DE102017128893B4 - Lighting device of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Beleuchtungseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine näherungsweise punktförmige Lichtquelle (4) zum Aussenden von Licht (5) in einem in eine Hauptabstrahlrichtung (6) gerichtetem Lichtbündel (8) und eine Umlenkanordnung (10) zum Umlenken zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts (5) in eine Lichtaustrittsrichtung (12) der Beleuchtungsanordnung (2) wobei die Umlenkanordnung (10) mindestens drei entlang einer zentralen, gekrümmten Raumkurve (14) verlaufende und zueinander prismatisch angeordnete Freiformflächen (16, 18, 20) umfasst, wobei eine der Freiformflächen als Lichteintrittsfläche (16) zumindest für einen Teil des von der Lichtquelle (4) ausgesandten Lichts (5) dient, mindestens eine andere der Freiformflächen als Umlenkfläche (18) zum Umlenken zumindest eines Teils des über die Lichteintrittsfläche (16) in die Umlenkanordnung (10) eingetretenen Lichts (5) dient und eine weitere der Freiformflächen als Lichtaustrittsfläche (20) zumindest für einen Teil des von der mindestens einen Umlenkfläche (18) umgelenkten Lichts (11) dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkanordnung (10) entlang des Verlaufs der Raumkurve (14) mehr als einen aktiven Bereich (22), welcher von der Lichtquelle (4) ausgesandtes Licht (5) umlenkt, und mindestens einen nicht wirksamen Bereich (24) aufweist, welcher kein Licht (5) umlenkt, und dass die Umlenkanordnung (10) in Flächen, die von jeweils einem von der Lichtquelle ausgehenden Strahl und einer Hauptabstrahlrichtung der Umlenkanordnung aufgespannt werden, Querschnitte von mehreren aktiven Bereichen (22) aufweist, wobei die Querschnitte in der Hauptabstrahlrichtung (12) und in der Richtung des von der Lichtquelle ausgehenden Strahls jeweils versetzt zueinander angeordnet sind.Lighting device (2) of a motor vehicle, comprising an approximately punctiform light source (4) for emitting light (5) in a light beam (8) directed in a main emission direction (6) and a deflection arrangement (10) for deflecting at least part of the emitted light ( 5) in a light exit direction (12) of the lighting arrangement (2), wherein the deflection arrangement (10) comprises at least three free-form surfaces (16, 18, 20) which run along a central, curved spatial curve (14) and are arranged prismatically to one another, one of the free-form surfaces being as Light entry surface (16) is used for at least part of the light (5) emitted by the light source (4), at least one other of the free-form surfaces as a deflection surface (18) for deflecting at least part of the light input surface (16) into the deflection arrangement (10) The entered light (5) is used and another of the free-form surfaces is used as a light exit surface (20) for at least part of the at least one deflection surface (18) of deflected light (11) is used, characterized in that the deflection arrangement (10) along the course of the spatial curve (14) has more than one active area (22) which emits light (5) from the light source (4) ) deflects, and has at least one inactive area (24) which does not deflect any light (5), and that the deflection arrangement (10) in areas which are each spanned by a beam emanating from the light source and a main radiation direction of the deflection arrangement, cross-sections of a plurality of active regions (22), the cross-sections in the main emission direction (12) and in the direction of the beam emanating from the light source being arranged offset from one another.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese umfasst eine näherungsweise punktförmige Lichtquelle zum Aussenden von Licht in einem in eine Hauptabstrahlrichtung gerichtetem Lichtbündel und eine Umlenkanordnung zum Umlenken zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts in eine Lichtaustrittsrichtung der Beleuchtungsanordnung, wobei die Umlenkanordnung mindestens drei entlang einer zentralen, gekrümmten Raumkurve verlaufende und zueinander prismatisch angeordnete Freiformflächen umfasst, wobei eine der Freiformflächen als Lichteintrittsfläche zumindest für einen Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts dient, mindestens eine andere der Freiformflächen als Umlenkfläche zum Umlenken zumindest eines Teils des über die Lichteintrittsfläche in die Umlenkanordnung eingetretenen Lichts dient und eine weitere der Freiformflächen als Lichtaustrittsfläche zumindest für einen Teil des von der mindestens einen Umlenkfläche umgelenkten Lichts dientThe present invention relates to a lighting device of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. This comprises an approximately point-shaped light source for emitting light in a light beam directed in a main emission direction and a deflection arrangement for deflecting at least part of the emitted light in a light exit direction of the lighting arrangement, wherein the deflection arrangement comprises at least three free-form surfaces running along a central, curved spatial curve and arranged prismatically to one another, one of the free-form surfaces serving as a light entry surface for at least part of the light emitted by the light source, at least one other of the free-form surfaces as a deflection surface for deflecting at least part of the over the light entry surface is used for the light that has entered the deflection arrangement and a further one of the freeform surfaces serves as a light exit surface for at least part of the light from the at least one n deflection surface is used for deflected light

Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist aus der US 2009/0196047 A1 bekannt. Aus der DE 10 2008 035 765 A1 ist eine Umlenkanordnung bekannt, die als ein schalenförmiger Lichtleiter aus einem massiven transparenten Material ausgebildet. Die in der Druckschrift offenbarten Beispiele sind klobig, schwer und teuer und bieten kaum Möglichkeiten, auf besondere Designwünsche der Leuchten- und/oder Kraftfahrzeughersteller einzugehen. Im Betrieb können die bekannten Beleuchtungseinrichtungen mit dem schalenförmigen Lichtleiter für einen Laien nicht von einem mit einer verspiegelten Innenfläche versehenen herkömmlichen Reflektor unterschieden werden. Von Kraftfahrzeugherstellern wird es jedoch immer häufiger gefordert, dass ein technischer Fortschritt oder ein technisches Alleinstellungsmerkmal einer neuartigen Beleuchtungseinrichtung selbst für einen Laien nach Möglichkeit sowohl im ausgeschalteten Zustand als auch im Betrieb gut zu erkennen ist und die neuartige Beleuchtungseinrichtung gut von herkömmlichen Beleuchtungseinrichtungen unterschieden werden kann.Such a lighting device is from US 2009/0196047 A1 known. From the DE 10 2008 035 765 A1 a deflection arrangement is known which is designed as a shell-shaped light guide made of a solid transparent material. The examples disclosed in the publication are bulky, heavy and expensive and hardly offer any possibilities of responding to the special design requirements of the light and / or motor vehicle manufacturers. In operation, the known lighting devices with the shell-shaped light guide cannot be distinguished for a layperson from a conventional reflector provided with a mirrored inner surface. However, motor vehicle manufacturers are increasingly demanding that a technical advance or a technical unique selling point of a new type of lighting device can be easily recognized by a layperson, both when switched off and when in operation, and that the new lighting device can be easily distinguished from conventional lighting devices.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine Alternative zu der bekannten Beleuchtungseinrichtung vorzuschlagen, die möglichst schlank, leicht und kostengünstig herstellbar ist und die weitere gestalterische Freiheitsgrade eröffnet und damit selbst von Laien zumindest im Betrieb von anderen herkömmlichen Beleuchtungseinrichtungen deutlich unterschieden werden kann.Based on the described prior art, the present invention is therefore based on the object of proposing an alternative to the known lighting device that is as slim, easy and inexpensive to manufacture as possible and that opens up further degrees of design freedom and thus even for laypeople at least in the operation of other conventional ones Lighting devices can be clearly distinguished.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.. Die erfindungsgemäße Lösung unterscheidet sich vom eingangs genannten Stand der Technik dadurch, dass die Umlenkanordnung entlang des Verlaufs der Raumkurve mehr als einen aktiven Bereich, welcher von der Lichtquelle ausgesandtes Licht umlenkt, und mindestens einen nicht wirksamen Bereich aufweist, welcher kein Licht umlenkt, und dass die Umlenkanordnung in Flächen, die von jeweils einem von der Lichtquelle ausgehenden Strahl und einer Hauptabstrahlrichtung der Umlenkanordnung aufgespannt werden, Querschnitte von mehreren aktiven Bereichen aufweist, wobei die Querschnitte in der Hauptabstrahlrichtung und in der Richtung des von der Lichtquelle ausgehenden Strahls jeweils versetzt zueinander angeordnet sind.This object is achieved with the features of claim 1. The solution according to the invention differs from the prior art mentioned at the beginning in that the deflection arrangement along the course of the space curve has more than one active area, which deflects light emitted by the light source, and at least one has ineffective area which does not deflect light, and that the deflecting arrangement has cross-sections of several active areas in areas which are each spanned by a beam emanating from the light source and a main emission direction of the deflection arrangement, the cross-sections in the main emission direction and in the Direction of the beam emanating from the light source are arranged offset to one another.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die mindestens drei Freiformflächen der Umlenkanordnung Grenzflächen eines entlang der zentralen, gekrümmten Raumkurve verlaufenden massiven Körpers aus einem transparenten Material, insbesondere aus Glas oder Kunststoff (z.B. PC oder PMMA). Vorzugsweise weist die Umlenkanordnung genau drei Freiformflächen auf, die sich entlang der Raumkurve erstrecken. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die mindestens drei Freiformflächen der Umlenkanordnung derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Umlenkanordnung an jedem Punkt von der näherungsweise punktförmigen Lichtquelle ausgesandtes Licht in zu der Lichtaustrittsrichtung paralleles Licht umlenkt. Dies gilt für glatte Freiformflächen, die keine Streuelemente, Mattierung und/oder Mikrostruktur aufweisen.According to an advantageous development of the invention, the at least three free-form surfaces of the deflection arrangement are boundary surfaces of a solid body made of a transparent material, in particular made of glass or plastic (e.g. PC or PMMA), running along the central, curved spatial curve. The deflection arrangement preferably has exactly three free-form surfaces, which extend along the spatial curve. It is further proposed that the at least three free-form surfaces of the deflection arrangement are designed and arranged in such a way that the deflection arrangement deflects light emitted by the approximately punctiform light source into light parallel to the light exit direction at each point. This applies to smooth free-form surfaces that have no scattering elements, matting and / or microstructure.

Bei der vorliegenden Erfindung wird der im Stand der Technik verwendete schalenförmige Lichtleiter durch mehrere Freiformflächen ersetzt, die sich entlang einer zentralen gekrümmten Raumkurve erstrecken. In der Regel lenken die Freiformflächen der Umlenkanordnung nicht über ihre gesamte Länge entlang der Raumkurve Licht der Lichtquelle um, sondern nur in Teilbereichen der Freiformflächen. Die Licht umlenkenden Freiformflächen eines Teilbereichs der Umlenkanordnung bilden somit ein Reflektorelement, das eine Längserstreckung entlang der Raumkurve aufweist. Die nicht Licht umlenkenden Teilbereiche der Umlenkanordnung dienen dazu, die Reflektorelemente der Umlenkanordnung aneinander zu befestigen bzw. miteinander zu verbinden. Dadurch kann die gesamte Umlenkanordnung als ein einziges Bauteil realisiert werden. Die nicht Licht umlenkenden Teilbereiche können beliebig ausgestaltet sein, bspw. sehr starke Biegungen bis hin zu Knicken aufweisen. Ferner können an den nicht Licht umlenkenden Teilbereichen der Umlenkanordnung (außerhalb der Reflektorelemente) Befestigungselemente zur Befestigung der Umlenkanordnung bspw. an einem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung befestigt oder ausgebildet sein, ohne Beeinträchtigung der Reflexions- bzw. Umlenkeigenschaften der Umlenkanordnung, da nur die Reflektorelemente Licht umlenken.In the present invention, the shell-shaped light guide used in the prior art is replaced by a plurality of free-form surfaces that extend along a central, curved spatial curve. As a rule, the free-form surfaces of the deflection arrangement do not deflect light from the light source over their entire length along the space curve, but only in partial areas of the free-form surfaces. The light-deflecting free-form surfaces of a partial area of the deflection arrangement thus form a reflector element which has a longitudinal extension along the spatial curve. The partial areas of the deflecting arrangement that do not deflect light serve to fasten the reflector elements of the deflecting arrangement to one another or to connect them to one another. As a result, the entire deflection arrangement can be implemented as a single component. The partial areas that do not deflect light can be designed as desired, for example have very strong bends or even kinks. Furthermore, fastening elements for fastening the deflection arrangement, for example on a housing of the lighting device, can be attached or formed on the subregions of the deflection arrangement that do not deflect light (outside the reflector elements), without impairing the reflection or deflection properties of the Deflection arrangement, since only the reflector elements deflect light.

Die vorliegende Erfindung bietet einen Ersatz von Lichtleitern, was insbesondere bei Anforderungen von Bedeutung ist, für die der Lichtleiter wenig bis ungeeignet ist. Lichtleiter sind bspw. ungeeignet bei schlechter Effizienz oder wenn die Bedingung für Totalreflexion aufgrund zu enger Biegungen des Lichtleiters verletzt ist oder bei mittels Lichtleiter kaum zu realisierenden unterschiedlich breiten Auskoppelbereichen. Im Unterschied zu einem klassischen Lichtleiter, wo das eingekoppelte Licht größtenteils entlang zumindest eines Teils einer Längserstreckung des Lichtleiters propagiert, bevor es ausgekoppelt wird, wird bei der Umlenkanordnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung das Licht nicht oder allenfalls nur zu einem ganz geringen Teil entlang der gekrümmten Raumkurve in der Umlenkanordnung bzw. den Reflektorelementen propagiert.The present invention provides a replacement for light guides, which is particularly important in the case of requirements for which the light guide is poorly or unsuitable. Light guides are, for example, unsuitable in the case of poor efficiency or if the condition for total reflection is violated due to bends in the light guide that are too narrow, or in the case of coupling-out areas of different widths that can hardly be realized by means of light guides. In contrast to a classic light guide, where the coupled light is largely propagated along at least part of a longitudinal extension of the light guide before it is coupled out, with the deflecting arrangement of the lighting device according to the invention the light is not or at most only to a very small extent along the curved spatial curve in the deflection arrangement or the reflector elements propagated.

Die Erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit der in besonderer Weise ausgestalteten Umlenkanordnung hat gegenüber einer herkömmlichen mit einem Reflektor versehenen Einrichtung den Vorteil, dass eine Verspiegelung einspart werden kann, was zu geringeren Kosten für Material und Fertigung führt. Gegenüber einer mit einem Reflektor oder einem schalenförmigen Lichtleiter ausgestatteten Beleuchtungseinrichtung ergeben sich als Vorteile eine hohe Designfreiheit und ein geringeres Gewicht (Kosten). Schließlich ergeben sich gegenüber einer mit einem schalenförmigen Lichtleiter ausgestatteten Beleuchtungseinrichtung als Vorteile, die Möglichkeit auch kurze leuchtende Bereiche (Erstreckung der Reflektorelemente entlang der Raumkurve) und unterschiedliche Breiten des „Leuchtbildes“ zu realisieren, eine besonders hohe Effizienz, da das gesamte auf die Eintrittsfläche treffende Licht parallelisiert wird. Durch letzteren Vorteil können Kosten eingespart werden, da bei gleicher Helligkeit der erzeugten Leuchtenfunktion aufgrund des höheren Wirkungsgrads schwächere Leuchtmittel und kleinere Kühlkörper (höhere Effizienz bedeutet geringere Abwärme) verwendet werden können.The lighting device according to the invention with the deflection arrangement configured in a special way has the advantage over a conventional device provided with a reflector that a mirror coating can be saved, which leads to lower costs for material and production. Compared to a lighting device equipped with a reflector or a shell-shaped light guide, the advantages are a high degree of design freedom and a lower weight (costs). Finally, compared to a lighting device equipped with a shell-shaped light guide, there are advantages in the possibility of also realizing short luminous areas (extension of the reflector elements along the spatial curve) and different widths of the "luminous image", particularly high efficiency, since the entire area hits the entrance surface Light is parallelized. With the latter advantage, costs can be saved, since weaker lamps and smaller heat sinks (higher efficiency means less waste heat) can be used with the same brightness of the lighting function generated due to the higher efficiency.

Die Lichtquelle umfasst vorteilhafterweise mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode (LED). Eine LED kann einen oder mehrere LED-Chips umfassen. Eine Leuchtdiode sendet nach Art einer lambertschen Verteilung Licht in einen 180°-Halbraum in eine Hauptabstrahlrichtung aus, die im Wesentlichen senkrecht zu einer lichtaussendenden Fläche der Leuchtdiode verläuft. Im Vergleich zu einer Glühwendel einer Glühlampe oder einem Lichtbogen einer Gasentladungslampe ist die lichtaussende Fläche einer Leuchtdiode sehr klein und wird deshalb als näherungsweise punktförmig bezeichnet.The light source advantageously comprises at least one semiconductor light source, in particular a light emitting diode (LED). An LED can comprise one or more LED chips. A light-emitting diode emits light in the manner of a Lambertian distribution in a 180 ° half-space in a main emission direction which runs essentially perpendicular to a light-emitting surface of the light-emitting diode. Compared to a filament of an incandescent lamp or an arc of a gas discharge lamp, the light-emitting area of a light-emitting diode is very small and is therefore referred to as approximately point-shaped.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise als eine Kraftfahrzeugleuchte ausgebildet, wobei das von der Umlenkanordnung umgelenkte Licht zur Erzeugung einer Leuchtenfunktion des Kraftfahrzeugs dient. Die Leuchtenfunktion sollte hinsichtlich einer Erstreckung der Lichtverteilung, einer Helligkeitsverteilung innerhalb der Lichtverteilung und hinsichtlich einer seitlichen Sichtbarkeit der Leuchte die gesetzlichen Anforderungen erfüllen. Um das von der Umlenkanordnung umgelenkte Licht zur Erzeugung einer Leuchtenfunktion nutzen zu können, wird insbesondere vorgeschlagen, dass mindestens eine der Freiformflächen der Umlenkanordnung zumindest bereichsweise mit Streuelementen versehen ist. Die Leuchtenfunktion ist vorzugsweise ein Tagfahrlicht, ein Positions- oder Begrenzungslicht, ein Blinklicht, ein Rücklicht, ein Bremslicht, ein Nebelrücklicht, ein Rückfahrlicht, ein Seitenmarkierungslicht, eine Innenraumbeleuchtung oder eine Ambientebeleuchtung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs.The lighting device according to the invention is preferably designed as a motor vehicle light, the light deflected by the deflection arrangement serving to generate a light function of the motor vehicle. The luminaire function should meet the legal requirements with regard to an extension of the light distribution, a brightness distribution within the light distribution and with regard to a lateral visibility of the luminaire. In order to be able to use the light deflected by the deflection arrangement to generate a lamp function, it is proposed in particular that at least one of the free-form surfaces of the deflection arrangement is provided with scattering elements at least in some areas. The light function is preferably a daytime running light, a position or boundary light, a flashing light, a rear light, a brake light, a rear fog light, a reversing light, a side marker light, interior lighting or ambient lighting of an interior of the motor vehicle.

Die Beleuchtungseinrichtung kann in einem eigenen Gehäuse separat von einem Scheinwerfer und einer Rückleuchte des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Das Leuchtengehäuse kann im Front-, Heck- oder Seitenbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Beleuchtungseinrichtung als Teil eines Scheinwerfers oder einer Rückleuchte des Kraftfahrzeugs in einem Gehäuse des Scheinwerfers oder der Rückleuchte angeordnet ist.The lighting device can be arranged in its own housing separately from a headlight and a rear light of the motor vehicle. The lamp housing can be arranged in the front, rear or side area of a motor vehicle. Alternatively, it is also conceivable that the lighting device is arranged as part of a headlight or a tail lamp of the motor vehicle in a housing of the headlight or the tail lamp.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, die verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen. Die für die einzelnen Ausführungsbeispiele angegebenen Merkmale können im Rahmen des technisch Machbaren in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, auch ohne dass dies ausdrücklich in den Figuren gezeigt und/oder in der Beschreibung erwähnt ist. Im Einzelnen zeigen:

  • 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
  • 2a eine Vorderansicht der Beleuchtungseinrichtung aus 1;
  • 2b eine Seitenansicht der Beleuchtungseinrichtung aus 1;
  • 2c eine Ansicht von oben auf die Beleuchtungseinrichtung aus 1;
  • 3a ein mit der Beleuchtungseinrichtung aus den 1 und 2 erzeugtes Erscheinungsbild;
  • 3b eine Leuchtdichteverteilung entlang eines Mittenschnitts durch die Beleuchtungseinrichtung aus den 1 und 2;
  • 4 verschiedene Möglichkeiten zur Befestigung einer Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus den 1 und 2 an einem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung;
  • 5a in einer schematischen Darstellung einen Mittenschnitt durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten Möglichkeit einer Anordnungen und Ausgestaltung der Freiformflächen;
  • 5b in einer schematischen Darstellung einen Mittenschnitt durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit einer zweiten Möglichkeit einer Anordnungen und Ausgestaltung der Freiformflächen;
  • 5c in einer schematischen Darstellung einen Mittenschnitt durch eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit einer dritten Möglichkeit einer Anordnungen und Ausgestaltung der Freiformflächen;
  • 6 in einer schematischen Darstellung einen Mittenschnitt durch ein durch die Freiformflächen gebildetes Reflektorelement;
  • 7a eine Vorderansicht einer Umlenkanordnung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung;
  • 7b eine Seitenansicht der Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus 7a;
  • 7c eine Schrägansicht auf die Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus 7a;
  • 8a eine Vorderansicht einer Umlenkanordnung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung;
  • 8b eine Seitenansicht der Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus 8a;
  • 8c eine Schrägansicht auf die Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus 8a;
  • 9a eine Vorderansicht einer Umlenkanordnung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung;
  • 9b eine Seitenansicht der Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus 9a;
  • 9c eine Schrägansicht auf die Umlenkanordnung der Beleuchtungseinrichtung aus 9a;
Further features and advantages of the present invention are explained in more detail below with reference to the figures, which show various preferred exemplary embodiments. The features specified for the individual exemplary embodiments can be combined with one another in any way within the scope of what is technically feasible, even without this being expressly shown in the figures and / or mentioned in the description. Show in detail:
  • 1 an oblique view of a lighting device according to the invention according to a preferred embodiment;
  • 2a a front view of the lighting device 1 ;
  • 2 B a side view of the lighting device 1 ;
  • 2c a view from above of the lighting device 1 ;
  • 3a one with the lighting device from the 1 and 2 generated appearance;
  • 3b a luminance distribution along a center section through the lighting device from the 1 and 2 ;
  • 4th various options for attaching a deflection assembly of the lighting device from the 1 and 2 on a housing of the lighting device;
  • 5a in a schematic illustration a center section through a lighting device according to the invention with a first possibility of an arrangement and configuration of the free-form surfaces;
  • 5b in a schematic illustration a center section through a lighting device according to the invention with a second possibility of an arrangement and configuration of the free-form surfaces;
  • 5c in a schematic illustration a center section through a lighting device according to the invention with a third possibility of an arrangement and configuration of the free-form surfaces;
  • 6th in a schematic representation a center section through a reflector element formed by the free-form surfaces;
  • 7a a front view of a deflection arrangement of a lighting device according to the invention;
  • 7b a side view of the deflection arrangement of the lighting device 7a ;
  • 7c an oblique view of the deflection arrangement of the lighting device 7a ;
  • 8a a front view of a deflection arrangement of a lighting device according to the invention;
  • 8b a side view of the deflection arrangement of the lighting device 8a ;
  • 8c an oblique view of the deflection arrangement of the lighting device 8a ;
  • 9a a front view of a deflection arrangement of a lighting device according to the invention;
  • 9b a side view of the deflection arrangement of the lighting device 9a ;
  • 9c an oblique view of the deflection arrangement of the lighting device 9a ;

In 1 ist eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Beleuchtungseinrichtung ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 2 umfasst eine nahezu punktförmige Lichtquelle 4, die in den Figuren schematisch als ein Quader dargestellt ist. Die Lichtquelle 4 ist vorzugsweise als eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere als eine Leuchtdiode (LED) ausgebildet. Die Lichtquelle 4 weist eine relativ kleine leuchtende Fläche 4a auf, aus der Licht 5 in einer Hauptabstrahlrichtung 6 in einem Lichtbündel 8 ausgesandt wird. LEDs 4 senden Licht in der Hauptabstrahlrichtung 6 üblicherweise in einen 180°-Halbraum oberhalb der leuchtenden Fläche 4a aus. Es ist aber denkbar, dass das von der LED 4 ausgesandte Licht zunächst mittels einer (nicht dargestellten) Bündelungsoptik (z.B. in Form einer Vorsatzoptik oder einer Linse) gebündelt wird.In 1 is an oblique view of a lighting device according to the invention according to a preferred embodiment. The lighting device is identified in its entirety by the reference symbol 2 designated. The lighting device 2 includes an almost point-like light source 4th , which is shown schematically in the figures as a cuboid. The light source 4th is preferably designed as a semiconductor light source, in particular as a light-emitting diode (LED). The light source 4th has a relatively small luminous area 4a on, out of the light 5 in a main radiation direction 6th in a bundle of light 8th is sent out. LEDs 4th send light in the main direction of radiation 6th usually in a 180 ° half space above the luminous surface 4a out. But it is conceivable that the LED 4th emitted light is initially bundled by means of a (not shown) bundling optics (for example in the form of an auxiliary optics or a lens).

Ferner umfasst die Beleuchtungseinrichtung 2 eine Umlenkanordnung 10 zum Umlenken zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts 5 im Wesentlichen in eine Lichtaustrittsrichtung 12 der Beleuchtungsanordnung 2. Das umgelenkte Licht ist mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Im Stand der Technik umfasst die Umlenkanordnung üblicherweise einen Reflektor oder einen Lichtleiter (vgl. bspw. die DE 10 2012 209 013 A1 ). Bei der vorliegenden Erfindung ist die Umlenkanordnung 10 in besonderer Weise ausgebildet.The lighting device also includes 2 a deflection arrangement 10 for redirecting at least part of the emitted light 5 essentially in a light exit direction 12 the lighting arrangement 2 . The deflected light is denoted by the reference symbol 11 designated. In the prior art, the deflection arrangement usually comprises a reflector or a light guide (cf., for example DE 10 2012 209 013 A1 ). In the present invention, the diverter assembly is 10 trained in a special way.

Die Umlenkanordnung 10 umfasst drei entlang einer zentralen, gekrümmten Raumkurve 14 verlaufende und (in einem senkrecht zu der Raumkurve 14 verlaufenden Querschnitt betrachtet) zueinander prismatisch angeordnete Freiformflächen 16, 18, 20 (vgl. 6). Dabei dient eine der Freiformflächen, in dem vorliegenden Beispiel die Freiformfläche 16, als Lichteintrittsfläche zumindest für einen Teil des von der Lichtquelle 4 ausgesandten Lichts 5, eine andere der Freiformflächen, in dem vorliegenden Beispiel die Freiformfläche 18, als Umlenkfläche zum Umlenken zumindest eines Teils des über die Lichteintrittsfläche 16 in die Umlenkanordnung 10 eingetretenen Lichts, und eine weitere der Freiformflächen, in dem vorliegenden Beispiel die Freiformfläche 20, als Lichtaustrittsfläche zumindest für einen Teil des von der mindestens einen Umlenkfläche 18 umgelenkten Lichts.The deflection arrangement 10 includes three along a central, curved space curve 14th running and (in a perpendicular to the space curve 14th running cross-section viewed) to each other prismatically arranged free-form surfaces 16 , 18th , 20th (see. 6th ). One of the free-form surfaces is used, in the present example the free-form surface 16 , as a light entry surface for at least part of the light source 4th emitted light 5 , another of the free-form surfaces, in the present example the free-form surface 18th , as a deflecting surface for deflecting at least a part of the light entry surface 16 into the deflection assembly 10 entered light, and another of the freeform surfaces, in the present example the freeform surface 20th , as a light exit surface for at least part of the at least one deflection surface 18th deflected light.

Die drei Freiformflächen 16, 18, 20 der Umlenkanordnung 10 sind vorzugsweise Grenzflächen eines entlang der zentralen, gekrümmten Raumkurve 14 verlaufenden massiven Körpers aus einem transparenten Material, insbesondere aus Glas oder Kunststoff. Vorzugsweise besteht der massive transparente Körper aus Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA). In diesem Fall kann die Umlenkanordnung 10 auch als TIR (total internal reflection = Totalreflexion)-Reflektor bezeichnet werden, also als ein Reflektor, der auf dem Prinzip der Totalreflexion beruht. Die Umlenkanordnung 10 umfasst also in Schnitten senkrecht zu der Raumkurve 14 Prismen mit drei Seiten in Form von Freiformflächen, die in verschiedenen Schnitten unterschiedlich ausgestaltet und relativ zueinander unterschiedlich angeordnet sein können.The three free-form surfaces 16 , 18th , 20th the deflection assembly 10 are preferably boundary surfaces of one along the central, curved space curve 14th extending solid body made of a transparent material, in particular made of glass or plastic. The massive, transparent body is preferably made of polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA). In this case, the deflection arrangement 10 Also referred to as a TIR (total internal reflection) reflector, i.e. a reflector based on the principle of total reflection. The deflection arrangement 10 thus includes in sections perpendicular to the space curve 14th Prisms with three sides in the form of free-form surfaces, which are designed differently in different sections and can be arranged differently relative to one another.

Die Ausgestaltung und Anordnung der Freiformflächen 16, 18, 20 wird dabei vorzugsweise derart gewählt, dass die Umlenkanordnung 10 an jedem Punkt von der näherungsweise punktförmigen Lichtquelle 4 ausgesandtes Licht 5 in zu der Lichtaustrittsrichtung 12 paralleles Licht 11 umlenkt. Diskrete Punkte der Flächenverläufe der Freiformflächen 16, 18, 20 können Punkt für Punkt mittels eines gängigen Simulationsprogramms berechnet werden. Zur Berechnung des kontinuierlichen Flächenverläufe kann zwischen den diskreten Punkten interpoliert werden. Je feiner die Auflösung bei der Berechnung der Punkte der Freiformflächen ist, desto besser kann die Umlenkanordnung 10 die Lichtstrahlen 11 parallel zu der Lichtaustrittsrichtung 12 umlenken. Alternativ kann die Berechnung der Freiformflächen 16, 18, 20 auch entweder mit einem relativ aufwändigen Try-and-Error-Verfahren oder mit einem aus der Geowissenschaft bekannten Wellenfrontenverfahren erfolgen.The design and arrangement of the freeform surfaces 16 , 18th , 20th is preferably chosen so that the deflection 10 at each point from the approximately punctiform light source 4th emitted light 5 in to the light exit direction 12 parallel light 11 diverts. Discrete points of the surface courses of the free-form surfaces 16 , 18th , 20th can be calculated point by point using a common simulation program. The discrete points can be interpolated to calculate the continuous surface course. The finer the resolution when calculating the points of the free-form surfaces, the better the deflection arrangement can 10 the rays of light 11 parallel to the light exit direction 12 redirect. Alternatively, the calculation of the free-form surfaces 16 , 18th , 20th can also be carried out either with a relatively complex try-and-error process or with a wavefront process known from geosciences.

Die 2a zeigt eine Vorderansicht, 2b eine Seitenansicht und 2c eine Ansicht von oben der Beleuchtungseinrichtung 2 aus 1. Die Lichtquelle 4 sendet Strahlen 5 aus, von denen in 2 zwei beispielhaft gepunktet dargestellt sind. Diese dringen unter Brechung durch die Eintrittsfläche 16 in den glasklaren Reflektor 10 ein, werden an der auf Totalreflexion beruhenden Spiegelfläche 18 in Richtung der Austrittsfläche 20 reflektiert (umgelenkt) und verlassen durch diese unter Brechung den Reflektor 10.The 2a shows a front view, 2 B a side view and 2c a view from above of the lighting device 2 out 1 . The light source 4th sends rays 5 from which in 2 two examples are shown dotted. These penetrate through the entry surface with refraction 16 in the crystal clear reflector 10 a, are on the mirror surface based on total reflection 18th in the direction of the exit surface 20th reflects (deflected) and leaves the reflector with refraction 10 .

Ein erster Unterschied der Erfindung zu dem aus der DE 10 2012 209 013 A1 bekannten Stand der Technik besteht darin, dass im Stand der Technik mehrere Ein- und Austrittsflächen mit einer gemeinsamen Spiegelfläche kooperieren und jede Eintrittsfläche mit zwei Austrittsflächen (vice versa) verbunden ist (außer an den Reflektorgrenzen), wodurch insgesamt ein massiver Reflektorblock (schwer, teuer, designresistent) entsteht. Im Gegensatz dazu liegen bei der Erfindung immer nur eine Eintrittsfläche 16, eine Austrittsfläche 20 und eine Spiegelfläche 18 benachbart aneinander. Diese zierlich und filigran gestaltbare Umlenkanordnung 10 kann in Form einer langen fadenförmigen Röhre geformt werden (leicht, kostengünstig, Dicke und Röhrenform („Fadenbiegung“ in drei Dimensionen) unterliegen der Designfreiheit), die entlang der Raumkurve 14 über die gesamte Länge oder - wie in den 1 und 2 dargestellt - nur bereichsweise als Reflektor wirkt. Dabei ist es wichtig festzuhalten, dass die Funktionen der einzelnen Flächen 16, 18, 20 im Verlauf der Umlenkanordnung 10 variieren kann. So wäre es bspw. denkbar, dass in einem unteren Abschnitt in 1 die Fläche 16 eine Eintrittsfläche, die Fläche 18 eine Reflexionsfläche und die Fläche 20 eine Austrittsfläche ist, während in einem mittleren und/oder oberen Abschnitt die Fläche 16 eine Austrittsfläche, die Fläche 18 eine Reflexionsfläche und die Fläche 20 eine Eintrittsfläche ist.A first difference between the invention and that from the DE 10 2012 209 013 A1 known state of the art consists in the fact that in the state of the art several entry and exit surfaces cooperate with a common mirror surface and each entry surface is connected to two exit surfaces (vice versa) (except at the reflector boundaries), resulting in a massive reflector block (heavy, expensive , design-resistant). In contrast to this, there is always only one entry surface in the invention 16 , an exit surface 20th and a mirror surface 18th adjacent to each other. This dainty and filigree design of the deflector arrangement 10 can be shaped in the form of a long thread-like tube (light, inexpensive, thickness and tube shape ("thread bending" in three dimensions) are subject to design freedom), which runs along the space curve 14th over the entire length or - as in the 1 and 2 shown - only acts as a reflector in some areas. It is important to note that the functions of the individual surfaces 16 , 18th , 20th in the course of the deflection arrangement 10 can vary. It would be conceivable, for example, that in a lower section in 1 the area 16 an entry surface, the surface 18th a reflecting surface and the surface 20th is an exit surface, while in a middle and / or upper section the surface 16 an exit surface, the surface 18th a reflecting surface and the surface 20th is an entry surface.

Die aktiven Bereiche der Umlenkanordnung 10, die Licht umlenken, können als Reflektorelemente bezeichnet werden und sind in 1 mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet. Die nicht wirksamen Bereiche der Umlenkanordnung 10 sind in den 1 und 4 mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet und dienen in erster Linie dazu, alle wirksamen Bereiche 22 zu einem einstückigen Teil zusammenzufügen, und können zur Fixierung des Reflektors 10 an einem Gehäuse 26, in dem die Beleuchtungseinrichtung 2 angeordnet ist, oder an einem anderen Bauteil 28 verwendet werden. In 4 rechts ist gezeigt, wie die Umlenkanordnung 10 mittels geeigneter Befestigungselemente 30 an einem Boden des Gehäuses 26 befestigt ist. In 4 links ist gezeigt, wie die Umlenkanordnung 10 mittels geeigneter Befestigungselemente 32 an einer Rückwand des Gehäuses 26 oder einem anderen Bauteil 28 der Beleuchtungseinrichtung 2 befestigt ist. Das Gehäuse 26, in dem die Beleuchtungseinrichtung 2 angeordnet ist, kann ein von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer und einer Kraftfahrzeugrückleuchte separates Gehäuse sein. Alternativ kann die Beleuchtungseinrichtung 2 auch in einem Gehäuse eines Kraftfahrzeugscheinwerfers oder einer Kraftfahrzeugrückleuchte angeordnet sein. In diesem Fall wäre dann das Gehäuse 26, in dem die Beleuchtungseinrichtung 2 angeordnet ist, das Gehäuse des Scheinwerfers bzw. der Rückleuchte. Das andere Bauteil 28, an dem die Beleuchtungseinrichtung 2 auch befestigt sein kann, könnte Teil der Beleuchtungseinrichtung 2 oder aber des Scheinwerfers bzw. der Rückleuchte sein. Das Bauteil 28 ist bspw. eine Sichtschutzblende (Bezel) eines Scheinwerfers.The active areas of the deflection assembly 10 that redirect light can be referred to as reflector elements and are in 1 with the reference number 22nd designated. The ineffective areas of the deflection arrangement 10 are in the 1 and 4th with the reference number 24 denotes and serve primarily to all effective areas 22nd to assemble into a one-piece part, and can be used to fix the reflector 10 on a housing 26th in which the lighting device 2 is arranged, or on another component 28 be used. In 4th on the right is shown how the deflection assembly 10 by means of suitable fastening elements 30th at a bottom of the housing 26th is attached. In 4th on the left is shown how the deflection arrangement 10 by means of suitable fastening elements 32 on a rear wall of the housing 26th or another component 28 the lighting device 2 is attached. The case 26th in which the lighting device 2 is arranged, can be a separate housing from a motor vehicle headlight and a motor vehicle rear light. Alternatively, the lighting device 2 can also be arranged in a housing of a motor vehicle headlight or a motor vehicle rear light. In this case it would be the housing 26th in which the lighting device 2 is arranged, the housing of the headlight or the rear light. The other component 28 at which the lighting device 2 can also be attached, could be part of the lighting device 2 or the headlight or the rear light. The component 28 is, for example, a privacy screen (bezel) of a headlight.

Im Bereich der nicht wirksamen Bereiche 24 muss die Umlenkanordnung 10 keine Freiformflächen 16, 18, 20 zum Umlenken des von der Lichtquelle 4 ausgesandten Lichts 5 aufweisen. Die nicht wirksamen Bereiche 24 können also beliebig ausgebildet werden.In the area of the ineffective areas 24 must be the deflection assembly 10 no freeform surfaces 16 , 18th , 20th to deflect the from the light source 4th emitted light 5 exhibit. The ineffective areas 24 can therefore be designed as desired.

Wenn man statt der Umlenkanordnung 10 einen Lichtleiter verwenden würde, müssten diese Befestigungselemente 30, 32 (wie der Lichtleiter insgesamt) an Biegungen einen gewissen Mindestradius aufweisen (typischerweise das 6-fache der Dicke des Lichtleiters), damit die Bedingung für Totalreflexion für einen Großteil der in dem Lichtleiter entlang seiner Längserstreckung propagierenden Strahlen erfüllt bleibt. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Gestalter in der Wahl der „Faden“-Form völlig frei, sogar „Spitzkehren“ oder Knicke können in den nicht wirksamen Bereichen 24 der Umlenkanordnung 10 realisiert werden. Aufgrund der großen Designfreiheit bei der Ausgestaltung der Umlenkanordnung 10 kann diese abgesehen von dem markanten, einzigartigen Aussehen auch hervorragend an einen gegebenen Bauraum innerhalb eines Gehäuses 26 angepasst werden.If instead of the deflection arrangement 10 If you were to use a light guide, you would need these fasteners 30th , 32 (like the light guide as a whole) have a certain minimum radius at bends (typically 6 times the thickness of the light guide) so that the condition for total reflection remains fulfilled for a large part of the rays propagating in the light guide along its length. With the present invention, the designer is completely free to choose the “thread” shape, even “hairpin bends” or kinks cannot be used effective areas 24 the deflection assembly 10 will be realized. Due to the great freedom of design when designing the deflection arrangement 10 Apart from the distinctive, unique appearance, this can also be excellently adapted to a given installation space within a housing 26th be adjusted.

3 zeigt in 3a ein mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 2 aus den 1 und 2 erzeugtes Erscheinungsbild mit der entsprechenden Leuchtdichteverteilung in 3b. In 3b ist auf der Ordinate eine Größe (z.B. mm) aufgetragen, die eine Strecke repräsentiert, und auf der Abszisse ist eine Größe aufgetragen, welche die Leuchtdichte repräsentiert. In 3a ist sehr gut zu erkennen, dass nur die aktiven Bereiche 22 der Umlenkanordnung 10, die Licht umlenken, als leuchtend wahrgenommen werden (große Leuchtdichtewerte in 3b). Die nicht wirksamen Bereiche 24, die kein Licht umlenken, erscheinen dunkel (Leuchtdichtewerte im Bereich von Null in 3b). Ferner zeigt sich in dem Mittenschnitt durch die Umlenkanordnung 10 aus 3b, dass die Licht umlenkenden Bereiche 22 mit einer hohen Homogenität leuchten. 3 shows in 3a one with the lighting device according to the invention 2 from the 1 and 2 generated appearance with the corresponding luminance distribution in 3b . In 3b a quantity (for example mm) representing a distance is plotted on the ordinate, and a quantity is plotted on the abscissa which represents the luminance. In 3a is very easy to see that only the active areas 22nd the deflection assembly 10 that deflect light are perceived as luminous (large luminance values in 3b) . The ineffective areas 24 that do not deflect light appear dark (luminance values in the range of zero in 3b) . Furthermore, the center section shows through the deflection arrangement 10 out 3b that the light redirecting areas 22nd shine with a high degree of homogeneity.

5 zeigt in einer schematischen Darstellung verschiedene Möglichkeiten der Anordnungen der Reflektorelemente 22 (der Licht umlenkenden Bereiche 22) der Umlenkanordnung 10. In 5a wächst die Entfernung der Elemente 22 von der Lichtquelle 4, wenn man die Elemente 22 im Uhrzeigersinn (in Richtung des Pfeils 34) nacheinander betrachtet. In 5b nimmt die Entfernung ab, und in 5c gibt es keinen einheitlichen Zuwachs und keine einheitliche Abnahme der Entfernung der Reflektorelemente 22 zu der Lichtquelle 4. In Pfeilrichtung 34 ergibt sich zunächst eine Zunahme (von dem ersten zu dem zweiten Reflektorelement 22), danach dreimal eine Abnahme (jeweils von dem zweiten zu dem dritten, von dem dritten zu dem vierten und von dem vierten zu dem fünften Element 22) und schließlich nochmals eine Zunahme der Entfernung (von dem fünften zu dem sechsten Element 22). Wichtig ist in jedem Fall, dass Strahlen 5 von der Lichtquelle 4 zu einem Element 22 nicht durch ein anderes Element 22 behindert werden und dass Strahlen 11, die aus einem Element 22 austreten, nicht auf ein anderes Element 22 treffen. Im ersten Fall würde das von einem anderen Element 22 abgeschattete Element 22 an der geplanten Auftreffstelle des Strahles 5 dunkel bleiben und stattdessen eine Stelle des anderen abschattenden Elements 22 leuchten. Im zweiten Fall würde der Strahl 11 durch das andere abschattenden Element 22 in unerwünschter Weise abgelenkt werden, was einer Verminderung der Effizienz der Beleuchtungsanordnung 2 gleichkäme. Das bedeutet also im ersten Fall, dass die leuchtende Fläche 4a der Lichtquelle 4 von jedem Punkt der Lichteintrittsfläche 16 eines jeden Reflektorelements 22 der Umlenkanordnung 10 „sichtbar“ sein muss. 5 shows in a schematic representation various options for the arrangements of the reflector elements 22nd (the light deflecting areas 22nd ) the deflection assembly 10 . In 5a the distance of the elements grows 22nd from the light source 4th when you look at the elements 22nd clockwise (in the direction of the arrow 34 ) viewed one after the other. In 5b the distance decreases, and in 5c there is no uniform increase and no uniform decrease in the distance of the reflector elements 22nd to the light source 4th . In the direction of the arrow 34 there is initially an increase (from the first to the second reflector element 22nd ), then three times a decrease (in each case from the second to the third, from the third to the fourth and from the fourth to the fifth element 22nd ) and finally again an increase in distance (from the fifth to the sixth element 22nd ). In any case, it is important that rays 5 from the light source 4th to an element 22nd not by any other element 22nd be obstructed and that rays 11 made from one element 22nd emerge, not onto another element 22nd to meet. In the first case it would be from a different element 22nd shadowed element 22nd at the planned point of impact of the beam 5 remain dark and instead a place of the other shading element 22nd to shine. In the second case the beam would 11 by the other shading element 22nd be deflected in an undesirable manner, which reduces the efficiency of the lighting arrangement 2 would be the same. In the first case this means that the luminous surface 4a the light source 4th from every point of the light entry surface 16 of each reflector element 22nd the deflection assembly 10 Must be "visible".

Die möglichen Krümmungen der Flächen 16, 18, 20, aus denen die Reflektorelemente 22 gebildet werden, sind aus den 1 bis 3 ersichtlich. So ist bspw. die Entfernung der Eintrittsfläche 16 des unteren Elements 22 von der Lichtquelle 4 in der Mitte minimal und steigt nach außen hin gekrümmt an, die Entfernung der Eintrittsfläche 16 des mittleren Elements 22 steigt ebenso nach außen hin, da die Fläche 16 in diesem Fall horizontal ist, und die Eintrittsfläche 16 des oberen Elements 22 ist zur Lichtquelle 4 hin gekrümmt, wiederum mit maximaler Entfernung außen.The possible curvatures of the surfaces 16 , 18th , 20th that make up the reflector elements 22nd are formed from the 1 to 3 evident. For example, the distance to the entry surface 16 of the lower element 22nd from the light source 4th minimal in the middle and curved towards the outside, the distance from the entrance surface 16 of the middle element 22nd also rises outwards, since the area 16 in this case is horizontal, and the entry surface 16 of the top element 22nd is to the light source 4th curved towards the outside, again with maximum distance.

6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Reflexionselement 22 und einen (gestrichelt gezeichneten) Strahl 5 bzw. 11 auf seiner Reise durch das Element 22. Alle drei Freiformflächen 16, 18, 20 sind in diesem Beispiel konvex gekrümmt. Die unten liegende Eintrittsfläche 16 weicht derart von der Horizontalen ab, dass Strahlen 5, die unter Brechung durch diese Fläche 16 in das Element 22 eindringen, eine Winkeländerung erfahren, sodass die an der Spiegelfläche 18 zu erzielende Winkelablenkung verringert wird. In analoger Weise weicht die rechts liegende Austrittsfläche 20 von der Vertikalen ab. Beide Maßnahmen können so stark (geneigt) ausgeführt werden, dass an der Spiegelfläche 18 für alle Strahlen 5 die Bedingung für Totalreflexion erfüllt wird und somit alle Strahlen 5 durch das Element 22 parallel gerichtet werden. 6 zeigt jedoch nicht die tatsächliche Komplexität der Flächen 16, 18, 20. Dies beruht darauf, dass sowohl Brechungen an der Ein- und Austrittsfläche 16, 20 in jeweils einer Brechungsebene und die Reflexion an der Spiegelfläche 18 in der Spiegelebene stattfinden und dass diese drei Ebenen (bis auf sehr seltene Ausnahmefälle) nicht parallel sind. 6th shows schematically a cross section through a reflection element 22nd and a (dashed line) ray 5 or. 11 on his journey through the element 22nd . All three free-form surfaces 16 , 18th , 20th are convexly curved in this example. The entry area below 16 deviates from the horizontal in such a way that rays 5 that are under refraction by this surface 16 in the element 22nd penetrate, experience an angle change, so that the at the mirror surface 18th angular deflection to be achieved is reduced. The exit surface on the right gives way in an analogous manner 20th from the vertical. Both measures can be carried out so strongly (inclined) that on the mirror surface 18th for all rays 5 the condition for total reflection is met and thus all rays 5 through the element 22nd be directed parallel. 6th however, does not show the actual complexity of the surfaces 16 , 18th , 20th . This is based on the fact that both refractions on the entry and exit surfaces 16 , 20th in one refraction plane and the reflection on the mirror surface 18th take place in the mirror plane and that these three planes (apart from very rare exceptional cases) are not parallel.

Die 7 bis 9 zeigen schematisch (die Umlenkanordnung 10 ist jeweils nur durch linienartige Kurven symbolisiert) weitere Ausführungsformen, wobei jeweils in der Teilfigur a) eine Vorderansicht, der Teilfigur b) eine Seitenansicht und der c) eine Schrägansicht dargestellt ist.The 7th to 9 show schematically (the deflection arrangement 10 is symbolized only by line-like curves) further embodiments, in each case in the partial figure a) a front view, the partial figure b) a side view and the c ) an oblique view is shown.

7 zeigt eine einarmige fadenförmige Umlenkanordnung 10 in Form einer gequetschten Spirale 36. Ein Ende des Fadens wird zum Boden des Leuchtengehäuses geführt und kann zur Befestigung (durch Schrauben, Kleben, Clipsen o.ä.) verwendet werden. 7th shows a one-armed thread-like deflection arrangement 10 in the form of a squeezed spiral 36 . One end of the thread is led to the bottom of the lamp housing and can be used for attachment (by screwing, gluing, clips, etc.).

8 zeigt eine Ausführung der Umlenkanordnung 10, bei der von einem „Fahnenmast“ 38 sechs Querelemente 40 abzweigen, die parallel zueinander und horizontal ausgerichtet sind. Wiederum wird der „Fahnenmast“ 38 zwecks Befestigung zum Boden des Leuchtengehäuses geführt und kann dort befestigt werden. 8th shows an embodiment of the deflection arrangement 10 , in the case of a "flagpole" 38 six transverse elements 40 branches that are parallel to each other and aligned horizontally. Again the "flagpole" 38 for the purpose of fastening to the bottom of the lamp housing and can be fastened there.

9 zeigt eine leiterähnliche Ausführung der Umlenkanordnung 10. Dabei bilden gebogene reflektierende Elemente 22 die Sprossen 42, welche von zwei Holmen 44 miteinander verbunden werden. Wiederum werden die Holme 44 zwecks Befestigung zum Boden des Leuchtengehäuses geführt und können dort befestigt werden. 9 shows a ladder-like embodiment of the deflection arrangement 10 . Here curved reflective elements form 22nd the rungs 42 which of two spars 44 be connected to each other. Again, the spars 44 for the purpose of attachment to the bottom of the lamp housing and can be attached there.

Obwohl die vorliegende Erfindung nur für eine Umlenkanordnung 10 mit drei Freiformflächen 16, 18, 20 beschrieben wurde, wäre es denkbar, zumindest eine der Flächen 16, 18, 20 in mehrere Teilflächen zu unterteilen, so dass sich eine Umlenkanordnung 10 mit mehr als drei Freiformflächen 16, 18, 20 ergeben würde.Although the present invention is only for a diverter assembly 10 with three freeform surfaces 16 , 18th , 20th was described, it would be conceivable to at least one of the surfaces 16 , 18th , 20th to subdivide into several partial areas, so that a deflection arrangement 10 with more than three free-form surfaces 16 , 18th , 20th would result.

Claims (13)

Beleuchtungseinrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine näherungsweise punktförmige Lichtquelle (4) zum Aussenden von Licht (5) in einem in eine Hauptabstrahlrichtung (6) gerichtetem Lichtbündel (8) und eine Umlenkanordnung (10) zum Umlenken zumindest eines Teils des ausgesandten Lichts (5) in eine Lichtaustrittsrichtung (12) der Beleuchtungsanordnung (2) wobei die Umlenkanordnung (10) mindestens drei entlang einer zentralen, gekrümmten Raumkurve (14) verlaufende und zueinander prismatisch angeordnete Freiformflächen (16, 18, 20) umfasst, wobei eine der Freiformflächen als Lichteintrittsfläche (16) zumindest für einen Teil des von der Lichtquelle (4) ausgesandten Lichts (5) dient, mindestens eine andere der Freiformflächen als Umlenkfläche (18) zum Umlenken zumindest eines Teils des über die Lichteintrittsfläche (16) in die Umlenkanordnung (10) eingetretenen Lichts (5) dient und eine weitere der Freiformflächen als Lichtaustrittsfläche (20) zumindest für einen Teil des von der mindestens einen Umlenkfläche (18) umgelenkten Lichts (11) dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkanordnung (10) entlang des Verlaufs der Raumkurve (14) mehr als einen aktiven Bereich (22), welcher von der Lichtquelle (4) ausgesandtes Licht (5) umlenkt, und mindestens einen nicht wirksamen Bereich (24) aufweist, welcher kein Licht (5) umlenkt, und dass die Umlenkanordnung (10) in Flächen, die von jeweils einem von der Lichtquelle ausgehenden Strahl und einer Hauptabstrahlrichtung der Umlenkanordnung aufgespannt werden, Querschnitte von mehreren aktiven Bereichen (22) aufweist, wobei die Querschnitte in der Hauptabstrahlrichtung (12) und in der Richtung des von der Lichtquelle ausgehenden Strahls jeweils versetzt zueinander angeordnet sind.Lighting device (2) of a motor vehicle, comprising an approximately punctiform light source (4) for emitting light (5) in a light beam (8) directed in a main emission direction (6) and a deflection arrangement (10) for deflecting at least part of the emitted light ( 5) in a light exit direction (12) of the lighting arrangement (2), wherein the deflection arrangement (10) comprises at least three free-form surfaces (16, 18, 20) which run along a central, curved spatial curve (14) and are arranged prismatically to one another, one of the free-form surfaces being as Light entry surface (16) is used for at least part of the light (5) emitted by the light source (4), at least one other of the free-form surfaces as a deflection surface (18) for deflecting at least part of the light input surface (16) into the deflection arrangement (10) The entered light (5) is used and another of the free-form surfaces is used as a light exit surface (20) for at least part of the at least one deflection surface (18) of deflected light (11) is used, characterized in that the deflection arrangement (10) along the course of the spatial curve (14) has more than one active area (22) which emits light (5) from the light source (4) ) deflects, and has at least one ineffective area (24) which does not deflect light (5), and that the deflection arrangement (10) in areas which are each spanned by a beam emanating from the light source and a main emission direction of the deflection arrangement, cross-sections of a plurality of active regions (22), the cross-sections in the main emission direction (12) and in the direction of the beam emanating from the light source being arranged offset from one another. Beleuchtungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Freiformflächen (16, 18, 20) der Umlenkanordnung (10) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Umlenkanordnung (10) an jedem Punkt von der näherungsweise punktförmigen Lichtquelle (4) ausgesandtes Licht (5) in zu der Lichtaustrittsrichtung (12) paralleles Licht (11) umlenkt.Lighting device (2) according to Claim 1 , characterized in that the at least three free-form surfaces (16, 18, 20) of the deflection arrangement (10) are designed and arranged in such a way that the deflection arrangement (10) at each point of the approximately point-shaped light source (4) emitted light (5) in deflects light (11) parallel to the light exit direction (12). Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4) mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode, umfasst.Lighting device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the light source (4) comprises at least one semiconductor light source, in particular a light-emitting diode. Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkfläche (18) eine totalreflektierende Spiegelfläche ist.Lighting device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting surface (18) is a totally reflecting mirror surface. Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Freiformflächen (16, 18, 20) der Umlenkanordnung (10) Grenzflächen eines entlang der zentralen, gekrümmten Raumkurve (14) verlaufenden massiven Körpers aus einem transparenten Material, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, sind.Lighting device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least three free-form surfaces (16, 18, 20) of the deflection arrangement (10) are boundary surfaces of a solid body made of a transparent material, in particular made of glass or plastic. Beleuchtungseinrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der massive transparente Körper aus Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) besteht.Lighting device (2) according to Claim 5 , characterized in that the massive transparent body consists of polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA). Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkanordnung (10) genau drei Freiformflächen (16, 18, 20) aufweist.Lighting device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection arrangement (10) has exactly three free-form surfaces (16, 18, 20). Beleuchtungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem nicht wirksamen Bereich (24) ein Befestigungselement (30; 32) befestigt oder ausgebildet ist, mit dem die Umlenkanordnung (10) an einem Gehäuse (26) oder einem anderen Bauteil (28) der Beleuchtungseinrichtung (2) befestigt ist.Lighting device (2) according to Claim 1 , characterized in that a fastening element (30; 32) is fastened or formed on the inactive area (24) with which the deflection arrangement (10) is attached to a housing (26) or another component (28) of the lighting device (2) is attached. Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Freiformflächen (16, 18, 20) der Umlenkanordnung (10) zumindest bereichsweise mit Streuelementen versehen ist.Lighting device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the free-form surfaces (16, 18, 20) of the deflection arrangement (10) is provided with scattering elements at least in some areas. Beleuchtungseinrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (2) als eine Kraftfahrzeugleuchte ausgebildet ist und das von der Umlenkanordnung (10) umgelenkte Licht (11) zur Erzeugung einer Leuchtenfunktion des Kraftfahrzeugs dient.Lighting device (2) according to Claim 9 , characterized in that the lighting device (2) is designed as a motor vehicle light and the light (11) deflected by the deflection arrangement (10) is used to generate a light function of the motor vehicle. Beleuchtungseinrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkanordnung (10) derart ausgebildet ist, dass sie ein Tagfahrlicht, ein Positions- oder Begrenzungslicht, ein Blinklicht, ein Rücklicht, ein Bremslicht, ein Nebelrücklicht, ein Rückfahrlicht, ein Seitenmarkierungslicht, eine Innenraumbeleuchtung oder eine Ambientebeleuchtung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs erzeugt.Lighting device (2) according to Claim 10 , characterized in that the deflection arrangement (10) is designed such that it is a Daytime running lights, a position or limit light, a flashing light, a rear light, a brake light, a rear fog light, a reversing light, a side marker light, interior lighting or ambient lighting of an interior of the motor vehicle are generated. Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (2) als Teil eines Scheinwerfers oder einer Rückleuchte des Kraftfahrzeugs in einem Gehäuse (26) des Scheinwerfers oder der Rückleuchte angeordnet ist.Lighting device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting device (2) is arranged as part of a headlight or a rear light of the motor vehicle in a housing (26) of the headlight or the rear light. Beleuchtungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (2) in einem eigenen Gehäuse (26) separat von einem Scheinwerfer und einer Rückleuchte des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.Lighting device (2) according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the lighting device (2) is arranged in its own housing (26) separately from a headlight and a rear light of the motor vehicle.
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