DE102022107022A1

DE102022107022A1 - Fahrzeugrückfahrleuchten mit hoher effizienz

Info

Publication number: DE102022107022A1
Application number: DE102022107022.0A
Authority: DE
Inventors: Linsheng Chen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2022-10-13
Also published as: CN115247776A; US20220325867A1; US11519582B2

Abstract

Eine Rückfahrlichtvorrichtung stellt eine recht gleichmäl ige Verteilung der Lichtintensität in einem Bereich innerhalb der Sicht einer Rückfahrkamera eines Fahrzeugs bereit. Die Rückfahrlichtvorrichtung kann verschiedene behördliche und Herstellersicherheitsregeln erfüllen. Die Rückfahrlichtvorrichtung weist eine Kissenlinsenanordnung (pillow lens), einen ersten Kollimator, eine Prismenlinsenanordnung und einen zweiten Kollimator auf. Der erste Kollimator leitet Licht in Richtung seiner optischen Achse zu der Kissenlinsenanordnung. Der zweite Kollimator leitet Licht in Richtung seiner optischen Achse zu der Prismenlinsenanordnung. Die Kissenlinsenanordnung weist eine Anordnung von Kissenlinsen auf, die von dem ersten Kollimator abgewandt ist. Die Prismenlinsenanordnung weist eine Anordnung von Prismenlinsen auf, die von dem zweiten Kollimator abgewandt ist. Die Prismenlinsen leiten Licht in variierenden Winkeln relativ zu der optischen Achse des zweiten Kollimators.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Eine Rückfahrlichtvorrichtung stellt eine recht gleichmäl ige Verteilung der Lichtintensität in einem Bereich innerhalb der Sicht einer Rückfahrkamera eines Fahrzeugs bereit. Die Rückfahrlichtvorrichtung kann verschiedene behördliche und Herstellersicherheitsregeln erfüllen. Die Rückfahrlichtvorrichtung weist eine Kissenlinsenanordnung (pillow lens), einen ersten Kollimator, eine Prismenlinsenanordnung und einen zweiten Kollimator auf. Der erste Kollimator leitet Licht in Richtung seiner optischen Achse zu der Kissenlinsenanordnung. Der zweite Kollimator leitet Licht in Richtung seiner optischen Achse zu der Prismenlinsenanordnung. Die Kissenlinsenanordnung weist eine Anordnung von Kissenlinsen auf, die von dem ersten Kollimator abgewandt ist. Die Prismenlinsenanordnung weist eine Anordnung von Prismenlinsen auf, die von dem zweiten Kollimator abgewandt ist. Die Prismenlinsen leiten Licht in variierenden Winkeln relativ zu der optischen Achse des zweiten Kollimators.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Rückfahrkameras werden bei Fahrzeugen immer häufiger. Rückfahrkameras stellen einer für einen Fahrzeugführer praktischen Anzeige Video bereit und ermöglichen es dem Fahrer, zu sehen, was sich hinter dem Fahrzeug befindet, wenn er das Fahrzeug zurücksetzt. Bei schlechten Lichtverhältnissen, wie etwa nachts, muss der Bereich hinter einem Fahrzeug möglicherweise beleuchtet werden, damit die Rückfahrkamera Videodaten von ausreichender Qualität aufnehmen kann, damit der Fahrer die Verhältnisse hinter dem zurücksetzenden Fahrzeug wahrnehmen kann. Tatsächlich gibt es gesetzliche Vorschriften und Fahrzeugherstellerregeln, die Anforderungen für eine derartige Beleuchtung festlegen. Die Regeln 108 und 111 des US Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) sind zwei derartige Regeln. Die Rückfahrbeleuchtungsregeln geben den Standort und das Ausmal des zu beleuchtenden Bodenbereichs sowie die Helligkeit der Beleuchtung innerhalb dieses Bereichs vor. Diese Anforderungen können anspruchsvoll sein. 1 zeigt Beleuchtungsmuster, die für vorherige Rückfahrleuchten typisch sind (wobei sich die Rückfahrleuchte links von den Mustern befindet). Wie in dem oberen Muster 100 zu sehen ist, weisen einige vorherige Beleuchtungsmuster Unregelmäßigkeiten auf, wie etwa Hotspots und Totpunkte; die Beleuchtung innerhalb des gewünschten Beleuchtungsbereichs ist nicht gleichmäl ig. Wie in dem unteren Muster 102 zu sehen ist, können andere Rückfahrlichter ein erhebliches Überstrahlen von Licht über den gewünschten Beleuchtungsbereich hinaus aufweisen. Ein derartiger Überlauf ist insofern ineffizient, als dass Energie verschwendet wird und Komponenten der Rückfahrleuchte vielleicht teurer als nötig sind.
Designs für effiziente Rückfahrlichter mit recht einheitlichen Lichtverteilungen werden nachstehend besprochen.
KURZDARSTELLUNG
Die folgende Übersicht ist nur enthalten, um einige Konzepte vorzustellen, die in der nachstehenden detaillierten Beschreibung besprochen werden. Diese Übersicht ist nicht umfassend und grenzt den Umfang des beanspruchten Gegenstands nicht ab.
Eine Rückfahrlichtvorrichtung stellt eine recht gleichmäl ige Verteilung der Lichtintensität in einem Bereich innerhalb der Sicht einer Rückfahrkamera eines Fahrzeugs bereit. Die Rückfahrlichtvorrichtung kann verschiedene behördliche und Herstellersicherheitsregeln erfüllen. Die Rückfahrlichtvorrichtung weist eine Kissenlinsenanordnung, einen ersten Kollimator, eine Kombination aus Prismenlinsenanordnung und Kissenlinsenanordnung und einen zweiten Kollimator auf. Der erste Kollimator leitet Licht in Richtung seiner optischen Achse zu der Kissenlinsenanordnung. Der zweite Kollimator leitet Licht in Richtung seiner optischen Achse zu der Kombination aus Prismenlinsenanordnung und Kissenlinsenanordnung. Die Kissenlinsenanordnung weist eine Anordnung von Kissenlinsen auf, die von dem ersten Kollimator abgewandt ist. Die Kombination aus Prismenlinsenanordnung und Kissenlinsenanordnung weist eine Anordnung von Prismenlinsen auf, die von dem zweiten Kollimator abgewandt ist. Die Kombination aus Prismenlinsen- und Kissenlinsenanordnung leiten Licht in variierenden Winkeln relativ zu der optischen Achse des zweiten Kollimators.
Viele der zugehörigen Merkmale werden nachstehend unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert.
Figurenliste
Die vorliegende Beschreibung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung besser verständlich, die vor dem Hintergrund der beigefügten Zeichnungen gelesen wird, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Teile in der beigefügten Beschreibung zu bezeichnen.

1 zeigt Beleuchtungsmuster, die für vorherige Rückfahrlichter typisch sind.
2 zeigt ein Rückfahrlicht gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
3 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Kissenanordnungslichts gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
4A zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Prismenanordnungslichts gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
4B zeigt einen Querschnitt eines Kollimators mit Totalreflektor (totla internal reflector- TIR) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
5 zeigt geometrische Merkmale einer Prismenlinse gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
6 zeigt Winkel und Flächen der Prismenlinsen in einer Prismenlinsenanordnung, die gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung variieren können.
7A-7C zeigen verschiedene Profile der Prismen in der Prismenlinsenanordnung gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
8 zeigt ein alternatives Prismenlinsenanordnungsprofil gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
9 zeigt ein Lichtintensitätsverteilungsmuster einer beispielhaften Umsetzung eines Rückfahrlichts gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
10 zeigt eine alternative Ausgestaltung, die eine Kissenlinsenanordnung und eine Prismenlinsenanordnung zu einer einzigen Hybridlinse kombiniert, die durch einen einzigen Kollimator versorgt werden kann, gemäl einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
2 zeigt ein Rückfahrlicht, das effizient ist und eine recht einheitliche Beleuchtung innerhalb der Sicht einer Rückfahrkamera bereitstellt. Die beispielhafte Ausgestaltung in 2 beinhaltet drei einzelne Lichter, da jedoch die zwei Lichter auf der linken Seite die gleichen Komponenten aufweisen, wird nur eines dieser Lichter beschrieben. In einigen Fällen können die zwei Lichter auf der linken Seite ähnliche, aber nicht identische Komponenten beinhalten (z. B. können sie unterschiedliche Ausbreitungswinkel aufweisen, um die Gleichmäßigkeit auf dem Boden zu verbessern, oder etwas Licht senden, um die gesetzlichen Anforderungen der Rückfahrleuchte zu erfüllen und den photometrischen Spielraum zu verbessern). Das dritte Licht (ganz links) kann in Abhängigkeit von Umsetzungsdetails und Leistungsanforderungen erforderlich sein oder nicht.
Das Licht auf der rechten Seite von 2 beinhaltet einen ersten Kollimator 120, eine optische Erweiterung 122 und eine Kissenlinsenanordnung 124. Eine erste Leuchte (nicht gezeigt), wie etwa eine Leuchtdiode (LED), emittiert Licht in den oder innerhalb des ersten Kollimators 120. Der erste Kollimator 120 kann ein Reflektor, eine Linse oder eine Kombination davon sein. Der erste Kollimator 120 reflektiert/bricht das Licht von der ersten Leuchte durch eine erste optische Erweiterung 122 zu der Kissenlinsenanordnung 124. Die erste optische Erweiterung 122 ist möglicherweise nicht erforderlich. Ohne die Leistung des Rückfahrlichts zu beeinflussen, kann die Länge der ersten optischen Erweiterung 122 variiert werden, um verschiedene Fahrzeugausgestaltungen zu berücksichtigen. Die erste optische Erweiterung 122 kann eine reflektierende Röhre, ein Zylinder aus Lichtleitfasern oder dergleichen sein. Das von dem ersten Kollimator 120 emittierte Licht tritt in die nach vorne gewandte Fläche der Kissenlinsenanordnung 124 ein, wird gebrochen, während es durch die Kissenlinsenanordnung 124 tritt, und wird von der nach hinten gewandten Fläche der Kissenlinsenanordnung 124 emittiert und fällt auf den Boden hinter dem Fahrzeug, der sich in Sichtweite der Rückfahrkamera befindet.
Wie in 2 gezeigt, weist die Kissenlinsenanordnung 124 mehrere konvexe Kissenlinsen auf. In einer Ausführungsform sind die Kissenlinsen säulenförmige konvexe Linsen, die nebeneinander angeordnet sind. Die Kissenlinsen können auch vertikal zueinander versetzt sein, in unterschiedlichen Mustern angeordnet sein und so weiter. Abhängig von der Umsetzung kann die Kissenlinsenanordnung 124 allein ausreichend sein, um die Anforderungen der FMVSS-Regel 108 zu erfüllen. Die Kissenlinsen können zum Beispiel Torus- oder Kissenlinsen sein. In einigen Ausführungsformen wird das Licht von einer LED kollimiert und trifft dann auf die Toruslinsen oder Kissenlinsen. In einigen Ausführungsformen kann Licht um 48 Grad nach links und rechts, 10 Grad nach oben und 5 Grad nach unten verteilt werden.
In 2 ist eine Kombinationsleuchte aus Prismenanordnung und Kissenlinsenanordnung neben der Kissenanordnung angeordnet, die eine zweite Leuchte (in 3 gezeigt), einen zweiten Kollimator 126, eine zweite optische Erweiterung 128 und eine Prismenlinsenanordnung 130 beinhaltet. Die zweite Leuchte emittiert Licht in oder innerhalb des zweiten Kollimators 126. Wie der erste Kollimator 120 kann der zweite Kollimator 126 ein Reflektor, eine Linse oder eine Kombination davon sein. Der zweite Kollimator 126 reflektiert/bricht das Licht von der zweiten Leuchte durch eine zweite optische Erweiterung 122 zu der Kombination 130 aus Prismenlinsenanordnung und Kissenlinsenanordnung. Die zweite optische Erweiterung 128 ist ebenfalls eine optionale Komponente, deren Länge variiert werden kann, um die Form des Fahrzeugs, in dem das Rückfahrlicht verwendet wird, zu berücksichtigen.
3 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht swa Kissenanordnungslichts. Die erste Leuchte 140 stellt Licht für den ersten Kollimator 120 bereit. In der in 3 gezeigten Ausführungsform kann der erste Kollimator 120 ein Totalreflektor sein, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 4B besprochen. Das kollimierte Licht tritt durch die erste optische Erweiterung 122 und in die Kissenlinsenanordnung 124 hinein. Das Licht wird in den Bereich der gewünschten Beleuchtung gebrochen.
4A zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Kissenanordnungslichts. In der in 4A gezeigten Ausführungsform emittiert die zweite Leuchte 142 Licht, das durch den zweiten Kollimator 126 kollimiert wird. In der in 4A gezeigten Ausführungsform ist der Kollimator zum Beispiel ein Reflektor mit parabolischen oder kugelförmigen konischen Abschnitten, obwohl jede Form, die das Licht von der zweiten Leuchte 142 kollimiert, ausreichend ist. Nach Durchtritt durch die optionale zweite optische Erweiterung 128 tritt das kollimierte Licht durch die Prismen 144 der variierenden Prismenlinsenanordnung 130 hindurch. Wie als Nächstes unter Bezugnahme auf 5 und 6 besprochen, werden Winkel und Flächen der Prismen 144 variiert, um die Gleichmäßigkeit der Intensitätsverteilung von Licht, das durch die Prismenlinsenanordnung 130 emittiert wird, auf den gewünschten Beleuchtungsbereich zu erhöhen.
4B zeigt einen Querschnitt eines Kollimators 146 mit einem Totalreflektor (TIR). Der TIR-Kollimator 146 ist eine mögliche Umsetzung des ersten und des zweiten Kollimators. Der TIR-Kollimator 146 ist proportional dargestellt und kann nach Bedarf skaliert werden. Eine TIR-Linse/ein TIR-Kollimator arbeitet nach dem Prinzip der Totalreflexion. Wenn Licht eine Grenzfläche zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes und dem richtigen Einfallswinkel erreicht, kommt es zur Brechung (Biegung eines Lichtstrahls von seinem ursprünglichen Weg). Wenn sich Licht von einem Medium mit einem höheren Brechungsindex zu dem mit einem niedrigeren bewegt, gemäß dem Snellschen Gesetz, ist der Winkel, bei dem der Lichtstrahl gebrochen wird, größer als 90 Grad. Für Einfallswinkel, die einen bestimmten Wert überschreiten, wird das Licht in das Material der TIR-Linse/ des TIR-Kollimators reflektiert. Der Winkel, bei dem dies auftritt, wird als kritischer Winkel bezeichnet und das Phänomen wird als Totalreflexion bezeichnet. Bei einer TIR-Linse/einem TIR-Kollimator besteht ein minimaler Leistungsverlust. Wenn der TIR-Kollimator 146 auf einer LED angeordnet ist, fängt der TIR-Kollimator 146 die Photonen ein und leitet sie in die gewünschte Richtung. Im Vergleich zu anderen Verfahren zum Steuern von LED-Licht, wie etwa einem Reflektor, kann der TIR-Kollimator 146 eine bessere Lichtsteuerung bereitstellen, da er den Großteil der Photonen einfängt, die eine Quelle verlassen. Allerdings kann der Kollimator 120 stattdessen ein Totalreflektor sein, der konische Abschnitte aufweisen kann, die parabolisch, kugelförmig usw. sind. Es kann eine beliebige Form oder Kombination aus Linse und Reflektor, die das Licht von der ersten Leuchte 140 kollimiert, verwendet werden. 5 zeigt einige geometrische Merkmale eines Prismas 144 der Prismenlinsenanordnung 130. Das Prisma 144 weist eine Fläche auf, die einen Flächenwinkel relativ zu der optischen Achse des zweiten Kollimators aufweist. Das Prisma 144 weist zudem eine Leiste unter der Fläche auf, und die Leiste weist eine Neigung (Leistenwinkel) relativ zu der optischen Achse des zweiten Kollimators auf. Licht aus der Richtung der optischen Achse des zweiten Kollimators tritt in die Lichtempfangsseite des Prismas 144 ein. Der Stirnwinkel und der Leistenwinkel sind für die Lichtverteilung der Prismenlinsenanordnung auf mehrere Arten relevant. Zum Beispiel tritt ein Teil des Lichts aus dem Kollimator durch das Prisma 144 hindurch und tritt aus der Fläche aus, wobei es nach unten (Emissionswinkel) zum Boden gebeugt wird. Darüber hinaus tritt ein Teil des Lichts aus dem Kollimator durch das Prisma 144 hindurch und wird intern von der Fläche nach unten reflektiert, tritt aus der Leiste aus (wo sich seine Richtung erneut mit Beugung ändert) und wird dann von der Fläche des Prismas (nicht gezeigt) unterhalb des in 5 gezeigten Prismas 144 reflektiert. Somit beeinflusst der Flächenwinkel des Prismas 144 die Gleichmäßigkeit der Verteilung, da er sowohl den Winkel des emittierten gebrochenen Lichts steuert als auch aufgrund dessen, dass es Licht reflektiert, das von der darüberliegenden Prismenleiste emittiert wird. Wie zu sehen ist, ist die Lichtverteilung aus der Prismenlinsenanordnung 130 ein Produkt aus (i) einzelnen Prismen, die als einzelne Linsen fungieren, und (ii) den optischen Beziehungen zwischen benachbarten Prismen.
6 zeigt Winkel und Flächen der Prismen in der Prismenlinsenanordnung 130, die variieren können. Ein Ziel der Prismenlinsenanordnung 130 besteht darin, Licht mit größerer Intensität zu emittieren, je weiter das Licht von der Prismenlinsenanordnung 130 fällt (d. h. Licht, das weiter von der Rückseite des Fahrzeugs fällt). Licht verliert seine Intensität umgekehrt proportional zum Quadrat der zurückgelegten Strecke. Das Konfigurieren der Prismenlinsenanordnung 130, um mehr Licht bei höheren (näher an der Horizontalen) Emissionswinkeln zu emittieren, kompensiert den Intensitätsverlust, der dadurch entsteht, dass das Licht in größerer Entfernung auf den Boden 150 trifft. Dies kann durch Variieren der Stirnwinkel (und somit Emissionswinkel) der Prismen, durch Variieren der Leistenwinkel der Prismenleisten und/oder durch Variieren der Längen der Flächen und/oder Leisten erfolgen. In einer Ausführungsform variieren die Stirnwinkel in Abhängigkeit von ihrer vertikalen Position.
Insbesondere nehmen die Stirnwinkel in Abhängigkeit von der zunehmenden vertikalen Position zu. Das Variieren der Stirnwinkel kann nichtlinear sein, kann z. B. proportional zu den Quadraten ihrer vertikalen Positionen zunehmen. Ähnlich können die Leistenwinkel der Leisten der Prismen in Abhängigkeit von ihren vertikalen Positionen variieren. In einer Ausführungsform variieren nur die Stirnwinkel. In einer anderen Ausführungsform variieren nur die Leistenwinkel. In noch einer anderen Ausführungsform variieren sowohl die Stirn- als auch die Leistenwinkel. Eine Möglichkeit, die Intensität an höheren Abschnitten der Prismenlinsenanordnung 130 zu erhöhen, besteht darin, die Höhe der Prismen zu verkürzen, während ihre Höhen relativ zum Boden zunehmen.
7A bis 7B zeigen unterschiedliche Profile der Prismen in der Prismenlinsenanordnung 130. Wie vorstehend besprochen, kann ein Prisma 144A mit abgewinkelter Leiste verwendet werden. Alternativ kann Prisma 144B mit abgewinkelter Leiste und Kissenflächen verwendet werden. Dieses Profil weist lichtleitende Eigenschaften der vorstehend besprochenen Prismen auf, jedoch mit möglicherweise erhöhter Diffusion und gleichmäl igerer Verteilung. Zudem kann es Licht horizontal ausbreiten, um den Zielbereich nahe am Fahrzeug abzudecken. Zusätzlich kann ein kissenförmiges Profil 144C mit nicht abgewinkelter Leiste verwendet werden, das eine kombinierte Prismen- und Kissenlinse darstellt. Das Prismenmerkmal (die untere Leiste) von 144C wird verwendet, um Licht nach unten zu biegen, um das Heck des Fahrzeugs zu schliel en. Das Kissenmerkmal (die gekrümmte rechte Seite) von 144C wird verwendet, um Licht horizontal und vertikal zu verteilen. Wenn diese beiden Merkmale zu einer einzigen Linse kombiniert werden, kann diese Licht auf den 3 × 6 m großen Bereich hinter dem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs umleiten, bei dem es sich um den FMVSS 111-Rückfahrkamera-Zielbereich handelt. Andere Variationen sind möglich, um eine einheitliche Bodenverteilung zu erzielen, wobei möglicherweise Herstellungsbeschränkungen berücksichtigt werden. Zum Beispiel können Hybride der vorstehend erwähnten Profile verwendet werden. 8 zeigt ein Prismenanordnungsprofil 130A sowohl mit flachflächigen als auch kissenförmigen Prismen und mit einer Leistenlänge (Prismenbreite), die in Richtung der Oberseite der Anordnung zunimmt, während die Prismenhöhe abnimmt. Wenn man für eine einzige Kissenlinse einen Abschnitt horizontal und vertikal schneidet, erhält man zwei Krümmungen, die gleich oder unterschiedlich sein können. Wenn kollimiertes Licht auf die Kissenlinse trifft, wird sich das Licht horizontal und vertikal ausbreiten. Durch Ändern der horizontalen oder vertikalen Krümmungen der Kissenlinse ändert sich jeweils der Lichtverteilungswinkel.
Obwohl es viele mögliche Variationen der Form sowohl für die Kissenlinsenanordnung als auch für die Prismenlinsenanordnung gibt, kann die Kombination der beiden Linsenanordnungen eine bessere Lichtverteilung als eine Anordnung allein bieten, kann effizienter als eine allein sein, und kann eine größere Anzahl von gesetzlichen oder Herstelleranforderungen als eine allein erfüllen. 9 zeigt ein Lichtintensitätsverteilungsmuster 160 einer beispielhaften Umsetzung einer Rückfahrleuchte mit einer Kissenlinsenanordnung und einer Prismenlinsenanordnung.
Wie vorstehend angemerkt, können die erste und die zweite optische Erweiterung entfallen, und die Linsenanordnungen können als Abdeckungen für ihre jeweiligen Kollimatoren angeordnet sein. In einer Ausführungsform sind die Linsenanordnungen aus einer einzigen geformten Polymereinheit gebildet. Die Anzahl der Anordnungslichter (Anordnungskollimatoreinheiten) jeder Art kann variiert werden. Ausführungsformen mit zwei Prismenanordnungslichtern und einem Kissenanordnungslicht könnten für einige Leistungsanforderungen gut geeignet sein.
In einer Ausführungsform, in der Rückfahrlichteinheiten auf gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs montiert sind (z. B. über den oder innerhalb der Enden eines hinteren Stoßfängers), kann eine horizontale Streuung zwischen den optischen Achsen der Rückfahrlichteinheiten von etwa 3 Grad verwendet werden. Mit Bezug auf das horizontale Abwinkeln gibt es in einer Ausführungsform eine höhere Emissionsintensität bei Emissionswinkeln (siehe 6) von etwa 140 Grad auf etwa 125 Grad und eine abnehmende Emissionsintensität von etwa 125 Grad auf etwa 112 Grad. Max-zu-Min-Kontrastverhältnisse von 5:1 können realisiert werden. In einer Ausführungsform betragen die Leuchten für die jeweiligen Kollimatoren 1 Watt (~ 130 Lumen). In einigen Fällen kann das Fenster/die Öffnung für das Rückfahrlicht als Linse und/oder Klammer/Maske fungieren, um das Emissionsmuster zu steuern.
10 zeigt eine alternative Ausgestaltung, die eine Kissenlinsenanordnung und eine Prismenlinsenanordnung zu einer einzigen Hybridlinse 170 kombiniert, die durch einen einzigen Kollimator versorgt werden kann. Die einzelnen Linsen in den Anordnungen können ansonsten wie vorstehend beschrieben strukturiert sein. Wie in 10 dargestellt, ist die Kissenlinse 200 (die rundlich und nicht flach ist) in die Prismenlinse 202 eingebaut. Zum Beispiel beinhaltet jede Linse (i) einen oberen Teil, der die Kissenlinse 200 umfasst, die Licht horizontal verteilt, und (ii) einen unteren Teil, der die Prismenlinse 202 umfasst, die Licht nach unten biegt. Es ist diese Kombination der Kissenlinse 200 und der Prismenlinse 202, die es der Linse ermöglicht, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
In der vorstehenden Offenbarung wurde auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und spezifische Umsetzungen veranschaulichen, in denen die vorliegende Offenbarung praktisch umgesetzt werden kann. Es versteht sich, dass andere Umsetzungen genutzt und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „eine beispielhafte Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. geben an, dass die beschriebene Ausführungsform ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft aufweisen kann, wobei jedoch nicht unbedingt jede Ausführungsform diese(s) bestimmte Merkmal, Struktur oder Eigenschaft aufweisen muss. Zudem beziehen sich derartige Bezeichnungen oder Formulierungen nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner wird, wenn ein(e) konkrete(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben ist, der Fachmann ein(e) derartige(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen erkennen, ob dies nun ausdrücklich beschrieben ist oder nicht.
Wenngleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese lediglich als Beispiele und nicht der Einschränkung dienen. Der Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet wird erkennen, dass verschiedene Änderungen bezüglich Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Somit sollten die Breite und der Umfang der vorliegenden Offenbarung durch keine der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt werden, sondern lediglich gemäß den folgenden Patentansprüchen und deren Äquivalenten definiert werden. Die vorstehende Beschreibung ist zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden. Sie erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die exakte offenbarte Form beschränken. Zahlreiche Modifikationen und Variationen sind in Anbetracht der vorstehenden Lehren möglich. Ferner ist anzumerken, dass eine beliebige oder alle der vorstehend genannten alternativen Umsetzungen in einer beliebigen gewünschten Kombination genutzt werden können, um zusätzliche Hybridumsetzungen der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Zum Beispiel können beliebige der unter Bezugnahme auf eine bestimmte Vorrichtung oder Komponente beschriebenen Funktionen durch eine andere Vorrichtung oder Komponente durchgeführt werden. Ferner wurden zwar konkrete Vorrichtungseigenschaften beschrieben, doch können sich Ausführungsformen der Offenbarung auf zahlreiche andere Vorrichtungseigenschaften beziehen. Ferner versteht es sich, dass die Offenbarung nicht notwendigerweise auf die konkreten beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist, obwohl Ausführungsformen in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wurden. Die spezifischen Merkmale und Handlungen sind vielmehr als veranschaulichende Formen zum Umsetzen der Ausführungsformen offenbart. Mit Formulierungen, die konditionale Zusammenhänge ausdrücken, wie unter anderem „kann“, „könnte“ , „können“ oder „könnten“, soll im Allgemeinen vermittelt werden, dass gewisse Ausführungsformen gewisse Merkmale, Elemente und/oder Schritte beinhalten könnten, wohingegen andere Ausführungsformen diese nicht beinhalten können, es sei denn, es ist konkret etwas anderes angegeben oder es ergibt sich etwas anderes aus dem jeweils verwendeten Kontext. Somit sollen derartige Formulierungen, die konditionale Zusammenhänge ausdrücken, nicht implizieren, dass Merkmale, Elemente und/oder Schritte für eine oder mehrere Ausführungsformen in irgendeiner Weise erforderlich sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erste lichtempfangende Seite eine erste ebene Fläche und die zweite lichtempfangende Seite umfasst eine zweite ebene Fläche.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erste ebene Fläche und die zweite ebene Fläche koplanar.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: eine erste Leuchte; einen ersten Totalreflektor-Kollimator, der angeordnet ist, um Licht von der ersten Leuchte auf die Kissenlinsenanordnung zu kollimieren; eine zweite Leuchte; und einen zweiten Totalreflektor-Kollimator, der angeordnet ist, um Licht von der zweiten Leuchte auf die Prismenlinsenanordnung zu kollimieren.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Prismen lineare Prismen, die parallel zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die linearen Prismen jeweilige Flächen, die jeweilige Leisten verbinden, wobei die linearen Prismen jeweilige Höhen aufweisen und wobei (i) die Höhen relativ zueinander variieren, (ii) Längen oder Winkel der Leisten relativ zueinander variieren und/oder (ii) Längen oder Winkel der Flächen relativ zueinander variieren.

Claims

Optische Rückfahrbaugruppe für ein Fahrzeug, wobei die optische Rückfahrbaugruppe Folgendes umfasst: eine erste optische Baugruppe, die einen ersten Kollimator und eine Kissenlinsenanordnung umfasst, wobei der erste Kollimator optisch mit der Kissenlinsenanordnung ausgerichtet ist, um Licht durch die Kissenlinsenanordnung hindurch zu leiten; eine zweite optische Baugruppe, die einen zweiten Kollimator und eine variierende Prismenlinsenanordnung umfasst, wobei der zweite Kollimator optisch mit der variierenden Prismenlinsenanordnung ausgerichtet ist, um Licht durch die variierende Prismenlinsenanordnung hindurch zu leiten, wobei die variierende Prismenlinsenanordnung Prismen umfasst, die jeweilige Flächen umfassen, die von dem zweiten Kollimator abgewandt sind; und Flächen von jeweiligen Prismen in mindestens einer Teilmenge der Prismen, die jeweilige variierende Flächenwinkel relativ zu einer optischen Achse des zweiten Kollimators aufweisen, sodass die von der zweiten optischen Baugruppe bereitgestellten Lichtintensitäten mit zunehmenden Abständen des Lichts von der variierenden Prismenlinsenanordnung zum Boden zunehmen.
Optische Rückfahrbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die variierende Prismenlinsenanordnung planar und senkrecht zu dem zweiten Kollimator ist, und wobei die variierenden Flächenwinkel der Flächen in der Teilmenge jeweilige variierende Emissionswinkel aufweisen.
Optische Rückfahrbaugruppe nach Anspruch 2, wobei sich ein erstes Prisma in der Teilmenge relativ zum Boden über einem zweiten Prisma in der Teilmenge befindet, und das erste Prisma einen größeren Emissionswinkel als das zweite Prisma aufweist.
Optische Rückfahrbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Kissenlinsenanordnung eine planare Fläche umfasst, die dem ersten Kollimator zugewandt und senkrecht dazu ist, und wobei die Kissenlinsenanordnung eine Fläche umfasst, die von dem ersten Kollimator abgewandt ist und aus säulenförmigen Kissenlinsen besteht.
Optische Rückfahrbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste optische Erweiterung zwischen dem ersten Kollimator und der Kissenlinsenanordnung, wobei die erste optische Erweiterung dazu konfiguriert ist, Licht aus dem ersten Kollimator zu der Kissenlinsenanordnung zu leiten, wobei die Kissenlinsenanordnung planar und senkrecht zu der optischen Achse des ersten Kollimators ist; und eine zweite optische Erweiterung zwischen dem zweiten Kollimator und der variierenden Prismenlinsenanordnung, wobei die zweite optische Erweiterung dazu konfiguriert ist, Licht aus dem zweiten Kollimator zu der variierenden Prismenlinsenanordnung zu leiten, wobei die variierende Prismenlinsenanordnung planar und senkrecht zu der optischen Achse des zweiten Kollimators ist.
Optische Rückfahrbaugruppe nach Anspruch 5, ferner umfassend: eine erste Leuchtdiode (LED), die angeordnet ist, um dem ersten Kollimator Licht zuzuführen; und eine zweite LED, die angeordnet ist, um dem zweiten Kollimator Licht zuzuführen.
Optische Rückfahrbaugruppe nach Anspruch 6, wobei die optische Rückfahrbaugruppe in das Fahrzeug integriert ist, das dazu konfiguriert ist, die LEDs basierend auf einem Signal, das angibt, dass das Fahrzeug zurücksetzt, mit Energie zu versorgen.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung, umfassend: eine Kissenlinsenanordnung; einen ersten Kollimator mit einer ersten optischen Achse, wobei der erste Kollimator angeordnet ist, um Licht zu der Kissenlinsenanordnung in einer Richtung der ersten optischen Achse zu leiten; einen zweiten Kollimator, der eine zweite optische Achse aufweist, wobei der zweite Kollimator angeordnet ist, um Licht zu einer Prismenlinsenanordnung in einer Richtung der zweiten optischen Achse zu leiten; und wobei die Prismenlinsenanordnung Prismen umfasst, wobei die Prismen jeweilige Flächen aufweisen, die dem zweiten Kollimator gegenüberliegen, sodass die Prismen Licht aus dem zweiten Kollimator in variierenden Winkeln relativ zu der zweiten optischen Achse leiten.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: der erste Kollimator einen ersten Totalreflektor umfasst, der durch den ersten Kollimator empfangenes Licht kollimiert; und der zweite Kollimator einen zweiten Totalreflektor umfasst, der durch den zweiten Kollimator empfangenes Licht kollimiert.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung nach Anspruch 8, wobei mindestens einige der Prismen Flächen umfassen, die jeweilige Kissenlinsen umfassen.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend ein einzelnes planares Polymerteil, das die Prismenlinsenanordnung koplanar mit der Kissenlinsenanordnung umfasst.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine zweite Prismenlinsenanordnung; einen dritten Kollimator, der eine dritte optische Achse umfasst, wobei der dritte Kollimator angeordnet ist, um der Prismenlinsenanordnung Licht in einer Richtung der dritten optischen Achse bereitzustellen; wobei die erste, die zweite und die dritte optische Achse parallel sind; und wobei die Kissenlinsenanordnung, die Prismenlinsenanordnung und die zweite Prismenlinsenanordnung koplanar sind.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Prismen entsprechende Leisten umfassen und wobei die Leisten unterschiedliche Längen und/oder Winkel relativ zur zweiten optischen Achse aufweisen.
Fahrzeugrückfahrlichtvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Prismen variierende jeweilige Höhen in einer Richtung senkrecht zu der zweiten optischen Achse aufweisen.
Rückfahrlichtlinse, umfassend: eine planare Kissenlinsenanordnung, die eine erste lichtempfangende Seite und eine erste lichtemittierende Seite umfasst, wobei die erste lichtemittierende Seite Kissenlinsen umfasst, die jeweilige konvexe Flächen umfassen, die einer Richtung senkrecht zu der planaren Linsenanordnung zugewandt sind, und dazu konfiguriert sind, Licht zu emittieren, das durch die lichtempfangende Seite empfangen wird; eine planare Prismenlinsenanordnung, die eine zweite lichtempfangende Seite und eine zweite lichtemittierende Seite umfasst, wobei die zweite lichtemittierende Seite Prismen umfasst, die dazu konfiguriert sind, Licht zu emittieren, das durch die planare Prismenlinse in variierenden Winkeln relativ zu einer Normalen der zweiten lichtempfangenden Seite empfangen wird; und wobei die planare Kissenlinsenanordnung und die planare Prismenlinse koplanar sind.