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Die
Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte mit mehreren Einzelleuchten,
die zur Erzielung einer Gesamtlichtverteilung zusammenwirken, wobei
die Einzelleuchten eine Lichtquelle in Form einer LED und jede der
LEDs eine zugeordnete Vorsatzoptik aufweisen.
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Derartige
Kraftfahrzeugleuchten sind im Stand der Technik vielfach bekannt.
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Dabei
zeigt sich in der jüngeren
Vergangenheit ein Trend zu LEDs als Lichtquellen, da diese aufgrund
ihrer guten Lebensdauer sowie einer geringen Leistungsaufnahme und
damit einhergehend einem geringen zusätzlichen Treibstoffverbrauch
und geringem CO2-Ausstoß eines Kraftfahrzeugs, in
dem eine entsprechende Leuchte eingebaut ist, sowie dem sehr kleinen
benötigten
Bauraum gegenüber
herkömmlichen
Lichtquellen Vorteile besitzen.
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Dabei
ist es üblich,
einer LED eine sogenannte Vorsatzoptik zuzuordnen, um die Lichtverteilung
aus der LED heraus in gewünschter
Weise zu beeinflussen.
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Durch
die Diskussion der Vorsehung von Tagfahrleuchten hat die Verwendung
von LEDs im Rahmen von Scheinwerfern und dem damit einhergehenden
Kraftstoffverbrauch bei dauernder Beleuchtung des Kraftfahrzeugs
an Relevanz gewonnen.
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Die
Erfindung stellt sich nun ausgehend von diesem Stand der Technik
die Aufgabe, eine Kraftfahrzeugleuchte der vorstehend beschriebenen
Art bereitzustellen, die ein möglichst
homogenes Erscheinungsbild aufweist bei gleichzeitiger Verwendung
möglichst
weniger LEDs.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine Kraftfahrzeugleuchte mit den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Gestaltung mit einer mehrfokalen Optik bietet den Vorteil,
zum einen für
verschiedene Brennweiten lediglich eine Lichtquelle einsetzen zu
müssen
und gleichzeitig im Fernfeld ein homogenes Erscheinungsbild bereitstellen
zu können. Dabei
wird insbesondere durch jede Einzelleuchte die gesamte Lichtverteilung
in der Beleuchtungsstärke
skaliert, um die reziproke Anzahl an Einzelsystemen zu erzeugen.
Anders als im Stand der Technik ergänzen sich somit nicht die Lichtverteilungen
der Einzelleuchten zu einer Gesamtlichtverteilung, sondern jede
der Einzelleuchten erzeugt bereits die Gesamtverteilung lediglich
in der Beleuchtungsstärke verringert,
abhängig
von der Anzahl der vorhandenen Einzelleuchten.
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Die
Homogenisierung des Erscheinungsbildes erfolgt insbesondere durch
die Verwendung eines multifokalen, wenigstens bifokalen Aufsatzes
in Form einer Vorsatzoptik vor jeder LED.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Vorsatzoptik ein dreidimensionaler
Körper,
insbesondere ein Freiformkörper,
ist. Die Form der Vorsatzoptik kann hinsichtlich ihrer lichtumlenkenden
Flächen
an die Gestaltung eines Reflektors für herkömmliche Systeme in Kraftfahrzeugscheinwerfern
angelehnt sein. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Freiformkörper der
Vorsatzoptik aus mehreren Einzelkörpern zusammengesetzt ist,
die jeweils an die Gestaltung hinsichtlich der lichtumlenkenden
Flächen
an die reflektierenden Flächen
von herkömmlichen Kraftfahrzeugreflektoren
angelehnt sein können,
wobei jeder Einzelkörper
der Erzeugung einer Brennweite dient. Die Einzelkörper sind
dann zur Bildung der Vorsatzoptik miteinander einstückig verbunden und/oder
verschnitten, ohne dass optisch wirksame Grenzflächen entstehen. Allerdings
bestehen zwischen den Einzelkörpern
dann nicht erkennbare Schnittflächen.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die Vorsatzoptik eine Lichteintrittsfläche aufweist,
die mit der LED zusammenwirkt und insbesondere kann eine Vertiefung
vorgesehen sein, in die der Körper der
LED eingesetzt ist, um möglichst
geringe Lichtverluste zwischen LED und Vorsatzoptik in Kauf nehmen
zu müssen.
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Darüber hinaus
weist die Vorsatzoptik eine Lichtaustrittsfläche auf, die in aller Regel
der Lichteintrittsfläche
gegenüberliegt.
Ferner sind mehrere Lichtumlenkflächen an den Einzelkörpern vorgesehen, die
den verschiedenen Brennweiten zugeordnet sind. Die Lichtumlenkung
an den Lichtumlenkflächen
kann dabei mittels Totalreflexion erfolgen.
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Weiterhin
kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtumlenkflächen beschichtet
oder verspiegelt sind, was jedoch je nach Material der Vorsatzoptik nicht
erforderlich sein kann.
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Die
Vorsatzoptik kann dabei aus einem transparenten Kunststoffmaterial
gebildet sein, insbesondere aus einem Polycarbonatderivat und kann im
Spritzgussverfahren hergestellt werden, wobei die Vorsatzoptik insbesondere
an die LEDs angespritzt werden kann.
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Die
Lichtaustrittsfläche
der Einzelleuchten kann dabei rechteckig sein. Die Lichtaustrittsfläche der
Kraftfahrzeugleuchte ergibt sich dann aus der Anzahl der Lichtaustrittsflächen der
Einzelleuchten. Dabei können
die Lichtaustrittsflächen
ebenso wie die Einzelleuchten beliebig zueinander angeordnet sein, insbesondere
zur Bildung einer Leuchtfläche.
Die Anordnung kann in einer Ebene (zweidimensional) oder frei im
Raum (dreidimensional) erfolgen. Die Einzelleuchten können jedoch
auch in einer Ebene so angeordnet sein, dass sie in der Ebene eine
bandförmige
Leuchte ergeben und so insbesondere eine kurvenförmige Leuchte mittels der Einzelleuchten
realisiert werden kann.
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Zusätzlich kann
auch vorgesehen sein, dass die Vorsatzoptiken verschiedene Abmessungen und/oder
Formen aufweisen, insbesondere hinsichtlich der Lichtaustrittsfläche, so
dass weitere Gestaltungsmöglichkeiten
gegeben sind, indem z. B. eine dreieckige bzw. trapezförmige Kraftfahrzeugleuchte gestaltet
wird beginnend mit Einzelleuchten mit der größeren rechteckigen Lichtaustrittsfläche bis
hin zu Einzelleuchten mit der kleinsten Lichtaustrittsfläche, die
jedoch ebenfalls noch eine Rechteckform aufweist. Auch andere Gestaltungen
sind möglich.
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Sofern
die Einzelkörper
der Vorsatzoptik miteinander verschnitten sind, ergeben sich Schnittflächen zwischen
den Einzelkörpern,
die in verschiedenen Winkeln zur Hauptlichtabstrahlrichtung der
Einzelleuchte bzw. der Kraftfahrzeugleuchte liegen können. Insbesondere
können
diese Schnittflächen
parallel, quer oder in einem definierten Winkel zur Hauptlichtabstrahlrichtung
liegen. Auf diese Weise können
verschiedene optische Eindrücke
der Vorsatzoptiken für
einen Betrachter erzielt werden und die Lichtverteilung, die durch
die Vorsatzoptiken eingestellt wird, kann variiert werden.
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Es
kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass sämtliche
LEDs auf einer gemeinsamen Platine bzw. Leiterplatte, die starr
oder flexibel gestaltet werden kann, angeordnet sind. Auf diese
Weise können sämtliche
LEDs über
eine gemeinsame Steuer- und Regelungseinrichtung angesteuert werden.
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Schließlich kann
vorgesehen sein, dass die Kraftfahrzeugleuchte als Blinkleuchte,
Begrenzungsleuchte oder Tagfahrleuchte dient. Die Begrenzungsleuchte
kann durch Dimmen der Tagfahrleuchte realisiert werden. Auf diese
Weise kann eine Tagfahrleuchte bzw. Begrenzungsleuchte bereitgestellt
werden, deren Farbe eine gute Übereinstimmung
mit einem Xenon-System bietet und zum anderen kann auch bei langdauerndem
Gebrauch der zusätzlich
erforderliche Kraftstoffverbrauch und damit der zusätzliche
CO2-Ausstoß in einem kosten- und umweltverträglichen
Rahmen gehalten werden, im Vergleich zu herkömmlichen Leuchtmitteln.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
Kraftfahrzeugleuchte in zwei Darstellungen;
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2 und 3 weitere
Kraftfahrzeugleuchten; und
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4 bis 6 Vorsatzoptiken.
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1 zeigt
in der oberen Darstellung eine Kraftfahrzeugleuchte in einer Blickrichtung
entgegen der Hauptlichtabstrahlrichtung der Kraftfahrzeugleuchte.
Diese Blickrichtung ist die Blickrichtung, aus der ein Betrachter
eines Kraftfahrzeuges eine Kraftfahrzeugleuchte normalerweise wahrnimmt.
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Die
Kraftfahrzeugleuchte ist hierbei in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die
Kraftfahrzeugleuchte 10 weist einen geschwungenen Verlauf
auf. Dabei umfasst die Kraftfahrzeugleuchte 10 mehrere
Einzelleuchten, die mit dem Bezugszeichen 12 versehen sind.
Die Einzelleuchten 12 weisen für einen Betrachter aus der
entsprechenden Blickrichtung eine näherungsweise rechteckige sichtbare
Oberfläche
auf, die der Lichtaustrittsfläche 18 der
Einzelleuchten 12 entspricht. Die Einzelleuchten 12 umfassen
hierbei, wie der unteren Darstellung von 1 entnommen
werden kann, eine LED 14 sowie eine jeder LED 14 zugeordnete
Vorsatzoptik 16, deren Lichtaustrittsfläche 18 die rechteckige
sichtbare Fläche
in der oberen Darstellung von 1 bildet. Sämtliche
LEDs 14 sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte 15 angeordnet.
Durch die relative Anordnung der Einzelleuchten 12 zueinander
kann nun eine beliebig ausgeformte Kraftfahrzeugleuchte 10 gebildet
werden. Dabei weist jede der Einzelleuchten 12 die gleiche
Beleuchtungscharakteristik auf, wie die Kraftfahrzeugleuchte 10,
jedoch stellt jeder der Einzelleuchten 12 lediglich einen
Bruchteil der Gesamtbeleuchtungsstärke zur Verfügung.
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2 zeigt
nun eine weitere Anordnung, wobei hier anstelle des geschwungenen
Verlaufs der Kraftfahrzeugleuchte 10 eine Kraftfahrzeugleuchte 10 gebildet
ist, die insgesamt ein rechteckiges Erscheinungsbild aufweist. Möglich sind
jedoch auch trapezförmige
Kraftfahrzeugleuchten 10, wie sie in 3 gezeigt
sind, wobei hier die Vorsatzoptiken 16 der Einzelleuchten 12 eine
verschiedene Ausdehnung in der sichtbaren Fläche besitzen können, so dass
durch die verschiedenen Größen der
Lichtaustrittsfläche 18 der
Vorsatzoptiken 16 besondere gestalterische Möglichkeiten
eröffnet
werden. In allen Fällen
kann die Anordnung zwei- bzw.
auch dreidimensional sein.
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Die 4 bis 6 zeigen
nun die Ausgestaltung der Vorsatzoptik, die als mehrfokale, nämlich als
bifokale, Optik in 4 oder als multifokale Optik in
den 5 und 6 ausgebildet sein kann.
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Auf
diese Weise wird eine möglichst
homogene Lichtverteilung jeder Einzelleuchte 12 ermöglicht.
Hierbei umfasst die Vorsatzoptik 16 eine Lichtaustrittsfläche, die
mit 18 gekennzeichnet ist, sowie eine Lichteintrittsfläche 20.
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Die
Vorsatzoptik 16 ist darüber
hinaus als Freiformkörper 22 gebildet,
der aus Einzelkörpern 24 bzw. 26 aufgebaut
ist, wobei der Körper 24 der
Bereitstellung einer ersten Brennweite dient und der Körper 26,
der aus zwei Teilabschnitten eines Körpers gebildet ist, der Bereitstellung
einer weiteren Brennweite. Des Weiteren umfassen die Einzelkörper 24, 26 Lichtumlenkflächen 28 bzw. 30,
an denen das Licht über
Totalreflexion in eine Lichtabstrahlrichtung 32 umgelenkt
wird. Die gesamte Vorsatzoptik ergibt sich, indem die verschiedenen
Einzelkörper 24 und 26 miteinander
zur Bildung eines Gesamtkörpers verschnitten
werden. Hierbei können
die Schnittflächen
zwischen den einzelnen Einzelkörpern 24, 26 z. B.
wie in 4 gezeigt zur Hauptlichtabstrahlrichtung 32 parallel
verlaufen und sich insbesondere unter einem vorgegebenen Winkel
zwischen 0 und 90° schneiden.
Die Schnittflächen
besitzen jedoch keine optische Wirksamkeit und sind auch nicht erkennbar.
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Licht,
das nun von einer LED 14 über die Lichteintrittsfläche 20 in
der Vorsatzoptik 16 eingekoppelt wird, wird an den lichtumlenkenden
Flächen 28 bzw. 30 mittels
Totalreflexion in Lichtabstrahlrichtung 32 unter verschiedenen
Brennweiten reflektiert und erzeugt so eine in der Beleuchtungsstärke skalierte
Lichtverteilung vor der Einzelleuchte 12, die dann in der
Summe die Beleuchtung der Leuchte 10 des Kraftfahrzeugs
ergibt.
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5 zeigt
eine weitere Vorsatzoptik 16, die als multifokale Optik
ausgebildet ist, mit einer Lichtaustrittsfläche 18 sowie verschiedenen
reflektierenden Flächen 28 bzw. 30 zur
Lichtumlenkung für verschiedene
Brennweiten.
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Insgesamt
können
mit einer Vorsatzoptik gemäß 5 vier
Brennweiten erzeugt werden, so dass bei einer gegebenen Anzahl an
Einzelsystemen die Leuchte ein insgesamt noch gleichmäßigeres
und homogeneres Erscheinungsbild aufweist als bei einer Verwendung
der Vorsatzoptik 16 gemäß 4.
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In 5 sind,
wie auch in 4, die Schnittflächen zwischen
den miteinander verschnittenen Einzelkörpern so angeordnet, dass diese
parallel, also unter einem Winkel von 0°, zur Hauptlichtabstrahlrichtung 32 verlaufen.
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6 zeigt
eine weitere alternative Ausgestaltung einer multifokalen Vorsatzoptik 16,
wobei hier die Schnittflächen
der miteinander verschnittenen Einzelkörper senkrecht zur Lichtabstrahlrichtung 32 verlaufen.
Mit einer Vorsatzoptik 16 gemäß 6 können ansonsten
ebenfalls vier verschiedene Brennweiten erzielt werden.
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Der
Einsatz einer entsprechenden Kraftfahrzeugleuchte 10 bietet
sich insbesondere bei Blink- oder Tagfahrleuchten oder Begrenzungsleuchten
an, wobei auf diese Weise neben einem homogenen Erscheinungsbild
die Vorteile des LED-Einsatzes,
nämlich
geringer Bauraum sowie geringe Leistungsaufnahme und lange Lebensdauer,
realisiert werden können.