DE102024111927A1

DE102024111927A1 - Headlights for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102024111927A1
Application number: DE102024111927.6A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kloos; Andre Steffen; Benjamin WILLEKE; Rimma Zhytnytska
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2024-04-29
Filing date: 2024-04-29
Publication date: 2025-10-30

Abstract

Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von Lichtquellen (1), von denen im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht (17) ausgeht, wobei die Lichtquellen (1) in einer ersten Richtung (X) nebeneinander angeordnet sind, eine Kollimationsoptik (2) mit einer Mehrzahl von Kollimationslinsen (4), die jeweils eine Eintrittsfläche (5) und eine Austrittsfläche (6) aufweisen, wobei die Kollimationslinsen (4) in der ersten Richtung (X) nebeneinander angeordnet sind, eine Sekundäroptik (2), die mindestens ein transparentes Substrat (8) mit einer Eintrittsfläche (9) und einer Austrittsfläche (10) aufweist, wobei auf dem mindestens einen Substrat (8) zwei in der ersten Richtung (X) nebeneinander angeordneten Abschnitte vorgesehen sind, wobei in einem ersten der Abschnitte ein Array (11) von Zylinderlinsen (12) angeordnet ist und wobei in einem zweiten der Abschnitte kein Array (11) von Zylinderlinsen (12) angeordnet ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, dass das von einer der Lichtquellen (1) ausgehende Licht (17) nacheinander durch die Eintrittsfläche (5) und die Austrittsfläche (6) einer der Kollimationslinsen (4) sowie anschließend durch einen der Abschnitte der Sekundäroptik (2) hindurchtritt, wobei in dem zweiten Abschnitt ein Array (13) von refraktiven Strukturen (14) angeordnet ist, die jeweils ein Dachprisma (15) auf der Eintrittsfläche (9) und ein Dachprisma (16) auf der Austrittsfläche (10) des mindestens einen Substrats (8) aufweisen, wobei die refraktiven Strukturen (14) dazu eingerichtet sind, dass von der Kollimationsoptik (2) ausgehendes Licht (17) nacheinander durch die beiden Dachprismen (15, 16) einer der refraktiven Strukturen (14) hindurchtritt. Headlight for a motor vehicle, comprising a plurality of light sources (1) from which light (17) is emitted during operation of the lighting device, wherein the light sources (1) are arranged side by side in a first direction (X), a collimation optic (2) with a plurality of collimation lenses (4), each having an inlet surface (5) and an outlet surface (6), wherein the collimation lenses (4) are arranged side by side in the first direction (X), a secondary optic (2) comprising at least one transparent substrate (8) with an inlet surface (9) and an outlet surface (10), wherein two sections arranged side by side in the first direction (X) are provided on the at least one substrate (8), wherein an array (11) of cylindrical lenses (12) is arranged in a first of the sections and wherein no array (11) of cylindrical lenses (12) is arranged in a second of the sections, wherein the lighting device is configured such that the light emitted from one of the light sources (1) Light (17) passes successively through the entrance surface (5) and the exit surface (6) of one of the collimation lenses (4) and subsequently through one of the sections of the secondary optics (2), wherein in the second section an array (13) of refractive structures (14) is arranged, each having a roof prism (15) on the entrance surface (9) and a roof prism (16) on the exit surface (10) of the at least one substrate (8), wherein the refractive structures (14) are arranged such that light (17) emanating from the collimation optics (2) passes successively through the two roof prisms (15, 16) of one of the refractive structures (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a headlight for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein Scheinwerfer der vorgenannten Art ist aus der DE 10 2021 122 953 B3 bekannt. Der darin beschriebene Scheinwerfer umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen, von denen im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht ausgeht, eine Kollimationsoptik mit einer Mehrzahl von Kollimationslinsen, die jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweisen, durch die das von den Lichtquellen ausgehende Licht hindurchtritt, sowie eine Sekundäroptik mit einem transparenten Substrat, auf dem mehrere Arrays von Zylinderlinsen angeordnet sind, wobei das von der Kollimationsoptik ausgehende Licht durch die Arrays von Zylinderlinsen hindurchtritt, wobei die Kollimationslinsen in mindestens zwei Reihen angeordnet sind, wobei in jeder der Reihen mindestens zwei der Kollimationslinsen in einer ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind und wobei die Reihen in einer zweiten, zu der ersten Richtung vorzugsweise senkrechten, Richtung nebeneinander angeordnet sind. Dabei sind einer ersten Reihe von Kollimationslinsen nur ein Array von Zylinderlinsen auf der Eintrittsfläche zugeordnet und einer zweiten Reihe von Kollimationslinsen ein erstes Array von Zylinderlinsen auf der Eintrittsfläche und ein zweites Array von Zylinderlinsen auf der Austrittsfläche zugeordnet.A headlight of the aforementioned type is made from the DE 10 2021 122 953 B3 The headlight described therein comprises a plurality of light sources from which light is emitted during operation of the lighting device, a collimation optic with a plurality of collimation lenses, each having an entrance surface and an exit surface through which the light emitted from the light sources passes, and a secondary optic with a transparent substrate on which several arrays of cylindrical lenses are arranged, wherein the light emitted from the collimation optic passes through the arrays of cylindrical lenses, the collimation lenses being arranged in at least two rows, wherein in each of the rows at least two of the collimation lenses are arranged side by side in a first direction, and wherein the rows are arranged side by side in a second direction, preferably perpendicular to the first direction. A first row of collimation lenses is associated with only one array of cylindrical lenses on the entrance surface, and a second row of collimation lenses is associated with a first array of cylindrical lenses on the entrance surface and a second array of cylindrical lenses on the exit surface.

Als nachteilig dabei erweist es sich, dass bei dieser Ausführungsform des Scheinwerfers die von der Straße sichtbare Austrittsfläche der Sekundäroptik Abschnitte mit Zylinderlinsen und Abschnitte ohne Zylinderlinsen aufweist, wobei die Abschnitte ohne Zylinderlinsen plan ohne jegliche Strukturierung ausgebildet sind. Von der Straße sind somit strukturierte und daneben angeordnete nicht strukturierte Abschnitte sichtbar, wodurch das Erscheinungsbild des Scheinwerfers beeinträchtigt wird. Wenn den nicht strukturierten Abschnitten der Austrittsfläche auch noch Abschnitte der Eintrittsfläche ohne Zylinderlinsenarrays zugeordnet sind, ist von der Straße aus die hinter diesen unstruckturierten Abschnitten angeordnete Kollimationslinse sichtbar, was zu einer weiteren Beeinträchtigung des Erscheinungsbilds des Scheinwerfers führt.A disadvantage of this headlight design is that, in this embodiment, the exit surface of the secondary optics visible from the road has sections with cylindrical lenses and sections without cylindrical lenses, with the sections without cylindrical lenses being flat and completely unstructured. From the road, both structured and adjacent unstructured sections are visible, thus impairing the headlight's appearance. If sections of the entrance surface without cylindrical lens arrays are also associated with the unstructured sections of the exit surface, the collimation lens located behind these unstructured sections becomes visible from the road, further impairing the headlight's appearance.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Scheinwerfers der eingangs genannten Art, dessen äußeres Erscheinungsbild nicht durch unstrukturierte Abschnitte der Austrittsfläche des transparenten Substrats beeinträchtigt wird.The problem underlying the present invention is the creation of a headlight of the type mentioned above, the external appearance of which is not impaired by unstructured sections of the exit surface of the transparent substrate.

Dies wird erfindungsgemäß durch einen Scheinwerfer der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention, this is achieved by a headlight of the type mentioned above, having the characterizing features of claim 1. The dependent claims relate to preferred embodiments of the invention.

Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass in dem zweiten Abschnitt ein Array von refraktiven Strukturen angeordnet ist, die jeweils ein Dachprisma auf der Eintrittsfläche und ein Dachprisma auf der Austrittsfläche des mindestens einen Substrats aufweisen, wobei die refraktiven Strukturen dazu eingerichtet sind, dass von der Kollimationsoptik ausgehendes Licht nacheinander durch die beiden Dachprismen einer der refraktiven Strukturen hindurchtritt. Durch die Dachprismen auf dem nicht mit einem Array von Zylinderlinsen versehenen Abschnitt der Austrittsfläche des transparenten Substrats erscheint die Austrittsfläche bei einer Betrachtung von der Straße vergleichsweise homogen. Weiterhin kann die hinter dem nicht mit einem Array von Zylinderlinsen versehenen Abschnitt angeordnete Kollimationslinse zumindest teilweise durch die refraktiven Strukturen kaschiert werden. Im Unterschied zu einem einseitigen Prisma, bei dem beispielsweise eine Kante mit der Eintrittsfläche beziehungsweise der Austrittsfläche bündig ist und eine zweite Kante zu der Eintrittsfläche beziehungsweise der Austrittsfläche beabstandet ist, ist ein Dachprisma einfacher herstellbar als ein einseitiges Prisma, insbesondere weil weniger große Winkel vorgesehen werden müssen. Weiterhin ist die Anmutung eines Arrays von Dachprismen bei der Betrachtung von der Straße her gefälliger als die Anmutung einseitiger Prismen. Weiterhin können bei der Verwendung von Dachprismen anstelle von einseitigen Prismen unerwünschte Strahlengänge des durch die refraktive Struktur hindurchtretenden Lichts vermieden werden, so dass ein Auftreten von Störlicht verhindert und der Lichtdurchsatz verbessert beziehungsweise die Effizienz erhöht werden kann.According to claim 1, the second section comprises an array of refractive structures, each having a roof prism on the entrance surface and a roof prism on the exit surface of the at least one substrate. The refractive structures are configured such that light emanating from the collimation optics passes sequentially through the two roof prisms of one of the refractive structures. Due to the roof prisms on the section of the exit surface of the transparent substrate not provided with an array of cylindrical lenses, the exit surface appears comparatively homogeneous when viewed from the street. Furthermore, the collimation lens located behind the section not provided with an array of cylindrical lenses can be at least partially masked by the refractive structures. Unlike a single-sided prism, where, for example, one edge is flush with the entrance or exit surface and a second edge is spaced away from it, a roof prism is easier to manufacture, particularly because it requires smaller angles. Furthermore, an array of roof prisms is more aesthetically pleasing when viewed from the street than a single-sided prism. Additionally, using roof prisms instead of single-sided prisms avoids unwanted light paths passing through the refractive structure, thus preventing stray light and improving light transmission and efficiency.

Es kann vorgesehen sein, dass ein jedes der Dachprismen auf der Eintrittsfläche eine erste und eine zweite von der Eintrittsfläche ausgehende Flanke aufweist, die auf der Eintrittsfläche zueinander beabstandet sind und deren von der Eintrittsfläche abgewandten Enden eine Verbindungskante bilden, und dass ein jedes der Dachprismen auf der Austrittsfläche eine erste und eine zweite von der Austrittsfläche ausgehende Flanke aufweist, die auf der Austrittsfläche zueinander beabstandet sind und deren von der Austrittsfläche abgewandten Enden eine Verbindungskante bilden, wobei bei jeder der refraktiven Strukturen die erste Flanke des auf der Eintrittsfläche angeordneten Dachprismas der ersten Flanke des auf der Austrittsfläche angeordneten Dachprismas gegenüberliegt und die zweite Flanke des auf der Eintrittsfläche angeordneten Dachprismas der zweiten Flanke des auf der Austrittsfläche angeordneten Dachprismas gegenüberliegt. Insbesondere sind dabei die refraktiven Strukturen dazu eingerichtet, dass durch die erste Flanke des auf der Eintrittsfläche angeordneten Dachprismas eingetretenes Licht durch die zweite Flanke des auf der Austrittsfläche angeordneten Dachprismas hindurchtritt und dass durch die zweite Flanke des auf der Eintrittsfläche angeordneten Dachprismas eingetretenes Licht durch die erste Flanke des auf der Austrittsfläche angeordneten Dachprismas hindurchtritt. Dadurch ergibt sich ein gekreuzter Strahlengang innerhalb einer jeder der refraktiven Strukturen, der zu einer besseren Lichtdurchmischung des durch die refraktive Struktur hindurchtretenden Lichts führt.It can be provided that each of the roof prisms on the entrance surface has a first and a second flank extending from the entrance surface, which are spaced apart from each other on the entrance surface and whose ends facing away from the entrance surface form a connecting edge, and that each of the roof prisms on the exit surface has a first and a second flank extending from the exit surface, which are spaced apart from each other on the exit surface and whose ends facing away from the exit surface form a connecting edge, wherein, in each of the refractive structures, the first flank of the roof prism arranged on the entrance surface is opposite the first flank of the roof prism arranged on the exit surface, and the second flank of the roof prism arranged on the entrance surface is opposite the second flank of the roof prism arranged on the exit surface. In particular, the refractive structures are to be The arrangement is such that light entering through the first flank of the roof prism located on the entrance surface passes through the second flank of the roof prism located on the exit surface, and that light entering through the second flank of the roof prism located on the entrance surface passes through the first flank of the roof prism located on the exit surface. This results in a crossed beam path within each of the refractive structures, leading to improved mixing of the light passing through the refractive structure.

Es besteht die Möglichkeit, dass die refraktiven Strukturen dazu eingerichtet sind, den Kollimationsgrad des von der Kollimationsoptik ausgehenden Lichts nicht oder nur unwesentlich zu verändern. Damit wird die zu erreichende Lichtfunktion durch die refraktiven Strukturen nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.It is possible that the refractive structures are designed to not change, or only minimally change, the collimation level of the light emitted by the collimation optics. Therefore, the desired optical function is not, or only minimally, affected by the refractive structures.

Es kann vorgesehen sein, dass ein jedes der Dachprismen sich in der ersten Richtung zumindest über einen Teil des zweiten Abschnitts ohne Veränderung seines Querschnitts erstreckt, insbesondere wobei ein jedes der Dachprismen sich in der ersten Richtung ohne Veränderung seines Querschnitts über den gesamten zweiten Abschnitt erstreckt. Dadurch wird unter Umständen die gesamte Ausdehnung des nicht mit einem Array von Zylinderlinsen versehenen Abschnitts in der ersten Richtung mit einer Strukturierung versehen, die ein ähnliches Erscheinungsbild aufweist wie der mit einem Array von Zylinderlinsen versehene Abschnitt.It can be provided that each of the roof prisms extends in the first direction at least over a portion of the second section without changing its cross-section, in particular wherein each of the roof prisms extends in the first direction over the entire second section without changing its cross-section. This may result in the entire extent of the section not equipped with an array of cylindrical lenses being provided in the first direction with a structure that has a similar appearance to the section equipped with an array of cylindrical lenses.

Es besteht die Möglichkeit, dass die refraktiven Strukturen in einer zweiten Richtung nebeneinander angeordnet sind, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, insbesondere wobei die refraktiven Strukturen in der zweiten Richtung derart periodisch angeordnet sind, dass die Ausdehnung der Strukturen in der zweiten Richtung und die Abstände benachbarter Strukturen in der zweiten Richtung für mehrere, vorzugsweise für sämtliche, refraktive Strukturen gleich sind. Dadurch wird unter Umstände auch die gesamte Ausdehnung des nicht mit einem Array von Zylinderlinsen versehenen Abschnitts in der zweiten Richtung mit einer Strukturierung versehen, die ein ähnliches Erscheinungsbild aufweist wie der mit einem Array von Zylinderlinsen versehene Abschnitt.It is possible for the refractive structures to be arranged side by side in a second direction perpendicular to the first direction, in particular wherein the refractive structures in the second direction are arranged periodically such that the extent of the structures in the second direction and the spacing of adjacent structures in the second direction are the same for several, preferably all, refractive structures. This may also result in the entire extent of the section not provided with an array of cylindrical lenses in the second direction being provided with a structure that has a similar appearance to the section provided with an array of cylindrical lenses.

Dabei kann die erste Richtung im in das Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers einer horizontalen Richtung entsprechen und die zweite Richtung im in das Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers der vertikalen Richtung entsprechen.The first direction, when the headlight is installed in the vehicle, can correspond to a horizontal direction, and the second direction, when the headlight is installed in the vehicle, can correspond to a vertical direction.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein jedes der Dachprismen gekrümmt ist, so dass sich in der ersten Richtung der Querschnitt des Dachprismas ändert. Dabei kann die Verbindungskante eines jeden der Dachprismen gekrümmt sein, insbesondere wobei die Verbindungskante eines jeden der Dachprismen zumindest abschnittsweise kreisförmig ist, wobei der Kreis sich in einer durch die erste und die zweite Richtung gebildeten Ebene erstreckt. Insbesondere können die refraktiven Strukturen koaxial zueinander angeordnet sein, wobei die Achse, zu der die refraktiven Strukturen koaxial zueinander angeordnet sind, sich in einer dritten Richtung erstreckt, die senkrecht zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung ist, insbesondere wobei die refraktiven Strukturen derart koaxial angeordnet sind, dass die Ausdehnung der Strukturen in der zu der dritten Richtung radialen Richtung und die Abstände benachbarter Strukturen in der zu der dritten Richtung radialen Richtung für mehrere, vorzugsweise für sämtliche, refraktive Strukturen gleich sind. Eine derartige rotationssymmetrische Struktur lässt mit einigen der für die Fertigung geeigneten Verfahren einfacher herstellen. Weiterhin ergibt sich ein Erscheinungsbild, das dem einer Fresnelstruktur ähnelt.Alternatively, each of the roof prisms can be curved, such that the cross-section of the roof prism changes in the first direction. The connecting edge of each of the roof prisms can be curved, in particular, the connecting edge of each of the roof prisms being at least partially circular, with the circle extending in a plane formed by the first and second directions. In particular, the refractive structures can be arranged coaxially to one another, with the axis to which the refractive structures are arranged coaxially extending in a third direction perpendicular to the first and second directions, in particular, the refractive structures being arranged coaxially such that the extent of the structures in the direction radial to the third direction and the spacing of adjacent structures in the direction radial to the third direction are the same for several, preferably all, refractive structures. Such a rotationally symmetric structure can be manufactured more easily using some of the methods suitable for production. Furthermore, it results in an appearance similar to that of a Fresnel structure.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Zylinderlinsen des Arrays von Zylinderlinsen in der ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind und die Zylinderachsen der Zylinderlinsen sich in der zweiten Richtung erstrecken. Durch diese Anordnung der Zylinderachsen in vertikaler Richtung wird eine horizontale Spreizung des durch das Substrat hindurchtretenden Lichts erreicht.It is possible that the cylindrical lenses of the array are arranged side by side in the first direction, with the cylinder axes of the cylindrical lenses extending in the second direction. This vertical arrangement of the cylinder axes achieves a horizontal spreading of the light passing through the substrate.

Es kann vorgesehen sein, dass die Sekundäroptik ein transparentes Substrat aufweist, auf dem sowohl der erste Abschnitt mit dem Array von Zylinderlinsen als auch der zweite Abschnitt mit den refraktiven Strukturen angeordnet sind.It may be provided that the secondary optics have a transparent substrate on which both the first section with the array of cylindrical lenses and the second section with the refractive structures are arranged.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Sekundäroptik mindestens zwei transparente Substrate aufweist, wobei auf einem ersten der transparenten Substrate der erste Abschnitt mit dem Array von Zylinderlinsen angeordnet ist und wobei auf einem zweiten der transparenten Substrate der zweite Abschnitt mit den refraktiven Strukturen angeordnet ist.Alternatively, the secondary optics can be provided to have at least two transparent substrates, wherein the first section with the array of cylindrical lenses is arranged on a first of the transparent substrates and wherein the second section with the refractive structures is arranged on a second of the transparent substrates.

Es besteht die Möglichkeit, dass das zweite transparente Substrat aus zwei miteinander verbundenen Teilen besteht, wobei auf einem ersten der beiden Teile die Dachprismen der Eintrittsfläche ausgebildet sind und wobei auf einem zweiten der beiden Teile die Dachprismen der Austrittsfläche ausgebildet sind. Durch die Ausbildung des zweiten Substrats aus zwei miteinander zu verbindenden Teilen kann die Herstellung des zweiten Substrats vereinfacht werden. Beispielsweise können dabei die beiden Teile mit einem Optikklebstoff mit einem geeigneten Brechungsindex miteinander verklebt werden.It is possible that the second transparent substrate consists of two interconnected parts, with the roof prisms of the inlet surface formed on the first of the two parts and the roof prisms of the outlet surface formed on the second. By forming the second substrate from two interconnected parts, its production can be simplified. This can be simplified. For example, the two parts can be bonded together using an optical adhesive with a suitable refractive index.

Insbesondere können die miteinander verbundenen Teile des zweiten transparenten Substrats auf ihren einander zugewandten Seiten Positionierhilfen aufweisen, die die Positionierung der Teile während des Verbindens der Teile aneinander erleichtern. Dadurch kann insbesondere eine korrekte Höhenpositionierung gewährleistet werden.In particular, the interconnected parts of the second transparent substrate can have positioning aids on their facing sides, which facilitate the positioning of the parts during the joining process. This ensures, in particular, correct height positioning.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
2 eine Vorderansicht des Scheinwerfers gemäß 1, wobei in der Vorderansicht die refraktiven Strukturen in dem zweiten Abschnitt des transparenten Substrats nicht eingezeichnet sind, um einen Blick auf die dahinter angeordnete Kollimationslinse zu ermöglichen;
3 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Substrats der Sekundäroptik des Scheinwerfers gemäß 1 mit schematisch angedeutetem Strahlgang des durch die Sekundäroptik hindurchtretenden Lichts;
4 ein Detail der ersten Ausführungsform eines Substrats gemäß 3;
5 eine perspektivische Ansicht eines Details der ersten Ausführungsform eines Substrats gemäß 3 vor dem Verbinden der beiden Teile des Substrats;
6 eine schematische Schnittansicht eines Details einer zweiten Ausführungsform eines Substrats der Sekundäroptik des Scheinwerfers gemäß 1 mit schematisch angedeutetem Strahlgang des durch die Sekundäroptik hindurchtretenden Lichts;
7 eine Vorderansicht auf das Substrat gemäß 6.

The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a schematic side view of a headlight according to the invention;
2 a front view of the headlight according to 1 , in the front view the refractive structures in the second section of the transparent substrate are not shown in order to allow a view of the collimation lens located behind it;
3 a schematic sectional view of a first embodiment of a substrate of the secondary optics of the headlight according to 1 with a schematically indicated beam path of the light passing through the secondary optics;
4 a detail of the first embodiment of a substrate according to 3 ;
5 a perspective view of a detail of the first embodiment of a substrate according to 3 before joining the two parts of the substrate;
6 a schematic sectional view of a detail of a second embodiment of a substrate of the secondary optics of the headlight according to 1 with a schematically indicated beam path of the light passing through the secondary optics;
7 a front view of the substrate according to 6 .

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In die Figuren ist zur besseren Orientierung jeweils ein kartesisches Koordinatensystem eingezeichnet.In the figures, identical or functionally equivalent parts are labelled with the same reference symbols. A Cartesian coordinate system is included in each figure for better orientation.

Der in den Figuren abgebildete Scheinwerfer umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen 1, eine Kollimationsoptik 2 und eine Sekundäroptik 3 (siehe 1). In 1 ist lediglich eine der Lichtquellen 1 abgebildet.The headlight shown in the figures comprises a plurality of light sources 1, a collimation optic 2 and a secondary optic 3 (see 1 ). In 1 Only one of the light sources 1 is shown.

Die Lichtquellen 1 sind als Leuchtdioden (LED) ausgebildet, von denen im Betrieb des Scheinwerfers Licht ausgeht. Die Leuchtdioden können insbesondere auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein. Beispielsweise kann die abgebildete Ausführungsform des Scheinwerfers eine Reihe von jeweils beabstandeten Leuchtdioden aufweisen. Es besteht jedoch durchaus die Möglichkeit, mehr als eine Reihe, wie beispielsweise zwei Reihen oder drei Reihen von jeweils zueinander beabstandeten Leuchtdioden vorzusehen.The light sources 1 are designed as light-emitting diodes (LEDs) that emit light when the headlight is in operation. The LEDs can be arranged, in particular, on a common circuit board. For example, the illustrated embodiment of the headlight can have a series of spaced-apart LEDs. However, it is also possible to provide more than one series, such as two or three series of spaced-apart LEDs.

Dabei sind die Lichtquellen 1 in einer ersten Richtung X nebeneinander und zueinander beabstandet angeordnet. Wenn mehrere Reihen vorgesehen sind, sind die Reihen der Lichtquellen in einer zweiten, zu der ersten Richtung X senkrechen Richtung Y nebeneinander und zueinander beabstandet angeordnet. Dabei kann ein ausreichender Abstand zwischen den Leuchtdioden thermisch günstig sein beziehungsweise eine effektive Entwärmung des Scheinwerfers bewirken.The light sources 1 are arranged side by side and spaced apart in a first direction X. If multiple rows are provided, the rows of light sources are arranged side by side and spaced apart in a second direction Y, perpendicular to the first direction X. Sufficient spacing between the LEDs can be thermally advantageous and ensure effective heat dissipation from the headlight.

Insbesondere entspricht die erste Richtung X im in das Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers einer horizontalen Richtung, wohingegen die zweite Richtung Y im in das Fahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers der vertikalen Richtung entspricht. Eine dritte, zu der ersten und der zweiten Richtung X, Y senkrechte Richtung Z einspricht im Wesentlichen der mittleren Ausbreitungsrichtung des von den Lichtquellen 1 ausgehenden Lichts.In particular, the first direction X, when the headlight is installed in the vehicle, corresponds to a horizontal direction, whereas the second direction Y, when the headlight is installed in the vehicle, corresponds to a vertical direction. A third direction Z, perpendicular to the first and second directions X and Y, essentially corresponds to the average direction of propagation of the light emitted from the light sources 1.

Die in 1 lediglich schematisch abgebildete Ausführungsform der Kollimationsoptik 2 ist einstückig ausgebildet und dazu eingerichtet, dass durch die Kollimationsoptik 2 im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung das von den Lichtquellen 1 ausgehende Licht zumindest teilweise hindurchtritt. Bei der abgebildeten Ausführungsform weist die Kollimationsoptik 2 lediglich eine Reihe mit drei in der ersten Richtung X nebeneinander angeordneten Kollimationslinsen 4 auf.The in 1 The collimation optics 2, shown only schematically, are formed in one piece and are designed so that, during operation of the lighting device, the light emanating from the light sources 1 passes at least partially through the collimation optics 2. In the illustrated embodiment, the collimation optics 2 comprise only a row of three collimation lenses 4 arranged side by side in the first direction X.

Wenn mehr als eine Reihe von Lichtquellen 1 vorgesehen ist, weist auch die Kollimationsoptik 2 mehr als eine Reihe von Kollimationslinsen 4 auf. Die Reihen von Kollimationslinsen 4 sind in diesem Fall wie die Lichtquellen 1 in der zweiten Richtung Y beziehungsweise in 1 untereinander angeordnet.If more than one row of light sources 1 is provided, the collimation optics 2 also has more than one row of collimation lenses 4. In this case, the rows of collimation lenses 4 are arranged like the light sources 1 in the second direction Y and in the 1 arranged one below the other.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, mehr als drei oder weniger als drei Kollimationslinsen 4 pro Reihe vorzusehen.It is entirely possible to provide more than three or fewer than three collimation lenses 4 per row.

Die Kollimationslinsen 4 weisen jeweils eine den Lichtquellen 1 zugewandte Eintrittsfläche 5 und eine der Eintrittsfläche 5 gegenüberliegende Austrittsfläche 6 auf (siehe 1). Dabei ist jeder der Lichtquellen 1 jeweils eine Kollimationslinse 4 zugeordnet und so vor der Lichtquelle 1 angeordnet, dass das von den Lichtquellen 1 ausgehende Licht von der jeweils zugeordneten Kollimationslinse 4 weitgehend kollimiert wird.The collimating lenses 4 each have an entrance surface 5 facing the light sources 1 and an exit surface 5 opposite the entrance surface 5. stepping area 6 on (see 1 ). Each of the light sources 1 is assigned a collimation lens 4 and arranged in front of the light source 1 in such a way that the light emanating from the light sources 1 is largely collimated by the respective assigned collimation lens 4.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, die Kollimationslinsen 4 der Kollimationsoptik 2 nicht einstückig miteinander zu verbinden, sondern auf separaten Substraten auszubilden, wobei die Substrate in der ersten und/oder der zweiten Richtung X, Y nebeneinander angeordnet sein können. Dadurch kann sich eine spaltenweise Aufteilung oder eine zeilenweise beziehungsweise reihenweise Aufteilung der Kollimationsoptik 2 in mehrere Substrate ergeben.It is entirely possible to form the collimation lenses 4 of the collimation optics 2 not as a single unit, but on separate substrates, whereby the substrates can be arranged next to each other in the first and/or the second direction X, Y. This can result in a column-wise or a row-wise division of the collimation optics 2 into several substrates.

Auf den Eintrittsflächen 5 der Kollimationslinsen 4 ist zwischen jeder der Lichtquellen 1 und der zugeordneten Kollimationslinse 4 jeweils eine Blendenöffnung 7 angeordnet (siehe 1). Die Blendenöffnung 7 ist jeweils als Öffnung in einer lichtundurchlässigen Schicht auf der Eintrittsfläche 5 ausgebildet. Diese lichtundurchlässige Schicht kann insbesondere durch Aufdampfen oder Lackieren auf die Eintrittsfläche 5 aufgebracht sein, wobei die Öffnung durch Beaufschlagung mit Laserstrahlung in die Schicht eingebracht werden kann.On the entrance surfaces 5 of the collimation lenses 4, an aperture 7 is arranged between each of the light sources 1 and the associated collimation lens 4 (see 1 The aperture 7 is formed as an opening in an opaque layer on the entrance surface 5. This opaque layer can be applied to the entrance surface 5, in particular by vapor deposition or coating, whereby the opening can be created in the layer by applying laser radiation.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, die Blendenöffnung 7 nicht als auf der Eintrittsfläche 5 angeordnete Öffnung auszubilden, sondern als separates Teil zwischen der Lichtquelle 1 und der Eintrittsfläche 5 auszugestalten.It is entirely possible to design the aperture 7 not as an opening arranged on the entrance surface 5, but as a separate part between the light source 1 and the entrance surface 5.

Die untere Kante einer, mehrerer oder jeder der Blendenöffnungen 7 auf den Eintrittsflächen 5 der Kollimationslinsen 4 (siehe 1) kann von der durch die Kollimationsoptik 3 und die Sekundäroptik 3 gebildeten Optik des Scheinwerfers als horizontale Hell-Dunkel-Grenze in den Außenraum des Kraftfahrzeugs abgebildet werden.The lower edge of one, several or each of the aperture openings 7 on the entrance surfaces 5 of the collimating lenses 4 (see 1 ) can be projected into the outside of the motor vehicle as a horizontal light-dark boundary by the optics of the headlight formed by the collimation optics 3 and the secondary optics 3.

Die Sekundäroptik 3 umfasst drei transparente Substrate 8. Es besteht die Möglichkeit, dass die Sekundäroptik 3 weniger oder mehr als drei transparente Substrate 8 umfasst. Beispielsweise kann die Sekundäroptik 3 lediglich ein transparentes Substrat 8 umfassen. Bei der in 2 abgebildeten Ausführungsform sind die drei transparenten Substrate 8 in der ersten Richtung X nebeneinander angeordnet.The secondary optics 3 comprise three transparent substrates 8. It is possible that the secondary optics 3 comprises fewer or more than three transparent substrates 8. For example, the secondary optics 3 may comprise only one transparent substrate 8. In the case of the 2 In the illustrated embodiment, the three transparent substrates 8 are arranged next to each other in the first direction X.

Die transparenten Substrate 8 weisen jeweils eine der Kollimationsoptik 2 zugewandte Eintrittsfläche 9 und eine dieser gegenüberliegende Austrittsfläche 10 auf. Die beiden äußeren Substrate 8 bilden jeweils einen ersten Abschnitt der Sekundäroptik 3. Jeder dieser ersten Abschnitte beziehungsweise jedes der äußeren Substrate 8 weist ein Array 11 von Zylinderlinsen 12 auf, die in der ersten Richtung X nebeneinander angeordnet sind (siehe 2). Die Zylinderachsen der Zylinderlinsen 12 erstrecken sich dabei in die zweite Richtung Y.The transparent substrates 8 each have an entrance surface 9 facing the collimation optics 2 and an exit surface 10 opposite it. The two outer substrates 8 each form a first section of the secondary optics 3. Each of these first sections, or each of the outer substrates 8, has an array 11 of cylindrical lenses 12 arranged side by side in the first direction X (see 2 The cylinder axes of the cylinder lenses 12 extend in the second direction Y.

Es kann vorgesehen sein, dass die Arrays 11 von Zylinderlinsen 12 auf der Austrittsfläche 10 angeordnet sind und dass die Eintrittsfläche 9 der äußeren Substrate 8 plan ausgebildet ist. Es besteht alternativ die Möglichkeit, dass sowohl auf der Eintrittsfläche 9 als auch auf der Austrittsfläche 10 jeweils Arrays 11 von Zylinderlinsen 12 angeordnet sind.It can be provided that the arrays 11 of cylindrical lenses 12 are arranged on the exit surface 10 and that the inlet surface 9 of the outer substrates 8 is planar. Alternatively, it is possible that arrays 11 of cylindrical lenses 12 are arranged on both the inlet surface 9 and the exit surface 10.

Im Betrieb des Scheinwerfers tritt das von der Kollimationsoptik 2 ausgehende Licht zumindest teilweise durch die Arrays 11 von Zylinderlinsen 12 hindurch und wird von diesen in der ersten Richtung X beziehungsweise in horizontaler Richtung aufgeweitet.During operation of the headlight, the light emanating from the collimation optics 2 passes at least partially through the arrays 11 of cylindrical lenses 12 and is widened by them in the first direction X or in the horizontal direction.

Das mittlere Substrat 8 (siehe 2) bildet einen zweiten Abschnitt der Sekundäroptik 3. Dieser zweite Abschnitt weist ein Array 13 von refraktiven Strukturen 14 auf, die jeweils ein Dachprisma 15 auf der Eintrittsfläche 9 und ein Dachprisma 16 auf der Austrittsfläche 10 des Substrats 8 aufweisen (siehe 3 und 6). In 2 ist lediglich zur Verdeutlichung der Anordnung der diesem Abschnitt zugeordneten Kollimationslinse 4 das Array 13 von refraktiven Strukturen 14 weggelassen.The middle substrate 8 (see 2 ) forms a second section of the secondary optics 3. This second section has an array 13 of refractive structures 14, each of which has a roof prism 15 on the entrance surface 9 and a roof prism 16 on the exit surface 10 of the substrate 8 (see 3 and 6 ). In 2 The array 13 of refractive structures 14 has been omitted solely to clarify the arrangement of the collimation lens 4 assigned to this section.

Die refraktiven Strukturen 14 des Arrays 13 sind in der zweiten Richtung Y nebeneinander angeordnet. Die Pfeile 18 in 3 deuten an, dass sich das Substrat 8 und das Array 13 der Strukturen 14 in positiver und negativer Y-Richtung beziehungsweise nach oben und nach unten in 3 fortsetzen. Dabei sind die refraktiven Strukturen 14 in der zweiten Richtung Y derart periodisch angeordnet, dass die Ausdehnung der Strukturen 14 in der zweiten Richtung Y und die Abstände benachbarter Strukturen 14 in der zweiten Richtung Y für mehrere, vorzugsweise für sämtliche, refraktive Strukturen 14 gleich sind. Weiterhin sind auch die Ausdehnung der Dachprismen 15, 16 der Strukturen 14 in der zweiten Richtung Y für mehrere, vorzugsweise für sämtliche, Dachprismen 15, 16 gleich.The refractive structures 14 of the array 13 are arranged side by side in the second direction Y. The arrows 18 in 3 indicate that the substrate 8 and the array 13 of the structures 14 are oriented in the positive and negative Y-direction, respectively upwards and downwards. 3 continue. The refractive structures 14 are arranged periodically in the second direction Y such that the extent of the structures 14 in the second direction Y and the distances between adjacent structures 14 in the second direction Y are the same for several, preferably all, refractive structures 14. Furthermore, the extent of the roof prisms 15, 16 of the structures 14 in the second direction Y is also the same for several, preferably all, roof prisms 15, 16.

Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass jeweils die Prismen 15, 16 benachbarter refraktiver Strukturen 14 unmittelbar aneinander anschließen (siehe 3).In particular, it may be provided that the prisms 15, 16 of adjacent refractive structures 14 are directly connected to each other (see 3 ).

Weiterhin erstreckt sich ein jedes der Prismen 15, 16 in der ersten Richtung X beziehungsweise in die Zeichenebene der 3 und der 4 hinein über den zweiten Abschnitt ohne Veränderung seines Querschnitts.Furthermore, each of the prisms 15, 16 extends in the first direction X or into the plane of the drawing. 3 and the 4 into the second section without changing its cross-section.

Bei jeder der refraktiven Strukturen 14 ist der Querschnitt des Prismas 15 auf der Eintrittsfläche 9 des Substrats 8 spiegelsymmetrisch zu dem Querschnitt des Prismas 16 auf der Austrittsfläche 10 des Substrats 8. Die gedachte Symmetrieebene dieser Spiegelsymmetrie liegt in einer X-Y-Ebene, die sich auf halber Strecke zwischen der Eintrittsfläche 9 und der Austrittsfläche 10 befindet.In each of the refractive structures 14, the cross-section of the prism 15 on the entrance surface 9 of the substrate 8 is mirror-symmetric to the cross-section of the prism 16 on the exit surface 10 of the substrate 8. The imaginary plane of symmetry of this mirror symmetry lies in an XY plane located halfway between the entrance surface 9 and the exit surface 10.

Ein jedes der Dachprismen 15 auf der Eintrittsfläche 9 weist eine erste und eine zweite von der Eintrittsfläche 9 ausgehende Flanke 15a, 15b auf, die auf der Eintrittsfläche 9 zueinander beabstandet sind und deren von der Eintrittsfläche 9 abgewandten Enden eine Verbindungskante 15c bilden (siehe 4). Weiterhin weist ein jedes der Dachprismen 16 auf der Austrittsfläche 10 eine erste und eine zweite von der Austrittsfläche 10 ausgehende Flanke 16a, 16b auf, die auf der Austrittsfläche 10 zueinander beabstandet sind und deren von der Austrittsfläche 10 abgewandten Enden eine Verbindungskante 16c bilden.Each of the roof prisms 15 on the entrance surface 9 has a first and a second flank 15a, 15b extending from the entrance surface 9, which are spaced apart from each other on the entrance surface 9 and whose ends facing away from the entrance surface 9 form a connecting edge 15c (see 4 ). Furthermore, each of the roof prisms 16 has a first and a second flank 16a, 16b extending from the exit surface 10, which are spaced apart from each other on the exit surface 10 and whose ends facing away from the exit surface 10 form a connecting edge 16c.

Bei jeder der refraktiven Strukturen 14 liegt die erste Flanke 15a des auf der Eintrittsfläche 9 angeordneten Dachprismas 15 der ersten Flanke 16a des auf der Austrittsfläche 10 angeordneten Dachprismas 16 gegenüber und die zweite Flanke 15b des auf der Eintrittsfläche 9 angeordneten Dachprismas 15 der zweiten Flanke 16b des auf der Austrittsfläche 10 angeordneten Dachprismas 16 gegenüber. Dabei sind die refraktiven Strukturen 14 dazu eingerichtet, dass durch die erste Flanke 15a des auf der Eintrittsfläche 9 angeordneten Dachprismas 15 eingetretenes Licht 17a durch die zweite Flanke 16b des auf der Austrittsfläche 10 angeordneten Dachprismas 16 hindurchtritt und dass durch die zweite Flanke 15b des auf der Eintrittsfläche 9 angeordneten Dachprismas 15 eingetretenes Licht 17b durch die erste Flanke 16a des auf der Austrittsfläche 10 angeordneten Dachprismas 16 hindurchtritt. Dadurch ergibt sich ein gekreuzter Strahlengang innerhalb einer jeder der refraktiven Strukturen 14.In each of the refractive structures 14, the first flank 15a of the roof prism 15 arranged on the entrance surface 9 is opposite the first flank 16a of the roof prism 16 arranged on the exit surface 10, and the second flank 15b of the roof prism 15 arranged on the entrance surface 9 is opposite the second flank 16b of the roof prism 16 arranged on the exit surface 10. The refractive structures 14 are configured such that light 17a entering through the first flank 15a of the roof prism 15 arranged on the entrance surface 9 passes through the second flank 16b of the roof prism 16 arranged on the exit surface 10, and that light 17b entering through the second flank 15b of the roof prism 15 arranged on the entrance surface 9 passes through the first flank 16a of the roof prism 16 arranged on the exit surface 10. This results in a crossed beam path within each of the refractive structures 14.

Das zweite transparente Substrat 8 kann aus zwei miteinander verbundenen Teilen 8a, 8b bestehen (siehe 5). Dabei sind auf dem ersten Teil 8a die Dachprismen 15 der Eintrittsfläche 9 ausgebildet und auf dem zweiten Teil 8b die Dachprismen 16 der Austrittsfläche 10 ausgebildet. Um die Fertigung des zweiten transparenten Substrats 8 zu vereinfachen, weisen die miteinander zu verbindenden Teile 8a, 8b auf ihren einander zugewandten Seiten Positionierhilfen aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel in 5 weist das erste Teil 8a eine sich in X-Richtung erstreckende Führung 19a auf, wohingegen das zweite Teil 8b eine sich in X-Richtung erstreckende Aufnahme 19b aufweist, deren Querschnitt demjenigen der Führung 19a einspricht, so dass die Führung 19a bei der Verbindung passend in die Aufnahme 19b eingreifen kann.The second transparent substrate 8 can consist of two interconnected parts 8a, 8b (see 5 The roof prisms 15 of the inlet surface 9 are formed on the first part 8a, and the roof prisms 16 of the outlet surface 10 are formed on the second part 8b. To simplify the manufacturing of the second transparent substrate 8, the parts 8a and 8b to be joined have positioning aids on their facing sides. In the embodiment shown in 5 The first part 8a has a guide 19a extending in the X direction, whereas the second part 8b has a receptacle 19b extending in the X direction, the cross-section of which corresponds to that of the guide 19a, so that the guide 19a can engage appropriately in the receptacle 19b when connecting.

Bei der in 6 und 7 abgebildeten zweiten Ausführungsform ist im Unterschied zur ersten Ausführungsform ein jedes der Dachprismen 15, 16 gekrümmt, so dass sich in der ersten Richtung X der Querschnitt des Dachprismas 15, 16 ändert. Dabei ist die Verbindungskante 15c, 16c eines jeden der Dachprismen 15, 16 gekrümmt und zumindest abschnittsweise kreisförmig, wobei der Kreis sich in einer durch die erste und die zweite Richtung (X, Y) gebildeten Ebene erstreckt (siehe 7).At the in 6 and 7 In the second embodiment shown, unlike the first embodiment, each of the roof prisms 15, 16 is curved, such that the cross-section of the roof prism 15, 16 changes in the first direction X. The connecting edge 15c, 16c of each of the roof prisms 15, 16 is curved and at least partially circular, with the circle extending in a plane formed by the first and second directions (X, Y) (see 7 ).

Im in 7 abgebildeten Ausführungsbeispiel sind die refraktiven Strukturen 14 koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Achse, zu der die refraktiven Strukturen 14 koaxial zueinander angeordnet sind, sich in der dritten Richtung Z erstreckt. Dabei sind die refraktiven Strukturen 14 derart koaxial angeordnet, dass die Ausdehnung der Strukturen 14 in der zu der dritten Richtung Z radialen Richtung und die Abstände benachbarter Strukturen 14 in der zu der dritten Richtung Z radialen Richtung für mehrere, vorzugsweise für sämtliche, refraktive Strukturen 14 gleich sind.In the 7 In the illustrated embodiment, the refractive structures 14 are arranged coaxially to one another, with the axis to which the refractive structures 14 are arranged coaxially extending in the third direction Z. The refractive structures 14 are arranged coaxially such that the extent of the structures 14 in the direction radial to the third direction Z and the distances between adjacent structures 14 in the direction radial to the third direction Z are the same for several, preferably all, refractive structures 14.

Auch bei der zweiten Ausführungsform kann das zweite transparente Substrat 8 aus zwei miteinander verbundenen Teilen 8a, 8b bestehen. Auch diese Teile 8a, 8b können auf ihren einander zugewandten Seiten Positionierhilfen aufweisen.In the second embodiment, the second transparent substrate 8 can also consist of two interconnected parts 8a, 8b. These parts 8a, 8b can also have positioning aids on their facing sides.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Lichtquellelight source
22: KollimationsoptikCollimation optics
33: SekundäroptikSecondary optics
44: KollimationslinseCollimation lens
55: Eintrittsfläche der KollimationslinseEntrance surface of the collimation lens
66: Austrittsfläche der KollimationslinseExit surface of the collimation lens
77: Blendenöffnungaperture
88: Transparentes Substrat der SekundäroptikTransparent substrate of secondary optics
8a8a: erstes Teil des Substratsfirst part of the substrate
8b8b: zweites Teil des Substratssecond part of the substrate
99: Eintrittsfläche des transparenten SubstratsEntry surface of the transparent substrate
1010: Austrittsfläche des transparenten SubstratsExit surface of the transparent substrate
1111: Array von ZylinderlinsenArray of cylindrical lenses
1212: Zylinderlinse des ArraysCylindrical lens of the array
1313: Array von refraktive StrukturenArray of refractive structures
1414: refraktive Struktur des Arraysrefractive structure of the array
1515: Prisma auf der Eintrittsfläche des transparenten SubstratsPrism on the entrance surface of the transparent substrate
15a15a: erste Flanke des Prismas auf der Eintrittsflächefirst flank of the prism on the entrance surface
15b15b: zweite Flanke des Prismas auf der Eintrittsflächesecond flank of the prism on the entrance surface
15c15c: Verbindungskante des Prismas auf der EintrittsflächeConnecting edge of the prism on the entrance surface
1616: Prisma auf der Austrittsfläche des transparenten SubstratsPrism on the exit surface of the transparent substrate
16a16a: erste Flanke des Prismas auf der Austrittsflächefirst flank of the prism on the exit surface
16b16b: zweite Flanke des Prismas auf der Austrittsflächesecond flank of the prism on the exit surface
16c16c: Verbindungskante des Prismas auf der AustrittsflächeConnecting edge of the prism on the exit surface
17a17a: in die erste Flanke des Prismas auf der Eintrittsfläche eintretendes LichtLight entering the first flank of the prism on the entrance surface
17b17b: in die zweite Flanke des Prismas auf der Eintrittsfläche eintretendes LichtLight entering the second flank of the prism on the entrance surface
1818: Pfeile in positiver und negativer Y-RichtungArrows in positive and negative Y direction
19a19a: Führung an dem ersten Teil des SubstratsGuidance on the first part of the substrate
19b19b: Aufnahme an dem zweiten Teil des SubstratsRecording of the second part of the substrate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2021 122 953 B3 [0002]

Claims

Headlight for a motor vehicle, comprising: - a plurality of light sources (1) from which light (17) is emitted during operation of the lighting device, wherein the light sources (1) are arranged side by side in a first direction (X); - a collimation optic (2) with a plurality of collimation lenses (4), each having an inlet surface (5) and an outlet surface (6), wherein the collimation lenses (4) are arranged side by side in the first direction (X); - a secondary optic (3) comprising at least one transparent substrate (8) with an inlet surface (9) and an outlet surface (10), wherein two sections arranged side by side in the first direction (X) are provided on the at least one substrate (8), wherein an array (11) of cylindrical lenses (12) is arranged in a first of the sections and wherein no array (11) of cylindrical lenses (12) is arranged in a second of the sections; - the lighting device is configured such that the light emitted by one of the light sources (1) outgoing light (17) passes successively through the entrance surface (5) and the exit surface (6) of one of the collimation lenses (4) and subsequently through one of the sections of the secondary optics (2), characterized in that an array (13) of refractive structures (14) is arranged in the second section, each having a roof prism (15) on the entrance surface (9) and a roof prism (16) on the exit surface (10) of the at least one substrate (8), wherein the refractive structures (14) are arranged such that light (17) outgoing from the collimation optics (2) passes successively through the two roof prisms (15, 16) of one of the refractive structures (14).

headlights Claim 1 , characterized in that each of the roof prisms (15, 16) has on the inlet surface (9) a first and a second flank (15a, 15b) extending from the inlet surface (9), which are spaced apart from each other on the inlet surface (9) and whose ends facing away from the inlet surface (9) form a connecting edge (15c), and in that each of the roof prisms (15, 16) has on the outlet surface (10) a first and a second flank (16a, 16b) extending from the outlet surface (10), which are spaced apart from each other on the outlet surface (10) and whose ends facing away from the outlet surface (10) form a connecting edge (16c), wherein in each of the refractive structures (14) the first flank (15a) of the roof prism arranged on the inlet surface (9) (15) opposite the first flank (16a) of the roof prism (16) arranged on the exit surface (10) and the second flank (15b) of the roof prism (15) arranged on the entry surface (9) opposite the second flank (16b) of the roof prism (16) arranged on the exit surface (10).

headlights Claim 2 , characterized in that the refractive structures (14) are arranged such that light entering through the first flank (15a) of the roof prism (15) arranged on the inlet surface (9) passes through the second flank (16b) of the roof prism (16) arranged on the outlet surface (10) and that light entering through the second flank (15b) of the roof prism (15) arranged on the inlet surface (9) passes through the first flank (16a) of the roof prism (16) arranged on the outlet surface (10).

Headlights after one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the refractive structures (14) are designed to not change, or only change insignificantly, the degree of collimation of the light (17) emitted from the collimation optics (2).

Headlights after one of the Claims 1 until 4 , characterized in that each of the roof prisms (15, 16) extends in the first direction (X) at least over a part of the second section without changing its cross-section, in particular wherein each of the roof prisms (15, 16) extends in the first direction (X) over the entire second section without changing its cross-section.

headlights Claim 5 , characterized in that the refractive structures (14) are arranged side by side in a second direction (Y) which is perpendicular to the first direction (X), in particular wherein the refractive structures (14) are arranged periodically in the second direction (Y) such that the extent of the structures (14) in the second direction (Y) and the distances of adjacent structures (14) in the second direction (Y) are the same for several, preferably all, refractive structures (14).

headlights Claim 6 , characterized in that the first direction (X) in the state of the headlight being installed in the vehicle corresponds to a horizontal direction and that the second direction (Y) in the state of the headlight being installed in the vehicle corresponds to the vertical direction.

Headlights after one of the Claims 1 until 4 , characterized in that each of the roof prisms (15, 16) is curved, so that in the first direction (X) the cross-section of the roof prism (15, 16) changes.

headlights Claim 8 , characterized in that the connecting edge (15c, 16c) of each of the roof prisms (15, 16) is curved, in particular wherein the connecting edge (15c, 16c) of each of the roof prisms (15, 16) is at least sectionally circular, wherein the circle extends in a plane formed by the first and the second direction (X, Y).

Headlights after one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the refractive structures (14) are arranged coaxially to each other, wherein the axis to which the refractive structures (14) are arranged coaxially to each other extends in a third direction (Z) which is perpendicular to the first direction (X) and the second direction (Y), in particular wherein the refractive structures (14) are arranged coaxially such that the extent of the structures (14) in the direction radial to the third direction (Z) and the distances of adjacent structures (14) in the direction radial to the third direction (Z) are the same for several, preferably all, refractive structures (14).

Headlights after one of the Claims 6 until 10 , characterized in that the cylindrical lenses (12) of the array (11) of cylindrical lenses (12) are arranged next to each other in the first direction (X) and the cylinder axes of the cylindrical lenses (12) extend in the second direction (Y).

Headlights after one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the secondary optics (3) has a transparent substrate (8) on which both the first section with the array (11) of cylindrical lenses (12) and the second section with the refractive structures (14) are arranged.

Headlights after one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the secondary optics (3) has at least two transparent substrates (8), wherein on a first of the transparent substrates (8) the first section with the array (11) of cylindrical lenses (12) is arranged and wherein on a second of the transparent substrates (8) the second section with the refractive structures (14) is arranged.

headlights Claim 13 , characterized in that the second transparent substrate (8) consists of two interconnected parts (8a, 8b), wherein the roof prisms (15) of the entrance surface (9) are formed on a first of the two parts (8a, 8b) and wherein the roof prisms (16) of the exit surface (10) are formed on a second of the two parts (8a, 8b).

headlights Claim 14 , characterized in that the interconnected parts (8a, 8b) of the second transparent substrate (8) have positioning aids on their mutually facing sides, which facilitate the positioning of the parts during the joining of the parts (8a, 8b) to each other.