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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul zur Erzeugung einer definierten Beleuchtungsfunktion vor einem Kraftfahrzeug mit einem Reflektor mit mindestens zwei Reflektorkammern, die Licht von jeweils einer zugeordneten Lichtquelle in Lichtabstrahlrichtung zur Erzeugung einer jeweils zugeordneten Einzellichtverteilung reflektieren, wobei die jeweils zugeordneten Einzellichtverteilungen gemeinsam die Lichtverteilung der definierten Beleuchtungsfunktion erzeugen und die zugeordneten Lichtquellen als LED ausgebildet sind.
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Ein solches Lichtmodul ist sowohl aus der Druckschrift
DE 101 60 052 A1 als auch aus der Druckschrift
DE 199 38 734 A1 bekannt. Die
DE 101 60 052 A1 betrifft eine Fahrzeugleuchte, die in einer Ausgestaltung auch Scheinwerferfunktionen erfüllen kann. So wird dort erwähnt, dass es für eine Scheinwerferfunktion möglich ist, die Fahrzeugleuchten mit leistungsstarken LEDs zu versehen, um beispielsweise zentral mit direkt abstrahlenden LEDs Nebellicht und mit radial abstrahlenden LEDs konzentrische Blink- oder Positionslichter zu erzeugen. Bei diesem Stand der Technik werden Einzellichtverteilungen, die zu einer Gesamtlichtverteilung überlagert werden, von untereinander gleichen Reflektoren erzeugt. Die
DE 199 38 734 A1 zeigt Anordnungen von Reflektoren und Leuchtdioden, die jeweils mehrere Reflektorkammern und Reflektorkammer-individuelle Leuchtdioden aufweisen. Dabei bezieht sich diese Anordnung jeweils auf eine Fahrzeugleuchte. Bei der
DE 199 38 734 A1 werden verschiedene Lichtverteilungen mit verschieden gestalteten Reflektoren erzeugt. Soweit nur eine einzelne Lichtverteilung (z. B. Blinklicht) erzeugt wird, so erfolgt dies unter Verwendung von untereinander gleich gestalteten Reflektoren, wobei sich deren Einzellichtverteilungen überlagern.
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Auf dem Kraftfahrzeugsektor sind vielfach Lichtmodule bekannt, die definierte Beleuchtungsfunktionen vor einem Kraftfahrzeug wahrnehmen. So werden durch Lichtmodule Fernlichtfunktionen, aber auch Abbiege-, Abblend- und Nebellicht vor einem Kraftfahrzeug realisiert. Hierbei geht der Trend zunehmend zur Verwendung von LEDs auch im Frontscheinwerferbereich, abgesehen von der bereits seit längerem eingeführten Verwendung bei Heckleuchten.
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Problematisch ist jedoch nach wie vor im Scheinwerferbereich die Bereitstellung einer ausreichenden Lichtstärke. Bei Einsatz der herkömmlichen Lichtquellen besteht dagegen der Nachteil, dass ein großer Bauraum benötigt wird.
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Die Erfindung stellt sich nun der Aufgabe, ein Lichtmodul zur Erzeugung einer definierten Beleuchtungsfunktion vor einem Kraftfahrzeug sowie einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bereitzustellen, der eine geringe Bautiefe bzw. gute Anpassungsmöglichkeiten an dem Bauraum bei gleichzeitig langer Lebensdauer zu ermöglichen und bei dem eine Geometrie und reflektierende Charakteristik einzelner Reflektorkammern vergleichsweise wenig komplex ist. Das erfindungsgemäße Lichtmodul unterscheidet sich von den eingangs genannten bekannten Lichtmodulen insbesondere dadurch, dass die Reflektorkammern unterschiedliche Abmessungen und/oder Formen aufweisen und unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugen, wobei eine der Reflektorkammern durch einen vergleichsweise kleineren Reflektor mit vergleichsweise kleinerer Brennweite definiert wird und eine vergleichsweise breiter gestreute Verteilung erzeugt und wobei eine andere Reflektorkammer durch einen größeren Reflektor mit größerer Brennweite definiert wird und eine stärker fokussierte Verteilung erzeugt.
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Durch die Verwendung mehrerer Reflektorkammern kann erreicht werden, dass aufgrund der Anpassung der verschiedenen Reflektorkammern an den vorgegebenen Bauraum eine gute Anpassungsmöglichkeit des Gesamtreflektors an den bereitstehenden Raum erfolgen kann. Darüber hinaus können durch die unterschiedliche Gestaltung der beiden Reflektorkammern hinsichtlich Abmessungen und/oder Form und/oder Anordnung, aber auch Krümmung und reflektierender Charakteristik, die beiden Einzellichtverteilungen so eingestellt werden, dass besonders einfach eine erwünschte Gesamtlichtverteilung erzielt werden kann.
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So kann beispielsweise aus einem kleineren Reflektor mit kleiner Brennweite eine breiter gestreute Verteilung erzeugt und aus einem größeren Reflektor mit größerer Brennweite eine stärker fokussierte Verteilung erzeugt werden. Dies kann durch die Gestaltung der beiden Reflektorkammern realisiert werden, wobei die Verteilungen dann überlagert werden. Die Geometrie und reflektierende Charakteristik der einzelnen Kammern muss daher weniger komplex sein, da der Kernlichtbereich und der Bereich der homogenen weiträumigen Ausleuchtung getrennt erzeugt werden können.
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Insbesondere kann es aufgrund der Einbausituation (Abschattung) günstig sein, aus einem Reflektor eher die linke Hälfte und aus dem anderen Reflektor eher die rechte Hälfte der Lichtverteilung zu erzeugen.
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Sofern die beiden Reflektorkammern einteilig gestaltet sind und so einen Gesamtreflektor bilden, ist die Herstellung eines entsprechenden Zwei- oder Mehrkammerreflektors vergleichsweise einfach, da diese beispielsweise im Spritzgussverfahren gemeinsam erzeugt werden können. Grundsätzlich ist es dabei möglich, die einzelnen Kammern des Reflektors in beliebiger Weise zueinander anzuordnen. So können dreidimensional zueinander angeordnete Gestaltungen der einzelnen Kammern vorgenommen werden, so dass sich diese zu einem Gesamtkörper formen oder die einzelnen Kammern können auch in einer Reihe zueinander angeordnet sein.
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Der Reflektor kann dabei eine Zusammensetzung oder mehrteilige Ausführung aus Einzelreflektoren bzw. Reflektorkammern oder eine einteilige Ausführung bestehend aus mehreren Reflektorkammern umfassen.
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Auf diese Weise bieten sich darüber hinaus auch neue Designmöglichkeiten, da sowohl im Tag- als auch im Nachtdesign eine entsprechende Kammergestaltung gut zu erkennen ist.
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Ferner zeichnet sich die Verwendung von LEDs gegenüber bisherigen konventionellen Glühlampen bzw. Gasentladungslampen durch die charakteristische Lichtfarbe der LEDs aus, und des Weiteren besitzen LEDs eine vergleichsweise lange Lebensdauer. Durch das kalte Licht der LEDs kann die Temperatur an der Abdeckscheibe gering gehalten werden.
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Neben der guten Anpassbarkeit an den Bauraum durch unterschiedliche Ausgestaltung der beiden Reflektorkammern kann auch eine geringe Bautiefe aufgrund der verhältnismäßig kleineren Kammern des Reflektors im Vergleich zu einem großen Gesamtreflektor, der eine größere Tiefe aufweist, eingestellt werden, bei gleichbleibender Lichtverteilung vor einem Kraftfahrzeug.
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Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Multi-Chip-LEDs, wobei vorgesehen sein kann, dass je Reflektorkammer gleiche Multi-Chip-LEDs vorgesehen sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Multi-Chip-LEDs unterschiedlichen Typs in den einzelnen Reflektorkammern eingesetzt werden. Bei der Verwendung gleicher Multi-Chip-LEDs in einem Mehrkammersystem kann hierdurch die Performance des Systems erhöht werden. Gegebenenfalls kann jedoch durch die Verwendung verschiedener Multi-Chip-LEDs eine Anpassung an die Anzahl und Form der vorhandenen Kammern und der erwünschten Performance erfolgen.
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Stehen ausreichend viele Reflektorkammern zur Verfügung oder weist die LED einen ausreichenden Lichtstrom auf oder ist der erforderliche Lichtbedarf vergleichsweise gering, kann auch mit Einzel-Chip-LEDs gearbeitet werden.
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Darüber bietet die Verwendung von Multi-Chip-LEDs den Vorteil gegenüber herkömmlichen Glühlampen bzw. Gasentladungslampen, dass die LEDs auf einem gemeinsamen Grundkörper montierbar sind und damit eine erste Vorkonfektionierung stattfinden kann. Ferner ist der Grundkörper auch als Wärmesenke verwendbar, wobei die Wärmeentwicklung in Scheinwerfern mittlerweile eine kritische Größe sein kann, insbesondere bei den immer kleiner werdenden Scheinwerfergehäusen, aufgrund der zunehmenden Stromlinienform von Kraftfahrzeugen. Hier bietet ebenfalls die Verwendung von LEDs Vorteile, da diese in bestimmten Fällen eine geringere Wärmeleistung abstrahlen, insbesondere in der Zukunft, wenn die Lichtausbeute sich deutlich verbessern wird.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass Kombinationen von definierten Beleuchtungsfunktionen mittels des vorstehend beschriebenen Mehrkammersystems erzeugt werden. Hierbei können eine oder mehrere Kammern jeweils eine definierte Beleuchtungsfunktion erzeugen, wobei in dem Fall, dass mehrere Kammern eine Beleuchtungsfunktion erzeugen, sich diese Einzellichtverteilungen der einzelnen Kammern zu einer Gesamtbeleuchtungsfunktion ergeben.
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Die Beleuchtungsfunktion kann ein Abblendlicht, Nebellicht, eine IR-Abstrahlung (Nachtsicht), ein Autobahnlicht, Stadtlicht oder ein anderes AFS-(Adaptive Front Lighting System)Licht sein. Sofern eine oder mehrere Kammern nur einen Teil einer Beleuchtungsfunktion erzeugen, können die restlichen Teile der Beleuchtungsfunktion von anderen Beleuchtungseinrichtungen bereitgestellt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung gezeigt sind.
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Dabei zeigen:
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1 eine Ausgestaltung der Erfindung;
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2 ein alternatives Lichtmodul und
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3 eine alternative Anordnung der Reflektorkammern.
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1 zeigt ein Lichtmodul, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Dieses weist einen Reflektor 12 auf, bestehend aus zwei Reflektorkammern 12' und 12''. Die beiden Reflektorkammern sind einstückig miteinander verbunden und können so im Spritzgussverfahren zusammen erzeugt werden. Dabei ist der Reflektor 12' hinsichtlich seiner Abmessungen deutlich größer als der Reflektor 12''. Aufgrund der damit einhergehenden Brennweite des Reflektors 12'' erzeugt dieser eine breiter gestreute Lichtverteilung als der Reflektor 12' mit seiner größeren Brennweite, der eine stärker fokussierte Verteilung erzeugt. Das Lichtmodul 10 realisiert dabei ein Fernlicht, wobei durch die beiden Reflektorkammern 12' und 12'' und insbesondere die unterschiedliche Reflektorkammergröße diese günstiger in den zulaufenden Bauraum eines Kraftfahrzeugscheinwerfers integriert werden können.
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Jeder Reflektorkammer 12', 12'' ist hierbei als Lichtquelle 14' bzw. 14'' eine Multi-Chip-LED zugeordnet. Bei einer Multi-Chip-LED sind auf einem Grundkörper mehrere LEDs gemeinsam montiert, wobei diese in der Regel in Reihe geschaltet sind und durch einen gemeinsamen Chip gesteuert werden. Durch den gemeinsamen Grundkörper kann gleichzeitig Wärme, die im Lichtmodul entsteht, abgeführt werden. Der Grundkörper kann hierbei als Wärmesenke dienen. Die beiden Lichtverteilungen, die durch die Reflektorkammern 12' und 12'' erzeugt werden, überlagern sich nun vor einem Kraftfahrzeug zu einer gemeinsamen Lichtverteilung, die in ihrer Gesamtheit eine Fernlichtverteilung darstellt. Dabei kann, wie 2 zeigt, auch vorgesehen sein, vier oder mehr Reflektorkammern 12', 12'', 12''' und 12' v vorzusehen, die gemeinsam eine Lichtverteilung vor einem Kraftfahrzeug ausbilden, zur Erzeugung einer Beleuchtungsfunktion. Durch Verwendung mehrerer Kammern wird die Performance im Vergleich zum Zweikammersystem erhöht. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich zwei der Kammern eine gemeinsame Lichtverteilung ausbilden oder auch Einzelkammern eine vollständige Lichtverteilung erzeugen oder auch nur Teile einer Beleuchtungsfunktion erzeugt werden.
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Die Anordnung der Reflektorkammern sowie der zugehörigen Multi-Chip-LEDs kann dabei in einer Reihe, wie in 2 gezeigt, aber auch, wie in 3 dargestellt, in beliebiger geometrischer Form dreidimensional im Raum erfolgen. Auf diese Weise können besonders gut die hinsichtlich des Bauraums vorgegebenen Erfordernisse in einem Reflektor berücksichtigt werden und es sind darüber hinaus neue Designmöglichkeiten für Scheinwerfer möglich.
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Dabei können, wie in 1 gezeigt, in beiden Reflektorkammern 12' und 12'' die gleichen Multi-Chip-LEDs 14' und 14'' eingesetzt werden. Alternativ können jedoch auch verschiedene Multi-Chip-LEDs verwendet werden, um die gewünschte Lichtabstrahlung abhängig von der Form und der Anzahl der Reflektorkammern 12' bis 12' v zu erreichen.
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Auf die vorstehend beschriebene Weise kann besonders einfach eine Bauraumanpassung bei gleichzeitig geringem Produktionsaufwand zur Erzeugung einer Scheinwerferhauptfunktion mit LED-Lichtquellen realisiert werden. Darüber hinaus ergeben sich durch individuelle Gestaltung der Reflektoren bzw. deren Anordnung viele Möglichkeiten des individuellen Designs.
