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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
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Im Bereich der Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge werden häufig verspiegelte Bauteile verwendet, um aus dem Licht einer oder mehrerer Lichtquellen eine gesetzlich vorgeschriebene Lichtverteilung von der Beleuchtungseinrichtung abzustrahlen. Hierbei wird oft Licht auf einen verspiegelten Parabolreflektor gerichtet, das dann an der verspiegelten Reflexionsfläche kollimiert d. h. parallelisiert reflektiert wird.
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Damit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem verbesserten Reflektor zu schaffen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Lichtmodul gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß einem Aspekt dieser Beschreibung wird ein Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Lichtmodul umfasst: Eine Lichtquelle; ein Lichtabstrahlelement, welches ein erstes Lichtbündel in Abhängigkeit von Licht der Lichtquelle abstrahlt oder welches die Lichtquelle selbst ist; und eine transparente Reflektorscheibe, welche derart angeordnet ist, dass das erste Lichtbündel auf die transparente Reflektorscheibe trifft und über einen Lichtdurchtrittsabschnitt in die transparente Reflektorscheibe einkoppelbar ist, wobei ein drittes Lichtbündel mittels eines dem Lichtdurchtrittsabschnitt gegenüberliegenden Lichtumlenkabschnitt der Reflektorscheibe in Abhängigkeit von einem in die transparente Reflektorscheibe eingekoppelten zweiten Lichtbündel erzeugbar ist, wobei der Lichtumlenkabschnitt eine Anzahl von die Reflektorscheibe begrenzenden, transparenten Umlenkflächen, welche paarweise einen materialseitigen Winkel von 90° oder 270° einschließen, umfasst, und wobei das dritte Lichtbündel über den Lichtdurchtrittsabschnitt als ein viertes Lichtbündel aus der transparenten Reflektorscheibe auskoppelbar ist.
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Die den materialseitigen Winkel von 90° bzw. 270° einschließenden transparenten Umlenkflächen sind aus Sicht eines einfallenden Lichtstrahls des zweiten Lichtbündels Reflexionsflächen, da der einfallende Lichtstrahl stets mit einem Winkel auf eine erste der beiden Umlenkflächen trifft, welcher größer ist als der Grenzwinkel für die Totalreflexion. Ausgehend von der ersten der beiden Umlenkflächen wird der Lichtstrahl in Richtung einer zweiten der Umlenkflächen reflektiert und von dieser wiederum unter Totalreflexion als Teil des dritten Lichtbündels reflektiert.
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Das erste Lichtbündel wird folglich von der transparenten Reflektorscheibe ähnlich wie von einer verspiegelten Reflektorfläche in Form des vierten Lichtbündels reflektiert. Die Transparenz der Reflektorscheibe gibt jedoch insbesondere bei einem gänzlichen oder bereichsweisen Abschalten der Lichtquelle den Blick auf hinter der Reflektorscheibe angeordnete Elemente frei. Folglich ergeben sich durch die transparente Reflektorscheibe Freiheitsgrade bei der designtechnischen Gestaltung des Lichtmoduls. Beispielsweise unterscheidet sich eine Farbe des von der transparenten Reflektorscheibe abgestrahlten Lichtes von einer Farbe eines hinter der Reflektorscheibe angeordneten Elements. Darüber hinaus entfallen Fertigungsschritte für eine Verspiegelung transparenter Flächen.
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Ein vorteilhaftes Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass distale Kanten, an denen die Umlenkflächen paarweise aufeinanderstoßen, in einer gedachten Reflektorfläche liegen. Vorteilhaft repräsentiert die gedachte Reflektorfläche funktional eine tatsächliche Reflektorfläche.
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Ein vorteilhaftes Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdurchtrittsabschnitt einer gedachten Fläche folgt, welche äquidistant zu der durch die distalen Kanten verlaufende, gedachte Reflektorfläche verläuft. Durch diese Äquidistanz wird vorteilhaft erreicht, dass die zweimalige Lichtbrechung im Bereich des Lichtdurchtrittsabschnitts keine wesentliche Beeinträchtigung für die Reflexionswirkung der transparenten Reflektorscheibe darstellt. Vielmehr heben sich die Wirkungen der jeweiligen Lichtbrechungen zumindest zum Teil gegeneinander auf.
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Ein vorteilhaftes Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Kanten, an denen die transparenten Umlenkflächen paarweise aufeinanderstoßen, in einer jeweiligen gedachten Reflexionsebene liegen, wobei die gedachte Reflexionsebene eine Symmetrieebene für an der jeweiligen distalen Kante aneinanderstoßende Umlenkflächen ist. In der gedachten Reflexionsebene ist ein Einfallswinkel eines auf die Reflexionsebene projizierten Lichtstrahls des zweiten Lichtbündels gleich einem Ausfallswinkel eines auf die Reflexionsebene projizierten Lichtstrahls des dritten Lichtbündels. Der Verlauf der distalen Kanten in der jeweiligen Reflexionsebene bestimmt somit die gemeinsame Reflexionswirkung der Umlenkflächen.
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Ein vorteilhaftes Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Kanten, an denen die Umlenkflächen paarweise aufeinanderstoßen, einer gedachten Spiegelebene folgen. Vorteilhaft wird eine einem ebenen Spiegel wirkungsäquivalente transparente Reflektorscheibe geschaffen.
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Ein vorteilhaftes Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Kanten, an denen die Umlenkflächen paarweise aufeinanderstoßen, einem gedachten Rotationsparaboloiden folgen. Vorteilhaft wird eine einem Paraboloidreflektor wirkungsäquivalente transparente Reflektorscheibe geschaffen. Bei Einstrahlung des ersten Lichtbündels ausgehend von einem gedachten Brennpunkt des gedachten Rotationsparaboloiden erzeugt die transparente Reflektorscheibe das vierte Lichtbündel mit kollimierten Lichtstrahlen. Vorteilhaft kann das vierte Lichtbündel als Abstrahllichtverteilung von dem Lichtmodul abgestrahlt werden.
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Ein vorteilhaftes Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der distalen Kanten in einer jeweiligen der gedachten Reflexionsebenen liegt, wobei die jeweilige Reflexionsebene durch eine Achse des gedachten Rotationsparaboloiden verläuft. Durch diese Orientierung der distalen Kanten wird die Abstrahlwirkung eines verspiegelten Parabolreflektors nachgeahmt.
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Ein weiterer Aspekt dieser Beschreibung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei das Lichtmodul gemäß einem der vorstehenden Aspekte in einem Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist.
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Ein weiterer Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem voranstehenden Aspekt umfasst.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 und 2 ein Lichtmodul in einer jeweiligen schematischen Ansicht;
- 3 eine Ausführungsform des Lichtmoduls in einer perspektivischen Ansicht; und
- 4 das Lichtmodul aus 3 in einer schematischen Seitenansicht.
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1 zeigt ein Lichtmodul 2 für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Ansicht. Das Lichtmodul 2 umfasst eine Lichtquelle 4, ein Lichtabstrahlelement 6 und eine transparente Reflektorscheibe 8. Die Lichtquelle 4, das Lichtabstrahlelement 6 und die transparente Reflektorscheibe 8 sind in nicht gezeigter Form in einem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung angeordnet, wobei die Beleuchtungseinrichtung an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Das von dem Lichtmodul 2 abgestrahlte Licht wird über eine Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlt. Das Lichtabstrahlelement 6 ist beispielsweise als Linse oder Reflektor ausgebildet sein. In einem weiteren Beispiel ist das Lichtabstrahlelement 6 Teil der Lichtquelle 4 sein. Die Lichtquelle 4 ist beispielsweise als Halbleiterlichtquelle ausgebildet.
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Die Reflektorscheibe 8 umfasst einen flächigen Lichtdurchtrittsabschnitt 10. Ein von dem Lichtabstrahlelement 6 ausgehendes erstes Lichtbündel 12 trifft auf den flächigen Lichtdurchtrittsabschnitt 10 und wird in die Reflektorscheibe 8 in Form einer zweiten Lichtverteilung 14 eingekoppelt. Dem Lichtdurchtrittsabschnitt 10 gegenüberliegend umfasst die Reflektorscheibe 8 einen Lichtumlenkabschnitt 16. Der Lichtumlenkabschnitt 16 umfasst eine Anzahl von die Reflektorscheibe 8 begrenzenden und transparenten Umlenkflächen 18a-c und 20a-c. Die transparenten Umlenkflächen 18a-c, 20a-c schließen paarweise in einem zu einer gedachten Reflektorfläche 24 lotrechten Schnitt einen distalen materialseitigen Winkel von 90° ein. Des Weiteren schließen die transparenten Umlenkflächen 18a-c, 20a-c in dem zu einer gedachten Reflektorfläche 24 lotrechten Schnitt paarweise einen proximalen materialseitigen Winkel von 270° ein.
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Eine jeweilige der distalen Kanten 22a-c, in welcher die jeweiligen Umlenkflächen 18a, 20a usw. zusammenstoßen, liegen in der gedachten Reflektorfläche 24, welche grundsätzlich eine Freiformfläche darstellt, im vorliegenden Beispiel als eine Ebene ausgeführt ist. Die transparente Reflektorscheibe 8 hat somit eine ähnliche Wirkung wie die eines ebenen Spiegels. Die Lichtstrahlen des zweiten Lichtbündels 14 treffen auf eine jeweilige der Umlenkflächen 18a-c, werden unter Totalreflexion auf die gegenüberliegende Umlenkfläche 20a-c gelenkt. Ebenfalls unter Totalreflexion werden die Lichtstrahlen von der jeweiligen Umlenkfläche 20a-c als ein drittes Lichtbündel 25 in die Reflektorscheibe 8 hinein abgestrahlt und über den Lichtdurchtrittsabschnitt 10 als viertes Lichtbündel 26 aus der Reflektorscheibe 8 ausgekoppelt. Proximale Kanten 28 a-d verlaufen in einer gedachten Ebene 30, welche äquidistant zu der gedachten Reflektorfläche 24 verläuft. Der Lichtdurchtrittsabschnitt 10 folgt einer Fläche 32, welche äquidistant zu der gedachten Reflektorfläche 24 verläuft.
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Des Weiteren sind gedachte Reflexionsebenen 34a-c gezeigt, welche Symmetrieebenen für die unmittelbar benachbarten Umlenkflächen 18a, 20a usw. darstellen und lotrecht zu der Fläche 32 stehen. Projiziert man Lichtstrahlen des zweiten und dritten Lichtbündels 14, 25 auf die zugeordnete Reflexionsebene 34a-c, so entspricht ein Einfallswinkel des auf die Umlenkfläche 18a-c treffenden Lichtstrahls des zweiten Lichtbündels 14 einem Ausfallswinkel des von der Umlenkfläche 20a-c abgestrahlten Lichtstrahls des dritten Lichtbündels 25. Im Vergleich zu einer verspiegelten Fläche ergibt sich ein Versatz 36a-c zwischen einfallendem und ausfallendem Lichtstrahl.
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2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Reflektorscheibe 8, wobei der Strahlenverlauf gegenüber der 1 vereinfacht dargestellt ist. Die x-Richtung entspricht hierbei einer Abstrahlrichtung des vierten Lichtbündels 26.
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3 zeigt eine Ausführungsform des Lichtmoduls 2. Die auf einer Leiterplatte 36 befindliche Lichtquelle 4 strahlt ihr Licht auf das als plankonvexe Linse ausgebildete Lichtabstrahlelement 6 ab. Vom Lichtabstrahlelement 6 ausgehend wird die erste Lichtverteilung in die transparente Reflektorscheibe 8 eingekoppelt. Auf der dem Lichtabstrahlelement 6 gegenüberliegenden Seite der Reflektorscheibe 8 befindet sich der Lichtumlenkabschnitt 16, der analog zu der Darstellung in 1 ausgebildet ist. Im Unterschied zu 1 folgen die distalen Kanten, an denen benachbarte Umlenkflächen paarweise aufeinanderstoßen, einem gedachten Rotationsparaboloiden. Jede der distalen Kanten liegt in einer jeweiligen gedachten Reflexionsebene, wobei die jeweilige Reflexionsebene durch eine Achse 50 des gedachten Rotationsparaboloiden verläuft.
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4 zeigt eine Seitenansicht des Lichtmoduls 2 aus 3. Das Lichtabstrahlelement 6 verschiebt den Brennpunkt des Rotationsparaboloiden in den Bereich der Lichtquelle 4. Das auf die Reflektorscheibe 8 treffende Lichtbündel 12 wird von der Reflektorscheibe 8 in Form des kollimierten vierten Lichtbündels 26 in x-Richtung abgestrahlt.
