DE102005011760B4

DE102005011760B4 - Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102005011760B4
Application number: DE102005011760.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Gebauer Matthias
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: DE102005011760A1

Abstract

Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle (10), einem die Lichtquelle (10) teilweise umgebenden Reflektor (12) zur Erzeugung eines Lichtbündels mit einer bestimmten Lichtverteilung, welches mittels des Reflektors (12) auf eine Lichteinkopplungsfläche (28) eines ersten Lichtleiters (22, 24) fokussiert wird, welcher zu einem ersten Lichtauskoppelelement (32, 32') führt, mit einem zweiten Lichtleiter (26), welcher zu einem zweiten Lichtauskoppelelement (34) führt, und mit einem Mittel zum Lenken zumindest von Anteilen des von der Lichtquelle (10) emittierten Lichts auf eine Lichteinkopplungsfläche (30) des zweiten Lichtleiters (26), dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel durch einen Strahlteiler (36) gebildet ist, der in den Strahlengang des Lichtbündels bewegbar ist und der so ausgebildet ist, dass bei im Strahlengang angeordnetem Strahlteiler (36) ein erster Lichtanteil durch den Strahlteiler transmittiert und zur Lichteinkoppelfläche (28) des ersten Lichtleiters (22, 24) gelenkt und ein zweiter Lichtanteil durch den Strahlteiler (36) reflektiert und dadurch zur Lichteinkoppelfläche (30) des zweiten Lichtleiters (26) gelenkt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 4313 914 A1 ist eine Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welcher mehrere Lichtauskoppelelemente vorgesehen sind, welche unterschiedliche Lichtverteilungen wiedergeben. Jedes der Lichtauskoppelelemente ist über eine optische Faser mit einer gemeinsamen Lichtquelle verbunden. Um eine vorbestimmte auszukoppelnde Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlicht oder Fernlicht, zu erzeugen, werden die einzelnen Lichtauskoppelelemente ausgeblendet.
Eine weitere Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge ist aus der europäischen Patentschrift EP 678 699 B1 bekannt. In dieser Vorrichtung stehen mehrere Lichtauskoppelelemente über optische Fasern mit je einer Lichtquelle in Verbindung, wobei über diese Zuordnung ein vorbestimmtes Lichtmuster resultiert.
Aus der US-Schrift US 6,471,382 B2 ist eine Scheinwerfereinrichtung bekannt, bei welcher mehrere Lichtleiter zu Lichtauskoppelelementen von einer gemeinsamen Lichtquelle wegführen. Dabei sind Mittel vorgesehen, mit Hilfe von welchen die einzelnen Lichtleiter beziehungsweise Lichtauskoppelelemente definiert selektiert werden können. Alternativ lässt sich auch die Lichtquelle mit ihrem Reflektor unter gezielter Veränderung der Neigung der optischen Achse so schwenken, dass sie das Licht auf jeweils nur eine Lichteinkopplungsfläche eines Lichtleiters zu fokussieren vermag.
Die Druckschrift DE 102 18 437 A1 zeigt eine Leuchteinheit für Fahrzeuge, bei der das von einer Lichtquelle ausgehende Licht durch ein Separiermittel spektral in zwei Anteile verschiedener Frequenzen aufgeteilt wird. Der eine Frequenzbereich entspricht dabei sichtbarem Licht, und der andere Frequenzbereich entspricht zum Beispiel infraroter Strahlung. Die beiden sich in ihrer Frequenz unterscheidenden Anteile werden in verschiedene Lichtleiter eingekoppelt. Das feststehende Separiermittel befindet sich an einem festen Ort im Strahlengang.
Die Druckschrift DE 694 26 799 T2 offenbart ein zentralisiertes Beleuchtungssystem mit einer zentralen Lichtquelle hoher Intensität, deren Licht durch einen feststehenden Strahlteiler in zwei verschiedene Lichtanteile aufgeteilt wird.
Die Druckschrift DE 43 13 915 A1 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung mit einem zentralen Lichterzeuger, von dem aus verschiedene Lichtleiter Licht zu verschiedenen Scheinwerfern des Fahrzeugs und/oder Lichtmodulen innerhalb eines Scheinwerfers transportieren. Die Figuren in dieser Schrift zeigen Beleuchtungseinrichtungen, in die zwei verschiedene Lichtleiter einmünden. Je nach Stellung eines verschwenkbaren Spiegels wird das aus dem einen Lichtleiter austretende Licht mit dem aus dem anderen Lichtleiter austretenden Licht vereinigt oder nicht vereinigt. Der Spiegel ist ein elektrochromer, feststehender Spiegel, der zwischen den Zuständen durchlässig und nicht durchlässig umgesteuert werden kann.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge weiterzubilden, welche in der Lage ist, unterschiedliche Lichtteile mehreren Lichtauskoppelelementen entweder gleichzeitig oder getrennt zur Verfügung zu stellen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Dabei ist vorgesehen, dass das Mittel zum Lenken zumindest von Anteilen des von der Lichtquelle emittierten Lichts auf eine Lichteinkoppelungsfläche des zweiten Lichtleiters, wobei das Mittel durch einen Strahlteiler oder auch sogenannten Beamsplitter gebildet ist, der in den Strahlengang des Lichtbündels hinein bewegt werden kann. Sofern der Strahlteiler oder Beamsplitter außerhalb des Strahlengangs befindlich ist, wird sämtliches durch den Reflektor reflektiertes Licht auf die Lichteinkoppelungsfläche des ersten Lichtleiters gelenkt. Wird dann der Strahlteiler in den Strahlengang bewegt, so wird ein Teil des Lichtes mittels Transmission durch den Strahlteiler hindurchtreten und weiterhin auf die Lichteinkoppelfläche des ersten Lichtleiters auftreffen. Ein zweiter Anteil des Lichts wird durch den Strahlteiler reflektiert und wird auf die Lichteinkoppelfläche des zweiten Lichtleiters gelenkt.
Eine derartige Gestaltung, bei der durch die in den Strahlengang bewegbare Vorsehung eines Beamsplitters der Lichtstrahl entweder aufgeteilt oder vollständig auf einen Lichtleiter bzw. mehrere Lichtleiter geleitet werden kann, besitzt den Vorteil, dass mehrere Lichtleiter entweder gleichzeitig oder getrennt voneinander angesteuert werden können bzw. mit Licht versorgt werden können, wobei nur eine Lichtquelle innerhalb der Scheinwerfereinrichtung vorgesehen werden muss.
Dabei führt in einer Ausführungsform der erste Lichtleiter zu einem Lichtauskoppelelement, das als transparentes Zwischenstück ausgebildet ist, und als Lichtleiterabschlusskörper dient. Dieser Lichtleiterabschlusskörper wird dann durch eine Linse, die ihm nachgeschaltet ist, abgebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Lichtleiter zur Erzeugung eines Abblendlichtes dient und der zweite Lichtleiter, der zu einem zweiten Lichtleiterabschlusskörper führt und durch eine zweite Linse abgebildet wird, eine Fernlichtverteilung abstrahlt. Dabei ist vorgesehen, dass der Strahlteiler insbesondere nicht wellenselektiv arbeitet, wie es im Stand der Technik bekannt war, um die Infrarotlichtanteile aus dem sichtbaren Licht abzuspalten für eine Nachtsichteinrichtung, sondern wellenlängenunselektiv arbeitet, indem er so gestaltet ist, dass er einen Anteil des Lichts passieren lässt und einen Anteil des Lichts reflektiert, wobei sämtliche spektralen Bereiche gleichmäßig reflektiert bzw. transmittiert werden können. Dies kann beispielsweise vorgesehen werden, indem der Strahlteiler mit einer entsprechenden Beschichtung versehen ist, die zum Teil eine Transmission und zum Teil eine Reflexion zulässt. Derartige teiltransparente Spiegel mit verschiedenen Reflexions- und Transmissionsgraden sind im Stand der Technik bekannt.
Dabei kann sowohl vorgesehen sein, dass der Strahlteiler in den Strahlengang durch eine translatorische Bewegung verschiebbar ist oder er kann rotatorisch in den Strahlengang hineingeschwenkt werden.
Grundsätzlich ist es auch möglich, verschiedene Spiegel mit verschiedenen Reflexions- und Transmissionsgraden vorzusehen, wobei je nach gewünschter Lichtverteilung verschiedene teiltransparente Spiegel gemeinsam oder unterschiedliche teiltransparente Spiegel in den Strahlengang eingeschoben werden können.
Auf diese Weise kann die Lichtcharakteristik, insbesondere die Aufteilung zwischen Abblend- und Fernlicht weiter individualisiert werden.
Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass mehr als zwei Lichtleiter, die zu mehr als zwei Lichtauskoppelelementen führen, vorgesehen sind, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass beispielsweise der erste Lichtleiter sich nach seiner Lichteinkoppelfläche aufteilt und das Licht zu zwei separaten Lichtauskopplungselementen weiterleitet.
So können beispielsweise zwei Lichtauskoppelelemente einer Lichtfunktion, wie beispielsweise dem Abblendlicht, zugeordnet sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Dabei zeigen:
1 eine Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge in einem ersten Betriebszustand und
2 die Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß 1 in einem zweiten Betriebszustand.
Die Scheinwerfereinrichtung umfasst hierbei eine Lichtquelle 10 sowie einen Reflektor 12, der die Lichtquelle teilweise umschließt und von der Lichtquelle abgestrahltes Licht umlenkt und fokussiert. Des Weiteren umfasst die Scheinwerfereinrichtung einen von außen sichtbaren Scheinwerfer 14 eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse 16 sowie einer zumindest teiltransparenten Abdeckscheibe 18, die den Scheinwerfer 14 nach außen abschließt. In dem Scheinwerfer 14 sind verschiedene Linsen 20', 20'' und 20''' angeordnet, die jeweils einem Lichtleiter 22, 24 bzw. 26 zugeordnet sind. Die Lichtleiter weisen dabei Lichteinkoppelflächen 28 bzw. 30 auf, wobei die Lichtleiter 22 und 24 eine gemeinsame Lichteinkoppelfläche 28 besitzen. Jedem Lichtleiter ist darüber hinaus eine Lichtauskoppelfläche 22a, 24a bzw. 26a zugeordnet, an der das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht wieder aus dem Lichtleiter austritt. Die Lichtauskoppelflächen 22a bis 26a stehen dabei mit sogenannten Lichtabschlusskörpern 32, 32' und 34 in Kontakt, so dass das aus den Lichtaustrittsflächen 22a bis 26a austretende Licht in die Lichtabschlusskörper 32, 32' und 34 eintritt, wobei die Querschnitte der Lichtabschlusskörper so gewählt sind, dass die Lichtaustrittsflächen der Lichtabschlusskörper der später zu erzeugenden Lichtverteilung insbesondere hinsichtlich der Hell-Dunkel-Grenzen entsprechen, so dass durch die nachfolgend angeordneten Linsen 20 bis 20''' dann die gewünschte Lichtverteilung auf einer Fahrbahn abgebildet wird.
Die Lichtabschlusskörper 32, 32' und 34 bestehen dabei vorzugsweise aus PC, PMMA oder Glas, wohingegen die Lichtleiter 22 bis 26 aus Glasfaser hergestellt sind.
In der Gestaltung gemäß 1 wird nun sämtliches durch die Lichtquelle 10 abgestrahltes Licht durch den Reflektor 12 auf die gemeinsame Lichteintrittsfläche 28 der Lichtleiter 22 und 24 fokussiert, so dass durch diese Lichtleiter die ihnen jeweils zugeordnete Lichtfunktion, wie beispielsweise das Abblendlicht, erzeugt werden kann.
Ein in der Scheinwerfereinrichtung vorgesehener teiltransparenter Spiegel 36, auch Beamsplitter genannt, ist hierbei außerhalb des Strahlenganges des Reflektors 12 angeordnet.
2 zeigt nun eine Scheinwerfereinrichtung gemäß 1 mit einem in den Strahlengang des Reflektors 12 eingefahrenen Strahlteiler 36. Der Strahlteiler 36 ist hierbei ein teiltransparenter Spiegel, der eine solche Beschichtung aufweist, dass er wellenlängenunselektiv einen Teil der Strahlung passieren lässt und einen anderen Teil der Strahlung reflektiert. Der durch den Strahlteiler 36 transmittierte Lichtanteil wird dabei durch den Reflektor 12 weiterhin auf die Lichteintrittsfläche 28 der Lichtleiter 22 und 24 fokussiert. Die hierdurch erzeugte Lichtverteilung entspricht der in 1 gezeigten. Aufgrund des geringeren auf die Lichteintrittsfläche 28 treffenden Lichtanteils ist jedoch der Helligkeitswert bzw. die Lichtintensität dieser Lichtmodule vermindert.
Ein weiterer Teil des von dem Reflektor abgestrahlten Lichtes trifft jedoch auf den Strahlteiler 36 und wird von diesem reflektiert. Dieser Lichtanteil ist mit 38 gekennzeichnet. Dieser Lichtanteil trifft dabei auf die Lichteinkoppelfläche 30 des Lichtleiters 26, der mit einem Lichtabschlusskörper 34 zur Erzeugung einer Fernlichtfunktion zusammenwirkt. Auf diese Weise kann durch translatorische Verschiebung des Strahlteilers 36 neben einer Abblendlichtfunktion eine Fernlichtfunktion angesteuert werden.
Für das Abblendlicht werden in diesem Fall statt 100% wie in 1 beispielsweise 20% verwendet und 80% werden ins Fernlicht umgelenkt.
Auf diese Weise kann eine höhere Flexibilität der Lichtausleuchtung erreicht werden.

Claims

Scheinwerfereinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtquelle (10), einem die Lichtquelle (10) teilweise umgebenden Reflektor (12) zur Erzeugung eines Lichtbündels mit einer bestimmten Lichtverteilung, welches mittels des Reflektors (12) auf eine Lichteinkopplungsfläche (28) eines ersten Lichtleiters (22, 24) fokussiert wird, welcher zu einem ersten Lichtauskoppelelement (32, 32') führt, mit einem zweiten Lichtleiter (26), welcher zu einem zweiten Lichtauskoppelelement (34) führt, und mit einem Mittel zum Lenken zumindest von Anteilen des von der Lichtquelle (10) emittierten Lichts auf eine Lichteinkopplungsfläche (30) des zweiten Lichtleiters (26), dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel durch einen Strahlteiler (36) gebildet ist, der in den Strahlengang des Lichtbündels bewegbar ist und der so ausgebildet ist, dass bei im Strahlengang angeordnetem Strahlteiler (36) ein erster Lichtanteil durch den Strahlteiler transmittiert und zur Lichteinkoppelfläche (28) des ersten Lichtleiters (22, 24) gelenkt und ein zweiter Lichtanteil durch den Strahlteiler (36) reflektiert und dadurch zur Lichteinkoppelfläche (30) des zweiten Lichtleiters (26) gelenkt wird.
Scheinwerfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (36) wellenlängenunselektiv arbeitet.
Scheinwerfereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (36) in den Strahlengang translatorisch verschiebbar oder rotatorisch verschwenkbar ist.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (36) als teiltransparenter Spiegel ausgebildet ist, und insbesondere zur Lichtaufspaltung eine Beschichtung aufweist.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (22, 24) zu einem Lichtauskoppelelement (32, 32') für das Abblendlicht, der zweite Lichtleiter (26) zu einem Lichtauskoppelelement (34) für das Fernlicht führen.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Lichtleiter (22–26), die zu mehr als zwei (32, 32', 34) Lichtauskoppelelementen führen, vorgesehen sind.
Scheinwerfereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Lichtleiter (22, 24) mit mehr als einem Lichtauskoppelelement (32, 32') einer Lichtfunktion zugeordnet sind.
Scheinwerfereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Strahlteiler (36) mit voneinander unterschiedlichen Reflexions- und Transmissionsgraden vorgesehen sind, die einzeln oder gemeinsam in den Strahlengang des Reflektors (12) bewegt werden können.