EP3870894A1 - Leuchteinheit für einen kfz-scheinwerfer - Google Patents

Leuchteinheit für einen kfz-scheinwerfer

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EP3870894A1
EP3870894A1 EP19773113.6A EP19773113A EP3870894A1 EP 3870894 A1 EP3870894 A1 EP 3870894A1 EP 19773113 A EP19773113 A EP 19773113A EP 3870894 A1 EP3870894 A1 EP 3870894A1
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EP
European Patent Office
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light
diaphragm
prism
lighting unit
area
Prior art date
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EP19773113.6A
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French (fr)
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EP3870894B1 (de
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Josef Hechenberger
Bernhard Mandl
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ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Publication date
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
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    • F21W2102/135—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions
    • F21W2102/16—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region the light having cut-off lines, i.e. clear borderlines between emitted regions and dark regions having blurred cut-off lines
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    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs

Definitions

  • the invention relates to a lighting unit for a lighting device
  • Motor vehicle in particular for a motor vehicle headlight, comprising: at least one low beam module for generating a low beam light distribution mostly below a horizontal cut-off line essentially shown in front of the motor vehicle, at least one high beam module for generating a high beam light distribution mostly above the cut-off light Limit, the low beam module and the high beam module in the optical beam direction to generate a
  • Total light distribution of the imaging modules connected downstream with an optical axis and a focal surface oriented essentially normal to the optical axis, and an aperture which has an aperture edge and which is used to generate the horizontal light-dark boundary in a light image generated by the lighting unit essentially up to the focal surface of the Imaging optics extends.
  • Lighting devices and light modules for motor vehicles which are set up to generate various light distributions and light-dark boundaries by means of appropriate control and to project them onto the road, are well known. These different light distributions and light-dark limits are determined according to a well-known principle by means of a beam diaphragm, with which part of the light beams emitted are selectively hidden.
  • the aperture can be used, inter alia, to obtain a sharp light-dark boundary in a light image generated by the low-beam function, so that glare from driving ahead or
  • Luminous units according to the structure mentioned at the outset are well known.
  • the dipped-beam module arranged on the top in the motor vehicle in the installed state and the high-beam module arranged on the underside in the motor vehicle in the installed state work together via the common diaphragm body and the common imaging optics, so that the imaging optics depict the intermediate light images of both the low-beam light module and the high-beam module and the diaphragm the beam paths of both Modules influenced.
  • Luminaire units of this type generally have the disadvantage in common that they do not deliberately mix or overlap the light beams of the upper side Allow the low beam module and the high beam module on the underside.
  • the critical area is located in that, in particular in the middle, edge area of the radiation diaphragm, which is shaped along the focal curve of the imaging optics (e.g. projection lens).
  • This task is accomplished with a lighting unit for a lighting device
  • the diaphragm has a substantially flat, opaque diaphragm area and one on the diaphragm edge in the area of the focal surface
  • the at least one prism body has translucent material, the geometric structure comprising at least one prism body with a substantially triangular cross-sectional area, the at least one prism body is elongated and the longitudinal extension is substantially transverse to the optical axis, the at least one prism body has a first, a second and a third prism surface , wherein the first prism surface is substantially aligned with the flat opaque area, the second prism surface faces the opaque area and includes an inner angle al> Q with the first prism area, and the third prism surface faces away from the opaque area and unites with the first prism area Includes interior angle a2> Q, where Q is the critical angle of the total reflection of the translucent material, the interior angles al and a2 are the same or different, and with the proviso that de r inner angle al or the inner angle a2 is not 45 °.
  • the light beams generated by the low beam module are totally reflected by the prism structure on the diaphragm edge in the area of the apron, so that the generation of disturbing scattered light in the area above the HH line is prevented, whereas those light beams generated by the high beam module be passing through the prism structure and at this
  • Prism structure are deflected such that the dark gap between the
  • the low beam and the high beam in the photograph are closed when the high beam function is switched on (see also FIG. 7, in which the beam paths are shown schematically, and a description of this).
  • the invention thus solves several current lighting problems of lighting units which have a low beam module, a high beam module and a beam diaphragm for generating a horizontal cut-off line.
  • the diaphragm which has an essentially flat appearance, can lie essentially horizontally in the optical axis in a manner known per se or can be slightly inclined with respect to the optical axis.
  • the diaphragm can also have a kink along a horizontal line, so that the diaphragm body has no continuous flat boundary surface.
  • the diaphragm body has two areas offset in height from one another, one area being on the left and the other area on the right of the optical axis, and the two areas being marked by an oblique
  • the geometric structure can comprise a single large prism or two or more smaller prisms, the large or the two or more smaller prisms having to fulfill the technical features defined above or in claim 1 with regard to the arrangement and the internal angle (see also FIG. 9 and description of this). It was found that geometrical structures other than the prism structure defined here, for example a wedge shape with an inside angle a1 or an inside angle a2 of 45 °, do not bring the desired advantages and, for example, total reflection also for the high beam or an undesired transmission of the low beam bring oneself.
  • fewer high-beam beams are totally reflected on a second prism surface of a prism that is closer to the focal point and has a lower height, and they enter via a first prism surface of a triangular prism that has a higher height.
  • the increase in the heights of the triangular prisms advantageously follows a parabolic curve.
  • Imaging optics for headlights are well known to those skilled in the art.
  • Imaging optics can be constructed in a manner known per se and can comprise, for example, a projection lens or a multi-stage lens system; lens-reflector combinations are also possible.
  • the geometric structure comprises at least two prism bodies arranged one behind the other in the optical beam direction, the first prism surfaces of which adjoin one another lengthways and are aligned with one another.
  • the geometric structure is preferably formed from exactly two prism bodies arranged one behind the other in the optical beam direction, the first prism surfaces of which adjoin one another longitudinally and are in alignment with one another; Due to the necessary geometric dimensions with regard to the prism surface and the basic thickness of the diaphragm, a geometric structure with exactly two in the optical beam direction has been arranged
  • Prismatic bodies have been found to be particularly advantageous because, on the one hand, the above-mentioned technical problems to be solved are optimally solved on account of the distance of the geometric structure from the focal surface or the focal point of the imaging optics, and this variant can also be easily implemented technically. Undesired color effects and the formation of a blurred light-dark boundary, which may be the case with a higher number of prism bodies, e.g. in the case of more than three prisms due to the greater distance between the prism structures and the focal surface / focal point, this preferred variant avoids this.
  • the at least one prism body has two mutually merging regions in the longitudinal direction, which are staggered in height and are connected to one another via a preferably oblique transition region through which the optical axis runs. This makes it possible to achieve an increase in asymmetry in the light distribution (see Fig. 10 and description of this).
  • the opaque diaphragm area can at least partially have a reflective surface.
  • the screen is made in one piece from the translucent material and the opaque area is vapor-coated in a manner known per se, e.g. vapor-coated with a metal such as aluminum, or mirrored.
  • the opaque aperture area is made of one
  • opaque material e.g. metal or opaque plastic
  • translucent panel area which includes the geometric structure, is an insert made of the translucent material (e.g. glass or
  • Multi-component injection molding process made using translucent and opaque plastic materials, e.g. by means of a two-component injection molding process using an opaque and a permeable plastic material.
  • the transparent material is preferably plastic or glass.
  • the second and / or third prism surface is essentially planar.
  • the second and / or third prism surface is curved, preferably the third prism surface is curved inwards.
  • These variants have the advantage that the gradient of the light-dark boundary can also be influenced positively, so that a soft transition of the light-dark boundary can be realized (see also FIGS. 11 and 12 and a description of this) .
  • the cross-sectional area of the at least one prism body is constant in the catch extension. Ariants at other sub-V, it may be provided that the
  • Cross-sectional area of the at least one prism body increases in the catch extension; in this way the gradient of the light-dark boundary to the edge areas of the
  • the at least one low beam module and the at least one high beam module each comprise at least one light source, a collimator being assigned to each light source in the optical beam direction and the collimator being set up to reduce the radiation angle of the light beams generated by the light source and thereby to increase the radiation characteristic shape.
  • the lighting unit can be, for example, a collimator module, which comprises the at least one low beam module and the at least one high beam module and wherein a plurality of light sources is assigned to the low beam and high beam modules and a collimator is connected downstream of each light source in the optical beam direction.
  • the aperture is connected downstream of the collimator module in the optical beam direction.
  • a projection lens or a multi-stage lens system can be provided as imaging optics.
  • the collimator can be designed, for example, as a TIR collimator lens (TIR - Total Internal Reflection).
  • TIR collimator lenses are well known to a person skilled in the art (for example TIR lens Bern from Auer Lighting GmbH, DE); these are optically transparent bodies which are made of a transparent material whose refractive index is greater than the refractive index of the air, for example made of glass or plastic; the essentially all of the light refracted at the light outcoupling surface of the TIR collimator lens continues to propagate through the air, preferably in a predetermined direction
  • the collimator is designed as a reflector, i.e. as a (above all visible) light reflecting surface, which deflects light rays propagating in air in a preferably predetermined direction.
  • the light distribution-forming components of the low beam module and / or high beam module can also be in the form of polyellipsoid reflector arrangements according to the
  • Projection headlight type as is well known to the person skilled in the art.
  • the diaphragm has at least one light window, at least one light path from the low beam and or high beam modules running through the at least one light window and through the imaging optics to the outside.
  • the at least at least one light window extends a light path through the exclusively by the low beam through the at least one light window and through the imaging optical system to the outside.
  • the at least one light window can be arranged in the opaque diaphragm area of the diaphragm and delimited by the latter, the light window being a recess in the
  • opaque area of the aperture is formed or from a
  • the motor vehicle headlight which comprises at least one lighting unit according to the invention.
  • the motor vehicle headlight is a front headlight.
  • the motor vehicle headlamp according to the invention is expediently constructed according to known headlamp construction principles and comprises a housing with a light exit opening which is covered with a diffusing screen or a cover disk.
  • Modern motor vehicle headlights often have a plurality of light modules which, taken on their own or in combination, can take over individual light functions. These light modules are often arranged in close proximity to one another in the headlight housing.
  • the motor vehicle headlight according to the invention can therefore, in addition to a lighting unit according to the invention, the one
  • Low beam module and a high beam module therefore also include other light modules, e.g. a daytime running light unit, a flashing light unit, etc. Accordingly, in addition to the low beam or high beam distribution, there can be others
  • Light distributions are generated by the other light modules, such as the light distribution of a daytime running light, a flashing light, etc.
  • Another object of the invention is a motor vehicle comprising at least one lighting unit according to the invention and / or a motor vehicle headlight according to the invention.
  • the term "motor vehicle” as used herein refers to single or multi-lane motorized land-bound vehicles such as motorcycles, automobiles, trucks and the like.
  • FIG. 2 shows the lighting unit from FIG. 1 in a side view
  • FIGS. 1 and 2 shows the diaphragm of the lighting unit shown in FIGS. 1 and 2 in a perspective view
  • FIGS. 1 and 2 show a plan view of the diaphragm of the lighting unit shown in FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 5 shows a section through the diaphragm of the lighting unit shown in FIGS. 1 and 2 along the optical axis
  • FIGS. 1 and 2 shows the geometric prism structure of the diaphragm of the lighting unit shown in FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 7 illustrates the beam path of the light beams which are emitted by the low beam module or by the high beam module through a triangular prism body of a diaphragm used according to the invention
  • FIGS. 1 and 2 shows a detailed view of a section through the diaphragm in FIGS. 1 and 2 and illustrates the beam path of the light beams which are emitted by the low-beam light module through a light window arranged in the diaphragm used according to the invention (“sign light”),
  • FIG. 8a shows an enlarged view of FIG. 8, the beam path of the light beams emitted by the high-beam module also being shown in FIG. 8a,
  • FIG. 9 illustrates the arrangement of a large triangular prism or a plurality of small triangular prisms of an aperture used according to the invention with respect to the focal point of the imaging optics
  • Fig.ll illustrates a gradient design to soften the cut-off in a low beam distribution with the aid of an aperture used according to the invention, which has a prism body with curved prism surfaces, and
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an embodiment variant of a lighting unit 100 according to the invention in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the lighting unit 100 from FIG. 1 in a side view.
  • the light unit 100 is for installation in a
  • Lighting device of a motor vehicle in particular for a
  • the lighting unit 100 comprises a low-beam light module 101, a high-beam light module 102 and an imaging optics downstream of the low-beam light module 101 and the high-beam light module 102 for generating an overall light distribution of the light module in the optical beam direction in the form of a projection lens 103 with an optical axis 104 and an essentially normal to the optical axis 104 oriented focal surface 116, also known as the Petzval surface.
  • the low beam module 101 is largely below an im for generating a low beam light distribution
  • the high beam module 102 is configured to generate a high beam light distribution for the most part above the cut-off line.
  • the lighting unit also includes 100 an essentially horizontally lying diaphragm 105, which has a diaphragm edge 106 and which is used to generate the horizontal cut-off line in one
  • Luminous unit 100 generated light image extends essentially to the focal surface 116 of the downstream projection lens 103.
  • the aperture edge 106 extends to the focal surface 116 or to the focal point F of the projection lens 103.
  • the low beam module 101 and the high beam module 102 together form a collimator module in the example shown, which is based on generally known principles and need not be explained in more detail here (see also the description of
  • the low beam module 101 and the high beam module 102 each comprise a plurality of ones that are not shown in detail
  • Light sources e.g. designed as LEDs, wherein each light source in the optical beam direction is assigned a collimator, also not shown.
  • Each collimator is designed to reduce the divergence of the light rays generated by the light source.
  • the collimator module also includes other optical components such as Lentils or
  • the low beam module 101 and the high beam module 102 can, however, also be constructed according to other construction principles and are not limited to the collimator structure shown schematically in FIGS. 1 and 2. Alternatively, it can
  • the features of the lighting unit 100 according to the invention can be found in the panel 105, which is described in more detail in the following figures.
  • FIG. 3 shows the panel 105 of the lighting unit 100 shown in FIGS. 1 and 2 in FIG.
  • FIG. 4 shows a top view of the diaphragm 105 and FIG. 5 shows a section through the diaphragm 105.
  • FIG. 6 shows the geometric prism structure of the diaphragm of the lighting unit shown in FIGS. 1 and 2 in detail.
  • the aperture 105 has a
  • the opaque diaphragm area 107 is made of metal and the translucent diaphragm area 108 comprising the geometric structure 109 is an insert made of the translucent material.
  • the diaphragm 105 it is also possible to manufacture the diaphragm 105 in one piece from the translucent material and the opaque diaphragm area 107 is vapor-coated in a manner known per se, for example with a metal such as aluminum, the translucent diaphragm area 108 being left out and therefore not vapor-coated.
  • the translucent material is plastic. Instead of plastic, glass can also be chosen as the opaque material.
  • the geometric structure 109 of the exemplary diaphragm 105 comprises two prism bodies 110, each with an essentially triangular cross-sectional area. Every prism body
  • Each prism body 110 is elongated and the longitudinal extension extends essentially transversely to the optical axis 104.
  • Each prism body has a first, a second and a third prism surface, the first prism surface 111 essentially having the flat surface
  • the second prism surface 112 faces the opaque diaphragm area 107 and with the first prism surface
  • the third prism surface 113 faces away from the opaque aperture region 107 and includes an interior angle a2> 0 with the first prism surface 111, where 0 is the critical angle of the total reflection of the translucent material, the interior angles al and a2 being the same or are different, and with the proviso that the inner angle al or the inner angle a2 is not 45 °.
  • FIG. 7 illustrates the beam path of the light beams which are emitted by the low beam module or by the high beam module through one of the two prism bodies 110 of the diaphragm 105 used according to the invention.
  • the light beams 114 generated by the low beam module 101 enter the prism body 110 through the second prism surface 112 and are totally reflected on the first prism surface 111 and emerge through the third prism surface 113, so that the generation of disturbing scattered light in the area above the HH line is prevented.
  • the light beams 117, which are generated by the high beam module 102, enter through the first prism surface 111 and are transmitted through the
  • the prism body is transmitted and slightly deflected when exiting through the third prism surface 113, so that the gap between the low beam and the high beam in the light image of the high beam function (ie, the low beam and high beam is switched on) is closed.
  • a further development of the invention is also shown in the panel 105.
  • the diaphragm 105 has a light window 115 which is arranged in the opaque diaphragm area 107 of the diaphragm 105 and is delimited by the latter.
  • the light window 115 is created in that a window-shaped recess in the opaque panel area 107 is closed with an insert plate made of transparent plastic.
  • the light path from the low beam and / or high beam modules can run out through the light window 115 and through the projection lens.
  • the light path through the light window 115 runs exclusively from the low beam module 101 through the light window 115 and through the imaging optics 101 to the outside.
  • FIG. 8 represents a detailed view of a section through the diaphragm in FIGS. 1 and 2 and the beam path of the light rays 114, which are emitted by the low-beam light module 101, through the light window 115 arranged in the diaphragm 105 (" sign light ").
  • FIG. 8a shows an enlarged view of FIG. 8, with the beam path of the light beams 117 additionally emanating from the
  • High-beam module 102 are emitted, is shown.
  • High-beam modules are totally reflected at the lower boundary surface 118 of the light window 115, which is inclined to the optical axis 104 (in FIG. 8 a, the totally reflected light beams are identified by 117 *).
  • the light rays 117 to the perpendicular n to the interface 118 have an angle of incidence greater than the angle of the total reflection. This prevents light from the high beam module from contributing to the apron in the low beam distribution and thus compliance with legal requirements is made possible ⁇ USA FMVSS-108 TableXVIII UB2: measuring point [4D, V] with a specification for the light intensity ⁇ 12000 cd maximum
  • FIG. 9 illustrates two exemplary alternative variants for triangular prisms of a diaphragm used according to the invention, namely on the one hand the arrangement of a single large triangular prism 210 with a height H and, alternatively, on the other hand
  • the triangular prisms 210 and 310 are each arranged in the translucent area on the diaphragm edge of a diaphragm used according to the invention and positioned in relation to the focal surface or focal point F of the imaging optics (for example a projection lens 103 from FIGS. 1 and 2) in the lighting unit according to the invention.
  • the triangular prisms 210 and 310 each include a first prism surface 211 and 311, a second prism surface 212 and 312 and a third prism surface 213 and 313, respectively. As is good in FIG.
  • the respective first prism surface 211 or 311 of the triangular prisms 210 or 310 runs essentially parallel to the optical axis 204.
  • the second prism surfaces 312 of the five small triangular prisms 310 lie parallel to the second prism surface 212 the large triangular prism 210;
  • the third prism surfaces 313 of the small triangular prisms 310 lie parallel to the third prism surface 213 of the large triangular prism 210.
  • the diaphragm edge 206 or 306 is defined by the prism edge formed from prism surfaces 211 and 213 or 311 and 313 (for the small triangular prisms 310 by the outermost one , Prism 310 closest to the imaging optics). 9, the diaphragm edge 206 or 306 extends exactly to the focal point F of the imaging optics / projection lens.
  • the small dirt prisms 310 shown in FIG. 9 all have the same height H '. However, a person skilled in the art will appreciate that the heights of the prisms lined up can increase steadily. This has the advantage of being a smaller one, closer to
  • Focusing triangular prism shadows fewer high-beam rays, which enter the transparent geometric structure of the diaphragm through the first prismatic surfaces of the triangular prisms. For example, fewer high-beam beams are totally reflected on a second prism surface of a prism that is closer to the focal point and has a lower height, and they enter a first prism surface of a triangular prism that has a higher height.
  • the increase in the heights of the triangular prisms advantageously follows a parabolic curve.
  • the aperture 405 is constructed essentially like the aperture 105 described above.
  • the diaphragm 405 has a substantially flat opaque diaphragm area 407 and on the diaphragm edge 406 in the area of the focal surface a translucent diaphragm area 408 with a geometric structure 409 comprising two prismatic bodies 410 made of a translucent material.
  • the prism body 410 have in the longitudinal direction two merging regions 410a and 410b, which are offset in height from one another and are connected to one another via an inclined transition region 410c through which the optical axis 404 runs.
  • the opaque region 407 also comprises two regions 407a and 407b which merge into one another and are offset in terms of their height, via an oblique transition region 407c through which the optical axis 404 runs. This makes it possible to achieve an increase in asymmetry in the light distribution.
  • the prism bodies 410 comprise a first, a second and a third prism surface (in FIG. 10 not for reasons of space
  • the second prism surface is opaque
  • Interior angles al and a2 are the same or different, and with the proviso that the interior angle al and the interior angle a2 are not 45 °.
  • the diaphragm 405 can of course also be provided with a light window 115 for generating a “sign light” function.
  • FIG. 11 illustrates a gradient design for softening the light-dark boundary in a low beam distribution with the aid of an aperture used according to the invention, which has a prism body with curved prism surfaces.
  • FIG. 12 shows an exemplary light distribution with a light-dark boundary in a two-dimensional angular space on the basis of the lines HH and VV in the case of a gradient design according to FIG. 11.
  • An advantage of the invention is that the light beams that are totally reflected on the prism structure and that are emitted by the low beam module are broken in slightly different directions, so that a softer transition or a legally compliant gradient value of the light-dark boundary is generated, the light-dark boundary being primarily determined by the aperture edge 506. A vehicle driver then takes the light distribution without an irritating boundary line between the illuminated and darker
  • a third prism surface 513 is a prism body 510 curved inwards, the cross-sectional area in the longitudinal extent
  • the prism body 510 is a component as described above
  • Prism surface 512 has the advantage that the gradient of the light-dark boundary can be set in a particularly targeted manner and influenced positively, so that the light-dark boundary is split and mapped wider. For a viewer or the
  • Projection lens 503 is illustrated in FIG. 11 by means of arrows.
  • An exemplary parallel beam 516 experiences a diverging total reflection beam 516 'on the curved third prism surface 513 due to different surface normals.
  • the divergence d is further increased by the projection lens 503 due to the different refraction of the light distribution beam 516 ".
  • Light is refracted according to the SnelF refraction law at the two prism surfaces 512 and 513. It can be seen from Fig. 12 that the cut-off line HDG, which is slightly below the and is widened parallel to the HH line, whereby the gradient decreases.
  • the invention can be modified in any manner known to the person skilled in the art and is not restricted to the embodiments shown. Individual aspects of the invention can also be taken up and largely combined with one another. What is essential are the ideas on which the invention is based, which, given this teaching, can be carried out in a variety of ways by a person skilled in the art and nevertheless remain as such.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit (100) für eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung umfassend: ein Abblendlichtmodul (101), ein Fernlichtmodul (102), eine dem Abblendlichtmodul (101) und dem Fernlichtmodul (102) nachgeschaltete Abbildungsoptik (103, 503) mit einer optischen Achse (104, 204, 404, 504) und einer normal zur optischen Achse (104, 204, 404, 504) orientierten Brennfläche (116), und eine Blende (105, 405), die eine Blendenkante (106, 206, 306) aufweist und sich zur Erzeugung der horizontalen Hell-Dunkelgrenze in einem durch die Leuchteinheit (100) erzeugten Lichtbild im Wesentlichen bis zur Brennfläche (116) der Abbildungsoptik (103, 503) erstreckt, wobei die Blende (105, 405) einen lichtundurchlässigen Blendenbereich (107, 407) und an der Blendenkante (106, 206, 306) im Bereich der Brennfläche (116) einen lichtdurchlässigen Blendenbereich (108, (408) mit einer geometrischen Struktur (109, 409) aus einem lichtdurchlässigen Material aufweist, die geometrische Struktur (109, 409) zumindest einen Prismenkörper (110, 210, 310, 410, 510) mit einer dreieckigen Querschnittsfläche umfasst, der längserstreckt ist und die Längserstreckung quer zur optischen Achse (104, 204, 404) verläuft, der zumindest eine Prismenkörper (110, 210, 310, 410, 510) eine erste, eine zweite und eine dritte Prismenfläche aufweist, die zweite Prismenfläche (112, 212, 312, 512) mit der ersten Prismenfläche (111, 211, 311) einen Innenwinkel α1 ≥ θ einschließt, und die dritte Prismenfläche (113, 213, 313, 513) mit der ersten Prismenfläche (111, 211, 311) einen Innenwinkel α2 ≥ θ einschließt, wobei θ der Grenzwinkel der Totalreflexion des lichtdurchlässigen Materials ist, die Innenwinkel α1 und α2 gleich oder unterschiedlich sind, und mit der Maßgabe, dass der Innenwinkel α1 bzw. der Innenwinkel α2 nicht 45° ist.

Description

LEUCHTEINHEIT FÜR EINEN KFZ-SCHEINWERFER
Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit für eine Beleuchtungseinrichtung eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend: zumindest ein Abblendlichtmodul zur Erzeugung einer Abblendlicht-Lichtverteilung größtenteils unterhalb einer im Wesentlichen vor dem Kraftfahrzeug abgebildeten horizontalen Hell- Dunkel-Grenze, zumindest ein Fernlichtmodul zur Erzeugung einer Fernlicht- Lichtverteilung größtenteils oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, eine dem Abblendlichtmodul und dem Fernlichtmodul in optischer Strahlrichtung zur Erzeugung einer
Gesamtlichtverteilung der Lichtmodule nachgeschaltete Abbildungsoptik mit einer optischen Achse und einer im Wesentlichen normal zur optischen Achse orientierten Brennfläche, und eine Blende, die eine Blendenkante aufweist und sich zur Erzeugung der horizontalen Hell-Dunkelgrenze in einem durch die Leuchteinheit erzeugten Lichtbild im Wesentlichen bis zur Brennfläche der Abbildungsoptik erstreckt.
Beleuchtungseinrichtungen und Lichtmodule für Kraftfahrzeuge, die dazu eingerichtet sind, mittels entsprechender Steuerung verschiedene Lichtverteilungen und Hell-Dunkel-Grenzen zu erzeugen und auf die Fahrbahn zu projizieren, sind hinlänglich bekannt. Diese unterschiedlichen Lichtverteilungen und Hell-Dunkel-Grenzen werden gemäß einem hinlänglich bekannten Prinzip mittels einer Strahlenblende, mit welcher ein Teil der von emittierten Lichtstrahlen gezielt ausgeblendet wird. Mittels der Blende kann unter anderem eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze in einem durch die Abblendlichtfunktion erzeugten Lichtbild erhalten werden, sodass eine Blendung von vorausfahrenden bzw.
entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern weitgehend vermieden wird.
Leuchteinheiten gemäß dem eingangs genannten Aufbau sind hinlänglich bekannt. Das im Kraftfahrzeug im eingebauten Zustand oberseitig angeordnete Abblendlichtmodul und das im Kraftfahrzeug im eingebauten Zustand unterseitig angeordnete Fernlichtmodul wirken über den gemeinsamen Blendenkörper und die gemeinsame Abbildungsoptik zusammen, so dass die Abbildungsoptik die Zwischenlichtbilder sowohl des Abblendlichtmoduls als auch des Fernlichtmoduls abbildet und die Blende die Strahlengänge beider Module beeinflusst. Leuchteinheiten dieser Bauart ist generell der Nachteil gemein, dass sie keine gezielte Vermengung bzw. Überlappung der Lichtstrahlen des oberseitig angebrachten Abblendlichtmoduls und des unterseitig angebrachten Fernlichtmoduls ermöglichen. Weil Strahlenblenden nicht unendlich dünn ausgebildet sein können und diese unvermeidbar vorhandene Materialdicke an der Blendenkante der Blende durch die nachgeschaltete Abbildungsoptik im erzeugten Lichtbild abgebildet wird, entsteht bei der Überlagerung der beiden Teillichtverteilungen (d.h. Abblendlicht und Fernlicht) zu einer
Gesamtlichtverteilung (Fernlichtfunktion) ein für den Fahrzeuglenker sichtbarer dunkler Spalt im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze. Diese störende Inhomogenität in dem auf die Straße projizierten Lichtbild erschwert dem Fahrzeuglenker das Erkennen der Umgebung, wodurch das Unfallrisiko steigt. Im Stand der Technik, zum Beispiel in der DE 602004002043 T2, der FR 2962786 Al oder der AT 514161 Al wird zur Lösung dieses bekannten Problems die Anordnung von Optik-Elementen im Bereich der Brennebene der Projektionslinse zur gezielten Vermengung bzw. Überlappung der ober- und unterhalb der Blende erzeugten Lichtverteilung und zur Beeinflussung der Hell-Dunkel-Grenze vorgeschlagen. Aus der WO 2015014706 Al ist eine andere Lösung bekannt, worin ein Blendenkörper aus transparentem Material mit einer Spiegelschicht versehen ist, wobei durch die transparent gehaltene Blendenkante zwar die Überlappung zwischen Abblendlicht und Fernlicht verbessert wird, jedoch aufgrund der Transmission des Lichts an der Blendenkante störendes Streulicht im Bereich oberhalb der H-H-Linie generiert wird.
Ein weiterer Nachteil bekannter Strahlenblenden besteht darin, dass diese im vorderen Bereich durch den Brennglaseffekt ausdampfen oder ausbrennen können. Der kritische Bereich befindet sich hier in jenem, insbesondere mittig gelegenen, Kantenbereich der Strahlenblende, der entlang der Fokalkurve der Abbildungsoptik (z.B. Projektionslinse) geformt ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Lichtmodul gemäß der eingangs genannten Art, unter anderem umfassend ein Abblendlichtmodul, ein Fernlichtmodul, eine zur Erzeugung einer horizontalen Lichtdunkelgrenze eingerichteten Strahlenblende, und eine Abbildungsoptik bereitzustellen, bei welchem der oben beschriebene dunkle Spalt im Lichtbild zwischen Fernlicht und Abblendlicht geschlossen wird, die Generierung störenden Streulichts im Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Linie weitestgehend vermieden wird sowie das oben genannte Problem bezüglich des Brennglaseffekts im kritischen Blendenkantenbereich gelöst wird. Diese Aufgabe wird mit einer Leuchteinheit für eine Beleuchtungseinrichtung eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Blende einen im Wesentlichen flächigen lichtundurchlässigen Blendenbereich und an der Blendenkante im Bereich der Brennfläche einen
lichtdurchlässigen Blendenbereich mit einer geometrischen Struktur aus einem
lichtdurchlässigen Material aufweist, wobei die geometrische Struktur zumindest einen Prismenkörper mit einer im Wesentlichen dreieckigen Querschnittsfläche umfasst, der zumindest eine Prismenkörper längserstreckt ist und die Längserstreckung im Wesentlichen quer zur optischen Achse verläuft, der zumindest eine Prismenkörper eine erste, eine zweite und eine dritte Prismenfläche aufweist, wobei die erste Prismenfläche im Wesentlichen mit dem flächigen lichtundurchlässigen Blendenbereich fluchtet, die zweite Prismenfläche dem lichtundurchlässigen Blendenbereich zugewandt ist und mit der ersten Prismenfläche einen Innenwinkel al > Q einschließt, und die dritte Prismenfläche von dem lichtundurchlässigen Blendenbereich abgewandt ist und mit der ersten Prismenfläche einen Innenwinkel a2 > Q einschließt, wobei Q der Grenzwinkel der Totalreflexion des lichtdurchlässigen Materials ist, die Innenwinkel al und a2 gleich oder unterschiedlich sind, und mit der Maßgabe, dass der Innenwinkel al bzw. der Innenwinkel a2 nicht 45° ist.
Bei der Blende gemäß der Erfindung werden die vom Abblendlichtmodul erzeugten Lichtstrahlen durch die Prismenstruktur an der Blendenkante in den Bereich des Vorfeldes totalreflektiert, so dass die Generierung störenden Streulichts im Bereich oberhalb der H-H- Linie unterbunden wird, wohingegen jene Lichtstrahlen, die von dem Fernlichtmodul erzeugt werden, die Prismenstruktur transmittierend durchschreiten und an dieser
Prismenstruktur derart abgelenkt werden, so dass der dunkle Spalt zwischen dem
Abblendlicht und dem Fernlicht im Lichtbild bei eingeschalteter Fernlichtfunktion geschlossen wird (siehe hierzu auch Fig. 7, in der die Strahlengänge schematisch dargestellt sind, sowie Beschreibung hierzu).
Darüber hinaus wird das Problem bezüglich des Brennglaseffekts gelöst, da dank des transparenten Blendenbereichs, der die geometrische Prismenstruktur umfasst, die
Lichtstrahlen, z.B. des Sonnenlichtes, nicht mehr absorbiert werden, sondern das Material durchdringen und divergierend auseinander laufen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die an der Prismenstruktur totalreflektierten Lichtstrahlen, die vom Abblendlichtmodul erzeugt werden, gebrochen werden, so dass ein weicherer Übergang bzw. ein gewünschter Gradient an der Hell-Dunkel-Grenze erzeugt wird. Somit müssen keine weiteren Maßnahmen, z.B. eine Mikrostruktur auf der Abbildungsoptik, gesetzt werden, um zur Aufweichung der Hell- Dunkel-Grenze einen gewünschten Gradienten zu erzeugen.
Somit löst die Erfindung mehrere aktuelle lichttechnische Probleme von Leuchteinheiten, die ein Abblendlichtmodul, ein Fernlichtmodul und eine Strahlenblende zur Erzeugung einer horizontalen Hell-Dunkel-Grenze aufweisen.
Die Blende, die eine im Wesentlichen flächige Erscheinungsform besitzt, kann nach an sich bekannter Weise im Wesentlichen horizontal in der optischen Achse liegen oder leicht gegen die optische Achse geneigt sein. Bei bestimmten Varianten kann die Blende auch einen Knick entlang einer horizontalen Linie besitzen, so dass der Blendenkörper keine durchgehende ebene Begrenzungsfläche besitzt. Darüber hinaus ist es auch möglich, einen
Asymmetrieanstieg in der Lichtverteilung umzusetzen, indem der zumindest eine
Prismenkörper, und gegebenenfalls der Blendenkörper zwei in der Höhe zueinander versetzte Bereiche aufweist, wobei der eine Bereich links und der andere Bereich rechts der optischen Achse liegt und wobei die beiden Bereiche durch einen schrägen
Übergangsbereich, durch den die optische Achse verläuft miteinander verbunden sind (siehe Fig.10 und Beschreibung hierzu).
Die geometrische Struktur kann ein einziges großes Prisma oder zwei oder mehr kleinere Prismen umfassen, wobei das große bzw. die zwei oder mehr kleinere Prismen die oben bzw. im Anspruch 1 definierten technischen Merkmale hinsichtlich der Anordnung und der Innenwinkel erfüllen müssen (siehe auch Fig. 9 und Beschreibung hierzu). Es wurde festgestellt, dass andere geometrische Strukturen als die hierin definierte Prismenstruktur, beispielsweise eine Keilform mit einem Innenwinkel al oder einem Innenwinkel a2 von 45°, nicht die gewünschten Vorteile mit sich bringen und beispielsweise Totalreflexion auch für das Fernlicht oder eine ungewünschte Transmission der Abblendlichtstrahlen mit sich bringen.
Bei mehreren aneinandergereihten Drecksprismen können diese dieselbe Höhe aufweisen. Alternativ können die Höhen der aneinandergereihten Prismen stetig ansteigen, was den Vorteil mit sich bringt, dass ein kleineres, näher beim Brennpunkt liegendes Dreiecksprisma anteilsmäßig weniger Fernlichtstrahlen abschattet, welche durch erste Prismenflächen der Dreiecksprismen in die transparente geometrische Struktur der Blende eintreten.
Beispielsweise werden weniger Fernlichtstrahlen an einer zweiten Prismenfläche eines näher beim Brennpunkt liegenden Prismas mit kleinerer Höhe totalreflektiert, welche über eine erste Prismenfläche eines Dreiecksprismas mit größerer Höhe eintreten. Die Zunahme der Höhen der Dreiecksprismen folgt vorteilhafterweise einem parabelförmigen Kurvenzug.
Abbildungsoptiken für Scheinwerfer sind dem Fachmann an sich wohlbekannt. Die
Abbildungsoptik kann nach an sich bekannter Art aufgebaut sein und beispielsweise eine Projektionslinse oder ein mehrstufiges Linsensystem umfassen; ferner sind auch Linsen- Reflektor-Kombinationen möglich.
Bei bestimmten Varianten umfasst die geometrische Struktur zumindest zwei in optischer Strahlrichtung hintereinander angeordnete Prismenkörper deren erste Prismenflächen längs aneinander angrenzen und miteinander fluchten.
Vorzugsweise ist die geometrische Struktur aus genau zwei in optischer Strahlrichtung hintereinander angeordneten Prismenkörpern gebildet, deren erste Prismenflächen längs aneinander angrenzen und miteinander fluchten; aufgrund der notwendigen geometrischen Abmessungen bezüglich der Prismenfläche und der Grunddicke der Blende hat sich eine geometrische Struktur mit genau zwei in optischer Strahlrichtung angeordneten
Prismenkörpern als besonders vorteilhaft herausgestellt, weil dadurch einerseits die oben genannten zu lösenden technischen Aufgaben aufgrund des Abstands der geometrischen Struktur zur Brennfläche bzw. zum Brennpunkt der Abbildungsoptik optimal gelöst werden, und sich diese Variante darüber hinaus technisch leicht realisieren lässt. Unerwünschte Farbeffekte und die Ausbildung einer unscharfen Hell-Dunkel-Grenze, die gegebenenfalls bei einer höheren Prismenkörperanzahl, z.B. bei mehr als drei Prismen, aufgrund des größeren Abstands der Prismenstrukturen zur Brennfläche/ Brennpunkt auftreten können, werden bei dieser bevorzugten Variante vermieden.
Bei bestimmten Varianten weist der zumindest eine Prismenkörper in Längsrichtung zwei ineinander übergehende Bereiche auf, die in der Höhe zueinander versetzt sind und über einen, vorzugsweise schrägen, Übergangsbereich, durch den die optische Achse verläuft, miteinander verbunden sind. Dadurch ist es möglich, einen Asymmetrieanstieg in der Lichtverteilung zu realisieren (siehe Fig.10 und Beschreibung hierzu). Bei bestimmten Varianten kann der lichtundurchlässige Blendenbereich zumindest zum Teil eine reflektierende Oberfläche aufweisen.
Bei bestimmten Ausführungsvarianten ist die Blende einstückig aus dem lichtdurchlässigen Material gefertigt und der lichtundurchlässige Blendenbereich ist nach an sich bekannter Art bedampft, z.B. mit einem Metall wie Aluminium bedampft, oder verspiegelt.
Bei anderen Varianten ist der lichtundurchlässige Blendenbereich aus einem
lichtundurchlässigen Material (z.B. Metall oder lichtundurchlässiger Kunststoff) gefertigt und der lichtdurchlässige, die geometrische Struktur umfassende Blendenbereich ist ein Einlegeteil aus dem lichtdurchlässigen Material (z.B. Glas oder
lichtdurchlässiger/ transparenter Kunststoff), oder die Blende ist mittels eines
Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens unter Verwendung lichtdurchlässiger und lichtundurchlässiger Kunststoffmaterialien hergestellt, z.B. mittels eines Zweikomponenten- Spritzgießverfahrens unter Verwendung eines lichtundurchlässigen und eines durchlässigen Kunststoffmaterials.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem transparenten Material um Kunststoff oder Glas.
Bei bestimmten Varianten ist die zweite und/ oder dritte Prismenfläche im Wesentlichen planar ausgebildet.
Bei spezifischen Varianten ist die zweite und/ oder dritte Prismenfläche gekrümmt, vorzugsweise ist die dritte Prismenfläche nach innen gekrümmt. Diese Varianten haben den Vorteil, dass damit der Gradient der Hell-Dunkel-Grenze zusätzlich positiv beeinflusst werden kann, so dass ein weicher Übergang der Hell-Dunkel-Grenze realisiert werden kann (siehe auch Fig. 11 und Fig. 12 sowie Beschreibung hierzu). Bei bestimmten Untervarianten ist die Querschnittsfläche des zumindest einen Prismenkörpers in der Fängserstreckung gleichbleibend. Bei anderen Unter Varianten kann es vorgesehen sein, dass die
Querschnittsfläche des zumindest einen Prismenkörpers in der Fängserstreckung zunimmt; dergestalt wird der Gradient der Hell-Dunkel-Grenze zu den Randbereichen der
Fichtverteilung hin weiter aufgeweicht, so dass die Ausleuchtung der Straßenränder besonders angenehm für den Kraftfahrzeuglenker gestaltet werden kann. Bei vorteilhaften Varianten umfassen das zumindest eine Abblendlichtmodul und das zumindest eine Fernlichtmodul jeweils zumindest eine Lichtquelle, wobei jeder Lichtquelle in optischer Strahlrichtung ein Kollimator zugeordnet ist und der Kollimator dazu eingerichtet ist, den Abstrahlwinkel der von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahlen zu verkleinern und dadurch die Abstrahlcharakteristik zu gestalten. Bei diesen Varianten kann die Leuchteinheit beispielsweise ein Kollimatormodul sein, welches das zumindest eine Abblendlichtmodul und das zumindest eine Fernlichtsmodul umfasst und wobei dem Abblend- und dem Fernlichtmodul eine Mehrzahl an Lichtquellen zugeordnet ist und jeder Lichtquelle in optischer Strahlrichtung ein Kollimator nachgeschaltet ist. Die Blende ist dem Kollimatormodul in optischer Strahlrichtung nachgeschaltet. Als Abbildungsoptik kann eine Projektionslinse oder ein mehrstufiges Linsensystem vorgesehen sein. Der Kollimator kann beispielsweise als eine TIR-Kollimator-Linse (TIR - Total Internal Reflection) ausgebildet sein. Solche TIR-Kollimator-Linsen sind einem Fachmann hinlänglich bekannt (z.B. TIR- Linse Bern von Auer Lighting GmbH, DE); es handelt sich dabei um optisch-transparente Körper, die aus einem transparenten Material gefertigt sind, dessen Brechungsindex größer als der Brechungsindex der Luft ist, z.B. aus Glas oder Kunststoff; dabei breitet sich das im Wesentlichen gesamte an der Lichtauskoppelf lache der TIR-Kollimator-Linse gebrochene Licht durch die Luft weiter aus, vorzugsweise in eine vorgegebene Richtung unter
Verkleinerung der Divergenz im Vergleich zur Lichtausbreitung vor der
Lichteinkoppelfläche. Denkbar ist auch, dass der Kollimator als ein Reflektor ausgebildet ist, d.h. als eine (vor allem sichtbares) Licht reflektierende Fläche, die sich durch Luft ausbreitende Lichtstrahlen in eine vorzugsweise vorgegebene Richtung umlenkt. Die Lichtverteilung-formenden Bauteile des Abblendlichtmoduls und / oder Fernlichtmoduls können aber auch in Form von Polyellipsoid-Reflektoranordnungen nach dem
Projektionsscheinwerfertypus, wie dem Fachmann hinlänglich bekannt ist, ausgeführt sein.
Bei vorteilhaften Varianten der Erfindung weist die Blende zumindest ein Lichtfenster auf, wobei zumindest ein Lichtpfad von den Abblendlicht- und oder Fernlichtmodulen durch das zumindest eine Lichtfenster und durch die Abbildungsoptik nach außen verläuft. Durch diese Weiterbildung ist es möglich, die Lichtstrahlen, die durch das Abblendlichtmodul und das Fernlichtmodul erzeugt werden, auf gezielte Art und Weise zusätzlich zu vermengen und Inhomogenitäten im Lichtbild einer Fernlichtfunktion zusätzlich zu minimieren.
Darüber hinaus ist eine gezielte Abstrahlung von Lichtstrahlen in Bereiche des Lichtbilds möglich, welche üblicherweise zur Beleuchtung von Verkehrsschildern von besonderer Bedeutung sind (sogenanntes„sign light"). Bei bestimmten Unter Varianten kann es vorgesehen sein, dass der zumindest eine Lichtpfad durch das zumindest eine Lichtfenster ausschließlich von dem Abblendlichtmodul durch das zumindest eine Lichtfenster und durch die Abbildungsoptik nach außen verläuft. Bei bestimmten Untervarianten kann das zumindest eine Lichtfenster im lichtundurchlässigen Blendenbereich der Blende angeordnet und von diesem begrenzt sein, wobei das Lichtfenster als Ausnehmung im
lichtundurchlässigen Blendenbereich der Blende ausgebildet ist oder aus einem
lichtdurchlässigen Material besteht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer, der zumindest eine Leuchteinheit gemäß der Erfindung umfasst. Bei dem Kraftfahrzeugscheinwerfer handelt es sich um einen Frontscheinwerfer. Zweckmäßigerweise ist der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerfer nach an sich bekannten Scheinwerferbauprinzipien aufgebaut und umfasst ein Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung, die mit einer Streuscheibe bzw. einer Abdeckscheibe verdeckt ist. Moderne Kraftfahrzeugscheinwerfer weisen häufig mehrere Lichtmodule auf, die für sich genommen oder im Zusammenwirken einzelne Lichtfunktionen übernehmen können. Diese Lichtmodule sind häufig in unmittelbarer Nähe zueinander in im Scheinwerfergehäuse angeordnet. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß der Erfindung kann daher neben einer erfindungsgemäßen Leuchteinheit, die ein
Abblendlichtmodul und ein Fernlichtmodul aufweist, daher auch weitere Lichtmodule umfassen, z.B. eine Tagfahrlichteinheit, eine Blinklichteinheit etc. Dementsprechend können zusätzlich zur Abblendlichtverteilung bzw. Fernlichtverteilung noch weitere
Lichtverteilungen durch die weiteren Lichtmodule erzeugt werden, wie die Lichtverteilung eines Tagfahrlichts, eines Blinklichts usw.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine Leuchteinheit gemäß der Erfindung und / oder einen Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß der Erfindung. Der Begriff„Kraftfahrzeug" (KFZ) wie hierin verwendet bezieht sich auf ein- oder mehrspurige motorisierte land gebundene Fahrzeuge wie Motorräder, PKWs, LKWs und dergleichen.
Die Erfindung samt weiterer Vorzüge wird im Folgenden anhand von nicht
einschränkenden Beispielen und beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, wobei die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Leuchteinheit gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 zeigt die Leuchteinheit aus Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 3 zeigt die Blende der in Fig. 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit in perspektivischer Ansicht,
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Blende der in Fig. 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit,
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Blende der in Fig. 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit entlang der optischen Achse,
Fig. 6 zeigt die geometrische Prismenstruktur der Blende der in Fig. 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit,
Fig. 7 veranschaulicht den Strahlengang der Lichtstrahlen, die vom Abblendlichtmodul bzw. vom Fernlichtmodul emittiert werden, durch einen dreieckigen Prismenkörper einer erfindungsgemäß eingesetzten Blende,
Fig. 8 zeigt eine Detailansicht eines Schnitts durch die Blende in Fig. 1 und Fig. 2 und veranschaulicht den Strahlengang der Lichtstrahlen, die vom Abblendlichtmodul emittiert werden, durch ein in der erfindungsgemäß eingesetzten Blende angeordnetes Lichtfenster („sign light"),
Fig. 8a zeigt eine vergrößerte Ansicht der Fig. 8, wobei in Fig. 8a zusätzlich der Strahlengang der Lichtstrahlen, die vom Fernlichtmodul emittiert werden, dargestellt ist,
Fig. 9 veranschaulicht die Anordnung eines großen Dreiecksprismas bzw. mehrerer kleiner Dreiecksprismen einer erfindungsgemäß eingesetzten Blende in Bezug auf den Brennpunkt der Abbildungsoptik,
Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Variante einer Blende für eine erfindungsgemäße
Leuchteinheit, Fig.ll veranschaulicht eine Gradientengestaltung zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze bei einer Abblendlichtverteilung mit Hilfe einer erfindungsgemäß eingesetzten Blende, die einen Prismenkörper mit gekrümmten Prismenflächen aufweist, und
Fig. 12 zeigt eine beispielhafte Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenze in einem
zweidimensionalen Winkelraum anhand der Linien H-H und V-V bei einer
Gradientengestaltung gemäß Fig. 11.
Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich der Illustration dienen und nicht als für die Erfindung einschränkend aufzufassen sind; vielmehr fallen unter den Schutzbereich der Erfindung sämtliche Ausgestaltungen, die der Fachmann anhand der Beschreibung finden kann, wobei der Schutzbereich durch die Ansprüche festgelegt ist.
In den Figuren werden für gleiche oder vergleichbare Elemente zum Zwecke der einfacheren Erläuterung und Darstellung gleiche Bezugszeichen verwendet. Die in den Ansprüchen verwendeten Bezugszeichen sollen ferner lediglich die Lesbarkeit der Ansprüche und das Verständnis der Erfindung erleichtern und haben keinesfalls einen den Schutzumfang der Erfindung beeinträchtigenden Charakter.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante einer Leuchteinheit 100 gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht. Fig. 2 zeigt die Leuchteinheit 100 aus Fig. 1 in Seitenansicht. Die Leuchteinheit 100 ist zum Einbau in einer
Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer (Frontscheinwerfer) vorgesehen. Die Leuchteinheit 100 umfasst ein Abblendlichtmodul 101, ein Fernlichtmodul 102 sowie eine dem Abblendlichtmodul 101 und dem Fernlichtmodul 102 zur Erzeugung einer Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls in optischer Strahlrichtung nachgeschaltete Abbildungsoptik in Form einer Projektionslinse 103 mit einer optischen Achse 104 und einer im Wesentlichen normal zur optischen Achse 104 orientierten Brennfläche 116, auch bekannt als Petzval-Fläche. Das Abblendlichtmodul 101 ist zur Erzeugung einer Abblendlicht-Lichtverteilung größtenteils unterhalb einer im
Wesentlichen vor dem Kraftfahrzeug abgebildeten horizontalen Hell-Dunkel-Grenze eingerichtet. Das Fernlichtmodul 102 ist zur Erzeugung einer Fernlicht-Lichtverteilung größtenteils oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze eingerichtet. Ferner umfasst die Leuchteinheit 100 eine im Wesentlichen horizontal liegende Blende 105, die eine Blendenkante 106 aufweist und sich zur Erzeugung der horizontalen Hell-Dunkelgrenze in einem durch die
Leuchteinheit 100 erzeugten Lichtbild im Wesentlichen bis zur Brennfläche 116 der nachgeschalteten Projektionslinse 103 erstreckt. Die Blendenkante 106 reicht dabei bis zur Brennfläche 116 bzw. bis zum Brennpunkt F der Projektionslinse 103 heran.
Das Abblendlichtmodul 101 und das Fernlichtmodul 102 bilden im gezeigten Beispiel gemeinsam ein Kollimatormodul, das nach allgemein bekannten Prinzipien auf gebaut ist und an dieser Stelle nicht näher erläutert werden muss (siehe auch Beschreibung zu
Kollimatoren, z.B. TIR-Kollimator-Linsen, weiter oben). Das Abblendlichtmodul 101 und das Fernlichtmodul 102 umfassen jeweils eine Mehrzahl an nicht näher dargestellten
Lichtquellen, z.B. als LEDs ausgeführt, wobei jeder Lichtquelle in optischer Strahlrichtung ein ebenfalls nicht näher dargestellter Kollimator zugeordnet ist. Jeder Kollimator ist dazu eingerichtet, die Divergenz der von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahlen zu verkleinern. Das Kollimatormodul umfasst noch weitere optische Bauteile wie z.B. Linsen oder
Reflektoren. Das Abblendlichtmodul 101 und das Fernlichtmodul 102 können jedoch auch nach anderen Bauprinzipien aufgebaut sein und sind nicht auf den in Fig. 1 und Fig. 2 schematisch dargestellten Kollimatoraufbau beschränkt. Alternativ kann das
Abblendlichtmodul und / oder das Fernlichtmodul Reflektoren nach dem klassischen und in der Fachwelt hinlänglich bekannten PES (Poly-Ellipsoid-System)-Scheinwerfertyps, aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Merkmale der Leuchteinheit 100 finden sich in der Blende 105, die in den nachfolgenden Figuren näher beschrieben ist.
Fig. 3 zeigt die Blende 105 der in Fig. 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit 100 in
perspektivischer Ansicht, Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Blende 105 und Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch Blende 105. Fig. 6 zeigt die geometrische Prismenstruktur der Blende der in Fig. 1 und 2 dargestellten Leuchteinheit im Detail. Die Blende 105 weist einen im
Wesentlichen flächigen lichtundurchlässigen Blendenbereich 107 und an der Blendenkante 106 im Bereich der Brennfläche 116 einen lichtdurchlässigen Blendenbereich 108 mit einer geometrischen Struktur 109 aus einem lichtdurchlässigen Material auf. Es versteht sich von selbst, dass der lichtundurchlässige Blendenbereich 107 zumindest zum Teil eine
reflektierende Oberfläche aufweisen kann. Im gezeigten Beispiel ist der lichtundurchlässige Blendenbereich 107 aus Metall gefertigt und der lichtdurchlässige, die geometrische Struktur 109 umfassende Blendenbereich 108 ist ein Einlegeteil aus dem lichtdurchlässigen Material. Es ist jedoch auch möglich, die Blende 105 einstückig aus dem lichtdurchlässigen Material zu fertigen und der lichtundurchlässige Blendenbereich 107 ist nach an sich bekannter Art bedampft, z.B. mit einem Metall wie Aluminium bedampft, wobei der lichtdurchlässige Blendenbereich 108 ausgespart ist und daher nicht bedampft ist. Im gezeigten Beispiel ist das lichtdurchlässige Material Kunststoff. Anstelle von Kunststoff kann auch Glas als lichtundurchlässiges Material gewählt werden.
Die geometrische Struktur 109 der beispielshaften Blende 105 umfasst zwei Prismenkörper 110, jeweils mit einer im Wesentlichen dreieckigen Querschnittsfläche. Jeder Prismenkörper
110 ist längserstreckt und die Längserstreckung verläuft im Wesentlichen quer zur optischen Achse 104. Jeder Prismenkörper weist eine erste, eine zweite und eine dritte Prismenfläche auf, wobei die erste Prismenfläche 111 im Wesentlichen mit dem flächigen
lichtundurchlässigen Blendenbereich 107 fluchtet, die zweite Prismenfläche 112 dem lichtundurchlässigen Blendenbereich 107 zugewandt ist und mit der ersten Prismenfläche
111 einen Innenwinkel al > 0 einschließt, und die dritte Prismenfläche 113 von dem lichtundurchlässigen Blendenbereich 107 abgewandt ist und mit der ersten Prismenfläche 111 einen Innenwinkel a2 > 0 einschließt, wobei 0 der Grenzwinkel der Totalreflexion des lichtdurchlässigen Materials ist, die Innenwinkel al und a2 gleich oder unterschiedlich sind, und mit der Maßgabe, dass der Innenwinkel al bzw. der Innenwinkel a2 nicht 45° ist.
Fig. 7 veranschaulicht den Strahlengang der Lichtstrahlen, die vom Abblendlichtmodul bzw. vom Fernlichtmodul emittiert werden, durch einen der beiden Prismenkörper 110 der erfindungsgemäß eingesetzten Blende 105. Die vom Abblendlichtmodul 101 erzeugten Lichtstrahlen 114 treten durch die zweite Prismenfläche 112 in den Prismenkörper 110 ein und werden an der ersten Prismenfläche 111 totalreflektiert und treten durch die dritte Prismenfläche 113 aus, so dass die Generierung störenden Streulichts im Bereich oberhalb der H-H-Linie unterbunden wird. Die Lichtstrahlen 117, die von dem Fernlichtmodul 102 erzeugt werden, treten durch die erste Prismenfläche 111 ein, werden durch den
Prismenkörper transmittiert und beim Austritt durch die dritte Prismenfläche 113 leicht abgelenkt, so dass der Spalt zwischen dem Abblendlicht und dem Fernlicht im Lichtbild der Fernlichtfunktion (d.h. Abblendlicht und Fernlicht ist eingeschalten) geschlossen wird. Eine Weiterbildung der Erfindung ist ebenfalls in der Blende 105 dargestellt. Die Blende 105 weist ein Lichtfenster 115 auf, das im lichtundurchlässigen Blendenbereich 107 der Blende 105 angeordnet und von diesem begrenzt ist. Das Lichtfenster 115 wird dadurch geschaffen, indem in eine fensterförmige Ausnehmung im lichtundurchlässigen Blendenbereich 107 eine mit einer Einlegeplatte aus transparentem Kunststoff verschlossen wird. Der Lichtpfad von den Abblendlicht- und/ oder Fernlichtmodulen kann durch das Lichtfenster 115 und durch die Projektionslinse nach außen verlaufen. Durch diese Weiterbildung ist es möglich, die Lichtstrahlen, die durch das Abblendlichtmodul und das Fernlichtmodul erzeugt werden, auf gezielte Art und Weise zusätzlich zu vermengen und Inhomogenitäten im Lichtbild einer Fernlichtfunktion zusätzlich zu minimieren. Darüber hinaus ist eine gezielte Abstrahlung von Lichtstrahlen in Bereiche des Lichtbilds möglich, welche üblicherweise zur Beleuchtung von Verkehrsschildern von besonderer Bedeutung sind (sogenanntes„sign light").
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der Lichtpfad durch das Lichtfenster 115 ausschließlich von dem Abblendlichtmodul 101 durch das Lichtfenster 115 und durch die Abbildungsoptik 101 nach außen verläuft. Dies ist in Fig. 8 gezeigt, die eine Detailansicht eines Schnitts durch die Blende in Fig. 1 und Fig. 2 darstellt und den Strahlengang der Lichtstrahlen 114, die vom Abblendlichtmodul 101 emittiert werden, durch das in der Blende 105 angeordnete Lichtfenster 115 („sign light") veranschaulicht. Fig. 8a zeigt eine vergrößerte Ansicht der Fig. 8, wobei zusätzlich der Strahlengang der Lichtstrahlen 117, die vom
Fernlichtmodul 102 emittiert werden, dargestellt ist. Die Lichtstrahlen 117 aus dem
Fernlichtmodul werden an der zur optischen Achse 104 geneigten unteren Grenzfläche 118 des Lichtfensters 115 totalreflektiert (in Fig. 8a sind die totalreflektierten Lichtstrahlen mit 117* gekennzeichnet). Somit weisen die Lichtstrahlen 117 zum Lot n auf die Grenzfläche 118 einen Einfallswinkel größer als den Winkel der Totalreflexion auf. Dadurch wird verhindert, dass Licht aus dem Fernlichtmodul zum Vorfeld in der Abblendlichtverteilung beiträgt und somit wird die Einhaltung gesetzmäßiger Vorgaben ermöglicht {USA FMVSS-108 TableXVIII UB2: Meßpunkt [4D,V]mit einer Vorgabe an die Lichtstärke <12000 cd Maximum
Photometric Intensity}. Die notwendige Neigung kann auch durch eine prismatische Ausgestaltung dieser unteren Grenzfläche 118 erzielt werden.
Fig. 9 veranschaulicht zwei beispielhafte alternative Varianten für Dreiecksprismen einer erfindungsgemäß eingesetzten Blende, nämlich einerseits die Anordnung eines einzigen großen Dreiecksprismas 210 mit einer Höhe H und, alternativ dazu, andererseits die
Anordnung mehrerer (insgesamt fünf) kleiner Dreiecksprismen 310. Die Dreiecksprismen 210 bzw.310 sind jeweils im lichtdurchlässigen Bereich an der Blendenkante einer erfindungsgemäß eingesetzten Blende angeordnet und in Bezug auf die Brennfläche bzw. den Brennpunkt F der Abbildungsoptik (z.B. einer Projektionslinse 103 aus Fig.1 und Fig.2) in der erfindungsgemäßen Leuchteinheit positioniert. Bezug nehmend auf die Beschreibung zu den Prismenkörpern 110 weiter oben, umfassen die Dreiecksprismen 210 bzw.310 jeweils eine erste Prismenfläche 211 bzw. 311, eine zweite Prismenfläche 212 bzw. 312 und eine dritte Prismenfläche 213 bzw. 313. Wie in Fig. 9 gut ersichtlich ist, verläuft die jeweils erste Prismenfläche 211 bzw.311 der Dreiecksprismen 210 bzw.310 im Wesentlichen parallel zur optischen Achse 204. Wie aus Fig. 9 gut ersichtlich ist, liegen die zweiten Prismenflächen 312 der fünf kleinen Dreiecksprismen 310 parallel zur zweiten Prismenfläche 212 des großen Dreiecksprismas 210; die dritten Prismenflächen 313 der kleinen Dreiecksprismen 310 liegen parallel zur dritten Prismenfläche 213 des großen Dreiecksprismas 210. Die Blendenkante 206 bzw. 306 wird durch die aus Prismenflächen 211 und 213 bzw.311 und 313 gebildete Prismenkante definiert (bei den kleinen Dreiecksprismen 310 durch das äußerste, der Abbildungsoptik am nächsten gelegene Prisma 310). In Fig. 9 erstreckt sich die Blendenkante 206 bzw.306 genau bis zum Brennpunkt F der Abbildungsoptik/ Projektionslinse.
Die in Fig. 9 gezeigten kleinen Drecksprismen 310 weisen alle dieselbe Höhe H' auf. Einem Fachmann auf dem Gebiet wird jedoch einleuchten, dass die Höhen der aneinandergereihten Prismen stetig ansteigen können. Dies hat den Vorteil, dass ein kleineres, näher beim
Brennpunkt liegendes Dreiecksprisma anteilsmäßig weniger Fernlichtstrahlen abschattet, welche durch erste Prismenflächen der Dreiecksprismen in die transparente geometrische Struktur der Blende eintreten. Beispielsweise werden weniger Fernlichtstrahlen an einer zweiten Prismenfläche eines näher beim Brennpunkt liegenden Prismas mit kleinerer Höhe totalreflektiert, welche über eine erste Prismenfläche eines Dreiecksprismas mit größerer Höhe eintreten. Die Zunahme der Höhen der Dreiecksprismen folgt vorteilhafterweise einem parabelförmigen Kurvenzug.
Fig.10 zeigt eine abgewandelte Variante einer Blende 405 für eine erfindungsgemäße Leuchteinheit. Die Blende 405 ist im Wesentlichen wie die oben beschriebene Blende 105 aufgebaut. Die Blende 405 weist einen im Wesentlichen flächigen lichtundurchlässigen Blendenbereich 407 und an der Blendenkante 406 im Bereich der Brennfläche einen lichtdurchlässigen Blendenbereich 408 mit einer geometrischen Struktur 409 umfassend zwei Prismenkörper 410 aus einem lichtdurchlässigen Material auf. Die Prismenkörper 410 weisen in Längsrichtung zwei ineinander übergehende Bereiche 410a und 410b auf, die in der Höhe zueinander versetzt sind und über einen schrägen Übergangsbereich 410c, durch den die optische Achse 404 verläuft, miteinander verbunden sind. Ebenso umfasst auch der lichtundurchlässige Bereich 407 zwei ineinander übergehende und in der Höhe zueinander versetzte Bereiche 407a und 407b auf, über einen schrägen Übergangsbereich 407c, durch den die optische Achse 404 verläuft, miteinander verbunden sind. Dadurch ist es möglich, einen Asymmetrieanstieg in der Lichtverteilung zu realisieren. So wie bei den oben beschriebenen Prismenkörpern 110, 210 und 310 umfassen die Prismenkörper 410 eine erste, eine zweite und eine dritte Prismenfläche (in Fig. 10 aus Platzgründen nicht mit
Bezugszeichen versehen), die zweite Prismenfläche ist dem lichtundurchlässigen
Blendenbereich 407 zugewandt und schließt mit der ersten Prismenfläche einen Innenwinkel al > 0 ein, und die dritte Prismenfläche ist von dem lichtundurchlässigen Blendenbereich 407 abgewandt ist und schließt mit der ersten Prismenfläche einen Innenwinkel a2 > 0 ein, wobei 0 der Grenzwinkel der Totalreflexion des lichtdurchlässigen Materials ist, die
Innenwinkel al und a2 gleich oder unterschiedlich sind, und mit der Maßgabe, dass der Innenwinkel al bzw. der Innenwinkel a2 nicht 45° ist. So wie die Blende 105 kann natürlich auch die Blende 405 mit einem Lichtfenster 115 zur Erzeugung einer„Sign Light" -Funktion versehen werden.
Fig. 11 veranschaulicht eine Gradientengestaltung zur Aufweichung der Hell-Dunkel- Grenze bei einer Abblendlichtverteilung mit Hilfe einer erfindungsgemäß eingesetzten Blende, die einen Prismenkörper mit gekrümmten Prismenflächen aufweist. Fig. 12 zeigt eine beispielhafte Lichtverteilung mit Hell-Dunkel-Grenze in einem zweidimensionalen Winkelraum anhand der Linien H-H und V-V bei einer Gradientengestaltung gemäß Fig. 11. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die an der Prismenstruktur totalreflektierten Lichtstrahlen, die vom Abblendlichtmodul abgestrahlt werden, in leicht unterschiedliche Richtungen gebrochen werden, so dass ein weicherer Übergang bzw. ein gesetzeskonformer Gradienten-Wert der Hell-Dunkel-Grenze erzeugt wird, wobei die Hell-Dunkel-Grenze primär durch die Blendenkante 506 bestimmt ist. Ein Fahrzeuglenker nimmt dann die Lichtverteilung ohne irritierende Grenzlinie zwischen ausgeleuchteter und dunkler
Straßenoberfläche wahr. Somit müssen keine weiteren Maßnahmen, z.B. eine Mikrostruktur auf der Abbildungsoptik, gesetzt werden, um eine gewünschte Aufweichung der Hell- Dunkel-Grenze zu bewirken. In der Fig. 11 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dargestellt. Bei dieser Weiterbildung ist eine dritte Prismenfläche 513 eines Prismenkörpers 510 nach innen gekrümmt, wobei die Querschnittsfläche in der Längserstreckung
gleichbleibend ist. Der Prismenkörper 510 ist wie oben beschrieben Bauteil einer
erfindungsgemäß eingesetzten Blende, die hier jedoch nicht näher dargestellt ist. Der Einsatz einer gekrümmten dritten Prismenfläche 513 (und / oder einer gekrümmten zweiten
Prismenfläche 512) hat den Vorteil, dass damit der Gradient der Hell-Dunkel-Grenze besonders gezielt eingestellt und positiv beeinflusst werden kann, so dass die Hell-Dunkel- Grenze aufgespalten und breiter abgebildet wird. Für einen Betrachter bzw. den
Fahrzeuglenker ergibt sich dadurch ein besonders weicher Übergang der Hell-Dunkel- Grenze im Lichtbild. Der Lichtpfad der vom Abblendlichtmodul emittierten Lichtstrahlen 516 von der gekrümmten dritten Prismenfläche 513 bis zum Durchtritt durch eine
Projektionslinse 503 ist in Fig. 11 anhand von Pfeilen veranschaulicht. Ein beispielhaftes Parallelstrahlbündel 516 erfährt aufgrund unterschiedlicher Flächennormalen auf der gekrümmten dritten Prismenfläche 513 ein divergierendes Totalreflexionsstrahlenbündel 516'. Durch die Projektionslinse 503 wird die Divergenz d aufgrund der unterschiedlichen Brechung des Lichtverteilung-Strahlenbündels 516" weiter vergrößert. Analoges gilt auch für Lichtstrahlen, die über eine im Allgemeinen gekrümmte zweite Prismenfläche 512 in den Prismenkörper 510 eintreten und nach einer Totalreflexion an der im Allgemeinen planaren ersten Prismenfläche 511 den Prismenkörper 510 über die gekrümmte dritte Prismenfläche 513 verlassen. An den beiden Prismenflächen 512 und 513 wird Licht nach dem SnelF sehen Brechungsgesetz gebrochen. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, dass die Hell-Dunkel-Grenze HDG, die etwas unterhalb der und parallel zur H-H-Linie verläuft breiter aufgeweitet wird, wodurch der Gradient abnimmt.
Die Erfindung kann in beliebiger dem Fachmann bekannter Weise abgeändert werden und ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung aufgegriffen und weitgehend miteinander kombiniert werden. Wesentlich sind die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken, welche in Anbetracht dieser Lehre durch einen Fachmann in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden können und trotzdem als solche aufrechterhalten bleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Leuchteinheit (100) für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend: zumindest ein Abblendlichtmodul (101) zur Erzeugung einer Abblendlicht-Lichtverteilung größtenteils unterhalb einer im Wesentlichen vor dem Kraftfahrzeug abgebildeten horizontalen Hell-Dunkel-Grenze, zumindest ein Fernlichtmodul (102) zur Erzeugung einer Fernlicht-Lichtverteilung größtenteils oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, eine dem Abblendlichtmodul (101) und dem Fernlichtmodul (102) in optischer
Strahlrichtung zur Erzeugung einer Gesamtlichtverteilung der Lichtmodule nachgeschaltete Abbildungsoptik (103, 503) mit einer optischen Achse (104, 204, 404, 504) und einer im Wesentlichen normal zur optischen Achse (104, 204, 404, 504) orientierten Brennfläche (116), und eine Blende (105, 405), die eine Blendenkante (106, 206, 306, 506) aufweist und sich zur Erzeugung der horizontalen Hell-Dunkelgrenze in einem durch die Leuchteinheit (100) erzeugten Lichtbild im Wesentlichen bis zur Brennfläche (116) der Abbildungsoptik (103, 503) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (105, 405) einen im Wesentlichen flächigen lichtundurchlässigen Blendenbereich (107, 407) und an der Blendenkante (106, 206, 306, 506) im Bereich der Brennfläche (116) einen lichtdurchlässigen Blendenbereich (108, 408) mit einer geometrischen Struktur (109, 409) aus einem lichtdurchlässigen Material aufweist, wobei die geometrische Struktur (109, 409) zumindest einen Prismenkörper (110, 210, 310, 410, 510) mit einer im Wesentlichen dreieckigen Querschnittsfläche umfasst, der zumindest eine Prismenkörper (110, 210, 310, 410, 510) längserstreckt ist und die Längserstreckung im Wesentlichen quer zur optischen Achse (104, 204, 404, 504) verläuft, der zumindest eine Prismenkörper (110, 210, 310, 410, 510) eine erste, eine zweite und eine dritte Prismenfläche aufweist, wobei die erste Prismenfläche (111, 211, 311, 511) im Wesentlichen mit dem flächigen lichtundurchlässigen Blendenbereich (107, 407) fluchtet, die zweite Prismenfläche (112, 212, 312, 512) dem lichtundurchlässigen Blendenbereich (107, 407) zugewandt ist und mit der ersten
Prismenfläche (111, 211, 311) einen Innenwinkel al > 0 einschließt, und die dritte
Prismenfläche (113, 213, 313, 513) von dem lichtundurchlässigen Blendenbereich (107, 407) abgewandt ist und mit der ersten Prismenfläche (111, 211, 311) einen Innenwinkel a2 > 0 einschließt, wobei 0 der Grenzwinkel der Totalreflexion des lichtdurchlässigen Materials ist, die Innenwinkel al und a2 gleich oder unterschiedlich sind, und mit der Maßgabe, dass der Innenwinkel al bzw. der Innenwinkel a2 nicht 45° ist.
2. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Struktur (109, 409) zumindest zwei in optischer Strahlrichtung hintereinander angeordnete Prismenkörper (110, 310, 410) umfasst, deren erste Prismenflächen (111, 311) längs aneinander angrenzen und miteinander fluchten.
3. Leuchteinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Struktur (109, 409) aus genau zwei in optischer Strahlrichtung hintereinander angeordneten Prismenkörpern (110, 410) gebildet ist, deren erste Prismenflächen (111) längs aneinander angrenzen und miteinander fluchten.
4. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Prismenkörper (410) in Längsrichtung zwei ineinander übergehende Bereiche (410a, 410b) aufweist, die in der Höhe zueinander versetzt sind und über einen, vorzugsweise schrägen, Übergangsbereich (410c), durch den die optische Achse (404) verläuft, miteinander verbunden sind.
5. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende einstückig aus dem lichtdurchlässigen Material gefertigt ist und der
lichtundurchlässige Blendenbereich bedampft, insbesondere metallbedampft, oder verspiegelt ist.
6. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtundurchlässige Blendenbereich aus einem lichtundurchlässigen Material gefertigt ist und der lichtdurchlässige, die geometrische Struktur umfassende Blendenbereich ein Einlegeteil aus dem lichtdurchlässigen Material ist, oder die Blende ist mittels eines
Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens unter Verwendung lichtdurchlässiger und lichtundurchlässiger Kunststoffmaterialien hergestellt.
7. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Material Kunststoff oder Glas ist.
8. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und/ oder dritte Prismenfläche (112, 113, 212, 213, 312, 313) im Wesentlichen planar ist.
9. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und / oder dritte Prismenfläche (512, 513) gekrümmt ist, vorzugsweise ist die dritte Prismenfläche (513) nach innen gekrümmt.
10. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Abblendlichtmodul (101) und das zumindest eine Pernlichtmodul (102) jeweils zumindest eine Lichtquelle umfassen, wobei jeder Lichtquelle in optischer
Strahlrichtung ein Kollimator zugeordnet ist und der Kollimator dazu eingerichtet ist, den Abstrahlwinkel der von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahlen zu verkleinern.
11. Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (101) zumindest ein Lichtfenster (115) aufweist, wobei zumindest ein Lichtpfad von den Abblendlicht- und oder Pernlichtmodulen (101, 102) durch das zumindest eine
Lichtfenster (115) und durch die Abbildungsoptik (103) nach außen verläuft.
12. Leuchteinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lichtpfad durch das zumindest eine Lichtfenster (115) ausschließlich von dem
Abblendlichtmodul (101) durch das zumindest eine Lichtfenster (115) und durch die Abbildungsoptik (103) nach außen verläuft.
13. Leuchteinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Lichtfenster (115) im lichtundurchlässigen Blendenbereich (107) der Blende (105) angeordnet und von diesem begrenzt wird, wobei das Lichtfenster (107) als Ausnehmung im lichtundurchlässigen Blendenbereich der Blende ausgebildet ist oder aus einem lichtdurchlässigen Material besteht.
14. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Leuchteinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine Leuchteinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und / oder einen Kraftfahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 14.
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DE102016101730A1 (de) Lichtmodul einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Beleuchtungseinrichtung mit einem solchen Lichtmodul

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