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DE102023119499A1 - Light module with several sub-modules for a motor vehicle headlight - Google Patents

Light module with several sub-modules for a motor vehicle headlight Download PDF

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DE102023119499A1
DE102023119499A1 DE102023119499.2A DE102023119499A DE102023119499A1 DE 102023119499 A1 DE102023119499 A1 DE 102023119499A1 DE 102023119499 A DE102023119499 A DE 102023119499A DE 102023119499 A1 DE102023119499 A1 DE 102023119499A1
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DE
Germany
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light
sub
module
modules
light module
Prior art date
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Application number
DE102023119499.2A
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German (de)
Inventor
Patrick Ziegler
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Original Assignee
Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Filing date
Publication date
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Abstract

Die Erfindung betritff ein Lichtmodul (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend wenigstens zwei Teilmodule (12), wobei jedes Teilmodul (12) wenigstens eine Lichtquelle (14), insbesondere eine LED, zum Erzeugen einer Teillichtverteilung, und wenigstens eine Vorsatzoptik (16) zum Bündeln des von der Lichtquelle (14) ausgesandten Lichts umfasst, und wobei das Lichtmodul (10) wenigstens eine Projektionslinse (18) umfasst, und die Projektionslinse (18) zum Abbilden der Teillichtverteilungen der Teilmodule (12) zu einer Lichtverteilung (20) des Lichtmoduls (10) ausgebildet und in dem Lichtmodul (10) angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass die Teilmodule (12) in Bezug auf eine horizontale Richtung (HO), die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) verläuft, derart nebeneinander angeordnet sind, dass eine zentrale Achse (Z-12-1) eines Strahlenbündels des ersten Teilmoduls (12) und eine zentrale Achse (Z-12-2) eines Strahlenbündels des zweiten Teilmoduls (12) parallel zueinander verlaufen, und eine jeweilige Vorsatzoptik (16) eines jeweiligen Teilmoduls (12) wenigstens eine hyperbolische Fläche umfasst.

Figure DE102023119499A1_0000
The invention relates to a light module (10) for a motor vehicle headlight, comprising at least two sub-modules (12), wherein each sub-module (12) comprises at least one light source (14), in particular an LED, for generating a partial light distribution, and at least one attachment optics (16) for bundling the light emitted by the light source (14), and wherein the light module (10) comprises at least one projection lens (18), and the projection lens (18) is designed to project the partial light distributions of the sub-modules (12) into a light distribution (20) of the light module (10) and is arranged in the light module (10). It is provided that the sub-modules (12) are arranged next to one another with respect to a horizontal direction (HO) which runs perpendicular to a main emission direction (HA-10) of the light module (10) in such a way that a central axis (Z-12-1) of a beam of rays of the first sub-module (12) and a central axis (Z-12-2) of a beam of rays of the second sub-module (12) run parallel to one another, and a respective front optics (16) of a respective sub-module (12) comprises at least one hyperbolic surface.
Figure DE102023119499A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend wenigstens zwei Teilmodule, wobei jedes Teilmodul wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED, zum Erzeugen einer Teillichtverteilung, und wenigstens eine Vorsatzoptik zum Bündeln des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts umfasst, und wobei das Lichtmodul wenigstens eine Projektionslinse umfasst, und die Projektionslinse zum Abbilden der Teillichtverteilungen der Teilmodule zu einer Lichtverteilung des Lichtmoduls ausgebildet und in dem Lichtmodul angeordnet ist.The invention relates to a light module for a motor vehicle headlight, comprising at least two sub-modules, wherein each sub-module comprises at least one light source, in particular an LED, for generating a partial light distribution, and at least one attachment optics for bundling the light emitted by the light source, and wherein the light module comprises at least one projection lens, and the projection lens is designed to image the partial light distributions of the sub-modules to form a light distribution of the light module and is arranged in the light module.

Um beispielsweise den erforderlichen Bauraum in einem Kraftfahrzeug möglichst gering zu halten und/oder um bestimmte Designanforderungen umsetzen zu können, besteht zunehmend der Bedarf an Lichtmodulen mit geringer Bauhöhe, die hauptsächlich von der Höhe der Projektionslinse bestimmt wird, zusammen mit einer geringen Bautiefe, d.h. es besteht ein Bedarf an sehr kompakten Lichtmodulen.For example, in order to keep the required installation space in a motor vehicle as small as possible and/or to be able to implement certain design requirements, there is an increasing need for light modules with a low installation height, which is mainly determined by the height of the projection lens, together with a low installation depth, i.e. there is a need for very compact light modules.

Ein Fernlichtmodul mit verkürzter Bautiefe wird etwa in WO2013/138834 vorgestellt. Hierbei wird die Verkürzung durch den Einsatz eines hyperbolischen Reflektors erreicht. Die Abstrahlrichtung der LED steht hierbei senkrecht zur optischen Achse der Linse, d.h. die LED- bzw. PCBA-Ebene ist parallel zu dieser optischen Achse (auch Fahrtrichtung). Die Verkürzung wird erreicht, indem mit dem Reflektor ein virtuelles Zwischenbild erzeugt wird, welches mit einer Projektionslinse auf die Straße abgebildet wird. Bei dieser Ausführung ist ein großer Reflektor von Vorteil und steht damit im Widerspruch zur angestrebten Reduktion der Linsenhöhe bzw. auch Bauhöhe. Dahingegen ist ein Fernlichtmodul mit reduzierter Linsenhöhe in US2022/0163181 beschrieben. A high beam module with a shortened installation depth is used in WO2013/138834 presented. The shortening is achieved by using a hyperbolic reflector. The direction of the LED's radiation is perpendicular to the optical axis of the lens, ie the LED or PCBA plane is parallel to this optical axis (also the direction of travel). The shortening is achieved by using the reflector to create a virtual intermediate image, which is projected onto the road using a projection lens. In this design, a large reflector is an advantage and thus contradicts the desired reduction in the lens height or overall height. In contrast, a high beam module with a reduced lens height is in US2022/0163181 described.

Hierbei wird die auf einer Reflektorfläche aufgebaute Intensitätsverteilung mit einer Projektionslinse auf die Straße abgebildet. Die Fläche des Reflektors ist entsprechend so geformt, dass möglichst viel Licht durch die Projektionslinse gelangt. Diese Ausführung ist durch eine relativ lange Bautiefe charakterisiert.The intensity distribution built up on a reflector surface is projected onto the road using a projection lens. The surface of the reflector is shaped so that as much light as possible passes through the projection lens. This design is characterized by a relatively long construction depth.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Lichtmodul mit geringer Bauhöhe und geringer Bautiefe bereitzustellen.The present invention is based on the object of providing a compact light module with a low installation height and a low installation depth.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Lichtmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a light module having the features of claim 1.

Offenbarung der Erfindungdisclosure of the invention

Es ist vorgesehen, dass das Lichtmodul wenigstens zwei Teilmodule umfasst, wobei jedes Teilmodul wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED, zum Erzeugen einer Teillichtverteilung, und wenigstens eine Vorsatzoptik zum Bündeln des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts umfasst. Das Lichtmodul umfasst eine Projektionslinse, und die Projektionslinse zum Abbilden der Teillichtverteilungen der Teilmodule zu einer Lichtverteilung des Lichtmoduls ausgebildet und in dem Lichtmodul angeordnet ist. Die Teilmodule sind in Bezug auf eine horizontale Richtung, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls verläuft, derart nebeneinander angeordnet sind, dass eine zentrale Achse eines Strahlenbündels des ersten Teilmoduls und eine zentrale Achse eines Strahlenbündels des zweiten Teilmoduls parallel zueinander verlaufen, und eine jeweilige Vorsatzoptik eines jeweiligen Teilmoduls wenigstens eine hyperbolische Fläche umfasst.It is provided that the light module comprises at least two sub-modules, each sub-module comprising at least one light source, in particular an LED, for generating a partial light distribution, and at least one optical attachment for bundling the light emitted by the light source. The light module comprises a projection lens, and the projection lens is designed to map the partial light distributions of the sub-modules to a light distribution of the light module and is arranged in the light module. The sub-modules are arranged next to one another with respect to a horizontal direction that runs perpendicular to a main radiation direction of the light module in such a way that a central axis of a beam of rays of the first sub-module and a central axis of a beam of rays of the second sub-module run parallel to one another, and a respective optical attachment of a respective sub-module comprises at least one hyperbolic surface.

Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht ist meist ungerichtet. Die Lichtquelle ist bevorzugt eine Halbleiterlichtquelle in Form einer Licht emittierenden Diode (LED). Die LED besitzt beispielsweise eine ebene Lichtaustrittsfläche. Solche Halbleiterlichtquellen können näherungsweise als Lambert-Strahler betrachtet werden, die ihr Licht über einen Winkelbereich von 90 Grad zu einer Normalen der Lichtaustrittsfläche der LED in einen Halbraum mit einem Raumwinkel von 2π emittieren. Die Hauptabstrahlrichtung einer LED verläuft beispielsweise in Richtung der Normalen der Lichtaustrittsfläche der LED. Eine jeweilige Vorsatzoptik lenkt das ausgestrahlte Licht bezüglich wenigstens zwei Hauptrichtungen um. Beispielsweise wird das ausgestrahlte Licht bezüglich einer vertikalen und einer horizontalen Richtung kollimiert.The light emitted by a light source is usually undirected. The light source is preferably a semiconductor light source in the form of a light-emitting diode (LED). The LED has, for example, a flat light exit surface. Such semiconductor light sources can be considered approximately as Lambert radiators, which emit their light over an angular range of 90 degrees to a normal of the light exit surface of the LED into a half-space with a solid angle of 2π. The main emission direction of an LED runs, for example, in the direction of the normal of the light exit surface of the LED. A respective attachment optics redirects the emitted light in at least two main directions. For example, the emitted light is collimated in a vertical and a horizontal direction.

Die Teilmodule sind in Bezug auf eine horizontale Richtung, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlungrichtung des Lichtmoduls verläuft, nebeneinander angeordnet. Entlang der Hauptabstrahlungrichtung des Lichtmoduls können die Teilmodule versetzt angeordnet. Die Teilmodule müssen in horizontaler Richtung also nicht fluchten.The sub-modules are arranged next to each other in a horizontal direction that runs perpendicular to the main radiation direction of the light module. The sub-modules can be arranged offset along the main radiation direction of the light module. The sub-modules do not have to be aligned in the horizontal direction.

Die horizontale Richtung entspricht der horizontalen Richtung gemäß einer bestimmungsgemäßen Einbausituation des Lichtmoduls in einem Kraftfahrzeug.The horizontal direction corresponds to the horizontal direction according to a proper installation situation of the light module in a motor vehicle.

Die Lichtquellen der Teilmodule können in vertikaler Richtung auf gleicher Höhe angeordnet sein.The light sources of the sub-modules can be arranged at the same height in the vertical direction.

Die Projektionslinse des Lichtmoduls ist den wenigstens zwei Teilmodulen gemeinsam zugeordnet. Beispielsweise umfasst die Projektionslinse eine Anzahl von Linsenabschnitten entsprechend der Anzahl der Teilmodule, so dass einem jeweiligen Teilmodul ein Linsenabschnitt zugeordnet ist.The projection lens of the light module is assigned to at least two sub-modules together net. For example, the projection lens comprises a number of lens sections corresponding to the number of sub-modules, so that a lens section is assigned to each sub-module.

Eine Vorsatzoptik mit einer hyperbolischen Fläche ist besonders vorteilhaft. Durch die Verwendung einer Vorsatzoptik mit hyperbolischen Flächen kann der Abstand zwischen der Projektionslinse und der Lichtquelle verkürzt werden, im Vergleich zu einer Vorsatzoptik mit parabolischen Flächen oder im Vergleich zu einer Anordnung ohne Vorsatzoptik. Dies erlaubt zum einen geringere Bautiefe des Lichtmoduls. Durch die Reduktion des Abstands zwischen Lichtquelle und Projektionslinse, kann gleichzeitig eine Höhe der Linse, also eine Erstreckung der Linse in vertikaler Richtung reduziert werden, ohne dass dies die Passierbarkeit des Strahlenbündels einschränkt.An attachment lens with a hyperbolic surface is particularly advantageous. By using an attachment lens with hyperbolic surfaces, the distance between the projection lens and the light source can be shortened, compared to an attachment lens with parabolic surfaces or compared to an arrangement without an attachment lens. This allows for a smaller installation depth of the light module. By reducing the distance between the light source and the projection lens, the height of the lens, i.e. the extension of the lens in the vertical direction, can be reduced at the same time, without this restricting the passability of the beam of rays.

Durch die hyperbolische Ausbildung der Vorsatzoptik ist die optisch nutzbare Fläche nicht rotationssymmetrisch. Die hyperbolische Ausbildung der Vorsatzoptik entsteht beispielsweise als ein Teil eines zweischaligen Hyperboloid.Due to the hyperbolic design of the lens attachment, the optically usable surface is not rotationally symmetrical. The hyperbolic design of the lens attachment is created, for example, as part of a two-layer hyperboloid.

Die Vorsatzoptiken der Teilmodule und/oder Linsenabschnitte der Projektionslinse können in ihrer Erstreckung und/oder Form unterschiedlich ausgebildet sein. Dementsprechend können die Brennweiten der Teilmodule unterschiedlich sein. Die Ausbildung der jeweiligen Vorsatzoptik und/oder des jeweiligen Linsenabschnitts, und eine dadurch bedingte Brennweite, hängt beispielsweise ab von einem in der Gesamtlichtverteilung auszuleuchtenden Bereichs, der mit der jeweiligen Teillichtverteilung erzeugt wird.The extension and/or shape of the front optics of the sub-modules and/or lens sections of the projection lens can be designed differently. The focal lengths of the sub-modules can therefore be different. The design of the respective front optics and/or the respective lens section, and the resulting focal length, depends, for example, on an area to be illuminated in the overall light distribution, which is generated with the respective partial light distribution.

Beispielsweise ist zum Erzeugen einer vollständigen Fernlichtverteilung eine Kombination aus mehreren Teilmodulen mit unterschiedlichen Brennweiten notwendig.For example, to create a complete high beam distribution, a combination of several sub-modules with different focal lengths is necessary.

Es kann vorgesehen sein, dass eine jeweilige Vorsatzoptik eine plane Lichteintrittsfläche und/oder hyperbolisch geformte Lichtaustrittsfläche umfasst. Die Vorsatzoptiken der Teilmodule können in Bezug auf ihre Lichteintrittsfläche und/oder hyperbolisch geformte Lichtaustrittsflächen und/oder Dicke in ihrer Erstreckung und/oder Form unterschiedlich ausgebildet sein. Die Ausbildung erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit des in der Llichtverteilung auszuleuchtenden Bereichs, der mit der jeweiligen Teillichtverteilung erzeugt wird, beziehungsweise einer dafür erforderlichen Brennweite.It can be provided that a respective optical attachment comprises a flat light entry surface and/or hyperbolically shaped light exit surface. The optical attachments of the sub-modules can be designed differently in terms of their extension and/or shape in relation to their light entry surface and/or hyperbolically shaped light exit surfaces and/or thickness. The design is carried out, for example, depending on the area to be illuminated in the light distribution, which is generated with the respective partial light distribution, or a focal length required for this.

Für die Erzeugung einer Teillichtverteilung mit einer höheren Intensität, beispielsweise zur Ausleuchtung eines zentralen Bereichs einer Fernlichtverteilung, kann ein größerer Abstand zwischen Lichtquelle und Projektionslinse notwendig sein, als zur Erzeugung einer Teillichtverteilung mit einer niedrigeren Intensität, die beispielsweise mehr zum Ausleuchten eines Randbereichs der Fernlichtverteilung beiträgt.To generate a partial light distribution with a higher intensity, for example to illuminate a central area of a high beam distribution, a greater distance between the light source and the projection lens may be necessary than to generate a partial light distribution with a lower intensity, which, for example, contributes more to illuminating an edge area of the high beam distribution.

Es kann daher vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Teilmodule, insbesondere die Lichtquellen und/oder die Vorsatzoptiken der Teilmodule, entlang der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls versetzt zueinander angeordnet sind. Beispielsweise sind drei bis sieben oder mehr Teilmodule vorgesehen. Bei einer ungeraden Anzahl von Teilmodulen kann vorgesehen sein, dass ausgehend von einem mittig angeordneten Teilmodul, die in beide Richtungen in horizontaler Richtung nebeneinander angeordneten Teilmodulen symmetrisch gestaffelt zu einer Mittenachse durch das mittig angeordnete Teilmodul in Hauptabstrahlrichtung angeordnet sind. Beispielweise sind die jeweils nächsten Teilmodule auf jeder Seite des mittig angeordneten Teilmoduls mit dem gleichen Versatz in Bezug auf das mittig angeordnete Teilmodul angeordnet. Bei einer geraden Anzahl von Teilmodulen kann die Staffelung analog in Bezug auf zwei mittig angeordnete Teilmodule erfolgen.It can therefore advantageously be provided that at least two sub-modules, in particular the light sources and/or the front optics of the sub-modules, are arranged offset from one another along the main radiation direction of the light module. For example, three to seven or more sub-modules are provided. With an odd number of sub-modules, it can be provided that, starting from a centrally arranged sub-module, the sub-modules arranged next to one another in the horizontal direction in both directions are arranged symmetrically staggered to a central axis through the centrally arranged sub-module in the main radiation direction. For example, the next sub-modules on each side of the centrally arranged sub-module are arranged with the same offset in relation to the centrally arranged sub-module. With an even number of sub-modules, the staggering can be done analogously in relation to two centrally arranged sub-modules.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das von einer jeweiligen Lichtquelle abgestrahlte Licht mittels der jeweiligen Vorsatzoptik auf einen virtuellen Brennpunkt der jeweiligen Vorsatzoptik abgebildet wird, wobei der virtuelle Brennpunkt der jeweiligen Vorsatzoptik in einem Brennpunkt eines jeweiligen Linsenabschnitts der Projektionslinse liegt oder wobei der virtuelle Brennpunkt der jeweiligen Vorsatzoptik auf den Brennpunkt eines jeweiligen Linsenabschnitts der Projektionslinse abgebildet wird.According to one embodiment, it is provided that the light emitted by a respective light source is imaged by means of the respective attachment optics onto a virtual focal point of the respective attachment optics, wherein the virtual focal point of the respective attachment optics lies in a focal point of a respective lens section of the projection lens or wherein the virtual focal point of the respective attachment optics is imaged onto the focal point of a respective lens section of the projection lens.

Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquellen der Teilmodule derart angeordnet sind, dass eine Hauptabstrahlrichtung einer jeweiligen Lichtquelle der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls entspricht. In diesem Fall sind die Teilmodule in Bezug auf die Projektionslinse derart angeordnet, dass der virtuelle Brennpunkt der jeweiligen Vorsatzoptik in einem Brennpunkt eines jeweiligen Linsenabschnitts der Projektionslinse liegt und es ist kein weiteres Umlenken des Strahlenbündels nach der Vorsatzoptik erforderlich.It can be provided that the light sources of the sub-modules are arranged in such a way that a main radiation direction of a respective light source corresponds to the main radiation direction of the light module. In this case, the sub-modules are arranged in relation to the projection lens in such a way that the virtual focal point of the respective auxiliary optics lies in a focal point of a respective lens section of the projection lens and no further deflection of the beam after the auxiliary optics is required.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lichtquellen der Teilmodule derart angeordnet sind, dass eine Hauptabstrahlrichtung einer jeweiligen Lichtquelle, insbesondere vertikal nach oben, abweichend von der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls, insbesondere senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls verläuft, und wobei ein jeweiliges Teilmodul ein Umlenkelement zum Umlenken des abgestrahlten Lichts in Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls umfasst.According to one embodiment, it is provided that the light sources of the sub-modules are arranged in such a way that a main radiation direction of a respective light source, in particular vertically upwards, deviates from the main radiation direction of the light module, in particular perpendicular to the main radiation direction of the light module, and wherein a respective sub-module has a deflection element element for redirecting the emitted light in the main radiation direction of the light module.

Auf dem Umlenkelement wird ein virtuelles Zwischenbild der Teillichtverteilung abgebildet. Das virtuelle Zwischenbild der Teillichtverteilung wird mittels der Projektionslinse auf der Straße vor dem Kraftfahrzeug abgebildet.A virtual intermediate image of the partial light distribution is projected onto the deflection element. The virtual intermediate image of the partial light distribution is projected onto the road in front of the vehicle using the projection lens.

Durch das Umlenkelement wird ein jeweiliger virtueller Brennpunkt der jeweiligen Vorsatzoptik auf einem jeweiligen Brennpunkt eines jeweiligen Linsenabschnitts der Projektionslinse abgebildet.By means of the deflection element, a respective virtual focal point of the respective attachment optics is imaged onto a respective focal point of a respective lens section of the projection lens.

Eine vergleichbare Lichtverteilung kann auch mit einer alternativen Anordnung erzeugt werden, bei der die Lichtquellen der Teilmodule derart angeordnet sind, dass eine Hauptabstrahlrichtung einer jeweiligen Lichtquelle vertikal nach unten, abweichend von der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls, insbesondere senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls verläuft.A comparable light distribution can also be produced with an alternative arrangement in which the light sources of the sub-modules are arranged such that a main radiation direction of a respective light source runs vertically downwards, deviating from the main radiation direction of the light module, in particular perpendicular to the main radiation direction of the light module.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lichtquellen der Teilmodule in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei die gemeinsame Ebene durch eine Gerade in Richtung der Hauptabstrahlung des Lichtmoduls und durch eine Gerade in horizontaler Richtung aufgespannt wird.According to one embodiment, it is provided that the light sources of the sub-modules are arranged in a common plane, wherein the common plane is spanned by a straight line in the direction of the main radiation of the light module and by a straight line in the horizontal direction.

Die Lichtquellen der Teilmodule sind beispielsweise auf einem gemeinsamen Träger, beispielsweise einer Leiterplatte, auch Platine, PCB angeordnet. Die Hauptabstrahlrichtung einer jeweiligen Lichtquelle steht damit senkrecht zur optischen Achse der Linse, d.h. die gemeinsame Ebene der Lichtquellen bzw. die Ebene des gemeinsamen Trägers ist parallel zu der optischen Achse der Projektionslinse, auch parallel zur Hauptabstrahlung des Lichtmoduls.The light sources of the sub-modules are arranged on a common carrier, for example a printed circuit board, also known as a PCB. The main radiation direction of each light source is therefore perpendicular to the optical axis of the lens, i.e. the common plane of the light sources or the plane of the common carrier is parallel to the optical axis of the projection lens, also parallel to the main radiation of the light module.

Aus fertigungstechnischen Gründen kann eine Anordnung der Lichtquellen, in einer gemeinsamen Ebene, beispielsweise auf einem gemeinsamen Träger vorteilhaft sein. Dies wird durch Vorsehen der Umlenkelemente in einem Strahlengang bei dem jeweiligen Teilmodul erreicht.For manufacturing reasons, it may be advantageous to arrange the light sources in a common plane, for example on a common carrier. This is achieved by providing the deflection elements in a beam path for the respective sub-module.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Umlenkelement als ein planer Umlenkspiegel ausgebildet ist.According to one embodiment, it is provided that a deflection element is designed as a planar deflection mirror.

Beispielsweise können alle Umlenkelemente als planer Umlenkspiegel, als ein jeweiliges Umlenkelement eines jeden Teilmoduls als planer Umlenkspiegel ausgebildet sein. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Teilmodule in Bezug auf die Hauptabstrahlrichtung wie vorstehend beschrieben in Staffelung, beispielsweise symmetrisch gestaffelt zu einer Mittenachse durch ein mittig angeordnetes Teilmodul, angeordnet sind.For example, all deflection elements can be designed as flat deflection mirrors, and a respective deflection element of each sub-module can be designed as a flat deflection mirror. In this case, it can be provided that the sub-modules are arranged in staggered fashion with respect to the main radiation direction as described above, for example symmetrically staggered to a central axis by a centrally arranged sub-module.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Umlenkelement als Reflektor, insbesondere umfassend eine hyperbolische Fläche, ausgebildet ist. Es kann vorteilhaftsein, wenn ein in horizontaler Richtung mittig angeordnetes Teilmodul ein Umlenkelement in Form eines Reflektors, insbesondere umfassend eine hyperbolische Fläche, umfasst.In a further development of the invention, it can be provided that at least one deflection element is designed as a reflector, in particular comprising a hyperbolic surface. It can be advantageous if a sub-module arranged centrally in the horizontal direction comprises a deflection element in the form of a reflector, in particular comprising a hyperbolic surface.

Durch die hyperbolische Ausbildung des Reflektors ist die optisch nutzbare Fläche nicht rotationssymmetrisch. Die hyperbolische Ausbildung des Reflektors entsteht beispielsweise als ein Teil eines zweischaligen Hyperboloid.Due to the hyperbolic design of the reflector, the optically usable surface is not rotationally symmetrical. The hyperbolic design of the reflector is created, for example, as part of a two-shell hyperboloid.

Beispielsweise ist die Umlenkfläche des Reflektors als hyperbolische Reflektorfläche ausgebildet. Als geometrisches Zentrum kann hierbei der Punkt bei einem Hyperboloid verstanden werden, in welchem die Rotationsachse, um welche eine Hyperbel rotiert wird, um einen Hyperboloid zu erzeugen, die Hyperboloidfläche schneidet.For example, the deflection surface of the reflector is designed as a hyperbolic reflector surface. The geometric center can be understood as the point on a hyperboloid at which the axis of rotation, around which a hyperbola is rotated to create a hyperboloid, intersects the hyperboloid surface.

Durch die Verwendung des Reflektors mit der hyperbolischen Fläche wird die Brennweite des Teilmoduls derart angepasst, dass eine Reduzierung der erforderlichen Staffelung und damit eine geringere Bautiefe erreicht werden kann. Das Teilmodul mit dem hyperbolischen Reflektor kann beispielsweise zur Erzeugung einer Teillichtverteilung mit einer höheren Intensität, beispielsweise zur Ausleuchtung eines zentralen Bereichs einer Fernlichtverteilung, verwendet werden, wobei der ohne diesen hyperbolischen Reflektor erforderliche größere Abstand zwischen Lichtquelle und Projektionslinse reduziert werden kann.By using the reflector with the hyperbolic surface, the focal length of the sub-module is adjusted in such a way that the required staggering and thus a smaller installation depth can be achieved. The sub-module with the hyperbolic reflector can be used, for example, to generate a partial light distribution with a higher intensity, for example to illuminate a central area of a high beam distribution, whereby the larger distance between the light source and the projection lens required without this hyperbolic reflector can be reduced.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Teilmodule, insbesondere die Lichtquellen und/oder die Vorsatzoptiken der Teilmodule, entlang der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls ohne Versatz zueinander in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet sind.In a further development of the invention, it can be provided that the at least two sub-modules, in particular the light sources and/or the attachment optics of the sub-modules, are arranged next to one another in the horizontal direction along the main radiation direction of the light module without offset from one another.

Beispielsweise sind drei bis sieben oder mehr Teilmodule vorgesehen. In Abhängigkeit der konkreten Ausbildung der Vorsatzoptiken und/oder Umlenkelementen kann auf eine gestaffelte Anordnung der Teilmodule entlang der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls verzichtet werden.For example, three to seven or more sub-modules are provided. Depending on the specific design of the attachment optics and/or deflection elements, a staggered arrangement of the sub-modules along the main beam direction of the light module can be dispensed with.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die gemeinsame Ebene, in der die Lichtquellen der Teilmodule angeordnet sind, unterhalb einer Unterkante der Projektionslinse verläuft.According to one embodiment, it is provided that the common plane in which the light sources of the sub-modules are arranged runs below a lower edge of the projection lens.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Umlenkelement zentrisch in Bezug auf die Projektionslinse angeordnet ist. Eine Oberkante eines jeweiligen Umlenkelements kann, muss aber nicht zwingend auf Höhe einer Oberkante der Projektionslinse angeordnet sein.According to one embodiment, it is provided that a respective deflection element is arranged centrally in relation to the projection lens. An upper edge of a respective deflection element can, but does not necessarily have to, be arranged at the level of an upper edge of the projection lens.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Projektionslinse in Richtung der Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls nach den Umlenkelementen der Teilmodule angeordnet ist.According to one embodiment, it is provided that the projection lens is arranged in the direction of the main emission direction of the light module after the deflection elements of the sub-modules.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lichtmodul drei oder mehr, insbesondere vier oder fünf oder sechs oder sieben oder mehr Teilmodule umfasst.According to one embodiment, it is provided that the light module comprises three or more, in particular four or five or six or seven or more sub-modules.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lichtmodul ein Fernlichtmodul zum Erzeugen einer Fernlichtverteilung ist.According to one embodiment, it is provided that the light module is a high beam module for generating a high beam distribution.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Bei der Beschreibung einzelner Figuren wird gegebenenfalls auch auf Elemente aus anderen Figuren Bezug genommen. Es zeigen jeweils in schematischer Form:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
  • 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lichtmoduls aus 1 in einer Ansicht von der Seite;
  • 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
  • 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lichtmoduls aus 3 in einer Ansicht von der Seite;
  • 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
  • 6a eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Lichtmoduls aus 5 in einer Ansicht von der Seite;
  • 6b eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Lichtmoduls aus 5 in einer Ansicht von der oben;
  • 7 eine schematische Darstellung einer mit einem erfindungsgemäßen Lichtmodul erzeugbaren Lichtverteilung.
Further advantages emerge from the description and the accompanying drawings. Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description. The same reference symbols in different figures designate the same or at least functionally comparable elements. When describing individual figures, reference may also be made to elements from other figures. They show in schematic form:
  • 1 a schematic representation of a light module according to the invention according to a first embodiment in a perspective view;
  • 2 a schematic representation of the light module according to the invention 1 in a side view;
  • 3 a schematic representation of a light module according to the invention according to a further embodiment in a perspective view;
  • 4 a schematic representation of the light module according to the invention 3 in a side view;
  • 5 a schematic representation of a light module according to the invention according to a further embodiment in a perspective view;
  • 6a a schematic sectional view of a section of the light module according to the invention 5 in a side view;
  • 6b a schematic sectional view of a section of the light module according to the invention 5 in a view from above;
  • 7 a schematic representation of a light distribution that can be generated with a light module according to the invention.

Die 1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Lichtmodul ist ein seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Bei dem Lichtmodul 10 handelt es sich um ein Lichtmodul 10 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise zum Erzeugen einer Fernlichtverteilung, vgl. 7.The 1 and 2 show a schematic representation of a light module according to the invention in accordance with a first embodiment. The light module is designated in its entirety by the reference number 10. The light module 10 is a light module 10 for a motor vehicle headlight for a motor vehicle, for example for generating a high beam distribution, cf. 7 .

Im Beispiel umfasst das Lichtmodul 10 insgesamt fünf Teilmodule 12. Die Teilmodule sind mit 12-1 bis 12-5 bezeichnet. Jedes Teilmodul 12 umfasst wenigstens eine Lichtquelle 14. Bei der Lichtquelle 14 handelt es sich beispielweise um eine Halbleiterlichtquelle in Form einer Licht emittierenden Diode (LED). Die LED besitzt beispielsweise eine ebene Lichtaustrittsfläche. Solche Halbleiterlichtquellen können näherungsweise als Lambert-Strahler betrachtet werden, die ihr Licht über einen Winkelbereich von 90 Grad zu einer Normalen der Lichtaustrittsfläche der LED in einen Halbraum mit einem Raumwinkel von 2π emittieren. Die Hauptabstrahlrichtung HA-14 einer LED verläuft beispielsweise in Richtung der Normalen der Lichtaustrittsfläche der LED.In the example, the light module 10 comprises a total of five sub-modules 12. The sub-modules are designated 12-1 to 12-5. Each sub-module 12 comprises at least one light source 14. The light source 14 is, for example, a semiconductor light source in the form of a light-emitting diode (LED). The LED has, for example, a flat light exit surface. Such semiconductor light sources can be considered approximately as Lambert radiators, which emit their light over an angular range of 90 degrees to a normal of the light exit surface of the LED into a half-space with a solid angle of 2π. The main radiation direction HA-14 of an LED runs, for example, in the direction of the normal of the light exit surface of the LED.

Zum Bündeln des von einer jeweiligen Lichtquelle 14 ausgesandten Lichts umfasst jedes Teilmodul eine Vorsatzoptik 16. Eine jeweilige Vorsatzoptik 16 lenkt das ausgestrahlte Licht bezüglich wenigstens zwei Hauptrichtungen um. In order to focus the light emitted by a respective light source 14, each sub-module comprises an attachment optic 16. A respective attachment optic 16 redirects the emitted light with respect to at least two main directions.

Beispielsweise wird das ausgestrahlte Licht bezüglich einer vertikalen und einer horizontalen Richtung kollimiert.For example, the emitted light is collimated with respect to a vertical and a horizontal direction.

Eine jeweilige Vorsatzoptik 16 eines jeweiligen Teilmoduls 12 umfasst wenigstens eine hyperbolische Fläche. Eine Vorsatzoptik 16 mit einer hyperbolischen Fläche ist besonders vorteilhaft. Durch die Verwendung einer Vorsatzoptik 16 mit hyperbolischen Flächen kann der Abstand zwischen einer Projektionslinse und den Lichtquellen 14 verkürzt werden, im Vergleich zu einer Vorsatzoptik mit parabolischen Flächen oder im Vergleich zu einer Anordnung ohne Vorsatzoptik. Dies erlaubt zum einen geringere Bautiefe des Lichtmoduls 10. Durch die Reduktion des Abstands zwischen Lichtquelle 14 und Projektionslinse, kann gleichzeitig eine Höhe der Linse, also eine Erstreckung der Linse in vertikaler Richtung reduziert werden, ohne dass dies die Passierbarkeit des Strahlenbündels einschränkt.A respective optical attachment 16 of a respective sub-module 12 comprises at least one hyperbolic surface. An optical attachment 16 with a hyperbolic surface is particularly advantageous. By using an optical attachment 16 with hyperbolic surfaces, the distance between a projection lens and the light sources 14 can be shortened, compared to an optical attachment with parabolic surfaces or compared to an arrangement without an optical attachment. On the one hand, this allows a smaller installation depth of the light module 10. By reducing the distance between the light source 14 and the projection lens, a height of the lens, i.e. an extension of the lens in the vertical direction, can be reduced at the same time, without this restricting the passability of the beam of rays.

Mit einem jeweiligen Teilmodul 12 wird eine Teillichtverteilung erzeugt.A partial light distribution is generated with each sub-module 12.

Das Lichtmodul 10 umfasst weiter eine Projektionslinse 18, die zum Abbilden der Teillichtverteilungen der Teilmodule 12 zu einer Lichtverteilung, vgl. 7, des Lichtmoduls 10 ausgebildet und in dem Lichtmodul 10 angeordnet ist.The light module 10 further comprises a projection lens 18, which is used to project the partial light distributions of the sub-modules 12 into a light distribution, cf. 7 , of the light module 10 and is arranged in the light module 10.

Die Projektionslinse 18 des Lichtmoduls ist den Teilmodulen 12 gemeinsam zugeordnet. Beispielsweise umfasst die Projektionslinse 18 eine Anzahl von Linsenabschnitten 18-1 bis 18-5 entsprechend der Anzahl der Teilmodule 12, im Beispiel fünf, so dass einem jeweiligen Teilmodul 12 ein Linsenabschnitt 18-1 bis 18-5 zugeordnet ist.The projection lens 18 of the light module is jointly assigned to the sub-modules 12. For example, the projection lens 18 comprises a number of lens sections 18-1 to 18-5 corresponding to the number of sub-modules 12, in the example five, so that a respective sub-module 12 is assigned a lens section 18-1 to 18-5.

Die Teilmodule 12 sind in Bezug auf eine horizontale Richtung HO, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 verläuft, derart nebeneinander angeordnet sind, dass zentralen Achsen Z-12-1 bis Z12-5 der Strahlenbündel der Teilmodule 12 parallel zueinander verlaufen,The sub-modules 12 are arranged next to one another with respect to a horizontal direction HO, which runs perpendicular to a main radiation direction HA-10 of the light module 10, such that central axes Z-12-1 to Z12-5 of the beams of the sub-modules 12 run parallel to one another,

Die horizontale Richtung HO entspricht der horizontalen Richtung gemäß einer bestimmungsgemäßen Einbausituation des Lichtmoduls 10 in einem Kraftfahrzeug.The horizontal direction HO corresponds to the horizontal direction according to a proper installation situation of the light module 10 in a motor vehicle.

Die Lichtquellen 14 der Teilmodule 12 können in vertikaler Richtung V in Bezug auf die bestimmungsgemäße Einbausituation des Lichtmoduls 10 im Kraftfahrzeug auf gleicher Höhe angeordnet sein.The light sources 14 of the sub-modules 12 can be arranged at the same height in the vertical direction V with respect to the intended installation situation of the light module 10 in the motor vehicle.

Mit dem Lichtmodul 10 wird beispielsweise eine Fernlichtverteilung, vgl. 7, erzeugt. 7 zeigt eine auf einem in einem Abstand (z.B. 25m) vor dem Kraftfahrzeug bzw. vor dem Lichtmodul 10 angeordneten Messchirm erzeugbare Lichtverteilung. In der Darstellung ist eine horizontale Achse HO und eine vertikale Achse V aufgetragen, die sich in einem Punkt (0°, 0°) schneiden.The light module 10 is used, for example, to distribute high beam, cf. 7 , generated. 7 shows a light distribution that can be generated on a measuring screen arranged at a distance (eg 25 m) in front of the motor vehicle or in front of the light module 10. The illustration shows a horizontal axis HO and a vertical axis V, which intersect at a point (0°, 0°).

Die Lichtverteilung 20 wird beispielsweise durch fünf Teillichtverteilungen 20-1 bis 20-5 erzeugt. Die Teillichtverteilungen ergänzen sich zu der Lichtverteilung 20. Eine, insbesondere teilweise, Überlagerung kann auch denkbar sein.The light distribution 20 is generated, for example, by five partial light distributions 20-1 to 20-5. The partial light distributions complement each other to form the light distribution 20. An overlay, in particular a partial one, may also be conceivable.

Die Lichtverteilung 20 umfasst Bereiche mit unterschiedlichen Intensitäten. Beispielweise können die Intensitäten der Bereiche ausgehend von einem zentralen Intensitätsmaximum nach außen hin abnehmen.The light distribution 20 comprises areas with different intensities. For example, the intensities of the areas can decrease outwards, starting from a central intensity maximum.

Zum Erzeugen der Bereiche mit unterschiedlichen Intensitäten sind gemäß dem Beispiel mehrere Teilmodule 12 mit unterschiedlichen Brennweiten erforderlich.According to the example, several sub-modules 12 with different focal lengths are required to generate the areas with different intensities.

Die unterschiedlichen Brennweiten werden bei der Ausführungsform des Lichtmoduls 12 gemäß 1 und 2 beispielsweise durch Anpassen der Brennweiten der jeweiligen Vorsatzoptiken 14 der Teilmodule 12 und/oder der Brennweiten der Linsenabschnitte 18-1 bis 18-5 der Projektionslinse 18 erreicht.The different focal lengths are used in the embodiment of the light module 12 according to 1 and 2 for example, by adjusting the focal lengths of the respective attachment optics 14 of the sub-modules 12 and/or the focal lengths of the lens sections 18-1 to 18-5 of the projection lens 18.

Bei der Ausführungsform des Lichtmoduls 12 gemäß 1 und 2 ist aufgrund der unterschiedlichen Brennweiten eine gestaffelte Anordnung entlang der Hauptabstrahlung HA-10 des Lichtmoduls erforderlich.In the embodiment of the light module 12 according to 1 and 2 Due to the different focal lengths, a staggered arrangement along the main beam HA-10 of the light module is required.

Für die Erzeugung einer Teillichtverteilung 20-3 mit einer höheren Intensität, beispielsweise zur Ausleuchtung eines zentralen Bereichs der Fernlichtverteilung 20, kann ein größerer Abstand zwischen Lichtquelle und Projektionslinse notwendig sein, als zur Erzeugung von Teillichtverteilungen 20-1, 20-2, 20-4, 20-5 mit einer niedrigeren Intensität, die beispielsweise zum Ausleuchten von Randbereichen der Fernlichtverteilung 20 beitragen.To generate a partial light distribution 20-3 with a higher intensity, for example to illuminate a central area of the high beam distribution 20, a greater distance between the light source and the projection lens may be necessary than to generate partial light distributions 20-1, 20-2, 20-4, 20-5 with a lower intensity, which, for example, contribute to illuminating edge areas of the high beam distribution 20.

Gemäß den 1 und 2 sind die Teilmodule 12 in ihrer Gesamtheit, also umfassend die Lichtquellen 14 und die Vorsatzoptiken 16, entlang der Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 versetzt zueinander angeordnet. Das mittig angeordnete Teilmodul 12-3 ist im Vergleich zu den übrigen Teilmodulen mit dem größten Abstand a-12-3 zur Projektionslinse angeordnet. Die Abstände a-12-1, a-12-2, a-12-4 und a-12-5 sind entsprechend kürzer.According to the 1 and 2 the sub-modules 12 in their entirety, i.e. comprising the light sources 14 and the attachment optics 16, are arranged offset from one another along the main radiation direction HA-10 of the light module 10. The centrally arranged sub-module 12-3 is arranged with the greatest distance a-12-3 to the projection lens compared to the other sub-modules. The distances a-12-1, a-12-2, a-12-4 and a-12-5 are correspondingly shorter.

Ausgehend von dem Teilmodul 12-3 sind die beidseits in horizontaler Richtung nebeneinander angeordneten Teilmodule 12-2, 12-1 und 12-4, 12-5 in Hauptabstrahlrichtung HA-10 symmetrisch gestaffelt zu einer Mittenachse MA-12-3 durch das mittig angeordnete Teilmodul 12-3 angeordnet.Starting from the sub-module 12-3, the sub-modules 12-2, 12-1 and 12-4, 12-5 arranged next to each other on both sides in the horizontal direction are arranged symmetrically in the main radiation direction HA-10 to a central axis MA-12-3 through the centrally arranged sub-module 12-3.

Im Beispiel sind die jeweils nächsten Teilmodule, also Teilmodul 12-2 und 12-4, und Teilmodul 12-1 und 12-5, auf jeder Seite des mittig angeordneten Teilmoduls 12-3 mit dem gleichen Versatz in Bezug auf das mittig angeordnete Teilmodul 12-3 angeordnet.In the example, the next sub-modules, i.e. sub-modules 12-2 and 12-4, and sub-modules 12-1 and 12-5, are arranged on each side of the centrally arranged sub-module 12-3 with the same offset in relation to the centrally arranged sub-module 12-3.

Gemäß der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird durch die Staffelung erreicht, dass trotz der unterschiedlichen Brennweiten der Lichtmodule 12 das von einer jeweiligen Lichtquelle 14 abgestrahlte Licht mittels der jeweiligen Vorsatzoptik 16 auf einen virtuellen Brennpunkt der jeweiligen Vorsatzoptik abgebildet wird. Der virtuelle Brennpunkt F1_VO der jeweiligen Vorsatzoptik liegt gemäß dem Beispiel in einem Brennpunkt F1 eines jeweiligen Linsenabschnitts der Projektionslinse.According to the 1 and 2 In the embodiment shown, the staggering ensures that, despite the different focal lengths of the light modules 12, the light emitted by a respective light source 14 is imaged by means of the respective attachment optics 16 onto a virtual focal point of the respective attachment optics. According to the example, the virtual focal point F1_VO of the respective attachment optics lies in a focal point F1 of a respective lens section of the projection lens.

Gemäß der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform sind die Lichtquellen 14 der Teilmodule 12 derart angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung HA-14 einer jeweiligen Lichtquelle 14 abweichend von der Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 vertikal nach oben und senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 verläuft.According to the 3 and 4 In the embodiment shown, the light sources 14 of the sub-modules 12 are arranged such that a main radiation direction HA-14 of a respective light source 14 deviates from the main radiation direction HA-10 of the light module 10 and runs vertically upwards and perpendicular to the main radiation direction HA-10 of the light module 10.

Ein jeweiliges Teilmodul 12 umfasst ein Umlenkelement 22 zum Umlenken des abgestrahlten Lichts in Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10.A respective sub-module 12 comprises a deflection element 22 for deflecting the emitted light in the main emission direction HA-10 of the light module 10.

Ein jeweiliges Umlenkelement 22 ist beispielsweise zentrisch in Bezug auf die Projektionslinse 18 angeordnet. Im Beispiel ist eine Oberkante 26 eines Umlenkelements 22 beispielhaft auf Höhe einer Oberkante 28 der Projektionslinse 18 angeordnet. Dies muss aber nicht zwingend so sein.A respective deflection element 22 is arranged, for example, centrally in relation to the projection lens 18. In the example, an upper edge 26 of a deflection element 22 is arranged, for example, at the level of an upper edge 28 of the projection lens 18. However, this does not necessarily have to be the case.

Die Projektionslinse 18 ist in Richtung der Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 nach den Umlenkelementen 22 der Teilmodule 12 angeordnet.The projection lens 18 is arranged in the direction of the main radiation direction HA-10 of the light module 10 after the deflection elements 22 of the sub-modules 12.

Gemäß den 3 und 4 sind die Umlenkelemente 22 als plane Umlenkspiegel 24 ausgebildet.According to the 3 and 4 the deflection elements 22 are designed as flat deflection mirrors 24.

Auf dem Umlenkelement 22 wird ein virtuelles Zwischenbild der Teillichtverteilung 20-1 bis 20-5 abgebildet. Das virtuelle Zwischenbild der Teillichtverteilung 20-1 bis 20-5 wird mittels der Projektionslinse 18 auf der Straße vor dem Kraftfahrzeug abgebildet.A virtual intermediate image of the partial light distribution 20-1 to 20-5 is projected onto the deflection element 22. The virtual intermediate image of the partial light distribution 20-1 to 20-5 is projected onto the road in front of the motor vehicle by means of the projection lens 18.

Durch das Umlenkelement 22 wird ein jeweiliger virtueller Brennpunkt F1-VO der jeweiligen Vorsatzoptik auf einem jeweiligen Brennpunkt F1 eines jeweiligen Linsenabschnitts der Projektionslinse 18 abgebildet.By means of the deflection element 22, a respective virtual focal point F1-VO of the respective attachment optics is imaged onto a respective focal point F1 of a respective lens section of the projection lens 18.

Gemäß den 3 und 4 sind die Lichtquellen 14 der Teilmodule 12 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die gemeinsame Ebene durch eine Gerade in Richtung der Hauptabstrahlung des Lichtmoduls und durch eine Gerade in horizontaler Richtung aufgespannt wird, vgl. 4.According to the 3 and 4 the light sources 14 of the sub-modules 12 are arranged in a common plane, wherein the common plane is spanned by a straight line in the direction of the main radiation of the light module and by a straight line in the horizontal direction, cf. 4 .

Die Lichtquellen 14 der Teilmodule 12 sind beispielsweise auf einem gemeinsamen Träger (nicht dargestellt), beispielsweise einer Leiterplatte, auch Platine, PCB angeordnet. Die Hauptabstrahlrichtung HA-14 einer jeweiligen Lichtquelle 14 steht damit senkrecht zur optischen Achse der Projektionslinse 18, d.h. die gemeinsame Ebene der Lichtquellen 14 bzw. die Ebene des gemeinsamen Trägers ist parallel zu der optischen Achse der Projektionslinse 18, auch parallel zur Hauptabstrahlung HA-10 des Lichtmoduls 10.The light sources 14 of the sub-modules 12 are arranged, for example, on a common carrier (not shown), for example a printed circuit board, also known as a PCB. The main radiation direction HA-14 of a respective light source 14 is thus perpendicular to the optical axis of the projection lens 18, i.e. the common plane of the light sources 14 or the plane of the common carrier is parallel to the optical axis of the projection lens 18, also parallel to the main radiation HA-10 of the light module 10.

Die gemeinsame Ebene, in der die Lichtquellen 14 der Teilmodule 12 angeordnet sind, verläuft beispielsweise unterhalb einer Unterkante 30 der Projektionslinse 18.The common plane in which the light sources 14 of the sub-modules 12 are arranged runs, for example, below a lower edge 30 of the projection lens 18.

Gemäß den 3 und 4 sind die Teilmodule 12 in Bezug auf die Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 wie vorstehend in Bezug auf 1 und 2 beschrieben symmetrisch gestaffelt zu der Mittenachse MA des mittig angeordneten Teilmoduls 12-3 angeordnet.According to the 3 and 4 the sub-modules 12 are arranged with respect to the main beam direction HA-10 of the light module 10 as described above with respect to 1 and 2 described symmetrically staggered to the center axis MA of the centrally arranged sub-module 12-3.

In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Lichtmoduls 10 dargestellt.In the 5 and 6 another embodiment of a light module 10 is shown.

Das Umlenkelement 22 des mittig angeordneten Teilmoduls 12-3 ist als Reflektor 32 umfassend eine hyperbolische Fläche ausgebildet. Durch die Verwendung des Reflektors 32 mit der hyperbolischen Fläche wird die Brennweite des Teilmoduls 12-3 derart angepasst, dass eine Reduzierung der erforderlichen Staffelung und damit eine geringere Bautiefe erreicht werden kann.The deflection element 22 of the centrally arranged sub-module 12-3 is designed as a reflector 32 comprising a hyperbolic surface. By using the reflector 32 with the hyperbolic surface, the focal length of the sub-module 12-3 is adjusted in such a way that a reduction in the required staggering and thus a smaller installation depth can be achieved.

Die Brennpunkte der Vorsatzoptiken FI-VO und die Brennpunkte der Linsenabschnitte FI sind durch ihre unterschiedliche Lage bezüglich der optischen Achse der abbildenden Projektionslinse 18 gekennzeichnet, d.h. im horizontalen Schnitt befinden sich beide Brennpunkte auf der optischen Achse („on-axis“), im vertikalen Schnitt dagegen befindet sich der Brennpunkt FI-VO außerhalb der Achse („off-axis“). Somit sind die Schnitte in vertikaler (V) und horizontaler (HO) Richtung wie in 6a und 6b dargestellt unterschiedlich. Die hyperbolische Freiform-Fläche des Reflektors 32 wird durch diese beiden Schnitte aufgespannt und zeichnet sich dadurch aus, dass der optisch nutzbare Bereich nicht rotationssymmetrisch ist.The focal points of the auxiliary optics FI-VO and the focal points of the lens sections FI are characterized by their different position with respect to the optical axis of the imaging projection lens 18, ie in the horizontal section both focal points are on the optical axis (“on-axis”), whereas in the vertical section the focal point FI-VO is outside the axis (“off-axis”). Thus, the sections in the vertical (V) and horizontal (HO) direction are as in 6a and 6b shown differently. The hyperbolic free-form surface of the reflector 32 is spanned by these two sections and is characterized by the fact that the optically usable area is not rotationally symmetrical.

Gemäß den 5 und 6 sind die Teilmodule 12-1 bis 12-5 in ihrer Gesamtheit, also die Lichtquellen 12 und die Vorsatzoptiken 16 und die Umlenkelemente 22 der Teilmodule 12, entlang der Hauptabstrahlrichtung HA-10 des Lichtmoduls 10 ohne Versatz zueinander in horizontaler Richtung HO nebeneinander angeordnet.According to the 5 and 6 the sub-modules 12-1 to 12-5 in their entirety, i.e. the light sources 12 and the attachment optics 16 and the deflection elements 22 of the sub-modules 12, are arranged next to one another along the main radiation direction HA-10 of the light module 10 without offset from one another in the horizontal direction HO.

Die Teilmodule 12-2 bis 12-4 sind gemäß 5 und 6 auf die vordere Position hin verschoben, die beispielhaft in 4 durch die Vorsatzoptiken 12-1 und 12-5 exemplarisch vorgegeben ist. Die Umlenkelemente 22 der äußeren Teilmodule 12-1, 12-2, 12-4 und 12-5 sind in den 5 und 6 nur schematisch dargestellt. Insbesondere können die Umlenkelemente 22 der Teilmodule 12-2 und 12-4, oder auch die die Umlenkelemente 22 der Teilmodule 12-1 und 12-5, entgegen der dargestellten Ausführungsform, ebenfalls als Reflektor 32 umfassend eine hyperbolische Fläche ausgebildet sein.The submodules 12-2 to 12-4 are in accordance with 5 and 6 shifted to the front position, which is exemplified in 4 by the front optics 12-1 and 12-5. The deflection elements 22 of the outer sub-modules 12-1, 12-2, 12-4 and 12-5 are shown in the 5 and 6 only shown schematically. In particular, the deflection elements 22 of the sub-modules 12-2 and 12-4, or also the deflection elements 22 of the sub-modules 12-1 and 12-5, contrary to the embodiment shown, can also be designed as a reflector 32 comprising a hyperbolic surface.

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  • US 2022/0163181 [0003]US 2022/0163181 [0003]

Claims (14)

Lichtmodul (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend wenigstens zwei Teilmodule (12), wobei jedes Teilmodul (12) wenigstens eine Lichtquelle (14), insbesondere eine LED, zum Erzeugen einer Teillichtverteilung, und wenigstens eine Vorsatzoptik (16) zum Bündeln des von der Lichtquelle (14) ausgesandten Lichts umfasst, und wobei das Lichtmodul (10) wenigstens eine Projektionslinse (18) umfasst, und die Projektionslinse (18) zum Abbilden der Teillichtverteilungen der Teilmodule (12) zu einer Lichtverteilung (20) des Lichtmoduls (10) ausgebildet und in dem Lichtmodul (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmodule (12) in Bezug auf eine horizontale Richtung (HO), die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) verläuft, derart nebeneinander angeordnet sind, dass eine zentrale Achse (Z-12-1) eines Strahlenbündels des ersten Teilmoduls (12) und eine zentrale Achse (Z-12-2) eines Strahlenbündels des zweiten Teilmoduls (12) parallel zueinander verlaufen, und eine jeweilige Vorsatzoptik (16) eines jeweiligen Teilmoduls (12) wenigstens eine hyperbolische Fläche umfasst.Light module (10) for a motor vehicle headlight, comprising at least two sub-modules (12), each sub-module (12) comprising at least one light source (14), in particular an LED, for generating a partial light distribution, and at least one front optics (16) for bundling the light emitted by the light source (14), and the light module (10) comprising at least one projection lens (18), and the projection lens (18) is designed to image the partial light distributions of the sub-modules (12) to form a light distribution (20) of the light module (10) and is arranged in the light module (10), characterized in that the sub-modules (12) are arranged next to one another with respect to a horizontal direction (HO), which runs perpendicular to a main emission direction (HA-10) of the light module (10), such that a central axis (Z-12-1) of a beam of rays of the first sub-module (12) and a central axis (Z-12-2) of a beam of rays of the second sub-module (12) run parallel to one another, and a respective attachment optics (16) of a respective sub-module (12) comprises at least one hyperbolic surface. Lichtmodul (10) nach Anspruch 1, wobei eine jeweilige Vorsatzoptik (16) eine plane Lichteintrittsfläche und/oder hyperbolisch geformte Lichtaustrittsfläche umfasst.Light module (10) after claim 1 , wherein a respective attachment optic (16) comprises a flat light entry surface and/or hyperbolically shaped light exit surface. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei wenigstens zwei Teilmodule (12), insbesondere die Lichtquellen (14) und/oder die Vorsatzoptiken (16) der Teilmodule (12), entlang der Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) versetzt zueinander angeordnet sind.Light module (10) according to one of the Claims 1 or 2 , wherein at least two sub-modules (12), in particular the light sources (14) and/or the attachment optics (16) of the sub-modules (12), are arranged offset from one another along the main emission direction (HA-10) of the light module (10). Lichtmodul (10) nach Anspruch 3, wobei das von einer jeweiligen Lichtquelle (14) abgestrahlte Licht mittels der jeweiligen Vorsatzoptik (16) auf einen virtuellen Brennpunkt (F1_VO) der jeweiligen Vorsatzoptik (16) abgebildet wird, wobei der virtuelle Brennpunkt (F1_ VO) der jeweiligen Vorsatzoptik (16) in einem Brennpunkt (F1) eines jeweiligen Linsenabschnitts (18-1, 18-2, 18-3, 18-4, 18-5) der Projektionslinse (18) liegt, oder wobei der virtuelle Brennpunkt (F1_VO) der jeweiligen Vorsatzoptik (16) auf den Brennpunkt (F1) eines jeweiligen Linsenabschnitts (18-1, 18-2, 18-3, 18-4, 18-5) der Projektionslinse (18) abgebildet wird.Light module (10) after claim 3 , wherein the light emitted by a respective light source (14) is imaged by means of the respective attachment optics (16) onto a virtual focal point (F1_VO) of the respective attachment optics (16), wherein the virtual focal point (F1_VO) of the respective attachment optics (16) lies in a focal point (F1) of a respective lens section (18-1, 18-2, 18-3, 18-4, 18-5) of the projection lens (18), or wherein the virtual focal point (F1_VO) of the respective attachment optics (16) is imaged onto the focal point (F1) of a respective lens section (18-1, 18-2, 18-3, 18-4, 18-5) of the projection lens (18). Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtquellen (14) der Teilmodule (12) derart angeordnet sind, dass eine Hauptabstrahlrichtung (HA-14) einer jeweiligen Lichtquelle (14), insbesondere vertikal nach oben, abweichend von der Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10), insbesondere senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) verläuft, und wobei ein jeweiliges Teilmodul (12) ein Umlenkelement (22) zum Umlenken des abgestrahlten Lichts in Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) umfasst.Light module (10) according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the light sources (14) of the sub-modules (12) are arranged such that a main emission direction (HA-14) of a respective light source (14), in particular vertically upwards, deviates from the main emission direction (HA-10) of the light module (10), in particular perpendicular to the main emission direction (HA-10) of the light module (10), and wherein a respective sub-module (12) comprises a deflection element (22) for deflecting the emitted light in the main emission direction (HA-10) of the light module (10). Lichtmodul (10) nach Anspruch 5, wobei die Lichtquellen (14) der Teilmodule (12) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei die gemeinsame Ebene durch eine Gerade in Richtung der Hauptabstrahlung (HA-10) des Lichtmoduls (10) und durch eine Gerade in horizontaler Richtung (HO) aufgespannt wird.Light module (10) after claim 5 , wherein the light sources (14) of the sub-modules (12) are arranged in a common plane, wherein the common plane is spanned by a straight line in the direction of the main radiation (HA-10) of the light module (10) and by a straight line in the horizontal direction (HO). Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei ein Umlenkelement (22) als ein planer Umlenkspiegel (24) ausgebildet ist.Light module (10) according to one of the Claims 5 or 6 , wherein a deflection element (22) is designed as a planar deflection mirror (24). Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei wenigstens ein Umlenkelement (22) als Reflektor (32), insbesondere umfassend eine hyperbolische Fläche, ausgebildet ist.Light module (10) according to one of the Claims 5 until 7 , wherein at least one deflection element (22) is designed as a reflector (32), in particular comprising a hyperbolic surface. Lichtmodul (10) nach Anspruch 8, wobei wenigstens zwei Teilmodule (12), insbesondere die Lichtquellen (14) und/oder die Vorsatzoptiken (16) der Teilmodule (12), entlang der Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) ohne Versatz zueinander in horizontaler Richtung (HO) nebeneinander angeordnet sind.Light module (10) after claim 8 , wherein at least two sub-modules (12), in particular the light sources (14) and/or the attachment optics (16) of the sub-modules (12), are arranged next to one another along the main emission direction (HA-10) of the light module (10) without offset from one another in the horizontal direction (HO). Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die gemeinsame Ebene, in der die Lichtquellen (14) der Teilmodule (12) angeordnet sind, unterhalb einer Unterkante (30) der Projektionslinse (18) verläuft.Light module (10) according to one of the Claims 5 until 9 , wherein the common plane in which the light sources (14) of the sub-modules (12) are arranged runs below a lower edge (30) of the projection lens (18). Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei ein jeweiliges Umlenkelement (22) zentrisch in Bezug auf die Projektionslinse (18) angeordnet ist und/oder wobei eine Oberkante (26) eines Umlenkelements (22) auf Höhe einer Oberkante (28) der Projektionslinse (18) angeordnet ist.Light module (10) according to one of the Claims 5 until 10 , wherein a respective deflection element (22) is arranged centrally with respect to the projection lens (18) and/or wherein an upper edge (26) of a deflection element (22) is arranged at the level of an upper edge (28) of the projection lens (18). Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Projektionslinse (18) in Richtung der Hauptabstrahlrichtung (HA-10) des Lichtmoduls (10) nach den Umlenkelementen (22) der Teilmodule (12) angeordnet ist.Light module (10) according to one of the Claims 5 until 11 , wherein the projection lens (18) is arranged in the direction of the main emission direction (HA-10) of the light module (10) after the deflection elements (22) of the sub-modules (12). Lichtmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend drei oder mehr Teilmodule (12), insbesondere vier oder fünf oder sechs oder sieben oder mehr Teilmodule (12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5).Light module (10) according to one of the preceding claims, comprising three or more sub-modules (12), in particular four or five or six or seven or more sub-modules (12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5). Lichtmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtmodul (10) ein Fernlichtmodul zum Erzeugen einer Fernlichtverteilung ist.Light module (10) according to one of the preceding claims, wherein the light module (10) is a High beam module for generating a high beam distribution.
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