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Title:
HEADLAMP MODULE OF A VEHICLE HEADLAMP, VEHICLE HEADLAMP AND VEHICLE COMPRISING THE VEHICLE HEADLAMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/274595
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a headlamp module (1) of a vehicle headlamp for generating a headlamp light having a first projection region (20) and a second projection region (30). The headlamp module (1) comprises an LED module (6) having a number of LEDs for emitting in each case an LED light and having a headlamp optics (7) for shaping the respective LED light to in each case a partial light beam for illuminating in each case a partial region of the first projection region (20) and/or the second projection region (30). The headlamp optics (7) is designed such that the first projection region (20) can be illuminated by a first group of partial light beams and the second projection region (30) by a second group of partial light beams, wherein the headlamp optics (7) comprises an optical element (9) for selectively widening the projection regions of the partial light beams, so that the projection regions of the first group of partial light beams can be widened in at least one direction.

Inventors:
ROECKL PHILIPP (DE)
GONCALVES WHILK MARCELINO (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/059164
Publication Date:
January 05, 2023
Filing Date:
April 06, 2022
Export Citation:
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Assignee:
PSA AUTOMOBILES SA (FR)
International Classes:
F21S41/143; F21S41/151; F21S41/153; F21S41/20; F21S41/265; F21S41/275; F21S41/32; F21S41/663
Domestic Patent References:
WO2020156455A12020-08-06
Foreign References:
EP3524881A12019-08-14
US20110205748A12011-08-25
EP2910848A12015-08-26
EP2924339A12015-09-30
EP3296622A12018-03-21
DE102016122860A12017-06-08
Attorney, Agent or Firm:
SPITZFADEN, Ralf (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Scheinwerfermodul (1) eines Fahrzeugscheinwerfers zum Erzeugen eines Schein werferlichts zum Ausleuchten eines ersten Projektionsbereichs (20) und eines zwei ten Projektionsbereichs (30), umfassend: ein LED-Modul (6) mit einer Anzahl von LEDs zum Emittieren jeweils eines LED-Lichts, und eine Scheinwerferoptik (7) zum Formen des jeweiligen LED-Lichts zu je weils einem Teillichtstrahl zum Ausleuchten jeweils eines Teilbereichs des ersten Projektionsbereichs (20) und/oder des zweiten Projektionsbereichs (30), wobei die Scheinwerferoptik (7) dazu ausgebildet ist, dass der erste Projektionsbereich (20) durch eine erste Gruppe der Teillichtstrahlen und der zweite Projektionsbereich (30) durch eine zweite Gruppe der Teillicht strahlen ausgeleuchtet werden kann, und wobei die Scheinwerferoptik (7) ein Optikelement (9) zum selektiven Erweitern der Projektionsbereiche der Teillichtstrahlen aufweist, so dass die Projektionsbereiche der ersten Gruppe der Teillichtstrahlen in wenigstens eine Richtung aufgeweitet wer den können.

2. Scheinwerfermodul nach Anspruch 1, wobei der erste Projektionsbereich (20) ein Fernlichtprojektionsbereich umfasst und der zweite Projektionsbereich (30) ein Nahlichtprojektionsbereich umfasst.

3. Scheinwerfermodul nach Anspruch 2, wobei sich der erste Projektionsbereich (20) und der zweite Projektionsbereich (30) berühren und/oder teilweise überlappen.

4. Scheinwerfermodul nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Scheinwerferoptik (7) dazu ausgebildet ist, dass der erste Projektionsbereich (20) sich über einen vertikalen Winkelbereich von -4° bis +6°, insbesondere -2° bis +3°, erstreckt.

5. Scheinwerfermodul nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Scheinwerferoptik dazu aus gebildet ist, dass der zweite Projektionsbereich (30) sich über einen vertikalen Win kelbereich von -10° bis 0°, insbesondere -8° bis -1°, erstreckt.

6. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Opti kelement (9) derart ausgebildet ist, dass die Aufweitung der Projektionsbereiche der ersten Gruppe der Teillichtstrahlen im Wesentlichen nur in der vertikalen Richtung erfolgen kann.

7. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schein werferoptik (7) derart ausgebildet ist, dass die Teillichtstrahlen der ersten Gruppe einen horizontalen Öffnungswinkel von etwa 0,1° oder niedriger und einen vertika len Öffnungswinkel von etwa 0,2° oder mehr aufweisen.

8. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schein werferoptik (7) derart ausgebildet ist, dass die Teillichtstrahlen der zweiten Gruppe einen Öffnungswinkel von etwa 0,1° oder niedriger sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung aufweist.

9. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Opti kelement (9) derart ausgebildet ist, dass es im Wesentlichen nur von der ersten Gruppe der Teilstrahlen erfasst wird.

10. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Opti kelement (9) als ein Multi-Fokus-Optikelement zum vertikalen Auffächern der Teil lichtstrahlen der ersten Gruppe ausgebildet ist.

11. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Opti kelement (9) als eine Haifischzahnoptikelement zum vertikalen Auffächern der Teil lichtstrahlen der ersten Gruppe ausgebildet ist.

12. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Opti kelement (9) als ein Walzenoptikelement zum vertikalen Auffächern der Teillicht strahlen ausgebildet ist.

13. Scheinwerfermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Opti kelement (9) als eine Freiformlinse ausgebildet ist.

14. Fahrzeugscheinwerfer zum Erzeugen eines Scheinwerferlichts mit einem ersten Projektionsbereich (20) und mit einem zweiten Projektionsbereich (30), wobei der Fahrzeugscheinwerfer wenigstens ein Scheinwerfermodul (1) gemäß einem der vor hergehenden Ansprüche aufweist.

15. Fahrzeug, wobei das Fahrzeug wenigstens ein Fahrzeugscheinwerfer nach An spruch 14 aufweist.

Description:
SCHEINWERFERMODUL EINES FAHRZEUGSCHEINWERFERS, FAHRZEUGSCHEINWERFER UND DEN FAHRZEUGSCHEINWERFER AUFWEISENDES FAHRZEUG

Beschreibung

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Scheinwerfermodul. Im Speziel len betrifft die vorliegende Offenbarung ein Scheinwerfermodul eines Fahrzeugscheinwer fers, einen Fahrzeugscheinwerfer und ein den Fahrzeugscheinwerfer aufweisendes Fahr zeug.

Es sind Scheinwerfermodule für Fahrzeugscheinwerfer bekannt. Es sind auch LED- (Light Emitting Diode) Matrix-Scheinwerfer mit Scheinwerfermodulen bekannt, welche dazu aus gebildet sind, verschiedene Scheinwerferfunktionen bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Scheinwerfermodul dazu ausgebildet sein, eine Fernlichtfunktion bereitzustellen. In sogenannten HD- (High Definition) Scheinwerfern kann ein Scheinwerfermodul dazu aus gebildet sein, Muster, beispielsweise Symbole und/oder Wegweiser auf die Fahrbahn zu projizieren, und so dem Fahrzeugfahrer nützliche Informationen zur Verfügung zu stellen. Die Scheinwerferauflösung kann grundsätzlich durch die Verkleinerung des Ausleuch tungsbereichs pro Pixel erhöht werden, was jedoch zur Einschränkung des gesamten Projektionsbereichs des Scheinwerfers führen kann.

Eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Schein werfermodul bereitzustellen, welches es ermöglicht, einen Scheinwerfer mit einer hohen Scheinwerferauflösung und mit einem großem Projektionsbereich bereitzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt ein Scheinwerfermodul eines Fahrzeugscheinwerfers zum Erzeugen eines Scheinwerferlichts mit einem ersten Projekti onsbereich bzw. Projektionsfeld und mit einem zweiten Projektionsbereich bzw. Projekti onsfeld bereitgestellt.

Das Scheinwerfermodul umfasst ein LED-Modul mit einer Anzahl von LEDs zum Emittie ren jeweils eines LED-Lichts. Die LEDs können insbesondere auf einem oder mehreren Substraten, insbesondere Metallkernplatinen, matrix- bzw. pixelartig angeordnet sein. Das LED-Modul kann insbesondere ein LED-Pixel-Array mit einer ausreichenden Anzahl bzw. Packungsdichte der LED-Pixel zur Verwirklichung der HD-Funktionalität des Scheinwer fers aufweisen.

Das Scheinwerfermodul umfasst ferner eine Scheinwerferoptik zum Formen des jeweili gen LED-Lichts zu jeweils einem Teillichtstrahl zum Ausleuchten jeweils eines Teilbe reichs des ersten Projektionsbereichs und/oder des zweiten Projektionsbereichs, wobei die Scheinwerferoptik dazu ausgebildet ist, dass der erste Projektionsbereich durch eine erste Gruppe der Teillichtstrahlen und der zweite Projektionsbereich durch eine zweite Gruppe der Teillichtstrahlen ausgeleuchtet werden kann.

Die Scheinwerferoptik umfasst ein Optikelement zum selektiven Erweitern der Projekti onsbereiche der Teillichtstrahlen, so dass die Projektionsbereiche der ersten Gruppe der Teillichtstrahlen in wenigstens eine Richtung aufgeweitet werden können.

Durch die Aufweitung der Projektionsbereiche der ersten Gruppe der Teillichtstrahlen kann die Scheinwerferlichtverteilung teilweise bzw. bereichsweise gezielt modifiziert wer den. Insbesondere kann der erste Projektionsbereich insgesamt vergrößert werden, ohne dabei die Ausleuchtung des zweiten Projektionsbereichs bzw. die Scheinwerferauflösung in dem zweiten Projektionsbereich zu beeinträchtigen.

Das Scheinwerfermodul ermöglich somit die gezielte Aufweitung von denjenigen Projekti onsbereichen, in welchen die Scheinwerferauflösung, insbesondere in der Strahlerweite rungsrichtung, weniger kritisch ist. Die Einsatzmöglichkeiten der LED-Matrix-Scheinwerfer können dadurch erweitert werden. Denn der Scheinwerferstrahl kann insgesamt erweitert werden, so dass in den Projektionsbereichen, wo es beispielsweise wegen HD-Funktiona- lität auf die Auflösung ankommt, die hohe Auflösung beibehalten wird.

In einigen Ausführungsformen umfasst der erste Projektionsbereich ein Fernlichtprojekti onsbereich bzw. Fernlichtbereich und der zweite Projektionsbereich ein Nahlichtprojekti onsbereich bzw. Nahlichtbereich. Insbesondere kann die Scheinwerferoptik derart ausge bildet sein, dass in dem Fernlichtprojektionsbereich des Scheinwerfers eine Erweiterung des Projektionsbereichs unter Inkaufnahme einer Verschlechterung der Auflösung erzielt wird, wobei die Scheinwerferauflösung in dem Nahlichtprojektionsbereich nicht oder nur geringfügig beeinflusst wird. In dem Nahlichtprojektionsbereich kann somit eine hohe Auf lösung beibehalten werden, so dass in dem Nahlichtprojektionsbereich die HD-Funktiona- lität des Scheinwerfers unbeeinträchtigt realisiert werden kann.

Die Scheinwerferoptik kann derart ausgebildet sein, dass sich der erste Projektionsbe reich und der zweite Projektionsbereich sich berühren und/oder teilweise überlappen. Dadurch, dass sich der erste Projektionsbereich und der zweite Projektionsbereich berüh ren bzw. überlappen kann das FOV (Field of View) bzw. das Blickfeld des Fahrers im mitt leren Bereich gut ausgeleuchtet werden, so dass zwischen dem Fernlichtprojektionsbe reich und dem Nahlichtprojektionsbereich ein fließender Übergang ohne dunkle Zonen entsteht.

Die Scheinwerferoptik kann insbesondere dazu ausgebildet sein, dass der erste Projekti onsbereich sich über einen vertikalen Winkelbereich von -4° bis +6°, insbesondere -2° bis +3°, bezogen auf die horizontale Ebene, erstreckt. Mit dem vertikalen Öffnungswinkel von -4° bis +6°, insbesondere -2° bis +3°, des ersten Projektionsbereichs kann der gesamte Projektionsbereich des Fernlichts ohne Einsatz zusätzlicher lichtlenkender Elemente, wie DMD (Digital Mirror Device) oder andere mechanisch verstellbare Elemente, abgedeckt werden.

Die Scheinwerferoptik kann ferner dazu ausgebildet sein, dass der zweite Projektionsbe reich sich über einen vertikalen Wnkelbereich von -10° bis 0°, insbesondere -8° bis -1°, bezogen auf die horizontale Ebene erstreckt. Der Wnkelbereich von -10° bis 0°, insbe sondere -8° bis -1°, deckt im Wesentlichen vollständig den Nahlichtprojektionsbereich für HD-Funktionalität insbesondere zur Bereitstellung von hochaufgelösten Fahrassistenz- Projektionen auf die Fahrbahn ab. Mit einem einzigen Scheinwerfermodul kann somit so wohl die Fernlichtfunktionalität als auch die HD-Funktionalität im Wesentlichen vollständig abgedeckt werden, ohne dabei an den Rändern des Beleuchtungsfeldes, insbesondere an dem oberen bzw. unteren Rand des ersten Projektionsbereichs bzw. des zweiten Pro jektionsbereichs, an Lichtleistung einzubüßen.

In einigen Ausführungsformen ist das Optikelement derart ausgebildet, dass die Erweite rung der Projektionsbereiche der ersten Gruppe der Teillichtstrahlen im Wesentlichen nur in der vertikalen Richtung erfolgen kann. Bei der Realisierung des sogenannten Glare- Free-High-Beam oder Adaptive-Driving-Beam bzw. blendfreien Scheinwerferfernlichts mit adaptiver Abblendfunktion kommt es in der Regel weniger auf die vertikale Auflösung des Scheinwerferlichts an, so dass der Projektionsbereich ohne merkliche Beeinträchtigung der Scheinwerferperformance in die vertikale Richtung erweitert werden kann. Das Adap- tive-Driving-Beam bzw. das blendfreie Fernlicht kann dabei erforderlichenfalls durch das Ausblenden von Segmenten aus dem Fernlicht mit einer hohen horizontalen Auflösung erzielt werden.

Die Scheinwerferoptik kann derart ausgebildet sein, dass die Teillichtstrahlen der ersten Gruppe einen horizontalen Öffnungswinkel von etwa 0,1° oder niedriger und einen verti kalen Öffnungswinkel von etwa 0,2° oder mehr aufweisen. Aufgrund der größeren vertika len Öffnungswinkel kann somit der vertikale Projektionsbereich der Teillichtstrahlen und somit des Scheinwerferfernlichts unter Beibehaltung der hohen horizontalen Auflösung vergrößert werden.

Die Scheinwerferoptik kann derart ausgebildet sein, dass die Teillichtstrahlen der zweiten Gruppe einen Öffnungswinkel von etwa 0,1° oder niedriger sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung aufweist. Diese Scheinwerferauflösung ermöglicht, Symbole und/oder Wegweiser auf die Fahrbahn so zu projizieren, dass diese für den Fahrer des Fahrzeugs gut wahrnehmbar sind. Somit können die zwei Funktionen in einem einzigen Scheinwerfermodul realisiert werden, nämlich die HD-Projektion zur Fahrerassistenz mit einem Projektionsbereich unmittelbar vor dem Fahrzeug, bis etwa 7 m Abstand, und Fern lichtfunktion mit einem vertikalen Projektionswinkel von etwa 3° über der horizontalen Ebene.

Das Optikelement kann derart ausgebildet sein, dass es im Wesentlichen nur von der ers ten Gruppe der Teilstrahlen erfasst wird. Das Optikelement kann insbesondere als ein Zu satzelement zum Nachrüsten von bestehenden Scheinwerfermodulen ausgebildet sein. Durch den Einsatz des Optikelements kann der Beleuchtungsbereich von Scheinwerfern auf einfache Weise durch Nachrüsten von bestehenden Scheinwerfermodulen erweitert werden.

Insbesondere kann das Optikelement als ein Multi-Fokus-Optikelement zum vertikalen Auffächern der Teillichtstrahlen der ersten Gruppe ausgebildet sein. Durch die Auffäche rung des Lichts in der vertikalen Richtung können die Projektionsbereiche der Teilstrahlen der ersten Gruppe und folglich auch der erste Projektionsbereich insgesamt in der vertika len Richtung erweitert werden, ohne dabei die Lichtverteilung in der horizontalen Richtung wesentlich zu beeinträchtigen.

Das Optikelement kann als ein Haifischzahnoptikelement insb. mit einer oder mehreren gezackten optischen Grenzflächen zum vertikalen Auffächern der Teillichtstrahlen ausge bildet sein. Mit dem Haifischzahnoptikelement kann die vertikale Auffächerung der Teil strahlen der ersten Gruppe auf einfache Weise erfolgen, ohne dabei die Lichtverteilung in der horizontalen Richtung wesentlich zu beeinträchtigen.

Das Optikelement kann als ein Walzenoptikelement insb. mit einer oder mehreren gerif felte optischen Grenzflächen zum vertikalen Auffächern der Teillichtstrahlen ausgebildet sein. Mit der geriffelten optischen Grenzfläche kann die vertikale Auffächerung der Teil strahlen der ersten Gruppe auf einfache Weise erfolgen.

Das Optikelement kann insbesondere als Freiformlinse, insbesondere als Teil eines Lin sensystems der Scheinwerferoptik, ausgebildet sein. Mit der Freiformlinse kann die Len kung bzw. die Aufweitung der Teillichtstrahlen gezielt und präzise eingestellt werden.

Nach einem zweiten Aspekt wird ein Fahrzeugscheinwerfer zum Erzeugen eines Schein werferlichts mit einem ersten Projektionsbereich und mit einem zweiten Projektionsbe reich bereitgestellt. Der Fahrzeugscheinwerfer weist wenigstens ein Scheinwerfermodul gemäß dem ersten Aspekt auf. Der Scheinwerfer stellt die volle Funktionalität sowohl im Fernlichtprojektionsbereich als auch in dem Nahlichtprojektionsbereich bereit und weist eine besonders einfache Bauweise auf. Denn die beiden Funktionalitäten des Scheinwer fers können mit einem einzigen Scheinwerfermodul realisiert werden.

Nach einem dritten Aspekt wird ein Fahrzeug mit einem Scheinwerfer nach dem zweiten Aspekt bereitgestellt. Das Fahrzeug bietet volle Scheinwerferfunktionalität und kann kos tengünstig hergestellt werden. Die Reduzierung der Anzahl von Scheinwerfermodulen macht das Fahrzeug insgesamt leichter und eröffnet weitere Designfreiheit für die Fahr zeugdesigner.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet. Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Scheinwerfermoduls gemäß ei nem Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausleuchtungsfeld eines Scheinwerfers gemäß einem Ausführungsbeispiel, und

Fig. 3 zeigt ein Ausleuchtungsmuster eines Ausleuchtungsfelds gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Scheinwerfermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ansicht der Fig. 1 entspricht einem vertikalen Querschnitt des Scheinwerfermoduls 1 im eingebauten Zustand Das Scheinwerfermodul 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem ersten Ende 3 und mit einem zweiten Ende 4. An dem ersten Ende 3 des Gehäuses 2 befindet sich ein Lichtaustrittsfenster 5 und an dem zweiten Ende 3 des Gehäuses 2 ist ein LED-Modul 6 mit einer Anzahl von LEDs (nicht gezeigt) angeord net.

Das Scheinwerfermodul 1 umfasst ferner eine Scheinwerferoptik 7, welche innerhalb des Gehäuses 2 zwischen dem LED-Modul 6 und dem Lichtaustrittsfenster 5 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen axialsymmetrisch mit einer Symmetrieachse 8 ausge bildet, wobei die Symmetrieachse 8 im Wesentlichen mit der Hauptabstrahlrichtung des Scheinwerfermoduls 1 übereinstimmt. Die Scheinwerferoptik 7 umfasst ein Optikelement 9, welches in dem Gehäuse 2 asymmetrisch bzw. oberhalb der Symmetrieachse 8 ange ordnet ist. Das Lichtaustrittsfenster 5 kann insbesondere als Teil der Scheinwerferoptik 7 bzw. als ein aktives optisches Element, insbesondere als eine Sammel- und/oder Streu linse ausgebildet sein.

Fig. 1 zeigt auch einen Karosserieteil 10 des Fahrzeugs sowie ein Befestigungselement 11 zur Befestigung des Scheinwerfermoduls 1 an dem Fahrzeug bzw. innerhalb eines Scheinwerfers des Fahrzeugs.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Scheinwerfermodul 1 als ein LED-Matrix-Schein- werfermodul ausgebildet, wobei die LEDs in dem LED-Modul 6 matrixartig angeordnet sind. Das Scheinwerfermodul 1 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiels eine Pri märoptik 12 zum Bündeln des von jeweiligen LEDs ausgestrahlten Lichts. Die Primäroptik 12 kann als Teil des LED-Moduls 6 oder als separates optisches Element ausgebildet sein.

Die Funktionsweise des Scheinwerfermoduls 1 wird anhand von schematisch dargestell ten Grenzlichtstrahlen (gestrichelt dargestellt) des Scheinwerferlichts verdeutlicht. Das von den LEDs des LED-Moduls 6 emittierte Licht wird durch die Scheinwerferoptik zum Scheinwerferlicht geformt, welches durch das Lichtaustrittsfenster 6 austritt. Dabei leuch tet ein erster Teil des Scheinwerferlichts einen ersten Projektionsbereich 20 und ein zwei ter Teil des Scheinwerferlichts einen zweiten Projektionsbereich 30 aus.

Die Ausrichtung des Scheinwerfermoduls 1 in Fig. 1 entspricht der Orientation des Scheinwerfermoduls 1 im eingebauten Zustand. Der erste Projektionsbereich 20 bzw. der obere Projektionsbereich leuchtet einen oberen Teil des Scheinwerferbeleuchtungsfelds bzw. Fernlichtprojektionsfeld pixelartig aus. Der zweite Projektionsbereich 30 bzw. der un tere Projektionsbereich 30 leuchtet einen unteren Teil des Scheinwerferbeleuchtungsfel des bzw. Nahlichtprojektionsfeld pixelartig aus. Die Scheinwerferpixel werden durch Teil lichtstrahlen des Scheinwerferlichts erzeugt, die durch Ansteuern der einzelnen LEDs des LED-Moduls separat bzw. unabhängig voneinander ausgeleuchtet werden können.

Die Scheinwerferauflösung wird dabei durch die Pixelgröße bzw. durch die Öffnungswin kel der Lichtkegel von einzelnen Teillichtstrahlen bestimmt, die jeweils einen Teilbereich des ersten Projektionsbereichs 20 bzw. des zweiten Projektionsbereichs 30 ausleuchten. Der erste Projektionsbereich 20 wird dabei durch eine erste Gruppe der Teillichtstrahlen ausgeleuchtet und der zweite Projektionsbereich 30 wird durch eine zweite Gruppe der Teillichtstrahlen ausgeleuchtet. Das Optikelement 9 ist dazu ausgebildet, die Lichtkegel bzw. die Projektionsbereiche der Teillichtstrahlen selektiv zu erweitern. Insbesondere wird durch die asymmetrische bzw. von der Symmetrieachse versetzte Anordnung des Opti kelements 9 bewirkt, dass im Wesentlichen nur die Teillichtstrahlen der ersten Gruppe in der vertikalen Richtung aufgeweitet werden. Mit dem Optikelement 9 kann somit der Pro jektionsbereich des Scheinwerferlichts im Fernlichtbereich in der vertikalen Richtung er weitert werden. Das Optikelement 9 kann insbesondere als ein Zusatzelement zum Nach rüsten von bestehenden Scheinwerfermodulen ausgebildet sein. Durch den Einsatz des Optikelements kann der Beleuchtungsbereich von Scheinwerfern auf einfache Weise durch Nachrüsten von bestehenden Scheinwerfermodulen erweitert werden. Wie anhand der Grenzlichtstrahlen in Fig. 1 zu erkennen ist, überlappen sich zum Teil der erste Projektionsbereich 20 und der zweite Projektionsbereich 30 in der vertikalen Rich tung. Je nach Ausführung kann der Überlappwinkel zwischen dem ersten Projektionsbe reich 20 und dem zweiten Projektionsbereich 30 in der vertikalen Richtung im Bereich 2° bis 5° liegen. Aufgrund der Überlappung des ersten Projektionsbereichs 20 und des zwei ten Projektionsbereichs 30 kann das Blickfeld des Fahrers im mittleren Bereich gut ausge leuchtet werden, so dass zwischen dem Fernlichtprojektionsbereich und dem Nahlichtpro jektionsbereich auch bei aktivierter Abblendfunktion ein fließender Übergang ohne dunkle Zone entsteht.

Aufgrund der Aufweitung der Teillichtstrahlen der ersten Gruppe in der vertikalen Rich tung, kann der vertikale Wnkelbereich des ersten Projektionsbereichs 20 bzw. des ge samten Fernlichtstrahls aufgeweitet werden, so dass der erste Projektionsbereich 20 sich über einen vertikalen Wnkelbereich von -2° bis +3° (bezogen auf die horizontale Ebene) erstreckt. Mit dem vertikalen Öffnungswinkel von -2° bis +3° des ersten Projektionsbe reichs 20 kann der gesamte Projektionsbereich des Fernlichts ohne Einsatz zusätzlicher lichtlenkender Elemente abgedeckt werden.

Die Scheinwerferoptik 7 kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der zweite Projekti onsbereich sich über einen vertikalen Winkelbereich von -8 bis -1° erstreckt. Das Schein werfermodul 1 kann somit sowohl den gesamten Fernlichtbereich als auch den gesamten Nahlichtbereich abdecken.

Das Optikelement 9 ist dazu ausgebildet, dass die Scheinwerferlichtverteilung in horizon taler Richtung nicht oder nur geringfügig beeinflusst wird. Insbesondere kann das Opti kelement 9 derart ausgebildet sein, dass die Aufweitung der Projektionsbereiche der ers ten Gruppe der Teillichtstrahlen im Wesentlichen nur in der vertikalen Richtung erfolgt. Durch das Optikelement 9 wird somit die horizontale Auflösung der Teillichtstrahlen nicht oder nur geringfügig beeinflusst, so dass trotz der Aufweitung der Teillichtstrahlen ein blendfreies Scheinwerferfernlicht mit einer hohen horizontalen Auflösung realisiert werden kann. Der horizontale Öffnungswinkel der Teillichtstahlen der ersten Gruppe als auch der zweiten Gruppe der Teillichtstrahlen kann etwa gleich groß sein. In einigen Ausführungs beispielen beträgt der horizontale Öffnungswinkel der Teillichtstrahlen etwa 0,1°. Der ver tikale Öffnungswinkel der Teillichtstrahlen der ersten Gruppe kann hingegen aufgrund der Aufweitung durch das Optikelement 9 größer als 0,1° insbesondere etwa 0,2° oder mehr, sein.

Als Optikelement 9 kann ein Multi-Fokus-Optikelement mit vertikal aufgefächerten Fokus punkten eingesetzt werden. Alternative oder zusätzlich kann das Optikelement 9 als Hai fischzahnoptikelement und/oder Walzenoptikelement ausgebildet sein. Mit dem Multi-Fo- kus-Optikelement bzw. Haifischzahnoptikelement und/oder Walzenoptikelement kann die vertikale Aufweitung der Teillichtstrahlen des Scheinwerferlichts auf einfache Weise erfol gen. Das Optikelement 9 kann insbesondere als Freiformlinse ausgebildet sein. Mit der Freiformlinse kann die Strahlführung bzw. die Aufweitung der Teillichtstrahlen gezielt und präzise eingestellt werden. In einigen Ausführungsbeispielen ist die Freiformlinse als Teil eines in das Scheinwerfermodul 1 integrierbaren Linsensystems ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausleuchtungsfeld eines Scheinwerfers gemäß einem Aus führungsbeispiel. Insbesondere zeigt Fig. 2 das Ausleuchtungsfeld 50 des Scheinwerfers schematisch aus der Fahrerperspektive. Auf der X-Achse ist der horizontale Abstrahlwin kel des Scheinwerferlichts bezogen auf einen zentralen Mittelpunkt aufgetragen. Auf der Y-Achse ist der vertikale Abstrahlwinkel des Scheinwerferstrahls bezogen auf den zentra len Mittelpunkt aufgetragen. Der erste Projektionsbereich 20 bzw. der Fernlichtprojekti onsbereich erstreckt sich horizontal etwa zwischen -12° und +12° und vertikal etwa zwi schen -2° und +5°. Der zweite Projektionsbereich 30 bzw. Nahlichtprojektionsbereich er streckt sich horizontal etwa zwischen -10° und +10° und vertikal etwa zwischen -7° und - 1°. Der erste Projektionsbereich 20 und der zweite Projektionsbereich 30 überlappen sich zum Teil, wobei der vertikale Überlappungswinkel in etwa 1° beträgt. Die vertikale Posi tion der X-Achse entspricht der Horizontlinie. Der Teil des Ausleuchtungsfelds unterhalb der X-Achse entspricht dem Nahlichtprojektionsbereich, in welchem HD-Funktionalität re alisiert werden kann. Insbesondere können in dem Nahlichtprojektionsbereich Symbole wie Wegweiser auf die Fahrbahn projiziert werden und dem Fahrer auf diesem Wege In formationen übermittelt werden.

Fig. 3 zeigt ein Ausleuchtungsmuster eines Ausleuchtungsfelds gemäß Fig. 2. Das in Fig. 3 gezeigte Ausleuchtungsmuster ergibst sich aus einer Lichtsimulation, wenn das Aus leuchtungsfeld mit einem ein Scheinwerfermodul gemäß Fig. 1 aufweisenden Scheinwer fer angeleuchtet wird. Das Ausleuchtungsfeld 50 wird dabei sowohl in dem Fernlichtpro jektionsbereich 20 als auch in dem Nahlichtprojektionsbereich 30 ausgeleuchtet. An dem Ausleuchtungsmuster ist eine Pixelstruktur erkennbar, was auf die pixelartige Ausleuch tung des Ausleuchtungsfelds durch den LED-Pixel-Scheinwerfer zurückzuführen ist. Die Pixelstruktur in dem oberen Bereich des Ausleuchtungsmusters unterscheidet sich von der Pixelstruktur in dem unteren Bereich des Ausleuchtungsmusters. Die Pixelgröße in dem unteren Bereich beträgt in der horizontalen sowie in der vertikalen Richtung etwa 0,1°. In dem oberen Bereich weisen die Pixel eine längliche Struktur und eine vertikale Ausrichtung auf. Die Pixelgröße in dem oberen Bereich beträgt in der vertikalen Richtung etwa 0,5° und in der horizontalen Richtung etwa 0,1°. Diese Verlängerung der Pixel in der vertikalen Richtung ist auf das Optikelement 9 zurückzuführen, welches die Teillichtstrah len der ersten Gruppe in der vertikalen Richtung aufweitet. Aufgrund der länglichen, verti kal ausgerichteten Pixel kann der gesamte Fernlichtbereich des Scheinwerfers mit weni gen Pixelreihen erfasst werden.

Die Scheinwerferauflösung bzw. die Winkelauflösung des Scheinwerfers in der horizonta len Richtung ist in den beiden Bereichen gleich hoch und beträgt etwa 0,1°. Diese Wnkel- auflösung ermöglicht eine bzgl. der horizontalen Richtung hochaufgelöste Abblendfunktio nalität in dem ersten Projektionsbereich 20 sowie eine hochaufgelöste HD-Funktionalität in dem zweiten Projektionsbereich 30. Mit Hilfe des Scheinwerfermoduls 1 kann somit die hochaufgelöste HD-Funktionalität und das blendfreie Fernlicht auf einfache Weise in ei nem einzigen Scheinwerfermodul realisiert werden.

In einigen Ausführungsformen ist das Scheinwerfermodul dazu ausgebildet, einen oder mehrere weiteren Projektionsbereiche bzw. Funktionsbereiche auszuleuchten. Insbeson dere kann die Scheinwerferoptik als eine Multi-Fokus-Optik ausgebildet sein bzw. eine Multi-Fokus-Optik insbesondere mit asymmetrischen Optikelementen umfassen. Mit Hilfe der asymmetrischen optischen Elemente, beispielsweise Linsen mit asymmetrisch ge krümmten Linsenoberflächen, können unterschiedliche Projektionsbereiche, die grund sätzlich auch unterschiedliche Geometrien aufweisen können, ausgeleuchtet werden. So mit können mehrere Funktionalitäten, beispielsweise Fernlicht, HD-Licht, Kurvenlicht- und/oder Nebellicht, in einem einzigen Scheinwerfermodul realisiert werden.

Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschrei bung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorge sehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Be schreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen ge- macht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen. Außerdem können nach den hier beschriebenen Prinzipien auch mehrere Module bzw. mehrere Produkte miteinander verbunden werden, um weitere Funktionen zu erhalten.

Bezugszeichenliste

1 Scheinwerfermodul

2 Gehäuse 3 erstes Ende

4 zweites Ende

5 Lichtaustrittsfenster

6 LED-Modul 7 Scheinwerferoptik 8 Hauptabstrahlrichtung

9 Optikelement

10 Karosserie 11 Befestigungselement 12 Primäroptik

20 erster Projektionsbereich

30 zweiter Projektionsbereich

50 Ausleuchtungsfeld