DE102018131027A1 - Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelleneinheit (1) enthaltend eine Anzahl von Lichtquellen (2) zur Abstrahlung von Licht, einer in Hauptabstrahlrichtung (H) vor der Lichtquelleneinheit (1) angeordneten Optikeinheit (3) enthaltend eine Anzahl von Optikelementen (4, 4', 4") zur Erzeugung einer vorgegebene Lichtverteilung (AL), einem Zusatzelement (5, 5', 5") enthaltend eine Ausnehmung für ein Durchlassen des von der Lichtquelleneinheit (1) abgestrahlten Lichtes, wobei das Zusatzelement als ein Blendenelement (5, 5', 5") mit einer die Lichtverteilung (AL) vorgebenden Blendkantenkontur (6) ausgebildet ist, wobei das Blendenelement (5, 5', 5") zwischen der Lichtquelleneinheit (1) und der Optikeinheit (3) angeordnet ist, und dass das Blendenelement (5, 5', 5") flächig und einer Lichteintrittsfläche (10) der Optikeinheit (3) folgend ausgebildet und in einem Nahbereich derselben angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelleneinheit enthaltend eine Anzahl von Lichtquellen zur Abstrahlung von Licht, einer in Hauptabstrahlrichtung vor der Lichtquelleneinheit angeordneten Optikeinheit enthaltend eine Anzahl von Optikelementen zur Erzeugung einer vorgegebene Lichtverteilung, einem Zusatzelement enthaltend eine Ausnehmung für ein Durchlassen des von der Lichtquelleneinheit abgestrahlten Lichtes.
  • Aus der EP 2 327 926 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelleneinheit und einer Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung bekannt. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ferner ein Zusatzelement, das als ein Distanzstück zum Ausgleich von Toleranzabweichungen ausgebildet ist. Zur Erzeugung der als Abblendlichtverteilung ausgebildeten Lichtverteilung sind mehrere unterschiedlich dimensionierte Optikelemente erforderlich. Diese Optikelemente sind zudem in unterschiedlichen Baueinheiten eingefasst.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass bauraumsparend eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt werden kann, wobei insbesondere eine verringerte Bauhöhe der Beleuchtungsvorrichtung verwirklicht wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement als ein Blendenelement mit einer die Lichtverteilung vorgebenden Blendkantenkontur ausgebildet ist, wobei das Blendenelement zwischen der Lichtquelleneinheit und der Optikeinheit angeordnet ist, und dass das Blendenelement flächig und einer Lichteintrittsfläche der Optikeinheit folgend ausgebildet und in einem Nahbereich derselben angeordnet ist.
  • Nach der Erfindung ist als Zusatzelement ein Blendenelement mit einer die Lichtverteilung vorgebenden Blendkantenkontur vorgesehen, das flächig und in Ersteckungsrichtung einer Lichteintrittsfläche sowie quer zur Hauptabstrahlrichtung des Optikelementes ausgebildet und in einem Nahbereich der Lichteintrittsfläche angeordnet ist. Das Blendenelement befindet sich somit quasi direkt auf einer Eintrittsapertur des Optikelementes. Vorteilhaft kann hierdurch eine vertikale Bauhöhe des Optikelementes auf maximal 40mm begrenzt werden. Vorteilhaft weist die Beleuchtungsvorrichtung somit eine relativ geringe Bauhöhe auf, so dass relativ schmale linienförmige Scheinwerfer bereitgestellt werden können.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Blendenelement unmittelbar oder in der Nähe an der Lichteintrittsfläche des Optikelementes angeordnet. Ein für die Funktion erforderlicher Abstand zwischen dem Blendenelement und der Lichteintrittsfläche des Optikelementes liegt in einem Bereich von 0 mm bis 5 mm.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Blendenelement als eine Blendenschicht ausgebildet, die beispielsweise durch bekannte Verfahren wie Aufdampfen, Sputtern oder Lackieren auf die Lichteintrittsfläche des Optikelementes aufgebracht ist. Vorteilhaft braucht eine Justierung während der Montage der Beleuchtungsvorrichtung nur zwischen der Lichtquelle der Lichtquelleneinheit und dem mit dem Blendenelement versehenen Optikelement erfolgen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Blendenelement als ein starres Blechteil ausgebildet, das an dem Nahbereich der Lichteintrittsfläche des Optikelementes angeordnet ist. Insbesondere bei mehreren nebeneinander angeordneten Optikelementen kann somit das Blendenelement als einstückiges Teil als Referenzbauteil für die Montage der Lichtquellen und der Optikelemente dienen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtquelle und die Lichteintrittsfläche des Optikelementes in einem Bereich der kleiner als oder gleich 2mm, bevorzugt kleiner als oder gleich 1 mm, besonders bevorzugt kleiner als oder gleich 0,5mm zueinander beabstandet. Je kleiner der Abstand der Lichtquelle zur Lichteintrittsfläche gewählt wird, desto mehr Licht kann hierdurch vorteilhafterweise (aufgrund von Abstrahlcharakteristiken z.B. einer Halbleiterlichtquelle/LED) in das Optikelement eingebracht werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Optikelemente quer zur Hauptabstrahlrichtung nebeneinander angeordnet, wobei die Lichteintrittsflächen der Optikelemente eine gemeinsame Lichteintrittsebene bilden. Zusätzlich kann das Blendenelement in einer parallelen Blendenebene sowie die Lichtquellen in einer gemeinsamen und/oder parallelen Lichtquellenebene angeordnet sein. Vorteilhaft kann hierdurch eine einfache Montage realisiert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann durch einen kleinen Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Blendenelement sowie durch einen kleinen Abstand zwischen dem Blendenelement und der Lichteintrittsfläche des Optikelementes, die vertikale Bauhöhe des Optikelementes kleiner als oder gleich 40mm, bevorzugt kleiner als oder gleich 30mm, besonders bevorzugt kleiner als oder gleich 15mm gewählt werden. Vorteilhaft kann hierdurch der benötigte Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung, aufgrund der geringeren Bauhöhe des Optikelementes, reduziert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind dem Optikelement mindestens zwei unabhängig voneinander schaltbare Lichtquellen zugeordnet, so dass durch Dimmen derselben ein dynamisches Kurvenlicht erzeugt werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Lichtquellen jeweils derart zu dem Blendenelement angeordnet, dass ein Teil einer Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle durch das Blendenelement abgeschattet wird, so dass eine maximale Beleuchtungsstärke nahe der Blendkante liegt. Vorteilhaft kann hierdurch eine maximale Beleuchtungsstärke durch das Blendenelement nahe einer Hell-/Dunkelgrenze der Lichtverteilung liegen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer lichteintrittsseitig an einer Optikeinheit aufgedampften Blendschicht,
    • 2 eine perspektivische Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem einstückigen Blendenelement, das unmittelbar an einer Lichteintrittsfläche benachbarter Optikelemente angeordnet ist,
    • 3 eine Teillichtverteilung, das durch ein mittleres Optikelement erzeugt wird,
    • 4 eine Teillichtverteilung, das durch ein in Hauptabstrahlrichtung rechtes Optikelement abgebildet wird,
    • 5 eine Teillichtverteilung, das durch ein linkes Optikelement abgebildet wird und
    • 6 eine Gesamtlichtverteilung, der durch die drei Optikelemente abgebildeten Abblendlichtverteilung, die durch Überlagerung der Teillichtverteilung gemäß 3, 4 und 5 gebildet ist.
  • Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge ist vorzugsweise als ein Scheinwerfer ausgebildet, der in einem Frontbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Lichtquelleneinheit 1 mit einer Mehrzahl von Lichtquellen 2 auf. Die Lichtquellen 2 sind als halbleiterbasierte Lichtquellen, vorzugsweise als LED-Chips, ausgebildet, die auf einer nicht dargestellten Leiterplatte aufgebracht sind.
  • In Hauptabstrahlrichtung H vor der Lichtquelleneinheit 1 ist eine Optikeinheit 3 angeordnet, die eine Anzahl von Optikelementen 4 aufweist.
  • Zwischen der Lichtquelleneinheit 1 und der Optikeinheit 3 ist als ein Zusatzelement ein Blendenelement 5 angeordnet, das eine die Lichtverteilung vorgebende Blendkantenkontur aufweist. Hierzu weist das Blendenelement 5 eine Blendkante 6 auf, die mittels des mindestens einen Optikelementes 4 zu einer Hell-/Dunkelgrenze HDG einer in 6 dargestellten Abblendlichtverteilung AL abgebildet wird.
  • In den vorliegenden Ausführungsbeispielen umfasst die Optikeinheit 3 drei Optikelemente 4, 4', wobei ein mittleres Optikelement 4' eine andere Teillichtverteilung 7 erzeugt als äußere Optikelemente 4", die jeweils eine gleiche Teillichtverteilung 8, 9 erzeugen. Durch Überlagerung der Teillichtverteilungen 7, 8, 9 ergibt sich die Abblendlichtverteilung gemäß 6, die die Hell-/Dunkelgrenze HDG mit einem 15°-Anstieg aufweist.
  • Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß einem Lichtmodul nach 1 sind drei nebeneinander angeordnete mittlere Optikelemente 4' und äußere Optikelemente 4" gleich ausgebildet. Die Optikelemente 4', 4" weisen jeweils eine ebene Lichteintrittsfläche 10 auf, die eine Lichteintrittsebene E bilden. An einer in Hauptabstrahlrichtung H vorderen Seite der Optikelemente 4', 4" weisen dieselben jeweils eine nach außen gewölbte Lichtaustrittsfläche 11 auf. Die Optikelemente 4, 4', 4" sind als Linsenelemente ausgebildet.
  • An der Lichteintrittsfläche 10 ist das Blendenelement 5 als eine Blendenschicht 5' durch Aufdampfen aufgebracht. Das Blendenelement 5 liegt somit unmittelbar an der Lichteintrittsfläche 11 der Optikelemente 4', 4" an. Das Blendenelement 5 ist somit flächig und der Lichteintrittsfläche 10 der Optikelemente 4', 4" folgend ausgebildet. Die Blendenschicht 5 erstreckt sich in der Blendenebene B, die sich unmittelbar der Lichteintrittsebene E der Optikelemente 4', 4" anschließt. Den Optikelementen 4', 4" sind jeweils ein einziger Lichtquellenchip 2 zugeordnet, die auf einer nicht dargestellten Leiterplatte befestigt sind. Diese Lichtquellen 2 erstrecken sich in einer gemeinsamen Lichtquellenebene Q, die parallel zu der Lichteintrittsebene E und der Blendenebene B verläuft. Die Blendenebene B erstreckt sich zwischen der Lichteintrittsebene E und der Lichtquellenebene Q.
  • Durch nicht dargestellte Befestigungsmittel sind die Lichtquellen 2 derart zu dem Blendenelement 5 positioniert, dass ein Teil einer Lichtabstrahlfläche 12 der Lichtquelle 2 durch das Blendenelement 5 abgedeckt ist. Ein vorzugsweise oberer Teil der Lichtabstrahlfläche 12 ist durch das Blendenelement 5 nicht abgedeckt und kann somit durch die entsprechenden Optikelemente 4', 4" zu den Teillichtverteilungen 7, 8, 9 abgebildet werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass die maximale Beleuchtungsstärke nahe der Hell-/Dunkelgrenze HDG der Abblendlichtverteilung AL vorliegt.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 2 kann das Blendenelement 5 als ein starres und vorzugsweise einstückiges Blechteil 5" ausgebildet sein, das unmittelbar oder in der Nähe der Lichteintrittsfläche 10 des mittleren Optikelementes 4' und des äußeren Optikelementes 4" angeordnet ist. Im Unterschied zu der Erfindung nach der ersten Ausführungsform ist das Blendenelement 5" nicht einstückig mit dem mittleren Optikelement 4' und dem äußeren Optikelement 4" verbunden.
  • Ein weiterer Unterschied der Ausführungsform gemäß 2 zu der Ausführungsform gemäß 1 besteht darin, dass das mittlere Optikelement 4' nicht gleich zu den äußeren Optikelementen 4" ausgebildet ist. Das mittlere Optikelement 4' gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine kleinere Bautiefe auf.
  • Das mittlere Optikelement 4'sowie die äußeren Optikelemente 4" der Ausführungsbeispiele nach der 1 und der 2 weisen jeweils eine gleiche maximale Bauhöhe h von 40mm auf. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können das mittlere Optikelement 4' und/oder die äußeren Optikelemente 4" jeweils die Bauhöhe h von kleiner als 40mm, bevorzugt kleiner als oder gleich 30mm, besonders bevorzugt kleiner als oder gleich 15mm aufweisen.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können den Optikelementen 4, 4', 4" jeweils mindestens zwei Lichtquellen 2 zugeordnet sein. Diese sind unabhängig voneinander schaltbar bzw. dimmbar, so dass in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel des Fahrzeugs die Teillichtverteilungen 7, 8, 9 unterschiedlicher Lichtintensität erzeugt werden können. Hierdurch kann eine dynamische Kurvenlichtfunktion bereitgestellt werden.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Blendenelement 5" auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei jedem Optikelement 4, 4', 4" ein einziges Blendenelement 5" zugeordnet ist.
  • Gegebenenfalls können die Optikelemente 4, 4', 4" auch beabstandet zueinander angeordnet sein und nicht wie nach der Erfindung gemäß der Ausführungsform einstückig miteinander verbunden sowie nicht wie nach der Erfindung gemäß der Ausführungsform gemäß 2 unmittelbar unter Anliegen der benachbarten Optikelemente 4, 4', 4" aneinander.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Anzahl der jeweils der in Hauptabstrahlrichtung H hintereinander angeordneten Lichtquelle 2, des Blendenelementes 5 und des Optikelementes 4 gebildeten Lichtmoduls variieren. Die Anzahl der Lichtmodule ist nicht auf drei beschränkt. Es können auch mehr als drei Lichtmodule nebeneinander in einer Reihe kontinuierlich oder stufig angeordnet sein.
  • Nach einer weiteren nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können auch lediglich zwei Lichtmodule nebeneinander oder lediglich ein einziges Lichtmodul vorgesehen sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtquelleneinheit
    2
    Lichtquellen
    3
    Optikeinheit
    4,4',4"
    Optikelemente
    5,5',5"
    Blendenelemente
    6
    Blendkante
    7
    Teillichtverteilung
    8
    Teillichterteilung
    9
    Teillichtverteilung
    10
    Lichteintrittsfläche
    11
    Lichtaustrittsfläche
    12
    Lichtaustrittsfläche
    h
    Bauhöhe
    HDG
    Hell-/Dunkelgrenze
    AL
    Abblendlichtverteilung
    E
    Lichteintrittsebene
    B
    Blendenebene
    H
    Hauptabstrahlrichtung
    Q
    Lichtquellenebene
  • 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
    • EP 2327926 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit - einer Lichtquelleneinheit (1) enthaltend eine Anzahl von Lichtquellen (2) zur Abstrahlung von Licht, - einer in Hauptabstrahlrichtung (H) vor der Lichtquelleneinheit (1) angeordneten Optikeinheit (3) enthaltend eine Anzahl von Optikelementen (4, 4', 4") zur Erzeugung einer vorgegebene Lichtverteilung (AL), - einem Zusatzelement (5, 5', 5") enthaltend eine Ausnehmung für ein Durchlassen des von der Lichtquelleneinheit (1) abgestrahlten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement als ein Blendenelement (5, 5', 5") mit einer die Lichtverteilung (AL) vorgebenden Blendkantenkontur (6) ausgebildet ist, wobei das Blendenelement (5, 5', 5") zwischen der Lichtquelleneinheit (1) und der Optikeinheit (3) angeordnet ist, und dass das Blendenelement (5, 5', 5") flächig und einer Lichteintrittsfläche (10) der Optikeinheit (3) folgend ausgebildet und in einem Nahbereich derselben angeordnet ist.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (5, 5', 5") unmittelbar an der Lichteintrittsfläche (10) des Optikelementes (4, 4', 4") oder in der Nähe desselben angeordnet ist.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikelement (4, 4', 4") als eine Linse mit einer ebenen Lichteintrittsfläche (10) und mit einer nach außen gewölbten Lichtaustrittsfläche (11) ausgebildet ist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (5, 5') als eine auf die Lichteintrittsfläche (10) des Optikelementes (4, 4', 4") aufgebrachte Blendenschicht (5, 5') ausgebildet ist.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenschicht (5, 5') mittels - Aufdampfen - Sputtern - Lackieren auf die Lichteintrittsfläche (10) des Optikelementes (3) aufgebracht ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (5, 5") als ein starres Blechteil (5, 5") ausgebildet ist, das an der Lichteintrittsfläche (10) des Optikelementes (4, 4', 4") anliegt.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) der Lichtquenlleneinheit (1) in einem Abstand kleiner als oder gleich 2mm zur Lichteintrittsfläche (10) der Optikelemente (4, 4', 4") angeordnet ist.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Optikelemente (4, 4', 4") quer zur Hauptabstrahlrichtung (H) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Lichteintrittsfläche (10) der Optikelemente (4, 4', 4") eine gemeinsame Lichteintrittsebene (E) bilden, dass den Optikelementen (4, 4', 4") jeweils mindestens eine Lichtquelle (2) der Lichtquelleneinheit (1) zugeordnet ist, die in einer gemeinsamen Lichtquellenebene (Q) angeordnet sind, und dass die zwischen den jeweiligen Lichtquellen (2) und den Optikelementen (4, 4', 4") angeordnete Blendenelemente (5, 5', 5") in einer gemeinsamen Blendenebene (B) angeordnet sind.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine vertikale Bauhöhe (h) des Optikelementes (4, 4', 4") kleiner als oder gleich 40 mm, beträgt.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass den Optikelementen (4, 4', 4") jeweils mindestens zwei unabhängig voneinander schaltbare Lichtquellen (2) zugeordnet sind, so dass durch Dimmen der Lichtquellen (2) eine dynamische Kurvenlichtfunktion erzeugbar ist.
  11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2) derart zu dem Blendenelement (5, 5', 5") angeordnet sind, dass ein Teil einer Lichtaustrittsfläche (12) der Lichtquelle (2) durch das Blendenelement (5, 5', 5") abgeschattet wird, so dass eine maximale Beleuchtungsstärke nahe der Blendkante (6) des Blendenelementes (5, 5', 5") anliegt.
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