DE102009000557A1

DE102009000557A1 - Geteilter Reflektor

Info

Publication number: DE102009000557A1
Application number: DE102009000557A
Authority: DE
Inventors: Chinniah Belleville Jeyachandrabose; Edwin Mitchell Saline Sayers; Chris L. Livonia Eichelberger
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2009-11-05
Also published as: US20090201693A1

Abstract

Ein Wannenreflektor für ein Beleuchtungssystem wird offenbart, bei dem der Wannenreflektor ein Leuchtmuster mit einer abgestuften Hell/Dunkel-Grenze erzeugt, die Bündelungseffizienz maximiert und unerwünschte Strahlmuster minimiert. Der Wannenreflektor umfasst eine reflektierende Oberfläche mit einer im Wesentlichen parabolischen Wölbung zum Lenken von Licht, wobei die reflektierende Oberfläche in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt ist. Der zweite Abschnitt ist im Verhältnis zum ersten Abschnitt des Wannenreflektors versetzt. Der Wannenreflektor umfasst ferner mehrere reflektierende Seitenwandungen, die angrenzend an die reflektierende Oberfläche angeordnet sind, wobei die reflektierenden Seitenwandungen mit der reflektierenden Oberfläche zusammenwirken, um Lichtstrahlen derart zu lenken, dass ein gewünschtes Leuchtmuster gebildet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Reflektoren für Lichtquellen, die in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden, und insbesondere Reflektoren für LED-Lichtquellen.
LED-Scheinwerfer bilden üblicherweise mit Hilfe verschiedener Beleuchtungseinheiten ein Abblendlicht-Leuchtmuster. Die Beleuchtungseinheiten sind Projektoren, Direktprojektoren oder Reflektoren. Projektoreinheiten werden beim Bilden einer Hell/Dunkel-Grenze bevorzugt, da sie eine innere Abschirmung abbilden, die auf eine genaue Form zugeschnitten werden kann. (Die „Hell/Dunkel-Grenze” ist der starke Kontrastübergang zwischen dem Licht unter dem Horizont, das die Straße trifft und dem grellen Licht über dem Horizont.) Direktprojektoren, die einen LED-Chip direkt abbilden, können eine scharfe (kontrastreiche) Hell/Dunkel-Grenze bilden, erfordern aber mehrere Chips, um ein Strahlmuster mit akzeptabler Breite aufzubauen. Reflektoreinheiten können eine gerade (horizontale) Hell/Dunkel-Grenze bilden, die mäßig scharf ist. Die Verwendung einer Reflektoreinheit zum Bilden des abgewinkelten und abgestuften Abschnitts der Begrenzung vermindert jedoch die Bündelungseffizienz der Einheit.
Oft ist ein besonderer Typ einer Reflektoreinheit, ein sogenannter Wannenreflektor, aufgrund seiner Einfachheit, der leichten Herstellbarkeit und seiner hohen Bündelungseffizienz erwünscht. Eine Wanne ist ein extrudierter Parabolabschnitt, der an den Enden Wandungen aufweist, die den Lichtstrahl auf sich selbst „falten”. Sie erzeugt naturgemäß eine scharfe horizontale Hell/Dunkel-Grenze und ein gleichmäßiges Leuchtmuster.
Wanneneinheiten werden oft in Kombination mit den Projektor- oder den Direktprojektoreinheiten verwendet, um das Abblendlicht-Leuchtmuster zu bilden. Da die Wanne jedoch eine horizontale Hell/Dunkel-Grenze und die anderen Einheiten abgestufte Hell/Dunkel-Grenzen bilden, besteht eine unerwünschte Unausgeglichenheit im sich ergebenden Lichtstrahl.
Es wäre wünschenswert, einen Wannenreflektor für ein Beleuchtungssystem zu besitzen, wobei der Wannenreflektor ein Leuchtmuster mit einer abgestuften horizontalen Hell/Dunkel-Grenze ermöglicht, die Bündelungseffizienz maximiert und unerwünschte Strahlmuster minimiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschend ein Wannenreflektor für ein Beleuchtungssystem entdeckt, wobei der Wannenreflektor ein Leuchtmuster mit einer abgestuften horizontalen Hell/Dunkel-Grenze ermöglicht, die Bündelungseffizienz maximiert und unerwünschte Strahlmuster minimiert.
In einer Ausführungsform umfasst ein Wannenreflektor eine reflektierende Oberfläche mit einer im Wesentlichen parabolischen Wölbung zum Lenken von Licht, wobei die reflektierende Oberfläche einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt Licht in einem ersten Leuchtmuster reflektiert und der zweite Abschnitt Licht in einem zweiten Leuchtmuster reflektiert, und eine reflektierende Seitenwandung, die angrenzend an mindestens einen Abschnitt der reflektierenden Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Seitenwandung im Zusammenspiel mit der reflektierenden Oberfläche Lichtstrahlen im Wesentlichen derart lenkt, dass ein gewünschtes Leuchtmuster gebildet wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Beleuchtungssystem einen Wannenreflektor, der eine reflektierende Oberfläche mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt umfasst, wobei der zweite Abschnitt im Verhältnis zum ersten Abschnitt derart versetzt ist, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird, und eine Lichtquelle, die angrenzend an den Wannenreflektor angeordnet ist, wobei der Wannenreflektor von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht derart reflektiert, dass das gewünschte Leuchtmuster erzeugt wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Beleuchtungssystem für einen Fahrzeugscheinwerfer einen Wannenreflektor, der eine reflektierende Oberfläche mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt umfasst, wobei der zweite Abschnitt im Verhältnis zum ersten Abschnitt derart versetzt ist, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird, eine Lichtquelle, die angrenzend an den Wannenreflektor angeordnet ist, wobei der Wannenreflektor von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht derart reflektiert, dass das gewünschte Leuchtmuster erzeugt wird, und eine reflektierende Seitenwandung, die angrenzend an mindestens einen Abschnitt der reflektierenden Oberfläche angeordnet ist, wobei die reflektierende Seitenwandung im Zusammenspiel mit der reflektierenden Oberfläche Lichtstrahlen im Wesentlichen derart lenkt, dass das gewünschte Leuchtmuster gebildet wird.
Das Vorangegangene sowie weitere Vorteile der Erfindung erschließen sich dem Fachmann ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die im Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeichnungen zu betrachten ist. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Beleuchtungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
2 eine Ansicht eines Leuchtintensitätsverteilungsmusters, das ein durch das Beleuchtungssystem von 1 gebildetes Leuchtmuster darstellt.
Die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise beschränken.
1 stellt ein Beleuchtungssystem 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Beleuchtungssystem 10 umfasst einen Wannenreflektor 12 und eine Lichtquelle 14. Wie dargestellt, ist der Wannenreflektor 12 angrenzend an die Lichtquelle 14 angeordnet, wobei das von der Lichtquelle 14 ausgestrahlte Licht im Wesentlichen durch den Wannenreflektor 12 zu einem gewünschten Leuchtmuster reflektiert wird. Es versteht sich, dass die Lichtquelle 14 jede herkömmliche Lichtquelle sein kann, wie zum Beispiel eine Leuchtdiode oder ein anderes auf Halbleitern basierendes Leuchtelement.
Der Wannenreflektor 12 umfasst eine reflektierende Oberfläche 16 mit einem ersten Abschnitt 18 und einem zweiten Abschnitt 20 sowie ein Paar voneinander beabstandeter reflektierender Seitenwandungen 22. Es versteht sich, dass nach Wunsch die reflektierende Oberfläche 16 aus jedem herkömmlichen Material zum Reflektieren und Lenken von Licht bestehen kann.
Die reflektierende Oberfläche 16 weist eine im Wesentlichen parabolische Wölbung auf und ist dafür eingerichtet, Licht in eine gewünschte Richtung zu reflektieren. Obwohl die reflektierende Oberfläche 16 mit einer im Wesentlichen flügelähnlichen Form dargestellt ist, versteht es sich, dass nach Wunsch jede Form und Größe verwendet werden kann.
Der zweite Abschnitt 20 der reflektierenden Oberfläche ist im Verhältnis zum ersten Abschnitt 18 versetzt. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Versatz zwischen dem ersten Abschnitt 18 und dem zweiten Abschnitt 20 durch mindestens ein Biege-, ein Dreh-, ein Laminier- oder ein Abformungsverfahren der reflektierenden Oberfläche 16 gebildet. Wie dargestellt, ist der zweite Abschnitt 20 der reflektierenden Oberfläche 16 um eine Querachse des Wannenreflektors 12 gebogen. Der zweite Abschnitt 20 ist im Verhältnis zum ersten Abschnitt in einer Größenordnung von 0,3 Grad bis 0,5 Grad versetzt. Es versteht sich jedoch, dass auf Wunsch jeder Versatzgrad verwendet werden kann. Es versteht sich ferner, dass der erste Abschnitt 18 der reflektierenden Oberfläche 16 derart versetzt sein kann, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird.
Die reflektierenden Seitenwandungen 22 können nach Wunsch aus jedem herkömmlichen Material zum Reflektieren und Lenken von Licht gebildet sein. Die reflektierenden Seitenwandungen 22 sind angrenzend an die reflektierende Oberfläche 16 angeordnet. Wie dargestellt, sind die reflektierenden Seitenwandungen 22 an gegenüberliegenden Seiten der reflektierenden Oberfläche 16 des Wannenreflektors 12 angeordnet. Es versteht sich, dass nach Wunsch jede Anzahl reflektierender Seitenwandungen verwendet werden kann. Wie dargestellt, sind die reflektierenden Seitenwandungen 22 nach innen gewölbt, wodurch eine konvexe Innenfläche derart gebildet wird, dass Licht in die gewünschte Richtung reflektiert wird. Das resultierende reflektierte Licht weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Ausbreitung auf. Es versteht sich, dass die reflektierenden Seitenwandungen 22 nach Wunsch jede Form und Größe aufweisen können. Es versteht sich ferner, dass der Wannenreflektor 12 in einem Fahrzeugscheinwerfer (nicht dargestellt) angeordnet sein kann.
In Gebrauch werden die von der Lichtquelle 14 ausgestrahlten Lichtstrahlen im Wesentlichen vom Wannenreflektor 12 in die gewünschte Richtung und in einem gewünschten Leuchtmuster reflektiert. Im Zusammenspiel mit der reflektierenden Oberfläche 16 bündeln die Seitenwandungen 22 im Wesentlichen die von der Lichtquelle 14 ausgestrahlten Lichtstrahlen und lenken die Lichtstrahlen in eine gewünschte Richtung. Als nicht einschränkendes Beispiel erzeugt der Wannenreflektor 12 ein Leuchtmuster 24 mit abgestufter Hell/Dunkel-Grenze, das in 2 dargestellt ist. Wie dargestellt, kollimiert die reflektierende Oberfläche 16 im Wesentlichen die Lichtstrahlen in vertikaler Richtung und lenkt die Lichtstrahlen in das Leuchtmuster 24 mit abgestufter Hell/Dunkel-Grenze. Es versteht sich, dass die Lichtstrahlen auf Wunsch in andere Richtungen kollimiert und gelenkt werden können. In einer Ausführungsform ermöglicht der erste Abschnitt 18 der reflektierenden Oberfläche 16 das Reflektieren von Lichtstrahlen zu einem ersten Leuchtmuster 26 wie bei einem herkömmlichen Wannenreflektor. Der zweite Abschnitt der reflektierenden Oberfläche ermöglicht das Reflektieren der Lichtstrahlen zu einem zweiten Leuchtmuster 28. Es versteht sich, dass das Leuchtmuster 24 mit abgestufter Hell/Dunkel-Grenze durch Justieren des Versatzes zwischen dem ersten Abschnitt 18 und dem zweiten Abschnitt 20 der reflektierenden Oberfläche 16 modifiziert werden kann. Es versteht sich ferner, dass der Wannenreflektor 12 im Fahrzeugscheinwerfer enthalten sein kann, um ein Leuchtmuster bereitzustellen, das dem Leuchtmuster eines Abblendlichts entspricht.
Der Wannenreflektor 12, gemäß der vorliegenden Erfindung, ermöglicht ein Leuchtmuster mit einer abgestuften horizontalen Hell/Dunkel-Grenze, maximiert die Bündelungseffizienz und minimiert unerwünschte Strahlmuster. Der Wannenreflektor 12 kann in einen Fahrzeugscheinwerfer eingebunden sein, um ein gewünschtes Leuchtmuster mit einer gleichmäßigen horizontalen Hell/Dunkel-Grenze bereitzustellen, wie zum Beispiel ein Abblendlicht-Leuchtmuster.
Aus der vorangegangenen Beschreibung kann ein Durchschnittsfachmann leicht die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung erkennen und, ohne von ihrem Geist und Anwendungsbereich abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie verschiedenen Verwendungen und Bedingungen anzupassen

Claims

Wannenreflektor (12), Folgendes umfassend: eine reflektierende Oberfläche (16) mit einer im Wesentlichen parabolischen Wölbung zum Lenken von Licht, wobei die reflektierende Oberfläche (16) einen ersten Abschnitt (18) und einen zweiten Abschnitt (20) umfasst, wobei der erste Abschnitt (18) Licht in einem ersten Leuchtmuster (26) reflektiert und der zweite Abschnitt (20) Licht in einem zweiten Leuchtmuster (28) reflektiert, und eine reflektierende Seitenwandung (22), die angrenzend an mindestens einen Abschnitt der reflektierenden Oberfläche (16) angeordnet ist, wobei die reflektierende Seitenwandung (22) im Zusammenspiel mit der reflektierenden Oberfläche (16) Lichtstrahlen im Wesentlichen derart lenkt, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird.
Wannenreflektor (12) nach Anspruch 1, wobei der Wannenreflektor (12) angrenzend an eine auf Halbleitern basierende Lichtquelle (14) angeordnet ist.
Wannenreflektor (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Abschnitt (20) im Verhältnis zum ersten Abschnitt (18) versetzt ist.
Wannenreflektor (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Abschnitt (20) im Verhältnis zum ersten Abschnitt (18) derart um eine Querachse des Wannenreflektors (12) gebogen ist, dass das zweite Leuchtmuster (28) erzeugt wird.
Wannenreflektor (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ein Paar voneinander beabstandeter reflektierender Seitenwandungen (22) umfassend, die an gegenüberliegenden Seiten der reflektierende Oberfläche (16) angeordnet sind.
Wannenreflektor (12) nach Anspruch 5, wobei die reflektierenden Seitenwandungen (22) eine gewölbte Form aufweisen.
Wannenreflektor (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Leuchtmuster (26) und das zweite Leuchtmuster (28) derart zusammenwirken, dass ein Leuchtmuster (24) mit abgestufter Hell/Dunkel-Grenze gebildet wird.
Wannenreflektor (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wannenreflektor (12) dafür eingerichtet ist, in einem Fahrzeugscheinwerfer angeordnet zu werden.
Beleuchtungssystem (10), Folgendes umfassend: einen Wannenreflektor (12), der eine reflektierende Oberfläche (16) mit einem ersten Abschnitt (18) und einem zweiten Abschnitt (20) umfasst, wobei der zweite Abschnitt (20) im Verhältnis zum ersten Abschnitt (18) derart versetzt ist, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird, und eine Lichtquelle (14), die angrenzend an den Wannenreflektor (12) angeordnet ist, wobei der Wannenreflektor (12) von der Lichtquelle (14) ausgestrahltes Licht derart reflektiert, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird.
Beleuchtungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei der zweite Abschnitt (20) im Verhältnis zum ersten Abschnitt (18) derart um eine Querachse des Wannenreflektors (12) gebogen ist, dass das zweite Leuchtmuster (28) erzeugt wird.
Beleuchtungssystem (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Beleuchtungssystem (10) ferner mehrere reflektierende Seitenwandungen (22) aufweist, die angrenzend an die reflektierende Oberfläche (16) angeordnet sind, wobei die reflektierenden Seitenwandungen (22) mit der reflektierenden Oberfläche (16) derart zusammenwirken, dass sie Lichtstrahlen von der Lichtquelle (14) derart lenken, dass das gewünschte Leuchtmuster gebildet wird.
Beleuchtungssystem (10) nach Anspruch 11, wobei die reflektierenden Seitenwandungen (22) derart voneinander beabstandet und an gegenüberliegenden Seiten der reflektierenden Oberfläche (16) angeordnet sind, dass das Licht derart gelenkt und eine horizontale Streuung begrenzt wird, dass das gewünschte Leuchtmuster gebildet wird.
Beleuchtungssystem (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die reflektierenden Seitenwandungen (22) eine gewölbte Form aufweisen.
Beleuchtungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der erste Abschnitt (18) der reflektierenden Oberfläche (16) und der zweite Abschnitt (20) der reflektierenden Oberfläche (16) derart zusammenwirken, dass ein Leuchtmuster (24) mit abgestufter Hell/Dunkel-Grenze erzeugt wird.
Beleuchtungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Lichtquelle (14) eine auf Halbleitern basierende Lichtquelle ist.
Beleuchtungssystem (10) für einen Fahrzeugscheinwerfer, Folgendes umfassend: einen Wannenreflektor (12), der eine reflektierende Oberfläche (16) mit einem ersten Abschnitt (18) und einem zweiten Abschnitt (20) umfasst, wobei der zweite Abschnitt (20) im Verhältnis zum ersten Abschnitt (18) derart versetzt ist, dass ein gewünschtes Leuchtmuster erzeugt wird, eine Lichtquelle (14), die angrenzend an den Wannenreflektor (12) angeordnet ist, wobei der Wannenreflektor (12) von der Lichtquelle (14) ausgestrahltes Licht derart reflektiert, dass das gewünschte Leuchtmuster erzeugt wird, und eine reflektierende Seitenwandung (22), die angrenzend an mindestens einen Abschnitt der reflektierenden Oberfläche (16) angeordnet ist, wobei die reflektierende Seitenwandung (22) im Zusammenspiel mit der reflektierenden Oberfläche (16) Lichtstrahlen im Wesentlichen derart lenkt, dass das gewünschte Leuchtmuster erzeugt wird.
Beleuchtungssystem (10) nach Anspruch 16, ein Paar voneinander beabstandeter reflektierender Seitenwandungen (22) umfassend, die an gegenüberliegenden Seiten der reflektierenden Oberfläche (16) angeordnet sind.
Beleuchtungssystem (10) nach Anspruch 16 oder 17, wobei die reflektierenden Seitenwandungen (22) eine gewölbte Form aufweisen.
Beleuchtungssystem (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der erste Abschnitt (18) der reflektierenden Oberfläche (16) und der zweite Abschnitt (20) der reflektierenden Oberfläche (16) derart zusammenwirken, dass ein Leuchtmuster (24) mit abgestufter Hell/Dunkel-Grenze erzeugt wird.
Beleuchtungssystem (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Lichtquelle (14) eine auf Halbleitern basierende Lichtquelle ist.