DE10309451A1

DE10309451A1 - Fahrzeugleuchte

Info

Publication number: DE10309451A1
Application number: DE10309451A
Authority: DE
Inventors: Gabriele Monika Sachs-Dücker; Cornelius Neumann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugleuchte zu schaffen, mit einer Lichtquelle, die zumindest einen lichtemittierenden Chip aufweist, und mit einem der Lichtquelle vorgelagerten Optikelement, welches mit einem die optische Achse des Optikelementes umgebenden inneren Linsenbereich für von der Lichtquelle abgestrahlte innere Lichtstrahlen und mit einem den inneren Linsenbereich zumindest bereichsweise umgebenden äußeren Reflektorbereich für äußere Lichtstrahlen der Lichtquelle ausgebildet ist und wobei das Optikelement aus einem Material mit einem Brechungsindex n¶1¶ besteht, bei der das Optikelement einen einfachen Aufbau aufweist, somit einfach und kostengünstig herstellbar ist und trotzdem die gewünschte Lichtbrechung im inneren Linsenbereich ermöglicht. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen ein zusätzliches Linsenelement in dem Optikelement angeordnet ist, welches aus einem Material mit einem Brechungsindex n¶2¶ besteht, der kleiner als der Brechungsindex n¶1¶ ist, und wobei der überwiegende Teil der von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen von dem Optikelement in das Linsenelement und wieder in das Optikelement übergehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte mit einer Lichtquelle, die zumindest einen lichtemittierenden Chip aufweist, und mit einem der Lichtquelle vorgelagerten Optikelement, welches mit einem die optische Achse des Optikelementes umgebenden inneren Linsenbereich für von der Lichtquelle abgestrahlte innere Lichtstrahlen und mit einem den inneren Linsenbereich zumindest bereichsweise umgebenden äußeren Reflektorbereich für äußere Lichtstrahlen der Lichtquelle ausgebildet ist und wobei das Optikelement aus einem Material mit einem Brechungsindex n₁ besteht.
Eine derartige Fahrzeugleuchte ist aus der DE 197 28 354 A1 bekannt. Die bekannte Fahrzeugleuchte weist eine als LED ausgebildete Lichtquelle aus. In Hauptabstrahlrichtung der LED ist ihr ein Optikelement aus Kunststoff vorgelagert, welches mit einem seine optische Achse umgebenden inneren Linsenbereich für die von der LED abgestrahlten inneren Lichtstrahlen und mit einem den inneren Bereich umgebenden äußeren Reflektorbereich für die von der LED abgestrahlten äußeren Lichtstrahlen ausgebildet ist. Das Optikelement besteht aus einer Vielzahl von zusammengesetzten Einzeloptikelementen, die das von der LED abgestrahlte Licht möglichst großflächig und homogen in parallele Richtung zur optischen Achse des Optikelementes ablenken sollen. Nachteilig an einer derart bekannten Fahrzeugleuchte ist es, dass zur Brechung der Lichtstrahlen im inneren Linsenbereich dieser sehr kompliziert aus einer Vielzahl von Einzeloptikelementen aufgebaut ist, wodurch das Spritzgießwerkzeug für das Optikelement sehr kompliziert und dadurch sehr kostenintensiv ist. Weiterhin ist es nachteilig, dass die LED in einem durch das Optikelement gebildeten Hohlraum angeordnet ist, so dass bei der Montage eine genaue Justage der LED zu dem Optikelement erforderlich ist, um eine gewünschte Lichtverteilung zu erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugleuchte zu schaffen, mit einer Lichtquelle, die zumindest einen lichtemittierenden Chip aufweist, und mit einem der Lichtquelle vorgelagerten Optikelement, welches mit einem die optische Achse des Optikelementes umgebenden inneren Linsenbereich für von der Lichtquelle abgestrahlte innere Lichtstrahlen und mit einem den inneren Linsenbereich zumindest bereichsweise umgebenden äußeren Reflektorbereich für äußere Lichtstrahlen der Lichtquelle ausgebildet ist und wobei das Optikelement aus einem Material mit einem Brechungsindex n₁ besteht, bei der das Optikelement einen einfachen Aufbau aufweist, somit einfach und kostengünstig herstellbar ist und trotzdem die gewünschte Lichtbrechung im inneren Linsenbereich ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen ein zusätzliches Linsenelement in dem Optikelement angeordnet ist, welches aus einem Material mit einem Brechungsindex n₂ besteht der kleiner als der Brechungsindex n₁ ist und wobei der überwiegende Teil der von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen von dem Optikelement in das Linsenelement und wieder in das Optikelement übergehen.
Dadurch, dass im Strahlenverlauf der von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen ein zusätzliches Linsenelement in dem Optikkörper angeordnet ist, kann sowohl die Lichteintrittsfläche des Linsenelementes als auch die Lichtaustrittsfläche des Linsenelementes eine optisch wirksame Oberflächenstruktur aufweisen, so dass diese sehr einfach ausgebildet sein können, was die Herstellung der Fahrzeugleuchte aufgabegemäß vereinfacht. Die gewünschte Lichtbrechung wird mittels des Linsenelements, welches aus einem Material mit einem Brechungsindex n₂ besteht, der kleiner als der Brechungsindex n₁ ist, ermöglicht, wobei der überwiegende Teil der von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen von dem Optikelement in das Linsenelement und wieder in das Optikelement übergehen, so dass es bei der Lichtbrechung nahezu keine Verluste oder Abbildungsfehler gibt.
Um zu gewährleisten, dass sämtliche von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen von dem Optikelement in das Linsenelement und wieder in das Optikelement übergehen, um so die gewünschte Lichtbrechung zu optimieren, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Linsenelement vollständig von dem Material des Optikelementes umhüllt.
Der Aufbau der Fahrzeugleuchte wird vorteilhaft dadurch vereinfacht, dass die Lichtquelle formschlüssig in das Optikelement eingesetzt ist, wodurch sich der weitere Vorteil ergibt, dass ein derartiger Aufbau den optischen Wirkungsgrad des Systems erhöht, da die Lichtquelle im Zentrum des optischen Systems positioniert ist. Zweckmäßigerweise ist die Lichtquelle von dem Optikelement umspritzt, so dass die Bauelemente sowohl eine optische als auch eine mechanische Einheit bilden.
Der Aufbau des Optikelementes ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung aufgabengemäß dadurch vereinfacht, dass das Optikelement aus einem Kunststoffmaterial, beispielweise PMMA mit einem Brechungsindex von 1,492, und das Linsenelement aus Luft mit einem Brechungsindex von 1 besteht, so dass das Optikelement kostengünstig spritztechnisch herstellbar ist.
Die Ausbildung des Linsenelementes aus Luft spart vorteilhaft Material und somit Herstellkosten ein.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht das Optikelement aus Plexiglas mit einem Brechungsindex von 1,584 und das Linsenelement aus Kronglas mit einem Brechungsindex von 1,52.
Um die lichtbrechende Wirkung des in dem Optikelement angeordneten Linsenelementes zu unterstützen weist bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die der Lichtquelle gegenüberliegende Lichtaustrittsfläche des Optikelementes zusätzliche lichtablenkende Mittel auf, wodurch sich der weitere Vorteil ergibt, dass die durch den Reflektorbereich reflektierten äußeren Lichtstrahlen zusätzlich beim Austritt aus dem Optikelement beeinflusst werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte wird anhand der Figuren erläutert. Und zwar zeigen:
1: einen Schnitt durch eine Fahrzeugleuchte in einer schematischen Darstellung und
2: eine vergrößerte Darstellung des in dem Optikelement angeordneten Linsenelementes.
Wie 1 zeigt, besteht die Fahrzeugleuchte aus einer Lichtquelle (10), die als LED ausgebildet ist, und einem der Lichtquelle (10) vorgelagerten Optikelement (12) aus PMMA. Die LED ist formschlüssig in den Lichteinkoppelbereich (14) des Optikelementes (12) eingesetzt, so dass die von der LED abgestrahlten Lichtstrahlen (16, 18) ohne Beeinflussung in das Optikelement (12) eingekoppelt werden. Das Optikelement (12) ist mit einem die optische Achse (20) des Optikelementes (12) umgebenden inneren Linsenbereich für von der LED abgestrahlte innere Lichtstrahlen (16) und mit einem den inneren Linsenbereich umgebenden äußeren Reflektorbereich für äußere Lichtstrahlen (18) der LED ausgebildet. Die äußeren Lichtstrahlen (18) unterliegen an der Wandung (22) des Optikelementes (12) der Totalreflexion und werden zur Lichtaustrittsfläche (24) umgelenkt. In dem inneren Linsenbereich ist ein aus Luft bestehendes Linsenelement (26) angeordnet, welches zur Lichtbrechung der von der Lichtquelle (10) abgestrahlten inneren Lichtstrahlen (16) dient, bevor diese an der Lichtaustrittsfläche (24) aus dem Optikelement (12) austreten.
2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in dem Optikelement (12) angeordneten Linsenelementes (12). Die von der Lichtquelle abgestrahlten inneren Lichtstrahlen (16) treffen auf die gekrümmt ausgebildete Lichteintrittsfläche (28) des Linsenelementes (26) auf und werden durch den Übergang von einem op tisch dichteren Medium in ein optisch dünneres Medium zur optischen Achse (20) hin gebrochen. An der ebenfalls gekrümmt ausgebildeten Lichtaustrittsfläche (30) des Linsenelementes (26) werden die Lichtstrahlen (16) durch den Übergang von einem optisch dünneren Medium in ein optisch dichteres Medium in Richtung parallel zur optischen Achse (20) hin gebrochen. Die Ausbildung sowohl der Lichteintrittsfläche (28) als auch der Lichtaustrittsfläche (30) des Linsenelementes (26) als gekrümmte Flächen bietet den Vorteil, dass sie jeweils nur sehr gering gekrümmt ausgebildet werden müssen, was die Fertigung vereinfacht, aber auch die lichttechnischen Verluste und Abbildungsfehler verringert.

10: Lichtquelle
12: Optikelement
14: Lichteinkoppelbereich
16: Lichtstrahlen
18: Lichtstrahlen
20: optische Achse
22: Wandung
24: Lichtaustrittsfläche
26: Linsenelement
28: Lichteintrittsfläche
30: Lichtaustrittsfläche

Claims

Fahrzeugleuchte mit einer Lichtquelle (10), die zumindest einen lichtemittierenden Chip aufweist, und mit einem der Lichtquelle (10) vorgelagerten Optikelement (12), welches mit einem die optische Achse (20) des Optikelementes (12) umgebenden inneren Linsenbereich für von der Lichtquelle (10) abgestrahlte innere Lichtstrahlen (16) und mit einem den inneren Linsenbereich zumindest bereichsweise umgebenden äußeren Reflektorbereich für äußere Lichtstrahlen (18) der Lichtquelle (10) ausgebildet ist und wobei das Optikelement (12) aus einem Material mit einem Brechungsindex n₁ besteht, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlenverlauf der von der Lichtquelle (10) abgestrahlten inneren Lichtstrahlen (16) ein zusätzliches Linsenelement (26) in dem Optikelement (12) angeordnet ist, welches aus einem Material mit einem Brechungsindex n₂ besteht der kleiner als der Brechungsindex n₁ ist und wobei der überwiegende Teil der von der Lichtquelle (10) abgestrahlten inneren Lichtstrahlen (16) von dem Optikelement (12) in das Linsenelement (26) und wieder in das Optikelement (12) übergehen.
Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsenelement (26) derart ausgebildet ist, dass die von der Lichtquelle (10) abgestrahlten inneren Lichtstrahlen (16) sowohl beim Übergang aus dem Optikelement (12) in das Linsenelement (26) als auch beim nachfolgenden Übergang aus dem Linsenelement (26) in das Optikelement (12) gebrochen werden.
Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsenelement (26) vollständig von dem Material des Optikelementes (12) umhüllt ist.
Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (10} formschlüssig in das Optikelement (12) eingesetzt ist.
Fahrzeugleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (10) von dem Optikelement (12) umspritzt ist.
Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikelement (12) aus einem Kunststoffmaterial und das Linsenelement (26) aus Luft besteht.
Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikelement (12) aus einem Kunststoffmaterial und das Linsenelement (26) aus Glas besteht.
Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Lichtquelle (10) gegenüberliegende Lichtaustrittsfläche (24) des Optikelementes (12) zusätzliche lichtablenkende Mittel aufweist.