DE102018128317A1 - Eine Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst ein optisches Modul, umfassend einen Reflektor (2), der für Signalleuchtfunktionen, z. B. das Tagfahrlicht oder Positionslicht, und für das Abblend-/Fernlicht dasselbe ist, eine Hauptlichtquelle (4), die für das Abblend-/Fernlicht entworfen wurde, und eine sekundäre Lichtquelle (3), die für die Signalleuchtfunktionen entworfen wurde. Zwischen der sekundären Lichtquelle (3) und dem Reflektor (2) befindet sich eine Mikrolinse (1), die konfiguriert ist, um die Streuung von Licht zu erhöhen, das durch die sekundäre Lichtquelle (3) emittiert wird, bevor es auf den Reflektor (2) fällt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug, die einen gemeinsamen Reflektor für die Signalbeleuchtung umfasst, die z. B. Tagfahrlicht und Abblend-/Fernlicht ist.
  • Stand der Technik
  • Fernlicht oder Abblendlicht ist eine der Hauptfunktionen der Frontscheinwerfer von Fahrzeugen, das im Allgemeinen die Fahrbahn beleuchten soll. Sekundäre Funktionen umfassen das Tagfahrlicht oder die Richtungsanzeige, die die Funktion einer Signalvorrichtung erfüllt, die ein Lichtsignal an andere Straßennutzer senden soll. Um die Produktionskosten von Leuchten zu reduzieren, wird eine kombinierte Fahrzeugbeleuchtung, die unterschiedliche Signal- und Leuchtfunktionen in einer Leuchtvorrichtung bereitstellt, in der Automobilindustrie kontinuierlich verbessert.
  • Eine Erfindung, die eine LED-Nebelleuchte und eine LED für das Tagfahrlicht in Fahrzeugen bereitstellt, wird in US2015117046 beschrieben. Die Leuchte umfasst mehrere Reflektoren, wobei die erste Gruppe Licht emittierender Dioden (LED) die erste LED umfasst, die sich im Fokalpunkt des ersten Reflektors befindet, und die zweite Gruppe LEDs die zweite LED umfasst, die sich außerhalb des Fokalpunkts des ersten Reflektors befindet. Das Verfahren des Umschaltens zwischen der Nebelleuchte und dem Tagfahrlicht umfasst eine Energiezufuhr für die LEDs oder ersten Gruppe, die sich am Fokalpunkt der Reflektoren befindet, um die erste Art von Lichtemission herzustellen, oder eine Energiezufuhr für die LEDs der zweiten Gruppe, die sich außerhalb des Fokalpunkts der Reflektoren befindet, um die zweite Art Lichtemission herzustellen, und eine Energiezufuhr einer LED, die sich an dem Fokalpunkt des Reflektors befindet.
  • Eine Leuchtvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die mindestens zwei Lichtquellen aufweist, wobei die erste Lichtquelle für das Fernlicht und das Abblendlicht entworfen ist und die andere Lichtquelle entworfen ist, um das Tagfahrlicht oder die Signalbeleuchtung zu bilden, wird in dem deutschen Patent DE 102010056312 B4 beschrieben. Die Leuchtvorrichtung umfasst ferner einen Reflektor, um Lichtstrahlen von zwei Quellen zu kombinieren, und um zwei unterschiedliche Lichtstrahlen zu erzeugen. Dieser Effekt wird dadurch erreicht, dass der Reflektor eine spezifische reflektierende Oberfläche aufweist, die aus zwei unterschiedlichen Strukturen besteht, wobei die erste Struktur an die erste Quelle angepasst ist und die andere Struktur an die zweite Lichtquelle angepasst ist. Um die beste Wirkung zu erreichen, werden die Strukturen auf der spezifischen reflektierenden Oberfläche in einem Schachbrettmuster angeordnet. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass die Lichtquelle, in diesem Fall eine LED, sich außerhalb des Fokalpunkts des Reflektors befindet, was dazu führt, dass der Lichtstrahl von der anderen Lichtquelle zur Signalbeleuchtung nicht eine ausreichende Breite aufweist, und im Gegenteil eine zu hohe Lichtintensität aufweist, um die gesetzlichen Vorschriften für die Tagfahrbeleuchtung und das Standlicht zu erfüllen.
  • Das Steuern der Leuchteigenschaft einer Lichtquelle mittels einer optischen Baugruppe, die eine Linse mit einem ergänzenden optischen Element umfasst, ist allgemein bekannt, z. B. aus dem U.S.-Patent Nr. 7837360 . Das Patent offenbart ein optisches Modul, das eine Punktlichtquelle und eine Linse aufweist, die voneinander durch eine Luftschicht auf eine solche Weise getrennt sind, dass die optische Linse die Punktlichtquelle umgibt und das Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, asymmetrisch bricht. Das Prinzip der Erfindung ist, dass die optische Linse in Kontakt mit einer Luftschicht steht, eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche umfasst und Licht von der Lichtquelle durch die innere Oberfläche auf die Oberfläche transferiert, wobei die innere Oberfläche einen unterschiedlichen Querschnitt und die Gestalt einer halbkreisförmigen Kurve aufweist, die asymmetrisch die Eigenschaften von Licht verändert, das von der äußeren Seite der Linse emittiert wird.
  • Das Ziel der Erfindung ist es, eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs vorzuschlagen, die einige Nachteile des Stands der Technik eliminiert oder minimiert und einen gemeinsamen Reflektor für Signalfunktionen, wie z. B. das Tagfahrlicht oder Positionsleuchten, und für das Abblend-/Fernlicht umfasst.
  • Prinzip der Erfindung
  • Das oben genannte Ziel wird durch eine Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug nach der Erfindung erreicht, das ein optisches Modul umfasst, das einen Reflektor einschließt, der für Signalbeleuchtungsfunktionen derselbe ist, z. B. das Tagfahrlicht oder das Positionslicht, und für das Abblend-/Fernlicht, eine Hauptlichtquelle, die für dieses Abblend-/Fernlicht entworfen wurde, und eine sekundäre Lichtquelle, die für die Signalbeleuchtungsfunktionen entworfen wurde. Zwischen der sekundären Lichtquelle und dem Reflektor befindet sich eine Mikrolinse, die konfiguriert ist, um die Streuung von Licht zu erhöhen, das durch die sekundäre Lichtquelle emittiert wird, bevor es auf den Reflektor fallt.
  • Die Hauptlichtquelle befindet sich vorteilhafterweise an dem Fokalpunkt des Reflektors.
  • Die sekundäre Lichtquelle befindet sich vorteilhafterweise an dem Fokalpunkt der Mikrolinse.
  • Der Reflektor weist vorteilhafterweise eine parabolische Form auf.
  • Die sekundäre Lichtquelle und die Hauptlichtquelle befinden sich vorteilhafterweise auf einer gemeinsamen Platine, mit der ein Kühler verbunden ist.
  • In einer von bevorzugten Ausführungsformen ist die Mikrolinse auf ihrer Oberfläche mit einer Struktur ausgestattet, die konfiguriert ist, um die Streuung von Licht zu erhöhen, das von der sekundären Lichtquelle emittiert wird. Diese Struktur ist bevorzugt Oberflächenaufrauhung.
  • In einer von bevorzugten Ausführungsformen ist die Oberfläche der Mikrolinse, die von der sekundären Lichtquelle abgewandt ist, kugelförmig.
  • Die Oberfläche der Mikrolinse, die zu der sekundären Lichtquelle hin liegt, umfasst bevorzugt eine Nut, die in einer horizontalen Richtung erstellt ist und konfiguriert ist, um in einer vertikalen Ebene, die durch die sekundäre Lichtquelle verläuft und senkrecht zu der Nut liegt, die Streuung des Lichts, das durch die sekundäre Lichtquelle emittiert wird, zu erhöhen. Ein Querprofil der Nut kann ein Kreissegment sein.
  • In einer von bevorzugten Ausführungsformen ist die Nut in einer vertikalen Ebene erstellt, die senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs liegt.
  • In einer von bevorzugten Ausführungsformen ist die Mikrolinse so konfiguriert, dass eine Streuung von Licht in einer vertikalen Ebene, die senkrecht zu der Längsachse des Fahrzeugs liegt und durch die sekundäre Lichtquelle verläuft, sich von einer Streuung von Licht in einer vertikalen Ebene unterscheidet, die parallel zu der Längsachse des Fahrzeugs liegt und durch die sekundare Lichtquelle verläuft.
  • In einer von bevorzugten Ausführungsformen ist die Mikrolinse mittels Fixierstiften an der Platine befestigt und liegt gegen die sekundare Lichtquelle.
  • Die Mikrolinse sitzt bevorzugt in einer Halterung, die durch die Fixierstifte getragen wird.
  • Die sekundäre Lichtquelle und die Hauptlichtquelle sind bevorzugt LED-Quellen.
  • Die Lösung nach der Erfindung weist unter Anderem die folgenden Vorteile auf:
    • - das optische Modul für die Leuchte eines Fahrzeugs kann in kleinen, kompakten Scheinwerfern verwendet werden, in denen nicht mehr genug Platz vorhanden ist, um eine getrennte Tagfahrlicht- (DRL-) Einheit zu installieren, die eine definierte Mindestgroße von 25cm2 für die ECE-Märkte und 40cm2 für die CCC-Märkte hat,
    • - die Lösung ist kosteneffizient, da sie nicht ein zusätzliches optisches System erfordert und der Reflektor, der für das Fernlicht und das Abblendlicht verwendet wird, für die Signalbeleuchtung verwendet wird,
    • - es gibt eine gemeinsame Platine für die primäre und sekundäre Lichtquelle,
    • - die Mikrolinse gewahrlistet eine ausreichende Streuung von Licht, so dass nicht die maximal zulässige Intensität des Ausgangslichtbilds überschritten wird.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird detaillierter mit Bezugnahme auf Zeichnungen verdeutlicht, wobei:
    • - 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen Moduls einer Leuchtvorrichtung nach der Erfindung zeigt,
    • - 2 eine Vorderansicht des optischen Moduls aus 1 zeigt,
    • - 3 eine Seitenansicht des optisches Moduls aus 1 zeigt,
    • - 4 eine perspektivische Ansicht von der Unterseite einer beispielhaften Ausführungsform der Mikrolinse zeigt, die in einer Halterung sitzt,
    • - 5 eine Ansicht von der Unterseite der Mikrolinse in der Halterung aus 4 zeigt,
    • - 6 eine perspektivische Draufsicht einer Mikrolinse in der Halterung von 4 zeigt,
    • - 7 die Ordinaten X und Y des Fahrzeugs zeigt, und
    • - 8 Beispiele einer möglichen Ausrichtung der Nut zeigt, mit der die Oberfläche der Mikrolinse in einer bevorzugten Ausführungsform versehen ist, die zu der sekundären Lichtquelle zeigt.
  • Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung
  • Zu Zweck dieser Erfindung bezeichnet die „Mikrolinse“ nicht eine Linse im üblichen Sinn, sondern ein streuendes optisches Mikroelement. Dieses This streuende optische Mikroelement wird zum Zweck der vorliegenden Erfindung als die „Mikrolinse“ 1 bezeichnet. Die Mikrolinse 1 ist zur Streuung von Licht konfiguriert, das durch die sekundäre Lichtquelle 3 erzeugt wird und auf die Mikrolinse 1 fällt.
  • Die Hauptlichtquelle 4 und die sekundäre Lichtquelle 3 sind bevorzugt LED-Quellen. Eine LED-Diode mit mehreren Chips wird ebenso als einzelne LED-Quelle angesehen.
  • Die Leuchtvorrichtung nach der Erfindung umfasst ein optisches Modul, das einen Reflektor 2 umfasst, der für die Hauptlichtquelle 4 und die sekundäre Lichtquelle 3 derselbe ist. Die sekundäre Lichtquelle 3 ist für die Signalfunktion entworfen, und eine Mikrolinse 1 ist damit assoziiert, die die Streuung von Licht gewährleistet, das durch die sekundäre Lichtquelle 3 produziert wird und auf die Mikrolinse 1 fällt. Neben diesem optischen Modul kann die Leuchtvorrichtung nach dieser Erfindung (aber muss nicht) andere/unterschiedliche optische Module umfassen, die jedoch nicht im Umfang dieser Erfindung enthalten sind.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Leuchtvorrichtung wird in den 1 bis 3 gezeigt. In dieser Ausführungsform umfasst das optische Modul eine einzelne Platine 5, auf der sich die Hauptlichtquelle 4 befindet, eine Mikrolinse 1, die in einer Halterung 10 sitzt, die daneben angeordnet ist. Die Mikrolinse 1 stellt die Streuungsfunktion bereit. Die Oberfläche 8, die von der sekundären Lichtquelle 3 abgewandt ist, weist bevorzugt eine kugelförmige Gestalt auf. Die sekundäre Lichtquelle 3 befindet sich an dem Fokalpunkt der Mikrolinse 1. Die Oberfläche 9 der Mikrolinse 1, die zu der sekundären Lichtquelle 3 zeigt, ist bevorzugt mit einer Nut 7 ausgestattet.
  • Die Hauptlichtquelle 4 ist insbesondere für das Fernlicht und für das Abblendlicht entworfen, und die sekundäre Lichtquelle 3 ist für die Signalbeleuchtung entworfen, insbesondere das Tagfahrlicht oder die Perimeterbeleuchtung. Das optische Modul umfasst ferner einen Reflektor 2, bevorzugt in einer parabolischen Form, der für die Hauptlichtquelle 4 und die sekundäre Lichtquelle 3 derselbe ist. Die Platine 5 wird bevorzugt mit Öffnungen zum Montieren von Fixierstiften 6 bereitgestellt. Die Fixierstifts 6 sind bevorzugt aus Kunststoff hergestellt. Die Halterung 10 ist mit Fixierstiften 6 ausgestattet, die entworfen sind, um an der Platine 5 durch die Öffnungen in dieser Platine 5 befestigt zu werden. Die Halterung 10 und die Mikrolinse 1 können einheitlich aus einem Stück hergestellt sein.
  • 4 bis 6 zeigen ein Beispiel einer bestimmten Ausführungsform der Mikrolinse 1, die in der Halterung 10 sitzt, die zur Befestigung an der Platine 5 entworfen ist. Die Mikrolinse 1 weist eine Oberfläche 8 auf, die von der sekundären Lichtquelle 3 abgewandt ist, und eine Oberfläche 9, die zu der sekundären Lichtquelle 3 zeigt, die eine in dieser Ausführungsform eine kugelförmige Gestalt aufweist, und die Oberfläche 9, die zu der Lichtquelle zeigt, ist mit einer Nut 7 ausgestattet, die in dieser Ausführungsform zur Streuung von Licht angepasst ist. Andere Ausführungsformen der Mikrolinse 1 können eine unterschiedliche Form der Oberflächen 8 und 9 aufweisen und müssen auch nicht eine Nut 7 aufweisen, oder sie können eine unterschiedlich gestaltete Nut aufweisen.
  • Die Nut 7 kann jedes geeignete Profil und jede geeignete Ausrichtung aufweisen, unter der Bedingung, dass sie ihre erforderliche Funktion erfüllt, d. h., dass sie mit ihrem Design zu der Streuung von Licht beiträgt, das durch die sekundäre Lichtquelle 3 erzeugt wird. Die Nut 7 kann somit verwendet werden, um eine kontrollierte Streuung der Mikrolinse 1 zu erreichen. Das Profil 7 der Nut kann z. B. die Form eines Kreissegments aufweisen, und sie kann in einer horizontalen Richtung quer zu der Längsachse des Fahrzeugs angeordnet sein, um eine zusätzliche Lichtstreuung in der vertikalen Richtung zu erzeugen. Beispiele von möglichen Ausrichtungen der Nut 7 werden in 8 in Assoziation mit 7 gezeigt.
  • Die Mikrolinse 1 in dem optischen Modul wandelt die Lambertsche Charakteristik der LED in eine Charakteristik mit einer weiträumigen Streuung von Licht um. Vorteilhafterweise ist die neue Charakteristik nicht symmetrisch und unterscheidet sich in der horizontalen und vertikalen Ebene. Um eine hohe Lichtintensität für die Signalfunktion zu unterbinden, kann die Oberfläche 8 und/oder 9 der Mikrolinse 1 mit einer Struktur ausgestattet sein, um die Streuung des Lichts zu erhöhen, das von der sekundären Lichtquelle 3 emittiert wird. Diese Struktur kann z. B. Oberflächenaufrauhung sein.
  • Die Erfindung umfasst ebenso ein Design einer Leuchtvorrichtung, das mehr optische Module umfasst, deren Strukturen sich voneinander unterscheiden können. Die Erfindung umfasst ebenso ein Design, in dem das Modul, das den Reflektor 2 umfasst, mehr Hauptlichtquellen 4 und/oder sekundäre Lichtquellen 3 umfasst.
  • Die Erfindung ist nicht nur auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern deckt alle Modifikationen und Anpassungen ab, die unter den Umfang der nachfolgenden Patentansprüche fallen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    - Mikrolinse
    2
    - Reflektor
    3
    - sekundäre Lichtquelle
    4
    - Hauptlichtquelle
    5
    - Platine
    6
    - Fixierstift
    7
    - Nut
    8, 9
    - Oberfläche (der Mikrolinse)
    10
    - Halterung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2015117046 [0003]
    • DE 102010056312 B4 [0004]
    • US 7837360 [0005]

Claims (15)

  1. Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend ein optisches Modul, einschließlich eines Reflektors (2), der für die Signalbeleuchtung, z. B. das Tagfahrlicht oder das Positionslicht, und für das Abblend-/Fernlicht derselbe ist, eine Hauptlichtquelle (4), die für das Abblend-/Fernlicht entworfen wurde, und eine sekundäre Lichtquelle (3), die für die Signalbeleuchtung entworfen wurde, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der sekundären Lichtquelle (3) und dem Reflektor (2) eine Mikrolinse (1) befindet, wobei die Mikrolinse konfiguriert ist, um die Streuung eines Lichts zu erhöhen, das durch die sekundäre Lichtquelle (3) emittiert wird, bevor das Licht auf den Reflektor (2) fällt.
  2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hauptlichtquelle (4) an dem Fokalpunkt des Reflektors (2) befindet.
  3. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die sekundäre Lichtquelle (3) an dem Fokalpunkt der Mikrolinse (1) befindet.
  4. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (2) eine parabolische Form aufweist.
  5. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Lichtquelle (3) und die Hauptlichtquelle (4) auf einer gemeinsamen Platine (5) positioniert sind, mit der ein Kühler verbunden ist.
  6. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinse (1) auf ihrer Oberfläche mit einer Struktur ausgestattet ist, die konfiguriert ist, um die Streuung von Licht zu erhöhen, das durch die sekundäre Lichtquelle (3) emittiert wird.
  7. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur eine Oberflächenaufrauhung ist.
  8. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (8) der Mikrolinse (1), die von der sekundaren Lichtquelle (3) abgewandt ist, kugelförmig ist.
  9. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (9) der Mikrolinse (1), die zu der sekundären Lichtquelle (3) zeigt, eine Nut (7) umfasst, die in einer horizontalen Richtung erstellt wurde und konfiguriert ist, um in einer vertikalen Ebene, die durch die sekundare Lichtquelle (3) verläuft und senkrecht zu der Nut (7), liegt, die Streuung des Lichts, das durch die sekundäre Lichtquelle (3) emittiert wird, zu erhöhen.
  10. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querprofil der Nut (7) ein Kreissegment ist.
  11. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) in einer vertikalen Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Fahrzeugs erstellt ist.
  12. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinse (1) so konfiguriert ist, dass eine Streuung von Licht sich in einer vertikalen Ebene, die senkrecht zu der Längsachse des Fahrzeugs liegt und durch die sekundäre Lichtquelle (3) verläuft, von einer Streuung von Licht in einer vertikalen Ebene unterscheidet, die parallel zu der Längsachse des Fahrzeugs liegt und durch die sekundäre Lichtquelle (3) verläuft.
  13. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinse (1) mittels Fixierstiften (6) an der Platine (5) befestigt ist und gegen die sekundäre Lichtquelle (3) positioniert ist.
  14. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinse (1) in einer Halterung (10) sitzt, die durch die Fixierstifte (6) getragen wird.
  15. Leuchtvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Lichtquelle (3) und die Hauptlichtquelle (4) LED-Quellen sind.
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CZ (1) CZ2017734A3 (de)
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