combination 68 projects into the focal areas 24, 32 (see FIG. 1)
  • the stage 68.3 is arranged so that it protrudes into the beam path of the first Abblertztstrahlengangs. This stage 68.3 is used to generate a step in the cut-off of an asymmetric low-beam distribution.
  • the stage (68.3) having the first (Abblertztstrahlengang) is a Abblertztstrahlengang, which focuses the light strong.
  • the other low-beam light path is the second
  • Abbleriumtstrahlengang the light less concentrated and rather spread wide.
  • the projecting in this second Abblertztstrahlengang second diaphragm half preferably has no step.
  • an embodiment in the form of a one-piece diaphragm combination 68 is preferred. Furthermore, it is also possible in principle that the Iris combination 68 along the
  • the diaphragm can also extend in the vertical direction from the optically effective diaphragm edge.
  • the optically effective diaphragm edge which is the bright-dark limit of the low beam distribution in the apron of the
  • Light module is then an upper edge of the aperture.
  • FIG. 6 shows in particular a preferred one
  • Secondary optics 36 as generally cylindrical-convex
  • Light module 16 extends.
  • the main emission direction 70 falls when the intended use of the
  • refractive secondary optics 36 not. An exception applies at best for the left and right end of the
  • FIG. 7 shows parts of the light module 16 in a plan view.
  • the light emerging from the left pair of primary optics 20.1, 20.2 of the associated semiconductor light sources extends in a first low-beam light path
  • the light emerging from the left-hand third pair of primary optics 28.1, 28.2 of the associated semiconductor light sources extends in FIG a second Abbleriumtstrahlengang.
  • To the left of the two Abblertztstrahlen réellen runs a first high-beam beam path
  • to the right of the two Abblertztstrahlen »n runs a second
  • FIG. 7 also shows that the light entry surfaces of the refractive secondary optics 36 are arranged in a plane in which the cylinder axis 71 and the main emission direction 70 of FIG
  • Light modules 16 are different shapes.
  • the secondary optics has a separate for each Abbleriumtstrahlengang and each high-beam beam path
  • the light entrance surface 36.2 is a light entrance surface of the first
  • the light entry surface 36.3 is a light entrance surface of the first
  • the light entrance surface 36.4 is a light entrance surface of the second Abblertztstrahlengangs and limits
  • Partial volume (36.7) of refractive secondary optics The light entry surface 36.5 is a light entrance surface of the second high beam path.
  • the individual light entry surfaces are in the same order
  • FIG. 8 shows the secondary optics from FIG. 7 with a view of the four light entry surfaces 36.2, 36.3, 36.4, 36.5 of the four beam paths.
  • the refractive secondary optics 36 is a one-piece component. The shape of the two
  • Abbleriumtstrahlengangs are in the said plane in which the cylinder axis 71 and the main emission direction 70 of the light module 16 are convex, while the shape of the light entry surface 36.4 of the sub-volume of
  • Abbleriumtstrahlengangs in the said plane is concave.
  • a low-beam light distribution is generated by superimposing light propagating in at least two low beam light paths, wherein a first low beam beam path is an imaging subvolume of a refractive beam
  • the number of low-beam or high-beam beam paths can be increased by complementing beam paths horizontally or by superimposing beam paths on top of each other.
  • the one-piece implementation of the secondary optics has the advantage over a separate realization of a light entry lens combination and a cylindrical lens that exact positioning of such a lens combination with the cylindrical lens, be it by means of precisely produced mountings or adjustment, is eliminated.
  • FIG. 9 shows a plan view of the beam paths of the two low-beam light paths 72 and 74 in the example shown.
  • a first Abblertztstrahlengang 72 is produced with the following elements: Two low-beam semiconductor light sources 18.1, 18.2, two catadioptric primary optics 20.1, 20.2 for focusing the light of the Abblertzt- semiconductor light sources 18.1, 18.2, one in the
  • refractive secondary optics 36 is.
  • the light exit surface 36.1 has the described cylindrical shape and thus bundles the light in horizontal planes less strongly than in the vertical planes.
  • the second low beam light path 74 is produced with the following elements: two low beam semiconductor light sources 26.1, 26.2, two catadioptric primary optics 28.1, 28.2 for focusing the light of the low beam
  • the light entry surface 36.4 of this further subvolume 36.7 is preferably a concave one
  • the light exit surface 36.1 has the described cylindrical shape and thus bundles the light in horizontal planes less strongly than in the vertical planes.
  • the light entry surface 36.4 is thus designed so that the associated further subvolume 36.7 of the refractive secondary optics 36 bundles the light in the horizontal plane less than in the vertical plane.
  • this further partial volume 36.7 acts as a diverging lens, while in the vertical plane it acts as a converging lens with the same pixel as the subvolume 36.6 of the first low-beam light path 72.
  • 28.1, 28.2 are designed to reflect the light of the Bundle and redirect semiconductor light sources, so that outgoing light from these primary optics
  • Semiconductor light sources falls obliquely from above on the front diaphragm edge and is focused in the vicinity of the diaphragm edge, ie in a focal region of the primary optics. In this way arises in the plane of
  • Aperture edge a light module-internal light distribution with a light-dark boundary.
  • the exact shape of this cut-off line is determined by the shape of the diaphragm edge
  • This half-aperture 68.1 is in the first
  • Abbleriumtstrahlengang 72 The other diaphragm half 68.2 of the diaphragm combination 68 is located in the second
  • Abbleriumtstrahlengang 74 and has no stage. In this way, the second Abblertztstrahlengang 74 generates a straight, horizontally extending external cut-off.
  • the refractive secondary optics 36 is designed to image the internal light distribution generated in the plane of the diaphragm edge with step 68.3 onto the road. Since the light entry surface 36.3 of the partial volume 36.6 of the refractive secondary optics 36, which belongs to the first low beam light path 72, concentrates horizontally more strongly than vertically and the light exit surface thereof Partial volume vertically bundles the light vertically than
  • Abblertztstrahlengang 74 is the associated
  • the light rays emerging from the refractive secondary optics 36 in the second low-beam light path 74 have a horizontally wider directional distribution than those in the second light beam first low-beam light path 72 from the
  • Forming the free-form surface serving as the light-entry surface 36. 4 can be the distribution of the light and the
  • Width of the light distribution can be controlled.
  • FIG. 10 shows a plan view of the second one
  • Abbleriumtstrahlengang 74 It can be seen that due to the weaker focusing in the horizontal plane of the light cone on the cylindrical light exit surface 36.1 of the refractive secondary optics is wider than at the associated light entry surface. As FIG. 9 shows, the width of the first one is
  • the second Abblertztstrahlengang 74 is shown in the
  • Abbleriumtstrahlengang 72 and the adjacent second high beam path By virtue of this position between two adjacent beam paths, a broad region of the light exit surface 36. 1 of the refractive secondary optics 36 can be used for the production of the widely distributed beam path
  • Light module 16 are kept small.
  • Figure 11 shows a plan view of the
  • Each high-beam beam path consists of the following elements: two high-beam semiconductor light sources, two primary optics for focusing the light of the two high-beam semiconductor light sources, a projection lens which is a sub-volume of refractive secondary optics.
  • Each light entry surface of a high-beam beam path consists of the following elements: two high-beam semiconductor light sources, two primary optics for focusing the light of the two high-beam semiconductor light sources, a projection lens which is a sub-volume of refractive secondary optics.
  • Partial volume concentrates the light more in the horizontal plane than in the vertical plane.
  • Light exit surface concentrates the light more strongly in the vertical plane than in the horizontal plane.
  • Figure 12 shows a plan view of the two
  • the focal lengths The primary optics of the low beam and the high beam are the same size in the described embodiment.
  • the focal point of the primary optics for the Abbleriumtstrahlen réelle lies approximately on the front edge of the diaphragm combination 68, the focal point of the primary optics for the high-beam beam paths is approximately in the same plane.
  • the focal lengths can also be designed differently, which makes the system very flexible in design.
  • the total magnification of the optical system for the high-beam beam paths 76, 78 can be designed differently than for the Abblertztstrahlen réelle 72, 74. This can be advantageous because of low beam and
  • FIG. 13 shows a plan view of one
  • Signal light beam path 80 The light of the signal light semiconductor light source 58 is focused by the Fresnel lens 64 and the structured lens 42nd
  • Prismatic structures on the structured lens 42 further focus the light and distribute it in the desired angular range of a signal light or position light distribution.
  • the fact that each prism illuminates approximately the same angular range advantageously produces a bright and uniform
  • FIG. 14 shows the beam paths 72, 74, 76, 78, 80 of all the light functions of the light module 16 in a side view
  • FIG. 15 shows the beam paths 72, 74, 76, 78, 80 of all functions in an oblique view.
  • the low beam semiconductor light sources are separately switchable and / or dimmable.
  • different light distributions can be generated, for example, a broad city light by a large luminous flux of the second Abblertztstrahlengangs not so large luminous flux of the first Abblertztstrahlengangs or a motorway light through a large luminous flux of the first Abblertztstrahlengangs not so large
  • High-beam light paths which have a vertical edge in the intermediate image plane of the high-beam path, external beam distribution can be generated with vertical light-dark boundaries.
  • different high-beam beam paths can illuminate different angular ranges, and so an electronically controllable partial high-beam light can be realized (so-called "matrix beam”).
  • the number of low-beam or high-beam beam paths can be increased by complementing beam paths horizontally or by superimposing beam paths on top of each other.
  • the refractive secondary optics In the first case, the refractive secondary optics must simply be extended horizontally. In the second case one needs an additional refractive secondary optics per
  • the signal light beam path can alternatively or additionally be used as a beam path for a flashing light. It is advantageous to use yellow glowing semiconductor light sources, in particular if the beam path is to be used in parallel for signal light. However, it is also possible to use white light-emitting semiconductor light sources and the attachment optics and / or the
  • High-beam beam paths can also be used for the daytime running light function. For this purpose, they are strongly dimmed and switched on together with the Tagfahr (signal) light source, whereby both the surface of the structured lens and the associated surface of refractive secondary optics are illuminated.
  • the light module is rotatably mounted about a vertical axis and via a suitable actuator
  • Light module can be used as cornering light module.
  • the semiconductor light sources are preferably light emitting diodes.
  • a laser light source in conjunction with a phosphor plate illuminated by the laser and thereby excited can also be used as the light source. This applies to a subset of the light sources as well as to all
  • Light sources of the light module This may possibly the
  • the light module has no components serving to generate a signal light light distribution.
  • the light module in this case is a bi-function light module with which
  • the catadioptric primary optics can be realized in whole or in part as well as concave mirror reflectors which, for example, are metallically mirror-coated and delimit an air-filled reflection volume.
  • the board plane is approximately horizontal and arranged thereon
  • Semiconductor light sources upwards, preferably vertically upwards, into which reflectors radiate to their light in
  • the catadioptric primary optics can also be replaced in whole or in part by lenses or lens systems. Next, it is also possible the catadioptric
  • Primary optics can be completely or partially through

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Abstract

Vorgestellt wird ein Lichtmodul (16) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit einer ersten Halbleiterlichtquelle (18), einer ersten Primäroptik (20), einer zweiten Halbleiterlichtquelle (26), einer zweiten Primäroptik (28), einer Blende (34, 68) und einer Sekundäroptik (36). Das Lichtmodul zeichnet sich dadurch aus, dass die Sekundäroptik einstückig ist und ein erstes Teilvolumen (36.6) und ein zweites Teilvolumen (36.7) aufweist, wobei eine Lichteintrittsfläche (36.3) des ersten Teilvolumens hindurchtretendes Licht in horizontaler Richtung stärker bündelt als in vertikaler Richtung, wobei eine Lichtaustrittsfläche (36.1) der Sekundäroptik für beide Teilvolumina das aus der Lichtaustrittsfläche austretende Licht der ersten Halbleiterlichtquelle und der zweiten Halbleiterlichtquelle in vertikaler Richtung stärker bündelt als in horizontaler Richtung, und wobei das zweite Teilvolumen (36.7) insgesamt das Licht der zweiten Halbleiterlichtquelle in horizontaler Richtung weniger stark bündelt als in vertikaler Richtung.

Description

Lichtmodul für Kraftfahrzeugscheinwerfer
Beschreibung
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Ein solches Lichtmodul ist aus der US 8,733,992 Bl bekannt, die einen Nebelscheinwerfer zeigt. Ein solches Lichtmodul wird darüber hinaus auch als Abblendlichtmodul als per se bekannt vorausgesetzt. Aus der WO 2015/058227 Al ist ein Mikroprojektoren aufweisendes Lichtmodul für
Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt. Aus dem abstract der JP- 2017-084581 A ist ein mehrere Primäroptiken und mehrere Sekundäroptiken aufweisendes Lichtmodul für ein
Kraftfahrzeug bekannt.
Ortsangaben wie oben und unten beziehen sich in dieser Anmeldung immer auf eine Ausrichtung des Lichtmoduls, die seiner Ausrichtung bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einem Kraftfahrzeug entspricht.
Die US 6,948,836 B2 offenbart ein Abblendlicht-Modul, welches durch eine ungefähr horizontal liegende
verspiegelte Blende eine Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. Das zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung dienende Licht wird durch eine Halbleiterlichtquelle erzeugt und durch einen Reflektor gebündelt. Das gebündelte Licht wird von oben auf die vordere Blendenkante gerichtet. Ein Bild der Blendenkante wird durch eine als Projektionslinse
realisierte Lichtauskoppeloptik als Hell-Dunkel-Grenze einer Abblendlichtverteilung auf die Straße projiziert.
Aus der DE 10 2008 036 192 Al ist ein LED-Bi-Funktionsmodul zur Erzeugung einer Abblendlicht- und Fernlichtverteilung eines KFZ-Scheinwerfers bekannt. Eine horizontal liegende Blende ist hier dünn ausgeführt und wird für die Erzeugung des Fernlichtanteils zusätzlich von unten beleuchtet. Für die Kollimierung des LED-Lichts werden Reflektoren oder katadioptrische Optiken verwendet.
Aus der DE 10 2014 226 650 Al ist eine
Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die mindestens drei Lichtfunktionen wie z.B. Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht und/oder Positionslicht realisiert. Dabei wird das Abblendlicht analog zu der Beschreibung in der US 6,948,836 B2 und das Fernlicht und Tagfahrlicht auf ähnliche Art und Weise wie in der DE 10 2008 036 192 Al erzeugt .
Das als per se bekannt vorausgesetzte Lichtmodul weist eine erste Halbleiterlichtquelle und eine erste Primäroptik auf, die Licht der ersten Halbleiterlichtquelle in einen ersten Fokalbereich bündelt. Das bekannte Lichtmodul weist weiter eine zweite Halbleiterlichtquelle und eine zweite
Primäroptik auf, die Licht der zweiten
Halbleiterlichtquelle in einen zweiten Fokalbereich
bündelt. Das bekannte Lichtmodul weist weiter eine in den ersten Fokalbereich und in den zweiten Fokalbereich
hineinragende und von einer Blendenkante begrenzte
Blendenkombination und eine lichtbrechende Sekundäroptik auf, die von den Fokalbereichen ausgehendes Licht der ersten Halbleiterlichtquelle und der zweiten
Halbleiterlichtquelle sammelt und in ein Vorfeld des
Lichtmoduls richtet und damit zum Beispiel eine vor einem Kraftfahrzeug liegende Fahrbahn ausleuchtet.
Ausgehend von einem diese Merkmale aufweisenden Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein möglichst kompaktes Lichtmodul zu konstruieren, mit dem wenigstens eine Abblendlichtverteilung erzeugt werden kann und das möglichst einfach ausgeführt ist und mit minimalem Herstellungs-und/oder Einstellungsaufwand seiner optischen Elemente herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei unterscheidet sich das erfindungsgemäße
Lichtmodul dadurch von dem eingangs genannten, per se bekannten Stand der Technik, dass der zweite Fokalbereich sich von dem ersten Fokalbereich unterscheidet, und dass die lichtbrechende Sekundäroptik einstückig ist, ein erstes Teilvolumen aufweist, das im Strahlengang von Licht der ersten Halbleiterlichtquelle liegt, das von dem ersten Fokalbereich ausgeht, und ein zweites Teilvolumen aufweist, das im Strahlengang von Licht der zweiten Halbleiterlichtquelle liegt, das vom zweiten Fokalbereich ausgeht, wobei eine Lichteintrittsfläche des ersten
Teilvolumens eine Form besitzt, die den ersten Strahlengang in einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls horizontalen Richtung stärker bündelt als in einer bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch vertikalen Richtung, wobei eine Lichtaustrittsfläche der Sekundäroptik für beide
Teilvolumina eine Form besitzt, die das aus der
Lichtaustrittsfläche austretende Licht der ersten
Halbleiterlichtquelle und der zweiten Halbleiterlichtquelle bei der bestimmungsgemäßen Verwendung in vertikaler
Richtung stärker bündelt als in horizontaler Richtung, und wobei die Lichteintrittsfläche des zweiten Teilvolumens so gestaltet ist, dass das zweite Teilvolumen insgesamt das Licht der zweiten Halbleiterlichtquelle in horizontaler Richtung weniger stark bündelt als in vertikaler Richtung.
Dadurch, dass der zweite Fokalbereich von dem ersten
Fokalbereich verschieden ist, und dass die Sekundäroptik ein erstes Teilvolumen aufweist, das im Strahlengang von Licht der ersten Halbleiterlichtquelle liegt, das von dem ersten Fokalbereich ausgeht, und ein zweites Teilvolumen aufweist, das im Strahlengang von Licht der zweiten
Halbleiterlichtquelle liegt, das vom zweiten Fokalbereich ausgeht, ergeben sich ein erster Abblendlichtstrahlengang, der die erste Halbleiterlichtquelle, die erste Primäroptik und das erste Teilvolumen aufweist, und ein zweiter
Abblendlichtstrahlengang, der die zweite
Halbleiterlichtquelle, die zweite Primäroptik und das zweite Teilvolumen aufweist. Durch die beiden
Abblendlichtstrahlengänge ergeben sich mehr Möglichkeiten der Optimierung der von dem Lichtmodul insgesamt erzeugten Lichtverteilungen als bei nur einem
Abblendlichtstrahlengang . Indem die Abblendlichtstrahlengänge zum Beispiel separat einschaltbar und ausschaltbar oder dimmbar sind, können durch verschiedene Kombinationen unterschiedliche
Lichtverteilungen erzeugt werden, z.B. Stadtlicht oder Autobahnlicht. Stadtlicht zeichnet sich durch eine
vergleichsweise breite Lichtverteilung mit vergleichsweise kleiner Reichweite aus, während sich Autobahnlicht durch eine vergleichsweise schmale Lichtverteilung und eine vergleichsweise große Reichweite auszeichnet.
Dadurch, dass das Lichtmodul eine einstückige,
lichtbrechende Sekundäroptik aufweist, wird eine
vorgegebene, geforderte Genauigkeit der Positionierung der beiden Teilvolumina der Sekundäroptik zueinander und in Beziehung zu den Fokalbereichen der Primäroptiken mit einer geringeren Fertigungspräzision der beteiligten Bauteile und/oder einem verringerten Justierungsaufwand erreicht als bei einer Verwendung von mehrteiligen Sekundäroptiken.
Dadurch, dass eine Lichteintrittsfläche des ersten
Teilvolumens eine Form besitzt, die den ersten Strahlengang in einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls horizontalen Richtung stärker bündelt als in einer bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch vertikalen Richtung, wird das in dem zugehörigen ersten Strahlengang propagierende Licht auf einen in horizontaler Richtung vergleichsweise schmalen Bereich konzentriert, so dass sich dort eine
vergleichsweise große Helligkeit und Reichweite ergibt.
Dadurch, dass eine Lichtaustrittsfläche der Sekundäroptik für beide Teilvolumina eine Form besitzt, die das aus der Lichtaustrittsfläche austretende Licht der ersten Halbleiterlichtquelle und der zweiten Halbleiterlichtquelle bei der bestimmungsgemäßen Verwendung in vertikaler
Richtung stärker bündelt als in horizontaler Richtung, wird ein für beide Teilvolumina ähnlicher Helligkeitsverlauf in vertikaler Richtung erzeugt.
Dadurch, dass die Lichteintrittsfläche des zweiten
Teilvolumens so gestaltet ist, dass das zweite Teilvolumen insgesamt das Licht der zweiten Halbleiterlichtquelle in horizontaler Richtung weniger stark bündelt als in
vertikaler Richtung, wird ein in horizontaler Richtung breiter Lichtanteil einer Abblendlichtverteilung erzeugt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtaustrittsfläche der Sekundäroptik eine allgemein zylinderförmig-konvexe Lichtaustrittsfläche ist, wobei sich die Achse des Zylinders quer zu der
Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls erstreckt.
Bevorzugt ist auch, dass das Lichtmodul eine Kombination aus einem Abblendlichtmodul und einem Fernlichtmodul aufweist .
Weiter ist bevorzugt, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, wenigstens zwei Abblendlichtstrahlengänge und
wenigstens zwei Fernlichtstrahlengänge zu erzeugen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Abblendlichtstrahlengänge einander benachbart zwischen den beiden Fernlichtstrahlengängen verlaufen . Bevorzugt ist auch, dass die Sekundäroptik für jeden
Abblendlichtstrahlengang und für jeden
Fernlichtstrahlengang eine separate Lichteintrittsfläche aufweist .
Weiter ist bevorzugt, dass ein erster
Abblendlichtstrahlengang mit folgenden Elementen erzeugt wird: zwei Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen, zwei katadioptrischen Primäroptiken zur Bündelung des Lichts der Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen, einer in den
Fokalbereich der beiden Primäroptiken ragenden
verspiegelten Blendenkombination, die eine Stufe aufweist, und mit einer Projektionslinse, die ein Teilvolumen der lichtbrechenden Sekundäroptik ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Lichteintrittsfläche dieses Teilvolumens dazu eingerichtet ist, das Licht in einer bei
bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls horizontalen Ebene stärker zu bündeln als in einer vertikalen Ebene.
Bevorzugt ist auch, dass der zweite
Abblendlichtstrahlengang mit folgenden Elementen erzeugt wird: zwei Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen, zwei katadioptrischen Primäroptiken zur Bündelung des Lichts der Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen, einer in den
Fokalbereich der beiden Primäroptiken ragenden
verspiegelten Blendenhälfte, die keine Stufe aufweist, und mit einer Linse, die ein weiteres Teilvolumen der
lichtbrechenden Sekundäroptik ist.
Weiter ist bevorzugt, dass die Lichteintrittsfläche des weiteren Teilvolumens eine konkave Freiformfläche ist. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass Abblendlicht- und Fernlicht-Primäroptiken katadioptrische Primäroptiken sind.
Bevorzugt ist auch, dass das Lichtmodul ein
Signallichtmodul, beispielsweise ein Tagtahrlicht-und/oder ein Positionslicht- und/oder ein Blinklichtmodul aufweist.
Weiter ist bevorzugt, dass die katadioptrischen
Abblendlicht- und Fernlicht-Primäroptiken zusammen mit einer Signallicht-Vorsatzoptik Bestandteile einer
einstückig-stoffschlüssig zusammenhängenden
Vorsatzoptikkombination aus transparentem Kunststoff sind.
Bevorzugt ist auch, dass die Signallicht-Vorsatzoptik eine Fresnel-Linse ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form: Figur 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines KraftfahrzeugScheinwerfers ;
Figur 2 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugscheinwerfers aus der Figur 1;
Figur 3 eine Schrägansicht eines Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls;
Figur 4 eine Schrägansicht eines Kühlkörpers mit einer
Platine des Lichtmoduls aus Figur 3;
Figur 5 eine Schrägansicht von Bestandteilen des
Lichtmoduls der Figur 4 zusammen mit einer
Vorsatzoptikkombination;
Figur 6 eine Schrägansicht der Bestandteile des
Lichtmoduls der Figur 5 zusammen mit weiteren Bestandteilen eines Lichtmoduls;
Figur 7 eine Draufsicht auf Bestandteile des Lichtmoduls der Figur 6
Figur 8 eine Schrägansicht einer lichtbrechenden
Sekundäroptik eines erfindungsgemäßen
Lichtmoduls ;
Figur 9 eine Draufsicht auf Bestandteile eines
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit zwei AbblendlichtStrahlengängen; Figur 10 eine Draufsicht auf Bestandteile eines
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit einem zweiten Abblendlichtstrahlengang;
Figur 11 eine Draufsicht auf Bestandteile eines
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit zwei FernlichtStrahlengängen;
Figur 12 eine Draufsicht auf Bestandteile eines
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit zwei Abblendlichtstrahlengängen und zwei
FernlichtStrahlengängen;
Figur 13 eine Draufsicht auf Bestandteile eines
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit einem Signallichtstrahlengang;
Figur 14 eine Seitenansicht von Bestandteilen ernes
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit
Abblendlichtstrahlengängen und/oder
Fernlichtstrahlengängen und einem
Signallichtstrahlengang; und
Figur 15 eine Schrägansicht von Bestandteilen eines
erfindungsgemäßen Lichtmoduls mit
AbblendlichtStrahlengängen,
Fernlichtstrahlengängen und einem
Signallichtstrahlengang .
Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente.
Im Einzelnen zeigt die Figur 1 eine Draufsicht auf einen Kraftfahrzeugscheinwerfer 10 mit einem horizontal
aufgeschnittenen Gehäuse 12, dessen Lichtaustrittsöffnung durch eine transparente Abdeckscheibe 14 abgedeckt wird. Figur 2 zeigt den Scheinwerfer aus der Figur 1 in einem seitlichen Schnitt. Im Inneren des Gehäuses 12 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 16 angeordnet. Das Lichtmodul 16 weist eine erste
Halbleiterlichtquelle 18 und eine erste Primäroptik 20 auf, die Licht 22 der ersten Halbleiterlichtquelle 18 in einen ersten Fokalbereich 24 bündelt. Das Lichtmodul 16 weist weiter eine zweite Halbleiterlichtquelle 26 und eine zweite Primäroptik 28 auf, die Licht 30 der zweiten
Halbleiterlichtquelle 26 in einen zweiten Fokalbereich 32 bündelt. Eine als Spiegelblende verwirklichte
Blendenkombination 34 ragt in den ersten Fokalbereich 24 und in den zweiten Fokalbereich 32 hinein. Eine im
Lichtstrom stromabwärts von der Blende 34 angeordnete lichtbrechende Sekundäroptik 36 sammelt von den
Fokalbereichen ausgehendes Licht der ersten
Halbleiterlichtquelle und der zweiten Halbleiterlichtquelle und richtet dieses Licht in ein Vorfeld des Lichtmoduls 16 und des Kraftfahrzeugscheinwerfers 10, um zum Beispiel eine Fahrbahn zu beleuchten.
Der zweite Fokalbereich 32 ist von dem ersten Fokalbereich 24 verschieden. Beide Fokalbereiche 24, 32 liegen bevorzugt nebeneinander, wobei sie sich überlappen können. Die räumlichen Abmessungen beider Fokalbereiche 24, 32 können identisch sein. Die lichtbrechende Sekundäroptik 36 ist ein einstückig-stoffschlüssig zusammenhängender Festkörper und weist ein erstes Teilvolumen 36.6 auf, das im Strahlengang von Licht 22 der ersten Halbleiterlichtquelle 18 liegt, das von dem ersten Fokalbereich 24 ausgeht. Dieser Strahlengang ist ein erster Abblendlichtstrahlengang . Die Sekundäroptik 36 weist weiter ein zweites Teilvolumen 36.7 auf, das im Strahlengang von Licht 30 der zweiten Halbleiterlichtquelle 26 liegt, das vom zweiten Fokalbereich 32 ausgeht. Dieser Strahlengang ist ein zweiter Abblendlichtstrahlengang .
Erfindungsgemäß besitzt eine Lichteintrittsfläche des ersten Teilvolumens 36.6 eine Form, die den ersten
Abblendlichtstrahlengang in einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls 16 horizontalen Richtung stärker bündelt als in einer bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch vertikalen Richtung. Dabei besitzt eine
Lichtaustrittsfläche der Sekundäroptik 36 für beide
Teilvolumina 36.6, 36.7 eine Form, die das aus der
Lichtaustrittsfläche austretende Licht 22 der ersten
Halbleiterlichtquelle 18 und Licht 30 der zweiten
Halbleiterlichtquelle 26 bei bestimmungsgemäßer Verwendung in vertikaler Richtung stärker bündelt als in horizontaler Richtung. Die Lichteintrittsfläche des zweiten Teilvolumens 36.7 ist so gestaltet, dass das zweite Teilvolumen 36.7 insgesamt das Licht der zweiten Halbleiterlichtquelle 26 in horizontaler Richtung weniger stark bündelt als in
vertikaler Richtung.
Figur 3 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 16, das in der Lage ist, mehrere verschiedene Lichtverteilungen zu erzeugen.
An der Rückseite des Lichtmoduls 16 befindet sich ein Kühlkörper 38, welcher in der gezeigten Darstellungsform mehrere Kühlrippen aufweist. Der Kühlkörper 38 ist
mechanisch mit einem Halterahmen 40 verbunden. An dem
Halterahmen 40 und/oder dem Kühlkörper 38 sind die zur Erzeugung von Lichtverteilungen erforderlichen optischen Komponenten wie Lichtquellen und Primäroptiken und eine Sekundäroptik 36 befestigt.
Das Lichtmodul 16 weist eine Signallicht-Komponente auf, von der in der Figur 1 eine Streustrukturen aufweisende, transparente Lichtscheibe 42 zu sehen ist. Darüber hinaus weist das Lichtmodul 16 eine Kombination aus einem
Abblendlichtmodul und einem Fernlichtmodul auf, von welcher Kombination in der Figur 1 die lichtbrechende Sekundäroptik 36 sichtbar ist. Weitere Bestandteile der Signallicht- Komponente und der Kombination aus einem Abblendlichtmodul und einem Fernlichtmodul werden in der Figur 1 durch undurchsichtige Abdeckungen 44 verdeckt.
Weiterhin ist ein Ausleger 46 für die mechanische
Leuchtweitenregelung an dem Halterahmen 40 des Lichtmoduls 16 befestigt. Durch eine zum Beispiel am Halterahmen 40 seitlich befestigte Aufhängung 48 wird eine Drehachse 50 einer Leuchtweitenregelung definiert. An dem Ausleger 46 greift unten ein nicht dargestellter Aktor an, der den Ausleger 46 und damit das ganze Lichtmodul 16 in der zur Drehachse 50 senkrechten Ebene verschwenkt.
Figur 4 zeigt den Kühlköper 38 aus der Figur 3 zusammen mit einer daran befestigten Platine 52. Die Platine 52 weist erste Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2 für einen ersten Abblendlichtstrahlengang, zweite Abblendlicht- Halbleiterlichtquellen 26.1, 26.2 für einen zweiten
Abblendlichtstrahlengang, erste Fernlicht- Halbleiterlichtquellen 54.1, 54.2 für einen ersten
Fernlichtstrahlengang, zweite Fernlicht- Halbleiterlichtquellen 56.1, 56.2 für einen zweiten
Fernlichtstrahlengang, sowie eine Signallicht- Halbleiterlichtquelle 58 auf.
Die Halbleiterlichtquellen besitzen bevorzugt eine
viereckige Lichtaustrittsfläche. Die Abblendlicht- Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2 des ersten
Abblendlichtstrahlengangs sind gegenüber den Abblendlicht- Halbleiterlichtquellen 26.1, 26.2 des zweiten
Abblendlichtstrahlengangs verdreht angeordnet. Die
Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen und die Fernlicht- Halbleiterlichtquellen sind nebeneinander angeordnet, wobei die Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2, 26.1, 26.2 zentral angeordnet sind und die Fernlicht- Halbleiterlichtquellen 54.1, 54.2 des ersten
Fernlichtstrahlengangs seitlich außen neben den
Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2 des ersten Abblendlichtstrahlengangs angeordnet sind und die
Fernlicht-Halbleiterlichtquellen 56.1, 56.2 des zweiten Fernlichtstrahlengangs seitlich außen neben den
Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen 26.1, 26.2 des zweiten Abblendlichtstrahlengangs angeordnet sind. In der Höhe liegen die Fernlicht-Halbleiterlichtquellen alle auf einer ersten Höhe, und die Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen liegen alle auf einer zweiten Höhe. Die zweite Höhe liegt oberhalb von der ersten Höhe. Die Halbleiterlichtquelle 58 für das Signallicht ist oberhalb der Abblendlicht- Halbleiterlichtquellen und der Fernlicht- Halbleiterlichtquellen zentral angeordnet. An der Platine 52 ist unterhalb der Halbleiterlichtquellen ein Stecker 60 angeordnet, der als Schnittstelle zur Energieversorgung der auf der Platine 52 angebrachten Halbleiterlichtquellen und zur Ansteuerung der
Halbleiterlichtquellen durch ein Lichtsteuergerät dient.
Figur 5 zeigt den Gegenstand der Figur 4 nach der Montage einer Vorsatzoptikkombination 62. Die
Vorsatzoptikkombination 62 besteht aus einer Vorsatzoptik 64 für die Signallicht-Halbleiterlichtquelle und jeweils einer Primäroptik 20.1, 20.2, 28.1, 28.2 für jede
Abblendlicht-Halbleiterlichtquelle und jeweils einer Primäroptik 64.1, 64.2, 66.1, 66.2 für jede Fernlicht- Halbleiterlichtquelle. Die Vorsatzoptik 64 ist vor der Signallicht-Halbleiterlichtquelle 58 angeordnet. Jeweils eine Primäroptik ist vor je einer Abblendlicht- Halbleiterlichtquelle und jeweils einer Fernlicht- Halbleiterlichtquelle angeordnet .
Die Vorsatzoptikkombination 62 ist bevorzugt ein
einstückiges Kunststoffspritzgussteil . Die
Signallichtvorsatzoptik 64 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Fresnellinse. Die Abblendlicht- und Fernlicht- Primäroptiken 20.1, 20.2, 28.1, 28.2 64.1, 64.2, 66.1, 66.2 sind in der dargestellten Ausgestaltung katadioptrische Primäroptiken. Sie sind bevorzugt zusammen mit der Signallicht-Vorsatzoptik 64 Bestandteile der einstückig-stoffschlüssig zusammenhängenden
Vorsatzoptikkombination 62 aus transparentem Kunststoff.
Die Figur 6 zeigt den Gegenstand der Figuren 3 bis 5 zusammen mit einer Blendenkombination 68, der strukturierten Lichtscheibe 42 für das Signallicht, der Sekundäroptik 36 und einem Sekundäroptikhalter 37, der zur Befestigung der Sekundäroptik 36 am übrigen Lichtmodul dient und der darüber hinaus keine optische Funktion ausübt .
Die Blendenkombination 68 dient als Blende für die
Abblendlichtverteilung und liegt zwischen der
Vorsatzoptikkombination 62 auf der einen Seite und der Sekundäroptik 36 auf der anderen Seite. Die
Blendenkombination 68 ist in der dargestellten
Ausgestaltung eine Spiegelblende, die eine spiegelnde
Blendenfläche besitzt. Die spiegelnde Blendenfläche ragt in den Abblendlichtstrahlengang hinein. Dabei ist die
Blendenkombination 68 so angeordnet, dass ihre der
Sekundäroptik 36 zugewandte Blendenkante von sämtlichen Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen beleuchtet wird. Die spiegelnde Blendenfläche schließt mit von den Primäroptiken des Abblendlichtes her einfallenden Lichtstrahlen, die auf die spiegelnde Blendenfläche auftreffen, bevorzugt einen spitzen Winkel ein, also einen Winkel, der kleiner als 90° ist. Bevorzugt ist zumindest der größte Teil der
spiegelnden Blendenfläche bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls 16 horizontal ausgerichtet oder weist nur einen Neigungswinkel zur Horizontalen auf, der kleiner als 30° ist. Durch die spiegelnde Blendenfläche wird dort einfallendes Licht in den Abblendlichtstrahlengang zurück reflektiert, was zu einer guten optischen Effizienz des Lichtmoduls beiträgt. Die optische Effizienz ist dabei der Anteil am von den Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen erzeugten Licht, das letztlich zur Erzeugung der
erwünschten Lichtverteilung im Vorfeld des Lichtmoduls beiträgt . Die Blendenkombination 68 weist eine erste Blendenhälfte 68.1 und eine zweite Blendenhälfte 68.2 auf. Die erste Blendenhälfte 68.1 weist eine Stufe 68.3 auf. Die Stufe 68.3 besteht aus drei Teilflächen, die jeweils paarweise aneinander grenzen und von denen die beiden äußeren
Teilflächen bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Lichtmoduls in vertikaler Richtung zueinander versetzt angeordnet sind. Die Stufe ist so angeordnet, dass eine Flächennormale der zwischen den beiden äußeren Teilflächen liegenden inneren Teilfläche quer zu der
Hauptabstrahlrichtung 70 des Lichtmodules liegt.
Eine der Sekundäroptik 36 zugewandte und von einer
Blendenkante begrenzte Seite der Blendenkombination 68 ragt in die Fokalbereiche 24, 32 (vergleiche Figur 1) der
Abblendlichtstrahlengänge hinein. Dabei ist die Stufe 68.3 so angeordnet, dass sie in den Strahlengang des ersten Abblendlichtstrahlengangs hineinragt. Diese Stufe 68.3 dient zur Erzeugung einer Stufe in der Hell-Dunkel-Grenze einer asymmetrischen Abblendlichtverteilung. Der die Stufe 68.3 aufweisende (erste) Abblendlichtstrahlengang ist ein Abblendlichtstrahlengang, der das Licht stark bündelt.
Der andere Abblendlichtstrahlengang ist der zweite
Abblendlichtstrahlengang, der das Licht weniger stark bündelt und eher breit verteilt. Die in diesen zweiten Abblendlichtstrahlengang ragende zweite Blendenhälfte weist bevorzugt keine Stufe auf. Prinzipiell ist es möglich, anstelle einer Blendenkombination 68 auch mehrere einzelne Blenden zu verwenden. Um die Anzahl der Bauteile des
Lichtmoduls 16 zu verringern, ist eine Ausgestaltung in Form einer einstückigen Blendenkombination 68 bevorzugt. Weiter ist es prinzipiell auch möglich, dass die Blendenkombination 68 entlang der
Hauptlichtausbreitungsrichtung des Lichtes in den
Abblendlichtstrahlengängen nur schmal ist (z.B. wie die Schmalseite eines Bleches, das z.B. weniger als 1 mm dick ist), so dass die Stufe 68.3 nur ein Teil einer
konturierten Kante eines dünnen Bleches ist. Die Blende kann sich in diesem Fall auch von der optisch wirksamen Blendenkante ausgehend in vertikaler Richtung erstrecken. Die optisch wirksame Blendenkante, die als Hell-Dunkel- Grenze der Abblendlichtverteilung in das Vorfeld des
Lichtmoduls abgebildet wird, ist dann eine obere Kante der Blende .
Die Figur 6 zeigt insbesondere eine bevorzugte
Ausgestaltung der Lichtaustrittsfläche 36.1 der
Sekundäroptik 36 als allgemein zylinderförmig-konvexe
Lichtaustrittsfläche, wobei sich eine Achse 71 des
Zylinders quer zu der Hauptabstrahlrichtung 70 des
Lichtmoduls 16 erstreckt. Die Hauptabstrahlrichtung 70 fällt bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des
Lichtmoduls 16 mit der Geradeaus-Fahrtrichtung des
Kraftfahrzeuges zusammen und liegt parallel zu einer gedachten Linie, die in der Figur 4 durch die Mittelpunkte der Fernlicht-Halbleiterlichtquellen 54.1, 54.2, 56.1, 56.2 läuft und parallel zu einer weiteren gedachten Linie, die durch die Mittelpunkte der Abblendlicht-
Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2, 26.1,26.2 läuft. In zu diesen Linien senkrechten Ebenen, die die Sekundäroptik 36 schneiden, ändert sich die Querschnittsform der
lichtbrechenden Sekundäroptik 36 nicht. Eine Ausnahme gilt allenfalls für das linke und rechte Ende der
Lichtaustrittsfläche 36.1, das sich aber jeweils über weniger als 5% der Länge der Lichtaustrittfläche 36.1 in Richtung der Zylinderachse erstreckt. Figur 7 zeigt Teile des Lichtmoduls 16 in einer Draufsicht. Im dargestellten Beispiel verläuft das aus dem von links her gesehen zweiten Paar von Primäroptiken 20.1, 20.2 austretende Licht der zugehörigen Halbleiterlichtquellen in einem ersten Abblendlichtstrahlengang, und das aus dem von links her gesehen dritten Paar von Primäroptiken 28.1, 28.2 austretende Licht der zugehörigen Halbleiterlichtquellen verläuft in einem zweiten Abblendlichtstrahlengang . Links von den beiden Abblendlichtstrahlengängen verläuft ein erster Fernlichtstrahlengang, und rechts von den beiden Abblendlichtstrahlengängen verläuft ein zweiter
Fernlichtstrahlengang .
Figur 7 zeigt auch, dass die Lichteintrittsflächen der lichtbrechenden Sekundäroptik 36 in einer Ebene, in der die Zylinderachse 71 und die Hauptabstrahlrichtung 70 des
Lichtmodules 16 liegen, verschiedene Formen aufweisen. Die Sekundäroptik weist für jeden Abblendlichtstrahlengang und jeden Fernlichtstrahlengang eine separate
Lichteintrittsfläche auf. Die Lichteintrittsfläche 36.2 ist eine Lichteintrittsfläche des ersten
Fernlichtstrahlengangs . Die Lichteintrittsfläche 36.3 ist eine Lichteintrittsfläche des ersten
Abblendlichtstrahlengangs und begrenzt ein abbildendes Teilvolumen 36.6 der lichtbrechenden Sekundäroptik 36. Die Lichteintrittsfläche 36.4 ist eine Lichteintrittsfläche des zweiten Abblendlichtstrahlengangs und begrenzt ein
horizontal auffächerndes und vertikal fokussierendes
Teilvolumen (36.7) der lichtbrechenden Sekundäroptik. Die Lichteintrittsfläche 36.5 ist eine Lichteintrittsfläche des zweiten Fernlichtstrahlengangs . Dabei liegen die einzelnen Lichteintrittsflächen in derselben Reihenfolge
nebeneinander wie die zugehörigen Paare von Primäroptiken. Figur 8 zeigt die Sekundäroptik aus der Figur 7 mit Blick auf die vier Lichteintrittsflächen 36.2, 36.3, 36.4, 36.5 der vier Strahlengänge. Die lichtbrechende Sekundäroptik 36 ist ein einstückiges Bauteil. Die Form der beiden
Lichteintrittsflächen 36.2, 36.5 der Teilvolumina der lichtbrechenden Sekundäroptik der Fernlichtstrahlengänge und der Lichteintrittsfläche 36.3 des Teilvolumens der lichtbrechenden Sekundäroptik des ersten
Abblendlichtstrahlengangs sind in der genannten Ebene, in der die Zylinderachse 71 und die Hauptabstrahlrichtung 70 des Lichtmodules 16 liegen, konvex, während die Form der Lichteintrittsfläche 36.4 des Teilvolumens der
lichtbrechenden Sekundäroptik des des zweiten
Abblendlichtstrahlengangs in der genannten Ebene konkav ist .
Zusammenfassend ergeben sich somit die folgenden
strukturellen und funktionalen Merkmale und Eigenschaften. Eine Abblendlichtverteilung wird durch Überlagerung von in wenigstens zwei Abblendlichtstrahlengängen propagierendem Licht erzeugt, wobei ein erster Abblendlichtstrahlengang ein abbildendes Teilvolumen einer lichtbrechenden
Sekundäroptik aufweist, während ein zweiter
Abblendlichtstrahlengang ein Teilvolumen der
lichtbrechenden Sekundäroptik aufweist, das Licht in der horizontalen Ebene zerstreut und in der vertikalen Ebene fokussiert. Die beiden Abblendlichtstrahlengänge sind unmittelbar benachbart (d.h. ohne zwischen ihnen
verlaufende weitere Strahlengänge/Lichtbündel)
nebeneinander angeordnet, so dass der Bündelquerschnitt des in dem jeweiligen Strahlengang propagierenden Lichtes durch die einstückige Blendenkombination begrenzt werden kann und auch begrenzt wird, wobei die in die jeweiligen
Strahlengänge ragenden Flächen der Blendenkombination in vertikaler Richtung nur durch die Höhe einer Stufe
gegeneinander versetzt sind, die als Stufe einer
asymmetrischen Abblendlichtverteilung in ein Vorfeld des Lichtmoduls projiziert wird. Dadurch kann die
Blendenkombination einfach und mit geringen Toleranzen bzgl . des Höhenversatzes zueinander hergestellt werden. Die Anzahl der Abblendlicht- oder Fernlichtstrahlengänge kann erhöht werden, indem Strahlengänge horizontal ergänzt werden oder Strahlengänge übereinander gesetzt werden.
Durch die beschriebenen Maßnahmen wird die Anzahl der Teile, aus denen das Lichtmodul 16 besteht, reduziert.
Dadurch wird das System einfacher und kostengünstiger.
Außerdem werden die Systemtoleranzen verringert. Die einstückige Realisierung der Sekundäroptik hat gegenüber einer separaten Realisierung einer Lichteintrittslinsen- Kombination und einer Zylinderlinse den Vorteil, dass eine exakte Positionierung einer solchen Linsenkombination zur Zylinderlinse, sei es durch präzise gefertigte Halterungen oder Justierung, entfällt.
Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf die Strahlengänge der im dargestellten Beispiel zwei Abblendlichtstrahlengänge 72 und 74.
Ein erster Abblendlichtstrahlengang 72 wird mit folgenden Elementen erzeugt: Zwei Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2, zwei katadioptrischen Primäroptiken 20.1, 20.2 zur Bündelung des Lichts der Abblendlicht- Halbleiterlichtquellen 18.1, 18.2, einer in den
Fokalbereich der beiden Primäroptiken 20.1, 20.2 ragenden verspiegelten Blendenkombination 68 mit Stufe 68.3 und eine Projektionslinse, die ein Teilvolumen 36.6 einer
lichtbrechenden Sekundäroptik 36 ist. Die
Lichteintrittsfläche dieses Teilvolumens 36.6 bündelt das Licht in der horizontalen Ebene stärker als in der
vertikalen Ebene. Die Lichtaustrittsfläche 36.1 weist die beschriebene Zylinderform auf und bündelt damit das Licht in horizontalen Ebenen weniger stark als in der vertikalen Ebenen .
Der zweite Abblendlichtstrahlengang 74 wird mit folgenden Elementen erzeugt: Zwei Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen 26.1,26.2, zwei katadioptrischen Primäroptiken 28.1, 28.2 zur Bündelung des Lichts der Abblendlicht-
Halbleiterlichtquellen 26.1,26.2, einer in den Fokalbereich der beiden Primäroptiken 28.1, 28.2 ragenden verspiegelten Blendenhälfte 68.2 ohne Stufe, einer Linse, die ein
weiteres Teilvolumen 36.7 einer lichtbrechenden
Sekundäroptik 36 ist. Die Lichteintrittsfläche 36.4 dieses weiteren Teilvolumens 36.7 ist bevorzugt eine konkave
Freiformfläche. Die Lichtaustrittsfläche 36.1 weist die beschriebene Zylinderform auf und bündelt damit das Licht in horizontalen Ebenen weniger stark als in der vertikalen Ebenen .
Die Lichteintrittsfläche 36.4 ist damit so gestaltet, dass das zugehörige weitere Teilvolumen 36.7 der lichtbrechenden Sekundäroptik 36 das Licht in der horizontalen Ebene weniger bündelt als in der vertikalen Ebene. In der horizontalen Ebene wirkt dieses weitere Teilvolumen 36.7 als Zerstreuungslinse, während es in der vertikalen Ebene als Sammellinse mit demselben Bildpunkt wie das Teilvolumen 36.6 des ersten Abblendlichtstrahlengangs 72 wirkt.
Die katadioptrischen Primäroptiken der
Abblendlichtstrahlengänge, im beschriebenen
Ausführungsbeispiel also die Primäroptiken 20.1, 20.2,
28.1, 28.2, sind so ausgelegt, dass sie das Licht der Halbleiterlichtquellen bündeln und umlenken, so dass von diesen Primäroptiken ausgehendes Licht der
Halbleiterlichtquellen von schräg oben auf die vordere Blendenkante fällt und in der Umgebung der Blendenkante, also in einen Fokalbereich der Primäroptiken, fokussiert wird. Auf diese Weise entsteht in der Ebene der
Blendenkante eine Lichtmodul-interne Lichtverteilung mit einer Hell-Dunkel-Grenze . Die genaue Form dieser Hell- Dunkel-Grenze wird durch die Form der Blendenkante
vorgegeben. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine in den ersten Fokalbereich, also in den
Fokalbereich des ersten Abblendlichtstrahlengangs ragende Blendenhälfte 68.1 der Blendenkombination 68, mit einer Stufe 68.3 versehen, um auf diese Weise eine Stufe im
Verlauf der Hell-Dunkel-Grenze der sich im Vorfeld des Lichtmoduls ergebenden externen Abblendlichtverteilung zu erzeugen .
Diese Blendenhälfte 68.1 liegt im ersten
Abblendlichtstrahlengang 72. Die andere Blendenhälfte 68.2 der Blendenkombination 68 liegt im zweiten
Abblendlichtstrahlengang 74 und weist keine Stufe auf. Auf diese Weise erzeugt der zweite Abblendlichtstrahlengang 74 eine gerade, horizontal verlaufende externe Hell-Dunkel- Grenze .
Die lichtbrechende Sekundäroptik 36 ist so ausgestaltet, dass sie die interne Lichtverteilung, die in der Ebene der Blendenkante mit Stufe 68.3 erzeugt wird, auf die Straße abbildet. Da die Lichteintrittsfläche 36.3 des Teilvolumens 36.6 der lichtbrechenden Sekundäroptik 36, das zum ersten Abblendlichtstrahlengang 72 gehört, horizontal stärker bündelt als vertikal und die Lichtaustrittsfläche dieses Teilvolumens das Licht vertikal stärker bündelt als
horizontal, entsteht eine verzerrte Abbildung, d.h. der vertikale und der horizontale Abbildungsmaßstab sind nicht gleich .
In dem zweiten Abblendlichtstrahlengang 74 wird die
zugehörige, keine Stufe aufweisende Blendenhälfte 68.2 der Blendenkombination 68 ausgeleuchtet. In dem zweiten
Abblendlichtstrahlengang 74 ist die zugehörige
Lichteintrittsfläche 36.4 der lichtbrechenden Sekundäroptik 36 konkav ausgeformt und bündelt das Licht schwächer als die entsprechende Lichteintrittsfläche 36.3 des ersten Abblendlichtstrahlengangs 72. Als Folge ergibt sich, dass die im dem zweiten Abblendlichtstrahlengang 74 aus der lichtbrechenden Sekundäroptik 36 austretenden Lichtstrahlen eine horizontal breitere Richtungsverteilung besitzen als die im ersten Abblendlichtstrahlengang 72 aus der
lichtbrechenden Sekundäroptik 36 austretenden
Lichtstrahlen. Durch diese Auffächerung der Strahlen in der horizontalen Ebene wird die Breite der
Abblendlichtlichtverteilung vergrößert. Durch die
Ausformung der als Lichteintrittsfläche 36.4 dienenden Freiformfläche kann die Verteilung des Lichts und die
Breite der Lichtverteilung gesteuert werden.
Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf den zweiten
Abblendlichtstrahlengang 74. Es ist erkennbar, dass durch die schwächere Bündelung in der horizontalen Ebene der Lichtkegel an der zylindrischen Lichtaustrittsfläche 36.1 der lichtbrechenden Sekundäroptik breiter als an der zugehörigen Lichteintrittsfläche ist. Wie Figur 9 zeigt, ist die Breite des ersten
Abblendlichtstrahlengangs 72 beim Lichtaustritt aus der lichtbrechenden Sekundäroptik 36 ungefähr gleich groß wie beim Eintritt in die lichtbrechende Sekundäroptik 36. Es ist sinnvoll, den zweiten Abblendlichtstrahlengang 74 nicht als außen liegenden Strahlengang zu realisieren. Der zweite Abblendlichtstrahlengang 74 liegt im dargestellten
Ausführungsbeispiel zwischen dem benachbarten ersten
Abblendlichtstrahlengang 72 und dem benachbarten zweiten Fernlichtstrahlengang . Durch diese Lage zwischen zwei benachbarten Strahlengängen kann ein breiter Bereich der Lichtaustrittsfläche 36.1 der lichtbrechenden Sekundäroptik 36 für die Erzeugung des breit verteilten
Abblendlichtanteils verwendet werden. Die Funktion der benachbarten Strahlengänge wird dadurch nicht gestört. Als erwünschte Folge kann die horizontale Breite des
Lichtmoduls 16 klein gehalten werden.
Figur 11 zeigt eine Draufsicht auf die
Fernlichtstrahlengänge 76, 78. Jeder Fernlichtstrahlengang besteht aus folgenden Elementen: zwei Fernlicht- Halbleiterlichtquellen, zwei Primäroptiken zur Bündelung des Lichts der zwei Fernlicht-Halbleiterlichtquellen, einer Projektionslinse, die ein Teilvolumen einer lichtbrechenden Sekundäroptik ist. Jede Lichteintrittsfläche eines
Teilvolumens bündelt das Licht in der horizontalen Ebene stärker als in der vertikalen Ebene. Die zylindrische
Lichtaustrittsfläche bündelt das Licht in der vertikalen Ebene jeweils stärker als in der horizontalen Ebene.
Figur 12 zeigt eine Draufsicht auf die zwei
Abblendlichtstrahlengänge 72, 74 und die zwei
Fernlichtstrahlengänge 76, 78 im Vergleich. Die Brennweiten der Primäroptiken des Abblendlichts und des Fernlichts sind in der beschriebenen Ausführung gleich groß. Der Fokuspunkt der Primäroptiken für die Abblendlichtstrahlengänge liegt ungefähr auf der Vorderkante der Blendenkombination 68, der Fokuspunkt der Primäroptiken für die Fernlichtstrahlengänge liegt ungefähr in der gleichen Ebene. Im Allgemeinen können die Brennweiten aber auch unterschiedlich ausgelegt werden, was das System in der Auslegung sehr flexibel macht.
Dadurch kann die Gesamtvergrößerung des optischen Systems für die Fernlichtstrahlengänge 76, 78 anders gestaltet werden als für die Abblendlichtstrahlengänge 72, 74. Das kann vorteilhaft sein, da an Abblendlicht- und
Fernlichtverteilungen unterschiedliche Anforderungen bzgl. Breite, Höhe und maximaler Beleuchtungsstärke gestellt werden .
Figur 13 zeigt eine Draufsicht auf einen
Signallichtstrahlengang 80. Das Licht der Signallicht- Halbleiterlichtquelle 58 wird durch die Fresnel-Linse 64 gebündelt und auf die strukturierte Lichtscheibe 42
gerichtet. Prismenförmige Strukturen auf der strukturierten Lichtscheibe 42 bündeln das Licht weiter und verteilen es in den gewünschten Winkelbereich einer Signallicht- bzw. Positionslichtverteilung. Dadurch, dass jedes Prisma ungefähr denselben Winkelbereich beleuchtet, entsteht vorteilhafterweise ein helles und gleichförmiges
Erscheinungsbild der gesamten strukturierten Lichtscheibe 42.
Figur 14 zeigt die Strahlengänge 72, 74, 76, 78, 80 aller Lichtfunktionen des Lichtmodules 16 Funktionen in einer Seitenansicht und Figur 15 zeigt die Strahlengänge 72, 74, 76, 78, 80 aller Funktionen in einer Schrägansicht. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Abblendlicht- Halbleiterlichtquellen separat schaltbar und/oder dimmbar. Dadurch können unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden, z.B. ein breites Stadtlicht durch einen großen Lichtstrom des zweiten Abblendlichtstrahlengangs bei nicht so großem Lichtstrom des ersten Abblendlichtstrahlengangs oder ein Autobahnlicht durch einen großen Lichtstrom des ersten Abblendlichtstrahlengangs bei nicht so großem
Lichtstrom des zweiten Abblendlichts.
Durch Einsetzen von zusätzlichen Blenden in die
Fernlichtstrahlengänge, die eine vertikal verlaufende Kante in der Zwischenbildebene des Fernlichtstrahlengangs aufweisen, können externe Fernlichtverteilungen mit vertikal verlaufenden Hell-Dunkel-Grenzen erzeugt werden. Dadurch können unterschiedliche Fernlichtstrahlengänge unterschiedliche Winkelbereiche ausleuchten, und so kann ein elektronisch steuerbares Teilfernlicht realisiert werden, (sog. "Matrix-Beam" ) .
Die Anzahl der Abblendlicht- oder Fernlichtstrahlengänge kann erhöht werden, indem Strahlengänge horizontal ergänzt werden oder Strahlengänge übereinander gesetzt werden. Im ersten Fall muss die lichtbrechende Sekundäroptik einfach horizontal verlängert werden. Im zweiten Fall benötigt man eine zusätzliche lichtbrechende Sekundäroptik pro
zusätzlicher Ebene. Um Bauraum zu sparen und die
Konstruktion stabil zu machen, ist es in diesem Fall von Vorteil, die Strahlengänge beim Übereinanderschichten versetzt zueinander anzuordnen, so dass jeweils ein
Abblendlichtstrahlengang über einem Fernlichtstrahlengang und ein Fernlichtstrahlengang über einem
Abblendlichtstrahlengang angeordnet ist. Der Signallichtstrahlengang kann alternativ oder zusätzlich als Strahlengang für ein Blinklicht genutzt werden. Es ist vorteilhaft, dafür gelb leuchtende Halbleiterlichtquellen zu verwenden, insbesondere wenn der Strahlengang parallel für Signallicht genutzt werden soll. Es ist aber auch möglich, weißes Licht emittierende Halbleiterlichtquellen zu verwenden und die Vorsatzoptik und/oder die
strukturierte Scheibe gelb einzufärben.
Um die leuchtende Fläche für eine Tagfahrlichtfunktion als Signallichtfunktion zu vergrößern, können die
Fernlichtstrahlengänge auch für die Tagfahrlichtfunktion genutzt werden. Dafür werden sie stark gedimmt und zusammen mit der Tagfahr ( -Signal- ) lichtquelle eingeschaltet, wodurch sowohl die Fläche der strukturierten Lichtscheibe als auch die zugehörige Fläche der lichtbrechenden Sekundäroptik beleuchtet werden.
Indem das Lichtmodul um eine vertikale Achse drehbar gelagert wird und über einen geeigneten Aktuator
kontrolliert drehbar ist, kann das erfindungsgemäße
Lichtmodul als Kurvenlicht-Modul verwendet werden.
Die Halbleiterlichtquellen sind bevorzugt Leuchtdioden. An Stelle von Leuchtdioden als Halbleiterlichtquellen kann auch eine Laserlichtquelle in Verbindung mit einem vom Laser beleuchteten und dadurch angeregten Phosphorplättchen als Lichtquelle verwendet werden. Dies gilt sowohl für eine Teilmenge der Lichtquellen als auch für sämtliche
Lichtquellen des Lichtmoduls. Dadurch kann ggf. die
Leuchtdichte der Lichtquelle und damit die maximale
Beleuchtungsstärke erhöht werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Lichtmodul keine zur Erzeugung einer Signallicht-Lichtverteilung dienenden Bestandteile auf. Das Lichtmodul ist in diesem Fall ein Bi-Funktions-Lichtmodul , mit dem
Abblendlichtverteilungen und Fernlichtverteilungen erzeugt werden können.
Die katadioptrischen Primäroptiken können ganz oder zum Teil als auch als Hohlspiegelreflektoren realisiert werden, die zum Beispiel metallisch-spiegelnd beschichtet sind und ein mit Luft erfülltes Reflexionsvolumen begrenzen. In diesem Fall ist bevorzugt, dass die Platinenebene ungefähr horizontal liegt und die darauf angeordneten
Halbleiterlichtquellen nach oben, bevorzugt senkrecht nach oben, in die Reflektoren strahlen, um ihr Licht in
Fahrtrichtung in die verschiedenen Zwischenbildebenen, bzw. Fokalbereiche zu richten.
Die katadioptrischen Primäroptiken können auch ganz oder zum Teil durch Linsen oder Linsensysteme ersetzt werden. Weiter ist es auch möglich, die katadioptrischen
Primäroptiken können ganz oder zum Teil durch
Lichtleiteroptiken zu ersetzen.

Claims

Ansprüche
1. Lichtmodul (16) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (10) mit einer ersten Halbleiterlichtquelle (18) und einer ersten Primäroptik (20), die Licht (22) der ersten Halbleiterlichtquelle (18) in einen ersten Fokalbereich (24) bündelt, mit einer zweiten
Halbleiterlichtquelle (26) und einer zweiten
Primäroptik (28), die Licht (30) der zweiten
Halbleiterlichtquelle (26) in einen zweiten
Fokalbereich (32) bündelt, mit einer in den ersten Fokalbereich (24) und in den zweiten Fokalbereich (32) hineinragenden Blendenkombination (34; 68) und mit einer lichtbrechenden Sekundäroptik (36) , die von den Fokalbereichen (24, 32) ausgehendes Licht (22) der ersten Halbleiterlichtquelle (18) und der zweiten Halbleiterlichtquelle (26) sammelt und in ein Vorfeld des Lichtmoduls (16) richtet, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fokalbereich (32) von dem ersten
Fokalbereich (24) verschieden ist, und dass die lichtbrechende Sekundäroptik (36) einstückig ist, ein erstes Teilvolumen (36.6) aufweist, das im
Strahlengang von Licht (22) der ersten
Halbleiterlichtquelle (18) liegt, das von dem ersten Fokalbereich (24) ausgeht, und ein zweites Teilvolumen
(36.7) aufweist, das im Strahlengang von Licht (30) der zweiten Halbleiterlichtquelle (26) liegt, das vom zweiten Fokalbereich (34) ausgeht, wobei eine
Lichteintrittsfläche (36.3) des ersten Teilvolumens
(36.6) eine Form besitzt, die den ersten Strahlengang (72) in einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls (16) horizontalen Richtung stärker bündelt als in einer bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch vertikalen Richtung, wobei eine Lichtaustrittsfläche (36.1) der Sekundäroptik (36) für beide Teilvolumina (36.6, 36.7) eine Form besitzt, die das aus der
Lichtaustrittsfläche (36.1) austretende Licht der ersten Halbleiterlichtquelle und der zweiten
Halbleiterlichtquelle bei der bestimmungsgemäßen
Verwendung in vertikaler Richtung stärker bündelt als in horizontaler Richtung, und wobei die
Lichteintrittsfläche (36.4) des zweiten Teilvolumens
(36.7) so gestaltet ist, dass das zweite Teilvolumen
(36.7) insgesamt das Licht der zweiten
Halbleiterlichtquelle in horizontaler Richtung weniger stark bündelt als in vertikaler Richtung.
2. Lichtmodul (16) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (36.1) der Sekundäroptik (36) eine allgemein zylinderförmig konvexe Lichtaustrittsfläche ist, wobei sich die Achse (71) des Zylinders quer zu der Hauptabstrahlrichtung (70) des Lichtmoduls (16) erstreckt.
3. Lichtmodul (16) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (16) eine
Kombination aus einem Abblendlichtmodul und einem Fernlichtmodul aufweist.
4. Lichtmodul (16) nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (16) dazu
eingerichtet ist, wenigstens zwei
Abblendlichtstrahlengänge (72, 74) und wenigstens zwei Fernlichtstrahlengänge (76, 78) zu erzeugen.
5. Lichtmodul (16) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die beiden
Abblendlichtstrahlengänge (72,74) einander benachbart zwischen den beiden Fernlichtstrahlengängen (76, 78) verlaufen .
6. Lichtmodul (16) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sekundäroptik (36) für jeden Abblendlichtstrahlengang (72, 74) und für jeden
Fernlichtstrahlengang (76, 78) eine separate
Lichteintrittsfläche (36.3, 36.4, 36.2, 36.5)
aufweist .
7. Lichtmodul (16) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass ein erster
Abblendlichtstrahlengang (72) mit folgenden Elementen erzeugt wird: zwei Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen (18.1, 18.2), zwei katadioptrischen Primäroptiken (20.1, 20.2) zur Bündelung des Lichts der
Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen (18.1, 18.2), einer in den Fokalbereich der beiden Primäroptiken (20.1, 20.2) ragenden verspiegelten Blendenkombination (68), die eine Stufe (68.3) aufweist, und mit einer Projektionslinse, die ein Teilvolumen (36.6) der lichtbrechenden Sekundäroptik (36) ist.
8. Lichtmodul (16) nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Lichteintrittsfläche (36.3) dieses Teilvolumens (36.6) dazu eingerichtet ist, das Licht in einer bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Lichtmoduls (16) horizontalen Ebene stärker zu bündeln als in einer vertikalen Ebene.
9. Lichtmodul (16) nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite
Abblendlichtstrahlengang (74) mit folgenden Elementen erzeugt wird: zwei Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen (26.1,26.2), zwei katadioptrischen Primäroptiken
(28.1, 28.2) zur Bündelung des Lichts der
Abblendlicht-Halbleiterlichtquellen (26.1,26.2), einer in den Fokalbereich der beiden Primäroptiken (28.1, 28.2) ragenden verspiegelten Blendenhälfte (68.2), die keine Stufe aufweist, und mit einer Linse, die ein weiteres Teilvolumen (36.7) der lichtbrechenden
Sekundäroptik (36) ist.
10. Lichtmodul (16) nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lichteintrittsfläche (36.4) des weiteren Teilvolumens (36.7) eine konkave
Freiformfläche ist.
11. Lichtmodul (16) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abblendlicht- und Fernlicht-Primäroptiken (20.1, 20.2, 28.1, 28.2, 64.1, 64.2, 66.1. 66.2) katadioptrische Primäroptiken sind .
12. Lichtmodul (16) nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein
Tagfahrlicht-/ eine Positionslicht- oder ein
Blinklichtmodul aufweist.
13. Lichtmodul (16) nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die katadioptrischen
Abblendlicht- und Fernlicht- Primäroptiken (20.1,
20.2, 28.1, 28.2, 64.1, 64.2, 66.1. 66.2) zusammen mit einer Tagfahrlicht-, Positionslicht- oder Blinklicht-
Vorsatzoptik (64) Bestandteile einer einstückig- stoffschlüssig zusammenhängenden
Vorsatzoptikkombination (62) aus transparentem
Kunststoff sind.
14. Lichtmodul (16) nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Tagfahrlicht-,
Positionslicht- oder Blinklicht-Vorsatzoptik (64) eine Fresnel-Linse ist.
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