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DE102013202370A1 - Light module i.e. adaptive front lighting system light module, for headlight of motor car, has primary optics unit arranged to generate narrower light distribution focused to center of broader light distribution - Google Patents

Light module i.e. adaptive front lighting system light module, for headlight of motor car, has primary optics unit arranged to generate narrower light distribution focused to center of broader light distribution Download PDF

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DE102013202370A1
DE102013202370A1 DE201310202370 DE102013202370A DE102013202370A1 DE 102013202370 A1 DE102013202370 A1 DE 102013202370A1 DE 201310202370 DE201310202370 DE 201310202370 DE 102013202370 A DE102013202370 A DE 102013202370A DE 102013202370 A1 DE102013202370 A1 DE 102013202370A1
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DE
Germany
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light
module
light module
optics
light distribution
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Application number
DE201310202370
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013202370B4 (en
Inventor
Ernst-Olaf Rosenhahn
Benjamin Stauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Original Assignee
Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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Publication date
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Abstract

The module (10) has two separately arranged light sources (12.1, 12.2) e.g. LEDs, provided with first and second primary optics units (16.1, 16.2), which bundles light of a diaphragm arrangement (22). A secondary optical system (26) projects the light bundled by the optics units. The second optics unit is arranged in a direction perpendicular to an optical axis and to another direction to produce broader light distribution than the first optics unit. The first optics unit is arranged to generate narrower light distribution focused to a center of the broader light distribution. The diaphragm arrangement is designed as a diaphragm roller. The secondary optical system is designed as a condenser lens and a projection lens. The primary optics units are designed as hollow mirror reflectors and glass or plastic transparent body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a light module for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein solches Lichtmodul ist aus der EP 2 405 187 A1 bekannt und weist mindestens zwei separat angeordnete Lichtquellen mit je einer separaten Primäroptik für jede Lichtquelle auf, die von der jeweiligen Lichtquelle ausgehendes Licht bündelt. Das Lichtmodul weist ferner eine im Strahlengang der mindestens zwei Lichtquellen angeordnete Blendenanordnung und eine Sekundäroptik auf, die von den Primäroptiken gebündeltes Licht der Lichtquellen in das Vorfeld des Lichtmoduls projiziert. Eine erste der beiden Lichtquellen ist zusammen mit ihrer Primäroptik sowohl in Richtung der optischen Achse des Lichtmoduls als auch in einer dazu senkrechten zweiten Richtung versetzt zu einer zweiten der beiden Lichtquellen und ihrer Primäroptik angeordnet. Such a light module is from the EP 2 405 187 A1 known and has at least two separately arranged light sources, each with a separate primary optics for each light source that bundles outgoing light from the respective light source. The light module furthermore has a diaphragm arrangement arranged in the beam path of the at least two light sources and a secondary optics projecting the light of the light sources bundled by the primary optics into the apron of the light module. A first of the two light sources is arranged, together with its primary optics, offset both in the direction of the optical axis of the light module and in a second direction perpendicular thereto relative to a second of the two light sources and their primary optics.

Ein solches Lichtmodul wird in Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen verwendet. Scheinwerfer sind im Frontbereich eines Fahrzeugs angeordnet und dienen primär der Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug, z.B. in Form einer Abblend-, Fern- oder Nebel-Lichtverteilung sowie in Form von an bestimmte Umgebungs- und/oder Fahrsituationen anpassbaren adaptiven Lichtverteilungen, wie bspw. dynamisches Kurvenlicht, Schlechtwetterlicht, Stadtlicht, Landstraßenlicht, Autobahnlicht. Die Ausleuchtung dient dem Zweck, Hindernisse im Fahrweg so zu beleuchten, dass sie vom Fahrer rechtzeitig erkannt werden können. Darüber hinaus erfüllen Scheinwerfer auch Signalfunktionen, indem sie das Fahrzeug für andere Verkehrsteilnehmer sichtbar machen. Such a light module is used in headlamps of motor vehicles. Headlamps are located in the front area of a vehicle and serve primarily to illuminate the area in front of the vehicle, e.g. in the form of a low-beam, long-distance or fog light distribution and in the form of adaptive light distributions that can be adapted to specific ambient and / or driving situations, such as, for example, dynamic cornering light, bad weather light, city light, highway light, motorway light. The purpose of the illumination is to illuminate obstacles in the track so that the driver can recognize them in good time. In addition, headlamps also fulfill signal functions by making the vehicle visible to other road users.

Die Lichtquelle ist in Form einer Glühlampe, Gasentladungslampe oder Halbleiterlichtquelle verwirklicht. Die Primäroptiken können als Hohlspiegel-Reflektoren ausgebildet sein, die das Licht mittels herkömmlicher Spiegelung reflektieren. Die Reflektoren haben bevorzugt eine ellipsoide Grundform, die das Licht einer in einem Brennpunkt des Reflektors angeordneten Lichtquelle in eine erste, innere Lichtverteilung bündeln. Die Primäroptiken können aber auch als lichtdurchlässige Körper aus Glas oder Kunststoff ausgebildet sein (als sog. TIR-Vorsatzoptik), wobei die Bündelung des Lichts dann durch Brechung beim Eintritt in den Körper und/oder Austritt aus dem Körper und/oder durch interne Totalreflexionen an Grenzflächen des Körpers erfolgt. The light source is realized in the form of an incandescent lamp, gas discharge lamp or semiconductor light source. The primary optics can be designed as concave mirror reflectors that reflect the light by means of conventional reflection. The reflectors preferably have an ellipsoidal basic shape, which bundle the light of a light source arranged in a focal point of the reflector into a first, inner light distribution. However, the primary optics can also be designed as translucent bodies of glass or plastic (referred to as TIR attachment optics), the bundling of the light then being refracted upon entry into the body and / or exit from the body and / or internal total reflections Boundaries of the body takes place.

Das bekannte Lichtmodul arbeitet nach dem Projektionsprinzip, bei dem die erste, innere Lichtverteilung durch eine Sammellinse als zweite, äußere Lichtverteilung in das Vorfeld des Scheinwerfers projiziert wird, bei einem Kraftfahrzeugscheinwerfer also insbesondere auf die Fahrbahn. The known light module works according to the projection principle, in which the first, inner light distribution is projected by a converging lens as a second, external light distribution in the apron of the headlamp, ie in a motor vehicle headlight in particular on the road.

Die Lichtquellen sind bei dem bekannten Lichtmodul als Leuchtdioden verwirklicht, und sie liegen dort auf verschiedenen Seiten der optischen Achse. Eine erste Lichtquelle liegt oberhalb der optischen Achse, während die zweite Lichtquelle unterhalb der optischen Achse liegt. Die obere Lichtquelle erzeugt zusammen mit ihrem als Primäroptik dienenden Hohlspiegel-Reflektor und der Sammellinse eine zum größten Teil über einem Horizont liegende obere Lichtverteilung, während die untere Lichtquelle zusammen mit ihrem Reflektor und der Sammellinse eine zum größten Teil unterhalb des Horizonts liegende untere Lichtverteilung im Vorfeld des Scheinwerfers erzeugt. Die beiden Lichtverteilungen liegen achsensymmetrisch zum Horizont und besitzen jeweils die gleiche Form und Größe. The light sources are realized in the known light module as LEDs, and they are there on different sides of the optical axis. A first light source is above the optical axis, while the second light source is below the optical axis. The upper light source, together with its primary optics concave reflector and the condenser lens, provide a high light distribution above a horizon, while the lower light source, together with its reflector and condenser lens, has a lower light distribution for the most part below the horizon of the headlight generated. The two light distributions are axisymmetric to the horizon and each have the same shape and size.

Die Ortsangaben „oben“ und „unten“ sowie „Horizont“ beziehen sich dabei auf die bestimmungsgemäße Verwendung des Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug. The location "top" and "bottom" and "horizon" refer to the intended use of the headlamp in a motor vehicle.

Um eine Fernlichtverteilung zu erzeugen, werden beide Lichtquellen gemeinsam betrieben, wobei die Blende aus der ersten Lichtverteilung heraus geschwenkt ist. Um eine Abblendlichtverteilung zu erzeugen, wird nur die untere Lichtverteilung erzeugt, wobei diese zusätzlich eine obere Hell-Dunkel-Grenze aufweist, die durch die in die erste Lichtverteilung eingeschwenkte Blende erzeugt wird. In order to generate a high beam distribution, both light sources are operated together, the aperture being pivoted out of the first light distribution. In order to produce a low-beam distribution, only the lower light distribution is generated, which additionally has an upper bright-dark boundary, which is produced by the aperture swung into the first light distribution.

Aus anderen Scheinwerfern sind sogenannte Adaptive Frontlighting Systeme (AFS) zur Erzeugung von an die Fahrsituation adaptierbaren Lichtverteilungen bekannt. Other headlamps are known as adaptive front lighting systems (AFS) for generating adaptable to the driving situation light distributions.

Bekannt sind insbesondere Konzepte, bei denen die jeweiligen Adaptionen einerseits auf mechanischer Basis (z.B. Schwenken, Blendenbewegung, etc.) und andererseits auf elektronischer Basis (z.B. Zuschalten und Abschalten von Lichtquellen) realisiert werden. In particular, concepts are known in which the respective adaptations are realized on the one hand on a mechanical basis (for example pivoting, diaphragm movement, etc.) and on the other hand on an electronic basis (for example switching on and off of light sources).

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Lichtmoduls, insbesondere eines adaptive Lichtfunktionen unterstützenden AFS-Lichtmoduls, das eine Anpassung der Reichweite des vom Scheinwerfer ausgehenden Lichtbündels für Lichtfunktionen wie das Fernlicht, ein Teilfernlicht, ein Markierungslicht oder andere Lichtverteilungen erlaubt, die oberhalb der im wesentlichen horizontal verlaufenden Hell-Dunkel-Grenze einer Landstraßen-Lichtverteilung liegende helle Bereiche aufweisen. The object of the invention is to provide a light module, in particular an adaptive light functions supporting AFS light module, which allows an adjustment of the range of the outgoing from the headlight beam for lighting functions such as the high beam, a Teilfernlicht, a marker light or other light distributions that above the im have substantially horizontally extending light-dark boundary of a highway light distribution lying bright areas.

Erwünscht ist ferner, dass dies mit einer möglichst kleinen Sekundäroptik (Sammellinse, Projektionslinse) erreicht wird, um ein schlankes Erscheinungsbild in vertikaler Richtung zu realisieren. It is also desirable that this be achieved with the smallest possible secondary optics (convergent lens, projection lens) in order to achieve a slim appearance in the vertical direction.

Das Lichtmodul soll darüber hinaus auch in horizontaler Richtung möglichst wenig Bauraum benötigen. In addition, the light module should also require as little space as possible in the horizontal direction.

Von dem eingangs genannten Stand der Technik nach der EP 2 405 187 A1 unterscheidet sich die Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Diese sehen vor, dass die in Richtung der optischen Achse weiter von der Sekundäroptik entfernt angeordnete Primäroptik dazu eingerichtet ist, in einer zur optischen Achse und zur zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung eine breitere Lichtverteilung zu erzeugen als die in Richtung der optischen Achse näher an der Sekundäroptik liegende Primäroptik, wobei diese dazu eingerichtet und angeordnet ist, eine auf ein Zentrum der breiteren Lichtverteilung fokussierte schmalere Lichtverteilung zu erzeugen. From the above-mentioned prior art after EP 2 405 187 A1 The invention distinguishes itself by the characterizing features of claim 1. These provide that the primary optics located farther away from the secondary optics in the direction of the optical axis is arranged to provide a broader light distribution in a third direction perpendicular to the optical axis and to the second direction generate as the closer in the direction of the optical axis closer to the secondary optics, and this is arranged and arranged to produce a focused on a center of the broader light distribution narrower light distribution.

Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung des Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug ist die optische Achse weitgehend parallel zu einer Längsachse des Fahrzeugs. Die zweite Richtung liegt parallel zu einer Hochachse und stellt damit eine vertikale Richtung dar. Die dritte Richtung liegt parallel zu einer Querachse des Fahrzeugs und stellt daher eine horizontale Richtung dar. When the headlamp is used as intended in a motor vehicle, the optical axis is largely parallel to a longitudinal axis of the vehicle. The second direction is parallel to a vertical axis and thus represents a vertical direction. The third direction is parallel to a transverse axis of the vehicle and therefore represents a horizontal direction.

Der Versatz (Abstand) der beiden Lichtquellen längs der optischen Achse erlaubt es, die Lichtbündel der hinteren, weiter von der Sekundäroptik entfernten Primäroptik und der vorderen Primäroptik in vertikaler Richtung direkt aneinander angrenzen zu lassen. Dies erlaubt den Aufbau eines mit den gegebenen Lichtquellen und Primäroptiken größtmöglichen Lichtstärkemaximums bei vorgegebener Linsenhöhe. The offset (distance) of the two light sources along the optical axis allows the light bundles of the rear, further away from the secondary optics remote primary optics and the front primary optics in the vertical direction directly adjacent to each other. This allows the construction of a maximum light intensity maximum given the given light sources and primary optics at a given lens height.

Insgesamt wird durch die Erfindung ein Lichtmodul bereitgestellt, das einen hohen Wirkungsgrad aufweist, flexibel einsetzbar ist und dazu kompakt aufgebaut ist. Overall, a light module is provided by the invention, which has a high efficiency, is flexible in use and is constructed compact.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die mindestens zwei Primäroptiken dazu eingerichtet und angeordnet sind, das Licht einer in einem Brennpunkt der Primäroptik angeordneten Lichtquelle in eine erste, innere Lichtverteilung zu bündeln, und dass die Primäroptiken und die Sekundäroptik derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass eine von einem Rand der Sekundäroptik ausgehende und das Zentrum der inneren Lichtverteilung kreuzende geradlinige Verbindung des Randes mit einer Primäroptik immer auf eine Reflexionsfläche der Primäroptik trifft. A preferred embodiment provides that the at least two primary optics are set up and arranged to bundle the light of a light source arranged in a focal point of the primary optics into a first, inner light distribution, and that the primary optics and the secondary optics are configured and arranged such that a rectilinear connection of the edge emanating from an edge of the secondary optics and crossing the center of the inner light distribution with a primary optic always meets a reflection surface of the primary optics.

Durch diese Merkmale wird sichergestellt, dass die den Primäroptiken zugewandte Lichteintrittsfläche der Sekundäroptik von den Lichtbündeln der Primäroptiken bis zum Rand ausgeleuchtet wird. Die Sekundäroptik ist daher nicht unnötig groß, so dass dieses Merkmal zu einem erwünschten schlanken Erscheinungsbild des Lichtmoduls beiträgt. These features ensure that the primary optics facing light entrance surface of the secondary optics is illuminated by the light bundles of the primary optics to the edge. The secondary optics is therefore not unnecessarily large, so that this feature contributes to a desired slim appearance of the light module.

Ferner ist vorgesehen, dass die Halbleiterlichtquellen derart im Lichtmodul angeordnet sind, dass ihre Hauptabstrahlrichtung zu einer vertikalen Achse um 0° bis 45° entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs gekippt verläuft. It is further provided that the semiconductor light sources are arranged in the light module such that their main emission direction is tilted to a vertical axis by 0 ° to 45 ° counter to the direction of travel of the vehicle.

Die Abstrahlrichtung der Halbleiterlichtquellen zeigt somit jeweils in den gleichen Halbraum nach oben, bzw. schräg nach oben und hinten in die Tiefe des Lichtmoduls. Durch diese Abstrahlrichtung der Lichtquellen kann mehr Strahlung der in den Halbraum strahlenden LEDs durch die Reflektoren aufgefangen und in die gewünschten Abstrahlrichtungen nach vorn gerichtet werden als bei einer rein vertikalen Abstrahlrichtung. The emission direction of the semiconductor light sources thus points in each case in the same half-space upwards, or obliquely upwards and backwards into the depth of the light module. As a result of this emission direction of the light sources, more radiation of the LEDs radiating into the half-space can be absorbed by the reflectors and directed forward in the desired emission directions than in the case of a purely vertical emission direction.

Durch die schräg nach hinten verkippten Abstrahlrichtungen der Lichtquellen, die damit von der Lichteintrittsfläche der Sekundäroptik weg weisen, und durch eine dazu passend geneigte Anordnung der Primäroptiken ergibt sich der weitere Vorteil, dass der energiereichste Teil des Strahlenganges in einer Hauptabstrahlrichtung nahe an der optischen Achse der Sekundäroptik entlang gerichtet ist. Unter eine Nähe wird hier insbesondere ein Abstand bis zu 3 cm verstanden. Due to the obliquely tilted back to the rear emission directions of the light sources, thus pointing away from the light entrance surface of the secondary optics, and by a suitably inclined arrangement of the primary optics, there is the further advantage that the most energetic part of the beam path in a Hauptabstrahlrichtung close to the optical axis of the Secondary optics is directed along. A proximity is understood here in particular a distance of up to 3 cm.

Dies hat den Vorteil, dass der größte Teil der von den Lichtquellen ausgehenden Lichtenergie auch bei einer in vertikaler Richtung sehr klein gebauten Sekundäroptik durch die Sekundäroptik hindurchtreten kann und zur Erzeugung eines Beleuchtungsstärkemaximums beiträgt. Dies führt zu einem besonders kompakten Lichtmodul, das horizontal und vertikal keine große Ausdehnung aufweist. This has the advantage that the largest part of the light energy emanating from the light sources can pass through the secondary optics even with a secondary optics built very small in the vertical direction and contributes to the generation of an illuminance maximum. This leads to a particularly compact light module, which does not have a large extent horizontally and vertically.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die mindestens zwei Primäroptiken als Hohlspiegel-Reflektoren ausgebildet sind. In a preferred embodiment, it is further provided that the at least two primary optics are designed as concave mirror reflectors.

Dabei sind die Reflektoren ebenso wie die Lichtquellen in Fahrtrichtung und vertikaler Richtung zueinander versetzt angeordnet. Der weiter hinten im Lichtmodul angeordnete Reflektor erzeugt bevorzugt eine eher breite Lichtverteilung, der weiter vorne im Lichtmodul angeordnete Reflektor erzeugt bevorzugt eine eher schmale, auf das Beleuchtungszentrum fokussierte Lichtverteilung. Die Anordnung der Reflektoren ist so gewählt, dass der weiter vorne im Lichtmodul angeordnete Reflektor die Lichtstrahlen, die von dem weiter hinten im Lichtmodul angeordneten Reflektor ausgehen, nicht oder kaum abschattet. The reflectors are just like the light sources in the direction of travel and vertical direction offset from each other. The reflector arranged farther back in the light module preferably produces a rather broad light distribution, the reflector arranged farther forward in the light module preferably produces a rather narrow light distribution focused on the illumination center. The arrangement of the reflectors is selected such that the reflector arranged further in the front of the light module does not shade or scarcely shades the light beams emanating from the reflector arranged farther in the light module.

Bevorzugt ist auch, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, die schmalere Lichtverteilung in einen horizontalen Winkelbereich von weniger als +/– 5° zu fokussieren. It is also preferred that the light module is adapted to the narrower light distribution in a horizontal angle range of less than +/- 5 ° to focus.

Der Ursprung des Koordinatensystems, auf das sich diese Winkelangaben beziehen, liegt im Schnittpunkt einer Horizontalen, die in Einbauhöhe des Lichtmoduls vor dem Fahrzeug liegt, und einer Vertikalen, die eine Verlängerung der optischen Achse des Lichtmoduls schneidet. Dies gilt für sämtliche vergleichbare Winkelangaben in dieser Anmeldung, wenn für diese Winkelangaben nicht ein anderer Bezugspunkt genannt wird. The origin of the coordinate system to which these angles refer, lies at the intersection of a horizontal, which is in the installation height of the light module in front of the vehicle, and a vertical which intersects an extension of the optical axis of the light module. This applies to all comparable angle specifications in this application, unless another angle is mentioned for this angle.

Ferner ist bevorzugt, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, die breitere Lichtverteilung in einen horizontalen Winkelbereich von mehr als +/– 5°, insbesondere mehr als +/–10° zu fokussieren. Furthermore, it is preferred that the light module is adapted to focus the wider light distribution in a horizontal angle range of more than +/- 5 °, in particular more than +/- 10 °.

Bevorzugt ist auch, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, die schmalere Lichtverteilung in vertikaler Richtung in einen Winkelbereich von weniger als +/– 5° zu fokussieren und das Maximum der Intensität dabei in dem positiven Bereich der Winkelwerte zu erzeugen. It is also preferred that the light module is adapted to focus the narrower light distribution in the vertical direction in an angular range of less than +/- 5 ° and thereby to generate the maximum of the intensity in the positive range of the angle values.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Blendenanordnung als eine Blendenwalze ausgebildet ist. A further preferred embodiment is characterized in that the diaphragm arrangement is designed as a diaphragm roller.

Die Blendenwalze weist mehrere unterschiedliche Blendenkonturen auf ihrem Außenumfang auf. Sie ist um eine horizontale, senkrecht zur optischen Achse des Lichtmoduls verlaufende Achse drehbar und dient zur Erzeugung einer Hell-Dunkelgrenze in der Lichtverteilung. Je nach Drehstellung ergeben sich verschiedene Blendenkanten, die in die erste Lichtverteilung hineinragen oder auch nicht hineinragen und welche die erste Lichtverteilung auf diese Weise begrenzen oder nicht. Im Fall der Begrenzung wird die Blendenkanten als Hell-Dunkel-Grenze in die zweite Lichtverteilung projiziert. Für Lichtfunktionen, bei denen auch oberhalb der für eine normale Abblendlichtverteilung einzustellenden Hell-Dunkelgrenze noch eine helle Ausleuchtung gewünscht ist (z.B. Autobahnlicht, adaptive Leuchtweitenregulierung, Teilfernlicht, Markierungslicht, Fernlicht), öffnet die Blendenwalze und gibt damit in verschiedenen Stufen den Weg für Lichtstrahlen auch aus dem weiter vorne im Lichtmodul angeordneten Reflektor frei. Für diese Lichtfunktionen kann dann z.B. die weiter vorne im Lichtmodul angeordnete Lichtquelle bei Bedarf zugeschaltet bzw. hochgedimmt werden, um mehr Licht bzw. eine höhere maximale Beleuchtungsstärke z.B. im Zentrum der Lichtverteilung zur Erzeugung einer größeren Reichweite zu erhalten. Für eine normale Abblendlichtfunktion wird die Hell-Dunkel-Grenze auf einen Wert von 1% unterhalb des Horizonts eingestellt. Sie liegt dann auf einem in 10 m Entfernung vor dem Kraftfahrzeug aufgestellten Messschirm 10 cm unterhalb der Scheinwerfereinbauhöhe. The diaphragm roller has a plurality of different diaphragm contours on its outer circumference. It is rotatable about a horizontal, perpendicular to the optical axis of the light module axis and serves to generate a light-dark boundary in the light distribution. Depending on the rotational position, different diaphragm edges, which protrude into the first light distribution or also do not protrude and which limit the first light distribution in this way or not. In the case of limitation, the diaphragm edges are projected as a light-dark boundary into the second light distribution. For light functions in which even above the set for a normal low-beam light distribution still bright illumination is desired (eg motorway light, adaptive headlamp leveling, Teilfernlicht, marker light, high beam), opens the aperture roller and thus in different stages the way for light rays also from the further forward in the light module arranged reflector freely. For these light functions, then e.g. the light source located farther forward in the light module can be switched on or dimmed if necessary to produce more light or a higher maximum illuminance, e.g. in the center of the light distribution to produce a longer range. For a normal low beam function, the cut-off threshold is set to a value of 1% below the horizon. It then lies on a 10 m distance in front of the motor vehicle mounted screen 10 cm below the headlight installation height.

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

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

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form: Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In each case, in schematic form:

1 eine stark schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls; 1 a highly schematic representation of a light module according to the invention;

2 das Lichtmodul aus 1 mit einer Darstellung bevorzugter geometrischer Merkmale; 2 the light module off 1 with a representation of preferred geometric features;

3 das Lichtmodul aus 1 und 2 mit Details, die eine Berechnung der Form und Positionierung der Reflektoren beeinflussen; 3 the light module off 1 and 2 with details that influence a calculation of the shape and positioning of the reflectors;

4 einen durch das Lichtmodul der 1 bis 3 erzeugten Strahlengang bei einer eingeschalteten ersten Lichtquelle; 4 one through the light module of 1 to 3 generated beam path at an activated first light source;

5 eine durch die Konfiguration von 4 erzeugte Lichtverteilung auf einem Messschirm; 5 one through the configuration of 4 generated light distribution on a screen;

6 einen durch das Lichtmodul der 1 bis 3 erzeugten Strahlengang bei einer eingeschalteten zweiten Lichtquelle; 6 one through the light module of 1 to 3 generated beam path when a second light source is turned on;

7 eine durch die Konfiguration von 6 erzeugte Lichtverteilung auf einem Messschirm; 7 one through the configuration of 6 generated light distribution on a screen;

8 einen durch das Lichtmodul der 1 bis 3 erzeugten Strahlengang bei einer eingeschalteten ersten und zweiten Lichtquelle; und 8th one through the light module of 1 to 3 generated beam path at a switched on the first and second light source; and

9 eine durch die Konfiguration von 8 erzeugte Lichtverteilung auf einem Messschirm. 9 one through the configuration of 8th generated light distribution on a screen.

1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10. Das Lichtmodul 10 ist bevorzugt Teil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers mit einem adaptiven Frontlighting-System (AFS). Das bedeutet, dass der Scheinwerfer adaptive Lichtfunktionen wie adaptive Leuchtweitenregulierung und/oder adaptives Kurvenlicht unterstützt. Dazu kann das Lichtmodul 10 oder Teile davon auch horizontal und/oder vertikal schwenkbar im Scheinwerfer angeordnet sein. 1 shows a highly schematic representation of a light module according to the invention 10 , The light module 10 is preferably part of a motor vehicle headlight with an adaptive frontlighting system (AFS). This means that the headlight supports adaptive lighting functions such as adaptive headlamp leveling and / or adaptive headlights. For this purpose, the light module 10 or parts of it too be arranged horizontally and / or vertically pivotable in the headlight.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Lichtmodul 10 zwei als Halbleiterlichtquellen, insbesondere als Leuchtdioden ausgebildete Lichtquellen 12.1 und 12.2 auf, die bezüglich der optischen Achse des Lichtmoduls 10 horizontal und vertikal zueinander versetzt auf einem gemeinsamen Kühlkörper 14 angeordnet sind. Das Lichtmodul 10 könnte auch mehr als zwei Lichtquellen 12 aufweisen, außerdem könnte mindestens eine Lichtquelle 12 ein Leuchtdioden-Array, also mehrere zu einer Einheit zusammengefasste Leuchtdioden, umfassen. Wenigstens eine der beiden Lichtquellen 12.1 und 12.2 ist in einer bevorzugten Ausgestaltung dimmbar. Im Übrigen sind die beiden Lichtquellen zumindest insofern einzeln steuerbar, als dass sie individuell und damit unabhängig voneinander einschaltbar und ausschaltbar sind. In a preferred embodiment, the light module 10 two light sources designed as semiconductor light sources, in particular as light emitting diodes 12.1 and 12.2 on, with respect to the optical axis of the light module 10 horizontally and vertically offset from each other on a common heat sink 14 are arranged. The light module 10 could also have more than two light sources 12 could also have at least one light source 12 a light-emitting diode array, that is, a plurality of light-emitting diodes combined to form a unit. At least one of the two light sources 12.1 and 12.2 is dimmable in a preferred embodiment. Incidentally, the two light sources are individually controllable at least insofar as they can be switched on and off individually and thus independently of one another.

Der Versatz (Abstand) der Lichtquellen auf der optischen Achse macht es möglich, die Lichtbündel des weiter hinten im Lichtmodul angeordneten Reflektors und des weiter vorne im Lichtmodul angeordneten Reflektors in vertikaler Richtung direkt aneinander angrenzen zu lassen. Dies ermöglicht den Aufbau des Beleuchtungsstärkemaximums bei einem vorgegebenen Querschnitt der Sekundäroptik. Das Beleuchtungsstärkemaximum kann alternativ aber auch durch Überlagerung von mindestens zwei Lichtbündeln erzeugt werden. The offset (distance) of the light sources on the optical axis makes it possible to allow the light bundles of the reflector arranged further back in the light module and the reflector arranged further in the front of the light module to adjoin one another directly in the vertical direction. This makes it possible to build up the illuminance maximum for a given cross section of the secondary optics. The illuminance maximum can alternatively be generated by superposition of at least two light bundles.

Die Lichtquellen 12.1 und 12.2 sind auf dem Kühlkörper 14 derart angeordnet, dass ihre Abstrahlrichtung entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder der Lichtaustrittsrichtung des Lichtmoduls 10 gekippt verläuft, wobei beide Lichtquellen in den gleichen Halbraum abstrahlen. Bevorzugt ist ein Winkel α von 0° bis zu 45° in Relation zu einer vertikalen Achse, die in der gewählten Darstellung in der Zeichnungsebene und senkrecht zur optischen Achse 24 verläuft. Der Winkel α kann bei beiden Lichtquellen unterschiedlich groß sein. Der Winkel α kann bei beiden Lichtquellen auch gleich groß sein. The light sources 12.1 and 12.2 are on the heat sink 14 arranged such that their emission direction counter to the direction of travel of the vehicle or the light exit direction of the light module 10 tilted runs, with both light sources radiate in the same half-space. Preferably, an angle α of 0 ° to 45 ° in relation to a vertical axis, in the selected representation in the plane of the drawing and perpendicular to the optical axis 24 runs. The angle α can be different in size for both light sources. The angle α can also be the same size for both light sources.

In Abstrahlrichtung der Lichtquellen 12.1 und 12.2 ist jeweils eine hier als Hohlspiegel-Reflektor ausgebildete Primäroptik 16.1 und 16.2 angeordnet. Alternativ dazu sieht eine weitere Ausgestaltung auf dem Prinzip der internen Totalreflexion basierende Vorsatzoptiken aus Licht leitendem Material, als Primäroptik vor. Jeder Reflektor 16.1 und 16.2, bzw. jede Primäroptik, kann die Form eines Ellipsoids oder einer arithmetisch berechneten Freiform haben. Bevorzugt ist jeweils, dass die mindestens zwei Primäroptiken dazu eingerichtet und angeordnet sind, das Licht einer in einem Brennpunkt der Primäroptik angeordneten Lichtquelle in eine erste, innere Lichtverteilung zu bündeln. Dies leistet zum Beispiel ein Ellipsoid. Die innere Lichtverteilung ist eine innere Lichtverteilung, weil sie im Inneren des Lichtmoduls zwischen der Primäroptik und der Sekundäroptik erzeugt wird. Sie ergibt sich bevorzugt im Abstand einer Brennweite der Primäroptik von der Primäroptik und im Abstand einer Brennweite der Sekundäroptik von der Sekundäroptik. In emission direction of the light sources 12.1 and 12.2 is in each case a trained here as a concave reflector primary optics 16.1 and 16.2 arranged. Alternatively, provides a further embodiment based on the principle of total internal reflection optics of light-conducting material, as the primary optics. Every reflector 16.1 and 16.2 , or any primary optics, may have the form of an ellipsoid or an arithmetically calculated freeform. It is preferred in each case that the at least two primary optics are set up and arranged for bundling the light of a light source arranged in a focal point of the primary optics into a first, inner light distribution. This is done, for example, by an ellipsoid. The internal light distribution is an internal light distribution because it is generated inside the light module between the primary optics and the secondary optics. It results preferably at a distance of a focal length of the primary optics of the primary optics and at a distance of a focal length of the secondary optics of the secondary optics.

Die an den Reflektoren 16.1 und 16.2 reflektierten Lichtbündel 18.1 und 18.2 treffen sich in einem Brennpunkt bzw. einer Brennebene 20 und erzeugen dort die erste Lichtverteilung. Um dies zu erreichen, ist jeweils die Position der Lichtquelle 12.1 und 12.2 relativ zum jeweiligen Reflektor 16.1 und 16.2 und die Form der Reflektoren 16.1 und 16.2 entsprechend aufeinander abgestimmt. Die in 1 dargestellten Pfeile 18.1 und 18.2 zeigen dabei eine Hauptabstrahlrichtung des von den Reflektoren 16.1 und 16.2 reflektierten Lichts. The at the reflectors 16.1 and 16.2 reflected light bundle 18.1 and 18.2 meet in a focal point or a focal plane 20 and generate the first light distribution there. In order to achieve this, the position of the light source is in each case 12.1 and 12.2 relative to the respective reflector 16.1 and 16.2 and the shape of the reflectors 16.1 and 16.2 coordinated accordingly. In the 1 illustrated arrows 18.1 and 18.2 show a Hauptabstrahlrichtung of the reflectors 16.1 and 16.2 reflected light.

Im Bereich der Brennebene 20 ist eine Blendenanordnung 22 im Lichtmodul 10 so positioniert, dass sie die erste Lichtverteilung so begrenzt, dass die Begrenzung als Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung abgebildet wird. Die Blendenanordnung ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform als Blendenwalze ausgebildet. Die Blendenwalze 22 weist mehrere unterschiedliche Blendenkonturen auf ihrem Außenumfang auf (nicht sichtbar). Sie ist um eine horizontale, senkrecht zu einer optischen Achse 24 des Lichtmoduls 10 und senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Achse drehbar und dient zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze durch Abschatten eines Teils der inneren Lichtverteilung. Eine in den Strahlengang des Lichtmoduls 10 klappbare Blendenplatte ist auch möglich, wobei eine Oberkante einer vertikal angeordneten Blendenplatte oder eine Vorderkante einer mehr längs der optischen Achse ausgerichteten Blendenplatte die Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. Durch gesteuert bewegliche Blenden kann die Lage der Hell-Dunkel-Grenze eingestellt werden, um zum Beispiel zwischen Abblendlicht und Fernlicht oder zwischen verschiedenen Abblendlichtverteilungen umzuschalten. In the area of the focal plane 20 is an aperture arrangement 22 in the light module 10 positioned so that it limits the first light distribution so that the boundary is displayed as a light-dark boundary in the second light distribution. The diaphragm arrangement is in the in 1 shown embodiment designed as a diaphragm roller. The iris roller 22 has several different aperture contours on its outer circumference (not visible). It is about a horizontal, perpendicular to an optical axis 24 of the light module 10 and perpendicular to the plane of the drawing axis rotatable and serves to create a light-dark boundary by shading a portion of the inner light distribution. One in the beam path of the light module 10 hinged aperture plate is also possible, wherein an upper edge of a vertically arranged aperture plate or a leading edge of a more along the optical axis aligned aperture plate creates the cut-off line. By means of controlled moving diaphragms the position of the cut-off line can be adjusted, for example to switch between dipped beam and main beam or between different dipped beam distributions.

Im weiteren Verlauf treffen die Lichtbündel 18.1 und 18.2 auf eine Sekundäroptik 26. Die in 1 dargestellte Sekundäroptik 26 umfasst in der dargestellten Ausgestaltung zwei Linsen, die jeweils als optischer Meniskus ausgebildet sind und in ihrer Gesamtheit als Sammellinse wirken. Eine solche Linsenanordnung kann neben der fokussierenden Wirkung bspw. zur Korrektur von Abbildungsfehlern dienen. In the further course, the light bundles hit 18.1 and 18.2 on a secondary optics 26 , In the 1 illustrated secondary optics 26 In the illustrated embodiment, two lenses are included, each of which is designed as an optical meniscus and act in its entirety as a converging lens. Such a lens arrangement can serve, in addition to the focusing effect, for example for the correction of aberrations.

Die Sekundäroptik 26 projiziert die in dem Lichtmodul 10 erzeugte und gegebenenfalls von der Blendenanordnung begrenzte innere Lichtverteilung auf die Fahrbahn, beziehungsweise in das Vorfeld vor dem Lichtmodul 10. Die Sekundäroptik ist in einer alternativen Ausgestaltung als Einzellinse verwirklicht. The secondary optics 26 projects those in the light module 10 generated and possibly limited by the aperture arrangement inner light distribution on the roadway, or in the apron before the light module 10 , The secondary optics is realized in an alternative embodiment as a single lens.

Ein derart ausgebildetes Lichtmodul 10 stellt ein Projektionsmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers dar und ist zur Realisierung von Scheinwerferfunktionen jeglicher Art und insbesondere auch von adaptiven Scheinwerferfunktionen grundsätzlich geeignet. Such a trained light module 10 represents a projection module of a motor vehicle headlight and is basically suitable for the realization of headlight functions of any kind and in particular also of adaptive headlight functions.

Ein solches Lichtmodul 10 ist entweder alleine oder zusammen mit anderen Lichtmodulen in einem Gehäuse des Scheinwerfers angeordnet. Eine gewünschte Lichtverteilung kann dabei durch ein einziges Lichtmodul oder aber durch mehrere Lichtmodule und durch Überlagerung der von diesen ausgesandten Teillichtverteilungen erzeugt werden. Such a light module 10 is arranged either alone or together with other light modules in a housing of the headlamp. A desired light distribution can be generated by a single light module or else by a plurality of light modules and by superposition of the partial light distributions emitted by them.

Bei Anwendung nur eines einzigen Lichtmoduls können, insbesondere bei Verwendung von Halbleiterlichtquellen, mehrere separat angeordnete Halbleiterlichtquellen mit jeweils zugeordneter Primäroptik im Lichtmodul vorgesehen sein, wobei jede Lichtquelle eine Teillichtverteilung erzeugt. Eine Gesamtlichtverteilung wird dabei durch aneinander angrenzende Teillichtverteilungen oder durch Überlagerung der Teillichtverteilungen erzeugt. When using only a single light module, in particular when using semiconductor light sources, a plurality of separately arranged semiconductor light sources, each with associated primary optics in the light module can be provided, each light source generates a partial light distribution. An overall light distribution is generated by adjoining partial light distributions or by superposition of the partial light distributions.

2 zeigt das Lichtmodul 10 mit einer Darstellung geometrischer Merkmale des Lichtmoduls 10. Die zwei Primäroptiken 16.1, 16.2 sind durch ihre Form und ihre Anordnung dazu eingerichtet, dass eine von einem Rand der Sekundäroptik ausgehende und das Zentrum 20 der inneren Lichtverteilung kreuzende geradlinige Verbindung des Randes mit einer Primäroptik immer auf eine Reflexionsfläche der Primäroptik trifft. In der Figur treffen von einem Rand der Lichteintrittsfläche 30 der Sekundäroptik 26 ausgehende und das Zentrum 20 der inneren Lichtverteilung kreuzende geradlinige Linien 32.1 und 32.2 immer auf eine Licht reflektierende Fläche einer der zwei Reflektoren 16.1 und 16.2. Die Linien sollen dabei so auftreffen dass sie, wenn sie Lichtstrahlen wären, auf die dem Reflektor jeweils zugehörige Lichtquelle reflektiert werden würden. 2 shows the light module 10 with a representation of geometric features of the light module 10 , The two primary optics 16.1 . 16.2 are arranged by their shape and their arrangement that one emanating from an edge of secondary optics and the center 20 the inner light distribution crossing rectilinear connection of the edge with a primary optics always meets a reflection surface of the primary optics. In the figure, meet from an edge of the light entry surface 30 the secondary optics 26 outgoing and the center 20 the inner light distribution crossing straight lines 32.1 and 32.2 always on a light reflecting surface of one of the two reflectors 16.1 and 16.2 , The lines should strike in such a way that, if they were light rays, they would be reflected onto the respective light source associated with the reflector.

In Lichtaustrittsrichtung 28 bedeutet das, dass die Reflektoren 16.1 und 16.2 derart ausgebildet sind, dass das von den Lichtquellen 12.1 und 12.2 ausgehende Licht in einem derartigen Winkel am Reflektor 16.1 oder 16.2 reflektiert wird, dass die reflektierten Lichtbündel 18.1 und 18.2 im Wesentlichen zwischen den Grenzlinien 32.1 und 32.2 verlaufen und auf die Lichteintrittsfläche 30 der Sekundäroptik 26 treffen. Eine solche Ausbildung des Lichtmoduls 10 führt zu einer besonders kompakten Ausführungsform. In light exit direction 28 does that mean the reflectors 16.1 and 16.2 are formed such that the of the light sources 12.1 and 12.2 outgoing light at such an angle on the reflector 16.1 or 16.2 is reflected that the reflected light bundles 18.1 and 18.2 essentially between the borderlines 32.1 and 32.2 run and on the light entry surface 30 the secondary optics 26 to meet. Such a design of the light module 10 leads to a particularly compact embodiment.

Die Brennebene, beziehungsweise das Zentrum 20 der inneren Lichtverteilung liegt im Bereich der Blendenanordnung 22. In der in 2 gezeigten Darstellung ist die Blendenanordnung 22 in einer Drehstellung für Lichtfunktionen ohne Hell-Dunkelgrenze dargestellt (z.B. zur Erzeugung von Teilfernlicht, Fernlicht, etc.). The focal plane, or the center 20 the internal light distribution is in the area of the diaphragm arrangement 22 , In the in 2 The illustration shown is the diaphragm arrangement 22 shown in a rotary position for light functions without light-dark boundary (eg for the generation of partial high beam, high beam, etc.).

3 verdeutlicht Zusammenhänge, die beim Entwurf des Lichtmoduls berücksichtigt werden. Bei einer Neuentwicklung eines Lichtmoduls sind oftmals als erstes die Größe und die Form der Sekundäroptik vorgegeben, um ein gewünschtes Design des Lichtmoduls, bzw. eines Scheinwerfers, zu erzielen. Deshalb wird von einer gedachten, lichttechnisch relevanten Fläche 33 der Sekundäroptik 26 ausgegangen und in einer Rückwärtsberechnung die Anordnung und Form der Reflektoren 16.1 und 16.2 und der Lichtquellen 12.1 und 12.2 bestimmt, mit denen eine gewünschte lichttechnische Performance erreicht wird. Die lichttechnisch relevante Fläche ist hier eine den Primäroptiken zugewandte Lichteintrittsfläche der Sekundäroptik. Bei dem Entwurf der Form, Größe und Anordnung der Reflektoren 16.1 und 16.2, seien es TIR-Vorsatzoptiken oder Hohlspiegelreflektoren, sind deren Brennweiten unter Berücksichtigung eines Abstands der Lichtquellen 12.1 und 12.2 zum jeweiligen Reflektor 16.1 und 16.2 entsprechend anzupassen. Die durch die Ausbildung der Reflektoren 16.1 und 16.2 gebildete Brennebene 20 liegt bei einem Projektionsmodul prinzipiell im Bereich der Blendenanordnung 22. Außerdem sollen alle an den Reflektoren 16.1 und 16.2 reflektierten Lichtstrahlen 18.1 und 18.2 insbesondere bei offener Blendenanordnung 22 im Wesentlichen innerhalb der Begrenzungslinien 32.1 und 32.2 liegen, um mit dem Lichtmodul 10 einen guten Wirkungsgrad erzielen zu können. 3 clarifies relationships that are considered in the design of the light module. In a new development of a light module, the size and shape of the secondary optics are often first given to achieve a desired design of the light module, or a headlamp. Therefore, it is from an imaginary, photometrically relevant surface 33 the secondary optics 26 outgoing and in a backward calculation the arrangement and shape of the reflectors 16.1 and 16.2 and the light sources 12.1 and 12.2 determined, with which a desired lighting performance is achieved. The photometric relevant surface is here a primary optics facing light entrance surface of the secondary optics. When designing the shape, size and arrangement of the reflectors 16.1 and 16.2 Whether they are TIR-mounted optics or concave reflectors, their focal lengths are in consideration of a spacing of the light sources 12.1 and 12.2 to the respective reflector 16.1 and 16.2 adjust accordingly. The training of the reflectors 16.1 and 16.2 formed focal plane 20 is in a projection module in principle in the field of aperture arrangement 22 , In addition, all at the reflectors 16.1 and 16.2 reflected light rays 18.1 and 18.2 especially with open panel arrangement 22 essentially within the boundary lines 32.1 and 32.2 lie to the light module 10 to achieve a good efficiency.

Bei dem Entwurf der Primäroptiken sind deren Brennweiten unter Berücksichtigung eines Abstands der Lichtquellen zur jeweiligen Primäroptik entsprechend anzupassen. Dabei sollte jeweils ein Brennpunkt bzw. eine Brennebene der Primäroptik im Bereich der Blendenanordnung liegen, um eine konzentrierte erste, innere Lichtverteilung zu erzielen. In the design of the primary optics, their focal lengths must be adjusted accordingly, taking into account a distance between the light sources and the respective primary optics. In each case, a focal point or a focal plane of the primary optics should lie in the region of the diaphragm arrangement in order to achieve a concentrated first, inner light distribution.

Damit wird der Vorteil erzielt, dass zumindest bei nicht abgeblendeter Lichtverteilung ein sehr großer Teil des von Lichtquellen ausgehenden Lichtes auf die Sekundäroptik trifft und von dieser auf die Fahrbahn gerichtet wird. Es geht praktisch kein Licht durch unerwünschte Abschattung oder Absorption an Bauteilen des Lichtmoduls verloren. Dies führt zu einem lichtstarken Lichtmodul mit einem hohen Wirkungsgrad (Verhältnis von der in der erwünschten Lichtverteilung ankommenden Lichtleistung zur von den Lichtquellen abgestrahlten Lichtleistung). This provides the advantage that, at least when the light distribution is not dimmed, a very large proportion of the light emanating from light sources strikes the secondary optics and is directed by the latter onto the roadway. Virtually no light is lost due to unwanted shading or absorption of components of the light module. This leads to a high-intensity light module with a high efficiency (ratio of the light output arriving in the desired light distribution to the light output emitted by the light sources).

Ein möglicher konstruktiver Freiraum zum Erreichen der gewünschten lichttechnischen Performance liegt einerseits in der Festlegung der Brennweiten der Primäroptiken und andererseits in dem horizontalen und vertikalen Versatz der Lichtquellen mit den zugeordneten Primäroptiken, also im Wesentlichen dem Abstand der jeweiligen Primäroptik zur Sekundäroptik. Durch eine geeignete Abstimmung der jeweiligen Brennweite der Primäroptik und dem jeweiligen Abstand der Primäroptik zur Sekundäroptik kann erreicht werden, dass ein schmales, stark gebündeltes Lichtbündel die Sekundäroptik erreicht, was bevorzugt dazu führt, dass die Sekundäroptik mit einem kleinen Querschnitt ausgebildet werden kann. A possible constructive freedom to achieve the desired photometric performance is on the one hand in the definition of Focal lengths of the primary optics and on the other hand in the horizontal and vertical offset of the light sources with the associated primary optics, ie essentially the distance of the respective primary optics to secondary optics. By suitably coordinating the respective focal length of the primary optics and the respective distance of the primary optics to the secondary optics, it can be achieved that a narrow, strongly bundled light bundle achieves the secondary optics, which preferably leads to the secondary optics with a small cross section being able to be formed.

4 zeigt das Lichtmodul 10 mit eingeschalteter Lichtquelle 12.2, die im hinteren Bereich des Lichtmoduls 10 angeordnet ist. Die Lichtquelle 12.1 im vorderen Bereich des Lichtmoduls 10 ist ausgeschaltet. Das von der Lichtquelle 12.2 ausgesandte Licht wird am Reflektor 16.2 reflektiert und anschließend über die Blendenanordnung 22 hinweg auf die Sekundäroptik 26 gerichtet. Durch die Anordnung und Ausgestaltung des Reflektors 16.2 gelangt das reflektierte Licht vollständig insbesondere auf den in 4 unteren Bereich der Lichteintrittsfläche 30 der Sekundäroptik 26. Alle von dem Reflektor 16.2 reflektierten Lichtstrahlen gelangen innerhalb der Begrenzungslinien 32.1 und 32.2 auf die Sekundäroptik 26. Es gibt damit kein ungenutztes Streulicht, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. 4 shows the light module 10 with the light source switched on 12.2 at the rear of the light module 10 is arranged. The light source 12.1 in the front area of the light module 10 is switched off. That from the light source 12.2 emitted light is at the reflector 16.2 reflected and then on the aperture arrangement 22 away to secondary optics 26 directed. Due to the arrangement and design of the reflector 16.2 the reflected light reaches completely in particular on the in 4 lower area of the light entry surface 30 the secondary optics 26 , All of the reflector 16.2 reflected light rays arrive within the boundary lines 32.1 and 32.2 on the secondary optics 26 , There is thus no unused stray light, whereby a high efficiency is achieved.

5 zeigt eine durch die Anordnung von 4 erzeugbare Lichtverteilung 34 bei offener Blendenanordnung 22 auf einem Messschirm, der sich vor dem Lichtmodul 10 in dessen Strahlenbündel befindet. Die Linie H repräsentiert den Horizont. Die Linie V ist eine Vertikale, die den Horizont bei 0° schneidet. Der H-V-Punkt (0, 0) liegt z.B. in einer Verlängerung der optischen Achse 24. 5 shows a through the arrangement of 4 Generable light distribution 34 with open panel arrangement 22 on a screen, located in front of the light module 10 located in the beam. The line H represents the horizon. The line V is a vertical which intersects the horizon at 0 °. The HV point (0, 0) lies, for example, in an extension of the optical axis 24 ,

Diese Lichtverteilung ist im Wesentlichen eine Fernlichtverteilung, die in einem horizontalen Winkelbereich eine Breite von mehr als +/– 5°, insbesondere mehr als +/–10° besitzt. This light distribution is essentially a high beam distribution which has a width of more than +/- 5 °, in particular more than +/- 10 ° in a horizontal angle range.

6 zeigt das Lichtmodul 10 mit eingeschalteter Lichtquelle 12.1, die im vorderen Bereich des Lichtmoduls 10 angeordnet ist. Die Lichtquelle 12.2 im hinteren Bereich des Lichtmoduls 10 ist ausgeschaltet. Das von der Lichtquelle 12.1 ausgesandte Licht wird am Reflektor 16.1 reflektiert und anschließend über die Blendenanordnung 22 hinweg auf die Sekundäroptik 26 gerichtet. Durch die Anordnung und Ausgestaltung des Reflektors 16.1 gelangt das reflektierte Licht vollständig insbesondere auf den in 6 oberen Bereich der Lichteintrittsfläche 30 der Sekundäroptik 26. Alle von dem Reflektor 16.1 reflektierten Lichtstrahlen gelangen innerhalb der Begrenzungslinien 32.1 und 32.2 auf die Sekundäroptik 26. Es gibt kein ungenutztes Streulicht. 6 shows the light module 10 with the light source switched on 12.1 in the front area of the light module 10 is arranged. The light source 12.2 in the rear area of the light module 10 is switched off. That from the light source 12.1 emitted light is at the reflector 16.1 reflected and then on the aperture arrangement 22 away to secondary optics 26 directed. Due to the arrangement and design of the reflector 16.1 the reflected light reaches completely in particular on the in 6 upper area of the light entry surface 30 the secondary optics 26 , All of the reflector 16.1 reflected light rays arrive within the boundary lines 32.1 and 32.2 on the secondary optics 26 , There is no unused stray light.

7 zeigt eine durch die Anordnung von 6 bei offener Blendenanordnung 22 erzeugbare Lichtverteilung 36. 7 zeigt dabei im Wesentlichen eine Spotlichtverteilung. Diese stellt ein Beispiel einer schmaleren Lichtverteilung dar, die in einen horizontalen Winkelbereich von weniger als +/– 5° fokussiert wird. 7 shows a through the arrangement of 6 with open panel arrangement 22 Generable light distribution 36 , 7 essentially shows a spotlight distribution. This is an example of a narrower light distribution that is focused in a horizontal angle range of less than +/- 5 °.

Im dargestellten Fall ist das Lichtmodul ferner dazu eingerichtet, die schmalere Lichtverteilung in vertikaler Richtung in einen Winkelbereich von weniger als +/– 5° zu fokussieren und das Maximum der Intensität dabei in dem positiven Bereich der Winkelwerte zu erzeugen. In the illustrated case, the light module is further configured to focus the narrower light distribution in the vertical direction in an angular range of less than +/- 5 ° and thereby to generate the maximum of the intensity in the positive range of the angle values.

Diese Eigenschaften ergeben sich daraus, dass die in Richtung der optischen Achse weiter von der Sekundäroptik angeordnete Primäroptik dazu eingerichtet ist, in einer zur optischen Achse und zur zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung eine breitere Lichtverteilung zu erzeugen als die in Richtung der optischen Achse näher an der Sekundäroptik liegende Primäroptik, wobei diese dazu eingerichtet und angeordnet ist, eine auf ein Zentrum der breiteren Lichtverteilung fokussierte schmalere Lichtverteilung zu erzeugen. These properties result from the fact that the primary optics arranged further in the direction of the optical axis are set up to produce a wider light distribution in a third direction perpendicular to the optical axis and to the second direction than those closer to the optical axis Secondary optics lying primary optics, which is arranged and arranged to produce a focused on a center of the broader light distribution narrower light distribution.

Generell ist für den Aufbau einer maximalen Beleuchtungsstärke die Leuchtdichte der entsprechenden Lichtquelle entscheidend. Ist die Leuchtdichte einer Lichtquelle nicht ausreichend, um eine geforderte maximale Beleuchtungsstärke in der Lichtverteilung zu erreichen, können für die Lichtquelle 12.2, aber gegebenenfalls auch für die Lichtquelle 12.1, mehrere LEDs verwendet werden, deren Lichtquellenbilder zur Überlagerung gebracht werden. In general, the luminance of the corresponding light source is decisive for building up a maximum illuminance. If the luminance of a light source is not sufficient to achieve a required maximum illuminance in the light distribution, can be used for the light source 12.2 , but possibly also for the light source 12.1 , multiple LEDs are used whose light source images are brought to overlap.

8 zeigt das Lichtmodul 10 mit eingeschalteter Lichtquelle 12.1 und eingeschalteter Lichtquelle 12.2. Von den Lichtquellen 12.1 und 12.2 ausgehendes Licht wird auf die Sekundäroptik 26 gerichtet. Durch die Anordnung und Ausgestaltung der Reflektoren 16.1 und 16.2 gelangt das reflektierte Licht vollständig auf den Bereich der Lichteintrittsfläche 30 der Sekundäroptik 26. Alle von den Reflektoren 16.1 und 16.2 reflektierten Lichtstrahlen gelangen innerhalb der Begrenzungslinien 32.1 und 32.2 auf die Sekundäroptik 26. Das Lichtmodul 10 weist so einen hohen Wirkungsgrad auf. 8th shows the light module 10 with the light source switched on 12.1 and switched on light source 12.2 , From the light sources 12.1 and 12.2 Outgoing light is on secondary optics 26 directed. Due to the arrangement and design of the reflectors 16.1 and 16.2 the reflected light reaches completely the area of the light entry surface 30 the secondary optics 26 , All of the reflectors 16.1 and 16.2 reflected light rays arrive within the boundary lines 32.1 and 32.2 on the secondary optics 26 , The light module 10 thus has a high efficiency.

9 zeigt eine durch die Anordnung von 8 bei offener Blendenanordnung 22 (nicht in die innere Lichtverteilung hineinragender) erzeugbare Lichtverteilung 38. 9 zeigt dabei eine Überlagerung der beiden durch die Reflektoren 16.1 und 16.2 erzeugten Lichtverteilungen (Fernlicht und Spotlicht), wobei in 9 beispielhaft die Beleuchtungsstärke im Zentrum der Lichtverteilung besonders betont ist. Dies kann bspw. zur Veränderung der Leuchtweite im Rahmen der adaptiven Leuchtweitenregulierung angewandt werden. Hierbei brauchen das Lichtmodul 10 oder die Reflektoren 16.1 oder 16.2 nicht vertikal schwenkbar ausgebildet zu sein. Möglich ist allerdings auch, dass die von den Reflektoren 16.1 und 16.2 ausgesandten Lichtbündel in der Gesamtlichtverteilung aneinander grenzen. 9 shows a through the arrangement of 8th with open panel arrangement 22 (not in the inner light distribution protruding) producible light distribution 38 , 9 shows a superposition of the two by the reflectors 16.1 and 16.2 generated light distributions (high beam and spot light), wherein in 9 By way of example, the illuminance in the center of the light distribution is particularly emphasized. This can, for example, to change the beam range in the context of adaptive Headlamp leveling. Here, the light module need 10 or the reflectors 16.1 or 16.2 not designed to be vertically pivotable. It is also possible, however, that the reflectors 16.1 and 16.2 bordered light beam in the total light distribution adjacent to each other.

Das hier vorgestellte Lichtmodul ist für den Einsatz in Beleuchtungseinrichtungen mit einem adaptiven Frontlighting-System (AFS) geeignet. The light module presented here is suitable for use in lighting equipment with an adaptive frontlighting system (AFS).

Das hier dargestellte Lichtmodul erlaubt es, dass verschiedene Lichtfunktionen durch Ab- oder Zuschalten, aber auch durch nicht sprunghaftes Vergrößern und Verringern des Lichtstroms der im vorderen Bereich des Lichtmoduls 10 angeordneten Lichtquelle 12.1 zur gewünschten Erzeugung des Spotlichts adaptiv und sehr exakt gesteuert werden können. The light module shown here allows different light functions by switching off or on, but also by not abruptly increasing and decreasing the luminous flux in the front area of the light module 10 arranged light source 12.1 to the desired generation of the spotlight adaptively and can be controlled very precisely.

Durch ein Verringern des Lichtstroms (Dimmen) der im hinteren Bereich des Lichtmoduls 10 angeordneten Lichtquelle 12.2 lässt sich in der Lichtverteilung das Zentrum beziehungsweise der Lichtverteilung betonen. So kann bei Bedarf einerseits die breitere Fernlichtverteilung durch Reduzieren des Lichtstroms der hinteren Lichtquelle 12.2 abgeschwächt werden, um das durch die vordere Lichtquelle 12.1 erzeugte Spotlicht stärker hervortreten zu lassen. By reducing the luminous flux (dimming) in the rear area of the light module 10 arranged light source 12.2 can be emphasized in the light distribution, the center or the light distribution. On the one hand, if required, the wider main beam distribution can be achieved by reducing the luminous flux of the rear light source 12.2 attenuated by the front light source 12.1 made spotlight emerge stronger.

Andererseits kann durch Erhöhen des Lichtstroms der hinteren Lichtquelle 12.2 der Randbereich der Lichtverteilung stärker betont werden. Durch ein auf die Fahrsituation bezogenes Vergrößern des Lichtstroms mindestens einer der Lichtquellen, z.B. der weiter hinten im Lichtmodul angeordneten Lichtquelle, lässt sich bspw. im Zuge einer adaptiven Leuchtweitenregulierung oder eines adaptiven Kurvenlichts, die Leuchtweite verändern und/oder die Seitenausleuchtung betonen. Dies kann durch Auswertung von Betriebswerten des Fahrzeugs, wie z.B. eine Geschwindigkeit, ein Lenkwinkel, eine Gierrate und/oder eine Längsneigung des Fahrzeugs adaptiv gesteuert werden. Auch Kamerasignale oder GPS-Signale können dazu ausgewertet und zu Steuersignalen verarbeitet werden. On the other hand, by increasing the luminous flux of the rear light source 12.2 the edge area of the light distribution are emphasized more. By increasing the luminous flux of at least one of the light sources, for example the light source located further back in the light module, it is possible, for example in the course of an adaptive headlamp leveling or an adaptive curve light, to change the luminous range and / or emphasize the side illumination. This can be adaptively controlled by evaluating operating values of the vehicle, such as a speed, a steering angle, a yaw rate and / or a longitudinal inclination of the vehicle. Camera signals or GPS signals can also be evaluated and processed into control signals.

Das von der hinteren Lichtquelle 12.2 ausgehende Licht stellt für Fernlichtfunktionen gewissermaßen eine breite Grundlichtverteilung dar. Durch ein adaptives Vergrößern des Lichtstroms der mindestens einen weiter vorn angeordneten Lichtquelle kann bei Bedarf z.B. ein großes Beleuchtungsstärkemaximum, bspw. im Zentrum der Lichtverteilung, erzeugt werden, das bei einem bspw. schwenkbarem Reflektor z.B. auch eine adaptive Leuchtweitenregulierung und/oder ein adaptives Kurvenlicht vorteilhaft unterstützen kann.That from the rear light source 12.2 Outgoing light represents a broad basic light distribution for high-beam functions. By adaptively increasing the luminous flux of the at least one light source located further forward, eg a large illuminance maximum, for example in the center of the light distribution, can be generated, for example in the case of a pivotable reflector Also, an adaptive headlamp leveling and / or adaptive headlights can advantageously support.

Außerdem ist möglich, dass zusätzlich oder alternativ mindestens eine der Lichtquellen zuschaltbar ist. Generell ist für den Aufbau einer maximalen Beleuchtungsstärke die Leuchtdichte der entsprechenden Lichtquelle entscheidend. Ist die Leuchtdichte einer Lichtquelle nicht ausreichend, um eine geforderte maximale Beleuchtungsstärke in der Lichtverteilung zu erreichen, müssen mehrere Lichtquellen verwendet werden, deren Lichtquellenbilder zur Überlagerung gebracht werden. Das Zuschalten der vorderen Lichtquelle 12.1 Lichtquelle für die Performance Verbesserung im Zentrum der Lichtverteilung (Reichweite-Boost) ist dabei besonders bei der Erzeugung von Fernlicht, Teilfernlicht, oder andere Lichtfunktionen ohne Hell-Dunkelgrenze sinnvoll. It is also possible that additionally or alternatively at least one of the light sources is switchable. In general, the luminance of the corresponding light source is decisive for building up a maximum illuminance. If the luminance of a light source is not sufficient to achieve a required maximum illuminance in the light distribution, multiple light sources must be used, the light source images are brought to overlap. The connection of the front light source 12.1 Light source for the performance Improvement in the center of the light distribution (range boost) is particularly useful when generating high beam, partial high beam, or other light functions without bright-dark border.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2405187 A1 [0002, 0014] EP 2405187 A1 [0002, 0014]

Claims (9)

Lichtmodul (10) für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei separat angeordneten Lichtquellen (12.1, 12.2), und mit je einer separaten Primäroptik (16.1, 16.2) für jede Lichtquelle, die von der jeweiligen Lichtquelle (12.1, 12.2) ausgehendes Licht bündelt, einer im Strahlengang (18.1, 18.2) der mindestens zwei Lichtquellen (12.1, 12.2) angeordneten Blendenanordnung (22), und einer Sekundäroptik (26), die von den Primäroptiken (16.1, 16.2) gebündeltes Licht der Lichtquellen in das Vorfeld des Lichtmoduls projiziert, wobei eine erste der beiden Lichtquellen zusammen mit ihrer Primäroptik sowohl in Richtung der optischen Achse (24) des Lichtmoduls als auch in einer dazu senkrechten zweiten Richtung versetzt zu einer zweiten der beiden Lichtquellen und deren Primäroptik angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der optischen Achse weiter von der Sekundäroptik entfernt angeordnete Primäroptik (16.2) dazu eingerichtet ist, in einer zur optischen Achse und zur zweiten Richtung senkrechten dritten Richtung eine breitere Lichtverteilung zu erzeugen als die in Richtung der optischen Achse näher an der Sekundäroptik liegende Primäroptik (16.1), wobei diese dazu eingerichtet und angeordnet ist, eine auf ein Zentrum der breiteren Lichtverteilung fokussierte schmalere Lichtverteilung zu erzeugen.Light module ( 10 ) for a motor vehicle, with at least two separately arranged light sources ( 12.1 . 12.2 ), and each with a separate primary optics ( 16.1 . 16.2 ) for each light source emitted by the respective light source ( 12.1 . 12.2 ) outgoing light, one in the beam path ( 18.1 . 18.2 ) of the at least two light sources ( 12.1 . 12.2 ) arranged aperture arrangement ( 22 ), and secondary optics ( 26 ) derived from the primary optics ( 16.1 . 16.2 ) projected light of the light sources in the apron of the light module, wherein a first of the two light sources together with their primary optics both in the direction of the optical axis ( 24 ) of the light module as well as in a second direction perpendicular thereto offset to a second of the two light sources and the primary optics is arranged, characterized in that in the direction of the optical axis further away from the secondary optics located primary optics ( 16.2 ) is configured to generate a wider light distribution in a third direction perpendicular to the optical axis and to the second direction than the primary optics lying closer to the secondary optics in the direction of the optical axis ( 16.1 ), which is arranged and arranged to produce a focused on a center of the broader light distribution narrower light distribution. Lichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Primäroptiken (16.1, 16.2) dazu eingerichtet und angeordnet sind, das Licht einer in einem Brennpunkt der Primäroptik angeordneten Lichtquelle in eine erste, innere Lichtverteilung zu bündeln, und dass die Primäroptiken und die Sekundäroptik (26) derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass eine von einem Rand der Sekundäroptik ausgehende und das Zentrum der inneren Lichtverteilung kreuzende geradlinige Verbindung des Randes mit einer Primäroptik immer auf eine Reflexionsfläche der Primäroptik trifft.Light module ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least two primary optics ( 16.1 . 16.2 ) are arranged and arranged to concentrate the light of a light source arranged in a focal point of the primary optics into a first, inner light distribution, and that the primary optics and the secondary optics ( 26 ) are configured and arranged such that a rectilinear connection of the edge starting from an edge of the secondary optics and crossing the center of the inner light distribution always hits a reflection surface of the primary optic with a primary optic. Lichtmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Lichtquellen (12.1, 12.2) als Halbleiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, ausgebildet und die mindestens zwei Lichtquellen (12.1, 12.2) auf einem gemeinsamen Kühlkörper (14) angeordnet sind.Light module ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two light sources ( 12.1 . 12.2 ) as semiconductor light sources, in particular light-emitting diodes, and the at least two light sources ( 12.1 . 12.2 ) on a common heat sink ( 14 ) are arranged. Lichtmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterlichtquellen (12.1, 12.2) derart im Lichtmodul (10) angeordnet sind, dass ihre Hauptabstrahlrichtung zu einer vertikalen Achse in einem Winkel (α) um 0° bis 45° gekippt entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. Lichtmodul (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) so vorbestimmt ist, dass der energiereichere Anteil an der von der Lichtquelle ausgehenden Lichtleistung in einer Hauptabstrahlrichtung nahe an der optischen Achse der Sekundäroptik entlang propagiert. Light module ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor light sources ( 12.1 . 12.2 ) in the light module ( 10 ) are arranged so that their main emission direction to a vertical axis at an angle (α) tilted by 0 ° to 45 ° counter to the direction of travel of the vehicle. Light module ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the angle (α) is predetermined so that the higher-energy component propagates to the light output emanating from the light source in a main emission direction close to the optical axis of the secondary optics. Lichtmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Primäroptiken (16.1, 16.2) als Hohlspiegel-Reflektoren ausgebildet sind.Light module ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two primary optics ( 16.1 . 16.2 ) are designed as concave reflectors. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, die schmalere Lichtverteilung in einen horizontalen Winkelbereich von weniger als +/– 5° zu fokussieren.Light module ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the light module is adapted to focus the narrower light distribution in a horizontal angle range of less than +/- 5 °. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, die breitere Lichtverteilung in einen horizontalen Winkelbereich von mehr als +/– 5°, insbesondere mehr als +/–10° zu fokussieren.Light module ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the light module is adapted to focus the wider light distribution in a horizontal angle range of more than +/- 5 °, in particular more than +/- 10 °. Lichtmodul nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul dazu eingerichtet ist, die schmalere Lichtverteilung in vertikaler Richtung in einen Winkelbereich von weniger als +/– 5° zu fokussieren und das Maximum der Intensität dabei in dem positiven Bereich der Winkelwerte zu erzeugen.Light module according to one of claims 1-8, characterized in that the light module is adapted to focus the narrower light distribution in the vertical direction in an angular range of less than +/- 5 ° and the maximum intensity while in the positive range of the angle values to create. Lichtmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenanordnung (22) als eine Blendenwalze ausgebildet ist. Light module ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm arrangement ( 22 ) is formed as a diaphragm roller.
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