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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle und einem Lichtleitkörper, wie sie aus der
DE 10 2007 016 923 A1 bekannt ist.
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Bei dieser Beleuchtungseinrichtung wird einer Lichtquelle ein gekrümmter Lichtleitkörper nachgeschaltet. Durch diesen Lichtleitkörper wird das von der Lichtquelle emittierte Licht „gemischt“, so dass die Leuchtstärkeverteilung an der Austrittsfläche des Lichtleitkörpers unabhängig von der Leuchtstärkeverteilung der Lichtquelle ist. Außerdem kann über die Krümmung des Lichtleitkörpers die Leuchtstärkeverteilung an der Lichtaustrittsfläche gesteuert werden.
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Bei dieser Beleuchtungseinrichtung ist dem Lichtleitkörper eine Primärlinse nachgeschaltet, welche das aus der Lichtaustrittsfläche des Lichtleitkörpers austretende Licht bündelt und auf eine Sekundäroptik richtet. Dadurch kann die Lichtverteilung auf der Fahrbahn den Anforderungen entsprechend gestaltet werden. Es ist auch möglich, die Helligkeit beispielsweise im Bereich einer Hell/Dunkelgrenze gegenüber den näher am Fahrzeug liegenden Bereichen anzuheben.
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Des Weiteren ist es bekannt, eine oder mehrere Leuchtdioden im Brennpunkt eines als Paraboloid ausgebildeten Reflektors anzuordnen. Dieser Reflektor erzeugt ein paralleles Strahlenbündel, das in Richtung 0°/0° strahlt. Eine solche Anordnung kann als (Teil-)Fernlicht in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Da die an dem Reflektor für das Fernlicht zur Verfügung stehende Fläche begrenzt ist, ergibt sich für jedes Teilfernlicht nur ein Bruchteil der gesamten für das Fernlicht zur Verfügung stehenden Fläche. Andererseits ist die Größe dieser Teilflächen direkt proportional zum theoretisch erreichbaren Maximum der Beleuchtungsstärke auf der Straße.
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Ein paraboloider Reflektor bildet eine Leuchtdiode mit quadratischer Lichtaustrittsfläche und konstanter Leuchtdichte als Quadrat mit konstanter Beleuchtungsstärke auf der Fahrbahn ab. Wenn nun die Gesamtlichtverteilung auf der Fahrbahn aus verschiedenen quadratischen oder rechteckigen Teillichtbündeln zusammengesetzt werden soll, ist es nahezu unmöglich, eine gleichmäßige Helligkeit über die gesamte ausgeleuchtete Fahrbahnfläche zu erreichen. Dies ergibt sich unter anderem daraus, dass die Begrenzungen der von den einzelnen Teillichtbündeln ausgeleuchteten Bereiche der Fahrbahn weder scharf noch gerade sind.
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Daraus resultiert die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, welche die genannten Nachteile vermeidet, einfach in der Herstellung ist und möglichst wenig Restriktionen bei der Gestaltung der von den einzelnen Teillichtbündeln ausgeleuchteten Flächen und deren Helligkeitsverteilung aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Beleuchtungseinrichtung mit einem Lichtmodul, umfassend mindestens eine Halbleiterlichtquelle und einen der Halbleiterlichtquelle optisch nachgeschalteten starren Lichtleitkörper, dadurch gelöst, dass dem Lichtmodul mindestens ein paraboloider Reflektor mit einem Brennpunkt optisch nachgeschaltet ist und dass eine Lichtaustrittsfläche des mindestens einen Lichtleiters in dem Brennpunkt oder in unmittelbarer Nähe des Brennpunkts angeordnet ist.
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Dadurch, dass zwischen der Lichtquelle und dem Brennpunkt des Reflektors ein starrer Lichtleitkörper vorgesehen ist, lassen sich folgende Vorteile erzielen:
In dem Lichtleitkörper kann das von der Lichtquelle emittierte Licht gebündelt bzw. parallelisiert werden; das heißt, die Divergenz des von der Lichtquelle emittierten Lichtbündels ist nach dem Austritt aus dem Lichtleiter geringer als beim Eintritt in den Lichtleiter. Dieser Vorgang wird im Folgenden als Parallelisierung bezeichnet. Trotz der Parallelisierung hat das Lichtbündel nach dem Austritt aus dem Lichtleiter eine gewisse Divergenz.
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Des Weiteren ist es möglich, durch eine geeignete Krümmung des Lichtleitkörpers die Helligkeitsverteilung an der Lichtaustrittsfläche zu beeinflussen, selbst wenn das von der Halbleiterlichtquelle emittierte Licht mit konstanter Helligkeit über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle emittiert wird.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist relativ unempfindlich gegenüber Fertigungsungenauigkeiten, da die Positionierung der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters in dem Brennpunkt oder in unmittelbarer Nähe des Brennpunkts relativ fehlertolerant ist.
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Schließlich ist auch zu erwähnen, dass der erfindungsgemäße Aufbau relativ einfach und robust ist und keine bewegten Teile erfordert. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau kann ein guter Wirkungsgrad erreicht werden, weil die auftretenden optischen Verluste relativ gering sind.
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Um den Lichtstrom eines Reflektors zu erhöhen, kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass einem Reflektor mehrere Lichtquellen zugeordnet sind, und dass die Lichtaustrittsflächen des zu den Lichtquellen gehörenden Lichtleitkörpers in dem Brennpunkt und/oder in unmittelbarer Nähe des Brennpunkts angeordnet sind. Hier kommt die Fehlertoleranz der erfindungsgemäßen Anordnung erneut positiv zum Tragen.
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Es ist nämlich ohne nennenswerte Einbuße in der Qualität der Abbildung möglich, beispielsweise eine Lichtaustrittsfläche einer ersten Lichtquelle im Brennpunkt des Reflektors anzuordnen und die Lichtaustrittsflächen von weiteren Lichtquellen unmittelbar neben dem Brennpunkt anzuordnen. Als Ergebnis wird eine Vervielfachung des Lichtstroms erreicht, wobei die Abbildungsqualität nahezu unverändert hoch bleibt. Wenn also beispielsweise drei LEDs im Brennpunkt oder unmittelbar neben dem Brennpunkt angeordnet werden, dann verdreifacht sich der Lichtstrom. Es ist also bei der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, mehrere LED-Lichtquellen auf einer ebenen Platine außerhalb des Brennpunkts des Reflektors anzuordnen. Mit den erfindungsgemäßen Lichtleitkörpern können die von der mindestens einen LED-Lichtquelle emittierten Lichtbündel so verformt werden, dass sie selbst bei ungünstiger Berandung den gesamten Reflektors gleichmäßig ausleuchten.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtaustrittsflächen benachbarter Lichtleitkörper direkt aneinander anschließen. Dadurch kann eine weitere Verbesserung der Abbildungsqualität erreicht werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung mehrere Reflektoren aufweist, wobei jedem dieser Reflektoren mindestens eine Lichtquelle zugeordnet ist.
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Jeder Reflektor der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung erzeugt ein Teillichtbündel, das einen Teil zu der auf der Fahrbahn gewünschten Gesamtlichtverteilung beiträgt. Dies bedeutet auch, dass die verschiedenen Reflektoren in aller Regel nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern in unterschiedliche Richtungen gerichtet sind. Die gewünschte Gesamtlichtverteilung auf der Fahrbahn wird durch die von den Reflektoren bereitgestellten Teillichtbündel erzeugt.
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Selbstverständlich ist es auch hier wieder möglich, dass jedem Reflektor mehrere Lichtquellen zugeordnet sind, um die Beleuchtungsstärke zu erhöhen und dadurch die gewünschte Helligkeit zu erreichen. Je nach Anwendung und Einsatz der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kann die Oberfläche des Reflektors mindestens eine Facette und/oder eine Streustruktur aufweisen, wobei die Facetten beispielsweise als konkave Vertiefung oder konvexe Erhebung ausgebildet sein können. Eine solche Streuung des auf den Reflektor auftreffenden Lichts kann beispielsweise bei dem Einsatz als Blinkleuchte oder als Rückleuchte erforderlich sein.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungseinrichtung eine lichtdurchlässige Abdeckscheibe auf. In dieser Abdeckscheibe kann auch eine Streustruktur eingebracht werden, so dass auf die Facetten oder die Streustruktur an der Oberfläche des Reflektors verzichtet werden kann.
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Um das von der Lichtquelle emittierte Licht zu parallelisieren, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sich der Lichtleitkörper von einer der Lichtquelle zugewandten Lichteintrittsfläche zu einer auf den Reflektor gerichteten Austrittsfläche zumindest bereichsweise aufweitet.
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Um gezielt eine ungleiche Verteilung der Leuchtstärke an der Lichtaustrittsfläche zu erreichen, kann in erfindungsgemäßer Weise vorgesehen sein, den Lichtleitkörper zwischen Lichteintrittsfläche und Lichtaustrittsfläche zumindest bereichsweise gekrümmt auszubilden.
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Schließlich besteht auch die vorteilhafte Möglichkeit, die Lichtaustrittsfläche des Lichtleitkörpers so zu gestalten, dass sie geometrisch ähnlich zu einer auf der Fahrbahn gewünschten Teillichtverteilung ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine Z-förmig gestaltete Hell/Dunkelgrenze eines Teillichtbündels in der Lichtaustrittsfläche bereits vorhanden ist. Diese Z-förmige Hell/Dunkelgrenze wird von dem Reflektor abgebildet, so dass die Hell/Dunkelgrenze dann auf der ausgeleuchteten Fahrbahn als solche sichtbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Reflektor unverändert bleiben kann und die Abbildungsqualität der Hell/Dunkelgrenze somit sehr hoch ist.
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Wenn nun beispielsweise die Hell/Dunkelgrenze verändert werden oder eine Teillichtverteilung auf der Fahrbahn anders gestaltet werden soll, ist lediglich der Lichtleitkörper bzw. dessen Lichtaustrittsfläche entsprechend zu verändern. Alle anderen Komponenten der Beleuchtungseinrichtung können unverändert bleiben. Dadurch ist es relativ einfach möglich, verschiedene Varianten von Scheinwerfern oder Leuchten mit einer Vielzahl von baugleichen Teilen herzustellen. Häufig muss lediglich der Lichtleitkörper an die Anforderungen eines speziellen Anwendungsfalls angepasst werden.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung kann als Rückleuchte, Bremsleuchte oder als Blinkleuchte eingesetzt werden. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung auch als Scheinwerfer (Abblendlicht und/oder Fernlicht) eingesetzt werden.
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Beschreibung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und in nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 einen Fahrzeugscheinwerfer als technisches Umfeld der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheinwerfers;
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3 die Lichtaustrittsfläche eines erfindungsgemäßen Lichtleitkörpers;
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4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit drei Lichtquellen für einen Reflektor;
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5 das Ausführungsbeispiel gemäß 4 in einer perspektivischen Darstellung und
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit drei Teilreflektoren.
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Im Folgenden wird zunächst das technische Umfeld der Erfindung erläutert. In der 1 ist eine Koordinatensystem eingezeichnet. Die X-Achse entspricht der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) in das ein Frontscheinwerfer 10 eingebaut ist.
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Die Y-Achse verläuft orthogonal zur X-Achse und parallel zu einer Fahrbahn auf der das Fahrzeug fährt. Die von der X-Achse und der Y-Achse aufgespannte Ebene ist somit parallel zu der Fahrbahn.
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Die Z-Achse wird auch als Hochachse des Fahrzeugs bezeichnet und verläuft normal zu der von der X-Achse und der Y-Achse aufgespannten Ebene und somit auch normal zu der Fahrbahn.
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Im Einzelnen zeigt die 1 einen Frontscheinwerfer 10 mit einem Scheinwerfergehäuse 12, einem in dem Scheinwerfergehäuse 12 angeordneten Lichtmodul 14 und einer für Licht 16 durchlässigen Abdeckscheibe 18.
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Das Licht 16 wird von einer Lichtquelle 20 erzeugt, die in der dargestellten Ausgestaltung eine Halbleiter- Lichtquelle, insbesondere eine Anordnung aus mehreren Leuchtdioden, ist und auf einem als Kühlkörper dienenden Trägerelement 21 montiert ist.
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Durch ein optisches Element 22 wird das von der Halbleiterlichtquelle 20, insbesondere einer LED, erzeugte Licht 16 gebündelt und gegebenenfalls zusätzlich beeinflusst, um eine gewünschte Lichtverteilung vor dem Frontscheinwerfer 10 zu erzielen.
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In der dargestellten Ausgestaltung ist das optische Element 22 ein Reflektor. Alternativ oder ergänzend können Blendenanordnungen und/oder Linsen als optische Elemente verwendet werden, um Reflexionssysteme oder Projektionssysteme zu realisieren und/oder um verschiedene Lichtverteilungen zu erzeugen. Die verschiedenen Lichtverteilungen unterscheiden sich zum Beispiel dadurch, ob sie eine definierte Hell-Dunkelgrenze aufweisen oder nicht und gegebenenfalls darin, wie eine solche Hell-Dunkelgrenze ausgestaltet ist.
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In der dargestellten Ausgestaltung ist das Lichtmodul 14 in einem Rahmen 23 kardanisch im Gehäuse 12 aufgehängt. Zur Leuchtweitenregulierung kann es um eine horizontale Achse 24 (Y-Achse)geschwenkt werden. Eine Schwenkung um eine vertikale Achse 26 (Z-Achse) erfolgt zur Realisierung einer Kurvenlichtfunktion. Diese Lichtfunktionen und die zu ihrer Erzielung erforderlichen Ausgestaltungen optischer Elemente, Schwenkantriebe und Steuerelemente sind dem Fachmann vertraut und bedürfen daher an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung.
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Das Trägerelement 21 ist um die horizontale Achse 24 schwenkbar in dem Rahmen 23 aufgehängt. Der Rahmen 23 ist um die vertikale Achse 26 schwenkbar in dem Gehäuse 12 oder einem Rahmen innerhalb des Gehäuses 12 aufgehängt. Mit dem Trägerelement verbunden sind dabei insbesondere die optischen Elemente 22, so dass diese jeweils mitgeschwenkt werden. Die Richtungsangaben horizontal und vertikal beziehen sich dabei auf eine Orientierung im Raum bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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In der 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte bzw. eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers 10 schematisch dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das optische Element 20 als paraboloider Reflektor 28 mit einem Brennpunkt F ausgebildet.
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Anders als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 befindet sich die Lichtquelle 20 nicht im Brennpunkt F des Reflektors 28, sondern ist vielmehr beabstandet zu dem Brennpunkt F angeordnet. Der Abstand zwischen der Lichtquelle 20 und dem Brennpunkt F wird durch einen erfindungsgemäßen starren Lichtleitkörper 30 überbrückt. Der Lichtleitkörper 30 hat eine Lichteintrittsfläche 32 und eine Lichtaustrittsfläche 34. Die Lichtaustrittsfläche 34 befindet sich im Brennpunkt F des Reflektors 28. Die Lichteintrittsfläche 32 ist geometrisch ähnlich zur Emitterfläche der Lichtquelle 20, bevorzugt quadratisch. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kanten der Lichteintrittsfläche 32 mindestens doppelt so lang sind, wie die Kanten der Lichtquelle 20 sind. Dadurch wird erreicht, dass ein Großteil des von der Lichtquelle 20 emittierten Lichts in den Lichtleitkörper 30 gelangt.
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Das von der Lichtquelle 20 (beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden) emittierte Licht gelangt über die Lichteintrittsfläche 32 in den Lichtleitkörper 30. Die Lichteintrittsfläche 32 des Lichtleitkörpers 30 ist parallel zur Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle 20 angeordnet.
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In der dargestellten Seitenansicht ist die Lichteintrittsfläche 32 kleiner als die Lichtaustrittsfläche 34. Infolge dessen nimmt auch der Querschnitt des Lichtleitkörpers 30 mit zunehmendem Abstand von der Lichteintrittsfläche 32 zu und das von der Lichtquelle 20 in die Lichteintrittsfläche 32 eingekoppelte Licht wird parallelisiert, beziehungsweise die Divergenz wird verringert.
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Normal zur Lichteintrittsfläche 32 beginnt in der Mitte dieser Fläche, also am Schnittpunkt der Diagonalen der Lichteintrittsfläche 32, die sogenannte Leitkurve 31 des Lichtleitkörpers 30. Die Leitkurve 31 liegt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Ebene, nämlich der X-Z-Ebene. Die Leitkurve 31 bestimmt die Geometrie des Lichtleitkörpers 30. Jeder Schnitt durch den Lichtleitkörpers 30 orthogonal zur Leitkurve 31 liefert ein Rechteck. Bevorzugt wächst die Fläche dieses Rechtecks mit zunehmendem Abstand von der Lichteintrittsfläche 32. Bevorzugt hat die Krümmung der Leitkurve über die gesamte Länge die gleiche Orientierung.
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Die Lichtaustrittsfläche 34 ist, wie alle anderen Schnittflächen durch den Lichtleitkörper 30, geometrisch ähnlich zu der Lichteintrittsfläche 32. Allerdings sind die Lichtaustrittsfläche 34 und die Lichteintrittsfläche 32 nicht parallel zueinander, sondern die Lichtaustrittsfläche 34 ist gegenüber der Lichteintrittsfläche 32. Ein Kippwinkel K ist in 2 eingetragen.
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Aus der zuvor beschriebenen Konstruktion des Lichtleitkörpers 30 ergibt sich, dass der Lichtleitkörper 30 symmetrisch zu der (X-Z-)Ebene ist, in der die Leitkurve 31 liegt. Zumindest die Einhüllende des Lichtleitkörpers 30 ist symmetrisch zu einer Symmetrieebene 37 (siehe 3).
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Ein derartiger Lichtleitkörper 30 bündelt / parallelisiert das Licht in der Horizontalen ((X-Y-Ebene) und in der Vertikalen ((X-Z-Ebene).
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Durch die Krümmung der Leitkurve wird außerdem erreicht, dass am oberen Rand der Lichtaustrittsfläche 34 die Intensität des austretenden Lichts größer ist als am unteren Rand der Lichtaustrittsfläche 34. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die 2. Allgemein formuliert, kann man sagen, dass die Intensität an der bezogen auf die Krümmung der Leitkurve 31 außenliegenden Kante der Lichtaustrittsfläche 34 größer ist als an der innenliegenden Kante der Lichtaustrittsfläche 34. Die Unterschiede in der Intensität des Lichts lassen sich konstruktiv durch den Kippwinkel K vorgeben.
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In einem horizontalen Schnitt, d. h. in Richtung der Y-Achse, sollte die Lichtintensität an der Lichtaustrittsfläche 34 weitgehend konstant sein.
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Schließlich ist es eine weitere Eigenschaft des erfindungsgemäßen Lichtleitkörpers 30, dass alle Lichtstrahlen der Lichtquelle 20, die durch die Lichteintrittsfläche 32 in den Lichtleitkörper 30 gelangen, mindestens einmal von der oberen, gekrümmten Fläche des Lichtleitkörpers 30 reflektiert werden. Anders gesagt: Kein Lichtstrahl gelangt direkt (d. h. ohne Umlenkung) von der Lichteintrittsfläche 32 zur Lichtaustrittsfläche 34.
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Je nach Lichtfunktion für die der Lichtleitkörper 30 beziehungsweise eingesetzt werden soll, kann eine unterschiedliche Position des Brennpunkts F relativ zu der Lichtaustrittsfläche 34 vorteilhaft sein.
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Wenn der Brennpunkt F in der Nähe der in 2 oberen Kante der Lichtaustrittsfläche 34 angeordnet ist, dann eignet sich die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besonders für Anwendungen, deren Lichtverteilung oben eine scharfe Helldunkelgrenze erfordert; damit der Gegenverkehr nicht geblendet wird.
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Alle Leuchtenfunktionen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie eine breite und hohe Lichtverteilung aufweisen, sind gegenüber der Lage der Brennpunkte relativ zur Auskoppelfläche unempfindlich. Wenn der Brennpunkt F in der Nähe der in
2 unteren Kante der Lichtaustrittsfläche
34 angeordnet ist, dann eignet sich die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besonders für folgende Anwendungen: Abblendlicht, Grundlicht und/oder Nebelscheinwerfer. Das aus der Lichtaustrittsfläche
34 austretende Licht
16 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht vollständig parallel, sondern hat in der dargestellten Ansicht einen Öffnungswinkel α gegenüber einem Lot auf die Lichtaustrittsfläche
34. Der Öffnungswinkel α kann durch die Gestaltung des Lichtleitkörpers
30 beeinflusst werden. Details hierzu finden sich in der
DE 10 2007 016 923 A1 .
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Weil der Lichtleitkörper 30 gekrümmt ist, findet trotz einer homogenen Lichtverteilung an der Lichteintrittsfläche 32 nicht nur eine Durchmischung des Lichts, sondern auch eine Verschiebung der Lichtintensität statt.
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An dem in 2 oberen Ende der Lichtaustrittsfläche 34 ist die Leuchtstärke größer als an dem in 2 unteren Ende der Lichtaustrittsfläche 34. Am unteren Ende der Lichtaustrittsfläche 34 tritt kein Licht aus, so dass der Lichtstrom dort gleich Null ist. Dies ist auf die Krümmung des Lichtleitkörpers 30 zurückzuführen.
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Diese örtlich verschiedenen Leuchtstärken sind in der 2 durch die Dicke der Pfeile 16 dargestellt. Das Licht 16, welches an dem oberen Ende der Lichtaustrittsfläche 34 austritt, hat eine große Intensität und ist daher mit zwei Linien 16 dargestellt. Das Licht, welches im unteren Drittel der Lichtaustrittsfläche 34 austritt, hat eine geringere Intensität und ist daher nur mit einer einfachen Linie 16 dargestellt.
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Es bleibt also festzuhalten, dass durch die geometrische Gestaltung des Lichtleitkörpers 30 erstens eine Parallelisierung des Lichts und damit eine Beeinflussung des Öffnungswinkels α, aber auch eine ungleiche Verteilung der Lichtintensität über die Lichtaustrittsfläche 34 erreicht werden kann. Diese beiden Parameter beeinflussen die Lichtverteilung auf der Fahrbahn.
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Weil der Lichtleitkörper 30 ein vergleichsweise einfach herzustellendes Bauteil aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff ist, können durch eine entsprechende Gestaltung des Lichtleitkörpers 30 die ausgeleuchteten Bereiche auf der Fahrbahn auf relativ einfache Weise konstruktiv vorgegeben werden. Es können zusätzlich auch noch die Helligkeitsverteilungen auf dem Leuchtfeld der ausgeleuchteten Fahrbahnfläche konstruktiv vorgegeben werden.
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Zur Erläuterung des zuvor Gesagten ist in der 3 eine Lichtaustrittsfläche 34 einmal in einer Ansicht von vorne, sowie bei einer Ansicht von der Seite und einer Ansicht von oben dargestellt. Die Lichtaustrittsfläche 34 ist in dem gewählten Beispiel als Rechteck ausgebildet. Die Lichteintrittsfläche 32 des Lichtleitkörpers 30 ist in dem gewählten Beispiel quadratisch. Dies bedeutet, dass die Austrittswinkel α und β des Lichts in Richtung der Z-Achse und der Y-Achse unterschiedlich sind.
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In Richtung einer Y-Achse erstreckt sich die Lichtaustrittsfläche 34 über einen sehr viel größeren Bereich als die quadratische Lichteintrittsfläche 32. Infolge dessen findet eine relativ starke Parallelisierung des Lichts statt und der Austrittswinkel α ist klein.
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In Richtung der Z-Achse weitet sich die Lichtaustrittsfläche 34 gegenüber der Lichteintrittsfläche 32 deutlich weniger auf. Infolge dessen findet auch nur eine geringere Parallelisierung des Lichts statt und der Lichtaustrittswinkel β ist deutlich größer als der Lichtaustrittswinkel α.
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Anhand dieses Beispiels soll verdeutlicht werden, wie auf einfache Weise nicht nur die Parallelisierung des Lichts, sondern auch eine Gestaltung des aus der Lichtaustrittsfläche 34 austretenden Lichtbündels erreicht werden kann.
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Die Lichtaustrittsfläche 34 wird durch den Lichtreflektor 28 auf der vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn abgebildet. Es ist nun beispielsweise ohne weiteres möglich, die Lichtaustrittsfläche 34 so zu gestalten, dass sie zum Beispiel eine Z-förmige Hell/Dunkelgrenze umfasst. Dies ist in der 3 durch eine strichpunktierte Linie 36 am oberen Ende der Lichtaustrittsfläche 34 angedeutet. Der Gestaltung der Lichtaustrittsfläche 34 sind konstruktiv und fertigungstechnisch kaum Grenzen gesetzt.
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In der 4 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers bzw. einer erfindungsgemäßen Leuchte dargestellt. Dabei sind insgesamt drei Lichtquellen 20.1, 20.2., 20.3 sowie drei Lichtleitkörper 30.1, 30.2 und 30.3 vorhanden.
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Weil die Lichtaustrittsflächen 34.1, 34.2 und 34.3 eine gewisse räumliche Erstreckung haben ist es nicht möglich, alle Lichtaustrittsflächen 34.1, 34.2 und 34.3 in dem Brennpunkt F anzuordnen. Die Lichtaustrittsflächen 34.2 und 34.3 sind deshalb in unmittelbarer Nähe aber etwas neben dem Brennpunkt F, aber angeordnet.
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Wie aus der schematischen Darstellung gemäß 4 ersichtlich, beleuchten die drei Lichtaustrittsflächen 34.1, 34.2 und 34.3 im Wesentlichen die gesamte Fläche des Reflektors 28. Infolge dessen erhöht sich der Lichtstrom, der vom Reflektor 28 auf die Fahrbahn abgebildet wird und die Fahrbahn wird heller ausgeleuchtet.
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In der 5 ist die gleiche Konfiguration wie in 4 in einer Perspektive dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 35 ist der Bereich des Reflektors 28 gekennzeichnet, auf den das von der Lichtaustrittsfläche 34 emittierte Lichtbündel auftrifft. Der Bereich 35 ist rechteckig, wobei die Erstreckung in Richtung der Y-Achse größer ist als in Richtung der Z-Achse. Die 3 und 5 stellen den gleichen Sachverhalt auf verschiedene Weisen dar.
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In 6 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Frontscheinwerfers dargestellt, bei dem mehrere Reflektoren 28.1, 28.2 und 28.3, die nachfolgend auch als Teilreflektoren bezeichnet werden, nebeneinander angeordnet sind. Jedem dieser Teilreflektoren 28.1, 28.2 und 28.3 sind drei Lichtquellen 20 und drei Lichtleitkörper 30 zugeordnet.
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Dadurch dass die Teilreflektoren 28.1, 28.2 und 28.3 nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern jeweils in etwas andere Raumrichtungen zeigen, können durch gezieltes Ansteuern der zu den Teilreflektoren 28 gehörenden Lichtquellen 20 verschiedene Bereiche der Fahrbahn ausgeleuchtet werden. Durch gezieltes Ein- bzw. Ausschalten der zu den Teilreflektoren 28.1, 28.2 und 28.3 gehörenden Lichtquellen 20.1, 20.2 und 20.3 können somit die verschiedene Lichtverteilungen, wie zum Beispiel eine Abblendlichtverteilung und eine Fernlichtverteilung, auf der Fahrbahn erzeugt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007016923 A1 [0001, 0056]
