DE102008016563B4

DE102008016563B4 - Headlight for motor vehicles

Info

Publication number: DE102008016563B4
Application number: DE102008016563.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kloos Gerhard
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: DE102008016563A1

Abstract

Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem in Lichtabstrahlrichtung (1) vor der Lichtquelle angeordneten Optikelement (2), das auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite eine Lichteinkoppelfläche (3), das auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite eine Lichtauskoppelfläche (6) und das eine die Lichteinkoppelfläche (3) mit der Lichtauskoppelfläche (6) verbindende Mantelfläche (5) aufweist, wobei die Mantelfläche (5) zumindest bereichsweise einen in Lichtabstrahlrichtung (1) vergrößernden Querschnitt aufweist, – wobei die Größe der Lichteinkoppelfläche (3) an die Größe der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle angepasst ausgebildet ist, – wobei die Mantelfläche (5) zwei gegenüberliegende aufrechte Seitenflächen (7, 7') umfasst, die in Lichtabstrahlrichtung (1) unter einem spitzen Anstellwinkel (α) bis zu einem Rand (8) der Lichtauskoppelfläche (6) auseinander laufen, – wobei die Mantelfläche (5) eine einen oberen Rand (11) der Seitenflächen (7, 7') verbindende Schrägfläche (9) umfasst, die in Lichtabstrahlrichtung (1) unter einem spitzen Steigungswinkel (β) bezogen auf einer Horizontalebene bis zu dem Rand (8) der Lichtauskoppelfläche (6) verläuft, dass die Mantelfläche (5) unsymmetrisch zu einer horizontalen Mittelebene (H) und/oder zu einer vertikalen Mittelebene (V) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass Randkanten (4) der Lichteinkoppelfläche (3) in Lichtabstrahlrichtung (1) versetzt zu Rändern der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle angeordnet sind, dass die Mantelfläche (5) eine einen unteren Rand (11) der Seitenflächen (7, 7') verbindende Basisfläche (10) aufweist, die als eine leicht gewellte Freiformfläche ausgebildet ist, und dass die Schrägfläche (9) eben ausgebildet ist.Headlamp for motor vehicles with a light source and an optical element (2) arranged in front of the light source in the light emission direction, the light input surface (3) on a side facing the light source, the light output surface (6) on a side remote from the light source a lateral surface (5) which connects the light input surface (3) to the light output surface (6), wherein the lateral surface (5) has a cross - section which increases in the light emission direction (1) at least in certain regions, the size of the light input surface (3) corresponding to the size of the light input surface (3) The lateral surface (5) comprises two opposing upright side surfaces (7, 7 ') which in the light emission direction (1) at an acute angle of attack (α) up to an edge (8) of the light outcoupling surface (6 ) run apart, - wherein the lateral surface (5) has an upper edge (11) of the Seitenfl An oblique surface (9) connecting the surface (9) which extends in the light emission direction (1) at an acute angle of inclination (β) relative to a horizontal plane to the edge (8) of the light outcoupling surface (6), that the lateral surface (5 ) is asymmetrical to a horizontal center plane (H) and / or to a vertical center plane (V), characterized in that edge edges (4) of the light incoupling surface (3) in the light emission direction (1) offset from edges of the light emission surface of the light source are arranged the lateral surface (5) has a base surface (10) connecting a lower edge (11) of the side surfaces (7, 7 '), which is formed as a slightly undulating free-form surface, and in that the inclined surface (9) is flat.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a headlight for motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 103 02 969 A1 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge bekannt, der eine Lichtquelle und ein der Lichtquelle zugeordnetes Optikelement aufweist. Das Optikelement weist auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite eine Lichteinkoppelfläche und auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite eine Lichtauskoppelfläche auf. Zwischen der Lichteinkoppelfläche und der Lichtauskoppelfläche erstreckt sich eine Mantelfläche, die in einem in Lichtabstrahlrichtung vorderen Bereich eine linear ansteigende Querschnittsvergrößerung und die in einem in Lichtabstrahlrichtung hinteren Bereich einen ansteigenden und abnehmenden Querschnitt mit einer bauchigen, ellipsoidförmigen Kontur aufweist. Der ellipsoidförmige hintere Bereich der Mantelfläche bewirkt, dass Lichtstrahlen mit großen Einfallswinkeln durch Totalreflexion an diesem Bereich der Mantelfläche in einem Brennpunkt gesammelt werden, der innerhalb des Optikelementes angeordnet ist. Durch diese Fokussierung wird eine relativ scharfe Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung erzeugt, so dass eine Abblendlichtfunktion generiert werden kann. Nachteilig an dem bekannten Scheinwerfer ist, dass durch die fokussierende Wirkung des Optikelementes ein Anteil des eingekoppelten Lichtes aufgrund interner Totalreflexionen – wenn überhaupt – nur mit relativ großen Verlusten das Optikelement verlässt. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Optikelementes eingeschränkt.From the DE 103 02 969 A1 a headlight for motor vehicles is known, which has a light source and an optical element associated with the light source. The optical element has a light input surface on a side facing the light source and a light output surface on a side remote from the light source. Between the light incoupling surface and the light outcoupling surface there extends a lateral surface which has a linearly increasing cross-sectional enlargement in a front area in the light emission direction and an ascending and descending cross section with a bulbous, ellipsoidal contour in a rear region in the light emission direction. The ellipsoidal rear region of the lateral surface causes light beams with large angles of incidence to be collected by total reflection at this region of the lateral surface at a focal point which is arranged within the optical element. By this focusing, a relatively sharp cut-off of the light distribution is generated, so that a low-beam function can be generated. A disadvantage of the known headlamp is that due to the focusing effect of the optical element, a portion of the injected light due to internal total reflections - if at all - leaves the optic element only with relatively large losses. As a result, the efficiency of the optical element is limited.

Aus der DE 10 2004 056 252 A1 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem derselben zugeordneten Optikelement bekannt. Das Optikelement weist auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite eine Lichteinkoppelfläche und auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite eine Lichtauskoppelfläche auf. Zwischen der Lichteinkoppelfläche und der Lichtauskoppelfläche erstreckt sich eine Mantelfläche, die über zwei gegenüberliegende aufrechte Seitenflächen verfügt. Die gegenüberliegenden Seitenflächen sind auf einer Seite des Optikelementes durch eine Schrägfläche miteinander verbunden, die in Lichtabstrahlrichtung unter einem spitzen Steigungswinkel verläuft, so dass sich ein Querschnitt des Optikelementes in Lichtabstrahlrichtung vergrößert. Da das bekannte Optikelement als ein Leuchtdiodenoptikelement ausgebildet ist, dient sie als Primäroptik. Zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung ist noch ein weiteres Optikelement erforderlich.From the DE 10 2004 056 252 A1 is a headlight for motor vehicles with a light source and an associated optical element known. The optical element has a light input surface on a side facing the light source and a light output surface on a side remote from the light source. Between the light input surface and the light output surface extends a lateral surface, which has two opposite upright side surfaces. The opposite side surfaces are interconnected on one side of the optical element by an inclined surface which extends in the light emission direction at an acute pitch angle, so that a cross section of the optical element increases in the light emission direction. Since the known optical element is designed as a light-emitting diode optical element, it serves as a primary optic. To generate a given light distribution, a further optical element is required.

Aus der DE 10 2006 044 640 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem in Lichtabstrahlrichtung vor der Lichtquelle angeordneten Optikelement bekannt. Das Optikelement weist eine Mantelfläche auf, die eine Lichteinkoppelfläche und eine Lichtauskoppelfläche des Optikelementes verbindet. Die Mantelfläche weist bezüglich einer horizontalen und vertikalen Mittelebene einen unsymmetrischen Verlauf auf. In Lichtabstrahlrichtung vor dem Optikelement ist ein Primäroptikelement und ein Sekundäroptikelement angeordnet. Die Lichtquelle ist mittig zu einer Lichteinkoppelfläche des Optikelementes und damit symmetrisch zu demselben angeordnet.From the DE 10 2006 044 640 A1 is a headlight for vehicles with a light emission in front of the light source arranged optical element known. The optical element has a lateral surface which connects a light input surface and a light output surface of the optical element. The lateral surface has an asymmetrical profile with respect to a horizontal and vertical center plane. In the light emission direction in front of the optical element, a primary optic element and a secondary optic element are arranged. The light source is centered to a light input surface of the optical element and thus arranged symmetrically to the same.

Aus der DE 10 2005 054 955 A1 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle sowie einem Optikelement bekannt, das über eine Lichteinkoppelfläche, eine Lichtauskoppelfläche und einer dieselbe verbindende Mantelfläche verfügt. Die Mantelfläche umfasst zwei gegenüberliegende aufrechte Seitenflächen, die in Lichtabstrahlrichtung unter einem spitzen Anstellwinkel bis zu einem Rand der Lichtauskoppelfläche auseinanderlaufen. Obenseitig weist die Mantelfläche eine Schrägfläche auf, die unter einem spitzen Steigungswinkel in Lichtabstrahlrichtung eines Randes der Lichtauskoppelfläche verläuft. Bezüglich einer horizontalen Mittelebene verläuft das Optikelement unsymmetrisch.From the DE 10 2005 054 955 A1 a headlight for motor vehicles with a light source and an optical element is known, which has a light input surface, a light output surface and a same connecting lateral surface. The lateral surface comprises two opposite upright side surfaces which diverge in the light emission direction at an acute angle of attack up to an edge of the light output surface. On the upper side, the lateral surface has an oblique surface which extends at an acute pitch angle in the light emission direction of an edge of the light outcoupling surface. With regard to a horizontal center plane, the optical element runs asymmetrically.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge derart weiterzubilden, dass die Lichtstromeffizienz auf einfache Weise verbessert wird.Object of the present invention is to develop a headlight for motor vehicles such that the luminous flux efficiency is improved in a simple manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.To solve this problem, the invention has the features of claim 1.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Optikelementes die Lichtstromeffizienz des Scheinwerfers auf mindestens 68% gesteigert werden kann. Das Optikelement weist eine relativ hohe Robustheit auf, wobei eine Kompensation des unerwünschten „Wanderns” der Lage der Hell-Dunkel-Grenze als Funktion des Temperaturganges erreicht wird. Das erfindungsgemäße Optikelement weist zum einen zwei gegenüberliegende aufrechte Seitenflächen auf, die in Lichtabstrahlrichtung unter einem spitzen Anstellwinkel bis zu einem Rand der Lichtauskoppelfläche auseinander laufen. Der Anstellwinkel ist derart gewählt, dass eine maximale Lichtausbeute sowie eine gewünschte horizontale Streubreite des auskoppelten Lichtes erzeugt wird. Das Optikelement weist eine obere Schrägfläche auf, die sich in Lichtabstrahlrichtung unter einem spitzen Steigungswinkel zu einer Horizontalebene von der Lichteinkoppelfläche zu der Lichtauskoppelfläche erstreckt. Der Steigungswinkel ist derart eingestellt, dass ein unerwünschtes Doppelbild vermieden wird und der Lichtstrom auf den gewünschten Winkelbereich ausgerichtet wird. Nach der Erfindung ist eine Unterseite (Basisfläche) des Optikelementes als eine leicht gewellte Freiformfläche ausgebildet. Hierdurch kann eine Anpassung an die geforderte Lichtverteilung erzeugt werden.The particular advantage of the invention is that the luminous flux efficiency of the headlamp can be increased to at least 68% by the inventive design of an optical element. The optical element has a relatively high robustness, whereby a compensation of the undesired "wandering" of the position of the cut-off line as a function of the temperature response is achieved. The optical element according to the invention, on the one hand, has two opposite upright side surfaces which run apart in the light emission direction at an acute angle of attack up to an edge of the light outcoupling surface. The angle of attack is chosen such that a maximum light output and a desired horizontal spread of the decoupled light is generated. The optical element has an upper oblique surface, which extends in the light emission direction at an acute angle to a horizontal plane from the light input surface to the light output surface. The pitch angle is adjusted so as to avoid an undesirable double image and to align the luminous flux with the desired angular range. According to the invention, a lower surface (base surface) of the optical element is formed as a slightly undulating free-form surface. hereby an adaptation to the required light distribution can be generated.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Unterseite des Optikelementes als eine Justierfläche ausgebildet mit einer Anzahl von senkrecht und/oder parallel zur optischen Achse des Optikelementes verlaufenden Flächensegmenten. Hierdurch kann die Justierung und Montage des Optikelementes in dem Gehäuse des Scheinwerfers erleichtert werden.According to a development of the invention, a lower side of the optical element is designed as an adjusting surface with a number of surface segments extending perpendicularly and / or parallel to the optical axis of the optical element. As a result, the adjustment and assembly of the optical element can be facilitated in the housing of the headlamp.

Vorzugsweise weist das Optikelement trichterförmige Außenflächen auf, wobei der geringste Querschnitt durch die Lichteinkoppefläche gebildet wird. Die Seitenflächen, die Schrägfläche und die Basisfläche sind über Randkanten miteinander verbunden und weisen jeweils eine annähernd kreisauschnittförmige Kontur auf.Preferably, the optical element has funnel-shaped outer surfaces, wherein the smallest cross-section is formed by the Lichteinkoppefläche. The side surfaces, the inclined surface and the base surface are connected to one another via peripheral edges and each have an approximately circular contour-shaped contour.

Nach einer Weiterbildung ist die Kontur der Lichteinkoppelfläche an die Kontur der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle angepasst. In einem lichtquellennahen Bereich des Optikelementes erfolgt mittels interner Totalreflexion eine Ausrichtung des eingekoppelten Lichtes in Richtung der Lichtauskoppelfläche. Vorzugsweise ist die Lichteinkoppelfläche rechteckförmig ausgebildet und korrespondiert zu der Dimension eines LED-Chipträgers der Lichtquelle.According to a development, the contour of the light coupling surface is adapted to the contour of the light emitting surface of the light source. In an area of the optical element close to the light source, an orientation of the coupled-in light in the direction of the light outcoupling surface takes place by means of total internal reflection. Preferably, the light input surface is rectangular and corresponds to the dimension of an LED chip carrier of the light source.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine Rückansicht eines Optikelementes unter Draufsicht auf eine Lichteinkoppelfläche desselben, 1 a rear view of an optical element under plan view of a light coupling surface thereof,

2 eine Seitenansicht des Optikelementes und 2 a side view of the optical element and

3 eine Lichtverteilung eines das Optikelement aufweisenden Scheinwerfers. 3 a light distribution of the optical element having headlight.

Ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge besteht im Wesentlichen aus einer Lichtquelle, einem in Lichtabstrahlrichtung 1 vor der Lichtquelle angeordneten Optikelement 2 und einer in einem Abstand zu dem Optikelement 2 angeordneten Abschlussscheibe. Die Abschlussscheibe deckt eine vordere Öffnung eines die Lichtquelle und das Optikelement 2 aufnehmenden Gehäuses ab. In den 1 und 2 ist nur das erfindungsgemäße Optikelement 2 dargestellt, wobei auf die Darstellung der an sich bekannten Lichtquelle und der Abschlussscheibe verzichtet ist. In 3 ist eine Autobahnlichtverteilung L des Scheinwerfers unter Verwendung des erfindungsgemäßen Optikelementes 2 dargestellt. Alternativ kann das Optikelement 2 auch zur Generierung einer Abblendlichtverteilung dienen, wobei hierdurch der mittlere Bereich der Lichtverteilung erzeugt wird.A headlight for motor vehicles consists essentially of a light source, one in light emission direction 1 arranged in front of the light source optical element 2 and one at a distance to the optical element 2 arranged lens. The lens covers a front opening of the light source and the optic element 2 receiving housing. In the 1 and 2 is only the optical element according to the invention 2 illustrated, is dispensed with the representation of the known light source and the lens. In 3 is a highway light distribution L of the headlamp using the optical element according to the invention 2 shown. Alternatively, the optical element 2 also serve to generate a low-beam light distribution, thereby the middle region of the light distribution is generated.

Das Optikelement 2 weist auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite eine Lichteinkoppelfläche 3 auf, die vorzugsweise parallel zu einer Trägerfläche der Lichtquelle verläuft. Auf der Trägerfläche der Lichtquelle sind vorzugsweise mehrere LED-Chips angeordnet. Die rechteckförmige Lichteinkoppelfläche 3 ist auf die Größe der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle abgestimmt, wobei Randkanten 4 der Lichteinkoppelfläche 3 in Lichtabstrahlrichtung 1 versetzt zu Rändern der Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle angeordnet sind.The optical element 2 has a light input surface on a side facing the light source 3 on, which preferably runs parallel to a support surface of the light source. On the support surface of the light source, preferably a plurality of LED chips are arranged. The rectangular light input surface 3 is matched to the size of the light emitting surface of the light source, with marginal edges 4 the light coupling surface 3 in the light emission direction 1 offset from edges of the light emitting surface of the light source are arranged.

Das Optikelement 2 ist trichterförmig ausgebildet, wobei eine sich in Lichtabstrahlrichtung 1 unter einem vergrößerten Querschnitt erstreckende Mantelfläche 5 sich bis hin zu einer linsenförmigen Lichtauskoppelfläche 6 erstreckt, die auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite des Optikelements 2 angeordnet ist.The optical element 2 is funnel-shaped, one in the light emission direction 1 under an enlarged cross-section extending lateral surface 5 down to a lenticular light output surface 6 extends, on a side facing away from the light source of the optical element 2 is arranged.

Die Mantelfläche 5 umfasst zum einen zwei gegenüberliegende aufrechte Seitenflächen 7, 7', die unter einem horizontalen Anstellwinkel α von der Lichteinkoppelfläche 3 in Richtung der Lichtauskoppelfläche 6 bis zu einem Rand der Lichtauskoppelfläche 6 auseinander laufen. Die Größe des Anstellwinkels α ist abhängig von der horizontalen Streubreite der Lichtquelle, der Brennweite der Lichtauskoppelfläche 6 und der vorgegebenen Streubreite. Vorzugsweise liegt der Anstellwinkel α in einem Bereich zwischen 35° und 40°.The lateral surface 5 on the one hand comprises two opposite upright side surfaces 7 . 7 ' , which are at a horizontal angle α of the light incidence surface 3 in the direction of the light output surface 6 up to an edge of the light output surface 6 diverge. The size of the angle of attack α is dependent on the horizontal spread of the light source, the focal length of the light output surface 6 and the given spread. Preferably, the angle of attack α is in a range between 35 ° and 40 °.

Zum anderen weist die Mantelfläche 5 eine sich an dem oberen Rand der Seitenflächen 7, 7' anschließende Schrägfläche 9 auf, die in Lichtabstrahlrichtung 1 unter einem spitzen Steigungswinkel β bezogen auf eine Horizontalebene bis zu dem Rand 8 der Lichtauskoppelfläche 6 ansteigt. Die Schrägfläche 9 ist eben ausgebildet. Der Steigungswinkel β kann in einem Bereich von 20° bis 25° liegen. Die Größe des Steigungswinkels β ist derart gewählt, dass ein unerwünschtes Doppelbild vermieden wird und der Lichtstrom auf den gewünschten Winkelbereich ausgerichtet wird.On the other hand, the lateral surface 5 one at the top of the side surfaces 7 . 7 ' subsequent oblique surface 9 on, in the light emission direction 1 at an acute pitch angle β with respect to a horizontal plane up to the edge 8th the light output surface 6 increases. The inclined surface 9 is just trained. The pitch angle β may be in a range of 20 ° to 25 °. The size of the pitch angle β is chosen such that an undesirable double image is avoided and the luminous flux is aligned to the desired angular range.

Die Mantelfläche 5 umfasst ferner einen den unteren Rand der Seitenflächen 7, 7' verbindende Basisfläche 10, die als eine leicht gewellte Freiformfläche ausgebildet ist. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann die Basisfläche 10 auch als eine Justierfläche mit einer Anzahl von senkrecht und/oder parallel zur optischen Achse des Optikelementes verlaufenden Flächensegmenten ausgebildet sein. Hierdurch kann eine verbesserte Ausrichtung und Montage de Optikelementes 2 in dem Gehäuse des Scheinwerfers erzielt werden.The lateral surface 5 further comprises a lower edge of the side surfaces 7 . 7 ' connecting base area 10 , which is designed as a slightly undulating freeform surface. According to an alternative embodiment, not shown, the base surface 10 Also be designed as an adjustment surface with a number of perpendicular and / or parallel to the optical axis of the optical element extending surface segments. As a result, improved alignment and assembly de Optikelementes 2 be achieved in the housing of the headlamp.

Die Lichtauskoppelfläche 6 ist bauchig bzw. gewölbt ausgebildet. Die Lichtauskoppelfläche kann nach folgender Flächenformel berechnet werden:

mit:

z: ist die Z-Koordinate auf der Lichtauskoppelfläche 6,
r: ist der Lateralabstand eines Punktes auf der Lichtauskoppelfläche von der Z-Achse aus gesehen,
c: ist Scheitelkrümmung der Lichtauskoppelfläche 6 und
k: ist eine konische Konstante.

The light output surface 6 is formed bulbous or curved. The light output surface can be calculated according to the following area formula:

With:

z: is the Z coordinate on the light output surface 6 .
r: is the lateral distance of a point on the light output surface seen from the Z-axis,
c: is apex curvature of the light output surface 6 and
k: is a conic constant.

Die Lichtauskoppelfläche 6 ist abhängig von dem Brechungsindex bzw. der Brennweite des Optikelementes 2.The light output surface 6 depends on the refractive index or the focal length of the optical element 2 ,

Die Segmente der Mantelfläche 5, nämlich die Seitenflächen 7, 7', die Schrägfläche 9 und die Basisfläche 10 erstrecken sich stetig zwischen Rändern 4 der Lichteinkoppelfläche 3 und Rändern 8 der Lichtauskoppelfläche 6 in Richtung. Der Querschnitt der Mantelfläche 5 vergrößert sich von der Lichteinkoppelfläche 3 zu der Lichtauskoppelfläche 6 stetig. Aus 1 ist ersichtlich, dass das Optikelement unsymmetrisch zu einer in xy-Richtung verlaufenden horizontalen Mittelebene H sowie symmetrisch zu einer in yz-Richtung verlaufenden vertikalen Mittelebene V ist.The segments of the lateral surface 5 namely, the side surfaces 7 . 7 ' , the inclined surface 9 and the base area 10 extend continuously between edges 4 the light coupling surface 3 and edges 8th the light output surface 6 in the direction. The cross section of the lateral surface 5 increases from the light input surface 3 to the light output surface 6 steadily. Out 1 It can be seen that the optical element is asymmetrical to a horizontal center plane H running in the xy direction and symmetrical to a vertical center plane V running in the yz direction.

Die Segmente der Mantelfläche 5, nämlich die Seitenflächen 7, 7', die Schrägfläche 9 und die Basisfläche 10 weisen jeweils eine angenähert kreisausschnittförmige Kontur auf, wobei benachbarte Segmente jeweils in einem Winkel über Randkanten 11 miteinander verbunden sind und die Randkanten 11 jeweils auf eine Ecke der rechteckförmigen Lichteinkoppelfläche 3 zulaufen.The segments of the lateral surface 5 namely, the side surfaces 7 . 7 ' , the inclined surface 9 and the base area 10 each have an approximately circular-shaped contour, with adjacent segments each at an angle over marginal edges 11 interconnected and the marginal edges 11 each on a corner of the rectangular light input surface 3 run.

Das Optikelement 2 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das im Vergleich zum Glasmaterial ein geringeres Gewicht aufweist.The optical element 2 is preferably made of a plastic material which has a lower weight compared to the glass material.

In 3 ist eine Autobahnlichtverteilung L des mit dem erfindungsgemäßen Optikelement 2 versehenen Scheinwerfers dargestellt. Das Optikelement 2 bewirkt eine Konzentration des Lichtstromes in einem mittleren Zielwinkelbereich Z und erzeugt eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze. In dem Vertikalwinkelbereich des Vorfelds läuft die Lichtverteilung mit kontinuierlich abnehmenden Gradientenwerten sanft aus. Die Isoluxlinien sind mit einer Schrittweite von 5 Lux abgetragen. Der optische Wirkungsgrad des Optikelementes 2 beträgt 68%.In 3 is a motorway light distribution L of the optical element according to the invention 2 provided headlamps shown. The optical element 2 causes a concentration of luminous flux in a mean target angle range Z and creates a sharp cut-off. In the vertical angle region of the apron, the light distribution smoothly proceeds with continuously decreasing gradient values. The isolux lines are removed with a step size of 5 lux. The optical efficiency of the optical element 2 is 68%.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lichtabstrahlrichtunglight emission
22: Optikelementoptical element
33: Lichteinkoppelflächelight injection
44: Randkantenedges
55: Manteflächegenerated surface
66: Lichtauskoppelflächelight coupling
7, 7'7, 7 ': Seitenflächenfaces
88th: Randedge
99: Schrägflächesloping surface
1010: Basisflächefootprint
1111: Randkanteedge
αα: Anstellwinkelangle of attack
ββ: Steigungswinkellead angle
HH: horizontale Mittelebenehorizontal median plane
VV: vertikale Mittelebenevertical midplane
ZZ: mittlerer Zielwinkelbereichmedium target angle range
LL: AutobahnlichtverteilungMotorway light distribution

Claims

Headlamp for motor vehicles with a light source and with a light emission direction ( 1 ) in front of the light source arranged optical element ( 2 ), which on one of the light source side facing a light input surface ( 3 ), on a side facing away from the light source, a light output surface ( 6 ) and the one the light input surface ( 3 ) with the light output surface ( 6 ) connecting lateral surface ( 5 ), wherein the lateral surface ( 5 ) at least partially in the light emission direction ( 1 ) has magnifying cross-section, - wherein the size of the light coupling surface ( 3 ) is adapted to the size of the light emitting surface of the light source, - wherein the lateral surface ( 5 ) two opposite upright side surfaces ( 7 . 7 ' ), which in the light emission direction ( 1 ) at an acute angle of attack (α) to an edge ( 8th ) of the light output surface ( 6 ) apart, - whereby the lateral surface ( 5 ) an upper edge ( 11 ) of the side surfaces ( 7 . 7 ' ) connecting inclined surface ( 9 ), which in the light emission direction ( 1 ) at an acute pitch angle (β) with respect to a horizontal plane up to the edge ( 8th ) of the light output surface ( 6 ), that the lateral surface ( 5 ) is asymmetrical to a horizontal center plane (H) and / or to a vertical center plane (V), characterized in that marginal edges ( 4 ) of the light input surface ( 3 ) in light emission direction ( 1 ) are arranged offset to edges of the light emitting surface of the light source, that the lateral surface ( 5 ) one a bottom edge ( 11 ) of the side surfaces ( 7 . 7 ' ) connecting base area ( 10 ) formed as a slightly undulating freeform surface is, and that the inclined surface ( 9 ) is formed.

Headlight according to claim 1, characterized in that the lateral surface ( 5 ) of the optical element ( 2 ) is formed such that the optical element ( 2 ) from the light input surface ( 3 ) steadily in the direction of the light output surface ( 6 ) widened.

Headlamp according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of attack (α) is dependent on the predetermined horizontal spread and / or is dependent on the horizontal width of the light source and / or is dependent on the focal length of the light outcoupling surface ( 6 ).

Headlamp according to one of claims 1 to 3, characterized in that the angle of attack (α) is in a range between 35 ° and 40 °.

Headlamp according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pitch angle (β) is set such that the luminous flux is aligned to a predetermined angular range.

Headlamp according to one of claims 1 to 5, characterized in that the light output surface ( 6 ) is formed outwardly curved, which according to an area formula depending on the refractive index and / or the focal length of the optical element ( 2 ) is determinable.

Headlamp according to one of claims 1 to 6, characterized in that the side surfaces ( 7 . 7 ' ), the inclined surface ( 9 ) and the base area ( 10 ) each have an approximately circular-shaped contour.

Headlamp according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light source comprises at least one LED chip.