DE19938734A1 - Fahrzeugleuchte - Google Patents

Fahrzeugleuchte

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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

Bei eine Fahrzeugleuchte, die wenigstens eine Lichtquelle (10) und wenigstens einen dieser Lichtquelle zugeordneten, nicht ebenen Reflektor (12) umfaßt, wobei die Lichtquelle eine gerichtete, um eine Lichtquellenzentralachse (14) verteilte Abstrahlcharakteristik besitzt, und der Reflektor von der Lichtquelle kommendes Licht um eine Hauptstrahlrichtung (16) verteilt reflektiert, ist zur Verkleinerung der Bauform sowie zur Homogenisierung des vom Reflektor abgestrahlten Lichtbündels vorgesehen, daß die Lichtquelle so angeordnet ist, daß die Lichtquellenzentralachse zur Hauptabstrahlrichtung nicht parallel verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art.

Bei derartigen Fahrzeugleuchten, wie sie beispielsweise aus der EP 0 762 515 A2 oder EP 0 762 049 A1 bekannt sind, ist eine eine gerichtete Abstrahlcharakte­ ristik besitzende Leuchtdiode so von hinten in einen parabolischen Reflektor ein­ gesetzt, daß sie sich in etwa in dessen Brennpunkt befindet und er einen Teil des von ihr emittierten Lichts als paralleles Lichtbündel weiterleitet. Da die zentralen Achsen sowohl der von der Leuchtdiode emittierten Lichtkeule als auch des Re­ flektors zusammenfallen, tritt ein erheblicher Teil des von der Leuchtdiode kom­ menden Lichtes unmittelbar aus der Austrittsöffnung des Reflektors aus, ohne mit dessen Parabelfläche in Wechselwirkung zu treten. Daher kann dieser Licht­ anteil vom Reflektor auch nicht parallelisiert werden.

Bei diesen bekannten Anordnungen ergibt sich somit eine Reihe von Nachteilen. Hierzu gehören neben der erwähnten Nichtparallelität der Lichtstrahlen, die zu einer nicht optimalen Wirkung von eventuell nachgeschalteten Optiken führt, daß die Lichtquelle von außen sichtbar ist und nicht die gesamte Oberfläche des pa­ rabolischen Reflektors beleuchtet, was eine deutlich sichtbare hell/dunkle Ring­ struktur zur Folge hat, wenn man entgegen der Abstrahlrichtung auf die Fahr­ zeugleuchte blickt. Um diesen Effekt möglichst klein zu halten, müssen sehr schlanke, d. h. langgestreckte Parabeln verwendet werden, die zu einer beträcht­ lichen Bautiefe führen. Diese Effekte können zwar durch die Verwendung von Streuscheiben vermindert oder beseitigt werden, doch bedeuten auch diese eine Vergrößerung der Bautiefe und einen zusätzlichen Aufwand.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugleuchte der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen sehr einfachen Aufbau, geringe Abmessungen und die Erzeugung eines äußerst homogenen Lichtbün­ dels auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 zusammenge­ faßten Merkmale vor.

Diesen Maßnahmen liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es wesentlich günstiger ist, die eine gerichtete Abstrahlcharakteristik besitzende Lichtquelle bezüglich des Reflektors so anzuordnen, daß die Lichtquellenzentralachse zur Hauptab­ strahlrichtung des Reflektors nicht parallel ist und insbesondere mit dieser nicht zusammenfällt. Somit wird gemäß der Erfindung die Lichtquelle so angeordnet, daß ihre Zentralachse unter einem vorzugsweise spitzen Winkel gegen die Hauptabstrahlrichtung des Reflektors geneigt ist.

Es ist nicht erforderlich, den Reflektor als vollständigen, rotationsymmetrischen Hohlkörper, beispielsweise als vollständige Hohlparabel auszubilden. Vielmehr genügt es, von der gekrümmten Reflektorfläche nur diejenigen Bereiche real auszuführen, die tatsächlich von dem von der Lichtquelle ausgehenden Lichtke­ gel getroffen werden.

Im Fall eines pabelförmigen Reflektors ergibt sich somit eine in der der Abstrahl­ richtung entgegengesetzten Blickrichtung bzw. Projektion an drei Seitenkanten geradlinig beschnittene Parabelfläche. Dabei kann die Lichtquelle in unmittelba­ rer Nähe der die beiden in der Projektion geradlinigen Seitenkanten verbinden­ den, dritten geradlinigen Seitenkante so geneigt angeordnet werden, daß sie sich praktisch außerhalb des vom Reflektor zurückgeworfenen Lichtbündels befindet und keine wesentlichen Teile der reflektierenden Innenfläche des Reflektors ver­ deckt.

Auf diese Weise wird eine Fahrzeugleuchte mit sehr geringen Abmessungen, insbesondere einer sehr kleinen Bautiefe geschaffen, bei der nahezu das ge­ samte, von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf den Reflektor tifft und von die­ sem als homogenes, im Falle eines parabolischen Reflektors paralleles Licht­ bündel abgegeben wird.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen einer erfin­ dungsgemäßen Fahrzeugleuchte sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 in stark vereinfachter Form die Schnittansicht der Lichtquelle und des Reflektors einer dem Stand der Technik entsprechenden Fahrzeug­ leuchte, wobei die Lichtquelle eine gerichtete Abstrahlcharakteristik aufweist,

Fig. 2a in stark vereinfachter Form eine Ansicht der Lichtquelle und des Re­ flektors einer erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte, wobei die Blick­ richtung der Abstrahlrichtung entgegengerichtet ist,

Fig. 2b einen der Schnittansicht aus Fig. 1 entsprechenden Schnitt längs der Line II-II in Fig. 2a,

Fig. 3 eine stark vereinfachte, perspektivische Ansicht der Lichtquelle und des Reflektors einer erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte, wobei der Re­ flektor mit Facetten versehen ist,

Fig. 4 in stark vereinfachter Form eine perspektivische Ansicht einer erfin­ dungsgemäßen Fahrzeugleuchte mit vier nebeneinander in Reihe an­ geordneten Lichtquellen mit den zugehörigen Reflektoren,

Fig. 5 in stark vereinfachter Form eine perspektivische Ansicht einer erfin­ dungsgemäßen Fahrzeugleuchte mit zwei übereinander angeordneten, gleichsinnig gerichteten Reihen von Lichtquellen mit zugehörigen Re­ flektoren,

Fig. 6 eine stark vereinfachte, perspektivische Ansicht einer erfindungsgemä­ ßen Fahrzeugleuchte mit zwei übereinander angeordneten, einander entgegen gerichteten Reihen von Lichtquellen mit zugehörigen Reflek­ toren, und

Fig. 7 eine stark vereinfachte, perspektivische Ansicht einer erfindungsgemä­ ßen Fahrzeugleuchte, bei der die Lichtquellen und die zugehörigen Re­ flektoren symmetrisch um eine zentrale Achse angeordnet sind.

Fig. 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende Anordnung, bei der eine Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode 1 eine gerichtete Abstrahlcharakte­ ristik derart besitzt, daß sie ihr Licht symmetrisch um eine Lichtquellenzen­ tralachse 2 verteilt in einen definierten Raumwinkel emittiert. Sie ist von hinten in einen parabolisch gekrümmten Reflektor 3 so eingesetzt ist, daß sie sich in etwa in dessen Brennpunkt befindet und er einen Teil des von der Leuchtdiode 1 ab­ gegebenen Lichts reflektiert und es dabei zu einem in etwa parallelen Lichtbün­ del 6 sammelt, das zur Hauptabstrahlrichtung 5 symmetrisch ist, die mit der Lichtquellenzentralachse 2 zusammenfällt.

Somit tritt aus dem Reflektor 3 einerseits direkt von der Leuchtdiode 1 stammen­ des Licht aus, für das die Austrittsöffnung des Reflektors 3 lediglich als Aper­ turblende dient, wie dies durch die Randstrahlen 4 dargestellt ist, und anderer­ seits Licht, das von der Leuchtdiode 1 auf den Reflektor 3 abgestrahlt und von diesem nach außen gebündelt wird.

Wegen der gerichteten Abstrahlcharakteristik der Leuchtdiode 1 kann nicht die gesamte innere Oberfläche des Reflektors 3 beleuchtet werden. Dies hat dann, wenn keine weiteren Maßnahmen ergriffen werden, zur Folge, daß sich in einer der Abstrahlrichtung entgegengesetzten Blickrichtung ein Erscheinungsbild er­ gibt, bei welchem ein zentraler heller Punkt, der vom Direktlicht der Leuchtdiode gebildet wird, von einem dunklen Ring umgeben ist, der von dem unbeleuchteten Teil der Reflektorfläche stammt und seinerseits von einem hellen Ring umgeben wird, den das vom Reflektor 3 reflektierte Licht der Leuchtdiode 1 bildet.

Dies führt zu den oben bereits erwähnten Nachteilen, daß die Leuchtdiode 1 von außen sichtbar ist, eine eventuell nachfolgende Optik mit Licht aus verschiede­ nen Winkeln angestrahlt wird und somit nicht optimal wirken kann, sehr schlanke Parabeln mit großer Bautiefe oder Streuscheiben verwendet werden müssen, um den unbeleuchteten Ring möglichst klein zu halten, und sich ein nicht optimales, brilliantes Erscheinungsbild ergibt.

Demgegenüber ist, wie man den Fig. 2a und 2b entnimmt, bei einer erfindungs­ gemäßen Fahrzeugleuchte die Leuchtdiode 10 seitlich von einem teilparaboli­ schen Reflektor 12 so angeordnet, daß die zentrale Achse 14 des von ihr emit­ tierten Lichtbündels zwar in der in Fig. 2b mit der Zeichenebene zusammenfal­ lenden Hauptebene 8 des Reflektors liegt, in dieser aber der Hauptabstrahlrich­ tung 16 des Reflektors 12 schräg entgegengerichtet ist. Dabei fällt praktisch das gesamte von der Leuchtdiode 10 abgegebene Licht auf den Reflektor 12 und wird von diesem als nahezu paralleles Lichtbündel weitergeleitet. Die Leucht­ diode 10 verdeckt praktisch keine reflektierenden Oberflächenbereiche des Re­ flektors 12, so daß eine maximale Lichtausbeute und ein homogenes Erschei­ nungsbild insbesondere auch bei einer der Abstrahlrichtung entgegengesetzten Blickrichtung erzielt werden.

Wie man sieht, ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik eine erheblich ver­ kleinerte Bauform, weil der Reflektor 12 als gedrungene, auf drei Seiten geradli­ nig beschnittene Teilparabel ausgebildet werden kann, die nur noch die Flächen­ bereiche umfaßt, die erforderlich sind, um das von der Leuchtdiode 10 ausge­ hende, divergente Lichtbündel zu erfassen.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Leuchtdiode 10, die in ähnlicher Weise wie in den Fig. 2a und 2b gegenüber einem Reflektor 12 angeordnet ist, dessen reflektierende Innenfläche jedoch nicht glatt sondern in Facetten 18 un­ terteilt ist, deren Größe, Form und Ausrichtung innerhalb weiter Grenzen variiert werden können. Vorzugsweise werden diese Facetten 18 so gestaltet, daß jede von ihnen in etwa die gleiche Lichtverteilung erzeugt. Eine solche Anordnung ist besonders dann von Vorteil, wenn die beschriebene Fahrzeugleuchte nicht als Scheinwerfer sondern als Signalleuchte dienen soll, die bei einer Betrachtung aus unterschiedlichen Blickwinkeln ein möglichst gleichförmiges Erscheinungs­ bild bieten muß.

Fig. 4 zeigt vier in einer Reihe nebeneinander angeordnete Leuchtdioden 10, von denen jede so, wie in den Fig. 2a und 2b für nur eine Leuchtdiode dargestellt, ei­ nem zugehörigen Reflektor 12 entgegengerichtet ist. Dabei sind die Reflektoren 12 an ihren einander benachbarten Seitenrändern miteinander verbunden, so daß sich eine einstückige Reflektoranordnung 20 ergibt. Diese Ausführungsform ist besonders günstig, wenn eine langgestreckte und senkrecht zur Längsrich­ tung vergleichsweise schmale Fahrzeugleuchte geschaffen werden soll. Die Re­ flektoren 12 können so, wie in Fig. 4 gezeigt, eine glatte reflektierende Oberflä­ che besitzen oder entsprechend Fig. 3 mit Facetten versehen sein. Letzteres gilt auch für alle Reflektoren, die in Verbindung mit den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden.

Fig. 5 zeigt zwei Reflektoranordnungen 20 und 20', von denen jede der in Fig. 4 gezeigten Anordnung entspricht. Die beiden Reflektoranordnungen 20 und 20' sind so angeordnet, daß zwei ihrer Längskanten einander benachbart sind und alle Hauptabstrahlrichtungen zueinander parallel verlaufen. Gleiches gilt auch für die Zentralachsen der in zwei Gruppen angeordneten Leuchtdioden 10, wobei sich jede dieser Gruppen im Bereich der in Fig. 5 unteren Längskante der zuge­ hörigen Reflektoranordnung 20 bzw. 20' befindet. Somit liegt die zu der in Fig. 5 oberen Reflektoranordnung 20' gehörende Diodengruppe hinter der oberen Längskante der unteren Reflektoranordnung 20 und wird von dieser verdeckt.

Auch die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform umfaßt zwei Reflektoranordnungen 20 und 20', von denen jede aus vier nebeneinander angeordneten Reflektoren 12 besteht. Hier sind aber nicht nur die nebeneinander liegenden Reflektoren an ih­ ren benachbarten Seitenkanten sondern auch die beiden Reflektoranordnungen 20 und 20' an ihren einander benachbarten Längskanten miteinander einstückig verbunden. Alle Hauptabstrahlrichtungen sind zu einander parallel und die zu Re­ flektoranordnung 20' gehörende Gruppe von Leuchtdioden 10 ist im Bereich der in Fig. 6 oberen Längskante der Reflektoranordnung 20' angeordnet, während die zur unteren Reflektoranordnung 20 gehörenden Leuchtdioden 10 in der glei­ chen Weise positioniert sind, wie dies in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 be­ schrieben wurde.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 ergibt sich eine langge­ streckte, im Vergleich zur Ausführungsform nach Fig. 4 aber quer zur Längsrich­ tung erheblich verbreiterte leuchtende Fläche.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind sechs Reflektoren 12, von denen jeder die Form eines Parabelsegments besitzt, so angeordnet und miteinander ver­ bunden, daß sie eine um die x-Achse radialsymmetrische Reflektoranordnung 25 bilden und ihre Hauptabstrahlrichtungen zur x-Achse parallel verlaufen. Die zuge­ hörigen Leuchtdioden 10, von denen in der perspektivischen Darstellung der Fig. 7 nur drei sichtbar sind, sind nahe an der x-Achse der Reflektoranordnung 25 so angeordnet, daß die zentrale Achse des von ihnen jeweils emittierten Lichtbün­ dels in den zugehörigen Reflektor 12 hinein gerichtet ist. Nach außen sind die Leuchtdioden 10 durch eine Scheibe 27 abgedeckt, die gleichzeitig auch als Trä­ ger für die Leuchtdioden 10 dienen kann. An ihrem äußeren Umfangsrand ist die Reflektoranordnung 25 mit einem in Richtung der x-Achse vorstehenden, kreis­ zylindrischen Randelement 28 verbunden, dessen Innenfläche ebenfalls verspie­ gelt sein kann.

Claims (20)

1. Fahrzeugleuchte, die wenigstens eine Lichtquelle und wenigstens einen dieser Lichtquelle zugeordneten, nicht ebenen Reflektor umfaßt, wobei die Lichtquelle eine gerichtete, um eine Lichtquellenzentralachse verteilte Abstrahlcharakteristik besitzt, und der Reflektor von der Lichtquelle kommendes Licht in einer Hauptabstrahlrichtung reflektiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) so angeordnet ist, daß die Licht­ quellenzentralachse (14) zur Hauptabstrahlrichtung (16) nicht parallel verläuft.
2. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen­ zentralachse (14) eine der Hauptabstrahlrichtung (16) entgegengerichtete Kompo­ nente besitzt.
3. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Re­ flektor (12) nahezu das gesamte von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht nach außen reflektiert.
4. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) seitlich vom Reflektor (12) am äußersten Rand des von ihm ab­ gestrahlten Lichtbündels angeordnet ist.
5. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche des Reflektors (12) eine nichtglatte Struktur besitzt, um eine gewünschte, spezielle Lichtverteilung zu erzielen.
6. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberfläche des Reflektors (12) aus einer Vielzahl von Facetten (18) besteht, die so geformt und angeordnet sind, daß jede von ihnen in etwa die gleiche Lichtverteilung erzeugt.
7. Fahrzeugleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtquelle (10) eine Leuchtdiode ist.
8. Fahrzeugleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie mehrere Lichtquellen (10) umfaßt, von denen jeder ein eigener Reflektor (12) zugeordnet ist.
9. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (12) einstückig miteinander verbunden sind.
10. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Reflektoren (12, 12) linear in einer Reihe (20, 20') nebeneinander angeordnet sind, zu der sich eine entsprechende Reihe von Lichtquellen (10) seitlich parallel er­ streckt.
11. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Reflektoren (12, 12) spaltenartig linear übereinander angeordnet sind.
12. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Reflektoren (12, 12, 12, 12) linear in zwei zueinander parallelen Reihen (20, 20') und zwei zueinander parallelen Spalten nebeneinander angeordnet sind, wobei sich zu den Reihen (20, 20') jeweils eine Reihe von Lichtquellen (10) seitlich parallel er­ streckt.
13. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Reihen von Lichtquellen in dem Bereich zwischen den beiden Reihen (20, 20') von Reflekto­ ren angeordnet ist.
14. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rei­ hen (20, 20') von Reflektoren an einer ihrer Längskanten miteinander verbunden sind und sich die beiden Reihen von Lichtquellen entlang der beiden freien Längs­ kanten der so gebildeten Reflektoranordnung erstrecken.
15. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren symmetrisch um eine zentrale Achse angeordnet sind.
16. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen auf einem zur zentralen Achse konzentrischen Ring angeordnet sind, dessen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Reflektoranordnung (25) ist.
17. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen auf einem zur zentralen Achse konzentrischen Ring angeordnet sind, dessen Durchmesser größer als der Außendurchmesser der Reflektoranordnung (25) ist.
18. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß alle Hauptabstrahlrichtungen zueinander parallel verlaufen.
19. Fahrzeugleuchte nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumwinkelbereiche, in welche die einzelnen Reflektoren (12) das Licht der zu­ gehörigen Lichtquelle (10) reflektierten, unmittelbar aneinander angrenzen.
20. Fahrzeugleuchte nach einem Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumwinkelbereiche, in welche die einzelnen Reflektoren (12) das Licht der zugehö­ rigen Lichtquelle (10) reflektierten einander zumindest teilweise überlappen.
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