DE102011104055A1 - Illumination device, particularly headlight or rear light for vehicle, comprises light source, which has multiple semiconductor light sources, where reflector has reflector body and reflection surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung für ein Fahrzeug mit einer ersten Lichtquelle, die eine oder mehrere Halbleiterlichtquellen umfasst. Ferner umfasst die Leuchteinrichtung einen Reflektor, der einen Reflektorkörper und eine Reflexionsfläche aufweist. Die Reflexionsfläche ist relativ zu der ersten Lichtquelle so ausgebildet, dass das von der ersten Lichtquelle emittierte Licht so reflektiert wird, dass eine Abstrahlcharakteristik einer ersten Lichtfunktion für das Fahrzeug erzeugt wird. Des Weiteren umfasst die Leuchteinrichtung eine zweite Lichtquelle zum Erzeugen einer zweiten Lichtfunktion. Bei der Leuchteinrichtung kann es sich insbesondere um eine Heckleuchte oder einen Schweinwerfer, insbesondere einen Frontscheinwerfer, eines Kraftfahrzeugs handeln.The present invention relates to a lighting device for a vehicle having a first light source, which comprises one or more semiconductor light sources. Furthermore, the lighting device comprises a reflector which has a reflector body and a reflection surface. The reflection surface is formed relative to the first light source so that the light emitted from the first light source light is reflected so that a radiation characteristic of a first light function for the vehicle is generated. Furthermore, the lighting device comprises a second light source for generating a second light function. The lighting device may in particular be a tail lamp or a headlamp, in particular a headlamp, of a motor vehicle.
Bei der Neugestaltung von Fahrzeugen ergibt sich das Problem, dass aufgrund der gewünschten Aerodynamik und des gewünschten Designs die Bauraumverhältnisse für Leuchteinrichtungen, insbesondere für die Heckleuchten und Scheinwerfer, sehr knapp bemessen sind. Die Signalwirkung einer Leuchte wird jedoch von der Umfangsgröße der Abstrahlfläche und von der Leuchtdichte bestimmt. Des Weiteren tragen die Leuchteinrichtungen des Fahrzeugs in erheblichem Maße zum Design des Fahrzeugs bei. Durch die Gestaltung der Leuchteinrichtungen soll dem Fahrzeug vielfach ein charakteristisches Erscheinungsbild verliehen werden, welches leicht wieder erkannt wird. Ferner ergibt sich das Problem, dass die Kosten für die Herstellung der Leuchten so gering wie möglich sein sollen.In the redesign of vehicles there is the problem that due to the desired aerodynamics and the desired design, the space requirements for lighting equipment, especially for the rear lights and headlights, are very tight. However, the signal effect of a luminaire is determined by the circumferential size of the radiating surface and by the luminance. Furthermore, the lighting equipment of the vehicle contributes significantly to the design of the vehicle. Due to the design of the lighting devices, the vehicle is often to be given a characteristic appearance, which is easily recognized again. Furthermore, there is the problem that the cost of producing the lights should be as low as possible.
Aus der
Aus der
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Schließlich ist aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Leuchteinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche bei geringem Bauraumbedarf zumindest zwei verschiedene Lichtfunktionen bereitstellen kann. Dabei soll die Leuchteinrichtung dem Fahrzeug ein charakteristisches Erscheinungsbild verleihen, ohne die Hauptlichtfunktion der Leuchteinrichtung zu beeinträchtigen.The present invention is based on the object to provide a lighting device of the type mentioned, which can provide at least two different light functions with low space requirement. In this case, the lighting device to give the vehicle a characteristic appearance without affecting the main light function of the lighting device.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Leuchteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.According to the invention this object is achieved by a lighting device with the features of
Die erfindungsgemäße Leuchteinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektorkörper als Lichtleiter ausgebildet ist, der eine Lichteinkoppelfläche und eine Lichtauskoppelfläche aufweist. Die Lichteinkoppelfläche ist relativ zu der zweiten Lichtquelle so angeordnet, dass von der zweiten Lichtquelle emittiertes Licht über die Lichteinkoppelfläche in den Reflektorkörper eintritt und zu der Lichtauskoppelfläche geleitet wird.The lighting device according to the invention is characterized in that the reflector body is designed as a light guide having a light input surface and a light output surface. The light incoupling surface is arranged relative to the second light source so that light emitted by the second light source enters the reflector body via the light incoupling surface and is conducted to the light outcoupling surface.
Bei der Verwendung von Lichtleitern in Leuchteinrichtungen für Fahrzeuge ergab sich das Problem, dass die bei der Lichtemission auftretende Wärmeentwicklung so groß ist, dass Lichtleiter aus herkömmlichen Kunststoffmaterialien nur in Bereichen eingesetzt werden konnten, in denen im Betrieb der Leuchteinrichtung Temperaturen auftreten, die ausreichend unterhalb der Schmelztemperatur des Materials des Lichtleiters sind. Aus diesem Grund bestand in der Fachwelt die Auffassung, Lichtleiter können nicht im Bereich der Reflektoren der Leuchteinrichtungen eingesetzt werden, da dort üblicherweise zu hohe Temperaturen auftreten.When using optical fibers in lighting devices for vehicles, there has been the problem that the heat emission occurring in the light emission is so great that optical fibers made of conventional plastic materials could only be used in areas in which occur during operation of the lighting device temperatures sufficiently below Melting temperature of the material of the light guide are. For this reason, it was thought in the art that optical fibers can not be used in the area of the reflectors of the lighting devices, as there are usually too high temperatures.
Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass bei einem Einsatz von Halbleiterlichtquellen als Primärlichtquellen für die Hauptlichtfunktion der Leuchteinrichtung die im Betrieb der Leuchteinrichtung auftretenden Temperaturen so gering sind, dass der Hauptreflektor der Leuchteinrichtung als Lichtleiter ausgebildet werden kann, selbst wenn dieser aus einem Kunststoff besteht.However, it has surprisingly been found that when using semiconductor light sources as primary light sources for the main light function of the lighting device, the temperatures occurring during operation of the lighting device are so low that the main reflector of the lighting device can be formed as a light guide, even if it consists of a plastic.
Bei der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung ist die erste Lichtfunktion insbesondere die Hauptlichtfunktion der Leuchteinrichtung, welche eine definierte Abstrahlcharakteristik hat, welche insbesondere von der Geometrie der ersten Lichtquelle und der Reflexionsfläche des Reflektors erzeugt wird. Die Hauptlichtfunktion ist insbesondere eine für den Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Lichtfunktion. Bei einem Scheinwerfer hat die Abstrahlcharakteristik eine definierte Hell-Dunkel-Grenze. Bei einer Leuchte hat die Abstrahlcharakteristik insbesondere einen definierten Öffnungswinkel und eine definierte Leuchtdichte. Bei der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung wird nun der Reflektor, dessen Reflexionsfläche die definierte Abstrahlcharakteristik erzeugt, zusätzlich als Lichtleiter für die Lichtemission einer zweiten Lichtquelle eingesetzt, die dem Erzeugen einer zweiten Lichtfunktion dient. Die zweite Lichtfunktion unterscheidet sich von der ersten Lichtfunktion, sie kann insbesondere auch separat von der ersten Lichtfunktion angesteuert werden, da sie durch eine separate Lichtquelle bereitgestellt wird. In the case of the luminous device according to the invention, the first light function is, in particular, the main light function of the luminous device, which has a defined emission characteristic, which is generated in particular by the geometry of the first light source and the reflection surface of the reflector. The main light function is in particular a light function required for the operation of the vehicle. In the case of a headlight, the emission characteristic has a defined light-dark boundary. In the case of a luminaire, the emission characteristic has, in particular, a defined opening angle and a defined luminance. In the luminous device according to the invention, the reflector, the reflection surface of which generates the defined emission characteristic, is additionally used as a light guide for the light emission of a second light source, which serves to generate a second light function. The second light function differs from the first light function, in particular it can also be controlled separately from the first light function, since it is provided by a separate light source.
Durch die Ausbildung des Reflektorkörpers als Lichtleiter ist es möglich, die beiden Lichtfunktionen mit einem sehr geringen Bauraumbedarf bereitzustellen. Gleichzeitig ist es vorteilhafterweise möglich durch die zweite Lichtfunktion die Leuchteinrichtung so zu ergänzen, dass sie ein besonders charakteristisches Erscheinungsbild aufweist.Due to the design of the reflector body as a light guide, it is possible to provide the two light functions with a very small space requirement. At the same time it is advantageously possible by the second light function to complement the lighting device so that it has a particularly characteristic appearance.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung ist die Lichteinkoppelfläche und/oder die Lichtauskoppelfläche bei einer Stirnfläche des Reflektorkörpers ausgebildet. Hierdurch wird die Bereitstellung einer besonders einfachen Lichteinkoppel- bzw. -auskoppelgeometrie bereitgestellt wird, wobei der Bauraumbedarf, insbesondere für die Anordnung der zweiten Lichtquelle, gering ist.According to one embodiment of the lighting device according to the invention, the light input surface and / or the light output surface is formed at an end face of the reflector body. As a result, the provision of a particularly simple Lichteinkoppel- or -auskoppelgeometrie is provided, the space requirement, especially for the arrangement of the second light source is low.
Der Reflektor kann insbesondere schaufelförmig ausgebildet sein. In diesem Fall kann die erste Lichtquelle insbesondere so angeordnet sein, dass ihre Lichtemission im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptlichtemissionsrichtung der Leuchteinrichtung erfolgt. Bei der Reflexionsfläche des schaufelförmigen Reflektors wird die Lichtemission dann im Wesentlichen um 90° umgelenkt, wobei die gewünschte Abstrahlcharakteristik der ersten Lichtfunktion erzeugt wird. Auch diese Ausgestaltung bietet Vorteile hinsichtlich des Bauraumbedarfs.The reflector may be formed in particular scoop-shaped. In this case, the first light source may in particular be arranged such that its light emission takes place substantially perpendicular to the main light emission direction of the lighting device. In the reflection surface of the blade-shaped reflector, the light emission is then deflected substantially by 90 °, wherein the desired radiation characteristic of the first light function is generated. This embodiment also offers advantages in terms of space requirements.
Die Reflexionsfläche kann beispielsweise durch eine Beschichtung des Reflektorkörpers des Reflektors gebildet sein. Die Oberfläche des Reflektorkörpers kann beispielsweise lackiert, bedampft, galvanisiert und/oder bespattert sein. Bevorzugt ist der Reflektorkörper im Bereich der Reflexionsfläche verchromt oder mit Aluminium beschichtet. Vorteilhafterweise lässt sich die Reflexionsfläche auf diese Weise sehr kostengünstig fertigen.The reflection surface can be formed for example by a coating of the reflector body of the reflector. The surface of the reflector body may, for example, be painted, vapor-deposited, galvanized and / or spattered. Preferably, the reflector body is chromed or coated with aluminum in the region of the reflection surface. Advantageously, the reflective surface can be manufactured very inexpensively in this way.
Die Lichtauskoppelfläche kann beispielsweise mittels mechanischer Oberflächenbearbeitung erzeugt werden. Beispielsweise kann die Lichtauskoppelfläche durch eine Laserbehandlung erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich vorteilhafterweise sehr feine Strukturen als Lichtauskoppelfläche erzeugen.The light output surface can be generated for example by means of mechanical surface treatment. For example, the light output surface can be generated by a laser treatment. In this way, very fine structures can advantageously be produced as a light output surface.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann die Lichtauskoppelfläche mittels Schablonieren erzeugt werden. Auch in diesem Fall lässt sich die lichtundurchlässige Oberfläche gemeinsam mit der Lichtauskoppelfläche sehr kostengünstig herstellen.According to another embodiment, the light outcoupling surface can be generated by means of stenciling. Also in this case, the opaque surface can be produced very inexpensively together with the light output surface.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung besteht der lichtleitende Reflektorkörper aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC). Hierdurch wird vorteilhafterweise, erreicht dass sich der Lichtbaustein kostengünstig mittels Spritzguss herstellen lässt.According to one embodiment of the lighting device according to the invention, the light-guiding reflector body consists of a plastic, in particular of polymethylmethacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC). This advantageously achieves that the light module can be inexpensively manufactured by injection molding.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung wird bei der Lichtauskoppelfläche des Reflektorkörpers eine Lichtstärke durch eine Lichtabschlussscheibe nach außen abgestrahlt, die geringer als 4 cd ist, insbesondere geringer als 3 cd ist. Die Lichtstärke, welche durch die Lichtabschlussscheibe nach außen abgestrahlt wird, liegt beispielsweise in einem Bereich von 1 cd bis 4 cd, insbesondere von 2 cd bis 3 cd. Auf diese Weise wird durch die von der zweiten Lichtfunktion erzeugte Lichtemission die von der ersten Lichtquelle erzeugte Hauptlichtfunktion des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt.According to one embodiment of the lighting device according to the invention, in the light output surface of the reflector body, a light intensity is emitted to the outside through a light-closing disk that is less than 4 cd, in particular less than 3 cd. The light intensity, which is radiated through the light finishing disc to the outside, is for example in a range of 1 cd to 4 cd, in particular from 2 cd to 3 cd. In this way, the light emission generated by the second light function does not affect the main light function of the vehicle generated by the first light source.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann es sich bei der zweiten Lichtfunktion jedoch auch um eine Fahrzeuglichtfunktion, wie eine Signallichtfunktion, handeln, die Licht mit einer höheren Lichtstärke emittiert.However, according to another embodiment, the second light function can also be a vehicle light function, such as a signal light function, which emits light with a higher light intensity.
Der Reflektorkörper kann aus einem klaren Material bestehen, d. h. er kann durchsichtig sein. Ferner ist es möglich dass der Reflektorkörper aus einem farbigen Material besteht, so dass das von der zweiten Lichtquelle emittierte Licht farblich gefiltert wird und bei der Lichtauskoppelfläche Licht einer bestimmten Farbe austritt.The reflector body may be made of a clear material, i. H. he can be transparent. Furthermore, it is possible that the reflector body consists of a colored material, so that the light emitted by the second light source is filtered in color and emerges at the light outcoupling light of a certain color.
Bei der ersten und der zweiten Lichtquelle handelt es sich insbesondere um jeweils eine Leuchtdiode oder jeweils um mehrere Leuchtdioden. Die Leuchtdioden der ersten Lichtquelle können in einer Matrix angeordnet sein, die Leuchtdioden der zweiten Lichtquelle können sich insbesondere entlang der Stirnfläche des Reflektorkörpers erstrecken.In particular, the first and the second light source are in each case one light-emitting diode or in each case a plurality of light-emitting diodes. The light emitting diodes of the first light source may be arranged in a matrix, the light emitting diodes of the second light source may extend in particular along the end face of the reflector body.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Fahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Leuchteinrichtung der vorstehend beschriebenen Art bereitgestellt. In diesem Fall wird insbesondere mittels der ersten Lichtquelle zumindest eine Abblendlichtfunktion und mittels der zweiten Lichtquelle eine Tagfahrlichtfunktion oder ein Fahrtrichtungsanzeiger bereitgestellt. According to the invention, a vehicle headlamp is further provided with at least one lighting device of the type described above. In this case, at least one low beam function is provided in particular by means of the first light source, and a daytime running light function or a direction indicator is provided by means of the second light source.
Ferner wird erfindungsgemäß eine Heckleuchte für ein Fahrzeug bereitgestellt, die zumindest einer Leuchteinrichtung der vorstehend beschriebenen Art umfasst. In diesem Fall umfasst die Heckleuchte insbesondere eine Vielzahl von Leuchteinrichtungen der vorstehend beschriebenen Art, wobei mittels der zweiten Lichtquellen der Leuchteinrichtungen eine Schlusslichtfunktion bereitgestellt wird. Mittels der ersten Lichtquellen der Leuchteinrichtungen kann beispielsweise ein Fahrtrichtungsanzeiger und/oder eine Bremslichtfunktion und/oder eine Nebelschlusslichtfunktion bereitgestellt werden.Further, according to the invention, a tail lamp for a vehicle is provided which comprises at least one lighting device of the type described above. In this case, the tail light comprises in particular a plurality of lighting devices of the type described above, wherein a tail light function is provided by means of the second light sources of the lighting devices. By means of the first light sources of the lighting devices, for example, a direction indicator and / or a brake light function and / or a rear fog light function can be provided.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.The invention will now be explained with reference to an embodiment with reference to the drawings.
die
Bei dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Leuchteinrichtung
Die Leuchteinrichtung
Innerhalb des Gehäuses
Ferner ist innerhalb des Gehäuses
Der Reflektor
Wie in
Zwischen der Lichteinkoppelfläche
Mit Bezug zu den
Die erste Lichtquelle
In
In
In
In
In
Schließlich ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Leuchteinrichtunglighting device
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- LichtabschlussscheibeLight lens
- 44
- erste Lichtquellefirst light source
- 55
- Platinecircuit board
- 66
- zweite Lichtquellesecond light source
- 77
- Platinecircuit board
- 88th
- Reflektorreflector
- 99
- Reflektorkörperreflector body
- 1010
- Reflexionsflächereflecting surface
- 1111
- Lichteinkoppelflächelight injection
- 12 12
- Lichtauskoppelflächelight coupling
- 1313
- Beschichtungcoating
- 1414
- Leuchtflächelight area
- 1515
- Leuchtflächelight area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2005/039924 A1 [0005] WO 2005/039924 A1 [0005]
- DE 19739173 A1 [0005] DE 19739173 A1 [0005]
- EP 1881265 B1 [0006] EP 1881265 B1 [0006]
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