KRAFTFAHRZEUGSCHEINWERFER MIT FARBFILTER ZUR REDUZIERUNG DES FARBSAUMS

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsscheinwerfer-Modul, umfassend einen Reflektor mit einem ersten und einem zweiten Brennpunkt, eine LED-Lichtquelle, deren Licht sich aus einem ersten Wellenlängenbereich a und aus Licht aus einem zweiten Wellenlängenbereich b zusammensetzt, wobei die Lichtquelle im ersten Brennpunkt des Reflektors oder annähernd im ersten Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist, eine Linse, welche ihren Brennpunkt mit dem zweiten Brennpunkt des Reflektors gemeinsam hat, und ein Blendensystem. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung solcher Projektionsscheinwerfer-Module.

[0002] Fahrzeugbeleuchtungen umfassen in den meisten Ländern vorschriftsmäßig Abblendlicht. Dieses dient der eigenen Sichtbarkeit als auch einer Ausleuchtung der Fahrbahn. Das Licht muss in Helligkeit und Geometrie so beschaffen sein, dass weder Gegenverkehr noch andere Verkehrsteilnehmer geblendet werden. Zu diesem Zweck zeigt das Projektionsmodul eines Kfz-Scheinwerfers, üblicherweise umfassend eine Lichtquelle, einen Reflektor und eine optische Linse, im Lichtweg üblicherweise eine relativ deutlich ausgebildete Hell-Dunkel-Grenze auf, die durch Einsatz einer Blende entsteht. Die Blende ist üblicherweise zwischen Linse und Reflektor des Projektionsmoduls angeordnet, wo der zweite Brennpunkt des Reflektors und der Brennpunkt der Linse zusammenfallen. Die Blende wird im unteren Teil des Lichtweges zwischen der Lichtquelle und dem Reflektor positioniert. Durch die Kontur der Linse wird die Form der Hell-Dunkel-Grenze vorgegeben. Durch die invertierenden Eigenschaften der Linse wird der Schlagschatten in den oberen Lichtweg verlagert.

[0003] Allen Lichtquellen ist gemeinsam, dass bei ihrem Einsatz in sogenannten Projektionsmodulen in Kfz-Scheinwerfern ein unerwünschter Farbsaum wahrnehmbar ist. Dieser Farbsaum wird insbesondere bei der Abblendlichtfunktion im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze ganz besonders störend wahrgenommen.

[0004] Ein Farbsaum ist ein farbiges Lichtband, hervorgerufen durch chromatische Aberration. Bei Kfz-Scheinwerfern werden insbesondere blaue Farbsäume nicht nur als störend wahrgenommen, sondern können den entgegenkommenden Verkehr auch verwirren, da auf den ersten Blick eine Verwechslung mit Blaulicht von Polizei oder Krankenwagen erfolgen kann.

[0005] Aus dem Stand der Technik sind Ansätze bekannt, die sich mit der Beseitigung des Farbsaumes befassen. So wird beispielsweise durch eine vertikale Kontrastreduzierung und damit einhergehende Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze die Wahrnehmbarkeit des Farbsaumes reduziert, wie in der EP 0 390 208 A2, der DE 4329332 A1 und der US 7,455,439 B2 beschrieben. Auch konnte, z.B. in der US 4,851,968 A beschrieben, eine Farbsaumreduzierung durch das Erzeugen einer speziellen Lichtverteilung der Lichtquelle erreicht werden. Die DE102013227194 A1 beschreibt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zwei lichtwellenlängenselektiven Blenden, die jeweils einen zentralen lichtdurchlässigen Bereich aufweisen, der von einem Bereich mit einem Farbfilter oder Interferenzfilter umgeben ist, um die durch chromatische Aberration hervorgerufenen Farblängsfehler und Farbquerfehler zu kompensieren.

[0006] Die US 7,175,323 B2 beschreibt ein KFZ-Projektionsmodul, welches ein transparentes Substrat mit aufgebrachter Maskierung zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze als Blende einsetzt. Über die Gestaltung der Maskierung soll die Schärfe der Hell-Dunkel-Grenze beeinflusst und darüber auch der Farbsaum aufgeweicht werden. Zusätzlich ist der Einsatz eines Farbfilters irgendwo im Lichtweg, auf der Innenseite der Linse und/oder dem Substrat beschrieben, um der chromatischen Aberration zu begegnen.

[0007] In der US 2005/0225996 A1 ist eine Kombination aus zwei Blenden beschrieben, wobei die zweite einen transmittierenden Bereich hat, der dazu führt, dass die Schärfe der Hell-Dunkel-Grenze reduziert wird, wodurch auch hier der Farbsaum aufgeweicht wird.

[0008] Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zur Reduzierung des Blausaumes sind stets mit einer Reduktion der Schärfe der Hell-Dunkel-Grenze verbunden. Dieses ist jedoch problematisch, da in verschiedenen Ländern weltweit gesetzliche Anforderungen an die Mindestschärfe gestellt werden. In Deutschland gilt laut der Regelung ECE R98 ein Mindestwert für die Schärfe G von 0,08 (ECE R98 Annex 10, Absatz 3,2b).

[0009] Aufgabe war es daher, ein Projektionsmodul für eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für einen Kfz-Scheinwerfer, bereitzustellen, bei welchem eine effektive Reduzierung des Farbsaumes, insbesondere des Blausaumes, bei einer möglichst geringen Veränderung des Kontrasts bzw. der Schärfe der Hell-Dunkel-Grenze erfolgt.

[0010] Dabei befasst sich die vorliegende Erfindung bevorzugt mit solchen Projektionsmodulen, bei denen ein ellipsoider Reflektor oder ein Freiformflächenreflektor eingesetzt wird. Diese Art von Reflektoren besitzen zwei konjugierte Brennpunkte. Das Licht aus einem Brennpunkt geht nach der Reflexion durch den anderen Brennpunkt. Durch die Form des Reflektors in Kombination mit der Anordnung der Lichtquelle im oder annähernd im ersten Brennpunkt wird ein relativ großer Teil des gesamten emittierten Lichtes durch den Reflektor gesammelt. Wird Licht unterschiedlicher Wellenlänge eingesetzt, so ergibt sich für das reflektierte Licht unterschiedlicher Wellenlängen jeweils ein anderer Brennpunkt. Alternativ weiter bevorzugt ist der Reflektor ein Freiformflächenreflektor.

[0011] Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass der Farbsaum, insbesondere der Blausaum, unter Erhaltung der Schärfe der Hell-Dunkel-Grenze reduziert werden kann, wenn an Stelle der herkömmlich zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze eingesetzten Blenden, die typischerweise homogen oder gelocht ausgeführt sind, Farbfilter - ggf. mit Blenden - als Blendensystem verwendet und gezielt positioniert werden.

[0012] Gegenstand der Erfindung ist daher ein Projektionsscheinwerfer-Modul, umfassend einen Reflektor mit einem ersten und einem zweiten Brennpunkt,

eine LED-Lichtquelle, deren Licht sich aus einem ersten Wellenlängenbereich a von 380 nm bis 474 nm und aus Licht aus einem zweiten Wellenlängenbereich b von 475 nm bis 780 nm zusammensetzt, wobei die Lichtquelle im ersten Brennpunkt des Reflektors oder annähernd im ersten Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist,

eine Linse, welche ihren Brennpunkt mit dem zweiten Brennpunkt des Reflektors gemeinsam hat, jeweils bezogen auf die Lichtquelle mit ihrer Wellenlängenverteilung, und ein Blendensystem, dadurch gekennzeichnet, dass

das Blendensystem einen ersten und einen zweiten Farbfilter umfasst,

wobei

der erste Farbfilter im Brennpunkt der Linse oder annähernd im Brennpunkt der Linse für eine Kenngröße des Wellenlängenbereiches a oder im oder annähernd im Lichtstärke-gemittelten Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des Wellenlängenbereichs a der Linse angeordnet ist

und

der zweite Farbfilter im Brennpunkt der Linse oder annähernd im Brennpunkt der Linse für eine Kenngröße des Wellenlängenbereiches b oder im oder annähernd im Lichtstärke-gemittelten Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des Wellenlängenbereichs b der Linse angeordnet ist, wobei sich die Lichtstärke nach DIN 5031-3:1982 bestimmt,

und wobei

der erste Farbfilter einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, aufweist, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von höchstens 15 %, bevorzugt höchstens 5 %, und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von mindestens 85 %, bevorzugt mindestens 95 %, weiter bevorzugt mindestens 99 %, aufweist,

und

der zweite Farbfilter einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, aufweist, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von mindestens 85 %, bevorzugt mindestens 95 %, weiter bevorzugt mindestens 99 %, und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von höchstens 15 %, bevorzugt höchstens 5 %, aufweist.

[0013] Anstelle der vorgegebenen Reintransmissionsgrade könnte man auch die spektralen Absorptionskoeffizienten so wählen, dass der spektrale Absorptionskoeffizient der Farbfilter an die spektrale Lichtstärkeverteilung der Lichtquelle angepasst ist, d.h., dass der jeweilige Absorptionskoeffizient in den Spektralbereichen geringer ausfällt, in denen spektral aufgelöst weniger Lichtstärke von der Lichtquelle emittiert wird. Diese Methode ist aufgrund der technisch deutlich komplexeren Umsetzung jedoch weniger bevorzugt.

[0014] Unter "Brennpunkt der Linse für eine Kenngröße" eines Wellenlängenbereiches wird erfindungsgemäß bevorzugt eine der folgenden Größen verstanden:

• der Brennpunkt für die dominante Wellenlänge des jeweiligen Wellenlängenbereiches,
• der Brennpunkt für die Wellenlänge der maximalen Intensität - Peakwellenlänge - des jeweiligen Wellenlängenbereiches,
• der Lichtstärke-gemittelte Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des jeweiligen Wellenlängenbereichs.

[0015] "Deren Licht sich aus einem ersten Wellenlängenbereich a und einem zweiten Wellenlängenbereich b" zusammensetzt: Dieses bedeutet, dass das Licht der LED ganz oder zu einem wesentlichen Teil aus Licht des VIS-Bereichs besteht. Der VIS-Bereich ist jedenfalls der für die vorliegende Erfindung wesentliche Bereich des Spektrums.

[0016] Unter der "dominanten Wellenlänge" des jeweiligen Wellenlängenbereiches des Lichtes ist erfindungsgemäß die Wellenlänge zu verstehen, die durch Schnitt einer Geraden zwischen dem Unbuntpunkt und dem Farbort der Lichtquelle in diesem Wellenlängenbereich mit dem spektralen Kurvenzug für einen 2°-Beobachter ermittelt wird (Definition nach CIE 15:2004).

[0017] Die "Peakwellenlänge" ist die Wellenlänge mit der maximalen Intensität. Zur Ermittlung der Peakwellenlänge wird eine strahlungsäquivalente Größe wie z.B. Fluss oder Bestrahlungsstärke spektral aufgelöst gemessen und in einem kartesischen Koordinatensystem dargestellt. Auf der y-Achse wird die strahlungsäquivalente Größe aufgetragen und auf der x-Achse die Wellenlängen. Das absolute Maximum dieser Kurve ist die "Peakwellenlänge" (Definition nach DIN 5031-1 (1982)).

[0018] Die Lichtstärke bestimmt sich nach DIN 5031-3 (1982).

[0019] Die vorliegende Erfindung befasst sich insbesondere mit neuartigen Lichtquellen, LED-Lichtquellen, die weißes bzw. annähernd weißes Licht bereitstellen, etwa durch die Kombination von blau emittierenden InGaN-Chips mit passenden Phosphorkonvertern, die gelbes Licht erzeugen.

[0020] Weitere grundsätzlich geeignete Lichtquellen sind solche Lichtquellen, die einen durch einen Laser angeregten Phosphor aufweisen.

[0021] Das Licht solcher Lichtquellen weist üblicherweise eine korrelierte Farbtemperatur, bestimmt nach CIE 15:2004, von 2500 K bis 10000 K, bevorzugt von 5000 bis 6000 K auf.

[0022] Bevorzugt ist der Reflektor ein Ellipsoid-Reflektor oder ein Freiformflächenreflektor.

[0023] Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer-Moduls weist dieses neben der einen Linse noch weitere Linsen auf.

[0024] Sofern das Projektionsscheinwerfer-Modul mehrere Linsen umfasst, können diese entweder direkt benachbart zueinander oder mit Abstand zueinander angeordnet sein. Diese Linsen können aus dem gleichen oder aus verschiedenen Materialien bestehen.

[0025] Bei der Anordnung mit einer Linse als auch bei einem System mit mehr als einer Linse kann als Linsenmaterial ein Glasmaterial, ein thermoplastisches Material, ein duroplastisches Material, beispielsweise ein aliphatisches Polycarbonat, oder ein Silikon eingesetzt werden, wobei hiermit auch Zusammensetzungen, enthaltend diese Materialien und übliche Additive, gemeint sind.

[0026] Geeignete thermoplastische Materialien sind Polyamide, Polyester, Polyphenylensulfide, Polyphenylenoxide, Polyethersulfone, Polysulfone, Poly(meth)acrylate, Polyimide, Polyetherimide, Polyetherketone, wie PEK, PEEK oder PEKK, sowie Polycarbonate.

[0027] Bevorzugt wird als Linsenmaterial eine auf Polycarbonat basierende Zusammensetzung eingesetzt. "Auf Polycarbonat basierend" bedeutet, dass die thermoplastische Zusammensetzung mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 75 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 85 Gew.-% Polycarbonat, insbesondere aromatisches Polycarbonat, enthält.

[0028] Polycarbonate im Sinne der vorliegenden Erfindung sind sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate und/oder Polyestercarbonate; die Polycarbonate können in bekannter Weise linear oder verzweigt sein. Erfindungsgemäß können auch Mischungen von Polycarbonaten verwendet werden.

[0029] Die thermoplastischen Polycarbonate einschließlich der thermoplastischen, aromatischen Polyestercarbonate haben mittlere Molekulargewichte M_w (ermittelt durch Messung der relativen Viskosität bei 25°C in CH₂Cl₂ und einer Konzentration von 0,5 g pro 100 ml CH₂Cl₂) von 20.000 g/mol bis 32.000 g/mol, vorzugsweise von 23.000 g/mol bis 31.000 g/mol, insbesondere von 24.000 g/mol bis 31.000 g/mol.

[0030] Ein Teil, bis zu 80 Mol-%, vorzugsweise von 20 Mol-% bis zu 50 Mol-%, der Carbonat-Gruppen in den erfindungsgemäß eingesetzten Polycarbonaten können durch aromatische Dicarbonsäureester-Gruppen ersetzt sein. Derartige Polycarbonate, die sowohl Säurereste der Kohlensäure als auch Säurereste von aromatischen Dicarbonsäuren in die Molekülkette eingebaut enthalten, werden als aromatische Polyestercarbonate bezeichnet. Sie werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Oberbegriff der thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate subsumiert.

[0031] Die Herstellung der Polycarbonate erfolgt in bekannter Weise aus Dihydroxyarylverbindungen, Kohlensäurederivaten, gegebenenfalls Kettenabbrechern und gegebenenfalls Verzweigern, wobei zur Herstellung der Polyestercarbonate ein Teil der Kohlensäurederivate durch aromatische Dicarbonsäuren oder Derivate der Dicarbonsäuren ersetzt wird, und zwar je nach Maßgabe der in den aromatischen Polycarbonaten zu ersetzenden Carbonatstruktureinheiten durch aromatische Dicarbonsäureesterstruktureinheiten.

[0032] Für die Herstellung von Polycarbonaten geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind solche der Formel (I)

        HO-Z-OH     (I),

in welcher

Z

ein aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, der einen oder mehrere aromatische Kerne enthalten kann, substituiert sein kann und aliphatische oder cycloaliphatische Reste bzw. Alkylaryle oder Heteroatome als Brückenglieder enthalten kann.

[0033] Bevorzugt steht Z in Formel (I) für einen Rest der Formel (II)

in der

R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für H, C₁- bis C₁₈-Alkyl-, C₁- bis C₁₈-Alkoxy, Halogen wie Cl oder Br oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl- oder Aralkyl, bevorzugt für H oder C₁- bis C₁₂-Alkyl, besonders bevorzugt für H oder C₁- bis C₈-Alkyl und ganz besonders bevorzugt für H oder Methyl, stehen, und

X für eine Einfachbindung, -SO₂-, -CO-, -O-, -S-, C₁- bis C₆-Alkylen, C₂- bis C₅-Alkyliden oder C₅- bis C₆-Cycloalkyliden, welches mit C₁- bis C₆-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl, substituiert sein kann, ferner für C₆- bis C₁₂-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht. Bevorzugt steht X für eine Einfachbindung, C₁- bis C₅-Alkylen, C₂- bis C₅-Alkyliden, C₅- bis C₆-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO₂- oder für einen Rest der Formel (III)

[0034] Beispiele für Dihydroxyarylverbindungen sind: Dihydroxybenzole, Dihydroxydiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-aryle, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, 1,1'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen.

[0035] Für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenyl, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, a,a'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole sowie deren alkylierte, kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen.

[0036] Bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenylpropan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,3-Bis-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol M), 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,3-Bis-[2-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol TMC).

[0037] Besonders bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenyl-ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol TMC).

[0038] Diese und weitere geeignete Diphenole sind z.B. in US 2 999 835 A, 3 148 172 A, 2 991 273 A, 3 271 367 A, 4 982 014 A und 2 999 846 A, in den deutschen Offenlegungsschriften 1 570 703 A, 2 063 050 A, 2 036 052 A, 2 211 956 A und 3 832 396 A, der französischen Patentschrift 1 561 518 A1, in der Monographie "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, S. 28 ff.; S.102 ff.", und in "D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000, S. 72 ff." beschrieben.

[0039] Im Falle der Homopolycarbonate wird nur ein Diphenol eingesetzt, im Falle von Copolycarbonaten werden zwei oder mehr Diphenole eingesetzt. Die verwendeten Diphenole, wie auch alle anderen der Synthese zugesetzten Chemikalien und Hilfsstoffe, können mit den aus ihrer eigenen Synthese, Handhabung und Lagerung stammenden Verunreinigungen kontaminiert sein. Es ist jedoch wünschenswert, mit möglichst reinen Rohstoffen zu arbeiten.

[0040] Die zur Regelung des Molekulargewichtes benötigten monofunktionellen Kettenabbrecher, wie Phenole oder Alkylphenole, insbesondere Phenol, p-tert. Butylphenol, iso-Octylphenol, Cumylphenol, deren Chlorkohlensäureester oder Säurechloride von Monocarbonsäuren bzw. Gemische aus diesen Kettenabbrechern, werden entweder mit dem Bisphenolat bzw. den Bisphenolaten der Reaktion zugeführt oder aber zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Synthese zugesetzt, solange im Reaktionsgemisch noch Phosgen oder Chlorkohlensäureendgruppen vorhanden sind, bzw. im Falle der Säurechloride und Chlorkohlensäureester als Kettenabbrecher, solange genügend phenolische Endgruppen des sich bildenden Polymers zur Verfügung stehen. Vorzugsweise werden der oder die Kettenabbrecher jedoch nach der Phosgenierung an einem Ort oder zu einem Zeitpunkt zugegeben, wenn kein Phosgen mehr vorliegt, aber der Katalysator noch nicht dosiert wurde, bzw. sie werden vor dem Katalysator, mit dem Katalysator zusammen oder parallel zudosiert.

[0041] In der gleichen Weise werden eventuell zu verwendende Verzweiger oder Verzweigermischungen der Synthese zugesetzt, üblicherweise jedoch vor den Kettenabbrechern. Üblicherweise werden Trisphenole, Quarterphenole oder Säurechloride von Tri- oder Tetracarbonsäuren verwendet oder auch Gemische der Polyphenole oder der Säurechloride.

[0042] Einige der als Verzweiger verwendbaren Verbindungen mit drei oder mehr als drei phenolischen Hydroxylgruppen sind beispielsweise Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan, 1,3,5-Tris-(4-hydroxyphenyl)-benzol, 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan, Tris-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol, Tetra-(4-hydroxyphenyl) -methan.

[0043] Einige der sonstigen trifunktionellen Verbindungen sind 2,4-Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäure, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.

[0044] Bevorzugte Verzweiger sind 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol und 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan.

[0045] Die Menge der gegebenenfalls einzusetzenden Verzweiger beträgt 0,05 Mol-% bis 2 Mol-%, bezogen wiederum auf Mole an jeweils eingesetzten Diphenolen.

[0046] Die Verzweiger können entweder mit den Diphenolen und den Kettenabbrechern in der wässrigen alkalischen Phase vorgelegt werden oder in einem organischen Lösungsmittel gelöst vor der Phosgenierung zugegeben werden.

[0047] Alle diese Maßnahmen zur Herstellung der Polycarbonate sind dem Fachmann geläufig.

[0048] Für die Herstellung der Polyestercarbonate geeignete aromatische Dicarbonsäuren sind beispielsweise Orthophthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, tert-Butylisophthalsäure, 3,3'-Diphenyldicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, 4,4-Benzophenondicarbonsäure, 3,4'-Benzophenondicarbonsäure, 4,4'-Diphenyletherdicarbonsäure, 4,4'-Diphenylsulfondicarbonsäure, 2,2-Bis-(4-carboxyphenyl)-propan, Trimethyl-3-phenylindan-4,5'-dicarbonsäure.

[0049] Von den aromatischen Dicarbonsäuren werden besonders bevorzugt die Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure eingesetzt.

[0050] Derivate der Dicarbonsäuren sind die Dicarbonsäuredihalogenide und die Dicarbonsäuredialkylester, insbesondere die Dicarbonsäuredichloride und die Dicarbonsäuredimethylester.

[0051] Der Ersatz der Carbonatgruppen durch die aromatischen Dicarbonsäureestergruppen erfolgt im Wesentlichen stöchiometrisch und auch quantitativ, so dass das molare Verhältnis der Reaktionspartner sich auch im fertigen Polyestercarbonat wiederfindet. Der Einbau der aromatischen Dicarbonsäureestergruppen kann sowohl statistisch als auch blockweise erfolgen.

[0052] Bevorzugte Herstellungsweisen der erfindungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate, einschließlich der Polyestercarbonate, sind das bekannte Grenzflächenverfahren und das bekannte Schmelzeumesterungsverfahren (vgl. z. B. WO 2004/063249 A1, WO 2001/05866 A1, US 5,340,905 A, US 5,097,002 A, US-A 5,717,057 A).

[0053] Im ersten Fall dienen als Säurederivate vorzugsweise Phosgen und gegebenenfalls Dicarbonsäuredichloride, im letzteren Fall vorzugsweise Diphenylcarbonat und gegebenenfalls Dicarbonsäurediester. Katalysatoren, Lösungsmittel, Aufarbeitung, Reaktionsbedingungen etc. für die Polycarbonatherstellung bzw. Polyestercarbonatherstellung sind in beiden Fällen hinreichend beschrieben und bekannt.

[0054] Besonders bevorzugt wird als Linsenmaterial ein hochtemperaturstabiles Copolycarbonat eingesetzt.

[0055] Ein entsprechendes Copolycarbonat ist beispielsweise unter der Bezeichnung "APEC^®" von der Covestro Deutschland AG erhältlich. Es handelt sich dabei um ein Copolycarbonat, enthaltend eine oder mehrere Monomereinheiten der Formel (1a)

in der

R¹ für Wasserstoff oder einen C₁- bis C₄-Alkylrest, bevorzugt für Wasserstoff, steht,

R² für einen C₁- bis C₄-Alkylrest, bevorzugt Methylrest, steht,

n für 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 3, steht.

[0056] Alternativ handelt es sich bei dem hochtemperaturstabilen Polycarbonat um ein Copolycarbonat, enthaltend eine oder mehrere Monomereinheiten der Formeln (1b), (1c), (1d) und/oder (le), welche nachfolgend gezeigt sind.



in denen

R³ für einen C₁- bis C₄-Alkylrest, Aralkylrest oder Arylrest, bevorzugt für einen Methylrest oder Phenylrest, ganz besonders bevorzugt für einen Methylrest, steht,

und/oder

eine oder mehrere Monomereinheiten eines Siloxans der allgemeinen Formel (le)

in der

R¹⁹ für Wasserstoff, Cl, Br oder einen C₁- bis C₄-Alkylrest, vorzugsweise für Wasserstoff oder einen Methylrest, besonders bevorzugt für Wasserstoff, steht,

R¹⁷ und R¹⁸ gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander für einen Arylrest, einen C₁-bis C₁₀-Alkylrest oder einen C₁- bis C₁₀-Alkylarylrest, bevorzugt jeweils für einen Methylrest, stehen und wobei

X eine Einfachbindung, -CO-, -O-, ein C₁- bis C₆-Alkylenrest, ein C₂- bis Cs-Alkylidenrest, ein C₅-bis C₁₂-Cycloalkylidenrest oder ein C₆- bis C₁₂-Arylenrest ist, der optional mit weiteren aromatischen Ringen kondensiert sein kann, welche Heteroatome enthalten, wobei X bevorzugt eine Einfachbindung, ein C₁- bis C₅-Alkylenrest, ein C₂- bis Cs-Alkylidenrest, ein C₅- bis C₁₂-Cycloalkylidenrest, -O- oder -CO- ist, weiter bevorzugt eine Einfachbindung, ein Isopropylidenrest, ein C₅- bis C₁₂-Cycloalkylidenrest oder -O- ist, ganz besonders bevorzugt ein Isopropylidenrest, ist,

n eine Zahl von 1 bis 500, vorzugsweise von 10 bis 400, besonders bevorzugt von 10 bis 100, ganz besonders bevorzugt von 20 bis 60, ist,

m eine Zahl von 1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 6, besonders bevorzugt von 2 bis 5, ist,

p 0 oder 1, bevorzugt 1, ist,

und der Wert von n mal m vorzugsweise zwischen 12 und 400, weiter bevorzugt zwischen 15 und 200 liegt,

wobei das Siloxan bevorzugt mit einem Polycarbonat in Gegenwart eines organischen oder anorganischen Salzes einer schwachen Säure mit einem pK_A Wert von 3 bis 7 (25°C) umgesetzt wird,

verwendet wird.

[0057] Copolycarbonate mit Monomereinheiten der Formel (1e) und insbesondere auch deren Herstellung sind in der WO 2015/052106 A2 beschrieben.

[0058] Bevorzugt enthält das Copolycarbonat aber Monomereinheiten der allgemeinen Formel (1a).

[0059] Die Monomereinheit(en) der allgemeinen Formel (1a) führt man über ein oder mehrere entsprechenden Diphenole der allgemeinen Formel (la') ein:

in der

R¹ für Wasserstoff oder einen C₁- bis C₄-Alkylrest, bevorzugt Wasserstoff,

R² für einen C₁- bis C₄-Alkylrest, bevorzugt einen Methylrest, und

n für 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 3, stehen.

[0060] Die Diphenole der Formel (1a') und ihr Einsatz in Homopolycarbonaten sind in der Literatur bekannt (DE 3918406 A1).

[0061] Besonders bevorzugt ist 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol TMC) mit der Formel (la"):

[0062] Die Copolycarbonate mit Monomereinheiten der allgemeinen Formeln (1b), (lc) und/oder (ld) weisen eine hohe Wärmeformbeständigkeit und eine geringe thermische Schwindung auf. Die Vicat-Temperatur, bestimmt nach ISO 306:2013, liegt üblicherweise zwischen 170°C und 230°C.

[0063] Die Monomereinheit(en) der allgemeinen Formel (1b), (lc) und/oder (1d) führt man über ein oder mehrere entsprechenden Diphenole der allgemeinen Formeln (1b`), (1c') und (1d') ein:

in denen R³ für einen C₁- bis C₄-Alkylrest, Aralkylrest oder Arylrest, bevorzugt für einen Methylrest oder Phenylrest, ganz besonders bevorzugt für einen Methylrest, steht.

[0064] Neben einer oder mehreren Monomereinheiten der Formeln (1a), (1b), (1c), (1d) und/oder (1e) können die erfindungsgemäß eingesetzten Copolycarbonate ein oder mehrere Monomereinheit(en) der Formel (2) aufweisen:

in der

R⁷ und R⁸ unabhängig voneinander für H, einen C₁- bis C₁₈-Alkylrest, einen C₁- bis C₁₈-Alkoxyrest, Halogen wie C1 oder Br oder für jeweils einen gegebenenfalls substituierten Arylrest oder Aralkylrest, bevorzugt für H oder einen C₁- bis C₁₂-Alkylrest, besonders bevorzugt für H oder einen C₁- bis Cs-Alkylrest und ganz besonders bevorzugt für H oder einen Methylrest, stehen, und

Y für eine Einfachbindung, -SO₂-, -CO-, -O-, -S-, einen C₁- bis C₆-Alkylenrest oder C₂- bis Cs-Alkylidenrest, ferner für einen C₆- bis C₁₂-Arylenrest, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht.

[0065] Die Monomereinheit(en) der allgemeinen Formel (2) führt man über ein oder mehrere entsprechende Dihydroxyarylverbindungen der allgemeinen Formel (2a) ein:

wobei R⁷, R⁸ und Y jeweils die bereits im Zusammenhang mit der Formel (2) erwähnte Bedeutung haben.

[0066] Beispielhaft werden für die Dihydroxyarylverbindungen der Formel (2a), die neben den Dihydroxyarylverbindungen der Formel (1a'), (1b'), (1c') und/oder (1d') eingesetzt werden können, Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxybiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, α,α'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen und auch α,ω-Bis-(hydroxyphenyl)-polysiloxane genannt.

[0067] Bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen der Formel (2a) sind beispielsweise 4,4'-Dihydroxybiphenyl (DOD), 4,4'-Dihydroxybiphenylether (DOD-Ether), 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 1,1-Bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol, 1,3-Bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol (Bisphenol M), 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan und 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4- hydroxyphenyl)-propan.

[0068] Besonders bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind beispielsweise 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 4,4'-Dihydroxybiphenyl (DOD), 4,4'-Dihydroxybiphenylether (DOD-Ether), 1,3-Bis[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]-benzol (Bisphenol M), 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan und 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan.

[0069] Ganz besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel (2b),

in der

R¹¹ für H, lineare oder verzweigte C₁- bis C₁₀ -Alkylreste, bevorzugt lineare oder verzweigte C₁- bis C₆ -Alkylreste, besonders bevorzugt für lineare oder verzweigte C₁- bis C₄-Alkylreste, ganz besonders bevorzugt für H oder einen C₁-Alkylrest (Methylrest), steht und

R¹² für lineare oder verzweigte C₁- bis C₁₀-Alkylreste, bevorzugt lineare oder verzweigte C₁- bis C₆-Alkylreste, besonders bevorzugt für lineare oder verzweigte C₁- bis C₄-Alkylreste, ganz besonders bevorzugt für einen C₁-Alkylrest (Methylrest), steht.

[0070] Hierbei ist insbesondere die Dihydroxyarylverbindung (2c) ganz besonders bevorzugt.

[0071] Die Dihydroxyarylverbindungen der allgemeinen Formeln (2a) können sowohl allein als auch im Gemisch miteinander verwendet werden. Die Dihydroxyarylverbindungen sind literaturbekannt oder nach literaturbekannten Verfahren herstellbar (siehe z.B. H. J. Buysch et al., Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, VCH, New York 1991, 5. Ed., Vol. 19, p. 348).

[0072] Der Gesamtanteil der Monomereinheiten der Formeln (1a), (1b), (1c) und (1d) im Copolycarbonat beträgt vorzugsweise 0,1 - 88 mol-%, besonders bevorzugt 1 - 86 mol-%, ganz besonders bevorzugt 5 - 84 mol-% und insbesondere 10 - 82 mol-% (bezogen auf die Summe der Mole eingesetzter Dihydroxyarylverbindungen).

[0073] Bevorzugt leiten sich die Diphenolateinheiten der Copolycarbonate gemäß Komponente A von Monomeren mit den allgemeinen Strukturen der oben beschriebenen Formeln (1a'), weiter bevorzugt (la"), und (2a), ganz besonders bevorzugt (2c), ab.

[0074] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung leiten sich die Diphenolateinheiten der Copolycarbonate gemäß Komponente A von Monomeren mit den allgemeinen Strukturen der oben beschriebenen Formeln (2a) und (1b'), (1c') und/oder (1d') ab.

[0075] Ein bevorzugtes Copolycarbonat ist aufgebaut aus 17 bis 62 Gew.-% Bisphenol A und 83 bis 38 Gew.-% Comonomer der allgemeinen Formel (1b), (1c) und/oder (1d), wobei sich die Mengen von Bisphenol A und Comonomer der allgemeinen Formeln (1b), (1c) und/oder (ld) zu 100 Gew.-% ergänzen.

[0076] Der Anteil der Monomereinheiten der Formel (1a), bevorzugt von Bisphenol TMC, im Copolycarbonat beträgt10 - 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 44 - 85 Gew.-%. Dabei wird als Monomer der Formel (2) bevorzugt Bisphenol A eingesetzt, dessen Anteil bevorzugt 15 bis 56 Gew.-% beträgt. Besonders bevorzugt ist das Copolycarbonat aus den Monomeren Bisphenol TMC und Bisphenol A aufgebaut.

[0077] Die erfindungsgemäß eingesetzten Copolycarbonate weisen bevorzugt eine Vicat-Erweichungstemperatur, bestimmt nach ISO 306:2013, von 150 bis 230°C , weiter bevorzugt von 160°C bis 220°C, besonders bevorzugt 175°C bis 220 °C, ganz besonders bevorzugt von 180°C bis 218°C, auf.

[0078] Die Copolycarbonate können als block- und statistisches Copolycarbonat vorliegen. Besonders bevorzugt sind statistische Copolycarbonate.

[0079] Dabei ergibt sich das Verhältnis der Häufigkeit der Diphenolat-Monomereinheiten im Copolycarbonat aus dem Molverhältnis der eingesetzten Dihydroxyarylverbindungen.

[0080] Die relative Lösungsviskosität der Copolycarbonate, bestimmt nach ISO 1628-4:1999, liegt bevorzugt im Bereich von = 1,15 - 1,35.

[0081] Die gewichtsmittleren Molmassen M_w der Copolycarbonate betragen vorzugsweise 15.000 bis 40.000 g/mol, besonders bevorzugt 17.000 bis 36.000 g/mol, ganz besonders bevorzugt 17.000 bis 34.000 g/mol, und werden mittels GPC in Methylenchlorid gegen eine Polycarbonat-Kalibrierung bestimmt.

[0082] Das Blendensystem ist eine Kombination aus einer ersten Blende mit einem ersten Farbfilter und einer zweiten Blende mit einem zweiten Farbfilter, d.h. das Blendensystem umfasst einen ersten und einen zweiten Farbfilter.

[0083] Die erste und/oder die zweite Blende können jeweils nur aus einem Farbfilter bestehen. Alternativ bevorzugt weisen die erste und/oder die zweite Blende neben dem Farbfilter jeweils einen Rahmen auf.

[0084] Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn neben der zwingend vorhandenen ersten und der zwingend vorhandenen zweiten Blende zusätzlich eine oder mehrere weitere Blenden vorgesehen sind, welche bevorzugt zwischen der ersten und der zweiten Blende liegen.

[0085] Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Blenden weist der erste und/oder der zweite Farbfilter eine ebene Oberfläche oder eine gekrümmte Oberfläche auf, wobei mit "Oberfläche" die Oberfläche gemeint ist, durch welche die optische Achse verläuft.

[0086] Sofern das Projektionsscheinwerfer-Modul als Abblendlicht eingesetzt wird, sind der erste und der zweite Farbfilter bevorzugt gleich geformt, d.h. die Kontur beider Farbfilter ist bei Blick entlang der optischen Achse gleich, wobei die Dicke beider Blenden, d.h. die Erstreckung entlang der optischen Achse (Blendentiefe), gleich oder unterschiedlich ist.

[0087] Der Wellenlängenbereich a entspricht bevorzugt blauem Licht, während der Wellenlängenbereich b bevorzugt gelbem Licht entspricht. Bei optimaler Positionierung der beiden Farbfilter in den jeweiligen Brennpunkten kann der Farbsaum vollständig beseitigt werden.

[0088] Eine "Anordnung der Lichtquelle im ersten Brennpunkt der Linse" führt im Idealfall einer punktförmigen Lichtquelle zu einem parallelen Strahlengang des projizierten Lichts. Erfindungsgemäß sind solche Anordnungen umfasst, bei denen die Lichtquelle in der Nähe des ersten Brennpunktes - "annähernd im ersten Brennpunkt" - angeordnet ist. Solche Anordnungen führen zu einem annähernd parallelen Strahlengang des projizierten Lichtes. "Annähernd" bedeutet hierbei eine Abweichung von 5 %, bevorzugt 2 %, weiter bevorzugt von 1 %, bezogen auf die Gesamtentfernung zwischen den zueinander angeordneten Oberflächen von Linse und Reflektor entlang der optischen Achse. Sofern das System mehrere Linsen umfasst, ist hierbei die Linse gemeint, die dem Reflektor entlang der optischen Achse am nächsten liegt. Diese Definition von "annähernd" gilt auch für die sonstige Verwendung des Wortes im Rahmen der Beschreibung dieser Erfindung, wie sie in Bezug auf die Positionierung der verschiedenen Elemente des Projektionsscheinwerfer-Moduls erfolgt.

[0089] Die eingesetzten Farbfilter unterscheiden sich durch den jeweiligen spektralen Transmissionsgrad, angepasst an die spektralen Eigenschaften der Emissionsschwerpunkte.

[0090] Eine oder beide Farbfilter sind bevorzugt aus der Gruppe der dichroitischen Filter oder der Geltyp-Filter ausgewählt.

[0091] Bevorzugt variiert der mittlere Reintransmissionsgrad, d.h. die Transmission ohne Oberflächenreflexion, bestimmt nach CIE 38:1977, innerhalb eines Farbfilters senkrecht zur optischen Achse. Hierdurch wird durch den Farbfilter als solchen gleichzeitig die Funktion einer Blende übernommen, welche erforderlich ist, um Abblendlicht zu erzeugen. Die Blende muss daher außer dem Farbfilter keine weiteren Komponenten mehr, insbesondere keinen Rahmen, umfassen. Eine Variation des mittleren spektralen Reintransmissionsgrades der Farbfilter senkrecht zur optischen Achse lässt sich bevorzugt durch Bedrucken, bevorzugt bei sonst über den gesamten Farbfilter gleichbleibendem Substratmaterial, durch Laserstrukturierung und/oder Dünnschichttechnologie erreichen bzw. indem die Filterdicke ortsabhängig variiert wird. Letzteres lässt sich insbesondere erreichen, indem der Farbfilter keilförmig ausgebildet ist.

[0092] Sofern der Spektrenbereich des Lichts für einen Farbbereich, etwa gelb, besonders breit ist und mehrere Wellenlängen ähnlich dominant sind, können auch weitere Farbfilter eingesetzt werden, die in den entsprechenden Brennpunkten der weiteren "dominanten" Wellenlängen angeordnet werden.

[0093] Ein Farbsaum lässt sich bei einem erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer-Modul weiter reduzieren, wenn die Farbfilter mit einer Fase versehen werden. Bevorzugt ist die Fase keilförmig.

[0094] Auch im Bereich der Fase ist der Transmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, ortsabhängig. Eine "Fase" ist eine abgeschrägte Fläche an einer Kante eines Farbfilters. Bevorzugt hat eine Fase einen Winkel von 45° zur Ebene.

[0095] Sofern die Farbfilter eine Fase aufweisen, erfolgt das Anfasen bevorzugt per Schleifen, Lasern oder mittels Kunststoffspritzguss.

[0096] Bevorzugt werden, sofern mehrere Farbfilter mit Fase genutzt werden, die Fasen der Farbfilter gleich orientiert. Auch bei einer unterschiedlichen Orientierung der Fasen ist aber eine Reduzierung der Intensität des Farbsaumes, verglichen mit einem System aus den unangefasten Farbfiltern, messbar. Bei unterschiedlicher Orientierung der Fasern treten jedoch mehr Streueffekte auf.

[0097] Als Material für die Farbfilter werden bevorzugt thermoplastische Zusammensetzungen, beispielsweise auf Basis von Polycarbonat, eingesetzt. Bevorzugt wird ein Farbfilter aus einer Polycarbonat-Zusammensetzung verwendet. "Auf Basis von" bedeutet, dass die thermoplastische Zusammensetzung mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 75 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 85 Gew.-% Polycarbonat enthält.

[0098] Für die Polycarbonat-Zusammensetzungen, welche für die Farbfilter eingesetzt werden können, gilt das gleiche, was zu den Polycarbonat-Zusammensetzungen der Linse gesagt wurde. Insbesondere ist auch hier der Einsatz hochtemperaturstabiler Copolycarbonate besonders bevorzugt.

[0099] Weitere geeignete thermoplastische Zusammensetzungen für die Farbfilter sind beispielsweise solche auf Basis von Polystyrol, Polyamiden, Polyestern, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyphenylensulfiden, Polyphenylenoxiden, Polysulfonen, Poly(meth)acrylaten, insbesondere Polymethylmethacrylat, Polyimiden, Polyetherimiden, Polyetherketonen.

[0100] Alternativ bevorzugt wird als Material für die Farbfilter ein Glasmaterial eingesetzt.

[0101] Bevorzugt werden die Lichtstrahlen beim Durchgang durch die Farbfilter durch das thermoplastische Material möglichst nicht von ihrer Richtung abgelenkt. Dafür muss die Oberfläche der Farbfilter möglichst glatt sein und das thermoplastische Material sollte frei von Volumenstreuern, insbesondere von Streupartikeln und Lufteinschlüssen, sein.

[0102] Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, wenn einer der Farbfilter auf einem thermoplastischen Material basiert und der andere Farbfilter auf einem Glasmaterial basiert.

[0103] Erfindungsgemäße Projektionsscheinwerfer-Module werden bevorzugt für die Beleuchtung im Automobil-Bereich, von Nutzfahrzeugen, von Schienenfahrzeugen, von Zweirädern, insbesondere jeweils als Frontscheinwerfer, von Schiffen, als Theaterscheinwerfer, als Architekturbeleuchtung, etwa für die Beleuchtung von Fassaden oder Schaufenstern, oder als Flugzeugbeleuchtung, etwa als Kabinenbeleuchtung oder Landescheinwerfer, verwendet.

[0104] Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 5 näher illustriert:

Fig. 1:

Querschnitt durch die wesentlichen Elemente einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektionsscheinwerfer-Moduls;

Fig. 2:

Wie Fig. 1, aber die beiden Blenden (Doppelblende) umfassen zusätzlich Rahmen;

Fig. 3:

Wie Fig. 1, aber mit angefasten Farbfiltern, wobei die Fasen unterschiedlich orientiert sind;

Fig. 4:

Wie Fig. 1, aber mit angefasten Farbfiltern, wobei die Fasen gleich orientiert sind;

Fig. 5:

Verschiedene Ansichten eines ellipsoiden Reflektors, wie im Beispiel verwendet.

[0105] Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Projektionsscheinwerfermodul. Die optische Achse verläuft hier bei einem gedachten Koordinatensystem entlang der z-Achse. Auf der optischen Achse liegen ein ellipsoider Reflektor 1, eine Linse 2 und eine Lichtquelle 3. Die Lichtquelle 3 ist im ersten Brennpunkt des Reflektors 1 positioniert. Es sind Blenden mit Farbfiltern 4a, 4b in den ermittelten Brennpunkten 5a, 5b der jeweils dominanten Wellenlänge der einzelnen Spektrenbereiche senkrecht zur optischen Achse zwischen dem ellipsoiden Reflektor 1 und der Linse 2 positioniert.

[0106] Figur 2 zeigt eine Variante zu Figur 1, bei welcher die Blenden neben den Farbfiltern 4a, 4b jeweils noch Rahmen 6a, 6b umfassen.

[0107] Bei der Ausführungsform in Figur 3 sind demgegenüber die Farbfilter 4a, 4b mit einer Fase 7a, 7b im 45°-Winkel versehen. Die Fasen 7a, 7b der beiden Farbfilter 4a, 4b sind hier unterschiedlich orientiert. Die Fase 7a des Farbfilters 4a ist zum Reflektor 1 hin orientiert, während die Fase 7b des Farbfilters 4b zur Linse 2 hin orientiert ist.

[0108] Bei der Ausführungsform in Figur 4 sind die Fasen 7a, 7b gleich orientiert und zeigen beide in Richtung des Reflektors 1.

Beispiele

[0109] In dieser Versuchsreihe wurden die Auswirkungen verschiedener optischer Eigenschaften der beiden Blenden auf den Farbsaum untersucht.

[0110] Es wurde das Projektionsscheinwerfer-Modul für ein Abblendlicht simuliert. Der Aufbau umfasste eine räumlich ausgedehnte -zylinderförmige- Lichtquelle mit einem Radius von 0,61 mm und einer Länge von 5 mm, deren Oberfläche mit Lambertschen Emissionseigenschaften und dem Spektrum einer Osram OSTAR LED ultra white mit einem Lichtstrom von 1150 Im emittiert. Der Schwerpunkt der zylinderförmigen Lichtquelle war im ersten Brennpunkt eines Freiformflächenreflektors angeordnet. Die erste Brennweite des Reflektors, dessen Form in den Figuren 5a bis 5d gezeigt ist, betrug 15 mm, die zweite Brennweite betrug 70 mm. Der Radius des Reflektors in x-Richtung betrug 46 mm und in y-Richtung 35 mm.

[0111] Die Linse war eine asphärische Linse mit einem Linsendurchmesser von 70 mm und mit einer Brennweite von 30 mm. Das Linsenmaterial war eine Polycarbonat-Zusammensetzung mit einem Brechungsindex von 1,586 (bei einer Wellenlänge von 589 nm).

[0112] Die Brechzahl der Linse variierte in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ.

λ [nm]	n
400	1,619
500	1,596
600	1,584
700	1,576
800	1,571

[0113] Der Abstand zwischen Linse und Reflektor betrug 100 mm.

[0114] Das System war geeignet, eine Lichtverteilung nach ECE R98 zu erzeugen.

[0115] Die Blenden hatten jeweils eine Materialstärke von 0,5 mm und bestanden aus einem Farbfilter aus einem Polycarbonat-Material.

[0116] Der erste Farbfilter hatte einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, der für den Wellenlängenbereich a - 380 nm bis 474 nm- einen Wert von 5 % und für den Wellenlängenbereich b - 475 nm bis 780 nm- einen Wert von 100 % aufwies.

[0117] Der zweite Farbfilter hatte einen spektralen Reintransmissionsgrad bestimmt nach CIE 38:1977, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von 100 % und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von 5 % aufweist.

[0118] Bei Blick auf das System entlang der optischen Achse war kein Blausaum mehr erkennbar.

[0119] Es wurde ein zweiter Versuchsaufbau entsprechend dem vorbeschriebenen Versuch gewählt, bei welchem die beiden Farbfilter eine Fase aufwiesen. Die Fasen (45°) der beiden Farbfilter waren gespiegelt zueinander orientiert (Fig. 3).

[0120] Auch hier war kein Blausaum mehr erkennbar. Zudem lagen die entstandenen Farbvalenzen bei Vertikalschnitt durch die optische Achse bei diesem Aufbau noch näher am Unbuntpunkt als beim ersten Versuchsaufbau.

[0121] Es wurde ein dritter Versuchsaufbau entsprechend den vorbeschriebenen Versuchen gewählt, bei welchem die beiden Farbfilter auch eine Fase aufwiesen. Die Fasen (45°) der beiden Farbfilter wiesen die gleiche Orientierung auf (Fig. 4).

[0122] Auch hier war kein Blausaum mehr erkennbar. Die entstandenen Farbvalenzen bei Vertikalschnitt durch die optische Achse lagen bei diesem Aufbau noch näher am Unbuntpunkt als beim ersten und beim zweiten Versuchsaufbau.

[0123] In allen Fällen wurde der Wirkungsgrad des Systems durch die spezielle Blendenanordnung mit den zwei Farbfiltern nicht signifikant im Vergleich zu einem konventionellen System mit absorbierender Blende verändert.

[0124] Auch wurde in allen Fällen das Kriterium hinsichtlich der gemäß ECE R98 erforderlichen Mindestschärfe von 0,08 erfüllt.

Ansprüche

1. Projektionsscheinwerfer-Modul, umfassend einen

Reflektor mit einem ersten und einem zweiten Brennpunkt,

eine LED-Lichtquelle, deren Licht sich aus einem ersten Wellenlängenbereich a von 380 nm bis 474 nm und aus Licht aus einem zweiten Wellenlängenbereich b von 475 nm bis 780 nm zusammensetzt, wobei die Lichtquelle im ersten Brennpunkt des Reflektors oder annähernd im ersten Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist,

eine Linse, welche ihren Brennpunkt mit dem zweiten Brennpunkt des Reflektors gemeinsam hat, und

ein Blendensystem, dadurch gekennzeichnet, dass

das Blendensystem einen ersten und einen zweiten Farbfilter umfasst,

wobei

der erste Farbfilter im Brennpunkt der Linse oder annähernd im Brennpunkt der Linse für eine Kenngröße des Wellenlängenbereiches a oder im Lichtstärke-gemittelten Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des Wellenlängenbereichs a der Linse angeordnet ist

und

der zweite Farbfilter im Brennpunkt der Linse oder annähernd im Brennpunkt der Linse für eine Kenngröße des Wellenlängenbereiches b oder im oder annähernd im Lichtstärke-gemittelten Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des Wellenlängenbereichs b der Linse angeordnet ist, wobei sich jeweils die Lichtstärke nach DIN 5031-3 (1982) bestimmt,

und wobei

der erste Farbfilter einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, aufweist, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von höchstens 15 % und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von mindestens 85 % aufweist,

und

der zweite Farbfilter einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, aufweist, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von mindestens 85 % und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von höchstens 15 % aufweist.

2. Projektionsscheinwerfer-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Farbfilter im Brennpunkt der Linse oder annähernd im Brennpunkt der Linse für die dominante Wellenlänge des Wellenlängenbereiches a
und der zweite Farbfilter im Brennpunkt der Linse oder annähernd im Brennpunkt der Linse für die dominante Wellenlänge des Wellenlängenbereiches b angeordnet ist.

3. Projektionsscheinwerfer-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Farbfilter im Brennpunkt der Linse für die Wellenlänge der maximalen Intensität des Wellenlängenbereichs a und der zweite Farbfilter im Brennpunkt der Linse für die Wellenlänge der maximalen Intensität des Wellenlängenbereichs b angeordnet ist.

4. Projektionsscheinwerfer-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Farbfilter im oder annähernd im Lichtstärke-gemittelten Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des Wellenlängenbereichs a der Linse,
und der zweite Farbfilter im oder annähernd im Lichtstärke-gemittelten Schwerpunkt der Brennpunktschar der Lichtstrahlen für die einzelnen Wellenlängen des Wellenlängenbereichs b der Linse angeordnet ist, wobei sich die Lichtstärke nach DIN 5031-3 (1982) bestimmt.

5. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor ein Ellipsoid-Reflektor ist.

6. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor ein Freiformflächenreflektor ist.

7. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilter eine Fase aufweisen.

8. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasen der Farbfilter gleich orientiert sind.

9. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle einen durch einen Laser angeregten Phosphor aufweist.

10. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Lichtquelle eine korrelierte Farbtemperatur, bestimmt nach CIE 15:2004, von 5000 bis 6000 K aufweist.

11. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Farbfilter einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, aufweist, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von höchstens 5 % und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von mindestens 99 % aufweist, und
der zweite Farbfilter einen mittleren spektralen Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, aufweist, der für den Wellenlängenbereich a einen Wert von mindestens 99 % und für den Wellenlängenbereich b einen Wert von höchstens 5 % aufweist.

12. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des ersten und/oder des zweiten Farbfilters eine auf Polycarbonat basierende Zusammensetzung ist.

13. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Linse eine auf Polycarbonat basierende Zusammensetzung ist.

14. Projektionsscheinwerfer-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reintransmissionsgrad, bestimmt nach CIE 38:1977, innerhalb mindestens eines Farbfilters senkrecht zur optischen Achse variiert.

15. Verwendung eines Projektionsscheinwerfer-Moduls nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Beleuchtung im Automobil-Bereich, von Nutzfahrzeugen, von Schienenfahrzeugen, von Zweirädern, von Schiffen, als Theaterscheinwerfer, als Architekturbeleuchtung oder als Flugzeugbeleuchtung.

Claims

1. Projection headlight/spotlight module comprising a reflector with a first focal point and a second focal point,

an LED light source, the light from which is composed of a first wavelength range a from 380 nm to 474 nm and of light from a second wavelength range b from 475 nm to 780 nm, where the light source is disposed at the first focal point of the reflector or close to the first focal point of the reflector,

a lens that has its focal point in common with the second focal point of the reflector, and

a stop system, characterized in that

the stop system comprises a first color filter and a second color filter,

wherein

the first color filter is disposed at the focal point of the lens or close to the focal point of the lens for a characteristic of the wavelength range a or at the light intensity-averaged centroid of the array of focal points of the light rays for the individual wavelengths of the wavelength range a of the lens

and

the second color filter is disposed at the focal point of the lens or close to the focal point of the lens for a characteristic of the wavelength range b or at or close to the light intensity-averaged centroid of the array of focal points of the light rays for the individual wavelengths of the wavelength range b of the lens, with determination of light intensity in each case to DIN 5031-3 (1982),

and wherein

the first color filter has an average spectral pure transmittance, determined to CIE 38:1977, having a value of at most 15% for wavelength range a and a value of at least 85% for wavelength range b,

and

the second color filter has an average spectral pure transmittance, determined to CIE 38:1977, having a value of at least 85% for wavelength range a and a value of at most 15% for wavelength range b.

2. Projection headlight/spotlight module according to Claim 1, characterized in that the first color filter is disposed at the focal point of the lens or close to the focal point of the lens for the dominant wavelength of wavelength range a
and the second color filter at the focal point of the lens or close to the focal point of the lens for the dominant wavelength of wavelength range b.

3. Projection headlight/spotlight module according to Claim 1, characterized in that the first color filter is disposed at the focal point of the lens for the wavelength of maximum intensity of wavelength range a and the second color filter at the focal point of the lens for the wavelength of maximum intensity of wavelength range b.

4. Projection headlight/spotlight module according to Claim 1, characterized in that the first color filter is disposed at or close to the light intensity-averaged centroid of the array of focal points of the light rays for the individual wavelengths of wavelength range a of the lens,
and the second color filter at or close to the light intensity-averaged centroid of the array of focal points of the light rays for the individual wavelengths of the wavelength range b of the lens, with determination of light intensity to DIN 5031-3 (1982).

5. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the reflector is an ellipsoidal reflector.

6. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the reflector is a freeform surface reflector.

7. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the color filters include a bevel.

8. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the bevels of the color filters have the same orientation.

9. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the light source includes a phosphor excited by a laser.

10. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the light from the light source has a correlated color temperature, determined to CIE 15:2004, of 5000 to 6000 K.

11. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the first color filter has an average spectral pure transmittance, determined to CIE 38:1977, having a value of at most 5% for wavelength range a and a value of at least 99% for wavelength range b,
and
the second color filter has an average spectral pure transmittance, determined to CIE 38:1977, having a value of at least 99% for wavelength range a and a value of at most 5% for wavelength range b.

12. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the material of the first color filter and/or of the second color filter is a polycarbonate-based composition.

13. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the material of the lens is a polycarbonate-based composition.

14. Projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims, characterized in that the pure transmittance, determined to CIE 38:1977, within at least one color filter varies at right angles to the optical axis.

15. Use of a projection headlight/spotlight module according to any of the preceding claims for illumination in the automotive sector, of utility vehicles, of rail vehicles, of two-wheeled vehicles, of ships, as theater spotlight, as architectural lighting or as aircraft lighting.

Revendications

1. Module projecteur, comprenant un réflecteur ayant un premier foyer et un second foyer,

une source de lumière LED, dont la lumière est composée d'une première plage de longueurs d'onde a de 380 nm à 474 nm et d'une lumière d'une seconde plage de longueurs d'onde b de 475 nm à 780 nm, la source de lumière étant disposée au premier foyer du réflecteur ou au voisinage du premier foyer du réflecteur,

une lentille, qui a son foyer commun au second foyer du réflecteur, et

un système de diaphragme, caractérisé en ce que le système de diaphragme comprend un premier et un second filtre coloré,

dans lequel

le premier filtre coloré est disposé au foyer de la lentille ou au voisinage du foyer de la lentille pour une caractéristique de la plage de longueurs d'onde a ou au centre de gravité, moyenné en fonction de l'intensité lumineuse, des foyers des faisceaux lumineux pour les longueurs d'onde individuelles de la plage de longueurs d'onde a de la lentille

et

le second filtre coloré est disposé au foyer de la lentille ou au voisinage du foyer de la lentille pour une caractéristique de la plage de longueurs d'onde b ou au centre de gravité, moyenné en fonction de l'intensité lumineuse, des foyers des faisceaux lumineux, ou au voisinage de ce centre de gravité, pour les longueurs d'onde individuelles de la plage de longueurs d'onde b de la lentille, l'intensité lumineuse étant dans chaque cas déterminée selon DIN 5031-3 (1982),

et dans lequel

le premier filtre coloré présente un facteur de transmission interne spectral moyen, déterminé selon CIE 38:1977, qui pour la plage de longueurs d'onde a présente une valeur d'au plus 15 % et pour la plage de longueurs d'onde b une valeur d'au moins 85 %,

et

le second filtre coloré présente un facteur de transmission interne spectral moyen, déterminé selon CIE 38:1977, qui présente pour la plage de longueurs d'onde a une valeur d'au moins 85 % et pour la plage de longueurs d'onde b une valeur d'au plus 15 %.

2. Module projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre coloré est disposé au foyer de la lentille ou au voisinage du foyer de la lentille pour la longueur d'onde dominante de la plage de longueurs d'onde a
et le second filtre coloré est disposé au foyer de la lentille ou au voisinage du foyer de la lentille pour la longueur d'onde dominante de la plage de longueurs d'onde b.

3. Module projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier filtre coloré est disposé au foyer de la lentille pour la longueur d'onde de l'intensité maximale de la plage de longueurs d'onde a et le second filtre coloré est disposé au foyer de la lentille pour la longueur d'onde de l'intensité maximale de la plage de longueurs d'onde b.

4. Module projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier filtre coloré est disposé au centre de gravité, moyenné en fonction de l'intensité lumineuse, des foyers des faisceaux lumineux, ou au voisinage de ce centre de gravité, pour les longueurs d'onde individuelles de la plage de longueurs d'onde a de la lentille,
et le second filtre coloré est disposé au centre de gravité, moyenné en fonction de l'intensité lumineuse, des foyers des faisceaux lumineux, ou au voisinage de ce centre de gravité, pour les longueurs d'onde individuelles de la plage de longueurs d'onde b de la lentille, l'intensité lumineuse étant déterminée selon DIN 5031-3 (1982).

5. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réflecteur est un réflecteur ellipsoïdal.

6. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réflecteur est un réflecteur à surface de forme libre.

7. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filtres colorés présentent un biseau.

8. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les biseaux des filtres colorés ont la même orientation.

9. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de lumière comprend un luminophore excité par un laser.

10. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lumière de la source de lumière présente une température de couleur corrélée, déterminée selon CIE 15:2004, de 5 000 à 6 000 K.

11. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier filtre coloré présente un facteur de transmission interne spectral moyen, déterminé selon CIE 38:1977, qui présente pour la plage de longueurs d'onde a une valeur d'au plus 5 % et pour la plage de longueurs d'onde b une valeur d'au moins 99 %, et
le second filtre présente un facteur de transmission interne spectral moyen, déterminé selon CIE 38:1977, qui présente pour la plage de longueurs d'onde a une valeur d'au moins 99 % et pour la plage de longueurs d'onde b une valeur d'au plus 5 %.

12. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau du premier et/ou du second filtre coloré est une composition à base d'un polycarbonate.

13. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de la lentille est une composition à base d'un polycarbonate.

14. Module projecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le facteur de transmission interne spectral, déterminé selon CIE 38:1977, à l'intérieur d'au moins un filtre coloré varie perpendiculairement à l'axe optique.

15. Utilisation d'un module projecteur selon l'une des revendications précédentes pour l'éclairage dans le domaine automobile, de véhicules utilitaires, de véhicules sur rail, de deux roues, de bateaux, en tant que projecteur de théâtre, en tant qu'éclairage en architecture ou pour l'éclairage d'aéronefs.

Zeichnung