DE10218437A1

DE10218437A1 - Leuchteinheit für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10218437A1
Application number: DE2002118437
Authority: DE
Inventors: Björn Abel; Michael Burg
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2004-01-15

Abstract

Erfindung betrifft eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht, mit einem Separiermittel zum Abtrennen eines spektralen Anteils des von der Lichtquelle emittierten Lichtes und mit einem Lichtleiter zur Übertragung eines sichtbaren Teils des von der Lichtquelle emittierten Lichtes an eine Lichtaustrittsstelle im Bereich einer Karosserieöffnung des Fahrzeugs, wobei das Separiermittel und ein zweiter Lichtleiter derart vorgesehen sind, dass der vorgegebene abgetrennte spektrale Anteil des emittierten Lichtes über einen zweiten Lichtleiter an eine weitere Lichtaustrittsstelle geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht, mit einem Separiermittel zum Abtrennen eines spektralen Anteils des von der Lichtquelle emitierten Lichtes und mit einem Lichtleiter zur Übertragung eines sichtbaren Teils des von der Lichtquelle emitierten Lichtes an eine Lichtaustrittsstelle im Bereich einer Karosserieöffnung des Fahrzeugs.

Aus der EP 1 176 358 A2 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge bekannt, die aus einer Lichtquelle, einem Separiermittel zum Abtrennen eines spektralen Anteils des von der Lichtquelle emittierten Lichtes und einem Lichtleiter besteht. Das Separiermittel ist als Strahlteiler ausgebildet, der die Reflexion von einer quer zum Lichtleiter angeordneten ersten Lichtquelle ausgesandten sichtbaren Licht hin zu einer Einkoppelstelle des Lichtleiters ermöglicht. Auf diese Weise kann im Zusammenwirken mit einer axial zum Lichtleiter angeordneten zweiten Lichtquelle sichtbares Licht von zwei unterschiedlichen Lichtquellen in den Lichtleiter eingespeist werden. Der Strahlteiler ist wellenlängenselektiv ausgestaltet, so dass die Möglichkeit besteht, unerwünschte Infrarot- oder Ultraviolett-Anteile des von der ersten Lichtquelle ausgesandten Lichtes auszufiltern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchteinheit für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass aus einer einzigen Lichtquelle unterschiedliche lichttechnische Funktionen erzeugbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Leuchteinheit dadurch gekennzeichnet, dass das Separiermittel und ein zweiter Lichtleiter derart vorgesehen sind, dass der vorgegebene abgetrennte spektrale Anteil des emitierten Lichtes über einen zweiten Lichtleiter an eine weitere Lichtaustrittsstelle geleitet wird.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass lediglich eine einzige Lichtquelle vorhanden sein muss, um unterschiedliche lichttechnische Funktionen zu erfüllen. Der Grundgedanke der Erfindung ist es, ein Separiermittel der Lichtquelle zuzuordnen, damit unterschiedliche spektrale Anteile des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes separiert werden, um sie nachfolgend entsprechend ihrer funktionalen Bestimmung weiterzuleiten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Separiermittel als ein einziges optisches Separierelement ausgebildet, das in der Leuchteinheit integriert ist, vorzugsweise zwischen der einzigen Lichtquelle und einer Lichteinkoppelfläche des Lichtleiters. Vorzugsweise ist das Separierelement in einem Lichteinkoppelbereich des Lichtleiters angeordnet und kann integraler Bestandteil einer dem Lichtleiter zugeordneten Lichteinkoppeleinheit sein.

Nach einer Alternative der Erfindung kann das Separiermittel auch derart ausgebildet sein, dass ein Abstrahlen der unterschiedlichen spektralen Anteile direkt von dem Separiermittel in die Umgebung des Fahrzeuges erfolgt. Beispielsweise können in dem Separiermittel optische Elemente integriert sein, die ein Abstrahlen der unterschiedlichen Anteile des Lichtes entsprechend einer vorgegebenen Verteilung ermöglichen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das optische Separierelement derart gestaltet, dass ein Infrarot-Lichtanteil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes separiert wird und in einem gesonderten Lichtleiter bzw. gesonderten Lichtleitfaser einer karosserienahen Lichtaustrittsstelle zugeführt wird. Auf diese Weise kann der Infrarot-Lichtanteil zur Aufnahme eines Infrarotbildes einer Nachtsichtvorrichtung genutzt werden, so dass das vor dem Fahrzeug liegende Sehfeld erweitert wird. Die Nachtsichtvorrichtung kann in üblicherweise eine Detektiereinrichtung, vorzugsweise eine CCD-Kamera, umfas sen, mittels derer das Infrarotbild aufgenommen bzw. weiterbearbeitet werden kann, um es in einer in dem Fahrzeuginnenraum angeordneten Anzeigeeinrichtung sichtbar zu machen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Separierelement als ein wellenlängenselektiver Spiegel ausgebildet, der für das sichtbare Licht durchlässig, jedoch für das Infrarot-Licht reflektierend ist. Vorzugsweise ist die optische Achse der Lichtquelle auf die Achse des für das sichtbare Licht weiterleitenden Lichtleiters/Lichtleitfaser ausgerichtet, während der Lichtleiter für das Infrarot-Licht in einem spitzen Winkel zu der optischen Achse der Lichtquelle angeordnet ist. Vorzugsweise bildet die Normale des wellenlängenselektiven Spiegels zu der optischen Achse einen spitzen Winkel, vorzugsweise einen kleinen Winkel von 10 bis 20°, damit der Spiegel gut ausgenutzt wird, wobei die Einfallsrichtungen auf den Spiegel nicht stark variieren. Vorteilhaft kann ein Vergleich zu der Dimension eines mit der Lichtquelle zusammenwirkenden Reflektors relativ kleiner Spiegel genutzt werden.

Nach einer alternativen Weiterbildung des Separierelementes kann dieses als diffraktives oder holographisches Element ausgebildet sein, die sowohl transmittierend und reflektierend ausgebildet sind. Alternativ kann das Separierelement auch als dispersives Element, insbesondere als dispersives Prismenelement, ausgebildet sein, um eine spektrale Aufspaltung der Lichtanteile zu bewirken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1: Eine schematische Darstellung einer Leuchteinheit nach einer ersten Ausführungsform,
2: Eine schematische Darstellung einer Leuchteinheit nach einer zweiten Ausführungsform und
3: Eine schematische Darstellung einer Leuchteinheit nach einem dritten Ausführungsbeispiel
Die erfindungsgemäße Leuchteinheit kann als Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden, wobei der abgetrennte Infrarot-Lichtanteil zur Erzeugung eines infraroten Bildes eines vor dem Fahrzeug liegenden Sehfeldes Anwendung findet. Die Lichtquelle dient somit zugleich auch als Infrarot-Strahlungsquelle, die Bestandteil einer Nachtsichtvorrichtung für Fahrzeuge ist. Die Nachtsichtvorrichtung weist in üblicherweise weitere Detektier- und Anzeigemittel zur Verarbeitung und Darstellung des Infrarotbildes auf.
In 1 ist eine Leuchteinheit 1 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Die Leuchteinheit 1 besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle 2, einem dieser zugeordneten Reflektor 3, der das von der Lichtquelle 2 ausgesandte Licht 4 in Richtung einer Lichteinkoppelstelle 5 eines ersten Lichtleiters 6 für das sichtbare Licht reflektiert. Darüber hinaus ist an der Lichteinkoppelstelle 5 ein Separiermittel 7 angeordnet, dass einen spektralen Anteil des Lichtes 4 abtrennt und in Richtung der Einkoppelfläche eines zweiten Lichtleiters 8 reflektiert. Das Separiermittel 7 ist als optisches Separierelement, nämlich als wellenlängenselektiver Spiegel, ausgebildet, der zum einen für sichtbares Licht durchlässig und zum anderen für Infrarot-Licht reflektierend ist. Der erste Lichtleiter 6 zur Weiterleitung des sichtbaren Lichtes 9 ist koaxial zu einer optischen Achse 10 der Lichtquelle 2 angeordnet. Der zweite Lichtleiter 8 zur Weiterleitung des Infrarot-Lichtes 11 bildet zusammen mit dem ersten Lichtleiter 6 einen stumpfen Winkel, wobei in einem Zwischenraum derselben das Separierelement 7 angeordnet ist. Die Fläche des Separierelementes 7 bildet zu der Achse des ersten Lichtleiters 6 bzw. zur optischen Achse 10 einen spitzen Winkel, vorzugsweise einen Winkel in einem Bereich zwischen 10 und 30°. Die Lichteinkoppelstelle 5 bzw. das Separierelement 7 ist in einem Bereich angeordnet, in dem die von dem Reflektor 3 reflektierten Lichtstrahlen 4 zusammenlaufen, so dass die Fläche des Separierelementes 7 und damit die Geometrie desselben relativ klein ausgebildet sein kann. Der Reflektor 3 ist ellipsoidförmig ausgebildet, wobei die Lichtquelle 2 in einem ersten Brennpunkt angeordnet und die Lichteinkoppelstelle 5 bzw. das Separierelement 7 im Bereich eines zweiten Brennpunkt angeordnet sind. Dabei ist das Separierelement 7 lediglich in der Nähe des zweiten Brennpunktes angeordnet, während die Lichteintrittsfläche des ersten Lichtleiters 6 im zweiten Brennpunkt angeordnet ist.
Die Lichtleiter 6, 8 können auch als einzelne Lichtleitfaser ausgebildet sein. Alternativ kann das Separierelement 7 dergestalt sein, dass der Infrarotlichtanteil 11 im wesentlichen ohne Richtungsänderung durchgelassen wird, während der sichtbare Lichtanteil 9 zu dem zweiten Lichtleiter 8 reflektiert wird.
Der wellenlängenselektive Spiegel 7 kann nach dem Interferenzprinzip arbeiten, bei dem mehrere dünne dielektrische Schichten mit definierter Abfolge verschiedener Brechungsindizes auf einem Glassubstrat aufgebracht sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 2 ist im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ein Separiermittel 12 vorgesehen, dass als Beugungselement ausgebildet ist. Das Beugungselement 12 ist derart ausgebildet, dass sowohl das sichtbare Licht 9 als auch das Infrarot-Licht 11 eine Beugung erfährt und jeweils in einem nachgeordneten Lichtleiter 13 für sichtbares Licht bzw. einen zweiten Lichtleiter 14 für Infrarot-Licht eingeleitet wird. Zu der ersten Ausführungsform gleiche und gleich angeordnete Bauteile der zweiten Ausführungsform sind mit denselben Bezugsziffern versehen.
Das Beugungselement 12 ist als Volumentransmissionshologramm ausgebildet, das nach Art eines Beugungsgitters das Infrarot-Licht 11 stärker beugt als das sichtbare Licht 9. Der Beugungsdifferenzwinkel zwischen dem von dem Separierelement 12 gebeugten sichtbaren Licht 9 einerseits und dem gebeugten Infrarot-Licht 11 andererseits ist derart gering gewählt, dass die Lichteintrittsflächen der Lichtleiter 13 und 14 platzsparend benachbart zueinander angeordnet sein können. Das Separierelement 12 ist im Bereich einer Lichteinkoppelstelle 15 der Lichtleiter 13 und 14 zwischen der Lichtquelle 2 und den Lichtleitern 13 und 14 angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 ist ein als ein Reflexionsgitter 16 ausgebildetes Separierelement vorgesehen, dass sowohl das sichtbare Licht 9 als auch das Infrarot-Licht 11 in Richtung eines ersten Lichtleiters 17 für sichtbares Licht und eines zweiten Lichtleiters 18 für Infrarot-Licht umlenkt.
Die Orientierung des Separierelementes 16 bzw. die Anordnung in Relation zu dem Reflektor 3 ist derart gewählt, dass das Bündel des reflektierten sichtbaren Lichtes 9 einerseits und des Infrarot-Lichtes 11 andererseits auf unmittelbar benachbarte Eintrittsflächen der Lichtleiter 17 und 18 trifft. Auf diese Wiese kann platzsparend die Lichteinkoppelung ermöglicht werden.
Das Reflexionsgitter 16 kann aus einer Anzahl von dispersiven diffraktiven Elementen, vorzugsweise Prismen, gebildet sein.
Über die genannten Lichtleiter werden die unterschiedlichen spektralen Anteile des Lichtes 4 an eine vorgegebene Lichtaustrittsstelle des Kraftfahrzeugs, die sich in einem karosserieöffnungsnahen Bereich befindet, geleitet. Dadurch, dass lediglich eine einzige Lichtquelle 2 zur Erzeugung von unterschiedlichen spektralen Lichtanteilen mit unterschiedlichen Lichtfunktionen notwendig ist, kann platzsparend und kostengünstig eine Multifunktionalität der Leuchteinheit 1 erzielt werden. Die Lichtquelle 2 kann beispielsweise als Halogenlampe oder Gasentladungslampe ausgebildet sein.

Claims

Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht, mit einem Separiermittel zum Abtrennen eines spektralen Anteils des von der Lichtquelle emitierten Lichtes und mit einem Lichtleiter zur Übertragung eines sichtbaren Teils des von der Lichtquelle emitierten Lichtes an eine Lichtaustrittsstelle im Bereich einer Karosserieöffnung des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Separiermittel (7, 12, 16) und ein zweiter Lichtleiter (8, 14, 18) derart vorgesehen sind, dass der vorgegebene abgetrennte spektrale Anteil (11) des emitierten Lichtes (4) über einen zweiten Lichtleiter (8, 14, 18) an eine weitere Lichtaustrittsstelle geleitet wird.
Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Separiermittel (7, 12, 16) als ein einziges optisches Separierelement ausgebildet ist, dass einen infraroten Lichtanteil (11) des von der Lichtquelle (2) ausgesandten Lichtes (4) von dem restlichen sichtbaren Teil (9) des Lichts (4) trennt.
Leuchteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (7, 12, 16) im Bereich einer Lichteinkoppelstelle (5, 15) der Lichtleiter (6, 8, 13, 14, 17, 18) angeordnet ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (6, 13, 17) und/oder der zweite Lichtleiter (8, 14, 18) als eine Lichtleitfaser ausgebildet ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (7) als ein wellenlängenselektiver Spiegel ausgebildet ist, der für sichtbares Licht (9) durchlässig und für Infrarot-Licht (11) reflektierend ist oder vice versa.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (12) als ein Beugungselement ausgebildet ist, das sowohl den infraroten Anteil (11) des Lichtes (4) als auch den sichtbaren Anteil (9) des Lichtes (4) in unterschiedlichen Richtungen beugt.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Separierelement (16) als ein Reflexionselement ausgebildet ist, das sowohl den infraroten Anteil (11) des Lichtes (4) als auch den sichtbaren Anteil (9) des Lichtes (4) in unterschiedlichen Richtungen reflektiert.
Leuchteinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Separierelement (12, 16) zugewandten Enden der Lichtleiter (13, 14, 17, 18) benachbart zueinander angeordnet sind.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Normale des Separierelementes (7, 12, 16) einen spitzen Winkel zu einer optischen Achse (10) der Lichtquelle (2) bildet, insbesondere in einem Bereich zwischen 10 und 30°.
Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht, mit einem Separiermittel zum Abtrennen eines spektralen Anteils des von der Lichtquelle emitierten Lichtes und an eine Lichtaustrittsstelle im Bereich einer Karosserieöffnung des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Separiermittel (7, 12, 16) und ein zweiter Lichtleiter (8, 14, 18) derart vorgesehen sind, dass der vorgegebene abgetrennte spektrale Anteil (11) des emitierten Lichtes (4) über einen zweiten Lichtleiter (8, 14, 18) an eine weitere Lichtaustrittsstelle geleitet wird.