Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte zur Erzeugung einer Leuchtenfunktion mit einer vorgegebenen Lichtverteilung in einer Hauptabstrahlrichtung, umfassend eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht und einen Reflektor zum Bündeln zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts. The present invention relates to a motor vehicle lamp for producing a luminaire function having a predetermined light distribution in a main emission direction, comprising a light source for emitting light and a reflector for bundling at least part of the emitted light.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung zur Erzeugung einer Leuchtenfunktion mit einer vorgegebenen Lichtverteilung, umfassend mehrere neben- und/oder übereinander angeordnete Kraftfahrzeugleuchten. In addition, the invention relates to a motor vehicle lighting arrangement for generating a luminaire function with a predetermined light distribution, comprising a plurality of juxtaposed and / or superposed motor vehicle lights.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Kraftfahrzeugleuchten zur Erzeugung unterschiedlicher Leuchtenfunktionen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Eine solche Leuchtenfunktion kann bspw. ein Begrenzungs- oder Positionslicht, ein Blinklicht, ein Rücklicht, ein Rückfahrlicht, ein Seitenmarkerlicht oder ein Tagfahrlicht sein. Abhängig von der zu erzeugenden Leuchtenfunktion kann die Leuchte an der Vorderseite oder der Rückseite eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Wenn die Leuchte zur Realisierung einer Sidemarker- oder einer seitlichen Blinklichtfunktion dient, kann sie auch seitlich am Kraftfahrzeug angeordnet sein. Dabei kann die Leuchte in einem eigenen Leuchtengehäuse oder zusammen mit anderen Leuchten- und/oder Scheinwerfermodulen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Various motor vehicle lights for generating different lighting functions of a motor vehicle are known from the prior art. Such a lighting function may be, for example, a limiting or position light, a flashing light, a tail light, a reversing light, a side marker light or a daytime running light. Depending on the luminaire function to be generated, the luminaire can be arranged on the front or the rear of a motor vehicle. If the light is used to realize a sidemarker or a side flashing light function, it can also be arranged laterally on the motor vehicle. In this case, the luminaire can be arranged in a separate luminaire housing or together with other luminaire and / or headlamp modules in a common housing.
Ein Beispiel für eine aus dem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeugleuchte ist in 2 gezeigt. Die bekannte Leuchte ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie umfasst einen rotationssymmetrischen Paraboloidreflektor 2, dessen Rotationsachse mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Die Achse 3 ist in Richtung horizontal = 0° und vertikal = 0° gerichtet. In einem Scheitel des Reflektors 2 ist eine Öffnung 4 ausgebildet, durch die von einer Leuchtdiode 5 ausgesandtes Licht in das Innere des Reflektors 2 gelangt, um zumindest teilweise an einer Reflexionsfläche des Reflektors 2 reflektiert zu werden. Eine lichtemittierende Fläche der Leuchtdiode 5 ist in einem Brennpunkt des Reflektors 2 angeordnet. Das von der Leuchtdiode 5 ausgesandte und gegebenenfalls von dem Reflektor 2 reflektierte Licht wird in eine Hauptabstrahlrichtung 6 ausgesandt, die parallel zu der Achse 3 verläuft. Da die Leuchtdiode 5 Licht nur in einen 180°-Halbraum in Richtung 6 abgibt, ist die Öffnung 4 relativ groß ausgebildet, damit möglichst viel abgegebenes Licht in das Innere des Reflektors 2 gelangt. Ein seitlicher und oberer Beschnitt entlang eines vorderen Rands des Reflektors 2 ergibt sich, weil in der Nachbarschaft zu dem Reflektor 2 weitere Reflektoren angeordnet sind und/oder den Bauraum begrenzende Kammer- oder Gehäusewände vorhanden sind. An example of a known from the prior art motor vehicle light is in 2 shown. The known lamp is in its entirety by the reference numeral 1 designated. It comprises a rotationally symmetrical paraboloid reflector 2 whose axis of rotation is denoted by the reference numeral 3 is designated. The axis 3 is directed towards horizontal = 0 ° and vertical = 0 °. In a vertex of the reflector 2 is an opening 4 formed by the of a light emitting diode 5 emitted light into the interior of the reflector 2 reaches at least partially on a reflection surface of the reflector 2 to be reflected. A light emitting surface of the light emitting diode 5 is at a focal point of the reflector 2 arranged. That of the LED 5 emitted and optionally from the reflector 2 reflected light becomes in a main emission direction 6 sent out, parallel to the axis 3 runs. As the light emitting diode 5 Light only in a 180 ° half-space towards 6 is the opening 4 relatively large, so that as much emitted light into the interior of the reflector 2 arrives. A side and top trim along a front edge of the reflector 2 arises because in the neighborhood to the reflector 2 further reflectors are arranged and / or the space bounding chamber or housing walls are present.
Weiterhin sind in 2 in einer Horizontalebene beispielhaft Lichtstrahlen eingezeichnet. Strahlen 7, die auf den Reflektor 2 treffen, werden parallel zur 0°/0°-Richtung 6 abgelenkt. Ein großer Anteil 8 der ausgesandten Strahlen verfehlt den Reflektor 2 jedoch. Dieser Anteil 8 könnte verringert werden, indem man den Paraboloiden in Lichtaustrittsrichtung 6 und damit in Fahrtrichtung verlängert. Für diese Aktion existieren jedoch zwei Grenzen: Einerseits muss der entsprechende Bauraum (Tiefe) in dem Leuchtengehäuse und in der Einbauöffnung der Fahrzeugkarosserie vorhanden sein. Andererseits ist es sehr schwierig, einen Reflektor 2, dessen Tiefe mehr als das 2,5-fache der lichten Öffnung am vorderen Reflektorrand beträgt, im Inneren mit einer spiegelnden Beschichtung zu bedampfen (zu verspiegeln). Somit kann der Reflektor 2 nicht beliebig in Richtung 6 verlängert werden. Einer Erhöhung der Effizienz der Leuchte 1 auf diesem Weg sind also enge Grenze gesetzt. Furthermore, in 2 For example, light beams are drawn in a horizontal plane. radiate 7 pointing to the reflector 2 meet, become parallel to the 0 ° / 0 ° direction 6 distracted. A big part 8th the emitted rays miss the reflector 2 However. This proportion 8th could be reduced by placing the paraboloid in the direction of light emission 6 and thus extended in the direction of travel. However, there are two limits to this action: On the one hand, the corresponding installation space (depth) must be present in the luminaire housing and in the installation opening of the vehicle body. On the other hand, it is very difficult to have a reflector 2 , whose depth is more than 2.5 times the clear opening at the front edge of the reflector, to vaporize (mirror) the inside with a reflective coating. Thus, the reflector 2 not random in the direction 6 be extended. An increase in the efficiency of the luminaire 1 So narrow limits are set on this way.
In 1 sind beispielhaft die gesetzlichen Anforderungen einer von der Leuchte 1 erzeugten Lichtverteilung einer beispielhaft ausgewählten Leuchtenfunktion dargestellt. In dem Beispiel wurde als Leuchtenfunktion ein Tagfahrlicht gewählt, dessen Anforderungen nach ECE-Regel 87 gegeben sind. Entsprechende gesetzliche Regelungen gibt es auch in anderen Ländern für diese oder andere Leuchtenfunktionen. Der Minimalwert der Lichtstärke des Tagfahrlichts beträgt in Richtung h = 0°/ v = 0°: 400 cd. Der Minimalwert in andere Richtungen ergibt sich als Produkt aus diesem Minimalwert im Zentrum und dem jeweils in 1 angegebenen Prozentwert (z.B. bei h = 20°/ v = 5°: 400 × 10% = 40 cd). Nach ECE-Regel 87 darf der Maximalwert von 800 cd in keiner Richtung überschritten werden. Damit die bekannte Leuchte aus 2 die in 1 dargestellten gesetzlichen Vorgaben an die Lichtverteilung erfüllen kann, muss der Reflektor 2 oder eine (nicht dargestellte) vorgelagerte Streuscheibe mit Licht streuenden Elementen versehen sein. Die streuenden Elemente können bspw. in einem Raster angeordnet und als Teile von Kugel-, Ellipsoid-, Torus- oder Freiformflächen ausgebildet sein. Wenn der Reflektor 2 mit den streuenden Elementen versehen ist, strahlt der Reflektor 2 die Lichtverteilung ab. Wenn eine Streuscheibe mit den streuenden Elementen versehen ist, erzeugt die Streuscheibe aus den achsparallelen Strahlen, die von dem Reflektor 2 kommen, die Lichtverteilung. In 1 are exemplary the legal requirements of one of the lamp 1 generated light distribution of an example selected luminaire function shown. In the example, a daytime running light was chosen as the lighting function, the requirements of ECE Rule 87 are given. Corresponding legal regulations are also available in other countries for these or other luminaire functions. The minimum value of the light intensity of the daytime running light is in the direction h = 0 ° / v = 0 °: 400 cd. The minimum value in other directions results as the product of this minimum value in the center and in each case in 1 given percentage value (eg at h = 20 ° / v = 5 °: 400 × 10% = 40 cd). According to ECE Rule 87, the maximum value of 800 cd must not be exceeded in any direction. Thus the well-known light off 2 in the 1 can comply with legal requirements for the light distribution, the reflector must 2 or a (not shown) upstream diffuser be provided with light-scattering elements. The scattering elements can, for example, be arranged in a grid and designed as parts of spherical, ellipsoidal, toroidal or freeform surfaces. If the reflector 2 is provided with the scattering elements, radiates the reflector 2 the light distribution. When a diffuser is provided with the diffusing elements, the diffuser produces the paraxial rays from the reflector 2 come, the light distribution.
3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Kraftfahrzeugleuchte 1 aus 2. Es sind drei Winkelbereiche a, b, c eingezeichnet, in denen die von der Leuchtdiode 5 ausgesandten und gegebenenfalls an dem Reflektor 2 reflektierten Strahlen 7, 8 unterschiedliche Eigenschaften haben. Der Bereich a geht in dem dargestellten Beispiel von 0° (der Hauptabstrahlrichtung 6) bis etwa 20°. Die Lichtstrahlen 8' dieses Bereichs a sind mit durchgezogener Linie gezeichnet und verfehlen zwar den Reflektor 2, gelangen aber trotzdem in den gewünschten Winkelbereich, um zur Erzeugung der Lichtverteilung beizutragen. Der Bereich b geht in dem dargestellten Beispiel von etwa 20° bis etwa 48°. Die Lichtstrahlen 8" dieses Bereichs b sind mit gestrichelter Linie gezeichnet. Sie verfehlen den Reflektor 2 und tragen nicht zur Erzeugung der Lichtverteilung bei. Der Bereich c geht in dem dargestellten Beispiel von etwa 48° bis 90°. Die Lichtstrahlen 7, die von der Leuchtdiode 5 in diesen Bereich c ausgesandt werden, sind mit gepunkteter Linie gezeichnet. Sie treffen auf den Reflektor 2 und werden bspw. mittels Streuelementen in den gewünschten Winkelbereich verteilt, um zur Erzeugung der Lichtverteilung beizutragen. 3 shows a horizontal section through the motor vehicle light 1 out 2 , There are three angle ranges a, b, c located in which the of the light emitting diode 5 emitted and optionally on the reflector 2 reflected rays 7 . 8th have different properties. The area a goes in the example shown by 0 ° (the main emission direction 6 ) to about 20 °. The rays of light 8th' this area a are drawn by a solid line and indeed miss the reflector 2 , but still reach the desired angle range to contribute to the generation of light distribution. The area b is in the illustrated example of about 20 ° to about 48 °. The rays of light 8th" this area b are drawn with a dashed line. They miss the reflector 2 and do not contribute to the generation of light distribution. The region c is in the illustrated example of about 48 ° to 90 °. The rays of light 7 from the light emitting diode 5 are sent in this area c are drawn with dotted line. They hit the reflector 2 and are, for example, distributed by means of scattering elements in the desired angular range, to contribute to the generation of light distribution.
Durch eine vorgelagerte Streuscheibe (nicht dargestellt) werden Strahlen aus dem Bereich a in den Bereich b gestreut und umgekehrt. Da die Leuchtdiode 5 unter kleinen Winkeln mehr Licht abgibt, ergibt sich insgesamt eine Verminderung der Effizienz. Der Bereich c umfasst einen großen Winkelbereich. Da jedoch die Diode 5 nach außen hin mit dem Cosinus abfallend Licht abstrahlt, trifft weniger Licht auf den Reflektor 2 als es 3 vermuten lässt. Zudem ist aus den Richtungen der Bereiche b und c ein unerwünschter direkter Blick auf die Öffnung 4 bzw. die Leuchtdiode 5 möglich. By an upstream diffuser (not shown) rays are scattered from the area a in the area b and vice versa. As the light emitting diode 5 At lower angles emits more light, resulting in an overall reduction in efficiency. The area c includes a large angle range. However, since the diode 5 radiating outwardly with the cosine falling light, meets less light on the reflector 2 when it 3 let assume. In addition, from the directions of the areas b and c is an undesirable direct view of the opening 4 or the light-emitting diode 5 possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugleuchte der eingangs beschriebenen Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass ein möglichst großer Anteil des Lichts aus den Bereichen a und b in Winkelbereiche gelenkt wird, wo dieses Licht an der Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung beitragen kann. Ziel ist es dabei, die Effizienz der Kraftfahrzeugleuchte zu verbessern und ein alternatives ästhetisches Erscheinungsbild der Leuchte bei einem Blick von außerhalb entgegen der Hauptaustrittsrichtung zu verwirklichen. The present invention has for its object to design a motor vehicle lamp of the type described above and further that the largest possible proportion of the light from the areas a and b is directed in angular ranges, where this light can contribute to the generation of the desired light distribution. The aim is to improve the efficiency of the motor vehicle light and to realize an alternative aesthetic appearance of the lamp in a view from outside against the main exit direction.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das Licht aus den Bereichen a und b in einen Lichtleiter einzukoppeln, der es in die gesetzlich vorgegebenen Bereiche der Lichtverteilung lenkt. Die Leuchte verfügt also über eine Kombination von Reflektor und Lichtleiter, um das von der Lichtquelle ausgesandte Licht zu bündeln und die gewünschte Lichtverteilung zu realisieren. Zur Erzielung der Lichtverteilung sind nicht notwendigerweise zusätzliche Streuelemente erforderlich; sie können die Wirkung des Lichtleiters jedoch ergänzen. Insbesondere wird ausgehend von der Leuchte der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugleuchte ein plattenförmiges Lichtleiterelement mit einer Lichteintrittsfläche aufweist, dessen Flächenerstreckung parallel zu der Hauptabstrahlrichtung verläuft und das derart ausgebildet und in der Leuchte angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts, das nach dem Aussenden durch die Lichtquelle nicht unmittelbar auf den Reflektor treffen würde und an der Erzeugung der Leuchtenfunktion nicht beteiligt wäre, über die Lichteintrittsfläche in das Lichtleiterelement einkoppelt, wobei das Lichtleiterelement totalreflektierende Grenzflächen, die zumindest einen Teil des eingekoppelten Lichts totalreflektieren, und eine Lichtaustrittsfläche aufweist, über die das eingekoppelte Licht gegebenenfalls nach einer Totalreflexion an einer oder mehreren Grenzflächen aus dem Lichtleiterelement auskoppelt und nach Einkopplung, Totalreflexion und/oder Auskopplung derart umgelenkt ist, dass es zur Erzeugung der Leuchtenfunktion beiträgt. To solve this problem, it is proposed to couple the light from the areas a and b in a light guide, which directs it in the legally prescribed areas of light distribution. The luminaire therefore has a combination of reflector and light guide in order to focus the light emitted by the light source and to realize the desired light distribution. To achieve the light distribution, additional scattering elements are not necessarily required; however, they can supplement the effect of the light guide. In particular, it is proposed starting from the lamp of the type mentioned that the motor vehicle light has a plate-shaped light guide element with a light entrance surface, the surface extension is parallel to the main emission and which is formed and arranged in the lamp, that at least a part of the light emitted from the light source Light, which would not directly hit the reflector after the emission by the light source and would not be involved in the generation of the luminaire function, coupled via the light entry surface in the light guide element, the light guide element totally reflecting interfaces that totally reflect at least part of the injected light, and a light exit surface over which couples the coupled light optionally after total reflection at one or more interfaces from the light guide element and after coupling, total reflection and / or coupling is deflected such that it contributes to the generation of the luminaire function.
Durch die Position und Kontur der Eintrittsfläche des Lichtleiterelements kann der Anteil des Lichts bestimmt werden, der in das Lichtleiterelement einkoppelt. Da überwiegend der Teil des Lichts in den Lichtleiter eingekoppelt wird, der für die Erzeugung der Lichtverteilung der resultierenden Leuchtenfunktion eigentlich ungenutzt bliebe, und dieses Licht nach dem Auskoppeln aus dem Lichtleiterelement zumindest teilweise zur Erzeugung der Lichtverteilung genutzt werden kann, hat die erfindungsgemäße Leuchte eine deutlich verbesserte Effizienz. The position and contour of the entrance surface of the light guide element, the proportion of the light can be determined, which couples into the light guide element. Since predominantly the part of the light is coupled into the light guide, which would actually be unused for the generation of the light distribution of the resulting luminaire function, and this light can be used at least partially for generating the light distribution after decoupling from the light guide element, the luminaire according to the invention has a clear improved efficiency.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Reflektor rotationssymmetrisch ausgebildet ist, insbesondere die Form eines Rotationsparaboloiden aufweist. Selbstverständlich können statt eines rotationssymmetrischen 360°-Reflektors auch Ausschnitte oder Sektoren eines solchen Reflektors verwendet werden. Vorzugsweise hat der Reflektor für alle Bereiche der Reflexionsfläche einen gemeinsamen Brennpunkt. Es wäre aber auch denkbar, dass der Reflektor aus Sektoren unterschiedlicher Brennweiten zusammengesetzt ist. Statt eines Paraboloiden kann die Reflexionsfläche des Reflektors auch aus einer Kugel, einem Ellipsoiden oder einer Freiformfläche bestehen. Falls gewünscht oder falls zur Erzielung einer vorgegebenen Lichtverteilung der Leuchtenfunktion erforderlich, kann die Reflexionsfläche mit Facetten versehen sein, die an jedem Ort auf der Reflexionsfläche die Ausrichtung eines Paraboloiden an derselben Stelle aufweisen. According to an advantageous embodiment of the invention it is proposed that the reflector is rotationally symmetrical, in particular has the shape of a paraboloid of revolution. Of course, instead of a rotationally symmetrical 360 ° reflector and cutouts or sectors of such a reflector can be used. Preferably, the reflector has a common focus for all areas of the reflection surface. But it would also be conceivable that the reflector is composed of sectors of different focal lengths. Instead of a paraboloid, the reflection surface of the reflector can also consist of a sphere, an ellipsoid or a freeform surface. If desired or if necessary to achieve a given light distribution of the luminaire function, the reflective surface may be provided with facets having the orientation of a paraboloid at the same location at each location on the reflective surface.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere mindestens eine Leuchtdiode, umfasst. Es ist denkbar, dass die Lichtquelle mehrere neben- und/oder übereinander angeordnete Leuchtdioden aufweist, die eine Leuchtdioden-Matrix bilden. Vorzugsweise erstrecken sich lichtemittierende Flächen mehrerer Leuchtdioden in einer gemeinsamen Ebene. Gemäß der zu realisierenden Leuchtenfunktion kann die Lichtquelle Licht einer bestimmten Farbe aussenden. Insbesondere kann die Lichtquelle rotes, gelbes (oranges) oder weißes Licht aussenden. Mehrere Leuchtdioden der Lichtquelle können Licht derselben oder unterschiedlicher Farben aussenden, so dass sich die resultierende Farbe der Lichtquelle durch additive Farbmischung ergibt. Mehrere Leuchtdioden der Lichtquelle können einzeln oder gruppenweise elektrisch angesteuert (ein- und ausgeschaltet) und/oder gedimmt werden. According to a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the light source comprises at least one semiconductor light source, in particular at least one light-emitting diode. It is conceivable that the light source has a plurality of light-emitting diodes arranged next to and / or above one another, which form a light-emitting diode matrix. Preferably, light emitting surfaces of a plurality of light emitting diodes extend in a common plane. According to the luminaire function to be realized, the light source can emit light of a certain color. In particular, the light source can emit red, yellow (orange) or white light. Several light emitting diodes of the light source can emit light of the same or different colors, so that the resulting color of the light source results from additive color mixing. Several light-emitting diodes of the light source can be individually or group-controlled electrically (switched on and off) and / or dimmed.
Vorteilhafterweise hat der Reflektor einen Scheitel mit einer Öffnung, in der die Lichtquelle angeordnet ist oder durch die zumindest ein Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts in das Innere des Reflektors gelangt. Ein Licht emittierender Bereich der Lichtquelle (z.B. eine Glühwendel einer Glühlampe, ein Lichtbogen einer Gasentladungslampe oder eine Licht emittierende Fläche einer Leuchtdiode) ist vorzugsweise in einem Brennpunkt, einer Brennpunktwolke mehrerer Brennpunkte oder auf einer Brennebene des Reflektors angeordnet. Um einen Einblick von außen (entgegen der Hauptabstrahlrichtung) in das Innere des Reflektors der Kraftfahrzeugleuchte zu verhindern, ist das Lichtleiterelement in Blickrichtung vorzugsweise vor der Lichtquelle und damit auch vor der Öffnung angeordnet. Advantageously, the reflector has a vertex with an opening in which the light source is arranged or passes through the at least part of the light emitted by the light source in the interior of the reflector. A light emitting region of the light source (e.g., a filament of an incandescent lamp, an arc of a gas discharge lamp, or a light emitting surface of a light emitting diode) is preferably disposed at a focal point, a focus cloud of multiple focal points, or at a focal plane of the reflector. In order to prevent a view from the outside (contrary to the main emission direction) into the interior of the reflector of the motor vehicle light, the light guide element is preferably arranged in the viewing direction in front of the light source and therefore also in front of the opening.
Vorzugsweise ist das Lichtleiterelement im Inneren des Reflektors mit seiner Lichteintrittsfläche der Lichtquelle zugewandt und seiner Lichtaustrittsfläche von der Lichtquelle abgewandt mit seiner Flächenerstreckung parallel zur Hauptabstrahlrichtung angeordnet. Das von dem Reflektor reflektierte Licht verläuft vorzugsweise neben dem Lichtleiterelement und trifft nicht auf dieses, um unkontrollierte Reflexionen an der Außenwandung des Lichtleiterelements zu verhindern. Das von dem Reflektor reflektierte Licht und das aus dem Lichtleiterelement ausgekoppelte Licht überlagern bzw. ergänzen sich zur Erzeugung der Lichtverteilung der resultierenden Leuchtenfunktion der Kraftfahrzeugleuchte. Preferably, the light guide element in the interior of the reflector facing with its light entrance surface of the light source and its light exit surface facing away from the light source with its surface extension arranged parallel to the main emission. The reflected light from the reflector preferably extends adjacent to the light guide element and does not impinge on it to prevent uncontrolled reflections on the outer wall of the light guide element. The light reflected by the reflector and the light coupled out of the light guide element superimpose or complement each other to produce the light distribution of the resulting luminaire function of the motor vehicle light.
Die Form und Anordnung der Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements hat eine relativ große Auswirkung auf die Effizienz der Kraftfahrzeugleuchte. Es gibt verschiedene Überlegungen, um die Lichteintrittsfläche auszulegen. So wird beispielsweise vorgeschlagen, dass die Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements derart angeordnet und eine äußere Kontur der Lichteintrittsfläche derart ausgebildet ist, dass ein von einem beliebigen Punkt entlang eines Rands der Lichtquelle ausgesandter Grenzstrahl, der einen Punkt entlang eines Rands des Reflektors verpassen würde, auf die Lichteintrittsfläche trifft. Demnach treffen die von der Lichtquelle seitlich ausgesandten Lichtstrahlen auf den Reflektor. Je steiler die Lichtstrahlen werden (je mehr sich ihre Richtung der Hauptabstrahlrichtung nähert), desto weiter vorne treffen sie auf den Reflektor. Man kann Grenzstrahlen festlegen, die gerade noch auf den vorderen Rand der Reflexionsfläche treffen. Die Lichteintrittsfläche kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass Lichtstrahlen, die noch steiler als die Grenzstrahlen sind, auf die Lichteintrittsfläche treffen und in das Lichtleiterelement eingekoppelt werden. The shape and arrangement of the light entrance surface of the light guide element has a relatively large effect on the efficiency of the automotive lamp. There are several considerations for designing the light entry surface. Thus, for example, it is proposed that the light entry surface of the light guide element be arranged and an outer contour of the light entry surface is formed such that an emitted from any point along an edge of the light source boundary beam that would miss a point along an edge of the reflector, on the light entrance surface meets. Accordingly, the light rays emitted laterally from the light source strike the reflector. The steeper the light rays become (the more their direction approaches the main emission direction), the farther they meet the reflector. You can define boundary rays that just hit the front edge of the reflection surface. The light entry surface may be formed and arranged such that light rays, which are even steeper than the boundary rays, strike the light entry surface and are coupled into the light guide element.
Die Grenzstrahlen können so definiert werden, dass ein Randpunkt der Lichtquelle und der entsprechende Randpunkt des Reflektors auf unterschiedlichen Seiten einer eine Rotationsachse des Reflektors umfassenden Mittelebene angeordnet sind. Alternativ ist es denkbar, die Grenzstrahlen so zu definieren, dass ein Randpunkt der Lichtquelle und der entsprechende Randpunkt des Reflektors auf der gleichen Seite einer eine Rotationsachse des Reflektors umfassenden Mittelebene angeordnet sind. Für theoretische punktförmige Lichtquellen wären die Grenzstrahlen in beiden Fällen identisch. The boundary rays can be defined such that an edge point of the light source and the corresponding edge point of the reflector are arranged on different sides of a center plane encompassing an axis of rotation of the reflector. Alternatively, it is conceivable to define the boundary beams so that an edge point of the light source and the corresponding edge point of the reflector are arranged on the same side of a center plane encompassing an axis of rotation of the reflector. For theoretical point light sources, the boundary rays would be identical in both cases.
In der Praxis wird man die Lichteintrittsfläche des Lichtleiterelements vorzugsweise derart anordnen und eine äußere Kontur der Lichteintrittsfläche derart ausbilden, dass sie zwischen einer ersten theoretischen Grenz-Lichteintrittsfläche, die sich nach den Überlegungen des Anspruchs 7 ergibt, und einer zweiten theoretischen Grenz-Lichteintrittsfläche, die sich nach den Überlegungen des Anspruchs 8 ergibt, liegt. In practice, the light entry surface of the light guide element will preferably be arranged in such a way and form an outer contour of the light entry surface such that it between a first theoretical boundary light entrance surface resulting from the considerations of claim 7, and a second theoretical boundary light entrance surface arises after the consideration of claim 8, is.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Lichtleiterelement ausgehend von der Lichteintrittsfläche bis zur Lichtaustrittsfläche in mindestens einer Dimension zunehmende Abmessungen aufweist. Die zunehmende Dicke des Lichtleiterelements in einer Dimension kann eine Bündelung des darin propagierten Lichts in dieser Dimension bewirken. Um eine Bündelung des eingekoppelten Lichts in zwei Dimensionen zu bewirken, wird vorgeschlagen, dass das Lichtleiterelement ausgehend von der Lichteintrittsfläche bis zur Lichtaustrittsfläche in zwei Dimensionen zunehmende Abmessungen aufweist. Voraussetzung für eine wirksame Bündelung ist allerdings, dass ein möglichst großer Anteil der eingekoppelten Lichtstrahlen mindestens einmal, vorzugsweise öfter, auf die totalreflektierenden seitlichen Grenzflächen des Lichtleiterelements trifft. Wenn bspw. der Öffnungswinkel des Lichtleiterelements in einer Dimension zu groß ist, die Abmessungen des Lichtleiters in dieser Dimension also zu schnell zunehmen, kann es vorkommen, dass ein zu geringer Anteil der eingekoppelten Lichtstrahlen auf die Grenzflächen des Lichtleiterelements trifft und/oder die Lichtstrahlen nicht oft genug auf die Grenzflächen des Lichtleiterelements treffen. Ein zu großer Öffnungswinkel des Lichtleiterelements kann also zu einer mangelnden Fokussierung führen. Eine mögliche Lösung bietet sich, indem zur Verbesserung der Fokussierung in einer Dimension der Öffnungswinkel des Lichtleiterelements in dieser Dimension verkleinert wird. Dadurch ergibt sich allerdings zunächst eine in dieser Dimension verkleinerte Lichtaustrittsfläche. It is further proposed that the light guide element has increasing dimensions starting from the light entry surface to the light exit surface in at least one dimension. The increasing thickness of the light guide element in one dimension can cause bundling of the light propagated therein in this dimension. In order to effect a bundling of the coupled-in light in two dimensions, it is proposed that the light-guide element has increasing dimensions starting from the light entry surface to the light exit surface in two dimensions. However, the prerequisite for effective bundling is that the largest possible proportion of the coupled-in light beams strike the totally reflecting lateral boundary surfaces of the light guide element at least once, preferably more often. If, for example, the opening angle of the light guide element in one dimension is too large, so increase the dimensions of the light guide in this dimension too fast, it may happen that a too small proportion of the coupled light rays impinges on the boundary surfaces of the light guide element and / or the light beams not often enough to hit the interfaces of the light guide element. Too large an opening angle of the light guide element can thus lead to a lack of focus. One possible solution is to improve the focus in one dimension, the opening angle of the Light guide element is reduced in this dimension. However, this initially results in a diminished in this dimension light exit surface.
In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass an der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiterelements ein plattenförmiges Scheibenelement mit einer Flächenerstreckung parallel zur Lichtaustrittsfläche angeordnet ist, dessen Abmessungen in der Flächenerstreckung zumindest in einer Dimension über die entsprechenden Abmessungen des Lichtleiterelements beim Übergang in das Scheibenelement hinausgehen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es also, bei Bedarf den Öffnungswinkel des Lichtleiterelements zumindest in der einen Dimension zu verringern, um eine ausreichende Fokussierung der Lichtstrahlen in dieser Dimension zu erreichen. Gleichzeitig bleibt das äußere Erscheinungsbild der Leuchte mit einer relativ großen Lichtaustrittsfläche des Lichtleiterelements erhalten, da diese nun von der Vorderseite des plattenförmigen Scheibenelements gebildet wird. Das Lichtleiterelement und das Scheibenelement sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. In this context, it is proposed that a plate-shaped disc element with a surface extension is arranged parallel to the light exit surface at the light exit surface of the light guide element whose dimensions in the surface extension at least in one dimension beyond the corresponding dimensions of the light guide element at the transition into the disc element. This configuration thus makes it possible, if necessary, to reduce the opening angle of the light guide element at least in one dimension in order to achieve sufficient focusing of the light beams in this dimension. At the same time, the outer appearance of the lamp with a relatively large light exit surface of the light guide element is maintained, since it is now formed by the front of the plate-shaped disc member. The light guide element and the disc element are preferably formed in one piece.
Besonders bevorzugt ist, wenn der Reflektor einen Scheitel mit einer Öffnung aufweist, in der die Lichtquelle angeordnet ist oder durch die das von der Lichtquelle ausgesandte Licht in das Innere des Reflektors gelangt, und wenn die Abmessungen des Lichtleiterelements beim Übergang in das Scheibenelement in der mindestens einen Dimension, in der die Abmessungen des Scheibenelements über die des Lichtleiterelements beim Übergang in das Scheibenelement hinausgehen, durch eine Projektion der entsprechenden Abmessungen der Öffnung parallel zu der Hauptabstrahlrichtung begrenzt sind. It is particularly preferred if the reflector has a vertex with an opening in which the light source is arranged or through which the light emitted from the light source passes into the interior of the reflector, and if the dimensions of the light guide element in the transition to the disc element in the at least a dimension in which the dimensions of the disc element beyond that of the light guide element in the transition into the disc element, are limited by a projection of the corresponding dimensions of the opening parallel to the main emission.
Eine Bündelung der Lichtverteilung der resultierenden Leuchtenfunktion kann dadurch weiter gesteigert werden, dass zumindest ein Teil der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiterelements zumindest in einer Dimension konvex nach außen gewölbt ist. Die Wölbung kann einen (kreis-)zylindrischen, elliptischen, hyperbolischen oder durch mehrere Stücke zusammengesetzten Querschnitt aufweisen. Besonders bevorzugt ist zumindest ein Teil der Lichtaustrittsfläche in zwei Dimensionen konvex nach außen gewölbt. Falls die Fläche in beiden Dimensionen gekrümmt ist, können Ellipsen, Kugeln, Hyperboloide, Toren oder Freiformflächen verwendet werden. Wenn das Lichtleiterelement über ein plattenförmiges Scheibenelement verfügt, kann ein Teil der Vorderseite des Scheibenelements, der dann die Austrittsfläche des Lichtleiters bildet, in der zumindest einen Dimension konvex nach außen gewölbt sein. Vorzugsweise ist die Wölbung der Lichtaustrittsfläche zumindest teilweise nach Art einer Fresnellinse gestuft ausgebildet. A bundling of the light distribution of the resulting luminaire function can be further increased by virtue of at least one part of the light exit surface of the light guide element being curved convexly outwards at least in one dimension. The curvature can have a (circular) cylindrical, elliptical, hyperbolic or composite by several pieces cross-section. Particularly preferably, at least part of the light exit surface is curved convexly outwards in two dimensions. If the surface is curved in both dimensions, ellipses, spheres, hyperboloids, gates or free-form surfaces can be used. If the optical waveguide element has a plate-shaped disc element, a part of the front side of the disc element, which then forms the exit surface of the optical waveguide, may be curved convexly outwards in the at least one dimension. Preferably, the curvature of the light exit surface is at least partially stepped in the manner of a Fresnel lens.
Bei allen bisher beschriebenen Kraftfahrzeugleuchten weisen die vom Reflektor kommenden Strahlen die Richtung h = 0° und v = 0° auf. Dies lässt sich durch Aufbringen von Streuelementen derart ändern, dass sich die gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung erzielen lässt. Um das Erscheinungsbild des Lichtleiterelements an das des Reflektors anzugleichen, kann dessen Lichtaustrittsfläche ebenfalls mit Streuelementen versehen werden. In diesem Sinne wird vorgeschlagen, dass zumindest auf einem Teil der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiterelements und/oder zumindest auf einem Teil einer Reflexionsfläche des Reflektors Streuelemente angeordnet sind. In all motor vehicle lights described so far, the rays coming from the reflector have the direction h = 0 ° and v = 0 °. This can be changed by applying scattering elements in such a way that the legally prescribed light distribution can be achieved. In order to match the appearance of the light guide element to that of the reflector, its light exit surface can also be provided with scattering elements. In this sense, it is proposed that scattering elements are arranged at least on a part of the light exit surface of the light guide element and / or at least on a part of a reflection surface of the reflector.
Als zusätzliche Randbedingung muss hier lediglich darauf geachtet werden, dass die Streuung am inneren Reflektorrand nur einseitig radial nach außen erfolgt, damit kein Licht auf das Lichtleiterelement fällt, durch das es in unerwünschte Richtungen abgelenkt werden würde. In diesem Sinne wird vorgeschlagen, dass die Streuelemente auf der Reflexionsfläche des Reflektors derart ausgebildet und angeordnet sind, dass das durch diese gestreute Licht nicht auf das Lichtleiterelement trifft. As an additional boundary condition, care must be taken here only that the scattering on the inner edge of the reflector is only radially outward on one side, so that no light falls on the light guide element, by which it would be deflected in undesired directions. In this sense, it is proposed that the scattering elements are formed and arranged on the reflection surface of the reflector in such a way that the light scattered by the latter does not strike the optical waveguide element.
Die Erfindung betrifft auch eine Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung der eingangs genannten Art, die mehrere neben- und/oder übereinander angeordnete erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchten aufweist. Die einzelnen Leuchten-Module können natürlich nicht nur horizontal nebeneinander, sondern auch übereinander oder in Form einer Matrix über- und nebeneinander angeordnet sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass Lichtleiterelemente der einzelnen nebeneinander angeordneten Kraftfahrzeugleuchten als ein gemeinsames integrales Bauteil ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind die Lichtleiterelemente an den einander zugewandten Seiten der Lichtaustrittsflächen bzw. der plattenförmigen Scheibenelemente miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass Reflektoren der einzelnen neben- und/oder übereinander angeordneten Kraftfahrzeugleuchten als ein gemeinsames integrales Bauteil ausgebildet sind. Dadurch kann die Herstellung und Montage der Leuchten-Anordnung besonders einfach, zeitsparend und kostengünstig gestaltet werden. The invention also relates to a motor vehicle lighting arrangement of the type mentioned, which has a plurality of juxtaposed and / or superimposed inventive motor vehicle lights. Of course, the individual luminaire modules can not only be arranged next to each other horizontally but also one above the other or in the form of a matrix above and next to each other. According to an advantageous development, it is proposed that optical waveguide elements of the individual juxtaposed motor vehicle lights are formed as a common integral component. Particularly preferably, the light guide elements are connected to each other on the mutually facing sides of the light exit surfaces or the plate-shaped disc elements. Alternatively or additionally, it is proposed that reflectors of the individual adjacent and / or stacked motor vehicle lights are formed as a common integral component. As a result, the manufacture and assembly of the luminaire arrangement can be made particularly simple, time-saving and cost-effective.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen: Further features and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
1 aus dem Stand der Technik bekannte gesetzlich vorgegebene Mindestanforderungen an eine Lichtverteilung einer Leuchtenfunktion; 1 legally prescribed minimum requirements for a light distribution of a luminaire function known from the prior art;
2 eine aus dem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeugleuchte in einer perspektivischen Ansicht; 2 a known from the prior art motor vehicle lamp in a perspective view;
3 die bekannte Kraftfahrzeugleuchte aus 2 in einem Horizontalschnitt; 3 the well-known motor vehicle light 2 in a horizontal section;
4 einen Horizontalschnitt durch eine schematisch dargestellte erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte mit eingezeichneten Grenzstrahlen; 4 a horizontal section through a schematically illustrated inventive motor vehicle light with marked boundary rays;
5 einen Horizontalschnitt durch eine schematisch dargestellte erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte mit anderen eingezeichneten Grenzstrahlen; 5 a horizontal section through a schematically illustrated inventive motor vehicle light with other marked boundary rays;
6 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht; 6 a motor vehicle lamp according to the invention according to a preferred embodiment in a perspective view;
7 verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte aus 6; 7 different views of the motor vehicle lamp according to the invention 6 ;
8 eine Ansicht auf die Kraftfahrzeugleuchte aus den 6 und 7 von einer Lichtquelle aus in Hauptabstrahlrichtung; 8th a view of the motor vehicle lamp from the 6 and 7 from a light source in the main emission direction;
9 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht; 9 a motor vehicle lamp according to the invention according to another preferred embodiment in a perspective view;
10 verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte gemäß 9; 10 different views of the motor vehicle lamp according to the invention 9 ;
11 eine Ansicht auf die Kraftfahrzeugleuchte aus den 9 und 10 von einer Lichtquelle aus in Hauptabstrahlrichtung; 11 a view of the motor vehicle lamp from the 9 and 10 from a light source in the main emission direction;
12 eine schematische Ansicht der Kraftfahrzeugleuchte aus den 9 und 10 in einem Horizontalschnitt; 12 a schematic view of the motor vehicle lamp from the 9 and 10 in a horizontal section;
13 einen in einem Abstand zu der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte angeordneten Messschirm mit einer darauf eingezeichneten Lichtverteilung der resultierenden Leuchtenfunktion, die von einer Leuchte gemäß der 9 bis 12 erzeugt wurde; 13 a measuring screen arranged at a distance from the motor vehicle lamp according to the invention, having a light distribution of the resulting luminaire function drawn thereon, which differs from a luminaire according to FIG 9 to 12 was generated;
14 eine schematische Ansicht der Kraftfahrzeugleuchte aus den 9 und 10 in einem Horizontalschnitt mit einer konvex gewölbten Lichtaustrittsfläche; 14 a schematic view of the motor vehicle lamp from the 9 and 10 in a horizontal section with a convexly curved light exit surface;
15 einen in einem Abstand zu der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte angeordneten Messschirm mit einer darauf eingezeichneten Lichtverteilung der resultierenden Leuchtenfunktion, die von einer Leuchte gemäß 14 erzeugt wurde; 15 a arranged at a distance from the motor vehicle lamp according to the invention measuring screen with a light distribution of the resulting luminaire function, which is characterized by a luminaire according to 14 was generated;
16 einen in einem Abstand zu der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte angeordneten Messschirm mit einer darauf eingezeichneten Lichtverteilung der resultierenden Leuchtenfunktion, die von einer Leuchte gemäß der 9 bis 12 erzeugt wurde, wobei sowohl ein Reflektor als auch eine Lichtaustrittsfläche eines Lichtleitelements mit Streuelementen versehen ist; 16 a measuring screen arranged at a distance from the motor vehicle lamp according to the invention, having a light distribution of the resulting luminaire function drawn thereon, which differs from a luminaire according to FIG 9 to 12 was generated, wherein both a reflector and a light exit surface of a light guide element is provided with scattering elements;
17 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung mit vier nebeneinander angeordneten Kraftfahrzeugleuchten; 17 a motor vehicle lamp assembly according to the invention with four juxtaposed motor vehicle lights;
18 ein Erscheinungsbild der Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung aus 17 in einem eingeschalteten Zustand aus verschiedenen Blickrichtungen; 18 an appearance of the automotive lamp assembly 17 in an on state from different directions;
19 eine asymmetrische Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und 19 an asymmetrical illumination device according to the present invention; and
20 ein Lichtleiterelement der Beleuchtungseinrichtung aus 19 im Detail. 20 a light guide element of the illumination device 19 in detail.
1 zeigt gesetzlich vorgegebene Anforderungen an eine Lichtverteilung einer von einer Kraftfahrzeugleuchte erzeugten Leuchtenfunktion. Die in 1 gezeigte Lichtverteilung entspricht einem Tagfahrlicht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Kraftfahrzeugleuchten zur Erzeugung eines Tagfahrlichts beschränkt. Die erfindungsgemäße Leuchte kann auch beliebig andere Leuchtenfunktionen erzeugen. 1 shows legally prescribed requirements for a light distribution of a luminaire function generated by a motor vehicle luminaire. In the 1 shown light distribution corresponds to a daytime running light. However, the present invention is not limited to automotive lights for producing a daytime running light. The luminaire according to the invention can also produce any other luminaire functions.
In den 2 und 3 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Kraftfahrzeugleuchte 1 mit einem Reflektor 2 in Form eines Rotationsparaboloids dargestellt. Die bekannte Leuchte 1 weist eine relativ schlechte Effizienz auf. Mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte soll die Effizienz verbessert werden, indem bisher ungenutzte Lichtstrahlen ebenfalls zur Erzeugung der Lichtverteilung herangezogen werden. In the 2 and 3 is a known from the prior art motor vehicle lamp 1 with a reflector 2 represented in the form of a paraboloid of revolution. The well-known light 1 has a relatively poor efficiency. With the motor vehicle lamp according to the invention, the efficiency is to be improved by previously unused light beams are also used to generate the light distribution.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen möglichst großen Anteil des von einer Lichtquelle 5 (vergl. 3) der Leuchte 1 ausgesandten Lichts aus den Bereichen a und b in ein Lichtleiterelement 11 (vergl. 6) einzukoppeln, das geeignet ist, die eingekoppelten Lichtstrahlen in einen gesetzlich vorgegebenen Bereich der Lichtverteilung zu lenken und somit die Effizienz und die Anmutung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte 10 zu verbessern. An essential aspect of the present invention consists in the largest possible proportion of that of a light source 5 (Comp. 3 ) of the lamp 1 emitted light from the areas a and b in a light guide element 11 (Comp. 6 ), which is suitable for directing the coupled light beams in a legally prescribed range of light distribution and thus the efficiency and the appearance of the motor vehicle lamp according to the invention 10 to improve.
Nachfolgend werden beispielhaft mögliche "Entwicklungsstufen" eines solchen Lichtleiterelements 11 im Zusammenhang mit einem beispielhaft gewählten Paraboloidreflektor 2 der Brennweite von 4 mm, einer Breite von 30 mm und einer Höhe von 24 mm erläutert. Die gesamte Bautiefe der Leuchte 1 inklusive Platine (ohne Kühlkörper) beträgt in diesem Beispiel 22 mm. The following are examples of possible "development stages" of such a light guide element 11 in connection with an exemplarily chosen paraboloid reflector 2 the focal length of 4 mm, a width of 30 mm and a height of 24 mm explained. The overall depth of the luminaire 1 including board (without heat sink) is 22 mm in this example.
Der Reflektor 2 erfasst und parallelisiert 28 % des von der Lichtquelle 5, die beispielsweise eine Leuchtdiode umfasst, abgegebenen Lichts, wobei ein theoretischer Reflexionsgrad des Reflektors 2 von 100 % angenommen wurde. Wenn man zusätzlich Licht berücksichtigt, das nicht auf den Reflektor 2 fällt, jedoch zum Aufbau der Lichtverteilung beiträgt (entsprechend dem Bereich a in 3), ergibt sich ein Wirkungsgrad von 35,6 %. Es gehen somit bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeugleuchten 1 64,4 % des Lichts verloren und tragen nicht zum Aufbau der Lichtverteilung bei. Hiervon soll mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte 10 ein möglichst großer Anteil in das Lichtleiterelement 11 eingekoppelt werden und hiervon wiederum ein möglichst großer Anteil in einen Zielbereich der Lichtverteilung (vergleiche beispielsweise 1) gelenkt werden. The reflector 2 captures and parallels 28% of that from the light source 5 comprising, for example, a light emitting diode, emitted light, wherein a theoretical reflectance of the reflector 2 of 100% was accepted. In addition, if you take into account light that is not on the reflector 2 falls, but contributes to the structure of the light distribution (corresponding to the area a in 3 ), results in an efficiency of 35.6%. It is therefore in the known from the prior art motor vehicle lights 1 64.4% of the light lost and do not contribute to the structure of the light distribution. This should be with the motor vehicle lamp according to the invention 10 the largest possible proportion in the light guide element 11 be coupled and this in turn the largest possible share in a target range of light distribution (see, for example 1 ) are steered.
Welcher Anteil des von der Lichtquelle 5 ausgesandten Lichts über eine Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiterelements 11 eingekoppelt wird, hängt von der Anordnung, Form und Größe der Eintrittsfläche 12 und von deren Abstand zur Leuchtdiode 5 ab. What proportion of the light source 5 emitted light over a light entrance surface 12 of the light guide element 11 depends on the arrangement, shape and size of the entrance surface 12 and from their distance to the light emitting diode 5 from.
4 zeigt einen Horizontalschnitt durch den Paraboloidreflektor 2. Weiterhin ist die Leuchtdiode 5 durch ein Quadrat (der Übersichtlichkeit wegen vergrößert und schematisch) dargestellt, dessen obere Fläche die leuchtende Chipfläche (Licht emittierende Fläche) 5a darstellt. Von den Endpunkten 5b, 5c der Leuchtdiode 5 sind gestrichelt zwei Lichtstrahlen 13a, 13b (sog. Grenzstrahlen) bis zu einem vorderen Rand 2a des jeweils gegenüberliegenden Reflektorbereichs gezogen. Oberhalb dieser beiden Grenzstrahlen 13a, 13b liegt ein Bereich, in dem die Lichteintrittsfläche 12 angeordnet werden kann, ohne Licht, das zum Reflektor 2 unterwegs ist, abzuschatten. Die Lichteintrittsfläche 12 ist durch eine horizontale Linie schematisch dargestellt und sollte möglichst nahe an der Leuchtdioden 5 beziehungsweise der Licht emittierenden Fläche 5a liegen, jedoch nicht so nahe, dass der Lichtleiter 11 durch die Wärmeabgabe der Leuchtdiode 5 zerstört wird. Ein typischer Abstand zwischen Lichteintrittsfläche 12 und Licht emittierender Fläche 5a liegt im Bereich zwischen 0,5 mm und 1,5 mm. Wenn man das beschriebene Verfahren für eine Vielzahl von Schnitten ausführt, die alle die Reflektorachse 3 umfassen, ergibt sich aus den Endpunkten einer Linie, welche die Lichteintrittsfläche 12 darstellt, die Form der Lichteintrittsfläche 12. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass ein kleiner Winkelbereich 14 weder von dem Reflektor 2 noch von dem Lichtleiter 11 erfasst wird. Dieser Bereich 14 ergibt sich aus der endlichen Größe der Leuchtdiode 5. 4 shows a horizontal section through the paraboloidal reflector 2 , Furthermore, the light-emitting diode 5 represented by a square (for the sake of clarity enlarged and schematically), the upper surface of which illuminates the surface of the chip (light-emitting surface) 5a represents. From the endpoints 5b . 5c the LED 5 are dashed two light beams 13a . 13b (so-called border rays) up to a front edge 2a pulled the respective opposite reflector region. Above these two boundary rays 13a . 13b lies an area where the light entry surface 12 can be arranged without light coming to the reflector 2 is on the way to shade. The light entry surface 12 is schematically represented by a horizontal line and should be as close as possible to the light-emitting diodes 5 or the light-emitting surface 5a lie, but not so close, that the light guide 11 by the heat emission of the light emitting diode 5 gets destroyed. A typical distance between light entry surface 12 and light-emitting surface 5a lies in the range between 0.5 mm and 1.5 mm. When performing the described method for a plurality of cuts, all of the reflector axis 3 comprise, results from the end points of a line which the light entrance surface 12 represents the shape of the light entry surface 12 , This method has the disadvantage that a small angular range 14 neither of the reflector 2 still from the light guide 11 is detected. This area 14 results from the finite size of the LED 5 ,
In 5 ist ein weiterer Grenzfall dargestellt. Die Grenzstrahlen 13a, 13b gehen von einem Randpunkt 5b, 5c der Chipfläche 5a aus, der am nächsten bei dem Reflektor 2 liegt. Diese Methode hat den Nachteil, dass alle anderen Punkte der Chipfläche 5a den Reflektor 2 nicht bis zum obersten Rand beleuchten können. Für einen am weitesten von dem Reflektor 2 entfernten Punkt 5c auf der Chipfläche 5a ist gepunktet ein Lichtstrahl 15 beispielhaft eingezeichnet. Dieser Punkt 5c der Chipfläche 5a kann den Reflektor 2 nur unterhalb dieses Strahls 15 bestrahlen. In diesem Fall wird also der Lichtstrom in dem Lichtleiter 11 auf Kosten des Lichtstroms auf den Reflektor 2 erhöht, was zu einer inhomogenen Ausleuchtung des Reflektors 2 führen kann. Immerhin wird aber auch bei dieser Vorgehensweise der Wirkungsgrad der Kraftfahrzeugleuchte 10 gegenüber der bekannten Leuchte 1 deutlich verbessert. In 5 another borderline case is shown. The border rays 13a . 13b go from a boundary point 5b . 5c the chip area 5a off, the closest to the reflector 2 lies. This method has the disadvantage that all other points of the chip area 5a the reflector 2 can not light up to the top edge. For one farthest from the reflector 2 distant point 5c on the chip surface 5a is spotted a ray of light 15 drawn by way of example. This point 5c the chip area 5a can the reflector 2 just below this beam 15 irradiate. In this case, therefore, the luminous flux in the light guide 11 at the expense of the luminous flux on the reflector 2 increases, resulting in an inhomogeneous illumination of the reflector 2 can lead. After all, but also in this approach, the efficiency of the motor vehicle light 10 opposite the known lamp 1 clearly improved.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiterelements 11 derart angeordnet und eine äußere Kontur der Lichteintrittsfläche 12 derart ausgebildet, dass ein von einem beliebigen Punkt 5b, 5c entlang eines Rands der Lichtquelle 5 beziehungsweise der lichtemittierenden Fläche 5a ausgesandter Grenzstrahl 13a, 13b, der einen Punkt 16a, 16b entlang eines vorderen Rands 2a des Reflektors 2 verpassen würde, auf die Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiterelements 11 trifft. Dabei kann – wie in 4 gezeigt – ein Randpunkt 5b, 5c der Lichtquelle 5 und der entsprechende Randpunkt 16a, 16b des Reflektors 2 auf unterschiedlichen Seiten einer die Rotationsachse 3 des Reflektors 2 umfassenden Mittelebene angeordnet sein. Alternativ ist es denkbar, dass ein Randpunkt 5b, 5c der Lichtquelle 5 beziehungsweise der lichtemittierenden Fläche 5a und der entsprechende Randpunkt 16a, 16b des Reflektors 2 – wie in 5 gezeigt – auf der gleichen Seite der die Rotationsachse 3 des Reflektors 2 umfassenden Mittelebene angeordnet sind. In other words, the light entry surface is 12 of the light guide element 11 arranged and an outer contour of the light entry surface 12 designed so that one from any point 5b . 5c along an edge of the light source 5 or the light-emitting surface 5a emitted boundary ray 13a . 13b that one point 16a . 16b along a front edge 2a of the reflector 2 would miss, on the light entry surface 12 of the light guide element 11 meets. It can - as in 4 shown - a border point 5b . 5c the light source 5 and the corresponding edge point 16a . 16b of the reflector 2 on different sides of a rotation axis 3 of the reflector 2 be arranged comprehensive center plane. Alternatively, it is conceivable that an edge point 5b . 5c the light source 5 or the light-emitting surface 5a and the corresponding edge point 16a . 16b of the reflector 2 - as in 5 shown - on the same side of the axis of rotation 3 of the reflector 2 comprehensive center plane are arranged.
Wenn man als Ausgangspunkte für die Grenzstrahlen 13a, 13b in den 4 und 5 zwei Symmetriepunkte auf der Chipfläche 5a wählt, die zwischen den beiden Endpunkten 5b, 5c der Chipfläche 5a liegen, erhält man eine Zwischenlösung für die Anordnung und Ausgestaltung der Lichteintrittsfläche 12, die zwischen dem Vorschlag gemäß 4 und dem Vorschlag gemäß 5 liegt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiterelements 11 derart angeordnet und eine äußere Kontur der Lichteintrittsfläche 12 derart ausgebildet ist, dass sie zwischen einer ersten theoretischen Grenz-Lichteintrittsfläche 12, die sich nach dem Vorschlag der 4 ergibt, und einer zweiten theoretischen Grenz-Lichteintrittsfläche 12 liegt, die sich nach dem Vorschlag der 5 ergibt. If one as starting points for the boundary rays 13a . 13b in the 4 and 5 two points of symmetry on the chip surface 5a chooses between the two endpoints 5b . 5c the chip area 5a lie, one obtains an intermediate solution for the arrangement and design of the light entry surface 12 that between the proposal according to 4 and the proposal 5 lies. In particular, it is proposed that the light entry surface 12 of the light guide element 11 arranged and an outer contour of the light entry surface 12 is formed such that it is between a first theoretical boundary light entry surface 12 which, according to the proposal of the 4 yields, and a second theoretical limit light entrance surface 12 which, according to the proposal of the 5 results.
Aufgrund des gekrümmten Verlaufs 2a der vorderen Begrenzungen des Reflektors 2 entlang des Rands 2a ergeben sich nach den vorgeschlagenen Verfahren gemäß der 4 und 5 oder nach einer entsprechenden Zwischenlösung ebenfalls gekrümmte Berandungskurven 12a (vergleiche 8) der Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiters 11. Die Lichteintrittsfläche 12 ist bevorzugt eben, kann aber auch gewölbt sein. So ist es beispielsweise denkbar, dass mit einer konvex gewölbten Fläche 12 eine erste Verringerung des Öffnungswinkels des Lichtbündels in dem Lichtleiterelement 11 erreicht wird. Due to the curved course 2a the front limits of the reflector 2 along the edge 2a arise according to the proposed method according to the 4 and 5 or after a corresponding interim solution also curved boundary curves 12a (see 8th ) of the light entry surface 12 of the light guide 11 , The light entry surface 12 is preferably flat, but may also be curved. For example, it is conceivable that with a convex curved surface 12 a first reduction of the opening angle of the light beam in the light guide element 11 is reached.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Das Lichtleiterelement 11 ist dabei im Inneren des parabolischen Reflektors 2 angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Licht emittierenden Fläche 5a der Leuchtdiode 5 (in 6 nicht dargestellt) und der Lichteintrittsfläche 12 etwa 1 mm beträgt. Selbstverständlich kann der Reflektor 2 auch beliebig andere Formen oder Abschnitte bzw. Sektoren solcher Formen aufweisen. In 7 sind verschiedene Ansichten der Kraftfahrzeugleuchte 10 aus 6 gezeigt. 7a zeigt eine Draufsicht, 7b eine Ansicht von vorne entgegen der Hauptabstrahlrichtung 6 und 7c eine Seitenansicht der Kraftfahrzeugleuchte 10. 8 zeigt einen Blick auf das Lichtleiterelement 11 in Blickrichtung der Hauptabstrahlrichtung 6 auf die nach dem Verfahren der 4 erzeugte Lichteintrittsfläche 12. 6 shows a perspective view of a motor vehicle lamp according to the invention 10 according to a preferred embodiment. The light guide element 11 is inside the parabolic reflector 2 arranged, with the distance between the light-emitting surface 5a the LED 5 (in 6 not shown) and the light entry surface 12 about 1 mm. Of course, the reflector 2 also have any other shapes or sections or sectors of such shapes. In 7 are different views of the motor vehicle light 10 out 6 shown. 7a shows a plan view, 7b a view from the front against the main emission direction 6 and 7c a side view of the vehicle light 10 , 8th shows a view of the light guide element 11 in the direction of the main emission direction 6 on the after the procedure of 4 generated light entrance surface 12 ,
Das Lichtleiterelement 11 weist dieselbe Bautiefe wie der Reflektor 2 auf. Selbstverständlich sind auch unterschiedliche Tiefen des Lichtleiterelements 11 und des Reflektors 2 möglich. Von der Lichteintrittsfläche 12 bis zu einer hier rechteckig dargestellten Lichtaustrittsfläche 17 nimmt die Abmessung des Lichtleiterelements 11 in beiden Dimensionen quer zur Rotationsachse 3 des Reflektors 2 zu, was zu einer Verringerung des Öffnungswinkels des in dem Lichtleiterelement 11 geführten Lichtbündels führt. Die übrigen Flächen des Lichtleiterelements sind gekrümmt, was der gekrümmten Begrenzung der Eintrittsfläche 12 geschuldet ist. Die restlichen Flächen 18a, 18b ergeben sich, wenn die Randkurven der Lichteintrittsfläche 12 und der Lichtaustrittsfläche 17 parametrisiert werden und Punkte mit demselben Parameter mit Geraden 18 verbunden werden. Die Flächen 18a, 18b sind totalreflektierende Flächen des Lichtleiters 11. The light guide element 11 has the same depth as the reflector 2 on. Of course, also different depths of the light guide element 11 and the reflector 2 possible. From the light entry surface 12 up to a light exit surface shown here rectangular 17 takes the dimension of the light guide element 11 in both dimensions transverse to the axis of rotation 3 of the reflector 2 to, resulting in a reduction of the opening angle of the in the light guide element 11 guided light beam leads. The remaining surfaces of the light guide element are curved, which is the curved boundary of the entrance surface 12 owed. The remaining areas 18a . 18b arise when the edge curves of the light entry surface 12 and the light exit surface 17 be parameterized and points with the same parameter with lines 18 get connected. The surfaces 18a . 18b are totally reflecting surfaces of the light guide 11 ,
Die beschriebene Kombination aus einem Reflektor 2 und einem Lichtleiterelement 11 in einer Kraftfahrzeugleuchte 10 steigert den Wirkungsgrad in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auf etwa 49 %, was immerhin einer Steigerung von etwa 14 % gegenüber dem oben beschriebenen Stand der Technik (vgl. 2 und 3) entspricht. Allerdings gibt es bei der Kraftfahrzeugleuchte 10 gemäß der 6 bis 8 auch noch Optimierungsmöglichkeiten:
- 1. der vertikale Öffnungswinkel des aus dem Lichtleiterelement 11 austretenden Lichtbündels ist relativ groß (+/–25°),
- 2. der horizontale Öffnungswinkel des aus dem Lichtleiterelement 11 austretenden Lichtbündels ist relativ groß (+/–50°),
- 3. Lichtstrahlen, die sowohl auf den Reflektor 2 als auch auf die Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiterelements 11 treffen, werden nicht in den Bereich der Lichtverteilung abgelenkt.
The described combination of a reflector 2 and a light guide element 11 in a motor vehicle light 10 increases the efficiency in the described embodiment to about 49%, which at least an increase of about 14% compared to the above-described prior art (see. 2 and 3 ) corresponds. However, there is the motor vehicle light 10 according to the 6 to 8th also optimization possibilities: - 1. the vertical opening angle of the light guide element 11 emergent light beam is relatively large (+/- 25 °),
- 2. the horizontal opening angle of the light guide element 11 emerging light beam is relatively large (+/- 50 °),
- 3. Beams of light, both on the reflector 2 as well as on the light entry surface 12 of the light guide element 11 are not deflected into the area of light distribution.
Der erste Punkt kann dadurch optimiert werden, dass der vertikale Öffnungswinkel zwischen den beiden etwa dreieckförmigen Deckflächen 18a des Lichtleiterelements 11 vergrößert wird. Wenn man bei gleichbleibender Höhe der Lichteintrittsfläche 12 die Höhe der Lichtaustrittsfläche 17 von beispielsweise 5 mm auf 6 mm erhöht, steigt der Wirkungsgrad auf etwa 53,5 %. Eine weitere Erhöhung der Lichtaustrittsfläche auf 7 mm ergibt einen Wirkungsgrad von etwa 55,5 %. Was letzten Endes der beste Winkel zwischen den beiden gegenüberliegenden dreieckförmigen Deckflächen 18a des Lichtleiterelements 11 ist, kann mittels einer einfachen Simulation oder durch gezielte Versuche ohne großen Aufwand für den jeweiligen Einzelfall ermittelt werden. Häufig werden die Abmessungen und das Design einer Kraftfahrzeugleuchte 10, unter Umständen auch die Abmessungen der Lichtaustrittsfläche 17, von einem Designer der Leuchte 10 oder des Kraftfahrzeugs vorgegeben. The first point can be optimized by the fact that the vertical opening angle between the two approximately triangular top surfaces 18a of the light guide element 11 is enlarged. If you at the same height of the light entry surface 12 the height of the light exit surface 17 increased from, for example, 5 mm to 6 mm, the efficiency increases to about 53.5%. A further increase of the light exit surface to 7 mm results in an efficiency of about 55.5%. Which in the end is the best angle between the two opposing triangular top surfaces 18a of the light guide element 11 can be determined by means of a simple simulation or by specific experiments without much effort for each individual case. Frequently, the dimensions and the design of a motor vehicle light 10 , under certain circumstances, the dimensions of the light exit surface 17 , by a designer of the lamp 10 or of the motor vehicle.
Bei Punkt 2 liegt die mangelnde Fokussierung der Lichtbündel nicht an einem zu geringen horizontalen Öffnungswinkel der gegenüberliegenden Seitenflächen 18b des Lichtleiterelements 11, welche die dreieckförmigen Deckflächen 18a miteinander verbinden, sondern ganz im Gegenteil an einem zu großen Öffnungswinkel. Dies führt dazu, dass nur sehr wenige Lichtstrahlen tatsächlich auf eine fokussierende, total reflektierende Seitenwand 18b des Lichtleiterelements 11 treffen. Eine Verringerung dieses Winkels kann auf elegante Art und Weise mit der Beseitigung des dritten Punktes kombiniert werden. Dadurch ergibt sich ein Wirkungsgrad von etwa 66,8 %. At point 2, the lack of focus of the light beams is not due to a too small horizontal opening angle of the opposite side surfaces 18b of the light guide element 11 which form the triangular top surfaces 18a connect with each other, but on the contrary at a too large opening angle. As a result, very few rays of light actually focus on a focusing, totally reflective sidewall 18b of the light guide element 11 to meet. A reduction of this angle can be elegantly combined with the elimination of the third point. This results in an efficiency of about 66.8%.
In 9 ist eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte 10 mit den oben beschriebenen Optimierungen der Punkte 1 bis 3 in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Während 9 eine perspektivische Ansicht der Kraftfahrzeugleuchte 10 zeigt, sind in 10 drei Hauptansichten der Kraftfahrzeugleuchte 10 aus 9 gezeigt. So zeigt 10a eine Draufsicht, 10b eine Vorderansicht entgegen der Hauptabstrahlrichtung 6 und 10c eine Seitenansicht der Kraftfahrzeugleuchte 10. In 11 ist eine Ansicht auf das Lichtleiterelement 11 aus den 9 und 10 von der Lichtquelle 5 aus in Hauptabstrahlrichtung 6 dargestellt. 12 zeigt einen horizontalen Mittelschnitt durch die Kraftfahrzeugleuchte 10 aus den 9 und 10. In 9 is a motor vehicle lamp according to the invention 10 with the optimizations of points 1 to 3 described above in a preferred embodiment. While 9 a perspective view of the vehicle light 10 shows are in 10 three main views of the motor vehicle light 10 out 9 shown. So shows 10a a top view, 10b a front view opposite to the main emission direction 6 and 10c a side view of the vehicle light 10 , In 11 is a view of the light guide element 11 from the 9 and 10 from the light source 5 out in the main emission direction 6 shown. 12 shows one horizontal central section through the motor vehicle light 10 from the 9 and 10 ,
Bei der Kraftfahrzeugleuchte 10 gemäß den 9 bis 12 wurden der Reflektor 2 und die Lichteintrittsfläche 12 des Lichtleiterelements 11 beibehalten. Die Lichtaustrittsfläche 17 wurde auf ein etwa 2 mm starkes Scheibenelement 19 aufgedickt, an dessen dem Reflektor 2 zugewandter Seite das fokussierende Lichtleiterelement 11 angebracht ist. Das Lichtleiterelement 11 wird an der Scheibe 19 durch die Projektion (senkrecht zur Flächenerstreckung der Scheibe 19 und parallel zur Achse 3 des Reflektors 2) des inneren Reflektorrands um die Öffnung 4 herum begrenzt. Eine Projektionslinie ist in 12 mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Die Flächen des Lichtleiterelements 11 zwischen einer Projektion 21 und dem Rand der Eintrittsfläche 12 ergeben sich wieder dadurch, dass die Kurven parametrisiert und Punkte mit entsprechenden Parametern mit Geraden 18 verbunden werden. In the vehicle light 10 according to the 9 to 12 became the reflector 2 and the light entry surface 12 of the light guide element 11 maintained. The light exit surface 17 was on an approximately 2 mm thick disk element 19 Thickened, at whose the reflector 2 facing side, the focusing light guide element 11 is appropriate. The light guide element 11 gets at the disc 19 through the projection (perpendicular to the surface extension of the disc 19 and parallel to the axis 3 of the reflector 2 ) of the inner edge of the reflector around the opening 4 limited around. A projection line is in 12 with the reference number 20 designated. The surfaces of the light guide element 11 between a projection 21 and the edge of the entrance surface 12 This is again due to the fact that the curves are parametrised and points with corresponding parameters with straight lines 18 get connected.
Diese Ausgestaltung des Lichtleiterelements 11 mit dem Scheibenelement 19 führt zu einer Optimierung der obigen Punkte 2 und 3: Lichtstrahlen, die über den Reflektor 2 durch das Lichtleiterelement 11 hindurch gehen, werden nicht in unerwünschter Weise abgelenkt, sondern treten nahezu ungehindert durch das Scheibenelement 19 hindurch (wie bei einer Fensterscheibe). Gleichzeitig wird der horizontale Bündelöffnungswinkel deutlich reduziert, da mehr Lichtstrahlen auf die bündelnden schrägen Seitenflächen 18b des Lichtleiterelements 11 treffen und viele Lichtstrahlen diese schrägen Flächen 18b sogar mehrfach treffen. Die geschilderten Maßnahmen verengen den vertikalen Öffnungswinkel des aus dem Lichtleiterelement 11 austretenden Lichtbündels auf etwa +/–15°, den horizontalen Öffnungswinkel auf etwa +/–30°. This embodiment of the light guide element 11 with the disc element 19 leads to an optimization of the above points 2 and 3: rays of light passing over the reflector 2 through the light guide element 11 go through are not distracted in an undesirable manner, but occur almost unhindered by the disc element 19 through (like a windowpane). At the same time, the horizontal beam opening angle is significantly reduced, as more light rays are directed to the bunching oblique side surfaces 18b of the light guide element 11 meet and many rays of light these oblique surfaces 18b even meet several times. The measures described narrow the vertical opening angle of the light guide element 11 emerging light beam to about +/- 15 °, the horizontal opening angle to about +/- 30 °.
13 zeigt die resultierende Lichtverteilung der Kraftfahrzeugleuchte 10 gemäß der 9 bis 12 auf einem in einem Abstand zu der Leuchte 10 angeordneten Messschirm 22, wobei Bereiche gleicher Lichtstärke durch sogenannte Isoluxlinien 23 dargestellt sind. Dabei entspricht in dem dargestellten Beispiel eine innere Isoluxlinie 23a einer Lichtstärke von etwa 100 bis 200 cd, die nächste, weiter außen liegende Isoluxlinie 23b einer Lichtstärke von etwa 40 bis 100 cd, die nächste Isoluxlinie 23c einer Lichtstärke von etwa 20 bis 40 cd, die wiederum nächste Isoluxlinie 23d einer Lichtstärke von etwa 10 bis 20 cd und eine ganz außen liegende Isoluxlinie 23e einer Lichtstärke von etwa 0,4 bis 1 cd. Es ist gut zu erkennen, dass die in den gesetzlichen Vorgaben der Lichtverteilung (vergleiche 1) erkennbare Kreuzform durch die Lichtverteilung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte 10 nachgebildet wurde. 13 shows the resulting light distribution of the motor vehicle light 10 according to the 9 to 12 on one at a distance to the light 10 arranged measuring screen 22 , Wherein areas of the same light intensity by so-called Isoluxlinien 23 are shown. In the illustrated example, this corresponds to an inner isolux line 23a a light intensity of about 100 to 200 cd, the next, further outlying Isoluxlinie 23b a light intensity of about 40 to 100 cd, the next Isoluxlinie 23c a light intensity of about 20 to 40 cd, which in turn next Isoluxlinie 23d a light intensity of about 10 to 20 cd and an outermost isolux line 23e a light intensity of about 0.4 to 1 cd. It is good to see that the legal requirements of light distribution (cf. 1 ) recognizable cross shape through the light distribution of the motor vehicle lamp according to the invention 10 was modeled.
Die Bündelung der Lichtstrahlen kann noch weiter gesteigert werden, indem die Bautiefe der Kraftfahrzeugleuchte 10 vergrößert wird. Diese beträgt bei dem bisher beispielhaft beschriebenen Ausführungsbeispiel 22 mm, könnte aber noch deutlich erhöht werden, sofern in dem Kraftfahrzeug der dafür erforderliche Bauraum zur Verfügung steht. Anhand der 14 wird eine weitere Maßnahme erläutert, mit der es möglich ist, den horizontalen Öffnungswinkel weiter zu verringern. Dabei wird die ursprünglich ebene Lichtaustrittsfläche 17 zumindest in einem Bereich oberhalb des eigentlichen Lichtleiterelements 11 (innerhalb der Projektion 21 des inneren Reflektorrands um die Öffnung 4 herum) durch eine konvex gewölbte Fläche 17' ersetzt. In dem gezeigten Beispiel ist die konvex gewölbte Fläche 17' als eine (kreis-)zylindrische Fläche ausgebildet. Selbstverständlich kann die Austrittsfläche 17' auch einen elliptischen, hyperbolischen oder einen aus mehreren Stücken zusammengesetzten Querschnitt aufweisen. Durch die konvex gewölbte Fläche 17' wird ein Beispielstrahl 24, der an der bisherigen (gepunkteten) Austrittsfläche 17 unter 26° aus dem Lichtleiterelement 11 austritt nur noch unter 8° ausgekoppelt. Falls die konvex gewölbte Fläche 17' in zwei zueinander orthogonalen Dimensionen gekrümmt ist, können Ellipsen, Kugeln, Hyperboloide, Toren oder Freiformflächen verwendet werden. Alle diese Flächen können auch wie Fresnellinsen gestuft ausgeführt werden. 15 zeigt die starke horizontale Stauchung der resultierenden Lichtverteilung (im Vergleich zu der Lichtverteilung aus 13), die mit dieser Maßnahme der konvex gewölbten Lichtaustrittsfläche 17' erzielt werden kann. Die Lichtstärken der beispielhaft eingezeichneten Isoluxlinien 23a bis 23e entsprechen denen aus 13. Der Wirkungsgrad der Ausführungsform der Leuchte 10 aus 14 beträgt etwa 74 %. The bundling of the light beams can be further increased by the overall depth of the motor vehicle light 10 is enlarged. This is in the exemplary embodiment described so far 22 mm, but could still be significantly increased, if in the motor vehicle, the space required for this is available. Based on 14 a further measure is explained, with which it is possible to further reduce the horizontal opening angle. This is the originally flat light exit surface 17 at least in a region above the actual light guide element 11 (within the projection 21 the inner edge of the reflector around the opening 4 around) by a convex curved surface 17 ' replaced. In the example shown, the convex curved surface 17 ' formed as a (circular) cylindrical surface. Of course, the exit surface 17 ' also have an elliptical, hyperbolic or a composite of several pieces cross-section. Through the convex curved surface 17 ' becomes an example beam 24 , the at the previous (dotted) exit surface 17 below 26 ° from the light guide element 11 outlet only decoupled below 8 °. If the convex curved surface 17 ' is curved in two mutually orthogonal dimensions, ellipses, spheres, hyperboloids, gates or free-form surfaces can be used. All these surfaces can also be executed in the same way as Fresnel lenses. 15 shows the strong horizontal compression of the resulting light distribution (in comparison to the light distribution 13 ), with this measure the convexly curved light exit surface 17 ' can be achieved. The light intensities of the exemplary isolux lines 23a to 23e match those out 13 , The efficiency of the embodiment of the lamp 10 out 14 is about 74%.
Allen bisher beschriebenen Ausführungsformen war gemeinsam, dass die lichtleitenden Verbindungsflächen 18a, 18b zwischen der Lichteintrittsfläche 12 und der Lichtaustrittsfläche 17 bzw. der Projektion 21 des inneren Reflektorrands um die Öffnung 4 herum durch Geraden 18 gebildet wurden, die isoperimetrische Punkte der Randkurven der beiden Flächen 12, 17 bzw. der Fläche 12 und der Randkurve 21 verbinden. Die Verbindungslinien 18 können auch krummlinig ausgebildet sein, sodass sich beispielsweise statt der in der Draufsicht erkennbaren Dreiecksfläche 18a des Lichtleiterelements 11 eine Fläche mit Trompetenform ergibt. Diese hat in der Nähe der Lichtquelle 5 kleine Öffnungswinkel, die in größerer Entfernung von der Lichtquelle 5 trichterförmig ansteigen. Hier ergibt sich ein weites Spektrum an Möglichkeiten, die eine Beeinflussung der Lichtverteilung ermöglichen. All previously described embodiments had in common that the photoconductive connection surfaces 18a . 18b between the light entry surface 12 and the light exit surface 17 or the projection 21 the inner edge of the reflector around the opening 4 around by straight lines 18 were formed, the isoperimetric points of the edge curves of the two surfaces 12 . 17 or the area 12 and the boundary curve 21 connect. The connecting lines 18 can also be formed curvilinear, so that, for example, instead of recognizable in plan view triangular area 18a of the light guide element 11 a surface with trumpet form results. This has close to the light source 5 small opening angle, which is at a greater distance from the light source 5 rise funnel-shaped. This results in a wide range of possibilities that allow influencing the light distribution.
Wenn die Lichtaustrittsfläche 17 einer Pfeilung der Außenfläche der Kraftfahrzeugleuchte 10 folgen soll, beispielsweise einer seitlich und/oder oben nach hinten gezogenen Stromlinienform einer Karosserie des Kraftfahrzeugs folgend, muss das Lichtleiterelement 11 asymmetrisch ausgeführt werden, damit das Licht in einer Weise auf die gepfeilte Lichtaustrittsfläche 17 trifft, dass es durch die Brechung in die gewünschte Richtung gelenkt wird. Falls mehrere der beschriebenen Kraftfahrzeugleuchten 10 nebeneinander angeordnet sind und die Außenhaut gepfeilt ist, können die einzelnen Kraftfahrzeugleuchten 10 auch stufenförmig in der Tiefe versetzt zueinander angeordnet sein. When the light exit surface 17 a sweep of the outer surface of the motor vehicle light 10 should follow, for example, a side and / or Following the streamlined shape drawn to the rear of a body of the motor vehicle, the light guide element must 11 be executed asymmetrically, so that the light in a way on the swept light exit surface 17 meets that it is directed by the refraction in the desired direction. If more of the described motor vehicle lights 10 are arranged side by side and the outer skin is swept, the individual vehicle lights 10 also be stepped in depth offset from one another.
Um eine Leuchtenfunktion an eine geneigte oder gepfeilte Außenkontur eines Scheinwerfers oder einer Heckleuchte anzupassen, kann auf die Symmetrie sowohl des Reflektors 2 (Aufbau aus mehreren Paraboloiden mit derselben Rotationsachse und demselben Brennpunkt aber mit unterschiedlicher Brennweite) als auch des Lichtleiters 11 verzichtet werden. 19 zeigt ein Beispiel für eine solche Beleuchtungseinrichtung in einem Schnitt von oben. Es ist deutlich zu erkennen, dass eine Abdeckscheibe 25 der Beleuchtungseinrichtung einen gepfeilten Verlauf aufweist. Der Lichtleiter 11 weist eine gestufte Lichtaustrittsfläche 17" auf, die der Außenkontur der Abdeckscheibe 25 folgt. Mit den Bezugszeichen 2' und 2" sind Paraboloide unterschiedlicher Brennweiten mit dem Brennpunkt auf der Lichtaustrittsfläche der LED 5 bezeichnet. In order to adapt a luminaire function to an inclined or swept outer contour of a headlamp or a taillight, the symmetry of both the reflector and the reflector can be adjusted 2 (Construction of several paraboloids with the same axis of rotation and the same focal point but with different focal length) and the light guide 11 be waived. 19 shows an example of such a lighting device in a section from above. It can be clearly seen that a cover 25 the lighting device has a swept course. The light guide 11 has a stepped light exit surface 17 " on, the outer contour of the cover 25 follows. With the reference numerals 2 ' and 2 ' are paraboloids of different focal lengths with the focal point on the light exit surface of the LED 5 designated.
Der gestuften Lichtaustrittsfläche 17" kann – ähnlich dem Ausführungsbeispiel auf 14 – eine Krümmung überlagert sein. Ein Beispiel für ein solches Lichtleiterelement 11 ist in 20 gezeigt. Auf den gekrümmten Austrittsflächen 17" können des weiteren Streuelemente angeordnet sein. The stepped light exit surface 17 " can - similar to the embodiment on 14 - be superimposed on a curvature. An example of such a light guide element 11 is in 20 shown. On the curved exit surfaces 17 " Furthermore, scattering elements can be arranged.
In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen weisen alle von dem Reflektor 2 kommenden Lichtstrahlen die Richtung h = 0° und v = 0° auf. Dies lässt sich durch Aufbringen von Streuelementen auf eine Reflexionsfläche des Reflektors 2 derart ändern, dass sich die gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung (vergleiche 1) ergibt. Als zusätzliche Randbedingung muss dabei lediglich darauf geachtet werden, dass die Streuung am inneren Reflektorrand um die Öffnung 4 herum nur einseitig radial nach außen erfolgt, damit kein Licht auf das Lichtleiterelement 11 bzw. die Flächen 18a, 18b fällt, durch das es in unerwünschte Richtungen abgelenkt werden würde. Um das Erscheinungsbild des Lichtleiterelements 11 an das des Reflektors 2 anzugleichen, kann die Lichtaustrittsfläche 17, 17' des Lichtleiterelements 11 bzw. die Vorderseite des Scheibenelements 19 ebenfalls mit Streuelementen versehen werden. Aus lichttechnischen Gründen ist dies in der Regel nicht erforderlich, da die Lichtverteilung gemäß der 13 und 15, die ohne Streuelemente erzeugt wird, bereits hinreichend gut ist und die gesetzlichen Anforderungen an die Lichtverteilung (vergleiche 1) erfüllt. In the embodiments described so far, all of the reflector 2 coming light rays the direction h = 0 ° and v = 0 °. This can be achieved by applying scattering elements to a reflection surface of the reflector 2 change so that the legally prescribed light distribution (cf. 1 ). As an additional boundary condition, care must be taken only that the scattering at the inner edge of the reflector around the opening 4 around only on one side radially outwards, so no light on the light guide element 11 or the areas 18a . 18b falls through which it would be deflected in undesirable directions. To the appearance of the light guide element 11 to the reflector 2 can match, the light exit surface 17 . 17 ' of the light guide element 11 or the front of the disc element 19 also be provided with scattering elements. For lighting reasons, this is usually not necessary, since the light distribution according to the 13 and 15 , which is produced without scattering elements, is already sufficiently good and the legal requirements for the light distribution (cf. 1 ) Fulfills.
16 zeigt eine Lichtverteilung, die man erhält, wenn sowohl der Reflektor 2 als auch die Lichtaustrittsfläche 17, 17' des Lichtleiterelements 11 mit Streuelementen versehen sind. Die Streuelemente auf dem Reflektor 2 bestehen aus konkaven oder konvexen Freiformflächen, die Streuelemente auf dem Lichtleiterelement 11 sind kreiszylindrisch ausgebildet. Der Wirkungsgrad einer solchen Kraftfahrzeugleuchte 10 ergibt sich unter Berücksichtigung des Reflexionskoeffizienten des Reflektors 2 zu 66 %, die resultierende Lichtverteilung (vgl. 16) passt sich sehr gut den gesetzlichen Vorgaben (vgl. 1) an. Im Zentrum der resultierenden Lichtverteilung der 16 gibt es innerhalb der Isoluxlinie 23a mit einer Lichtstärke zwischen 100 und 200 cd zwei weitere Isoluxlinien 23f, 23g höherer Lichtstärke. Die Isoluxlinie 23g entspricht einer Lichtstärke von etwa 200 bis 400 cd, die noch weiter im Zentrum liegende Isoluxlinie 23f entspricht einer Lichtstärke von etwa 400 bis 1000 cd. 16 shows a light distribution, which is obtained when both the reflector 2 as well as the light exit surface 17 . 17 ' of the light guide element 11 provided with scattering elements. The scattering elements on the reflector 2 consist of concave or convex freeform surfaces, the scattering elements on the light guide element 11 are formed circular cylindrical. The efficiency of such a motor vehicle light 10 results taking into account the reflection coefficient of the reflector 2 to 66%, the resulting light distribution (cf. 16 ) adapts very well to the legal requirements (cf. 1 ) at. In the center of the resulting light distribution of 16 There are within the Isolux line 23a with a luminous intensity between 100 and 200 cd two more isolux lines 23f . 23g higher light intensity. The isolux line 23g corresponds to a light intensity of about 200 to 400 cd, the still lying in the center Isoluxlinie 23f corresponds to a light intensity of about 400 to 1000 cd.
In 17 ist eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung 100 mit vier nebeneinander angeordneten Kraftfahrzeugleuchten 10 beziehungsweise Kraftfahrzeugleuchten-Modulen der oben beschriebenen Art dargestellt. Es ist denkbar, dass Lichtleiterelemente 11 der verschiedenen Kraftfahrzeugleuchten 10 einstückig ausgebildet sind. Insbesondere ist es dabei denkbar, dass die zu einem Scheibenelement 19 aufgedickte Lichtaustrittsfläche 17 beziehungsweise die entsprechend konvex gewölbte Lichtaustrittsfläche 17' der einzelnen Kraftfahrzeugleuchten 10 an den seitlichen Rändern miteinander verbunden sind. Ebenso ist es denkbar, dass die Reflektoren 2 der einzelnen Kraftfahrzeugleuchten 10 einstückig ausgeführt sind. Insbesondere ist es denkbar, dass die Reflektoren 2 von nebeneinander angeordneten Kraftfahrzeugleuchten 10 entlang der seitlichen Ränder 2a der Reflektoren 2 miteinander verbunden sind. Die Öffnungen 4 im Scheitel der Reflektoren 2 sind mit einem ebenen Bereich des Reflektors 2 bis auf die für den Lichtdurchtritt benötigten Öffnungen verschlossen. In 17 is a motor vehicle lamp assembly according to the invention 100 with four side by side arranged motor vehicle lights 10 or motor vehicle lighting modules of the type described above. It is conceivable that light guide elements 11 the various motor vehicle lights 10 are integrally formed. In particular, it is conceivable that the to a disc element 19 Thickened light exit surface 17 or the corresponding convex curved light exit surface 17 ' the individual vehicle lights 10 are connected together at the lateral edges. It is also conceivable that the reflectors 2 the individual vehicle lights 10 are made in one piece. In particular, it is conceivable that the reflectors 2 of juxtaposed motor vehicle lights 10 along the side edges 2a the reflectors 2 connected to each other. The openings 4 at the top of the reflectors 2 are with a flat area of the reflector 2 closed except for the openings required for the passage of light.
18 zeigt ein Erscheinungsbild der Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung 100 aus 17 im eingeschalteten Zustand und im Wesentlichen entgegen der Hauptabstrahlrichtung 6 aus verschiedenen Blickwinkeln. 18a zeigt einen Blick auf die Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung 100 aus der Richtung h = 0°/ v = 0°. 18b zeigt einen Blick auf die Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung 100 aus Richtung h = 15°/ v = 6°. Man erkennt deutlich die "Dreidimensionalität" bei schrägem Einblick (vergleiche 18b) auf die Kraftfahrzeugleuchten-Anordnung 100. 18 shows an appearance of the automotive lamp assembly 100 out 17 in the on state and substantially opposite to the main emission direction 6 from different angles. 18a shows a view of the motor vehicle lamp assembly 100 from the direction h = 0 ° / v = 0 °. 18b shows a view of the motor vehicle lamp assembly 100 from h = 15 ° / v = 6 °. One clearly recognizes the "three-dimensionality" with oblique insight (cf. 18b ) to the motor vehicle light assembly 100 ,
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen der Kraftfahrzeugleuchten 10 haben alle Lichtaustrittsflächen 17 beziehungsweise 17', die als horizontale Balken ausgeführt sind. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die balkenförmigen Lichtaustrittsflächen 17, 17' können in jede Stellung um die h = 0°/ v = 0°-Richtung, also um die Rotationsachse 3 des Reflektors 2 oder um eine dazu parallele Achse, rotiert werden. Statt einer einfachen balkenförmigen Lichtaustrittsfläche 17, 17' kann diese auch die Form eines Kreuzes "+", eines "X" oder eines Kreises "O" aufweisen. Weiterhin ist es denkbar, dass die Lichtaustrittsfläche 17, 17' statt nur eines Balkens mehrere Balken (oder "+", "X", "O") aufweist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Lichtaustrittsfläche 17, 17' statt eines zentralen Balkens zwei dünne, oben und unten angeordnete Balken, aufweist, zwischen denen der Reflektor 2 angeordnet ist. The embodiments of the motor vehicle lights described so far 10 have all the light exit surfaces 17 respectively 17 ' , which are executed as horizontal bars. However, this is not mandatory. The beam-shaped light exit surfaces 17 . 17 ' can move to any position around the h = 0 ° / v = 0 ° direction, ie around the axis of rotation 3 of the reflector 2 or about an axis parallel thereto, to be rotated. Instead of a simple beam-shaped light exit surface 17 . 17 ' this may also have the shape of a cross "+", an "X" or a circle "O". Furthermore, it is conceivable that the light exit surface 17 . 17 ' has multiple bars (or "+", "X", "O") instead of just one bar. In particular, it is conceivable that the light exit surface 17 . 17 ' instead of a central bar has two thin, top and bottom arranged beams, between which the reflector 2 is arranged.
Statt wie in 17 gezeigt, können die einzelnen Kraftfahrzeugleuchten-Module 10 nicht nur horizontal nebeneinander, sondern auch vertikal übereinander oder in Form einer Matrix neben- und übereinander angeordnet sein. Instead of like in 17 shown, the individual automotive lighting modules 10 not only horizontally next to each other, but also vertically above one another or in the form of a matrix next to and above each other to be arranged.
