EP3301350A1 - Lichtmodul für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

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EP3301350A1
EP3301350A1 EP17190034.3A EP17190034A EP3301350A1 EP 3301350 A1 EP3301350 A1 EP 3301350A1 EP 17190034 A EP17190034 A EP 17190034A EP 3301350 A1 EP3301350 A1 EP 3301350A1
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EP
European Patent Office
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light
optics
module
light module
distribution
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EP17190034.3A
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English (en)
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Wolfgang Hossfeld
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Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
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Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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Publication date
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/26—Elongated lenses
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    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
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    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/147—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device
    • F21S41/148—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being angled to the optical axis of the illuminating device the main emission direction of the LED being perpendicular to the optical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/008—Combination of two or more successive refractors along an optical axis

Definitions

  • a light module of the type mentioned is, for example. From the DE 10 2005 015 007 A1 or the US 2014/0092619 A1 known. In the known light modules, however, it is such that the primary optics has a focal point which lies on the light-emitting surface of the semiconductor light source, and by the primary optics, a real intermediate image at the focal point of the secondary optics is generated by the Secondary optics for generating the resulting light distribution of the light module is projected onto the roadway in front of the motor vehicle. This results in a relatively large construction, especially in the light exit direction considered quite long light module.
  • a catadioptric transparent optical attachment whose total reflecting interface is divided into differently shaped area to produce a light distribution with a light-dark boundary.
  • This solution is very light efficient.
  • the disadvantage is that for typical light distributions, such as a low beam distribution according to regulation UN-ECE R112, the volume of the optics is so large that material thicknesses of> 20mm arise.
  • an attachment optics with such a thickness can no longer be produced cost-effectively, because, for example, the process cycle time increases due to the longer curing times of the sprayed transparent plastic material with the center thickness of the optics in the production by injection molding.
  • the shape of the light exit surface is basically circular or elliptical and an adaptation to other requirements, for example a rectangular exit surface, is only possible at the expense of light efficiency.
  • a headlamp is known with a light module that can produce different light spots that can be switched individually. Each light spot is generated by the image of an associated LED.
  • the optics consists of two lenses. The LEDs are arranged on a substrate and all use at the same time the optical system consisting of the two lenses. In this way, an adaptive high beam can be realized.
  • the lenses form an imaging optical system rotationally symmetric lenses.
  • the light exit surface is basically given by the shape of a lens, that is, by an approximately circular surface. Deviation from this form directly affects the light output and the quality of the light distribution. A broadening of the light exit surface can also be achieved only by increasing the center thickness of the second optics. However, this also means that center thicknesses of> 20mm are produced quickly, which lead to longer cycle times and higher production costs.
  • the present invention is intended to reduce the size of the light module, in particular in the light exit direction. At the same time the light exit surface of the light module is to be varied without sacrificing the efficiency and the production of the optics of the light module can be realized particularly cost.
  • the light module has at least one primary optic whose focal point, viewed counter to a light exit direction, is arranged behind the at least one semiconductor light source. Furthermore, the light module has a secondary optics whose focal point or focal line, viewed counter to the light exit direction, is likewise arranged behind the at least one semiconductor light source. Finally, the entire optical system of the light module, which comprises the at least one primary optics and the secondary optics, has a focal point or a focal line, which is arranged in the region of the light-emitting surface of the at least one semiconductor light source.
  • an optical system of at least one thin-walled first optics (primary optics) and a thin-walled second optics (secondary optics) is realized.
  • An optic is here called thin-walled, if it has a maximum center thickness of ⁇ 20mm. All first optics share a common second optics. All optics are preferably astigmatic optics that have significantly different focal lengths in a vertical and a horizontal plane.
  • An optical system comprising at least one primary optic and the secondary optics forms an anamorphic image of the luminous surface of the at least one semiconductor light source.
  • the anamorphic image causes in the horizontal and vertical planes different magnifications and thus different dimensions of the beam cone, which is generated by the semiconductor light source arise.
  • By a suitable design of the vertical and horizontal focal lengths of the optics it is possible to make the light exit surface of the second optics and thus of the light module in two mutually perpendicular directions with different expansion, without this at the expense of the light output.
  • the division of one to two or more optics also allows the realization of a high numerical aperture at the same time large focal length or low magnification without the need for thick-walled (> 20mm center thickness) optics are required consuming and time-consuming manufacturing processes and therefore are not inexpensive to manufacture ,
  • the first optics serve to bundle the light in a first step and for light shaping. They may therefore have differently shaped areas (segments or facets) to direct light meeting the different areas to different positions in the image plane.
  • Such a catadioptric attachment optics is basically from DE 10 2011 078 653 A1 known.
  • the attachment optics of the light module according to the invention differs from the known intent optics by the way in which it is arranged in the light module and in particular with respect to the at least one semiconductor light source and the secondary optics.
  • the semiconductor light source which is associated with a first optical system, generates a light distribution that can have one or more arbitrarily shaped light-dark boundaries by the optical system consisting of first and second optics.
  • the resulting total light distribution of the light module results from the superimposition of the individual light light distributions, which are generated by a respective light source, an associated primary optics and a secondary optics.
  • Each individual light distribution can have a different form of the light distributions and the light-dark boundaries, in that the respectively first optics are embodied differently or the type, shape or position of the semiconductor light source is selected differently.
  • the primary optic is embodied as a catadioptric facing optic made of a transparent material
  • the light entry and / or light exit surfaces may have a wave or pincushion modulation which serves to scatter the light in one or more directions. This scattering serves to the light distribution to make it wider or to homogenize the intensity or color appearance.
  • the secondary optics serve optically exclusively for a further focusing of the light, preferably in only one plane. It forms the light exit surface of the optical system of the light module and, in contrast to the first optics, has no visible different regions for light shaping. All first optics share the second optics, i. All optical axes of the subsystems of light sources and associated first optics pass through the second optics.
  • the focal length of the second optical system in a first plane is greater than 100 mm and thus greater than the length of the optical system in the light exit direction, measured along an optical axis from the light source to the light exit surface of the second optical system.
  • the focal length in the perpendicular second plane is much larger, typically infinite.
  • the width of a cylindrical lens can be flexibly adapted to design specifications.
  • the width can be made considerably larger than the height, which is not possible with a conventional non-anamorphic optical system consisting of rotationally symmetrical single optics.
  • the headlight 1 comprises a housing 2, which is preferably made of plastic.
  • the housing 2 has in the light exit direction 3, a light exit opening 4, which is closed by a transparent cover 5.
  • the cover 5 may be provided at least in regions with optically active elements (for example in the form of cylindrical lenses or prisms) (so-called diffusion disc) in order to effect a scattering of the light passing through, in particular in the horizontal direction.
  • the cover 5 may also be formed without optically active elements as a clear disk.
  • an inventive light module 10 is arranged inside the housing 2.
  • the light module 10 is used to generate any resulting drive-light distribution or a part thereof, for example.
  • a low beam, high beam, adaptive driving light city lights, country lights, motorway lights, Operafernlicht, marker light
  • fog light or the like for example.
  • light module 10 together with the light module 10, other light modules for generating any desired light can also be provided in the housing 2 Travel light distribution or a part thereof, or lighting modules for the realization of any lighting function (eg flashing light, position light, parking light, daytime running light, parking light, reversing light, brake light or the like) may be arranged.
  • the light module 10 according to the invention will be described below with reference to FIGS FIGS. 1 to 30 explained in more detail.
  • the light module 10 comprises a first optics or primary optics 11, which in this example is designed as a catadioptric transparent optic consisting of a refractive lens part and a totally reflecting reflection part.
  • a first optics or primary optics 11 which in this example is designed as a catadioptric transparent optic consisting of a refractive lens part and a totally reflecting reflection part.
  • Such optics is in itself, for example, from the DE 10 2011 078 653 A1 are known, to which reference is made here in terms of structure and operation of the optics.
  • Such an optic 11 can be easily manufactured eg by injection molding of plastic such as polycarbonate.
  • a semiconductor light source 12 for example in the form of one or more LEDs or their light-emitting surface (eg LED chip), to be emitted into a 180 ° half-space above an extension plane of the light-emitting surface to collect and bundle in a first step.
  • the reflective surfaces of the optic 11 are segmented or faceted. By means of the segments or facets 13, images of the light-emitting surface are imaged such that a horizontal light-dark boundary (cf., for example, the light-dark boundary 31 of the dimmed light distribution 30 in FIG FIG. 7 ) arises.
  • FIG. 1 shows the light-shaping segments or facets 13 in the reflective part of the optics 11.
  • a light exit surface 14 of the first optics 11 may be waved modulated to distribute the light passing through in the horizontal direction and to homogenize.
  • a sinusoidal modulation of the light exit surface 14 in the form of waves is, for example, in FIG. 5 shown where the waves (light areas) by the reference numeral 20 and the adjacent valleys (dark areas) by the reference numeral 21 are designated.
  • the waves 20 and valleys 21 have a longitudinal extension in the vertical direction 22.
  • the wave-shaped modulation of the light exit surface 14 takes place in a direction perpendicular to horizontal direction 23, ie the waves 20 and valleys 21 alternate in the direction 23.
  • the exit surface 14 may also have a pincushion-shaped modulation, can be distributed and homogenized by the light passing through not only in the horizontal direction, but also in the vertical direction.
  • the second optics or secondary optics 15 is in the in FIG. 1 illustrated example formed as a cylindrical lens that focuses vertically. These optics 15 can be easily made of plastic by injection molding or glass by molding, casting or grinding and polishing.
  • the secondary optics 15 has a significantly greater width than height.
  • An optical axis of the optical system comprising the at least one light source 12, the at least one primary optics 11 and the secondary optics 15 is designated by the reference numeral 16.
  • a focal point 17 of the primary optics 11 is arranged behind the at least one semiconductor light source 12, as viewed against a light exit direction. Further, a focal point 18 or a focal line 18a (see. FIGS. 9 to 12 ) of the secondary optics 15 counter to the light exit direction 3 viewed also behind the at least one semiconductor light source 12 is arranged.
  • the focal point 18 is the Secondary optics 15 behind the focal point 17 of the primary optics 11 arranged.
  • the two foci 17, 18 can also be arranged congruently or in such a way that the focal point 17 of the primary optics 11 is arranged behind the focal point 18 of the secondary optics 15.
  • both foci 17, 18 are arranged on the optical axis 16 of the optical system of the light module 10.
  • a focal line 18a of the secondary optics 15 would pass through the optical axis 16. But that does not necessarily have to be this way. It is also conceivable that the focal points 17, 18 are arranged offset to the optical axis 16 and a focal line 18a extends at a distance from the optical axis 16.
  • the entire optical system of the light module 10, which comprises the at least one primary optics 11 and the secondary optics 15, has a focal point 19 or a focal line 19a (cf. FIGS. 9 to 12 ) which is arranged in the region of the light-emitting surface of the at least one semiconductor light source 12.
  • the focal point 19 of the optical system is preferably arranged on the light-emitting surface, very particularly preferably in the middle thereof, or the focal line 19a extends on the light-emitting surface.
  • FIG. 2 is the light module 10 off FIG. 1 showing, by way of example, light beams which were emitted from the semiconductor light source 12 into the 180 ° half-space around the optical axis 16. These light beams are collimated by the first optics 11 and formed by the segments or facets 13 and the light exit surface 14, to be finally further collimated by the secondary optics 15 in the vertical plane.
  • the light module 10 thus has a two-part focusing of the light beams.
  • the arrangement of the optics 11, 15 in the light module 10 allows its particularly compact design, especially in the direction of the optical axis 16 considered.
  • the optical system of the light module 10 has a virtual (not real) image plane, which can be recognized by the divergent light beams.
  • the optical system is not imaging, ie no images of the light source 12 are generated.
  • FIG. 3 shows a vertical section through the arrangement FIG. 2 , It can be clearly seen that the catadioptric primary optics 11 shown here have a refractive lens part in the center around the optical axis 16 and an outer reflective part surrounding the lens section with totally reflecting boundary surfaces 13.
  • a light entrance surface of the reflecting part of the primary optics 11 is designated by the reference numeral 14a and a light entry surface of the central lens part of the primary optics 11 by the reference numeral 14b.
  • the focal points 17, 18, 19 and their positions relative to one another and with respect to the semiconductor light source 12 can be clearly seen.
  • FIG. 4 is the optical system of the light module 10 off FIG. 3 are shown with exemplary light rays that extend in the vertical plane and have their origin in the center of the light-emitting surface of the semiconductor light source 12. Extensions 18a 'of the light rays 18a to the rear, ie opposite to the light exit direction 3, intersect at the focal point 18 of the secondary optics 15. Between the focal point 18 and the semiconductor light source 12, the focal point 17 of the primary optics 11 is arranged. The focal point 19 of the entire system is arranged on the light-emitting surface of the light source 12.
  • FIG. 6 shows a plan view of the light module 10 from the FIGS. 1 to 4 , It can be clearly seen that in the horizontal plane by the secondary optics 15 practically no collimation of the light rays takes place. With this structure, a resulting light distribution 30 can be generated, as for example.
  • FIG. 7 shows a arranged at a distance (eg 25m) in front of the motor vehicle or in front of the light module 10 measuring screen on which a horizontal axis and a vertical axis are plotted, which intersect at a point.
  • the light distribution 30 forms a sharp light-dark boundary 31 just below the 0 ° line (vertical) and can therefore be used as a low beam distribution or as part of it.
  • lines with the same illuminance levels are shown in the light distribution 30.
  • a solid line for 10.0 lx is denoted by reference numeral 32, a dashed line for 1.0 lx to 33 and a dashed line for 0.1 lx to 34.
  • reference numeral 32 For the definition of the light-dark boundary 31 different criteria can be used.
  • the position of the 0.1 lx iso-line 34 was used as a simple criterion.
  • FIG. 8 shows how the light distribution 30 is formed by a superimposition of different images 36 of the light-emitting surface of the light source 12.
  • the different segments or facets 13 of the interfaces of the primary optics 11 are designed such that the respective uppermost corner or edge of the image lies on the line which marks the desired position of the light-dark boundary 31.
  • all the images 36 have a rectangular shape with very different length and width, although the light source 12 in this example is an LED whose luminous surface has a square shape.
  • These pictures 36 arise because the illustration of the system is anamorphic, so the LED chip image 36 is increased differently in the horizontal and vertical directions.
  • the horizontal magnification is always greater than the vertical in the system described, because the vertical focal length of the entire system is longer than the horizontal focal length.
  • FIG. 9 There is shown an optical system of a light module 10 comprising three semiconductor light sources 12, three primary optics 11 associated therewith in the form of catadioptric optics and a secondary optic 15 in the form of a cylindrical lens.
  • the cylindrical lens comprises a focal or focus line 18a.
  • the light-emitting surfaces of the LEDs 12 are arranged on a line 19 a, which preferably runs parallel to the focal line 18 a of the secondary optics 15.
  • the line 19 a corresponds to a focal line of the entire optical system of the light module 10.
  • the secondary optics 15 is designed in the form of a curved cylindrical lens in order to realize an appealing design of the light exit surface of the light module 10.
  • the cylindrical lens 15 is bent in particular in a horizontal plane.
  • the curvature of the lens surface in vertical section has remained constant in this case.
  • the focal length of the cylindrical lens 15 changes in the Vertical section not, but the position and shape of the focal line 18a, which is now also bent in the horizontal plane.
  • the distance to the second optical system 15 on the respective optical axis 16 of the first optical system 11 changes for each first optical system 11.
  • first optics 11 and second optics 15 thereby generates different horizontal and vertical magnifications and each first optic 11 must therefore be designed differently.
  • the focal line 18a of the secondary optics 15 and the focal line 19a of the entire optical system no longer run parallel to each other.
  • each optical subsystem (with elements 12, 11, 15) is to produce a comparable light distribution, as is the case, for example, in the case of pixel-shaped light distributions for adaptive high-beam distributions (eg, partial high-beam, marker light, etc.).
  • each subsystem supplies the same magnification of the images of the light-emitting surface of the semiconductor light sources 12 in the horizontal or vertical direction. To achieve this, the position of the LEDs 12 on a line 19a parallel to the focal line 18a of the secondary optics 15 must be selected. A corresponding example is in FIG. 12 shown.
  • FIG. 13 FIG. 4 shows an example of how the LED chip images 41 of different regions 13 of a first optical system 11 can be positioned to produce a striped light distribution 40 with vertical light-dark boundaries 42 and horizontal light-dark boundaries 43.
  • FIGS. 14 to 21 show examples of a total of 21 individual light distributions 50, each of which can be generated by an LED 12 with associated first optics 11 and the second optics 15 in the form of a cylindrical lens.
  • FIG. 14 shows the individual light distributions 50 of LEDs # 1 to # 3, FIG. 15 from LEDs # 4 to # 6, FIG. 16 from LEDs # 7 to # 9, FIG. 17 of LEDs # 10 and # 11, FIG. 18 from LEDs # 12 to # 14, FIG. 19 from LEDs # 15 to # 17, FIG. 20 from LEDs # 18 to # 20 and FIG. 21 from LED # 21.
  • the individual light distributions 50 each have two vertical light-dark boundaries 51 and two horizontal light-dark boundaries 52. This illuminates a defined angle range horizontally and vertically.
  • lines with the same illuminance levels are shown in the individual light distributions 50.
  • a solid line for 50.0 lx is denoted by reference numeral 53, a dashed line for 10 lx 54 and a dotted line for 0.1 lx 55.
  • the position of the 0.1 lx iso-line 55 was used as a simple criterion.
  • the illuminated angle range is, according to this definition, approximately horizontal 3 ° wide and vertical 10 ° high.
  • FIG. 22 shown resulting light distribution 60, which can serve as a high beam distribution.
  • lines with the same illuminance levels are shown in the light distribution 60.
  • a solid line for 50.0 lx is designated by reference numeral 61, a dashed line for 10 lx by 62 and a dashed line for 0.1 lx by 63. Since the individual light distributions 50 are offset horizontally by approximately 1.5 ° to each other, by deactivating or dimming individual LEDs, 12 angular ranges with a minimum of approximately 1.5 ° width can be switched to dark.
  • FIG. 23 An example of a total light distribution 60 with twice 1.5 ° wide dark masking area 64 shows FIG. 23 ,
  • the LEDs # 13 and # 14 must be switched off or dimmed (the lower two individual light distributions 50 off FIG. 18 ).
  • the light distribution 60 off FIG. 23 can be used as a partial remote light.
  • the motor vehicle are installed in the headlamp 1 with the light module 10 according to the invention, via suitable means for detecting other road users in front of the motor vehicle. These means include, for example, a video camera for capturing images of the area in front of the motor vehicle and a computing unit for evaluating the recorded images and for detecting oncoming or preceding ones Vehicles in a certain area of the pictures.
  • the Ausblend Scheme 64 can change dynamically, for example, when an oncoming other road users on the motor vehicle passes with the light module 10 or when a leading road user drives on a winding road in front of the motor vehicle. It is also conceivable to provide a plurality of masking regions 64 in the high beam distribution 60, if necessary. In addition, the width of the masking area 64 can be adapted individually to the current traffic situation.
  • the LEDs 12 are supplied with pulse width modulation for this purpose. By changing the pulse width, the luminous flux can be controlled.
  • the first optics 11 is implemented as a reflector and the second optics 15 as a cylindrical lens.
  • the FIGS. 26 to 29 show single light distributions 70 generated by the subsystems # 1 to # 5 each comprising an LED 12, a reflector 11 and the cylindrical lens 15.
  • Subsystems # 1 to # 3 produce, for example, light distributions 70 with a horizontal light-dark boundary 71, which lies just below vertical 0 ° (cf. FIGS. 26 to 28 ).
  • lines with the same illuminance levels are shown in the individual light distributions 70.
  • a solid line for 4.0 lx is denoted by reference numeral 72, a dashed line for 0.4 lx by 73 and a dashed line for 0.1 lx by 74.
  • the position of the 0.1 lx iso line 74 was used as a simple criterion.
  • FIG. 26 is the single light distribution 70, generated by subsystem # 1, in FIG FIG. 27 through subsystem # 2 and in FIG. 28 the single light distribution 70 generated by subsystem # 3 is shown.
  • a single light distribution 70 is shown as coming from the subsystem # 4 (LED # 4, Reflector # 4 and Cylindrical Lens 15) and Subsystem # 5 (LED # 5, Reflector # 5 and Cylindrical Lens 15) of the light module 10, respectively FIG. 25 is produced.
  • the light distribution 70 has a light-dark boundary 71a rising obliquely from the center (intersection of the horizontal and the vertical) to the top right (towards the own traffic side).
  • the illumination intensity distribution in the light distributions 70 is illustrated by iso-lines.
  • a solid line for 4.0 lx is denoted by reference numeral 72, a dashed line for 1.0 lx to 73a and a Dotted line for 0.1 lx designated 74.
  • reference numeral 72 A solid line for 4.0 lx is denoted by reference numeral 72, a dashed line for 1.0 lx to 73a and a Dotted line for 0.1 lx designated 74.
  • FIG. 30 shows the resulting total light distribution 80 of the light module 10 in the form of a low-beam light distribution with an asymmetric light-dark boundary 81.
  • the light distribution 80 results from a superposition of the individual light distributions 70 of the LEDs # 1 to # 5 out of the FIGS. 26 to 29 .
  • the light-dark boundary 81 of the light distribution 80 has a section 81a that rises approximately from the center (intersection of the horizontal and the vertical) to the top right (towards the own traffic side).
  • the illumination intensity distribution in the light distributions 80 is illustrated by iso-lines.
  • a solid line for 10.0 lx is denoted by reference numeral 82, a dashed line for 1.0 lx to 83a and a dashed line for 0.1 lx to 84.
  • a plurality of LEDs 12 use a first optical system 11.
  • the number of generated light areas ("pixels") of an adaptive high beam distribution can be increased without the number of first optics 11 having to be increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (1), umfassend: - eine Halbleiterlichtquelle (12) zum Abstrahlen von Licht, - eine Primäroptik (11) zum Bündeln des abgestrahlten Lichts und mit einem Brennpunkt (17), der entgegen einer Lichtaustrittsrichtung (3) betrachtet hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) angeordnet ist, - eine Sekundäroptik (15) zur weiteren Bündelung des von der Primäroptik (11) bereits gebündelten Lichts und zur Erzeugung einer resultierenden Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) des Lichtmoduls (10) auf einer Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug, wobei die Sekundäroptik (15) einen Brennpunkt (18) oder eine Brennlinie (18a) aufweist, der bzw. die entgegen einer Lichtaustrittsrichtung (3) betrachtet hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) angeordnet ist, und wobei - das gesamte optische System des Lichtmoduls (10) einen Brennpunkt (19) oder eine Brennlinie (19a) aufweist, der bzw. die im Bereich der Licht emittierenden Fläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend:
    • mindestens eine Halbleiterlichtquelle mit einer Licht emittierenden Fläche zum Abstrahlen von Licht,
    • mindestens eine Primäroptik zum Bündeln zumindest eines Teils des abgestrahlten Lichts,
    • eine Sekundäroptik zur weiteren Bündelung des von der mindestens einen ersten Optik bereits gebündelten Lichts und zur Erzeugung einer resultierenden Lichtverteilung des Lichtmoduls auf einer Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug.
  • Ein Lichtmodul der eingangs genannten Art ist bspw. aus der DE 10 2005 015 007 A1 oder der US 2014/0092619 A1 bekannt. Bei den bekannten Lichtmodulen ist es jedoch so, dass die Primäroptik einen Brennpunkt aufweist, der auf der Licht emittierenden Fläche der Halbleiterlichtquelle liegt, und durch die Primäroptik ein reales Zwischenbild im Brennpunkt der Sekundäroptik erzeugt wird, welches durch die Sekundäroptik zur Erzeugung der resultierenden Lichtverteilung des Lichtmoduls auf die Fahrbahn vor das Kraftfahrzeug projiziert wird. Dadurch ergibt sich ein relativ großbauendes, insbesondere in Lichtaustrittsrichtung betrachtet recht langes Lichtmodul.
  • Ferner ist aus der DE 10 2011 078 653 A1 eine katadioptrische transparente Vorsatzoptik bekannt, deren totalreflektierende Grenzfläche in unterschiedlich geformte Bereich unterteilt ist, um eine Lichtverteilung mit einer Helldunkelgrenze zu erzeugen. Diese Lösung ist zwar sehr lichteffizient. Nachteilig ist jedoch, dass für typische Lichtverteilungen, wie z.B. eine Abblendlichtverteilung nach Regelung UN-ECE R112 das Volumen der Optik so groß wird, dass Materialdicken von > 20mm entstehen. Eine Vorsatzoptik mit einer solchen Dicke kann aber nicht mehr kostengünstig hergestellt werden, weil bei der Herstellung mit Spritzgussverfahren bspw. die Prozesszykluszeit aufgrund der längeren Aushärtzeiten des gespritzten transparenten Kunststoffmaterials mit der Mittendicke der Optik zunimmt. Zudem ist die Form der Lichtaustrittsfläche grundsätzlich kreisförmig oder elliptisch und eine Anpassung an andere Vorgaben, bspw. eine rechteckige Austrittsfläche, ist nur auf Kosten der Lichteffizienz möglich.
  • Aus der DE 10 2008 027 320 A1 ist ein Scheinwerfer mit einem Lichtmodul bekannt, der verschiedene Lichtflecken erzeugen kann, die einzeln geschaltet werden können. Jeder Lichtfleck wird durch die Abbildung einer zugeordneten LED erzeugt. Die Optik besteht aus zwei Linsen. Die LEDs sind auf einem Substrat angeordnet und nutzen alle gleichzeitig das optische System bestehend aus den zwei Linsen. Auf diese Weise kann ein adaptives Fernlicht realisiert werden. Die Linsen bilden ein abbildendes optisches System aus rotationssymmetrischen Linsen. Die Lichtaustrittsfläche ist grundsätzlich durch die Form einer Linse gegeben, also durch eine in etwa kreisrunde Fläche. Eine Abweichung von dieser Form beeinträchtigt unmittelbar die Lichtausbeute und die Qualität der Lichtverteilung. Eine Verbreiterung der Lichtaustrittsfläche lässt sich außerdem nur durch Vergrößerung der Mittendicke der zweiten Optik erreichen. Dies bedeutet aber auch wieder, dass schnell Mittendicken von > 20mm entstehen, die zu längeren Zykluszeiten und erhöhten Herstellungskosten führen.
  • Durch die vorliegende Erfindung soll die Größe des Lichtmoduls, insbesondere in Lichtaustrittsrichtung verringert werden. Gleichzeitig soll die Lichtaustrittsfläche des Lichtmoduls ohne Einbußen beim Wirkungsgrad variiert und die Herstellung der Optiken des Lichtmoduls besonders kostengünstig realisiert werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von dem Lichtmodul der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Lichtmodul mindestens eine Primäroptik aufweist, deren Brennpunkt entgegen einer Lichtaustrittsrichtung betrachtet hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle angeordnet ist. Ferner weist das Lichtmodul eine Sekundäroptik auf, deren Brennpunkt oder Brennlinie entgegen der Lichtaustrittsrichtung betrachtet ebenfalls hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle angeordnet ist. Schließlich weist das gesamte optische System des Lichtmoduls, das die mindestens eine Primäroptik und die Sekundäroptik umfasst, einen Brennpunkt oder eine Brennlinie auf, die bzw. der im Bereich der Licht emittierenden Fläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle angeordnet ist.
  • Die beschriebenen Mängel des Standes der Technik werden durch die Erfindung dadurch beseitigt, dass die Lichtverteilung aus einem optischen System von mindestens einer dünnwandigen ersten Optik (Primäroptik) und einer dünnwandigen zweiten Optik (Sekundäroptik) realisiert wird. Eine Optik wird hier als dünnwandig bezeichnet, wenn sie eine maximale Mittendicke von <20mm aufweist. Alle ersten Optiken teilen sich eine gemeinsame zweite Optik. Alle Optiken sind vorzugsweise astigmatische Optiken, die in einer vertikalen und einer horizontalen Ebene deutlich unterschiedliche Brennweiten aufweisen. Ein optisches System umfassend mindestens eine Primäroptik und die Sekundäroptik bildet eine anamorphe Abbildung der leuchtenden Fläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle. Die anamorphe Abbildung bewirkt, dass in den horizontalen und vertikalen Ebenen unterschiedliche Vergrößerungen und damit unterschiedliche Ausdehnungen des Strahlkegels, der durch die Halbleiterlichtquelle erzeugt wird, entstehen. Durch eine geeignete Auslegung der vertikalen und horizontalen Brennweiten der Optiken wird es möglich, die Lichtaustrittsfläche der zweiten Optik und damit des Lichtmoduls in zwei zueinander senkrechten Richtungen mit unterschiedlicher Ausdehnung zu gestalten, ohne dass dies auf Kosten der Lichtausbeute geht. Die Aufteilung von einer auf zwei oder mehr Optiken ermöglicht zudem die Realisierung einer hohen numerischen Apertur bei gleichzeitig großer Brennweite bzw. geringer Vergrößerung ohne dass dafür dickwandige (> 20mm Mittendicke) Optiken benötigt werden, die aufwändige und zeitintensive Herstellungsprozesse benötigen und daher nicht kostengünstig herzustellen sind. Die hohe numerische Apertur und große Brennweite haben zur Folge, dass sowohl eine hohe optische Effizienz (= Lichtausbeute) als auch eine hohe Beleuchtungsstärke in der Bildebene des Lichtmoduls erzielt werden können.
    Die ersten Optiken dienen zum Bündeln des Lichts in einem ersten Schritt und zur Lichtformung. Sie können daher unterschiedlich geformte Bereiche (Segmente oder Facetten) aufweisen, um Licht, das auf die verschiedenen Bereiche trifft, in unterschiedliche Positionen in der Bildebene zu lenken. Eine derartige katadioptrische Vorsatzoptik ist grundsätzlich aus der DE 10 2011 078 653 A1 bekannt. Die Vorsatzoptik des erfindungsgemäßen Lichtmoduls unterscheidet sich jedoch von der bekannten Vorsatzoptik durch die Art und Weise, wie sie im Lichtmodul und insbesondere bezüglich der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und der Sekundäroptik angeordnet ist.
  • Die Halbleiterlichtquelle, die einer ersten Optik zugeordnet ist, erzeugt durch das optische System bestehend aus erster und zweiter Optik eine Lichtverteilung, die eine oder mehrere beliebig geformte Helldunkelgrenzen aufweisen kann. Die resultierende Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls ergibt sich aus der Überlagerung der Einzellichtlichtverteilungen, die durch jeweils eine Lichtquelle eine zugeordnete Primäroptik und eine Sekundäroptik erzeugt wird. Jede Einzellichtverteilung kann eine unterschiedliche Form der Lichtverteilungen und der Helldunkelgrenzen aufweisen, indem die jeweils erste Optik unterschiedlich ausgeführt wird oder die Art, Form oder Lage der Halbleiterlichtquelle unterschiedlich gewählt wird.
  • Wenn die Primäroptik als eine katadioptrische Vorsatzoptik aus einem transparenten Material ausgebildet ist, können die Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsflächen eine wellen- oder kissenförmige Modulation aufweisen, die dazu dient, das Licht in einer oder mehreren Richtungen zu streuen. Diese Streuung dient dazu, die Lichtverteilung breiter zu gestalten oder bzgl. Intensität oder Farberscheinung zu homogenisieren.
  • Die Sekundäroptik dient optisch ausschließlich einer weiteren Fokussierung des Lichts, vorzugsweise in nur einer Ebene. Sie bildet die Lichtaustrittsfläche des optischen Systems des Lichtmoduls und weist im Gegensatz zur ersten Optik keine sichtbaren unterschiedlichen Bereiche zur Lichtformung auf. Alle ersten Optiken teilen sich die zweite Optik, d.h. alle optischen Achsen der Teilsysteme aus Lichtquellen und zugeordneten ersten Optiken verlaufen durch die zweite Optik. Typischerweise ist die Brennweite der zweiten Optik in einer ersten Ebene größer als 100mm und damit größer als die Länge des optischen Systems in Lichtaustrittsrichtung, gemessen entlang einer optischen Achse von der Lichtquelle bis zu der Lichtaustrittsfläche der zweiten Optik. Die Brennweite in der dazu senkrechten zweiten Ebene ist deutlich größer, typischerweise unendlich. Das bewirkt, dass eine Verbreiterung der zweiten Optik in der Richtung, die in der zweiten Ebene und senkrecht zur optischen Achse liegt, wenig Auswirkung auf die Qualität der Lichtverteilung hat, da sich die Vergrößerung des Gesamtsystems aus erster und zweiter Optik dadurch nicht ändert. Das wiederum heißt, dass z.B. die Breite einer Zylinderlinse flexibel an gestalterische Vorgaben angepasst werden kann. Insbesondere kann z.B. die Breite merklich größer als die Höhe gestaltet werden, was bei einem herkömmlichen nicht-anamorphen optischen System, bestehend aus rotationssymmetrischen Einzeloptiken nicht möglich ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung und den dazugehörigen Figuren entnommen werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 2
    das Lichtmodul aus Figur 1 mit beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen, die von einer Licht emittierenden Fläche einer Halbleiterlichtquelle des Lichtmoduls ausgesandt wurden;
    Figur 3
    einen Vertikalschnitt durch das Lichtmodul aus Figur 1;
    Figur 4
    das Lichtmodul aus Figur 3 mit beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen, die ihren Ursprung in der Mitte der Licht emittierenden Fläche der Halbleiterlichtquelle des Lichtmoduls haben;
    Figur 5
    eine Draufsicht auf eine Lichtaustrittsfläche einer ersten Optik des Lichtmoduls aus den Figuren 1 bis 4;
    Figur 6
    einen Horizontalschnitt durch das Lichtmodul aus Figur 1 mit beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen, die von der Licht emittierenden Fläche der Halbleiterlichtquelle des Lichtmoduls ausgesandt wurden;
    Figur 7
    einen in Lichtaustrittsrichtung des Lichtmoduls in einem Abstand zu dem Lichtmodul angeordneten Messschirm mit einer darauf abgebildeten resultierenden Lichtverteilung des Lichtmoduls mit einer horizontalen Helldunkelgrenze;
    Figur 8
    den Messschirm aus Figur 7 mit einer Veranschaulichung des Prinzips, wie die Helldunkelgrenze erzeugt wird;
    Figur 9
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 10
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in einer Draufsicht;
    Figur 11
    das Lichtmodul aus Figur 10 in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 12
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in einer Draufsicht;
    Figur 13
    einen in Lichtaustrittsrichtung des Lichtmoduls in einem Abstand zu dem Lichtmodul angeordneten Messschirm mit einer darauf abgebildeten streifenförmigen resultierenden Lichtverteilung des Lichtmoduls mit vertikalen und horizontalen Helldunkelgrenzen;
    Figur 14
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 1 bis 3 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 15
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 4 bis 6 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 16
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 7 bis 9 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 17
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 10 und 11 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 18
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 12 bis 14 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 19
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 15 bis 17 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 20
    übereinander verschiedene Messschirme mit verschiedenen Lichtverteilungen, die von den Lichtquellen 18 bis 20 des Lichtmoduls erzeugt wurden;
    Figur 21
    einen Messschirm mit einer Lichtverteilung, die von der Lichtquelle 21 des Lichtmoduls erzeugt wurde;
    Figur 22
    einen Messschirm mit einer resultierenden Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls, wenn alle Lichtquellen 1 bis 21 aus den Figuren 14 bis 21 eingeschaltet sind;
    Figur 23
    einen Messschirm mit einer resultierenden Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls, wenn bis auf die Lichtquellen 13 und 14 alle Lichtquellen 1 bis 21 aus den Figuren 14 bis 21 eingeschaltet sind;
    Figur 24
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht mit beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen;
    Figur 25
    ein erfindungsgemäßes Lichtmodul gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 26
    einen Messschirm mit einer Lichtverteilung, die von dem optischen Teilsystem #1 aus Figur 25 mit der Lichtquelle #1, einem Reflektor #1 und der Sekundäroptik des Lichtmoduls erzeugt wurde;
    Figur 27
    einen Messschirm mit einer Lichtverteilung, die von dem optischen Teilsystem #2 aus Figur 25 mit der Lichtquelle #2, einem Reflektor #2 und der Sekundäroptik des Lichtmoduls erzeugt wurde;
    Figur 28
    einen Messschirm mit einer Lichtverteilung, die von dem optischen Teilsystem #3 aus Figur 25 mit der Lichtquelle #3, einem Reflektor #3 und der Sekundäroptik des Lichtmoduls erzeugt wurde;
    Figur 29
    einen Messschirm mit einer Lichtverteilung, die von dem optischen Teilsystem #4 aus Figur 25 mit der Lichtquelle #4, einem Reflektor #4 und der Sekundäroptik des Lichtmoduls und dem optischen Teilsystem #5 aus Figur 25 mit der Lichtquelle #5, einem Reflektor #5 und der Sekundäroptik des Lichtmoduls erzeugt wurde;
    Figur 30
    einen Messschirm mit einer resultierenden Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls, die sich aus einer Überlagerung der Einzellichtverteilungen gemäß der Figuren 26 bis 29 ergibt; und
    Figur 31
    einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem erfindungsgemäßen Lichtmodul.
  • In Figur 31 ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Scheinwerfer 1 umfasst ein Gehäuse 2, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Das Gehäuse 2 weist in Lichtaustrittsrichtung 3 eine Lichtaustrittsöffnung 4 auf, die durch eine transparente Abdeckscheibe 5 verschlossen ist. Die Abdeckscheibe 5 kann zumindest bereichsweise mit optisch wirksamen Elementen (z.B. in Form von Zylinderlinsen oder Prismen) versehen sein (sog. Streuscheibe), um eine Streuung des hindurchtretenden Lichts insbesondere in horizontaler Richtung zu bewirken. Die Abdeckscheibe 5 kann aber auch ohne optisch wirksame Elemente als klare Scheibe ausgebildet sein. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein erfindungsgemäßes Lichtmodul 10 angeordnet. Das Lichtmodul 10 dient zur Erzeugung einer beliebigen resultierenden Fahrt-Lichtverteilung oder eines Teils davon, bspw. eines Abblendlichts, Fernlichts, adaptiven Fahrtlichts (Stadtlicht, Landstraßenlicht, Autobahnlicht, Teilfernlicht, Markierungslicht), Nebellichts oder ähnliches.
  • Zusammen mit dem Lichtmodul 10 können in dem Gehäuse 2 auch noch andere Lichtmodule zur Erzeugung einer beliebigen Fahrt-Lichtverteilung oder eines Teils davon, oder Leuchtenmodule zur Realisierung einer beliebigen Leuchtenfunktion (z.B. Blinklicht, Positionslicht, Standlicht, Tagfahrlicht, Standlicht, Rückfahrlicht, Bremslicht oder ähnliches) angeordnet sein. Das erfindungsgemäße Lichtmodul 10 wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 30 näher erläutert.
  • Ein erstes Beispiel eines Lichtmoduls 10 wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert. Das Lichtmodul 10 umfasst eine erste Optik oder Primäroptik 11, die in diesem Beispiel als eine katadioptrische transparente Optik ausgebildet ist, die aus einem refraktiven Linsenteil und einem totalreflektierenden Reflexionsteil besteht. Eine solche Optik ist an sich bspw. aus der DE 10 2011 078 653 A1 bekannt, auf die hier hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Optik Bezug genommen wird. Eine solche Optik 11 kann einfach z.B. durch Spritzguss aus Kunststoff wie z.B. Polycarbonat hergestellt werden. Sie ermöglicht es, das von einer Halbleiterlichtquelle 12, bspw. in Form einer oder mehrerer LEDs, bzw. deren Licht emittierender Fläche (z.B. LED-Chip) erzeugte Licht, das in einen 180°-Halbraum oberhalb einer Erstreckungsebene der Licht emittierenden Fläche abgestrahlt wird, zu sammeln und in einem ersten Schritt zu bündeln. Die reflektierenden Flächen der Optik 11 sind segmentiert oder facettiert. Durch die Segmente oder Facetten 13 werden Bilder der Licht emittierenden Fläche so abgebildet, dass in der Bildebene eine horizontale Helldunkelgrenze (vgl. bspw. die Helldunkelgrenze 31 der abgeblendeten Lichtverteilung 30 aus Figur 7) entsteht. Figur 1 zeigt die Licht formenden Segmente oder Facetten 13 im reflektierenden Teil der Optik 11. Eine Lichtaustrittsfläche 14 der ersten Optik 11 kann wellenförmig moduliert sein, um das hindurchtretende Licht in horizontaler Richtung zu verteilen und zu homogenisieren. Eine sinusförmige Modulation der Lichtaustrittsfläche 14 in Form von Wellen ist bspw. in Figur 5 gezeigt, wo die Wellen (helle Bereiche) mit dem Bezugszeichen 20 und die benachbarten Täler (dunkle Bereiche) mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet sind. Die Wellen 20 und Täler 21 haben eine Längserstreckung in vertikaler Richtung 22. Die wellenförmige Modulation der Lichtaustrittsfläche 14 erfolgt in einer senkrecht dazu verlaufenden horizontalen Richtung 23, d.h. die Wellen 20 und Täler 21 wechseln sich in der Richtung 23 ab. Statt der wellenförmigen Modulation kann die Austrittsfläche 14 auch eine kissenförmige Modulation aufweisen, durch die hindurchtretendes Licht nicht nur in horizontaler Richtung, sondern auch in vertikaler Richtung verteilt und homogenisiert werden kann.
  • Die zweite Optik oder Sekundäroptik 15 ist in dem in Figur 1 dargestellten Beispiel als eine Zylinderlinse ausgebildet, die vertikal fokussiert. Auch diese Optik 15 kann einfach aus Kunststoff durch Spritzgießen oder aus Glas durch Blankpressen, Gießen oder Schleifen und Polieren hergestellt werden. Die Sekundäroptik 15 weist eine deutlich größere Breite als Höhe auf. Eine optische Achse des optischen Systems umfassend die mindestens eine Lichtquelle 12, die mindestens eine Primäroptik 11 und die Sekundäroptik 15 ist mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet.
  • Ein Brennpunkt 17 der Primäroptik 11 ist entgegen einer Lichtaustrittsrichtung betrachtet hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle 12 angeordnet. Ferner ein Brennpunkt 18 oder eine Brennlinie 18a (vgl. Figuren 9 bis 12) der Sekundäroptik 15 entgegen der Lichtaustrittsrichtung 3 betrachtet ebenfalls hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle 12 angeordnet. In dem dargestellten Beispiel ist der Brennpunkt 18 der Sekundäroptik 15 hinter dem Brennpunkt 17 der Primäroptik 11 angeordnet. Selbstverständlich können die beiden Brennpunkte 17, 18 aber auch deckungsgleich oder derart angeordnet sein, dass der Brennpunkt 17 der Primäroptik 11 hinter dem Brennpunkt 18 der Sekundäroptik 15 angeordnet ist. Ferner sind in dem Beispiel beide Brennpunkte 17, 18 auf der optischen Achse 16 des optischen Systems des Lichtmoduls 10 angeordnet. Eine Brennlinie 18a der Sekundäroptik 15 würde durch die optische Achse 16 hindurch verlaufen. Das muss jedoch nicht zwangsläufig so sein. Es ist auch denkbar, dass die Brennpunkte 17, 18 versetzt zu der optischen Achse 16 angeordnet sind bzw. eine Brennlinie 18a in einem Abstand zu der optischen Achse 16 verläuft. Schließlich weist das gesamte optische System des Lichtmoduls 10, das die mindestens eine Primäroptik 11 und die Sekundäroptik 15 umfasst, einen Brennpunkt 19 oder eine Brennlinie 19a (vgl. Figuren 9 bis 12) auf, die bzw. der im Bereich der Licht emittierenden Fläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle 12 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Brennpunkt 19 des optischen Systems auf der Licht emittierenden Fläche, ganz besonders bevorzugt in deren Mitte, angeordnet bzw. verläuft die Brennlinie 19a auf der Licht emittierenden Fläche.
  • In Figur 2 ist das Lichtmodul 10 aus Figur 1 gezeigt, wobei beispielhaft Lichtstrahlen eingezeichnet wurden, die von der Halbleiterlichtquelle 12 in den 180°-Halbraum um die optische Achse 16 herum ausgesandt wurden. Diese Lichtstrahlen werden von der ersten Optik 11 kollimiert und durch die Segmente oder Facetten 13 und die Lichtaustrittsfläche 14 geformt, um schließlich durch die Sekundäroptik 15 noch in der vertikalen Ebene weiter kollimiert zu werden. Das Lichtmodul 10 weist also eine zweigeteilte Fokussierung der Lichtstrahlen auf. Die Anordnung der Optiken 11, 15 in dem Lichtmodul 10 erlaubt dessen besonders kompakte Ausgestaltung, insbesondere in Richtung der optischen Achse 16 betrachtet. Das optische System des Lichtmoduls 10 weist eine virtuelle (keine reelle) Bildebene auf, was anhand der divergierenden Lichtstrahlen zu erkennen ist. Das optische System ist nicht abbildend, d.h. es werden keine Abbilder der Lichtquelle 12 erzeugt.
  • Figur 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Anordnung aus Figur 2. Gut zu erkennen ist, dass die hier gezeigte katadioptrische Primäroptik 11 einen refraktiven Linsenteil im Zentrum um die optische Achse 16 herum und einen äußeren reflektierenden Teil, der den Linsenabschnitt umgibt, mit totalreflektierenden Grenzflächen 13 aufweist. Eine Lichteintrittsfläche des reflektierenden Teils der Primäroptik 11 ist mit dem Bezugszeichen 14a und eine Lichteintrittsfläche des zentralen Linsenteils der Primäroptik 11 mit dem Bezugszeichen 14b bezeichnet. Deutlich zu erkennen sind die Brennpunkte 17, 18, 19 und deren Positionen relativ zueinander und bezüglich der Halbleiterlichtquelle 12.
  • In Figur 4 ist das optische System des Lichtmoduls 10 aus Figur 3 mit beispielhaften Lichtstrahlen gezeigt, die in der vertikalen Ebene verlaufen und ihren Ursprung in der Mitte der Licht emittierenden Fläche der Halbleiterlichtquelle 12 haben. Verlängerungen 18a' der Lichtstrahlen 18a nach hinten, d.h. entgegen der Lichtaustrittsrichtung 3, schneiden sich in dem Brennpunkt 18 der Sekundäroptik 15. Zwischen dem Brennpunkt 18 und der Halbleiterlichtquelle 12 ist der Brennpunkt 17 der Primäroptik 11 angeordnet. Der Brennpunkt 19 des Gesamtsystems ist auf der Licht emittierenden Fläche der Lichtquelle 12 angeordnet.
  • Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf das Lichtmodul 10 aus den Figuren 1 bis 4. Es ist deutlich zu erkennen, dass in der horizontalen Ebene durch die Sekundäroptik 15 praktisch keine Kollimation der Lichtstrahlen stattfindet. Mit diesem Aufbau kann eine resultierende Lichtverteilung 30 erzeugt werden, wie sie bspw. in Figur 7 gezeigt ist. Figur 7 zeigt einen in einem Abstand (z.B. 25m) vor dem Kraftfahrzeug bzw. vor dem Lichtmodul 10 angeordneten Messschirm, auf dem eine horizontale Achse und eine vertikale Achse aufgetragen sind, die sich in einem Punkt schneiden. Die Lichtverteilung 30 bildet eine scharfe Helldunkelgrenze 31 knapp unter der 0°-Linie (vertikal) und kann daher als Abblendlichtverteilung oder als Teil davon genutzt werden. Beispielhaft sind Linien mit gleichen Beleuchtungsstärken (sog. Isoluxlinien) in der Lichtverteilung 30 eingezeichnet. Eine durchgezogene Linie für 10,0 lx ist mit dem Bezugszeichen 32, eine gestrichelte Linie für 1,0 lx mit 33 und eine gestrichpunktete Linie für 0,1 lx mit 34 bezeichnet. Für die Definition der Helldunkelgrenze 31 können verschiedene Kriterien herangezogen werden. In dem gezeigten Beispiel wurde als einfaches Kriterium die Lage der 0,1 lx Iso-Linie 34 angewandt.
  • Figur 8 zeigt, wie die Lichtverteilung 30 durch eine Überlagerung verschiedener Bilder 36 der Licht emittierenden Fläche der Lichtquelle 12 entsteht. Die unterschiedlichen Segmente oder Facetten 13 der Grenzflächen der Primäroptik 11 sind so ausgelegt, dass die jeweils oberste Ecke oder Kante des Bildes an der Linie liegt, die die Solllage der Helldunkelgrenze 31 markiert. Zu beachten ist, dass alle Bilder 36 eine rechteckige Form mit sehr unterschiedlicher Länge und Breite aufweisen, obwohl es sich bei der Lichtquelle 12 in diesem Beispiel um eine LED handelt, deren leuchtende Fläche eine quadratische Form hat. Diese Bilder 36 ergeben sich, weil die Abbildung des Systems anamorph ist, also das LED-Chip-Bild 36 in horizontaler und vertikaler Richtung unterschiedlich vergrößert wird. Die horizontale Vergrößerung ist bei dem beschriebenen System stets größer als die vertikale, weil die vertikale Brennweite des Gesamtsystems länger als die horizontale Brennweite ist.
  • Da es sich bei der zweiten Linse 15 um eine Zylinderoptik handelt, besitzt sie keinen Brennpunkt, sondern eine Brennlinie. Dadurch ist es einfach möglich, mehrere erste Optiken 11 einzusetzen, um z.B. den Lichtstrom des Gesamtsystems zu erhöhen. Hierzu müssen die zusätzlichen Optiken auf einer Linie platziert werden, die parallel zu der Brennlinie verläuft. Ein Beispiel für eine Realisierung eines solchen Systems zeigt Figur 9. Dort ist ein optisches System eines Lichtmoduls 10 umfassend drei Halbleiterlichtquellen 12, drei diesen jeweils zugeordnete Primäroptiken 11 in Form von katadioptrischen Optiken und eine Sekundäroptik 15 in Form einer Zylinderlinse dargestellt. Die Zylinderlinse umfasst eine Brenn- oder Fokuslinie 18a. Die Licht emittierenden Flächen der LEDs 12 sind auf einer Linie 19a angeordnet, die vorzugsweise parallel zu der Brennlinie 18a der Sekundäroptik 15 verläuft. Die Linie 19a entspricht einer Brennlinie des gesamten optischen Systems des Lichtmoduls 10.
  • In der nächsten beispielhaften Realisierung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10 gemäß der Figuren 10 und 11 ist die Sekundäroptik 15 in Form einer gebogenen Zylinderlinse ausgebildet, um ein ansprechendes Design der Lichtaustrittsfläche des Lichtmoduls 10 zu realisieren. Die Zylinderlinse 15 ist insbesondere in einer horizontalen Ebene gebogen. Die Krümmung der Linsenfläche im vertikalen Schnitt ist in diesem Fall konstant geblieben. Dadurch ändert sich die Brennweite der Zylinderlinse 15 im Vertikalschnitt nicht, aber die Lage und Form der Brennlinie 18a, die nun ebenfalls in der Horizontalebene gebogen ist. Falls die Lage der LEDs 12 nicht angepasst wird, um z.B. alle LEDs auf einer ebenen Platine platzieren zu können, so verändert sich für jede erste Optik 11 der Abstand zur zweiten Optik 15 auf der jeweiligen optischen Achse 16 der ersten Optik 11. Jedes optische Teilsystem aus Halbleiterlichtquelle 12, erster Optik 11 und zweiter Optik 15 erzeugt dadurch unterschiedliche horizontale und vertikale Vergrößerungen und jede erste Optik 11 muss daher unterschiedlich ausgelegt sein. Die Brennlinie 18a der Sekundäroptik 15 und die Brennlinie 19a des gesamten optischen Systems verlaufen nun nicht mehr parallel zueinander.
  • Die beschriebene Realisierung kann nachteilhaft sein, wenn jedes optische Teilsystem (mit Elementen 12, 11, 15) eine vergleichbare Lichtverteilung erzeugen soll, wie es z.B. bei pixelförmigen Lichtverteilungen für adaptive Fernlichtverteilungen (z.B. Teilfernlicht, Markierungslicht, etc.) der Fall ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn jedes Teilsystem in horizontaler bzw. vertikaler Richtung die gleiche Vergrößerung der Bilder der Licht emittierenden Fläche der Halbleiterlichtquellen 12 liefert. Um dies zu erreichen, muss die Lage der LEDs 12 auf einer Linie 19a parallel zur Brennlinie 18a der Sekundäroptik 15 gewählt werden. Ein entsprechendes Beispiel ist in Figur 12 gezeigt.
  • Mit den zuvor beschriebenen Realisierungen der vorliegenden Erfindung wurde eine Lichtverteilung 30 mit einer horizontalen Helldunkelgrenze 31 (vgl. Figur 7) erzeugt. Generell können mit der Erfindung aber auch Lichtverteilungen mit horizontaler und/oder vertikaler oder auch beliebig geformten und/oder ausgerichteten Helldunkelgrenzen erzeugt werden, indem die Ecken der LED-Chip-Bilder entlang vorgegebener Linien positioniert werden, wobei die Linien dann die Helldunkelgrenzen der Lichtverteilung bilden. Figur 13 zeigt ein Beispiel, wie die LED-Chip-Bilder 41 verschiedener Bereiche 13 einer ersten Optik 11 positioniert werden können, um eine streifenförmige Lichtverteilung 40 mit vertikalen Helldunkelgrenzen 42 und horizontalen Helldunkelgrenzen 43 zu erzeugen.
  • Wenn mehrere LEDs 12 mit zugehöriger erster Optik 11 verwendet werden und wenn die LEDs 12 einzeln schaltbar sind, dann können adaptive Fernlichtverteilungen als resultierende Gesamtlichtverteilung des Lichtmoduls 10 realisiert werden, bei denen unterschiedliche definierte Winkelbereiche der Lichtverteilung durch verschiedene LEDs 12 ausgeleuchtet oder dunkel gelassen werden können. Die Figuren 14 bis 21 zeigen Beispiele von insgesamt 21 Einzellichtverteilungen 50, die jeweils durch eine LED 12 mit zugehöriger erster Optik 11 und der zweiten Optik 15 in Form einer Zylinderlinse generiert werden können. Figur 14 zeigt die Einzellichtverteilungen 50 von LEDs #1 bis #3, Figur 15 von LEDs #4 bis #6, Figur 16 von LEDs #7 bis #9, Figur 17 von LEDs #10 und #11, Figur 18 von LEDs #12 bis #14, Figur 19 von LEDs #15 bis #17, Figur 20 von LEDs #18 bis #20 und Figur 21 von LED #21.
  • Die Einzellichtverteilungen 50 weisen jeweils zwei vertikale Helldunkelgrenzen 51 und zwei horizontale Helldunkelgrenzen 52 auf. Dadurch wird ein definierter Winkelbereich horizontal und vertikal beleuchtet. Beispielhaft sind Linien mit gleichen Beleuchtungsstärken (sog. Isoluxlinien) in den Einzellichtverteilungen 50 eingezeichnet. Eine durchgezogene Linie für 50,0 lx ist mit dem Bezugszeichen 53, eine gestrichelte Linie für 10 lx mit 54 und eine gestrichpunktete Linie für 0,1 lx mit 55 bezeichnet. Für die Definition der Helldunkelgrenzen 51, 52 können verschiedene Kriterien herangezogen werden. In dem gezeigten Beispiel wurde als einfaches Kriterium die Lage der 0,1 lx Iso-Linie 55 angewandt. Der ausgeleuchtete Winkelbereich ist anhand dieser Definition jeweils ungefähr horizontal 3° breit und vertikal 10° hoch.
  • Wenn alle LEDs 12 gleichzeitig angeschaltet sind, so entsteht die in Figur 22 gezeigte resultierende Lichtverteilung 60, die als Fernlichtverteilung dienen kann. Beispielhaft sind Linien mit gleichen Beleuchtungsstärken (sog. Isoluxlinien) in der Lichtverteilung 60 eingezeichnet. Eine durchgezogene Linie für 50,0 lx ist mit dem Bezugszeichen 61, eine gestrichelte Linie für 10 lx mit 62 und eine gestrichpunktete Linie für 0,1 lx mit 63 bezeichnet. Da die Einzellichtverteilungen 50 horizontal um jeweils ca. 1,5° zueinander versetzt sind, können durch Deaktivieren oder Dimmen einzelner LEDs 12 Winkelbereiche mit minimal ca. 1,5° Breite dunkel geschaltet werden. Ein Beispiel für eine Gesamtlichtverteilung 60 mit zweimal 1,5° breitem dunklem Ausblendbereich 64 zeigt Figur 23. Für die Realisierung dieser Lichtverteilung 60 müssen die LEDs #13 und #14 ausgeschaltet oder gedimmt werden (die unteren beiden Einzellichtverteilungen 50 aus Figur 18). Die Lichtverteilung 60 aus Figur 23 kann als ein Teilfernlicht genutzt werden. Dabei verfügt das Kraftfahrzeug, in dem Scheinwerfer 1 mit dem erfindungsgemäßen Lichtmodul 10 installiert sind, über geeignete Mittel zum Detektieren von anderen Verkehrsteilnehmern vor dem Kraftfahrzeug. Diese Mittel umfassen bspw. eine Videokamera zum Aufnehmen von Bildern des Bereichs vor dem Kraftfahrzeug und eine Recheneinheit zur Auswertung der aufgenommenen Bilder und zur Detektion von entgegenkommen oder vorausfahrenden Fahrzeugen in einem bestimmten Bereich der Bilder. Der Bereich der Fernlichtverteilung 60 aus Figur 22, in dem andere Verkehrsteilnehmer detektiert wurden, wird durch Deaktivieren oder Dimmen bestimmter LEDs 12 gezielt abgedunkelt oder ausgeblendet, um ein Blenden der Verkehrsteilnehmer zu verhindern. Gleichzeitig kann in allen anderen Bereichen der Lichtverteilung 60 das Fernlicht eingeschaltet bleiben, um eine gute Sicht des Fahrers des Kraftfahrzeugs sicherzustellen. Der Ausblendbereich 64 kann sich dynamisch ändern, bspw. wenn ein entgegenkommender anderer Verkehrsteilnehmer an dem Kraftfahrzeug mit dem Lichtmodul 10 vorbeifährt oder wenn ein vorausfahrender Verkehrsteilnehmer auf einer kurvigen Straße vor dem Kraftfahrzeug fährt. Ferner ist es denkbar, auch mehrere Ausblendbereiche 64 in der Fernlichtverteilung 60 vorzusehen, falls dies erforderlich sein sollte. Außerdem kann die Breite des Ausblendbereichs 64 individuell an die aktuelle Verkehrssituation angepasst werden.
  • Um die erzeugte Lichtverteilung 60 noch flexibler steuern zu können, ist es sinnvoll, den Lichtstrom über eine variable Leistungsversorgung steuern zu können. Typischerweise werden die LEDs 12 dazu pulsweitenmoduliert bestromt. Durch Änderung der Pulsweite kann der Lichtstrom gesteuert werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel, das in Figur 24 gezeigt ist, ist die erste Optik 11 als Reflektor realisiert und die zweite Optik 15 als Zylinderlinse. Vorteilhaft ist auch hier die Realisierung mit mehreren LEDs 12, zugehörigen Reflektoren 11 und einer Zylinderlinse 15, wie in Figur 25 gezeigt. Falls die fünf Teilsysteme aus LED 12, Reflektor 11 und gemeinsam genutzter Zylinderoptik 15 unterschiedliche Lichtverteilungen 70 erzeugen, kann daraus z.B. eine Abblendlichtverteilung 80 mit asymmetrischer (abgeknickter) Helldunkelgrenze 81 erzeugt werden, wie sie bspw. in Figur 30 gezeigt ist. Die Figuren 26 bis 29 zeigen Einzellichtverteilungen 70, die von den Teilsystemen #1 bis #5, jeweils umfassend eine LED 12, einen Reflektor 11 und die Zylinderlinse 15, erzeugt werden. Teilsysteme #1 bis #3 erzeugen bspw. Lichtverteilungen 70 mit einer horizontalen Helldunkelgrenze 71, die knapp unterhalb vertikal 0° liegt (vgl. Figuren 26 bis 28). Beispielhaft sind Linien mit gleichen Beleuchtungsstärken (sog. Isoluxlinien) in den Einzellichtverteilungen 70 eingezeichnet. Eine durchgezogene Linie für 4,0 lx ist mit dem Bezugszeichen 72, eine gestrichelte Linie für 0,4 lx mit 73 und eine gestrichpunktete Linie für 0,1 lx mit 74 bezeichnet. Für die Definition der Helldunkelgrenze 71 können verschiedene Kriterien herangezogen werden. In dem gezeigten Beispiel wurde als einfaches Kriterium die Lage der 0,1 lx Iso-Linie 74 angewandt. In Figur 26 ist die durch das Teilsystem #1 erzeugte Einzellichtverteilung 70, in Figur 27 die durch das Teilsystem #2 und in Figur 28 die durch das Teilsystem #3 erzeugte Einzellichtverteilung 70 gezeigt.
  • In Figur 29 ist eine Einzellichtverteilung 70 gezeigt, wie sie jeweils von dem Teilsystem #4 (LED #4, Reflektor #4 und Zylinderlinse 15) und von dem Teilsystem #5 (LED #5, Reflektor #5 und Zylinderlinse 15) des Lichtmoduls 10 aus Figur 25 erzeugt wird. Die Lichtverteilung 70 weist eine in etwa vom Zentrum (Schnittpunkt der Horizontalen und der Vertikalen) aus nach rechts oben (zur eigenen Verkehrsseite hin) schräg ansteigende Helldunkelgrenze 71a auf. Die Beleuchtungsstärkeverteilung in den Lichtverteilungen 70 wird durch Iso-Linien verdeutlicht. Eine durchgezogene Linie für 4,0 lx ist mit dem Bezugszeichen 72, eine gestrichelte Linie für 1,0 lx mit 73a und eine gestrichpunktete Linie für 0,1 lx mit 74 bezeichnet. Selbstverständlich sind diese Werte für die Beleuchtungsstärken nur beispielhaft gewählt und können in der Praxis von den hier genannten Werten abweichen.
  • Figur 30 zeigt die resultierende Gesamtlichtverteilung 80 des Lichtmoduls 10 in Form einer Abblendlichtverteilung mit einer asymmetrischen Helldunkelgrenze 81. Die Lichtverteilung 80 ergibt sich aus einer Überlagerung der Einzellichtverteilungen 70 der LEDs #1 bis #5 aus den Figuren 26 bis 29. Die helldunkelgrenze 81 der Lichtverteilung 80 weist einen in etwa vom Zentrum (Schnittpunkt der Horizontalen und der Vertikalen) aus nach rechts oben (zur eigenen Verkehrsseite hin) schräg ansteigenden Abschnitt 81a auf. Die Beleuchtungsstärkeverteilung in den Lichtverteilungen 80 wird durch Iso-Linien verdeutlicht. Eine durchgezogene Linie für 10,0 lx ist mit dem Bezugszeichen 82, eine gestrichelte Linie für 1,0 lx mit 83a und eine gestrichpunktete Linie für 0,1 lx mit 84 bezeichnet.
  • Eine weitere Variante ist, dass jeweils mehrere LEDs 12 eine erste Optik 11 nutzen. Auf diese Weise kann z.B. die Zahl der erzeugten Lichtbereiche ("Pixel") einer adaptiven Fernlichtverteilung erhöht werden, ohne dass die Anzahl der ersten Optiken 11 erhöht werden muss.

Claims (15)

  1. Lichtmodul (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer (1), umfassend:
    - mindestens eine Halbleiterlichtquelle (12) mit einer Licht emittierenden Fläche zum Abstrahlen von Licht,
    - mindestens eine Primäroptik (11) zum Bündeln zumindest eines Teils des abgestrahlten Lichts, wobei die Primäroptik (11) einen Brennpunkt (17) aufweist, der entgegen einer Lichtaustrittsrichtung (3) betrachtet hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) angeordnet ist,
    - eine Sekundäroptik (15) zur weiteren Bündelung des von der mindestens einen Primäroptik (11) bereits gebündelten Lichts und zur Erzeugung einer resultierenden Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) des Lichtmoduls (10) auf einer Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug, wobei die Sekundäroptik (15) einen Brennpunkt (18) oder eine Brennlinie (18a) aufweist, der bzw. die entgegen einer Lichtaustrittsrichtung (3) betrachtet hinter der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) angeordnet ist, und wobei
    - das gesamte optische System des Lichtmoduls (10), das die mindestens eine Primäroptik (11) und die Sekundäroptik (15) umfasst, einen Brennpunkt (19) oder eine Brennlinie (19a) aufweist, der bzw. die im Bereich der Licht emittierenden Fläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) angeordnet ist.
  2. Lichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (11) als eine katadioptrische Optik ausgebildet ist.
  3. Lichtmodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Primäroptik (11) unterschiedlich geformte Bereiche (13) in Form von reflektierenden Segmenten oder Facetten aufweist, wobei jeder dieser Bereiche (13) Licht von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) zur Erzeugung eines Teilbereichs (36; 41; 50; 70) der Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) reflektiert und sich die resultierende Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) des Lichtmoduls durch eine Überlagerung der Teilbereiche (36; 41; 50; 70) der Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) von den verschiedenen Bereichen (13) der Primäroptik (11) ergibt.
  4. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Primäroptik (11) als eine Vorsatzoptik aus einem transparenten Material ausgebildet ist, die mindestens eine Lichteintrittsfläche, mehrere totalreflektierende Grenzflächen und mindestens eine Lichtaustrittsfläche (14) aufweist und die das Licht von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (12) durch Brechung beim Eintritt in die Vorsatzoptik und/oder beim Austritt aus der Vorsatzoptik und durch interne Totalreflexion an den Grenzflächen bündelt.
  5. Lichtmodul (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lichtaustrittsflächen (14) der mindestens einen Primäroptik (11) eine wellen- oder kissenförmige Modulation aufweist.
  6. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäroptik (15) derart ausgebildet ist, dass sie das hindurchtretende Licht in einer ersten, eine optische Achse (16) des optischen Systems des Lichtmoduls (10) umfassenden Ebene stärker bündelt als in einer zweiten, die optische Achse (16) des optischen Systems des Lichtmoduls (10) umfassenden Ebene, die senkrecht zu der ersten Ebene verläuft.
  7. Lichtmodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäroptik (15) in der ersten Ebene eine deutlich geringere Erstreckung aufweist als in der zweiten Ebene.
  8. Lichtmodul (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäroptik (15) als eine Zylinderlinse ausgebildet ist, deren Zylinderachse (18a) in der zweiten Ebene oder parallel dazu verläuft.
  9. Lichtmodul (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die resultierende Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) des Lichtmoduls (10) nach dem Durchtritt durch die Sekundäroptik (15) durch eine Überlagerung der Teilbereiche (36; 41; 50; 70) der Lichtverteilung (30; 40; 60; 80) von den verschiedenen Bereichen (13) der Primäroptik (11) ergibt.
  10. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Primäroptik (11) und die Sekundäroptik (15) bezüglich Anordnung und Ausgestaltung derart aufeinander abgestimmt sind, dass die resultierende Lichtverteilung des Lichtmoduls (10) eine abgeblendete Lichtverteilung (30) in Form einer Abblendlicht- oder Nebellichtverteilung mit einer horizontalen Helldunkelgrenze (31) oder eine streifenförmige Lichtverteilung (40) mit vertikalen und horizontalen Helldunkelgrenzen (41, 42) oder eine Teilfernlichtverteilung (60; 80) mit vertikalen und horizontalen Helldunkelgrenzen ist.
  11. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (10) mehrere Halbleiterlichtquellen (12) aufweist, deren Licht emittierende Flächen auf einer Linie (19a) bzw. in einer Ebene angeordnet sind.
  12. Lichtmodul (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie (19a) bzw. die Ebene, auf der die Licht emittierenden Flächen der Halbleiterlichtquellen (12) angeordnet sind, parallel zu einer Brennlinie (18a) der Sekundäroptik (15) verläuft.
  13. Lichtmodul (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie (19a) bzw. die Ebene, auf der die Licht emittierenden Flächen der Halbleiterlichtquellen (12) angeordnet sind, gebogen ist.
  14. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul (10) mehrere Halbleiterlichtquellen (12) aufweist, die einzeln ein- und ausschaltbar und dimmbar sind.
  15. Lichtmodul (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Halbleiterlichtquellen (12) Licht zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilungen aussenden und zum Umschalten zwischen den Lichtverteilungen die Halbleiterlichtquellen (12) gezielt ein- oder ausgeschaltet oder gedimmt werden.
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