DE102011052488A1

DE102011052488A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102011052488A1
Application number: DE102011052488A
Authority: DE
Inventors: Björn Dreßler; Ronny Letzin
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-14
Also published as: CN102927513B; US20130039086A1; CN102927513A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem ein Lichtmodul mit einer Lichtquelle, mit einem der Lichtquelle zugeordneten Reflektor, mit einer dem Reflektor vorgelagerten Linse und mit einer zwischen der Linse und dem Reflektor angeordneten Blende vorgesehen ist, wobei in einem Bereich oberhalb der Blende ein Streuoptikelement zur Streuung eines direkt von der Lichtquelle ausgesandten Lichtbündels angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem ein Lichtmodul mit einer Lichtquelle, mit einem der Lichtquelle zugeordneten Reflektor, mit einer dem Reflektor vorgelagerten Linse und mit einer zwischen der Linse und dem Reflektor angeordneten Blende vorgesehen ist.
Aus der EP 2 157 362 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, der nach dem Projektionsprinzip arbeitet. Der Scheinwerfer weist eine Lichtquelle, einen Reflektor, eine dem Reflektor vorgelagerte Linse sowie eine im Bereich des Brennpunktes der Linse angeordnete Blende auf. Die Blende weist eine quer zu einer optischen Achse des Scheinwerfers verlaufende Blendenwalze auf, die mit einer Blendenkante versehen ist zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung. Wird als Lichtquelle eine LED-Lichtquelle verwendet, kann es infolge eines direkt von der LED-Lichtquelle nach außen abgestrahlten Lichtbündels zu Inhomogenitäten in der Lichtverteilung sowie zur Überschreitung von photometrischen Grenzwerten kommen. Wird zur Vermeidung eines solchen unerwünschten Effektes die Linse entsprechend beschnitten oder eine zusätzliche Blende in den Direktlichtabstrahlungsbereich gesetzt, sinkt der Wirkungsgrad des Scheinwerfers bzw. stellt sich ein relativ hoher Gradient in dem Randbereich der Lichtverteilung ein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Scheinwerfer für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine homogene Lichtverteilung (Ausleuchtung der Straße) unter Beibehaltung eines möglichst hohen Wirkungsgrades gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich oberhalb der Blende ein Streuoptikelement zur Streuung eines direkt von der Lichtquelle ausgesandten Lichtbündels angeordnet ist.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Anordnen eines Streuoptikelementes in den Strahlengang des von der Lichtquelle direkt in die Umgebung ausgesandten Lichtbündels eine vertikale und/oder horizontale Verteilung des (Direkt-)Lichtbündels bewirkt wird, das zu einer Homogenisierung der resultierenden Lichtverteilung bei relativ hohem Wirkungsgrad führt. Grundgedanke der Erfindung ist es, den vorhandenen Direkt-Lichtstrom der Lichtquelle für die resultierende Lichtverteilung nutzbar zu machen, so dass die gesetzlichen Zulassungsanforderungen bei hohem Wirkungsgrad erfüllt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht das Streuoptikelement eine Streuung des von der Lichtquelle ausgesandten Direkt-Lichtbündels, so dass insbesondere an einem unteren Randbereich der Lichtverteilung eine Homogenisierung eintritt. Vorzugsweise ergibt sich die resultierende Lichtverteilung aus einer Überlagerung einer die Lichtfigur bestimmenden Teillichtverteilung, die durch ein das Streuoptikelement aufweisendes Lichtmodul erzeugt wird, und einer das Vorfeldlicht prägenden Basislichtverteilung, die durch ein gesondertes Basislichtmodul erzeugt wird. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung somit eine verbesserte Anbindung der Teillichtverbindung des erfindungsgemäßen Lichtmoduls an eine Basislichtverteilung eines Basislichtmoduls.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Streuoptikelement über einen Tragrahmen an einem die Blende tragenden Blendenträger befestigt. Vorteilhaft kann hierdurch eine vereinfachte Befestigung erfolgen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Streuoptikelementes für einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer,
2 eine perspektivische Vorderansicht einer Blende mit dem an derselben montierten Streuoptikelement des Scheinwerfers,
3 eine Draufsicht der mit dem Streuoptikelement versehenen Blende,
4a eine schematische Darstellung einer Lichtverteilung ohne Verwendung des Streuoptikelementes und
4b eine schematische Darstellung einer Lichtverteilung mit Verwendung des Streuoptikelementes.
Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge weist in üblicher Weise ein topfförmiges Gehäuse auf, in dem eine Lichtquelle (LED-Lichtquelle), ein der Lichtquelle zugeordneter Reflektor, eine dem Reflektor vorgelagerte Linse und eine zwischen der Linse und dem Reflektor angeordnete Blende 1 angeordnet sind. Das hierdurch gebildete Lichtmodul arbeitet nach dem Projektionsprinzip und erzeugt eine vorgegebene Lichtverteilung.
Wie besser aus den 2 und 3 ersichtlich ist, weist die Blende 1 eine quer zu einer optischen Achse des Scheinwerfers verlaufenden Blendenwalze 2 auf, die um eine senkrecht zur optischen Achse und in einer horizontalen Richtung verlaufende Drehachse D verdrehbar gelagert ist. Die Blendenwalze 2 weist mindestens eine Blendenkante 3 auf, mittels derer eine Hell-Dunkel-Grenze für eine vorgegebene Lichtfunktion, wie beispielsweise Autobahnlicht-, Stadtlicht-, Landstraßenlicht-, Abblendlicht- oder Fernlichtfunktion abgebildet werden kann.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Lichtverteilung durch Überlagerung einer die Lichtfunktion bzw. die Hell-Dunkel-Grenze der Lichtfunktion prägenden Teillichtverteilung, die durch ein die Blende 1 aufweisendes Lichtmodul erzeugt wird, mit einer das Vorfeld ausleuchtenden Basislichtverteilung, die durch ein nicht dargestelltes weitere Basislichtmodul gebildet wird, erzeugt. Das Basislichtmodul kann beispielsweise durch eine weitere LED-Lichtquelle und einen Reflektor gebildet werden und ist vorzugsweise im gleichen Scheinwerfergehäuse angeordnet wie das die Blende 1 aufweisende Lichtmodul.
Alternativ kann das die Blende 1 aufweisende Lichtmodul auch allein zur Erzeugung der resultierenden Lichtverteilung eingesetzt werden.
Zur Homogenisierung des durch die LED-Lichtquelle des Lichtmoduls direkt in Richtung einer die Gehäuseöffnung des Scheinwerfers abdeckenden glasklaren Lichtscheibe gerichteten Lichtes (Direktlicht) ist in einem Bereich oberhalb der Blende 1 ein Streuoptikelement 4 angeordnet. Das Streuoptikelement 4 ist als ein langgestrecktes Prismenoptikelement mit einer Anzahl von vorzugsweise an einer der Lichtscheibe zugewandten Vorderseite verlaufenden Stufen 5 ausgebildet. Im Querschnitt ist das Streuoptikelement 4 dreieckförmig ausgebildet, und weist gegenüberliegende Flachseiten 6 auf, die sich zu einer Längskante 7 verjüngen. Das Streuoptikelement 4 ist quer zur optischen Achse und parallel zur Blendenwalze 2 angeordnet.
Das Streuoptikelement 4 ist aus einem transparenten Kunststoff- oder Glasmaterial hergestellt. Es ist form- und/oder kraftschlüssig an einem Tragrahmen 8 befestigt, der an einem die Blendenwalze 2 tragenden Blendenträger 9 befestigt ist.
Das Streuoptikelement 4 ist in vertikaler Richtung oberhalb der Blende 1 angeordnet. Alternativ kann das Streuoptikelement 4 auch näher oder weiter weg von der LED-Lichtquelle positioniert sein. Entsprechend kann dann die wirksame Fläche des Streuoptikelementes kleiner bzw. größer ausfallen.
Das Streuoptikelement 4 ist in einem solchen Bereich innerhalb des Scheinwerfergehäuses angeordnet, in dem der Strahlengang des direkt von der LED-Lichtquelle abgestrahlten Lichtes bzw. Lichtbündels verläuft. Würde das Lichtmodul ohne das Streuoptikelement 4 betrieben werden, würde sich zur Erzeugung einer Abblendlichtfunktion eine resultierende Lichtverteilung L1 gemäß 4a ergeben, die an einem unteren Rand 10 derselben eine auf das Vorfeld (Straße) Schatten bildende Einschnürung 11 aufweist.
Durch Integration des Streuoptikelementes 4 in das Lichtmodul ergibt sich eine resultierende Lichtverteilung L2 zur Erzeugung der Abblendlichtfunktion gemäß 4b, die keine Einschnürung an dem unteren Rand 10 der Lichtverteilung L2 aufweist. Stattdessen ergibt sich an dem unteren Rand 10 eine Beleuchtungsstärkeverteilung mit einem relativ niedrigen Gradienten. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Streuoptikelement 4 einen homogenen Übergang von der durch das Lichtmodul erzeugten Teillichtverteilung zu der durch das Basislichtmodul erzeugten Basislichtverteilung.
Bezugszeichenliste

1: Blende
2: Blendenwalze
3: Blendenkante
4: Streuoptikelement
5: Stufen
6: Flachseiten
7: Längskante
8: Tragrahmen
9: Blendenträger
10: unterer Rand
11: Einschnürung
D: Drehachse
L1: Lichtverteilung
L2: resultierende Lichtverteilung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2157362 A1 [0002]

Claims

Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Gehäuse, in dem ein Lichtmodul mit mindestens einer Lichtquelle, mit mindestens einem der Lichtquelle zugeordneten Reflektor, mit einer dem/den Reflektor(en) vorgelagerten Linse und mit einer zwischen der Linse und dem Reflektor angeordneten Blende vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich oberhalb der Blende (1) ein Streuoptikelement (4) zur Streuung eines direkt von der Lichtquelle ausgesandten Lichtbündels angeordnet ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuoptikelement (4) das direkt von der Lichtquelle des Lichtmoduls ausgesandte Lichtbündel derart zu einer Teillichtverteilung streut, dass eine resultierende Lichtverteilung zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion in einem unteren Randbereich (10) homogenisiert wird.
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuoptikelement (4) das direkt von der Lichtquelle des Lichtmoduls ausgesandte Lichtbündel derart zu einer Teillichtverteilung streut, dass eine resultierende Lichtverteilung zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion in einem unteren Randbereich (10) horizontal homogenisiert wird.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Lichtverteilung (L2) durch Überlagerung von einer durch ein Basislichtmodul erzeugten Basislichtverteilung für eine Vorfeldausleuchtung und von einer durch das Lichtmodul erzeugten Teillichtverteilung zur Bestimmung der vorgegebenen Lichtfunktion gebildet ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (1) eine Blendenwalze (2) umfasst, die um eine senkrecht zu einer optischen Achse verlaufende Drehachse (D) verdrehbar gelagert ist und die eine Anzahl von Blendenkanten (3) aufweist zur Erzeugung von unterschiedlichen Lichtfunktionen.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenwalze (2) drehbar an einem Blendenträger (9) gelagert ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuoptikelement (4) über einen Tragrahmen (8) an dem ortsfesten Blendenträger (9) befestigt ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuoptikelement (4) in vertikaler Richtung oberhalb der Blendenwalze (2) angeordnet ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuoptikelement (4) als ein langgestrecktes Prismenoptikelement ausgebildet ist mit einer Mehrzahl von Stufen (5).
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuoptikelement (4) zu einer Längskante (7) desselben verjüngend ausgebildet ist.