DE102012212186B4 - Reflector arrangement and lighting device for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Reflektoranordnung (10) für KfZ-Beleuchtungseinrichtungen,
welche eine erste Zylinderreflektorfläche (14) und eine zweite Zylinderreflektorfläche (16) aufweist,
wobei die erste Zylinderreflektorfläche (14) um die y-Achse eines gedachten kartesischen Koordinatensystems derart parabelförmig gewölbt ist, dass eine durch den Ursprung (12) des Koordinatensystems verlaufende Primärbrennlinie (18) definiert ist,
und wobei die zweite Zylinderreflektorfläche (16) um die z-Achse des Koordinatensystems derart parabelförmig gewölbt ist, dass eine Sekundärbrennlinie (22) definiert ist, und dass vom Ursprung (12) des Koordinatensystems ausgehende Lichtstrahlen nach Reflexion an der ersten Zylinderreflektorfläche (14) auf die zweite Zylinderreflektorfläche (16) treffen,
wobei die erste Zylinderreflektorfläche (14) derart zwischen der Primärbrennlinie (18) und der Sekundärbrennlinie (22) verläuft,
dass die erste Zylinderreflektorfläche (14) die gedachte Abstandsstrecke (24) zwischen Primärbrennlinie (18) und Sekundärbrennlinie (22) halbiert.Reflector arrangement (10) for motor vehicle lighting devices,
which has a first cylindrical reflector surface (14) and a second cylindrical reflector surface (16),
wherein the first cylindrical reflector surface (14) is parabolic about the y axis of an imaginary Cartesian coordinate system such that a primary focal line (18) passing through the origin (12) of the coordinate system is defined,
and wherein the second cylindrical reflector surface (16) is parabolic about the z-axis of the coordinate system such that a secondary focal line (22) is defined and the light rays emanating from the origin (12) of the coordinate system reflect upon the first cylindrical reflector surface (14) hit the second cylinder reflector surface (16),
wherein the first cylindrical reflector surface (14) extends between the primary burning line (18) and the secondary burning line (22),
the first cylindrical reflector surface (14) bisects the imaginary distance (24) between the primary burning line (18) and the secondary burning line (22).
Description
Die Erfindung betrifft eine Reflektoranordnung, wie sie in Beleuchtungseinrichtungen, insbesondere Scheinwerfern, für Kraftfahrzeuge (Kfz) Verwendung finden kann.The invention relates to a reflector assembly, as it can be found in lighting devices, in particular headlamps, for motor vehicles (motor vehicle) use.
Mit Reflektoren für Beleuchtungseinrichtungen wird das von einer Lichtquelle in verschiedene Richtungen ausgestrahlte Licht kontrolliert in eine Hauptabstrahlrichtung umgelenkt. Um gesetzliche Vorgaben im Kfz-Bereich zu erfüllen, soll mittels eines Reflektors oftmals eine definierte Abstrahllichtverteilung erzeugt werden, beispielsweise ein im Wesentlichen rechteckig begrenztes Lichtbündel.With reflectors for lighting devices, the light emitted by a light source in different directions is controlled to be deflected in a main emission direction. In order to meet legal requirements in the automotive sector, a defined emission light distribution is to be generated by means of a reflector often, for example, a substantially rectangular limited light beam.
Die ausgestrahlte Lichtverteilung einer Lichtquelle ist jedoch meist ungerichtet. So strahlt beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) in einen Halbraum ab. Ein Reflektor muss daher das ausgestrahlte Licht bezüglich wenigstens zwei Hauptrichtungen umlenken, beispielsweise die ausgestrahlte Lichtverteilung bezüglich der vertikalen und einer horizontalen Richtung kollimieren.However, the emitted light distribution of a light source is usually undirected. For example, a light-emitting diode (LED) radiates into a half-space. A reflector therefore has to deflect the emitted light with respect to at least two main directions, for example collimating the emitted light distribution with respect to the vertical and a horizontal direction.
Hierzu sind parabolische Reflektoren bekannt, welche in eine Hauptabstrahlrichtung offen sind und einen Brennpunkt definieren. Das von einer Lichtquelle in den Brennpunkt ausgestrahlte Licht wird bei dieser Art Reflektor durch einmalige Reflexion in die Hauptabstrahlrichtung umgelenkt.For this purpose, parabolic reflectors are known, which are open in a main emission direction and define a focal point. The light emitted by a light source into the focal point of the light is deflected in this type of reflector by a single reflection in the main emission.
Die mit derartigen Reflektoren erzielbare Abstrahllichtverteilung und die hiermit verbundenen Probleme werden im Folgenden anhand der
In der
Um die erzielbare Abstrahllichtverteilung zu erläutern, wird im Folgenden angenommen, dass im Bereich des Ursprungs
Die Abstrahllichtverteilung der Anordnung aus Reflektor
Ein Beispiel für die Konstruktion eines Lichtquellenbilds
Bei der Erzeugung der gesamten Abstrahllichtverteilung wirken sämtliche von der LED
Insgesamt weist die Abstrahllichtverteilung daher meist keine klar durch die Lichtabstrahlfläche
Bei den bekannten parabolischen Reflektoren besteht insofern ein komplexer Zusammenhang zwischen der Form der Reflektorfläche, der Form der Lichtabstrahlfläche und der erzielten abgestrahlten Lichtverteilung. In der Regel muss eine komplexe mathematische Optimierungsaufgabe gelöst werden, um für eine gewünschte Abstrahllichtverteilung den erforderlichen Verlauf der Reflektorfläche festzulegen.In the case of the known parabolic reflectors, there is thus a complex relationship between the shape of the reflector surface, the shape of the light emission surface and the emitted light distribution achieved. As a rule, a complex mathematical optimization task has to be solved in order to determine the required course of the reflector surface for a desired emission light distribution.
Eine Reflektoranordnung mit Zylinderreflektoren ist in der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf einfach verständliche Art und Weise eine bestimmte, gewünschte Abstrahllichtverteilung zu erzielen, insbesondere ohne aufwändige mathematische Optimierungsaufgaben zur Bestimmung der Reflektorform lösen zu müssen.The object of the invention is to achieve in a simple manner a certain desired Abstrahllichtverteilung, in particular without having to solve complex mathematical optimization tasks for determining the reflector shape.
Der Lösung dieser Aufgabe liegt die Idee zugrunde, die zur Erzeugung der Abstrahllichtverteilung erforderliche Lichtumlenkung in zwei Hauptrichtungen auf zwei verschiedene, zylindrische Reflektoren aufzuteilen. Diese weisen jeweils leicht nachvollziehbare Abbildungseigenschaften auf.The solution to this problem is based on the idea to divide the light deflection required for generating the Abstrahllichtverteilung in two main directions on two different, cylindrical reflectors. These each have easy-to-understand imaging properties.
Diese erfinderische Lösungsidee wird zum einen durch eine Reflektoranordnung nach dem Anspruch 1 verwirklicht, zum anderen durch eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Anspruch 9.This inventive solution idea is realized on the one hand by a reflector arrangement according to claim 1, on the other hand by a lighting device according to claim 9.
Die erfindungsgemäße Reflektoranordnung weist eine erste Zylinderreflektorfläche und eine zweite Zylinderreflektorfläche auf. Die erste Zylinderreflektorfläche ist um die y-Achse eines gedachten, kartesischen Koordinatensystems derart parabelförmig gewölbt, dass eine durch den Ursprung des gedachten Koordinatensystems verlaufende Primärbrennlinie definiert ist. Die zweite Zylinderreflektorfläche ist hingegen um die z-Achse des Koordinatensystems derart parabelförmig gewölbt, dass eine Sekundärbrennlinie definiert ist, und dass Lichtstrahlen, die vom Ursprung des Koordinatensystems ausgehen, nach Reflexion an der ersten Zylinderreflektorfläche auf die zweite Zylinderreflektorfläche treffen. Dabei sind die beiden Zylinderreflektorflächen derart zueinander angeordnet, dass die erste Zylinderreflektorfläche zwischen der Primärbrennlinie und der Sekundärbrennlinie verläuft, und dass die erste Zylinderreflektorfläche eine gedachte Abstandsstrecke (d. h. die kürzeste Verbindung) zwischen Primärbrennlinie und Sekundärbrennlinie halbiert.The reflector arrangement according to the invention has a first cylinder reflector surface and a second cylinder reflector surface. The first cylindrical reflector surface is curved in a parabolic manner about the y-axis of an imaginary Cartesian coordinate system such that a primary focal line passing through the origin of the imaginary coordinate system is defined. The second cylindrical reflector surface, on the other hand, is so parabolically curved about the z-axis of the coordinate system that a secondary focal line is defined and that light rays emanating from the origin of the coordinate system strike the second cylindrical reflector surface after reflection at the first cylindrical reflector surface. In this case, the two cylindrical reflector surfaces are arranged relative to one another in such a way that the first cylindrical reflector surface extends between the primary focal line and the secondary focal line, and that the first cylindrical reflector surface halves an imaginary distance distance (ie the shortest connection) between primary focal line and secondary focal line.
Bei den Reflektorflächen handelt es sich um im Wesentlichen parabolische Zylinderreflektoren, welche sich jeweils entlang einer Hauptrichtung erstrecken und in Schnitten senkrecht zu dieser Hauptrichtung einen parabelförmigen Verlauf aufweisen. Im Unterschied zu bekannten parabolspiegelartigen Reflektoren ist daher jeder Zylinderreflektor nur einfach gekrümmt.The reflector surfaces are substantially parabolic cylinder reflectors which each extend along a main direction and have a parabolic course in sections perpendicular to this main direction. In contrast to known parabolspiegelartigen reflectors, therefore, each cylinder reflector is only simply curved.
Wird im Bereich des Ursprungs des Koordinatensystems eine Lichtquelle angeordnet (wie eingangs beschrieben), so ergibt sich die Abstrahllichtverteilung durch eine einfach verständliche Konstruktion. Aufgrund der zylindrischen Ausgestaltung der Reflektorfläche verläuft das Lot für jedes beliebige angestrahlte Reflektorelement der ersten Zylinderreflektorfläche im Wesentlichen senkrecht zur y-Achse. Entsprechend verläuft das Lot für jedes beteiligte Reflektorelement der zweiten Zylinderreflektorfläche im Wesentlichen senkrecht zur z-Achse. Anders als bei den bekannten parabolischen Reflektoren, überlagern sich daher bei der Konstruktion der Abstrahllichtverteilung nach der Methode der Lichtquellenbilder nicht eine Vielzahl von Lichtquellenbildern mit verschiedenen Orientierungen. Die Reflexionen an der ersten Zylinderreflektorfläche erfolgen im Wesentlichen verzerrungsfrei entlang der y-Richtung, die Reflexionen an der zweiten Zylinderreflektorfläche erfolgen im Wesentlichen verzerrungsfrei entlang der z-Richtung. Daher kann die mit der erfindungsgemäßen Reflektoranordnung erzielbare Abstrahllichtverteilung leicht nachvollzogen werden. Außerdem wird eine an der Lichtquelle vorgegebene Ausgangslichtverteilung in kontrollierter Weise (insbesondere nahezu ohne schräge Verzerrung) abgebildet. Dies ermöglicht es beispielsweise, eine gewünschte Lichtverteilung mit einer Vorsatzoptik für die Lichtquelle vorzugeben und über die erfindungsgemäße Reflektoranordnung kontrolliert in Hauptabstrahlrichtung umzulenken. Es ist dadurch beispielsweise möglich, mit einem von Kanten begrenzten LED-Chip eine Hell-Dunkel-Grenze der Abstrahllichtverteilung vorzugeben.If a light source is arranged in the region of the origin of the coordinate system (as described above), the emission light distribution results from an easily understandable construction. Due to the cylindrical configuration of the reflector surface, the perpendicular for any illuminated reflector element of the first cylindrical reflector surface is substantially perpendicular to the y-axis. Correspondingly, the solder runs essentially perpendicular to the z-axis for each reflector element of the second cylindrical reflector surface involved. Therefore, unlike the conventional parabolic reflectors, in the construction of the emission light distribution by the method of the light source images, a plurality of light source images having different orientations are not superimposed. The reflections on the first cylindrical reflector surface take place essentially without distortion along the y direction, the reflections on the second cylinder reflector surface take place essentially without distortion along the z direction. Therefore, the achievable with the reflector assembly according to the invention Abstrahllichtverteilung can be easily understood. In addition, a given at the light source output light distribution in a controlled manner (in particular, almost no oblique distortion) is displayed. This makes it possible, for example, to predetermine a desired light distribution with an attachment optics for the light source and to deflect it in the main emission direction in a controlled manner via the reflector arrangement according to the invention. This makes it possible, for example, to specify a light-dark boundary of the emission light distribution with an edge-limited LED chip.
Die genannte Abstandsstrecke der Brennlinien voneinander ist nach gängiger Definition bestimmt als diejenige Verbindungsstrecke zwischen der Primärbrennlinie und der Sekundärbrennlinie, welche senkrecht auf sowohl der Primärbrennlinie als auch der Sekundärbrennlinie steht und somit die kürzeste Verbindung zwischen den beiden Brennlinien bilden.Said distance distance of the focal lines from each other is defined by common definition as the connecting line between the primary and secondary line of fire, which is perpendicular to both the primary and the secondary line and thus form the shortest connection between the two focal lines.
Insofern beträgt bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Abstand des Scheitels derjenigen Parabel, die sich durch Schnitt der ersten Zylinderreflektorfläche mit der x-z-Ebene ergibt, die Hälfte des Abstands der Sekundärbrennlinie von der Primärbrennlinie.In this respect, in the arrangement according to the invention, the distance of the apex of that parabola, which results from intersecting the first cylindrical reflector surface with the xz plane, is half of Distance of the secondary line from the primary line.
Mit anderen Worten ergibt sich die Ausgestaltung der zweiten Zylinderreflektorfläche dadurch, dass der Ursprung des gedachten Koordinatensystems an der ersten Zylinderreflektorfläche gespiegelt wird und die zweite Zylinderreflektorfläche derart ausgebildet ist, dass die Sekundärbrennlinie durch den gespiegelten Ursprung verläuft.In other words, the configuration of the second cylindrical reflector surface results from the fact that the origin of the imaginary coordinate system is mirrored on the first cylindrical reflector surface and the second cylindrical reflector surface is formed such that the secondary focal line extends through the mirrored origin.
Bei dem genannten Koordinatensystem handelt es sich um ein rechtshändiges Koordinatensystem. Es versteht sich von selbst, dass das Koordinatensystem zur Erläuterung der räumlichen Lage der Zylinderreflektorflächen zueinander dient und die beanspruchte Anordnung selbst nicht beschränkt. Das Koordinatensystem bildet ein Bezugssystem, dass grundsätzlich jede Position und Orientierung im Raum annehmen kann.The named coordinate system is a right-handed coordinate system. It goes without saying that the coordinate system is used to explain the spatial position of the cylinder reflector surfaces to each other and the claimed arrangement itself is not limited. The coordinate system forms a reference system that can basically assume any position and orientation in space.
Die erfindungsgemäße Reflektoranordnung findet in Beleuchtungseinrichtungen oder Scheinwerfern Verwendung. Daher sind die erste und die zweite Zylinderreflektorfläche derart ausgebildet, dass die gesamte Reflektoranordnung in einer Hauptabstrahlrichtung offen ist. Diese Hauptabstrahlrichtung weist im Wesentlichen in positive y-Richtung des gedachten Koordinatensystems.The reflector assembly according to the invention is used in lighting devices or headlamps. Therefore, the first and second cylindrical reflector surfaces are formed such that the entire reflector assembly is open in a main emission direction. This main emission direction points essentially in the positive y-direction of the imaginary coordinate system.
Die erste und zweite Zylinderreflektorfläche können als getrennte Bauteile (als unabhängige Zylinderreflektoren) ausgebildet sein, oder aber an einem einzigen Reflektorbauteil angeordnet sein oder von einer einzigen Reflektorfläche ausgeformt sein.The first and second cylindrical reflector surfaces may be formed as separate components (as independent cylinder reflectors) or may be disposed on a single reflector component or formed from a single reflector surface.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die erste Zylinderreflektorfläche parallel zur y-Achse. Zusätzlich oder alternativ erstreckt sich die zweite Zylinderreflektorfläche parallel zur z-Achse. Die erste Zylinderreflektorfläche weist dann in der x-z-Ebene einen im Wesentlichen parabelförmigen Verlauf auf und ist in Schnitten parallel zur x-y-Ebene und parallel zur y-z-Ebene krümmungsfrei. Daher verläuft die Primärbrennlinie in diesem Fall streng parallel zur y-Achse. Entsprechend weist die zweite Zylinderreflektorfläche mit der genannten Ausgestaltung in der x-y-Ebene einen im Wesentlichen parabelförmigen Verlauf auf und ist in Schnitten parallel zur x-z-Ebene und parallel zur y-z-Ebene krümmungsfrei, so dass die Sekundärbrennlinie streng parallel zur z-Achse verläuft. Eine solche Reflektoranordnung weist eine Hauptabstrahlrichtung in positiver y-Richtung auf, wenn eine Lichtquelle im Ursprung angeordnet wird.According to a preferred embodiment of the invention, the first cylindrical reflector surface extends parallel to the y-axis. Additionally or alternatively, the second cylindrical reflector surface extends parallel to the z-axis. The first cylindrical reflector surface then has a substantially parabolic profile in the x-z plane and is free of curvature in sections parallel to the x-y plane and parallel to the y-z plane. Therefore, in this case, the primary focal line is strictly parallel to the y-axis. Correspondingly, the second cylindrical reflector surface having the aforementioned configuration has a substantially parabolic shape in the x-y plane and is free of curvature in sections parallel to the x-z plane and parallel to the y-z plane, so that the secondary focal line runs strictly parallel to the z-axis. Such a reflector arrangement has a main emission direction in the positive y-direction when a light source is arranged in the origin.
Bei der vorstehend genannten Ausgestaltung werden die geometrischen Verhältnisse besonders einfach. Die Sekundärbrennlinie verläuft dann gerade auf der Leitebene der Parabelfläche der ersten Zylinderreflektorfläche. Hierbei wird die gängige Definition einer Parabel zugrunde gelegt, als der geometrische Ort aller Punkte, deren Abstand zu einem festen Punkt (Brennpunkt) gleich dem Abstand zu einer definierten Geraden (Leitgeraden) ist. Eine Parabelfläche (wie die der ersten Zylinderreflektorfläche) ist dementsprechend die Menge aller Punkte, welche zur Brennlinie (also hier der Primärbrennlinie) denselben Abstand haben, wie zu der parallel zu der Brennlinie verlaufenden Leitebene.In the above-mentioned configuration, the geometrical relationships become particularly simple. The secondary combustion line then runs straight on the control plane of the parabolic surface of the first cylindrical reflector surface. This is based on the common definition of a parabola, as the geometric location of all points whose distance to a fixed point (focal point) is equal to the distance to a defined straight line (guide line). A parabolic surface (like that of the first cylindrical reflector surface) is accordingly the set of all points which have the same distance from the focal line (in this case the primary focal line) as to the conducting plane parallel to the focal line.
Demgegenüber kann sich eine vorteilhafte Ausgestaltung auch dadurch ergeben, dass sich die zweite Zylinderreflektorfläche derart erstreckt, dass die Sekundärbrennlinie einen kleinen Kippwinkel gegenüber der z-Achse aufweist. Dann verlaufen die Primärbrennlinie und die Sekundärbrennlinie windschief zueinander. Das Verkippen ermöglicht es innerhalb gewisser Grenzen, die Hauptabstrahlrichtung der Reflektoranordnung zu variieren. Für den Kippwinkel kommen jedoch nur Winkel deutlich kleiner als 45° in Betracht, insbesondere im Bereich einiger weniger Grad (zum Beispiel 1 bis 10° oder 2 bis 6°).In contrast, an advantageous embodiment can also result from the fact that the second cylindrical reflector surface extends in such a way that the secondary focal line has a small tilt angle with respect to the z-axis. Then the primary burner line and the secondary burner line are skewed. The tilting makes it possible, within certain limits, to vary the main emission direction of the reflector arrangement. However, only angles significantly less than 45 ° come into consideration for the tilt angle, in particular in the range of a few degrees (for example 1 to 10 ° or 2 to 6 °).
Bei der genannten Ausgestaltung verläuft die Sekundärbrennlinie vorzugsweise in einer zur y-z-Ebene parallelen Ebene oder in der y-z-Ebene und schließt den genannten Kippwinkel mit der z-Achse ein. Dies kann dadurch erreicht werden, dass sich die zweite Zylinderreflektorfläche nicht exakt parallel zur z-Achse erstreckt, sondern um den genannten Kippwinkel um die x-Achse verdreht ist. Die Hauptabstrahlrichtung der Reflektoranordnung verläuft damit in der y-z-Ebene, ist jedoch um den Kippwinkel gegenüber der y-Achse verkippt.In the aforementioned embodiment, the secondary focal line preferably extends in a plane parallel to the y-z plane or in the y-z plane and includes the said tilt angle with the z-axis. This can be achieved in that the second cylindrical reflector surface does not extend exactly parallel to the z-axis, but is rotated by said tilt angle about the x-axis. The main emission direction of the reflector arrangement thus extends in the y-z plane, but is tilted by the tilt angle with respect to the y-axis.
Eine entsprechende Verkippung um einen kleinen Kippwinkel (im Bereich weniger Grad, zum Beispiel 1 bis 10°, oder 2 bis 6°) kann auch für die erste Zylinderreflektorfläche vorteilhaft sein, wie sich aus dem Anspruch 5 ergibt. Dann verläuft die Primärbrennlinie geneigt zur y-Achse.A corresponding tilting about a small tilt angle (in the range of a few degrees, for example 1 to 10 °, or 2 to 6 °) can also be advantageous for the first cylinder reflector surface, as is apparent from claim 5. Then the primary focal line is inclined to the y-axis.
Der ersten Zylinderreflektorfläche lässt sich eine Primärbrennweite zuordnen. Entsprechend weist die zweite Zylinderreflektorfläche eine Sekundärbrennweite auf. Vorzugsweise ist die Sekundärbrennweite größer gewählt als die Primärbrennweite. Denkbar ist beispielsweise, dass die Sekundärbrennweite im Bereich des Doppelten, Dreifachen oder Vierfachen der Primärbrennweite liegt. Grundsätzlich lässt sich über die Brennweite der jeweiligen Zylinderreflektorfläche der zugehörige Abbildungsmaßstab bestimmen (das heißt das Größenverhältnis des jeweiligen Lichtquellenbildes zur abgebildeten Lichtabstrahlfläche). Das Verhältnis der Primärbrennweite und der Sekundärbrennweite bestimmt daher, wie die Lichtabstrahlfläche einer Lichtquelle von der erfindungsgemäßen Reflektoranordnung in horizontaler Richtung einerseits und in vertikaler Richtung andererseits vergrößert wird. Daher bestimmt das Verhältnis von Sekundär- und Primärbrennweite die Form des Lichtquellenbildes. Durch unterschiedliche Wahl der Brennweiten kann daher beispielsweise eine quadratische Lichtabstrahlfläche in ein rechteckiges Lichtquellenbild abgebildet werden.The first cylindrical reflector surface can be assigned a primary focal length. Accordingly, the second cylindrical reflector surface has a secondary focal length. Preferably, the secondary focal length is larger than the primary focal length. It is conceivable, for example, that the secondary focal length is in the range of twice, three times or four times the primary focal length. In principle, the associated magnification can be determined via the focal length of the respective cylindrical reflector surface (that is to say the size ratio of the respective light source image to the imaged light emission surface). The ratio of the primary focal length and the secondary focal length therefore determines how the light emission surface of a light source of the reflector assembly according to the invention in horizontal direction on the one hand and in the vertical direction on the other hand is increased. Therefore, the ratio of secondary and primary focal length determines the shape of the light source image. By different choice of the focal lengths, therefore, for example, a square Lichtabstrahlfläche be mapped into a rectangular light source image.
Zur weiteren Ausgestaltung kann eine Blende vorgesehen sein, welche derart angeordnet ist, dass die vom Ursprung des Koordinatensystems ausgehenden Lichtstrahlen auf die zweite Zylinderreflektorfläche nur indirekt nach Reflexion an der ersten Zylinderreflektorfläche auftreffen können. Insofern ist die Blende derart ausgebildet, dass ein direkter Lichteinfall von einer im Ursprung angeordneten Lichtquelle auf die zweite Zylinderreflektorfläche verhindert wird.For further embodiment, a diaphragm may be provided, which is arranged such that the light rays emanating from the origin of the coordinate system can impinge on the second cylindrical reflector surface only indirectly after reflection on the first cylindrical reflector surface. In this respect, the diaphragm is designed in such a way that a direct incidence of light from a light source arranged in the origin on the second cylinder reflector surface is prevented.
Bei der erfindungsgemäßen Reflektoranordnung ist ein kompakter Aufbau dadurch möglich, dass sich die erste Zylinderreflektorfläche nur in dem entlang der positiven z-Achse an die x-y-Ebene anschließenden Halbraum erstreckt. Ebenso kann sich die zweite Zylinderreflektorfläche nur in dem entlang der positiven x-Achse an die y-z-Ebene anschließenden Halbraum erstrecken. Eine solche begrenzte Ausdehnung der Zylinderreflektorflächen ist insbesondere dann ausreichend, wenn eine Lichtquelle verwendet wird, welche nur in einen Halbraum Licht abstrahlt, beispielsweise eine LED. Trotz des geringen Raumbedarfs kann dann sämtliches Licht von der Reflektoranordnung aufgenommen und wie gewünscht umgelenkt werden. Damit kann die Reflektoranordnung vorteilhaft in modernen Kfz-Beleuchtungseinrichtungen Verwendung finden, bei denen LEDs eingesetzt werden.In the reflector arrangement according to the invention, a compact construction is possible in that the first cylindrical reflector surface extends only in the half space adjoining the x-y plane along the positive z-axis. Likewise, the second cylindrical reflector surface can extend only in the half space adjoining the y-z plane along the positive x-axis. Such a limited extent of the cylindrical reflector surfaces is sufficient in particular when a light source is used which emits light only in a half-space, for example an LED. Despite the small space requirement then all the light can be absorbed by the reflector assembly and deflected as desired. Thus, the reflector assembly can be used advantageously in modern automotive lighting devices using LEDs are used.
Selbstverständlich kann sich die erste Zylinderreflektorfläche jedoch auch nach unten erstrecken, das heißt in den Halbraum entlang der negativen z-Achse.Of course, however, the first cylindrical reflector surface may also extend downwards, that is to say into the half-space along the negative z-axis.
Die erfindungsgemäße Idee wird auch in einer Beleuchtungseinrichtung genutzt, welche eine Lichtquelle und eine Reflektoranordnung der vorstehend beschriebenen Art aufweist. Dabei ist die Lichtquelle im oder im Bereich des Ursprungs des gedachten Koordinatensystems angeordnet. Die Lichtquelle weist vorzugsweise eine von Kanten begrenzte Lichtabstrahlfläche auf und ist derart angeordnet, dass der Ursprung des Koordinatensystems in der Lichtabstrahlfläche oder auf einer Kante der Lichtabstrahlfläche liegt. Vorzugsweise liegt die Lichtabstrahlfläche in der x-y-Ebene des Koordinatensystems. Die Lichtquelle umfasst vorzugsweise wenigstens eine LED, welche mit ihrer Lichtabstrahlfläche in einen Halbraum ausstrahlt, wobei die Abstrahlcharakteristik in der Regel dem Lambert’schen Gesetz folgt. Mit der beschriebenen Reflektoranordnung kann dann das gesamte abgestrahlte Licht kontrolliert umgelenkt werden.The idea according to the invention is also used in a lighting device which has a light source and a reflector arrangement of the type described above. In this case, the light source is arranged in or in the region of the origin of the imaginary coordinate system. The light source preferably has an edge-limited light-emitting surface and is arranged such that the origin of the coordinate system lies in the light-emitting surface or on an edge of the light-emitting surface. The light emission surface is preferably in the x-y plane of the coordinate system. The light source preferably comprises at least one LED which radiates with its light emission surface into a half-space, the emission characteristic generally following Lambert's law. With the described reflector arrangement, the entire emitted light can then be deflected in a controlled manner.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den
In der
Die Reflektoranordnung
Die erste Zylinderreflektorfläche
Die zweite Zylinderreflektorfläche
Im Schnitt in der x-y-Ebene weist auch die zweite Zylinderreflektorfläche
Die genaue Ausgestaltung der zweiten Zylinderreflektorfläche
Die zweite Zylinderreflektorfläche
In Bezug auf die Parabel, die sich durch Schnitt der ersten Zylinderreflektorfläche
Aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion verläuft die erste Zylinderreflektorfläche
Die mit der Reflektoranordnung
Im Folgenden wird angenommen, dass im Bereich des Ursprungs
Beispielhaft wird die Entstehung eines Lichtquellenbilds
Die gesamte Abstrahllichtverteilung der Reflektoranordnung
Hierbei ist zu beachten, dass das Lot
Aus diesem Grund haben sämtliche Lichtquellenbilder
Anders als bei den bekannten parabolischen Reflektoren führt daher die rechteckige Lichtabstrahlfläche
Durch geeignete Wahl der Brennweite in der zweiten Zylinderreflektorfläche
Das Lichtquellenbild
Ausgehend von der in
Die genannte Führungskurve verläuft jedoch nur schwach gekrümmt, da andernfalls die vorteilhaften Abbildungseigenschaften der Reflektoranordnung
Wie für die erste Zylinderreflektorfläche kann geringfügiges Verkrümmen entlang einer Führungskurve auch für die zweite Zylinderreflektorfläche
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich ausgehend von der in
Bezugnehmend auf
Eine entsprechende Ausgestaltung ist für die erste Zylinderreflektorfläche
Bezugnehmend auf
Die Ausgestaltungen in den Randabschnitten
Die beschriebenen Reflektoranordnungen können beispielsweise in einer Kfz-Beleuchtungseinrichtung oder insbesondere in einem Kfz-Scheinwerfer Verwendung finden. Hierbei wird beispielsweise in der Anordnung gemäß
Claims (10)
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