[0001] Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche Beleuchtungsvorrichtung Folgendes umfasst:
- zumindest ein erstes Lichtmodul mit zumindest einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Lichtverteilung in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung, wobei das Lichtmodul eingerichtet ist, Lichtstrahlen in eine Hauptabstrahlrichtung zu emittieren,
- eine Projektionslinse mit einer optischen Achse, welche eingerichtet ist, das von dem ersten Lichtmodul erzeugbare Licht vor der Beleuchtungsvorrichtung abzubilden, wobei die Projektionslinse als Fresnellinse ausgebildet ist, welche Fresnellinse einen Basiskörper und mehrere an dem Basiskörper angeordnete, ringförmige Stufen umfasst, welche Stufen im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei jede Stufe eine Hauptfläche zur Projektion der Lichtstrahlen des zumindest einen Lichtmoduls vor die Beleuchtungsvorrichtung und eine sich von dem Basiskörper bis zur Hauptfläche erstreckende Steigungsfläche aufweist,
- eine Strahlenblende, wobei die Strahlenblende eine optisch relevante Blendenkante zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze umfasst, wobei die Blendenkante die optische Achse der Fresnellinse schneidet, und wobei das erste Lichtmodul an einer Oberseite der Strahlenblende angeordnet ist und in Kombination mit der optisch relevanten Blendenkante der Strahlenblende zur Erzeugung einer Lichtverteilung mitwirkt.
[0002] Weiters betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
[0003] Eine Fresnellinse (genauer: Fresnel'sche Stufenlinse) ist eine optische Linse, die die Konstruktion großer und dicker Linsen mit kurzer Brennweite ohne das Gewicht und das Volumen herkömmlicher Linsen ermöglicht.
[0004] Die Verringerung des Volumens geschieht bei der Fresnellinse durch eine Aufteilung in ringförmige Bereiche. In jedem dieser Bereiche wird die Dicke verringert, so dass die Linse eine Reihe ringförmiger Stufen erhält. Da Licht nur an der Hauptfläche der Linse gebrochen wird, ist der Brechungswinkel nicht von der Dicke, sondern nur vom Winkel zwischen den beiden Oberflächen einer Linse abhängig. Deshalb behält die Linse ihre optischen Eigenschaften bei, obwohl die Bildqualität durch die Stufenstruktur beeinträchtigt wird, was aber in vielen Anwendungsfällen keine Rolle spielt. Beispiele hierfür sind Beleuchtungs-Strahlengänge bei Scheinwerfern aller Art.
[0005] Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen.
[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Hauptfläche jeder Stufe gekrümmt ausgebildet ist und zumindest einen Brennpunkt aufweist, welcher Brennpunkt von der optischen Achse der Fresnellinse horizontal und/oder vertikal verschoben angeordnet ist, und wobei benachbarte Stufen voneinander unterschiedliche Brennpunkte aufweisen.
[0007] Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass je eine Stufe bzw. die Hauptfläche der Stufe mehrere Abschnitte aufweist, welche jeweils unterschiedliche Brennpunkte aufweisen können. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass - gesehen in einer Einbaulage der Beleuchtungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer - die obere Hälfte einer Stufe einen unterschiedlichen Brennpunkt zu einer unteren Hälfte der Stufe aufweist.
[0008] Bei einer Verteilung beispielsweise zweier Brennpunkte, einer oberhalb und einer unterhalb der optischen Achse in vertikaler Richtung bzw. der Blendenkante, werden zwei Lichtbilder erzeugt, welche zueinander in vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Dasselbe gilt für Brennpunkte welche in horizontaler Richtung versetzt zueinander sind, dabei sind die Lichtbilder in horizontaler Richtung zueinander versetzt. Bei einer Überlappung der versetzten Lichtbilder übereinander entsteht eine Unschärfe, welche beim Kompensieren von Farbeffekten in der Hell-Dunkel-Grenze als auch bei Aufweichen der Hell-Dunkel-Grenze von Vorteil ist.
[0009] Dabei kann eine Verschiebung der Lichtverteilungen von ca. 1/10° bis mehreren Zehntel Grad in horizontaler und/oder vertikaler Richtung - gemessen an einem den gesetzlichen Rahmenbedingungen entsprechenden Messschirm (beispielsweise Messschirm im Sinne der ECE-Richtlinien) - vorgesehen sein.
[0010] Mit dem Begriff "optischer Achse" ist diejenige optische Achse gemeint, welche einerseits auch eine Symmetrieachse der Fresnellinse darstellt, also die Fresnellinse im Wesentlichen im Zentrum bzw. im Mittelpunkt schneidet.
[0011] Generell beziehen sich im Weiteren die Begriffe hinsichtlich eines Ortes oder einer Orientierung, wie beispielsweise "horizontal", "vertikal", "in horizontaler Richtung", "in vertikaler Richtung", "oben", "unten", "vorne", "hinten", "darunter", "darüber" etc. auf eine ordnungsgemäße Einbaulage des gegenständlichen Projektionsmoduls in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.
[0012] Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Formulierung "horizontal und/oder vertikal verschoben angeordnet" eine Verschiebung in einer Horizontalebene bzw. einer Vertikalebene einschließt, d.h. die Brennpunkte können auch entlang bzw. in Richtung der optischen Achse verschoben angeordnet sein.
[0013] Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlenblende eine Längsachse aufweist, wobei die Längsachse der Strahlenblende in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in einer Horizontalebene angeordnet ist, und wobei die optisch relevante Blendenkante eingerichtet ist eine asymmetrische Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen, und wobei das erste Lichtmodul in Kombination mit der optisch relevanten Blendenkante der Strahlenblende zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung mitwirkt.
[0014] Es kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung zumindest ein zweites Lichtmodul mit zumindest einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung umfasst.
[0015] Die Abblendlichtverteilung und die beispielsweise zugeschaltete Fernlichtverteilung bilden eine Gesamtlichtverteilung, wobei ein möglich auftretender Spaltabstand zwischen diesen Lichtverteilungen aufgrund der verschobenen Brennpunkte ebenfalls unscharf projiziert wird, wodurch der entstehende Spalt zwischen Abblendlichtverteilung und Fernlichtverteilung geschlossen wird.
[0016] Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Lichtmodul an einer Unterseite der Strahlenblende angeordnet ist.
[0017] Es kann vorgesehen sein, dass die Hauptfläche der Stufen konvex oder konkav ausgebildet ist.
[0018] Es kann vorgesehen sein, dass die Hauptfläche und die Steigungsfläche einer Stufe in einer gemeinsamen Flächenschnittlinie eine Stufenkante ausbilden, wobei die Stufenkanten von benachbarten Stufenkanten einen Abstand kleiner als 20 µm, vorzugsweise kleiner als 10 µm, vorzugsweise kleiner als 5 µm, aufweisen.
[0019] Die Aufgabe wird ebenso durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gelöst.
[0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer beispielhaften Beleuchtungsvorrichtung mit einer als Fresnellinse ausgebildeten Projektionslinse, wobei die Fresnellinse mehrere im Wesentlichen zueinander konzentrische Stufen umfasst, und
Fig. 2 eine Querschnittansicht einer Stufe der Fresnellinse aus Fig. 1.
[0021] Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung
10 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche Beleuchtungsvorrichtung ein erstes Lichtmodul
100 mit zumindest einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung umfasst, wobei das erste Lichtmodul
100 eingerichtet ist, Lichtstrahlen in eine Hauptabstrahlrichtung zu emittieren.
[0022] Ferner umfasst die Beleuchtungsvorrichtung
10 eine Projektionslinse
300 mit einer optischen Achse
A, welche Projektionslinse
300 eingerichtet ist, das von dem ersten Lichtmodul
100 erzeugbare Licht vor der Beleuchtungsvorrichtung
10 abzubilden, wobei die Projektionslinse
300 als Fresnellinse ausgebildet ist.
[0023] Die Fresnellinse umfasst einen Basiskörper
310 und mehrere an dem Basiskörper
310 angeordnete, ringförmige Stufen
320, welche Stufen
320 im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei jede Stufe
320 eine Hauptfläche
320a zur Projektion der Lichtstrahlen des zumindest einen Lichtmoduls
100 vor die Beleuchtungsvorrichtung
10 und eine sich von dem Basiskörper
310 bis zur Hauptfläche
320a erstreckende Steigungsfläche
320b aufweist, wie in
Fig. 2 deutlicher zu sehen ist.
[0024] Überdies bilden die Hauptfläche
320a und die Steigungsfläche
320b einer Stufe
320 in einer gemeinsamen Flächenschnittlinie eine Stufenkante
320c aus, wobei die Stufenkanten
320c von benachbarten Stufenkanten
320c einen Abstand kleiner als 20 µm, vorzugsweise kleiner als 10 µm, vorzugsweise kleiner als 5 µm, aufweisen.
[0025] Weiter umfasst die Beleuchtungsvorrichtung
10 eine Strahlenblende
400 mit einer Längsachse, wobei die Längsachse der Strahlenblende
400 in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung
100 in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in einer Horizontalebene angeordnet ist, wobei die Strahlenblende
400 eine optisch relevante Blendenkante
410 zur Erzeugung einer asymmetrischen Hell-Dunkel-Grenze umfasst, wobei die Blendenkante
410 die optische Achse
A der Fresnellinse schneidet.
[0026] Das erste Lichtmodul
100 ist dabei an einer Oberseite der Strahlenblende angeordnet ist und in Kombination mit der optisch relevanten Blendenkante
410 der Strahlenblende
400 zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung mitwirkt.
[0027] Generell beziehen sich im Weiteren die Begriffe hinsichtlich eines Ortes oder einer Orientierung, wie beispielsweise "horizontal", "vertikal", "in horizontaler Richtung", "in vertikaler Richtung", "oben", "unten", "vorne", "hinten", "darunter", "darüber" etc. auf eine ordnungsgemäße Einbaulage der gegenständlichen Beleuchtungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer.
[0028] Die Hauptfläche
320a jeder Stufe
320 ist gekrümmt ausgebildet und weist jeweils einen Brennpunkt
F1, F2, F3, F4 auf, welcher Brennpunkt
F1, F2, F3, F4 von der optischen Achse
A der Fresnellinse horizontal und/oder vertikal verschoben angeordnet ist, und wobei benachbarte Stufen
320 voneinander unterschiedliche Brennpunkte
F1, F2, F3, F4 aufweisen.
[0029] Wie in
Fig. 1 zu sehen ist, ist der äußersten Stufe der Fresnellinse ein Brennpunkt
F1, der nächst innenliegenden Stufe ein Brennpunkt
F2 usw. zugeordnet.
[0030] Die gekrümmten Hauptflächen
320a der Stufen können konvex oder konkav ausgebildet sein; in
Fig. 2 ist die beispielhafte Stufe mit einer konvexen Hauptfläche
320a ausgebildet.
[0031] Ferner umfasst die beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung aus
Fig. 1 ein zweites Lichtmodul
200 mit zumindest einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung, wobei das zweite Lichtmodul
200 an einer Unterseite der Strahlenblende
400 angeordnet ist.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN
Beleuchtungsvorrichtung... |
10 |
Erstes Lichtmodul... |
100 |
Zweites Lichtmodul... |
200 |
Projektionslinse ... |
300 |
Basiskörper ... |
310 |
Stufe... |
320 |
Hauptfläche... |
320a |
Steigungsfläche ... |
320b |
Stufenkante .... |
320c |
Strahlenblende... |
400 |
Blendenkante... |
410 |
Brennpunkt... |
F1, F2, F3, F4 |
1. Beleuchtungsvorrichtung (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche Beleuchtungsvorrichtung (10) Folgendes umfasst:
- zumindest ein erstes Lichtmodul (100) mit zumindest einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Lichtverteilung in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung, wobei das erste Lichtmodul (100) eingerichtet ist, Lichtstrahlen in eine Hauptabstrahlrichtung zu emittieren,
- eine Projektionslinse (300) mit einer optischen Achse (A), welche Projektionslinse (300) eingerichtet ist, das von dem ersten Lichtmodul (100) erzeugbare Licht vor der Beleuchtungsvorrichtung (10) abzubilden, wobei die Projektionslinse (300) als Fresnellinse ausgebildet ist, welche Fresnellinse einen Basiskörper (310) und mehrere an dem Basiskörper (310) angeordnete, ringförmige Stufen (320) umfasst, welche Stufen (320) im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei jede Stufe (320) eine Hauptfläche (320a) zur Projektion der Lichtstrahlen des zumindest einen Lichtmoduls (100) vor die Beleuchtungsvorrichtung (10) und eine sich von dem Basiskörper (310) bis zur Hauptfläche (320a) erstreckende Steigungsfläche (320b) aufweist,
- eine Strahlenblende (400), wobei die Strahlenblende (400) eine optisch relevante Blendenkante (410) zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze umfasst, wobei die Blendenkante (410) die optische Achse (A) der Fresnellinse schneidet, und wobei das erste Lichtmodul (100) an einer Oberseite der Strahlenblende angeordnet ist und in Kombination mit der optisch relevanten Blendenkante (410) der Strahlenblende (400) zur Erzeugung einer Lichtverteilung mitwirkt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hauptfläche (320a) jeder Stufe (320) gekrümmt ausgebildet ist und zumindest einen Brennpunkt (F1, F2, F3, F4) aufweist, welcher Brennpunkt (F1, F2, F3, F4) von der optischen Achse (A) der Fresnellinse horizontal und/oder vertikal verschoben angeordnet ist, und wobei benachbarte Stufen (320) voneinander unterschiedliche Brennpunkte (F1, F2, F3, F4) aufweisen.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenblende eine Längsachse aufweist, wobei die Längsachse der Strahlenblende (400) in einem eingebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung (100) in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in einer Horizontalebene angeordnet ist, und wobei die optisch relevante Blendenkante eingerichtet ist eine asymmetrische Hell-Dunkel-Grenze zu erzeugen, und wobei das erste Lichtmodul (100) in Kombination mit der optisch relevanten Blendenkante (410) der Strahlenblende (400) zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung mitwirkt.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (10) zumindest ein zweites Lichtmodul (200) mit zumindest einer Lichtquelle zur Erzeugung einer Fernlichtverteilung umfasst.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lichtmodul (200) an einer Unterseite der Strahlenblende (400) angeordnet ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfläche (320a) der Stufen (320a) konvex oder konkav ausgebildet ist.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfläche (320a) und die Steigungsfläche (320b) einer Stufe (320) in einer gemeinsamen Flächenschnittlinie eine Stufenkante (320c) ausbilden, wobei die Stufenkanten (320c) von benachbarten Stufenkanten (320c) einen Abstand kleiner als 20 µm aufweisen, vorzugsweise kleiner als 10 µm, vorzugsweise kleiner als 5 µm.
7. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.