DE102013202957A1

DE102013202957A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem zwei Lichtfunktionen unterstützenden Reflektor

Info

Publication number: DE102013202957A1
Application number: DE102013202957.8A
Authority: DE
Inventors: Hubert Zwick; Hermann Kellermann
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2033-02-23
Also published as: DE102013202957B4

Abstract

Vorgestellt wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Lichtquelle und mit einer zweiten Lichtquelle sowie mit einem Reflektor, der erste Facetten aufweist, die der ersten Lichtquelle zugewandt sind und der zweite Facetten aufweist, die der zweiten Lichtquelle zugewandt sind. Die Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Facetten und die zweiten Facetten längs einer Raumrichtung so angeordnet sind, dass jeweils zwei zweite Facetten durch eine zwischen ihnen liegende erste Facette voneinander getrennt sind und dass jeweils zwei erste Facetten durch eine zwischen ihnen liegende zweite Facette voneinander getrennt sind, dass die ersten Facetten und die zweiten Facetten einen Winkel miteinander einschließen und wobei die Facetten und die Lichtquellen so angeordnet sind, dass die ersten Facetten auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle und die zweiten Facetten auf sie einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle jeweils in vorbestimmte Winkelbereiche einer regelkonformen Signallichtverteilung reflektieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Beleuchtungseinrichtung weist eine erste Lichtquelle, eine zweite Lichtquelle und einen Reflektor auf. Der Reflektor weist erste Facetten auf, die der ersten Lichtquelle zugewandt sind. Darüber hinaus weist der Reflektor zweite Facetten auf, die der zweiten Lichtquelle zugewandt sind.
Eine solche Merkmale aufweisende Beleuchtungseinrichtung ist zum Beispiel aus der US 7,530,712 B2 bekannt. Allerdings betrifft diese Schrift eine allgemeine Verwendung und offenbart keinen speziellen Bezug zu einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung. Im Einzelnen zeigt diese US-Schrift eine Leuchte, die in einem Querschnitt eine U-förmige Form aufweist. An jedem Schenkel der U-Form ist jeweils eine Lichtquelle so angeordnet, dass diese die ihr zugewandte Hälfte des Bodens der U-Form beleuchtet. Jede Hälfte des Bodens weist prismenartige Erhebungen auf, die reflektierend ausgestaltet sind. Die reflektierenden Flächen der Erhebungen einer Hälfte sind alle einem der beiden U-Schenkel und damit einer der beiden Lichtquellen zugewandt und reflektieren das von dieser Lichtquelle her einfallende Licht parallel zu der Richtung, in die sich die Schenkel der U-Form erstrecken. Jede Hälfte der U-Form reflektiert daher nur das Licht der jeweils dieser Hälfte baulich zugeordneten Lichtquelle.
Aus der US 4,929,866 ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, die als Heckleuchte für Kraftfahrzeuge gedacht ist. Die Beleuchtungseinrichtung weist mehrere Leuchtdioden auf, die einen facettierten Reflektor beleuchten. Die einzelnen Reflektorfacetten sind so ausgerichtet, dass sie das einfallende Licht etwa rechtwinklig umlenken, so dass dieses Licht durch eine Lichtaustrittsöffnung im Gehäuse der Leuchte austreten kann. Die Leuchtdioden sind innerhalb des Gehäuses so angeordnet, dass sie für einen Betrachter, der die Beleuchtungseinrichtung von außen betrachtet, in der Regel nicht sichtbar sind.
Bei Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge wird zwischen Scheinwerfern und Leuchten unterschieden. Scheinwerfer dienen dazu, den Fahrweg so hell zu beleuchten, dass der Fahrer Hindernisse im Fahrweg rechtzeitig erkennen kann. Leuchten dienen dagegen dazu, anderen Verkehrsteilnehmern die Präsenz des Kraftfahrzeugs und/oder die Absichten seines Fahrers zu signalisieren. Beispiele von Signal-Lichtfunktionen sind das Tagfahrlicht und das Blinklicht für Bugleuchten sowie das Schlusslicht, das Bremslicht, das Blinklicht und das Nebelschlusslicht für Heckleuchten. Darüber hinaus erfüllen Heckleuchten in der Regel noch eine Rückfahrlicht-Lichtfunktion, die gemäß der Einteilung im Scheinwerfer- und Leuchten-Lichtfunktion zwar eher den Scheinwerfern zuzurechnen ist, aufgrund ihrer vergleichsweise schwachen Lichtstärke aber mit Signallicht-Lichtfunktionen vergleichbar ist.
Für einige der genannten Lichtfunktionen schreibt der Gesetzgeber Mindestgrößen für die leuchtende Fläche vor, die ein in die Leuchte blickender Betrachter als leuchtende Fläche wahrnimmt und mit der die regelkonformen Lichtverteilungen erzeugt werden. So beträgt eine vorgeschriebene Mindestgröße für die von einem Betrachter wahrnehmbare Lichtaustrittsfläche für das Tagfahrlicht zum Beispiel 25 cm².
Bei einer Vielzahl zu erfüllender Lichtfunktionen wird daher ein großer Bauraum beansprucht, der nicht immer zur Verfügung steht. Neben diesem Problem tritt das weitere Problem auf, dass die leuchtenden Flächen aus gestalterischen Gesichtspunkten möglichst homogen hell leuchtend erscheinen sollen. Unter einer Homogenität wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass die Helligkeit der leuchtenden Fläche von Punkt zu Punkt der leuchtenden Fläche möglichst konstant ist.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art, welche diese Probleme löst oder zumindest verringert. Es soll also eine Beleuchtungseinrichtung angegeben werden, die nur einen kleinen Bauraum erfordert und dabei die Anforderungen an die Mindestgrößen leuchtender Flächen erfüllt und die zusätzlich noch ein homogen hell leuchtendes Erscheinungsbild besitzt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dem eingangs genannten Stand der Technik dadurch, dass die ersten Facetten und die zweiten Facetten längs einer Raumrichtung so angeordnet sind, dass jeweils zwei zweite Facetten durch eine zwischen ihnen liegende erste Facette voneinander getrennt sind und das jeweils zwei erste Facetten durch eine zwischen ihnen liegende zweite Facette voneinander getrennt sind und wobei die ersten Facetten und die zweiten Facetten einen Winkel miteinander einschließen und wobei die Facetten und die Lichtquellen so angeordnet sind, dass die ersten Facetten auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle und die zweiten Facetten auf sie einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle jeweils in vorbestimmte Winkelbereiche einer regelkonformen Signallichtverteilung reflektieren.
Dadurch, dass die ersten Facetten und die zweiten Facetten längs einer Raumrichtung so angeordnet sind, dass jeweils zwei zweite Facetten durch eine zwischen ihnen liegende erste Facette voneinander getrennt sind, und dass jeweils zwei erste Facetten durch eine zwischen ihnen liegende zweite Facette voneinander getrennt sind, gibt es längs dieser Raumrichtung keinen größeren Reflektorbereich, in dem nur erste oder nur zweite Facetten angeordnet sind. Sowohl die ersten Facetten als auch die zweiten Facetten sind daher gewissermaßen über den gleichen Reflektorbereich verteilt angeordnet. Dieser Reflektorbereich erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Reflektorfläche.
Wenn nur die ersten Facetten hell leuchten, erscheint dies einem Betrachter, der die leuchtende Fläche aus einem typischen Abstand betrachtet, der größer als ein bis zwei Meter ist, so, als ob die gesamte Fläche des Reflektors leuchtet. Dies liegt daran, dass die leuchtenden Facetten die zwischen ihnen liegenden, nicht leuchtenden Facetten gewissermaßen überstrahlen, so dass der Betrachter eine homogen mit mittlerer Helligkeit strahlende Fläche wahrnimmt, obwohl tatsächlich nur etwa die Hälfte der Fläche leuchtet. Um diesen erwünschten Effekt zu erzielen, beträgt der durch eine Facettenbreite einer nicht leuchtenden Facette definierte Abstand zweier leuchtender Facetten bevorzugt nicht mehr als 1,5 cm. In diesem Fall gilt die gesamte Fläche auch unter zulassungsrechtlichen Gesichtspunkten als zusammenhängend leuchtende Fläche. Der gleiche Effekt ergibt sich, wenn nur die zweiten Facetten hell leuchten. Auf diese Weise gelingt es, zwei Lichtfunktionen mit dem gleichen Reflektor zu erfüllen, was den sonst notwendigen Bauraum für einen zweiten Reflektor einspart.
Dadurch, dass die ersten Facetten und die zweiten Facetten einen Winkel miteinander einschließen, ist es möglich, die ersten Facetten zu beleuchten und damit auch leuchten zu lassen, ohne die zweiten Facetten leuchten zu lassen. Dies gilt analog auch umgekehrt, so dass zwei Lichtfunktionen mit einem Reflektor erfüllbar sind.
Dadurch, dass die Facetten und die Lichtquellen so angeordnet sind, dass die ersten Facetten auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle und die zweiten Facetten auf sie einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle jeweils in vorbestimmte Winkelbereiche einer regelkonformen Lichtverteilung reflektieren, kann die eine Lichtfunktion durch Einschalten und Ausschalten der ersten Lichtquelle und die andere Lichtfunktion durch Einschalten und Ausschalten der zweiten Lichtquelle gesteuert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung;
2 ein zwei Facetten aufweisendes Prisma als Bestandteil eines Reflektors der Beleuchtungseinrichtung aus 1;
3 eine längs einer Raumrichtung ausgerichtete Anordnung einer Mehrzahl von Prismen;
4 ein Prisma mit zwei Facetten, die gleichzeitig beleuchtet werden;
5 eine perspektivische Darstellung eines Merkmale der Erfindung aufweisenden Reflektors;
6 einen Umriss einer vom Gesetzgeber geforderten Signallichtverteilung;
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich durch die Form der reflektierenden Facettenflächen vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet;
8 eine Ausgestaltung eines Prismas mit konvexer Facettenfläche;
9 eine Ausgestaltung eines Prismas mit einem spezifischen Prismenwinkel;
10 Prismen mit konvexen Facettenflächen sowie mit Strahlengängen von einfallendem und reflektiertem Licht;
11 einen Reflektor mit einer Vielzahl gegeneinander verkippter Teilprismen;
12 eine andere Ansicht des Reflektors aus 11;
13 eine perspektivische Darstellung des Reflektors aus den 11 und 12;
14 eine weitere Ausgestaltung eines Merkmale der Erfindung aufweisenden Reflektors;
15 den Reflektor aus der 14 in einer perspektivischen Darstellung;
16 den beleuchten Reflektor aus 15 aus einer ersten Blickrichtung;
17 den beleuchten Reflektor aus 15 aus einer zweiten Blickrichtung;
18 einen Schnitt durch den Reflektor aus der 15;
19 einen weiteren, Merkmale der Erfindung aufweisenden Reflektor, mit dem sich bis zu drei Lichtfunktionen erfüllen lassen; und
20 den Reflektor aus der 19 aus einer anderen Ansicht.
Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente.
Im Einzelnen zeigt die 1 eine Beleuchtungseinrichtung 1 mit einer Anordnung aus einer ersten Lichtquelle 2, einer zweiten Lichtquelle 3 und einem Reflektor 4. Die Anordnung befindet sich in einem Gehäuse 5, das eine Lichtaustrittsöffnung aufweist. Die Lichtaustrittsöffnung wird von einer transparenten Abdeckscheibe 6 abgedeckt. Ein gestrichelt dargestellter Lichtstrahl, der hier von der zweiten Lichtquelle 3 ausgeht und am Reflektor 4 reflektiert wird, weist nach seiner Reflexion in eine Hauptabstrahlrichtung 7 der Beleuchtungseinrichtung 1.
Der Reflektor wird mit Licht 22 der ersten Lichtquelle 2 und/oder mit Licht 30 der zweiten Lichtquelle 3 beleuchtet. Die Hauptabstrahlrichtung liegt bei dem in der 1 angegebenen Koordinatensystem in einer y-z-Ebene. Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Leuchte in einem Kraftfahrzeug ist dies eine horizontale Ebene, die als solche parallel zu einer ebenen Fahrbahn ist. Die z-Richtung entspricht der Hauptabstrahlrichtung 7. Die y-Richtung liegt zum Beispiel quer zu einer Fahrzeuglängsachse. Wenn die Beleuchtungseinrichtung ein Frontscheinwerfer ist, ist die Hauptabstrahlrichtung zum Beispiel die Fahrtrichtung. Die x-Richtung weist bei der bestimmungsgemäßen Verwendung vertikal nach oben. Die drei Raumrichtungen bilden ein rechtshändiges kartesisches Koordinatensystem. Aus diesen Richtungsangaben ergibt sich, dass die 1 die Beleuchtungseinrichtung in einer Draufsicht zeigt, bei der der Betrachter von oben in die aufgeschnitten dargestellte Beleuchtungseinrichtung hineinblickt.
Der Reflektor weist erste Facetten 14 und zweite Facetten 16 auf. Die ersten Facetten sind der ersten Lichtquelle 2 zugewandt, so dass sie von Licht der ersten Lichtquelle beleuchtet werden. Die zweiten Facetten sind der zweiten Lichtquelle 3 zugewandt, so dass sie von Licht der zweiten Lichtquelle beleuchtet werden. Die ersten Facetten 14 und die zweiten Facetten 16 sind längs einer Raumrichtung y so angeordnet, dass jeweils zwei zweite Facetten 16 durch eine zwischen ihnen liegende erste Facette 14 voneinander getrennt sind und dass jeweils zwei erste Facetten 14 durch eine zwischen ihnen liegende zweite Facette 16 voneinander getrennt sind. Je eine erste Facette und eine unmittelbar benachbarte zweite Facette schließen einen Winkel miteinander ein, wobei diese beiden Facetten dann wie ein Pfeil in die Hauptabstrahlrichtung weisen.
Die ersten Facetten 14 und die erste Lichtquelle 2 sind relativ zueinander so angeordnet, dass die ersten Facetten auf sie einfallendes Licht der ersten Lichtquelle jeweils in vorbestimmte Winkelbereiche einer regelkonformen Lichtverteilung reflektieren. Analog dazu sind die zweiten Facetten 16 und die zweite Lichtquelle 3 relativ zueinander so angeordnet, dass die zweiten Facetten auf sie einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle jeweils in vorbestimmte Winkelbereiche einer regelkonformen Lichtverteilung reflektieren. Eine regelkonforme Lichtverteilung zeichnet sich zum Beispiel dadurch aus, dass in ihrem Zentrum eine maximale Helligkeit herrscht und dass die Helligkeit mit zunehmender Winkelabweichung in vertikaler und horizontaler Richtung in vorgeschriebener Weise abnimmt, wobei innerhalb einer horizontalen Winkelbreite von 40° (+/–20° Abweichung vom Zentrum) und einer vertikalen Winkelbreite von 20° (+/–10° Abweichung vom Zentrum) bestimmte Mindestwerte einzuhalten sind.
Bei der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle handelt es sich bevorzugt um jeweils eine Glühlampe oder eine Halbleiterlichtquelle, die aus einer oder mehreren Leuchtdioden besteht. Die Beleuchtungseinrichtung weist ein erstes optisches Element 8 auf, das dazu eingerichtet ist, von der ersten Lichtquelle ausgehendes Licht zu parallelisieren und auf die ersten Facetten zu richten. Die Beleuchtungseinrichtung weist darüber hinaus ein zweites optisches Element 9 auf, das dazu eingerichtet ist, von der zweiten Lichtquelle ausgehendes Licht zu parallelisieren und auf die zweiten Facetten zu richten. Bei dem ersten optischen Element kann es sich um ein Licht reflektierendes Element, wie einen parabolischen Reflektor handeln, bei dem die jeweilige Lichtquelle im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist. Alternativ kann das optische Element jeweils als Sammellinse verwirklicht sein. Auch bei dieser Alternative ist die Lichtquelle jeweils im Brennpunkt angeordnet. Eine weitere Alternative besteht darin, das optische Element als sogenannte Vorsatzoptik auszuführen, die aus transparentem Material besteht und das Licht an ihrer Lichteintrittsfläche und an ihrer Lichtaustrittsfläche wie eine Linse bricht, und bei der in der Vorsatzoptik propagierendes Licht zusätzlich interne Totalreflexionen an Seitenwänden der Vorsatzoptik erfährt.
Die Lichtquellen sind in der Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt ist, in einer Ebene angeordnet, die parallel zur x-y Ebene ist und damit parallel zur Ebene liegt, in der der Reflektor liegt. Die Ebene ist auch dadurch definiert, dass die Hauptabstrahlrichtung eine Normale dieser Ebene ist. Die Ebene, in der die Lichtquellen angeordnet sind, ist gegenüber der genannten Reflektorebene in Fahrtrichtung verschoben. Die führt zu einer vorteilhaft kompakten Bauweise. Dabei sind die Lichtquellen außerhalb des Abstrahlkegels des Reflektors angeordnet. Damit wird ein gleichmäßiges Erscheinungsbild erreicht. Speziell in der Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt ist, sind die Lichtquellen bevorzugt im gleichem Abstand zur y-z Ebene angeordnet.
2 zeigt ein aus einer ersten Facette 14 und einer zweiten Facette 16 gebildetes Prisma 10 eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels aus der gleichen Blickperspektive wie bei der 1. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die reflektierende Fläche der ersten Facette und die reflektierende Fläche der zweiten Facette jeweils eine ebene Fläche ist. Die in der 2 sichtbaren Kanten der reflektierenden Flächen der beiden Facetten sind dabei gleich lang. Das aus der ersten Facette und der zweiten Facette gebildete Prisma ist insofern ein gleichseitiges Prisma.
Der von den beiden Facetten eingeschlossene Winkel ist hier gleich 120°, so dass ein Anstellwinkel µ zwischen der ersten Facette 14 und einer gedachten Basis 18 des Prismas 10 30° beträgt. Der gleiche Wert des Anstellwinkels µ ergibt sich auch zwischen der zweiten Facette 16 und der gedachten Basis 18.
Das erste Ausführungsbeispiel zeichnet sich ferner dadurch aus, dass der Wert eines Einfallswinkels δ des parallelisierten Lichtes 22 der ersten Lichtquelle 2 zu einer Flächennormalen 24 der ersten Facette mit dem Wert des Anstellwinkels µ und dem Wert des Einfallswinkels δ des parallelisierten Lichtes der zweiten Lichtquelle zu einer Flächennormale der zweiten Facette übereinstimmt. Dadurch wird die Richtung festgelegt, unter der die Strahlen auf den Reflektor treffen müssen. Wenn ein Paraboloidreflektor verwendet wird, so muss die Achse des Paraboloiden mit dieser Lichtrichtung übereinstimmen, und die Lichtquelle muss im Brennpunkt des Paraboloiden angeordnet sein. Wenn eine parallelisierende Linse verwendet wird, so muss die optische Achse der Linse mit dieser Lichtrichtung übereinstimmen, und die Lichtquelle muss im Brennpunkt der Linse angeordnet sein.
Mit diesen Werten der Winkel µ und δ wird erreicht, dass die Facetten das auf sie einfallende Licht als parallele Lichtbündel in die Hauptabstrahlrichtung 7 reflektieren. 2 zeigt als Beispiel einen von der ersten Lichtquelle 2 her einfallenden Lichtstrahl 22, der als reflektierter Strahl 20 in die Hauptabstrahlrichtung 7 reflektiert wird.
3 zeigt eine längs einer Raumrichtung y ausgerichtete Anordnung einer Mehrzahl von Prismen, von denen jedes jeweils eine erste Facette 14 und eine zweite Facette 16 aufweist. Diese Anordnung wird mit parallelem Licht 22 der ersten Lichtquelle 2 beleuchtet. Wie man sieht, fällt das parallele Licht 22 bei den Winkeln, die durch die oben genannten Bedingungen festgelegt sind, parallel zu den Flächen der zweiten Facetten 16 ein, so dass diese nicht von Licht beleuchtet werden, das von der ersten Lichtquelle 2 ausgeht.
Ein weiterer Vorteil der so festgelegten Winkel besteht darin, dass aufgrund des zu den Reflexionsflächen der zweiten Facetten parallelen Lichteinfalls keine Abschattungen auftreten.
Für einen Betrachter, der sich in einiger Entfernung von dem Reflektor im Lichtstrom des reflektierten Lichts 20 befindet, würde sich theoretisch ein streifenförmiges Erscheinungsbild ergeben, da auf jede in seine Richtung strahlende Facette zunächst eine nicht strahlende Facette folgt, auf die wieder eine strahlende Facette folgt, was sich entlang der Raumrichtung y weiter fortsetzt.
Um dieses unerwünschte Erscheinungsbild zu vermeiden, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass die Breite der Facetten in einer zur Hauptabstrahlrichtung 7 senkrechten Richtung y nur so groß ist, dass der menschliche Sehsinn den Hell-Dunkel-Wechsel aus einer Entfernung von wenigen Metern, insbesondere aus einer Entfernung, die größer als ein bis zwei Meter ist, nicht mehr auflöst und statt einer Abfolge heller und dunkler Streifen nur noch eine geschlossen hell leuchtende Fläche wahrnimmt. Ein für Kraftfahrzeuganwendungen typischer Abstand eines Betrachters von der Beleuchtungseinrichtung ist größer als ein bis zwei Meter. Für den Abstand von zwei ersten Facetten und für den bevorzugt gleichen Abstand von zwei zweiten Facetten voneinander ist bevorzugt, dass dieser Abstand kleiner als 1,5 cm ist.
Mit einer solchen Anordnung lässt sich der Reflektor 1 für zwei Lichtfunktionen nutzen. Als Beispiel wird eine Tagfahrlicht-Lichtfunktion und eine Blinklicht-Lichtfunktion betrachtet. Die erste Lichtquelle ist dann zum Beispiel eine weißes Licht abstrahlende Lichtquelle und die zweite Lichtquelle ist dann zum Beispiel eine gelbes Licht abstrahlende Lichtquelle. Mit der gelbes Licht abstrahlenden Lichtquelle wird die Blinklicht-Lichtfunktion verwirklicht und mit der weißes Licht abstrahlenden Lichtquelle wird die Tagfahrlicht-Lichtfunktion verwirklicht. Beide Lichtquellen werden nur alternativ zueinander eingeschaltet, so dass sie den Reflektor nicht gleichzeitig beleuchten. Bei eingeschalteter erster Lichtquelle erscheint der Reflektor insgesamt als weiß leuchtende Fläche, obwohl tatsächlich nur die Hälfte seiner Fläche das weiße Licht der ersten Lichtquelle zum Betrachter reflektiert. Es reicht dann aus, wenn der Reflektor insgesamt die für die Tagfahrlichtfunktion vorgeschriebene Mindestgröße aufweist, obwohl tatsächlich nur die Hälfte seiner Fläche Licht abstrahlt. Wenn nur die zweite Lichtquelle eingeschaltet wird, erscheint der Reflektor insgesamt als in gelber Farbe leuchtende Fläche. Auch hier gilt, dass der Betrachter die Fläche insgesamt als leuchtend wahrnimmt, obwohl auch hier tatsächlich nur die zweiten Facetten und damit nur etwa die Hälfte der tatsächlich vorhandenen reflektierenden Fläche leuchtet.
Insgesamt lassen sich hier also die Tagfahrlicht-Lichtfunktion und die Blinklicht-Lichtfunktion mit demselben Reflektor verwirklichen, was die angestrebte Bauraumersparnis liefert. Dies gilt losgelöst von diesem speziellen Beispiel einer Tagfahrlicht-Lichtfunktion und einer Blinklicht-Lichtfunktion für beliebige andere Kombinationen von Lichtfunktionen, die verschiedenfarbiges Licht erfordern. Es versteht sich aber auch, dass der Reflektor auch mit zwei Lichtquellen beleuchtet werden kann, die gleichfarbiges Licht abgeben. Damit wird die Helligkeit verdoppelt, was für Lichtfunktionen mit hohem Lichtstrombedarf von Vorteil ist. Beispiele von Lichtfunktionen mit einem vergleichsweise hohen Lichtstrombedarf sind das Bremslicht, das Tagfahrlicht und das Rückfahrlicht.
4 zeigt ein Prisma 10, dessen erste Facetten 14 mit einem ersten parallelen Lichtbündel 22 einer ersten Lichtquelle beleuchtet werden und dessen zweite Facetten 16 gleichzeitig mit einem parallelen zweiten Lichtbündel 30 einer zweiten Lichtquelle beleuchtet werden. Dabei wird hier vorausgesetzt, dass in beiden Lichtbündeln Licht mit gleicher Lichtfarbe und gleicher Intensität propagiert. Damit wird auch bei einer Vielzahl aufeinander folgender Facetten eine geschlossen hell leuchtende Reflektorfläche erzielt, die auch beim Betrachten aus nächster Nähe als gleichmäßig hell leuchtende Fläche erscheint.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Reflektors 4, der die beschriebenen Prismen 10 aufweist. Der Reflektor 4 ist hier insbesondere so ausgerichtet, dass sich in der y-Richtung erste und zweite Facetten in der Abfolge abwechseln und bei dem sich die Facetten in einer weiteren Raumrichtung, die hier lediglich beispielhaft die x-Richtung ist, über die gesamte Länge des Reflektors erstrecken, so dass sich in der bereits genannten y-Richtung gewissermaßen eine Abfolge von parallelen Rinnen ergibt und dass der Reflektor 1 einem Wellblech ähnelt.
6 zeigt einen Umriss einer vom Gesetzgeber geforderten Signallicht-Lichtverteilung 34 eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Lichtverteilung zeichnet sich durch eine horizontale Breite aus, die einen Winkelbereich von +/–20° in der horizontalen Breite und eine vertikale Ausdehnung über einen Winkelbereich von +/–10° einschließen. In diesen Winkelbereichen muss die Helligkeit vorgegebene Mindestwerte und Höchstwerte einhalten, um einerseits in allen Verkehrssituationen eine ausreichende Signalwirkung zu erzielen und andererseits eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer weitestgehend auszuschließen.
7 zeigt eine weitere Ausgestaltung, die sich durch die Form der reflektierenden Flächen der ersten und zweiten Facetten vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Die gepunktet dargestellten Konturen der Prismenflächen entsprechen dabei den ebenen Prismenflächen des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied dazu weist die weitere Ausgestaltung konkave Konturen der Flächen der Facetten auf, was in der 7 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist. Mit der konkaven Ausgestaltung werden aus den parallelen Lichtbündeln, die von den Lichtquellen her einfallen, auseinander laufende Lichtbündel erzeugt, die einen Öffnungswinkel von zwei mal α aufweisen. Der Winkelbereich zwei mal α wird bestimmt durch einen Krümmungsradius der konkaven ersten Seitenflächen 14, bzw. der zweiten Seitenflächen 16. Dies wird weiter unten unter Bezug auf insofern vergleichbare konvexe Facettenflächen noch näher ausgeführt.
Neben zylindrischen oder kreisabschnittförmigen Querschnitten der Facettenflächen sind auch Facettenflächen mit elliptischem Querschnitt oder Freiformflächen möglich. Denkbar ist auch die Annäherung der Form der Facettenflächen an die konkave Form durch Aneinanderreihung ebener Facettenabschnitte, wobei eine Gesamtheit ebener Facettenabschnitte jeweils eine erste Facettenfläche 14 und/oder eine zweite Facettenfläche 16 bildet. Außerdem ist es möglich, dass die Facetten als konkave, kreisförmige oder elliptische Flächen ausgestaltet sind. Je nach Ausgestaltung können alle ersten Facettenflächen 14 untereinander gleich sein oder aber unterschiedliche Gestalt und Größe aufweisen. Dies gilt analog auch für die zweiten Facettenflächen 16. Durch diese Ausgestaltungen lassen sich insbesondere die Streurichtungen gezielt an die Erfordernisse einer regelkonformen Lichtverteilung anpassen.
Mit der Streuwirkung von solchen konkaven Facetten lässt sich das parallele Lichtbündel 22, das von der ersten Lichtquelle 2 her auf die Facetten einfällt, insbesondere gezielt so aufweiten, dass es die für eine regelkonforme Lichtverteilung erforderliche Winkelbreite sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung aufweist. Dies gilt analog für das parallele Licht 30, das von der zweiten Lichtquelle 3 her auf die Facetten 16 einfällt.
Während konkave Seitenflächen, wie sie anhand von 7 erläutert worden sind, unproblematisch zur Streuung von parallelem Licht 22 im Reflektor eingesetzt werden können, ergibt sich bei der Verwendung konvexer Seitenflächen das folgende, anhand von 8 erläuterte Problem.
8 zeigt insbesondere ein Prisma 10 mit konvexer erster Facettenfläche 14. Ein benachbartes Prisma weist der Übersichtlichkeit halber ebene Facettenflächen 14 und 16 auf. Ein Teil 36 des zunächst in Richtung zur zweiten Facettenfläche propagierenden Lichtes 30 wird durch die konvexe erste Facettenfläche 14 des Prismas 10 in unerwünschte Richtungen gestreut, die durch die Pfeile 38 repräsentiert werden. Für einen Betrachter, der sich innerhalb des abgestrahlten Lichtbündels 37 befindet und der auf die Leuchte schaut, entsteht dadurch neben der konvexen Seitenfläche 14 ein Schattenbereich 40. Diese Abschattung bewirkt, dass das abgeschattete Licht nicht zu der gewünschten Lichtverteilung beiträgt, was die Effizienz der Beleuchtungseinrichtung nachteilig beeinflusst.
9 zeigt eine Ausgestaltung eines Prismas des Reflektors. Die zu Lichtverlusten führende Streuung in die Richtungen 38 der 8 wird bei dieser Ausgestaltung durch eine spezifische Wahl eines Prismenwinkels µ* zwischen der ersten Seitenfläche 14 und der Basis 18 vermieden. Die 9 zeigt aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine gerade verlaufende Grundlinie 41 der eigentlich konvexen Facettenfläche 14. Die Grundlinie 41 ist parallel zu der ebenen Facettenfläche 14. Der Prismenwinkel µ* wird durch die folgende Gleichung festgelegt: µ* = 30° + α:6
In dieser Gleichung steht α für den gewünschten maximalen horizontalen Streuwinkel des reflektierten Lichtes 37. Der Streuwinkel α beschreibt die horizontale Auslenkung des reflektierten Lichtes gegenüber der Hauptabstrahlrichtung 7. Der Teil 36 aus 8 geht hier nicht verloren.
Damit sich der gewünschte Streuwinkel α einstellt, muss das einfallende Licht 30 an einer konvexen Fläche reflektiert werden, die sich unter einem Tangentenwinkel α/2 von der Grundlinie 41 weg wölbt. Der Tangentenwinkel α/2 wird zwischen der Grundlinie 41 und einer Tangente 44 an die Wölbung, welche Tangente durch einen Scheitel 46 des Prismas 10 geht, aufgespannt. Der Scheitel 46 wird durch den Schnittpunkt der ersten Facette 14 mit der zweiten Facette 16 gebildet.
Die 10 zeigt Prismen 10, deren erste Facetten 14 und zweite Facetten 16 eine konvexe Wölbung 48 aufweisen. Die reflektierten Lichtstrahlen 37 weisen einen Streuwinkel α von bis zu 40° gegen die z-Achse auf. Der Prismenwinkel µ* hat nach der oben angegebenen Gleichung den Wert 36,6°. Die konvexe Wölbung 48 der ersten Facettenfläche 14 des rechten Prismas wird von den unter dem Tangentenwinkel α/2 = 20° gegen die erste Facettenfläche 14 einfallenden Lichtstrahlen 30 nicht getroffen.
Aus der 10 ist ersichtlich, dass nur etwa 2/3 der zweiten Facettenfläche 16 vom einfallenden Licht 30 der zweiten Lichtquelle 3 getroffen werden. Die vom einfallenden Licht 30 getroffenen Flächen sind die unterhalb des Scheitels 46 an den Scheitel angrenzenden Flächen. Ein dazu komplementär anschließender Teil der Facettenfläche 14 liegt im Schatten des davor angeordneten Prismas und wird deshalb vom einfallenden Licht 30 nicht beleuchtet.
Aus der Streuung des Lichtes an der konvexen zweiten Facette 16 des linken Prismas resultiert eine unsymmetrische Lichtverteilung. Das ist darauf zurückzuführen, dass das einfallende Licht 30 in unterschiedlich große Winkelbereiche gestreut wird. So werden beispielsweise Lichtstrahlen, die auf einen Teil der zweiten Facettenfläche 16 des linken Prismas 10 treffen, der weiter vom Scheitel des linken Prismas 10 entfernt liegt, in einen kleineren Winkelbereich 31 gestreut als Lichtstrahlen, die näher an dem Scheitel 46 des linken Prismas 10 auf die zweite Facettenfläche 16 treffen. Die resultierende Helligkeit ist daher in dem kleineren Winkelbereich 31 größer als in dem resultierenden größeren Winkelbereich 33. Dies ist im Prinzip ein Nachteil, weil ein möglichst homogen helles Erscheinungsbild angestrebt wird. In den 7 bis 10 werden jeweils Ausgestaltungen mit höchstens einer konkaven oder konvexen Streufläche pro Facette betrachtet. In bevorzugten weiteren Ausgestaltungen weist wenigstens eine Facette mehrere konvexe oder mehrere konkave Streuflächen auf.
Bei der bisher beschriebenen Anordnung ist der Reflektor senkrecht zur z-Richtung (Fahrtrichtung oder entgegengesetzt zur Fahrtrichtung) ausgerichtet. Dann liegen seine Flächennormalen alle parallel zu der Fahrbahn, also parallel zur y-z-Ebene. Unter der Voraussetzung, dass die Hauptabstrahlrichtung des Reflektors auch in der y-z-Ebene liegt, müssen dann auch die Haupteinstrahlrichtungen, aus denen der Reflektor beleuchtet wird, in einer zur y-z-Richtung parallelen Richtung liegen, da einfallender Strahl, Lot und reflektierter Strahl immer in einer Ebene liegen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Reflektor um einen Winkel β zur vertikalen x-Richtung um die y-Achse herum gekippt angeordnet. Die Anordnung ist bevorzugt so, dass der Reflektor oben in Abstrahlrichtung gekippt ist. Dann zeigen die Flächennormalen der Facetten des Reflektors nicht mehr in die Abstrahlrichtung, sondern sie zeigen in eine zur Abstrahlrichtung um den Winkel β geschwenkte Richtung. Damit der Reflektor auch in der gekippten Anordnung in die z-Richtung abstrahlt, muss er aus einer veränderten Richtung beleuchtet werden. Die veränderte Richtung ist aufgrund des Reflexionsgesetzes dadurch definiert, dass die Haupteinstrahlrichtung für die Beleuchtung des Reflektor um den Winkel zwei mal β gegenüber der y-z-Ebene (insbesondere: um die y-Richtung herum) verschwenkt ist. Bei der oben nach vorn erfolgenden Kippung des Reflektors müssen die Lichtquellen also entsprechend weiter unten angeordnet werden.
Dadurch können sie zum Beispiel für einen Betrachter, der von einer in der Abstrahlrichtung liegenden Position in die Beleuchtungseinrichtung hineinblickt, hinter einem Abdeckrahmen oder hinter anderen Bauteilen verdeckt angeordnet sein, was das Erscheinungsbild der Beleuchtungseinrichtung verbessert. Die nach vorn gekippte Anordnung bewirkt ferner eine Verringerung der Höhe des Einbauraums, die für den Reflektor freigehalten werden muss, was gestalterische Freiheitsgrade eröffnet. In der Ebene, in der der einfallende Strahl, das Lot und der reflektierte Strahl letztlich liegen, werden die weiter oben beschriebenen Winkel µ bzw. µ* unverändert beibehalten. Diese Winkel sind von der Anordnung des Reflektors in Bezug auf seinen Winkel mit der Vertikalen unabhängig.
11 veranschaulicht eine Ausgestaltung, bei der der Reflektor in eine Vielzahl von optisch wirksamen Teilflächen 50 (Teilprismen) aufgeteilt ist, die durch optisch nicht wirksame Teilflächen 51 miteinander verbunden sind.
11 ist eine Ansicht aus einer Position, bei der sich der Betrachter in der Hauptabstrahlrichtung z befindet und von dort auf den Reflektor blickt. Im Unterschied zum Gegenstand der 5 sind die Facetten 14 und 16 der einzelnen Prismen hier durch die optisch nicht wirksamen Teilflächen 51 unterbrochen. Jede Facette steht senkrecht auf der Winkelhalbierenden zwischen einfallendem Licht und dem horizontal, in z-Richtung reflektiertem Licht. Die Teilflächen 50 sind also um β/2 gegen die Vertikale (x-Achse) geneigt. Die optisch nicht wirksamen Teilflächen liegen im Schatten zwischen den Flächen 50.
Jedes Teilprisma stellt gewissermaßen einen kleinen Reflektor dar, der in der oben beschriebenen Weise um die y-Achse herum oben nach vorn gekippt angeordnet ist, so dass er jeweils mit der Vertikalen den oben erläuterten Winkel β einschließt. Die gestrichelten Linien stellen von der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle her einfallende Strahlen dar. Die einzelnen optisch wirksamen Teilflächen sind Matrix-artig in Zeilen und Spalten angeordnet.
12 zeigt eine Zeile aus der 11 von oben zusammen mit einem von der ersten Lichtquelle her einfallenden Strahl 22 und dem zugehörigen reflektierten Strahl 20 sowie mit einem von der zweiten Lichtquelle her einfallenden Strahl 30 und dem zugehörigen reflektierten Strahl 20.
13 zeigt eine perspektivische Darstellung des Reflektors 4 aus der 11 zusammen mit einem von der ersten Lichtquelle her einfallenden Strahl und dem zugehörigen reflektierten Strahl sowie mit einem von der zweiten Lichtquelle her einfallenden Strahl und dem zugehörigen reflektierten Strahl.
Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Abstrahlung des reflektierten Lichts 20 in horizontaler Richtung erzielen, in dem sowohl die Flächen 50 als auch der Reflektor 32 so geneigt sind, dass die Summe ihrer jeweiligen Neigungswinkel gegen die Vertikale der erläuterten Winkelwert β/2 ergibt.
Eine weitere Ausführungsform ergibt sich, wenn der Reflektor aus den 11, 12 und 13 um die y-Achse gekrümmt wird. Die Einhüllende der Teilflächen 52 liegt dann nicht, wie es in 13 dargestellt ist, in einer zur x-y-Ebene parallelen Ebene, sondern auf einer gekrümmten Basisfläche. Bedingt durch die Krümmung der Basisfläche weisen die optisch nicht wirksamen Abschnitte dann unterschiedliche Größen auf.
Die gekrümmte Basisfläche kann entweder konkav oder konvex gekrümmt sein. Solange die einzelnen Teilflächen parallel zueinander ausgerichtet sind und den gleichen Winkel β/2 mit der Vertikalen einschließen, wird das optische Verhalten des Reflektors durch die Krümmung nicht beeinflusst. Die Möglichkeit, die genannte Einhüllende eben, konkav oder konvex auszugestalten, eröffnet entsprechende gestalterische Freiheiten.
14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Merkmale der Erfindung aufweisenden Reflektors 32. Der Reflektor 32 ist hier senkrecht zur Abstrahlrichtung z liegend angeordnet. Die x-y-Ebene liegt in der Zeichnungsebene. Die z-Achse zeigt zum Betrachter hin. Der Reflektor umfasst eine Vielzahl nebeneinander liegender Prismen 10. Oberkanten 54 der Prismen 10 erstrecken sich in der x-Richtung. Die Oberkanten 54 erscheinen in der Draufsicht als Geraden und weisen in der x-z-Ebene ein wellenförmiges oder sinusartiges Profil auf. Weil die Forderung nach einem konstanten Anstellwinkel μ weiterhin gilt, ergibt sich daraus, dass die ersten Seitenflächen/Facetten 14 und die zweiten Seitenflächen/Facetten 16 in ihrer Erstreckung längs der x-Achse in einer Art aneinander angrenzen, bei der ihre Grenzlinien oder Basiskanten 56 ebenfalls einen wellenförmigen Verlauf aufweisen. Die Flächennormale 24 der Seitenflächen/Facetten 14, 16 weisen dann in fast allen Punkten der Facetten (genauer: in allen Punkten außer den Wellentälern und Wellenbergen, die als solche waagerechte Tangenten aufweisen) eine x-Komponente auf. Daher erhält das in der y-z-Ebene unter dem Winkel μ eingestrahlte Licht 22 bei der Reflexion an der Seitenfläche eine x-Komponente aufgeprägt. Dies ergibt sich daraus, dass einfallender Strahl, Lot und reflektierter Strahl immer in einer Ebene liegen. Als Folge wird das reflektierte Licht in der x-Richtung gestreut. Weil die x-Komponente der Flächennormalen 24 längs der x-Achse wellenartig variiert, variiert der Streuwinkel ebenfalls wellenartig in der x-Richtung.
15 zeigt den Reflektor 32 aus der 14 in einer perspektivischen Darstellung. Die in der x-z-Ebene wellenförmig verlaufenden Oberkanten 54 der Prismen 10 sind hier deutlich zu erkennen. Der wellenförmige Verlauf der Oberkanten 54, bedingt, wie vorangehend beschrieben, den in der xy-Ebene wellenförmigen Verlauf der Basiskanten 56 zwischen den Prismen 10.
15b zeigt den Reflektor 32 aus der Perspektive einer ersten Lichtquelle, also aus der Richtung des einfallenden Lichts 22. In 15 ist zu erkennen, dass benachbarte Oberkanten 54 wellenförmige Verläufe aufweisen, wobei benachbarte Oberkanten in x-Richtung eine Phasenverschiebung zueinander aufweisen. Wenn eine Oberkanten 54 an einem Punkt (x-Wert) einen Hochpunkt aufweist (konvex gekrümmt ist), weisen die beiden benachbarten Oberkanten 54 mit der gleichen x-Koordinate einen Tiefpunkt (konkave Krümmung) auf. Weist dagegen eine Oberkante 54 bei einer x-Koordinate einen Tiefpunkt auf, so weisen umgekehrt die beiden benachbarten Oberkanten 54 bei dieser x-Koordinate einen Hochpunkt auf.
Entsprechend verhalten sich die Steigungen. Weist eine Oberkante 54 bei einer x-Koordinate eine negative Steigung auf, so besitzen die beiden benachbarten Oberkanten 54 bei der gleichen x-Koordinate eine positive Steigung, und umgekehrt. Dadurch werden die Oberkanten 54 für das einfallende Licht 18 zur Schattengrenze für das in y-Achsenrichtung nachfolgende Prisma 10.
Die anhand der vorangehenden 13, 14 und 15 erläuterten Mechanismen führen zu Erscheinungsbildern des beleuchteten Reflektors, wie sie in den nachfolgenden 16 und 17 dargestellt sind.
16 zeigt den Reflektor 32 aus den 13 bis 15 für einen Betrachter, der sich in der Hauptausbreitungsrichtung z befindet und in den Reflektor hineinschaut, bei einer Beleuchtung mit Licht der ersten Lichtquelle. Der Betrachter blickt also parallel zur z-Achse auf den Reflektor 32. Das einfallende Licht 22 trifft unter Einhaltung des Einfallwinkels μ von links auf die erste Seitenflächen 14. Nur die schraffiert dargestellten hellen Bereiche 58 strahlen den Betrachter an.
17 zeigt den gleichen Reflektor 32 wie die vorangehende 16. Das einfallende Licht der ersten Lichtquelle trifft genau wie in 16 von links auf die ersten Seitenflächen 14. Im Gegensatz zu 16 blickt der Betrachter jedoch nicht parallel zur z-Achse auf den Reflektor 32, sondern von schräg oben.
Die 18 zeigt einen Querschnitt des Reflektors 32 aus der 15. Der Schnitt erfolgt dabei parallel zur y-z-Ebene längs der Linie 18-18 in der 15. Deutlich zu erkennen ist, dass benachbarte Prismen 10 in einem solchen Querschnitt jeweils unterschiedliche Höhen h aufweisen. Die unterschiedlichen Höhen h sind auf den vorab anhand von 15 erläuterten Umstand der alternierend wellenförmigen Verläufe von benachbarten Oberkanten 54 zurückzuführen.
Zusätzlich können auch ebene Facettenflächen durch gewölbte Facettenflächen ersetzt werden, um eine Horizontalstreuung zu erreichen. In diesem Zusammenhang wird auf die 7 und 8 und die zugehörigen Beschreibungsseiten verwiesen, in denen es um gewölbte Facetten geht.
Die vorangehend erläuterten Ausführungsformen des Reflektors 32 weisen Prismen 10 auf, die über zwei Seitenflächen 14 und 16 verfügen, und deren Oberkante 54 sich im Wesentlichen entlang der x-Achse erstreckt. Im Gegensatz dazu ist der in den 19 und 20 dargestellte Reflektor 60 aus einer Vielzahl von Polyedern 62 zusammengesetzt.
19 zeigt den Reflektor 60 aus einer Position, die in der Hauptabstrahlrichtung z des Reflektors liegt. 20 zeigt den Reflektor 60 von oben.
Jeder Polyeder 62 weist eine regelmäßig sechseckige Grundfläche und drei Seitenflächen 64, 66, 68 auf, die jeweils eine Parallellogrammform besitzen. Alle drei Seitenflächen 64, 66, 68 sind gegenüber der Grundfläche, die hier in der Zeichnungsebene liegt, mit dem Anstellwinkel μ von 30° angestellt und sind dadurch geeignet, das unter einem Einfallswinkel von 30° auf eine der Seitenflächen 64, 66, 68 einfallende parallele Licht 22, 30, 68 senkrecht zur Grundfläche 60, beziehungsweise in Richtung der z-Achse, das heißt im Falle der Verwendung des Reflektors 32 in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer, parallel zur Fahrtrichtung, zu reflektieren. Auf diese Weise ist es möglich, Licht 22, 30, 68, das von drei unterschiedlichen, zueinander versetzt angeordneten Lichtquellen auf den Reflektor 32 trifft, als reflektiertes Licht 20 parallel zur z-Achse zu reflektieren. Der Reflektor 60 kann daher zur Verwirklichung von drei Lichtfunktionen dienen. 19 zeigt insbesondere drei Lichtstrahlen, von denen jeweils einer auf eine von drei Seitenflächen/Facetten eines Polyeders des Reflektors trifft, und die von dort jeweils senkrecht zur Zeichnungsebene auf den sich in der Hauptabstrahlrichtung befindenden Betrachter reflektiert werden.
Durch die Geometrie bestimmen sich die Innenwinkel des Seitenflächen 62 an einer Spitze 64 der Polyeder 58 zu 112,62° beziehungsweise zu 180° – 112,62° = 67,38° an der Grundfläche 60.
Daraus lässt sich ableiten, dass die drei Lichtquellen um jeweils 112,62° zueinander versetzt um die z-Achse angeordnet sein müssen, so dass jede Lichtquelle jeweils eine der Seitenflächen 64, 66, 68 beleuchtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7530712 B2 [0002]
US 4929866 [0003]

Claims

Beleuchtungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Lichtquelle (2) und mit einer zweiten Lichtquelle (3) sowie mit einem Reflektor (4), der erste Facetten (14) aufweist, die der ersten Lichtquelle zugewandt sind und der zweite Facetten (16) aufweist, die der zweiten Lichtquelle zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Facetten und die zweiten Facetten längs einer Raumrichtung so angeordnet sind, dass jeweils zwei zweite Facetten durch eine zwischen ihnen liegende erste Facette voneinander getrennt sind und dass jeweils zwei erste Facetten durch eine zwischen ihnen liegende zweite Facette voneinander getrennt sind und wobei die ersten Facetten und die zweiten Facetten einen Winkel miteinander einschließen und wobei die Facetten und die Lichtquellen so angeordnet sind, dass die ersten Facetten auf sie einfallendes Licht (22) der ersten Lichtquelle und die zweiten Facetten auf sie einfallendes Licht (30) der zweiten Lichtquelle jeweils in vorbestimmte Winkelbereiche einer regelkonformen Signallichtverteilung reflektieren.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes optisches Element (8), das von der ersten Lichtquelle ausgehendes Licht parallelisiert und das parallelisierte Licht auf den Reflektor richtet und durch ein zweites optisches Element, das von der zweiten Lichtquelle ausgehendes Licht parallelisiert und das parallelisierte Licht auf den Reflektor richtet.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine erste Facette mit jeweils einer zweiten Facette ein gleichseitiges Prisma (10) bildet, wobei der vorbestimmte Winkel 60° beträgt, so dass ein Anstellwinkel (μ) zwischen der ersten Facette (14) und einer gedachten Prismenbasisfläche (18) 30° beträgt und wobei ein Einfallswinkel (δ) des parallelisierten Lichtes der ersten Lichtquelle zu einer Flächennormalen (24) der ersten Facette (14) mit dem Anstellwinkel (μ) und mit dem Einfallswinkel (δ) des parallelisierten Lichtes der zweiten Lichtquelle zu einer Flächennormalen () der zweiten Facette (14) übereinstimmt.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Fläche der ersten Facette und die reflektierende Fläche der zweiten Facette jeweils eine ebene Fläche ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der ersten Facette (14) und/oder die die Fläche der zweiten Facette eine konvexe Wölbung aufweist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anstellwinkel (μ*) zwischen einer Facette und einer gedachten Prismenbasisfläche (18) für eine konvex gewölbte Facette den Wert der Summe aus einem Wert von 30° und einem Sechstel eines maximalen Streuwinkels α besitzt, der doppelt so groß ist wie der größte Winkel zwischen der Tangente an die konvexe Wölbung und einer gedachten, ebenen Facette, die an der Stelle der gewölbten Facette angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (60) aus einer Vielzahl von Polyedern (62) zusammengesetzt ist, jeder Polyeder verfügt über eine Grundfläche die als gleichseitiges Sechseck ausgeführt ist und drei Mantelflächen die als Parallelogramm ausgeführt sind, wobei jeder der Mantelflächen mit der Grundfläche den Anstellwinkel einschließt.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Facetten in einer zur Hauptabstrahlrichtung 7 senkrechten Richtung (y) nur so groß ist, dass der menschliche Sehsinn den Hell-Dunkel-Wechsel aus einer Entfernung von wenigen Metern, insbesondere aus einer Entfernung, die größer als ein bis zwei Meter ist, nicht mehr auflöst und statt einer Abfolge heller oder dunkler Streifen nur noch eine geschlossen hell leuchtende Fläche wahrnimmt.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Abstand kleiner als 1,5 cm ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen Licht gleicher Farbe abgeben.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen Licht verschiedener Farbe abgeben und dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Reflektor zu einer Zeit immer nur mit Licht einer Farbe zu beleuchten.