DE202012011172U1

DE202012011172U1 - Motor vehicle light with a Fresnel reflector

Info

Publication number: DE202012011172U1
Application number: DE202012011172U
Authority: DE
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2022-11-22

Abstract

Kraftfahrzeugleuchte (10) mit einer Lichtquelle (16) und einem mit Licht der Lichtquelle beleuchteten Reflektor (20), der aus einem Material besteht, das einen Teil (20.1) des auftreffenden Lichtes reflektiert und einen dazu komplementären Teil (20.2) des Lichtes in das Material des Reflektors eindringen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte eine Primäroptik (18) aufweist, die dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der Lichtquelle ausgehendes Licht in eine erste Lichtverteilung zu bündeln und über eine Lichtaustrittsfläche (18.1) der Primäroptik auf den Reflektor zu richten, und dass der Reflektor die Form einer logarithmischen Spirale aufweist wobei die Lichtaustrittsfläche der Primäroptik im Pol (40) der logarithmischen Spirale angeordnet ist.A motor vehicle lamp (10) comprising a light source (16) and a reflector (20) illuminated by light of the light source and made of a material which reflects a part (20.1) of the incident light and a complementary part (20.2) of the light into the light source Material of the reflector can penetrate, characterized in that the lamp has a primary optics (18) which is arranged and arranged to bundle outgoing light from the light source in a first light distribution and a light exit surface (18.1) of the primary optics to the reflector and that the reflector has the shape of a logarithmic spiral, wherein the light exit surface of the primary optics is arranged in the pole (40) of the logarithmic spiral.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer Lichtquelle und einem mit Licht der Lichtquelle beleuchteten Reflektor, der aus einem Material besteht, das einen Teil des von der Lichtquelle her einfallenden und den Reflektor beleuchtenden Lichtes reflektiert und einen dazu komplementären Teil des Lichtes in das Material des Reflektors eindringen lässt.The present invention relates to a motor vehicle lamp having a light source and a light source of the illuminated reflector, which consists of a material which reflects a part of the incident from the light source and the reflector illuminating light and a complementary part of the light in the material of Reflectors penetrate.

Eine solche Kraftfahrzeugleuchte ist aus der DE 10 2010 027 028 A1 bekannt.Such a motor vehicle light is from the DE 10 2010 027 028 A1 known.

Bei Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge wird in der Regel zwischen Scheinwerfern und Leuchten unterschieden. Scheinwerfer dienen dazu, das Fahrzeugumfeld zu beleuchten, so dass der Fahrer des Fahrzeugs andere Verkehrsteilnehmer und unbeleuchtete Objekte in seinem Fahrweg erkennen kann. Leuchten erfüllen dagegen Signalfunktionen, die andere Verkehrsteilnehmer auf das Fahrzeug und/oder sein Verhalten aufmerksam machen sollen. Beispiele solcher Signalfunktionen sind das Bremslicht, das Blinklicht und das Tagfahrlicht, ohne dass diese Aufzählung als abschließend zu verstehen ist. Die Erfindung betrifft Leuchtenfunktionen.In lighting devices for motor vehicles, a distinction is generally made between headlamps and luminaires. Headlights are used to illuminate the vehicle environment, so that the driver of the vehicle can recognize other road users and unlit objects in his driving. On the other hand, luminaires fulfill signal functions intended to alert other road users to the vehicle and / or its behavior. Examples of such signal functions are the brake light, the flashing light and the daytime running light, without this enumeration being to be understood as final. The invention relates to lighting functions.

Bei der bekannten Leuchte geht es im Wesentlichen darum, eine homogene Lichtverteilung zu erzeugen und dafür einen Reflektor benutzen zu können, der sich durch bewährte Spritzgusstechniken herstellen lässt. Bei der bekannten Leuchte beleuchtet die Lichtquelle den Reflektor direkt, so dass von der Lichtquelle ausgehendes Licht auf den Reflektor auftrifft, ohne vorher durch ein anderes optisches Element gebrochen oder reflektiert zu werden.In the known luminaire is essentially about to produce a homogeneous light distribution and to use a reflector can, which can be produced by proven injection molding techniques. In the known luminaire, the light source illuminates the reflector directly, so that light emitted from the light source strikes the reflector without being previously refracted or reflected by another optical element.

Von diesem Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Nach diesen weist die Leuchte eine Primäroptik auf, die dazu eingerichtet und angeordnet ist, von der Lichtquelle ausgehendes Licht in eine erste Lichtverteilung zu bündeln und über eine Lichtaustrittsfläche der Primäroptik auf den Reflektor zu richten, wobei der Reflektor die Form einer logarithmischen Spirale aufweist und wobei die Lichtaustrittsfläche der Primäroptik im Pol der logarithmischen Spirale angeordnet ist.From this prior art, the present invention differs by the characterizing features of claim 1. According to these, the lamp has a primary optics, which is arranged and arranged to bundle outgoing light from the light source in a first light distribution and a light exit surface of the To direct primary optics on the reflector, wherein the reflector has the shape of a logarithmic spiral and wherein the light exit surface of the primary optics in the pole of the logarithmic spiral is arranged.

Durch diese drei Merkmale und ihr Zusammenwirken untereinander und mit den übrigen Merkmalen des Anspruchs 1 werden die folgenden Wirkungen erzielt:
Dadurch, dass die Lichtaustrittsfläche der Primäroptik im Pol der logarithmischen Spirale angeordnet ist, besitzen alle von der Lichtaustrittsfläche ausgehenden und auf den Reflektor auftreffenden Lichtstrahlen dort den gleichen Einfallswinkel. Die reflektierten Strahlen besitzen daher auch alle den gleichen Ausfallswinkel, wobei der Ausfallswinkel mit dem Einfallswinkel übereinstimmt. Mit anderen Worten: Die Winkelverteilung des von dem Reflektor reflektierten Lichtes entspricht der Winkelverteilung des von der Lichtaustrittsfläche der Primäroptik ausgehenden Lichtes.These three features and their interaction with each other and with the other features of claim 1, the following effects are achieved:
Because the light exit surface of the primary optics is arranged in the pole of the logarithmic spiral, all of the light beams emanating from the light exit surface and impinging on the reflector have the same angle of incidence there. The reflected beams therefore also all have the same angle of reflection, the angle of reflection coinciding with the angle of incidence. In other words, the angular distribution of the light reflected by the reflector corresponds to the angular distribution of the light emerging from the light exit surface of the primary optics.

Damit ergibt sich der Vorteil, dass eine regelkonforme Signallichtverteilung bereits auf der Lichtaustrittsfläche der Primäroptik erzeugt werden kann. Die Regelkonformität bleibt dann bei der Reflexion an dem Reflektor erhalten. Für die Erzeugung einer regelkonformen Lichtverteilung sind daher keine im Lichtweg hinter dem Reflektor liegenden weiteren optischen Elemente wie Linsen erforderlich. Dies ist sowohl unter gestalterischen Aspekten als auch aus wirtschaftlichen und technischen Gründen als Vorteil zu sehen, weil weniger Bauteile ein klareres Erscheinungsbild ergeben, Kosten sparen und aufgrund der geringeren Teilezahl zu einer höheren Zuverlässigkeit und Robustheit im Betrieb führen. Dadurch, dass die Primäroptik das Licht bündelt, kann die nachfolgende Reflektorfläche wesentlich kleiner sein als ohne Primäroptik, was Bauraum spart und entsprechende gestalterische Freiheitsgrade bereitstellt.This results in the advantage that a rule-compliant signal light distribution can already be generated on the light exit surface of the primary optics. The rule conformity then remains with the reflection at the reflector. For the generation of a rule-compliant light distribution therefore no further optical elements such as lenses are required in the light path behind the reflector. This can be seen as an advantage in terms of design as well as for economic and technical reasons because fewer components result in a clearer appearance, save costs and, due to the smaller number of parts, lead to higher reliability and robustness in operation. Due to the fact that the primary optics focus the light, the following reflector surface can be substantially smaller than without primary optics, which saves installation space and provides corresponding creative degrees of freedom.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Leuchte so entworfen werden kann, dass die Primäroptik für einen von außen in die Leuchte hineinblickenden Betrachter nur in Form eines vom Reflektor erzeugten Bildes sichtbar ist, wobei die Sichtbarkeit, wie weiter unten ausgeführt wird, noch von optischen Eigenschaften des Materials des Reflektors abhängt, was weitere gestalterische Freiheitsgrade beim Entwurf der Leuchte bereitstellt.Another advantage is that the luminaire can be designed in such a way that the primary optics for an observer looking into the luminaire from the outside are visible only in the form of an image produced by the reflector, the visibility still being of an optical nature Properties of the material of the reflector depends, which provides more creative freedom in the design of the lamp.

Dadurch, dass der Reflektor aus einem Material besteht, das einen Teil von nicht streifend auftreffendem Licht reflektiert und einen dazu komplementären Teil des Lichtes in das Material des Reflektors eindringen lässt, kann der Farbeindruck der Leuchte für einen Betrachter sowohl bei eingeschalteter Lichtquelle als auch bei ausgeschalteter Lichtquelle, beim Entwurf der Leuchte beeinflusst werden.The fact that the reflector consists of a material which reflects a part of non-grazing incident light and allows a complementary part of the light to penetrate into the material of the reflector, the color impression of the lamp for a viewer both when the light source and when switched off Light source, be influenced in the design of the lamp.

Dieser weitere gestalterische Freiheitsgrad hängt eng mit dem Absorptionsgrad zusammen, mit dem sich das in das transparente Reflektormaterial eingedrungene Licht abschwächt. Dies wird weiter unten noch näher ausgeführt. Hier ergibt sich ein kombinatorischer Effekt mit den Merkmalen der Form des Reflektors als logarithmische Spirale und der Anordnung der Lichtaustrittsfläche im Pol der Spirale. Durch diese geometrischen Merkmale ist der Einfallswinkel des Lichtes an allen Punkten des Reflektors gleich. Da die Anteile des reflektierten und des eindringenden Lichtes nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten ebenfalls vom Einfallswinkel abhängen, sind diese Anteile über der Reflektorfläche ebenfalls gleich (sie unterscheiden sich von Punkt zu Punkt der Reflektorfläche nicht voneinander), so dass die Helligkeitsverteilung des vom Reflektor ausgehenden Lichtes der Helligkeitsverteilung des in auf den Reflektor einfallenden Lichtes des Lichtquelle entspricht.This further creative degree of freedom is closely related to the degree of absorption with which the light penetrating into the transparent reflector material weakens. This will be explained in more detail below. This results in a combinatorial effect with the characteristics of the shape of the reflector as a logarithmic spiral and the arrangement of the light exit surface in the pole of the spiral. Due to these geometric features, the angle of incidence of the light is the same at all points of the reflector. Since the proportions of the reflected and the penetrating light also depend on the angle of incidence according to physical laws, these proportions above the reflector surface are also the same (they differ from point to point the reflector surface not from each other), so that the brightness distribution of the light emanating from the reflector of the brightness distribution corresponds to the incident on the reflector light of the light source.

Vorteilhaft ist auch, dass keine Verspiegelungen benötigt werden, was die Kosten senkt.It is also advantageous that no Verspiegelungen be needed, which reduces the cost.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages will be apparent from the dependent claims, the description and the attached figures.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Primäroptik dazu eingerichtet ist, als erste Lichtverteilung eine solche zu erzeugen, die in ihrer Winkelabhängigkeit der Beleuchtungsstärke einer für Kraftfahrzeugleuchten regelkonformen Lichtverteilung entspricht.A preferred embodiment is characterized in that the primary optics is set up to produce, as the first light distribution, one which, in terms of its angular dependence, corresponds to the illuminance of a light distribution that complies with regulations for motor vehicle lights.

Bevorzugt ist auch, dass das Reflektormaterial einen hohen Absorptionsgrad aufweist.It is also preferred that the reflector material has a high degree of absorption.

Alternativ ist bevorzugt, dass das Reflektormaterial einen mittleren Absorptionsgrad aufweist.Alternatively, it is preferred that the reflector material has a mean absorption coefficient.

Weiter alternativ ist bevorzugt, dass das Reflektormaterial einen geringen Absorptionsgrad aufweist.Another alternative is that the reflector material has a low degree of absorption.

Bevorzugt ist auch, dass der Reflektor auf der seiner Rückseite Strukturen (50) aufweist, die dazu eingerichtet sind, von seinem Inneren her auf die Rückseite einfallendes Licht auf seine Vorderseite umzulenken.It is also preferable that the reflector on the back of its structures ( 50 ), which are adapted to deflect from its interior to the back incident light to its front.

Ferner ist bevorzugt, dass die Leuchte mehrere Halbleiterlichtquellen aufweist.Furthermore, it is preferred that the luminaire has a plurality of semiconductor light sources.

Bevorzugt ist auch, dass die Primäroptik einen Querschnitt besitzt, der sich zwischen ihrer Lichteintrittsfläche und ihrer Lichtaustrittsfläche monoton aufweitet.It is also preferable that the primary optic has a cross-section which monotonously expands between its light entry surface and its light exit surface.

Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Primäroptik eine Pyramidenstumpf-artige Form aufweist.It is particularly preferred that the primary optic has a truncated pyramidal shape.

Bevorzugt ist auch, dass die mehreren Halbleiterlichtquellen wenigstens eine erste Halbleiterlichtquelle aufweisen, von der Licht einer ersten Lichtfarbe ausgeht.It is also preferred that the plurality of semiconductor light sources have at least one first semiconductor light source emanating from the light of a first light color.

Bevorzugt ist auch, dass mehreren Halbleiterlichtquellen wenigstens eine zweite Halbleiterlichtquelle aufweisen, von der Licht einer zweiten Lichtfarbe ausgeht.It is also preferred that a plurality of semiconductor light sources have at least one second semiconductor light source emanating from the light of a second light color.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In this case, the same reference numerals in the various figures denote the same elements. In each case, in schematic form:

1 eine Seitenansicht eines Querschnitts durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte; 1 a side view of a cross section through an embodiment of a lamp according to the invention;

2 eine Aufspaltung von Licht an einer Grenzfläche zu einem optisch dichteren Medium in einen reflektierten und einen transmittierten Anteil; 2 a splitting of light at an interface to an optically denser medium into a reflected and a transmitted portion;

3 den Verlauf von Reflexionskoeffizienten und Transmissionskoeffizienten in Abhängigkeit vom Einfallswinkel; 3 the course of reflection coefficients and transmission coefficients as a function of the angle of incidence;

4 eine erste geometrische Eigenschaft einer logarithmischen Spirale; 4 a first geometric property of a logarithmic spiral;

5 eine aus der ersten geometrischen Eigenschaft folgende weitere Eigenschaft der Spirale; 5 a further property of the spiral following from the first geometric property;

6 die Anordnung des Reflektors, der Primäroptik und der Lichtquelle beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer Seitenansicht; 6 the arrangement of the reflector, the primary optics and the light source in the embodiment according to 1 in a side view;

7 eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung des Gegenstandes der 6 in einer perspektivischen Darstellung; 7 a perspective view of an embodiment of the subject of 6 in a perspective view;

8 eine perspektivische Darstellung von Elementen eines weiteren Ausführungsbeispiels; und 8th a perspective view of elements of another embodiment; and

9 eine schematische Darstellung von Strahlengängen, wie sie beim weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 8 auftreten. 9 a schematic representation of beam paths, as in the further embodiment according to 8th occur.

Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleich oder zumindest ihrer Funktion nach einander entsprechende Elemente.In this case, the same reference numerals in different figures denote the same or at least functionally corresponding elements.

Im Einzelnen zeigt die 1 eine Kraftfahrzeugleuchte 10 mit einem Gehäuse 12 und einer transparenten Abdeckscheibe 14, die eine Lichtaustrittsöffnung der Leuchte abdeckt. Im Inneren der Leuchte ist eine Lichtquelle 16, eine Primäroptik 18 und ein Reflektor 20 angeordnet. Die Primäroptik ist dazu eingerichtet und angeordnet, von der Lichtquelle ausgehendes Licht in eine erste Lichtverteilung zu bündeln und über eine Lichtaustrittsfläche 18.1 der Primäroptik auf den Reflektor zu richten, so dass dieser bei eingeschalteter Lichtquelle mit Licht der Lichtquelle beleuchtet wird.In detail, the shows 1 a motor vehicle light 10 with a housing 12 and a transparent cover 14 , which covers a light exit opening of the lamp. Inside the lamp is a light source 16 , a primary optic 18 and a reflector 20 arranged. The primary optics is set up and arranged to emit light emanating from the light source into a first light distribution bundle and over a light exit surface 18.1 To direct the primary optics on the reflector so that it is illuminated when the light source is switched on with light from the light source.

Der Reflektor besteht aus einem Material, das einen Teil 22.1 von nicht streifend auftreffendem Licht 22 reflektiert und einen dazu komplementären Teil 22.2 des Lichtes in das Material des Reflektors eindringen lässt.The reflector is made of a material that is a part 22.1 of non-grazing incident light 22 reflected and a complementary part 22.2 of the light penetrates into the material of the reflector.

Der Reflektor weist die Form einer logarithmischen Spirale auf, und die die Lichtaustrittsfläche der Primäroptik ist im Pol der logarithmischen Spirale angeordnet.The reflector has the shape of a logarithmic spiral, and the light exit surface of the primary optics is arranged in the pole of the logarithmic spiral.

Der Reflektor 20 weist eine erste, äußere Reflexionsfläche 20.1 und eine zweite, innere Reflexionsfläche 20.2 auf. Die erste Reflexionsfläche grenzt die optische weniger dichte Luft gegen das optisch dichtere, transparente Reflektormaterial ab. Bei Reflexionen an der äußeren Reflexionsfläche propagiert das Licht vor und nach der Reflexion in der optisch weniger dichten Luft. Bei Reflexionen an der inneren Reflexionsfläche propagiert das Licht vor und nach der Reflexion in dem optisch dichteren transparenten Reflexionsmaterial.The reflector 20 has a first, outer reflection surface 20.1 and a second, inner reflection surface 20.2 on. The first reflection surface separates the optical less dense air from the optically denser, transparent reflector material. For reflections on the outer reflection surface propagates the light before and after the reflection in the optically less dense air. For reflections on the inner reflection surface, the light propagates before and after the reflection in the optically denser transparent reflection material.

Bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Leuchte in einem Kraftfahrzeug muss die Leuchte in ihrem Vorfeld eine regelkonforme Lichtverteilung erzeugen. Beispiele regelkonformer Signallichtverteilungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Helligkeit in einem zentralen Bereich der Lichtverteilung, der (bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Leuchte) in Höhe des Horizonts vor der Leuchte liegt, maximal ist und dass die Helligkeit von diesem Maximum ausgehend in horizontaler Richtung, also zu den Seiten, und in vertikaler Richtung, also nach oben und unten, abnimmt. Dabei muss die Helligkeit in bestimmten, durch Angabe eines vertikalen und eines horizontalen Winkels definierten Messpunkten noch definierte Prozentwerte der maximalen Helligkeit aufweisen.If the luminaire is used as intended in a motor vehicle, the luminaire must produce a rule-compliant light distribution in its apron. Examples of rule-compliant signal light distributions are characterized by the fact that the brightness in a central region of the light distribution, which lies at the height of the horizon in front of the luminaire (if the luminaire is used as intended), is maximum and the brightness starting from this maximum in the horizontal direction, So to the sides, and in the vertical direction, ie up and down, decreases. In this case, the brightness must still have defined percentage values of the maximum brightness in certain measuring points defined by specifying a vertical and a horizontal angle.

In den Figuren wird die vertikale Richtung jeweils als z-Richtung eines rechtshändigen Koordinatensystems angegeben. Die x-Richtung und die y-Richtung dieses Koordinatensystems spannen eine horizontale Ebene auf. Die x-Richtung liegt parallel zur Fahrzeuglängsachse, und die y-Richtung liegt parallel zur Fahrzeugquerachse.In the figures, the vertical direction is indicated in each case as the z-direction of a right-handed coordinate system. The x-direction and the y-direction of this coordinate system span a horizontal plane. The x-direction is parallel to the vehicle longitudinal axis, and the y-direction is parallel to the vehicle transverse axis.

Im Folgenden werden unter Bezug auf die 2 und 3 zunächst theoretische Grundlagen zur Fresnel-Reflexion dargestellt.The following are with reference to the 2 and 3 first presented theoretical fundamentals of Fresnel reflection.

2 zeigt einen Lichtstrahl 24, der in Luft (Brechungsindex = 1) von links unten kommend auf die Grenzfläche 26 eines Mediums mit dem Brechungsindex 1,5 trifft. Das Medium entspricht beim Gegenstand der 1 dem Reflektor 20. Die kurze Gerade 28 im Auftreffpunkt steht senkrecht auf der Grenzfläche. Sie bildet daher das Lot der Fläche im Auftreffpunkt und spannt zusammen mit dem ankommenden Strahl 24 die Ebene auf, in der die Spiegelung (Reflexion) und die Brechung stattfinden. Im dargestellten Fall ist dies die Papierebene. In Abhängigkeit vom Winkel zwischen dem einfallenden Strahl 24 und dem Lot 28 wird ein Teil des Lichts an der Grenzfläche 26 reflektiert. Der reflektierte Teil ist in der 2 der Strahl 30. Der andere Teil tritt als gebrochener Strahl 32 unter Winkeländerung in das Material ein. 2 shows a ray of light 24 , which in air (refractive index = 1) coming from the bottom left to the interface 26 a medium with the refractive index 1 . 5 meets. The medium corresponds to the subject of 1 the reflector 20 , The short straight 28 at the point of impact is perpendicular to the interface. It therefore forms the perpendicular of the surface in the point of impact and clamps together with the incoming beam 24 the plane in which reflection (reflection) and refraction take place. In the case shown, this is the paper level. Depending on the angle between the incident beam 24 and the lot 28 becomes a part of the light at the interface 26 reflected. The reflected part is in the 2 the beam 30 , The other part enters as a broken beam 32 under angle change in the material.

Die Größen der zueinander komplementären Anteile des Lichtes, die reflektiert oder gebrochen werden, sind vom Einfallswinkel abhängig und werden als Koeffizienten mit Zahlenwerten zwischen 0 und 1 ausgedrückt. Ein (mittlerer) Reflexionskoeffizient von 0,7 gehört zu einem Transmissionskoeffizient von 0,3, wobei diese Werte bedeuten, dass 70% des einfallenden Lichtes reflektiert werden und 30% des einfallenden Lichtes in das Material eindringen.The magnitudes of the complementary parts of the light that are reflected or refracted depend on the angle of incidence and are expressed as coefficients with numerical values between 0 and 1. A (mean) reflection coefficient of 0.7 belongs to a transmission coefficient of 0.3, which means that 70% of the incident light is reflected and 30% of the incident light penetrates into the material.

Die Winkelabhängigkeit wird durch die Fresnel-schen Gleichungen beschrieben, deren Graphen in der 3 dargestellt sind. 3 zeigt im Einzelnen einen Verlauf 34 des Transmissionskoeffizienten und zwei Verläufe 36.1 und 36.2 von Reflexionskoeffizienten für zwei Polarisationszustände des Lichtes. In guter Näherung kann man für die Ermittlung des Anteils des reflektierten Lichtes den jeweiligen Mittelwert zwischen den Werten der beiden Kurven 36.1 und 36.2 bei einem bestimmten Winkelwert verwenden. Man erkennt, dass für Einfallswinkel zwischen 0° und etwa 50° nur etwa 5% des ankommenden Lichts reflektiert werden. Die restlichen 95% des einfallenden Lichtes dringen unter Brechung in das Material ein. Ab einem Einfallswinkel von 50° steigt der Anteil des reflektierten Lichts immer stärker an und erreicht bei streifendem Einfall, also bei einem Einfallswinkel von 90°, einen Reflexionskoeffizient von 1, so dass das streifend einfallende Licht zu 100% reflektiert wird. Für einen Einfallswinkel von etwa 80° wird etwa 40% (= 1/2 mal (25% + 55%)) des einfallenden Lichtes reflektiert. Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der mittlere Einfallswinkel des von der Primäroptik auf die Reflektorfläche einfallenden Lichtes zwischen 75° und 85° liegt.The angle dependence is described by the Fresnel equations, whose graphs in the 3 are shown. 3 shows in detail a course 34 the transmission coefficient and two gradients 36.1 and 36.2 of reflection coefficients for two polarization states of the light. To a good approximation one can use the respective mean value between the values of the two curves for the determination of the proportion of the reflected light 36.1 and 36.2 use at a certain angle value. It can be seen that for incident angles between 0 ° and about 50 ° only about 5% of the incoming light is reflected. The remaining 95% of the incident light penetrate under refraction in the material. From an angle of incidence of 50 °, the proportion of reflected light increases more and reaches a reflection coefficient of 1 in grazing incidence, ie at an angle of incidence of 90 °, so that the grazing incident light is 100% reflected. For an angle of incidence of about 80 °, about 40% (= 1/2 times (25% + 55%)) of the incident light is reflected. A preferred embodiment is characterized in that the average angle of incidence of the incident of the primary optics on the reflector surface light is between 75 ° and 85 °.

Der reflektierte Anteil 30 aus der 2 entspricht beim Gegenstand der 1 dem reflektierten Licht 22.1. Der in das Medium eindringende Anteil 32 aus der 2 entspricht beim Gegenstand der 1 dem in das Material des Reflektors eingedrungenen Anteil 22.2.The reflected share 30 from the 2 corresponds to the subject of the 1 the reflected light 22.1 , The part penetrating into the medium 32 from the 2 corresponds to the subject of the 1 the part penetrated into the material of the reflector 22.2 ,

Die von der Leuchte erzeugte Lichtverteilung hängt von den Eigenschaften des Materials des Reflektors 20 ab. Dabei erzeugt der an der ersten Reflexionsfläche des Reflektors 20 erzeugte Anteil 22.1 zunächst einen vom Reflektormaterial unabhängigen Anteil an der Lichtverteilung. Ob das in das Material des Reflektors eingedrungene Licht einen zusätzlichen Beitrag zur Lichtverteilung liefert und wie sich ein solcher Beitrag gegebenenfalls auswirkt, hängt vom Absorptionsgrad und der Farbe des Reflektormaterials ab. The light distribution produced by the luminaire depends on the characteristics of the material of the reflector 20 from. It generates at the first reflection surface of the reflector 20 generated share 22.1 First, an independent of the reflector material share in the light distribution. Whether the light which has penetrated the material of the reflector provides an additional contribution to the light distribution and how such a contribution may have an effect depends on the degree of absorption and the color of the reflector material.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Reflektormaterial einen hohen Absorptionsgrad auf. Dabei wird unter einem hohen Absorptionsgrad ein solcher verstanden, bei dem ein überwiegender Teil des in das Material des Reflektors 20 eingedrungenen Lichtes absorbiert wird, bevor es wieder aus dem Material des Reflektors 20 austritt, was über die innere, zweite Grenzfläche erfolgen könnte oder was auch nach einer Reflexion an der inneren, zweiten Grenzfläche 20.2 über die erste Grenzfläche 20.1 passieren könnte. Der Anteil des absorbierten Lichtes liegt in diesem Fall bevorzugt über 50% des eingedrungenen Lichtes. In diesem Fall wird die Lichtverteilung von dem an der ersten Grenzfläche 20.1 außen reflektierten Licht dominiert. Das Material des Reflektors besitzt bei dieser Ausgestaltung eine beliebige Farbe. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Material schwarz. In einer alternativ bevorzugten Ausgestaltung besitzt das Material eine beliebige andere Farbe, beispielsweise die Farbe der Fahrzeuglackierung, wobei hier auch weiß als Farbe verstanden wird.In a preferred embodiment, the reflector material has a high degree of absorption. In this case, a high degree of absorption is understood to be one in which a predominant part of the material in the reflector 20 penetrated light is absorbed, before it again from the material of the reflector 20 emerges, what could happen via the inner, second interface or even after a reflection at the inner, second interface 20.2 over the first interface 20.1 could happen. The proportion of the absorbed light in this case is preferably more than 50% of the penetrated light. In this case, the light distribution becomes that of the first interface 20.1 outside reflected light dominates. The material of the reflector has in this embodiment, any color. In a preferred embodiment, the material is black. In an alternative preferred embodiment, the material has any other color, for example, the color of the vehicle paint, in which case white is understood as a color.

Bei einer so hohen Absorption sind also alle Farben, auch schwarz, erlaubt, da der eindringende Strahl weitgehend vollständig absorbiert wird und somit keinen Schaden anrichten kann. Bei ausgeschalteter Lichtquelle sieht ein Betrachter, der sich im Sichtfeld, also im sonst beleuchteten Vorfeld der Leuchte aufhält, als Reflektorfläche einfach eine Fläche der gewählten Farbe. Auch diese Eigenschaft kann als ein eine hohe Absorption anzeigendes Kriterium gelten. Bei eingeschalteter Leuchte strahlt die Leuchte mit dem an der ersten Reflexionsfläche 20.1 reflektierten Licht die Farbe des Leuchtmittels ab. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in dem die Signalwirkung erhöhenden starken Kontrast zwischen dem Erscheinungsbild der Leuchte bei eingeschalteter Lichtquelle, bei einem Blinklicht zum Beispiel gelb strahlend, und bei ausgeschalteter Lichtquelle, bei der die sonst leuchtende Fläche schlicht schwarz erscheint. Damit wird insbesondere die Erkennbarkeit einer Blinkleuchte durch den Wechsel von „schwarz” auf „gelb strahlend” gesteigert. Vorteilhaft ist auch, dass sogenanntes „Phantomlicht” vermieden wird. Unter Phantomlicht wird verstanden, dass eingestrahltes Sonnenlicht in der Leuchte so unglücklich reflektiert wird, dass es durch einen anderen Verkehrsteilnehmer als Signal fehlinterpretiert wird.With such a high absorption, all colors, even black, are allowed, as the penetrating ray is largely completely absorbed and thus can not cause any damage. When the light source is switched off, a viewer who is in the field of view, ie in the otherwise illuminated apron of the luminaire, simply sees as the reflector surface an area of the selected color. Also this property can be considered as a high absorption indicative criterion. When the light is switched on, the light shines with that on the first reflection surface 20.1 reflected light the color of the bulb. An advantage of this embodiment lies in the signal effect enhancing strong contrast between the appearance of the lamp when the light source is turned on, a flashing light, for example, yellow, and when the light source, in which the otherwise luminous surface appears simply black. Thus, in particular the recognizability of a flashing light is increased by the change from "black" to "yellow". It is also advantageous that so-called "phantom light" is avoided. Under phantom light is understood that incident sunlight in the lamp is reflected so unhappy that it is misinterpreted by another road user as a signal.

In einer anderen Ausgestaltung besitzt das Material des Reflektors 20 eine mittlere Absorption. Dabei wird unter einer mittleren Absorption eine Absorption verstanden, bei der ein merklicher Anteil an der Lichtverteilung durch in das Material des Reflektors eingedrungenes und nach Reflexion an der inneren Grenzfläche 20.2 wieder aus dem Reflektormaterial ausgetretenes Licht beeinflusst wird. Unter einer mittleren Absorption wird hier insbesondere eine zwischen 20% und 50% liegende Absorption des eingedrungenen Lichtes verstanden.In another embodiment, the material of the reflector has 20 an average absorption. In this case, a mean absorption is understood to mean an absorption in which a significant proportion of the light distribution has penetrated through the material of the reflector and after reflection at the inner boundary surface 20.2 again from the reflector material leaked light is affected. In this context, a mean absorption is understood to mean, in particular, an absorption of the light which has penetrated between 20% and 50%.

Bei einer solchen Ausgestaltung werden bevorzugt nur Grautöne oder der Signalfarbe des Leuchtmittels entsprechende Farben für das Reflektormaterial verwendet. Ein bei ausgeschalteter Lichtquelle grau und transparent erscheinender Reflektor zeigt eine mittlere Absorption an. Würde eine andere Farbe verwendet werden, so würde sich diese andere Farbe auf das Licht übertragen, welches das Reflektormaterial durchläuft. Dies könnte dazu führen, dass die gesetzlich vorgegebenen Farben für bestimmte Leuchtenfunktionen nicht mehr eingehalten werden. Grau getönte Materialien dämpfen dagegen alle im Licht vorhandenen Wellenlängen in gleicher Weise, was dem Beibehalten des Farbtones des Leuchtmittels entspricht. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in einer höheren Effizienz, also in einem höheren Anteil des die Lichtverteilung erzeugenden Lichtes an dem von der Lichtquelle ausgehenden Licht.In such an embodiment, only gray tones or colors corresponding to the signal color of the luminous means are preferably used for the reflector material. A reflector that appears gray and transparent when the light source is switched off indicates an average absorption. If a different color were used, then this other color would be transferred to the light that passes through the reflector material. This could result in the legally prescribed colors for certain luminaire functions no longer being complied with. On the other hand, gray-tinted materials attenuate all wavelengths present in the light in the same way, which corresponds to maintaining the color tone of the luminous means. The advantage of this embodiment lies in a higher efficiency, ie in a higher proportion of the light which generates the light distribution at the light emitted by the light source.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Material des Reflektors 20 eine möglichst geringe Absorption aufweist. Die Absorption liegt hier bevorzugt unter 20% des eingedrungenen Lichtes. Ein solches Material erscheint dem Betrachter als glasklares, nicht eingefärbtes Material. Ein solches Erscheinungsbild zeigt daher eine geringe Absorption im Sinne der vorliegenden Anmeldung an. Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil einer im Vergleich mit den anderen Ausgestaltungen maximalen Effizienz.A further, particularly preferred embodiment is characterized in that the material of the reflector 20 has the lowest possible absorption. The absorption is here preferably below 20% of the light penetrated. Such a material appears to the viewer as crystal-clear, non-colored material. Such an appearance therefore indicates a low absorption in the sense of the present application. This embodiment has the advantage of maximum efficiency in comparison with the other embodiments.

Die 4 und 5 verdeutlichen allgemeine geometrische Eigenschaften einer logarithmischen Spirale. Eine logarithmische Spirale ist eine Spirale, bei der sich mit jeder Umdrehung um ihren Ursprung der Abstand von diesem Ursprung um den gleichen Faktor verändert. Die Spirale läuft unendlich oft um ihren Ursprung herum, ohne ihn zu erreichen. Der Ursprung wird auch als Pol bezeichnet.The 4 and 5 illustrate general geometric properties of a logarithmic spiral. A logarithmic spiral is a spiral in which, with each revolution around its origin, the distance from that origin varies by the same factor. The spiral runs infinitely around its origin without reaching it. The origin is also called pole.

4 zeigt einen Abschnitt 38 einer logarithmischen Spirale, die einen Pol 40 besitzt. Jede Gerade 42 durch den Pol 40 schneidet die logarithmische Spirale stets unter dem gleichen Winkel, wobei dieser Winkel jeweils zum Lot 44 an die Spirale im Schnittpunkt gemessen wird. Das Lot ist die zur Tangente des Punktes senkrechte Gerade. Wegen dieser Eigenschaft spricht man auch von einer gleichwinkligen Spirale. Durch diese Eigenschaft ist die logarithmische Spirale eindeutig charakterisiert. Die logarithmische Spirale vergrößert mit jeder Umdrehung den Abstand zum Pol um denselben Faktor. 4 zeigt insbesondere fünf Geraden, welche die Spirale alle unter einem Winkel von 50° schneiden. 4 shows a section 38 a logarithmic spiral that has a pole 40 has. Every straight line 42 through the pole 40 always intersects the logarithmic spiral at the same angle, this angle being in each case to the perpendicular 44 to the spiral in the Intersection is measured. The perpendicular is the straight line tangent to the point. Because of this property we also speak of an equiangular spiral. This property uniquely characterizes the logarithmic spiral. The logarithmic spiral increases the distance to the pole by the same factor with each revolution. 4 In particular, it shows five straight lines intersecting the spiral all at an angle of 50 °.

5 zeigt eine weitere Eigenschaft der Logarithmischen Spirale. Wie beim ebenen Spiegel bleibt der Öffnungswinkel eines aus dem Pol stammenden Strahlenbündels bei der Reflexion unverändert. Dies ergibt sich aus dem Reflexionsgesetz: Die Einfallswinkel sind für die Polgeraden untereinander gleich. Dann sind auch die Ausfallswinkel untereinander und den Einfallswinkeln gleich. Wie 5 zeigt, wird das vom Pol 40 stammende divergente Bündel als konvergentes Bündel auf einen Punkt 40.1 konzentriert. Das von dem Punkt 40.1 nach links oben ausgehende Lichtbündel besitzt, wie beim ebenen Spiegel, den gleichen Öffnungswinkel wie das vom Pol 40 ausgehende Lichtbündel. Im Gegensatz zum ebenen Spiegel gilt dies bei der Logarithmischen Spirale nur für Bündel, deren Ursprung im Pol der Spirale liegt. 5 shows another property of the logarithmic spiral. As with the plane mirror, the aperture angle of a beam originating from the pole remains unchanged during the reflection. This follows from the law of reflection: the angles of incidence are the same for the pole lines. Then the angles of incidence with each other and the angles of incidence are the same. As 5 shows, that is from the pole 40 derived divergent bundles as a convergent bundle to a point 40.1 concentrated. That from the point 40.1 As with the plane mirror, the light beam emanating from the top left possesses the same opening angle as that from the pole 40 outgoing light bundles. In contrast to the plane mirror, in the case of the logarithmic spiral this only applies to bundles whose origin lies in the pole of the spiral.

Die 6 zeigt die Anordnung des Reflektors, der Primäroptik und der Lichtquelle beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer Seitenansicht.The 6 shows the arrangement of the reflector, the primary optics and the light source according to the embodiment according to 1 in a side view.

Die 6 zeigt insbesondere einen Reflektor 20, dessen in Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes geschnittener Querschnitt die Form einer Logarithmischen Spirale hat. Die Hauptausbreitungsrichtung weist zum Helligkeitsmaximum der zu erzeugenden regelkonformen Lichtverteilung und entspricht hier der x-Richtung. Dies gilt sowohl für die Vorderseite, die eine erste Reflexionsfläche 20.1 bildet, als auch für die Rückseite, die vom Inneren des Reflektors 20 her betrachtet die bereits genannte zweite Reflexionsfläche 20.2 bildet. Beide Reflexionsflächen haben die Form einer logarithmischen Spirale.The 6 shows in particular a reflector 20 whose cross section cut in the main propagation direction of the light has the shape of a logarithmic spiral. The main propagation direction points to the brightness maximum of the rule-compliant light distribution to be generated and corresponds here to the x-direction. This applies to both the front, which has a first reflection surface 20.1 forms, as well as for the back, the inside of the reflector 20 her views the already mentioned second reflection surface 20.2 forms. Both reflection surfaces are in the form of a logarithmic spiral.

Die Lichtaustrittsfläche 18.1 der Primäroptik ist so angeordnet, dass der Pol der Spirale, deren Form der Reflektor besitzt, in der Lichtaustrittsfläche, bevorzugt in deren Mitte, liegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem in der Mitte der Lichtaustrittsfläche liegenden Pol um den Pol der ersten Reflexionsfläche, da deren Einfluss auf die Lichtverteilung diese Lichtverteilung dominiert. Der Einfluss der zweiten Reflexionsfläche auf die Lichtverteilung ist im Vergleich dazu kleiner. Alle von diesem Punkt ausgehenden Strahlen schneiden den Reflektor unter dem gleichen Winkel, wobei dieser Winkel hier etwa 80° beträgt.The light exit surface 18.1 the primary optics is arranged so that the pole of the spiral, whose shape has the reflector, in the light exit surface, preferably in the center thereof. In a preferred embodiment, the pole lying in the center of the light exit surface is the pole of the first reflection surface, since its influence on the light distribution dominates this light distribution. The influence of the second reflection surface on the light distribution is smaller in comparison. All rays emanating from this point intersect the reflector at the same angle, this angle being about 80 °.

Für die anderen Punkte der Lichtaustrittsfläche ergeben sich entsprechende andere, von 80° abweichende Winkel, so dass die Reflexionsflächen insgesamt mit Lichtstrahlen beleuchtet werden, die dort unter einem Winkel von 80° +/– delta (gemessen in °) einfallen. Aufgrund der Fresnel-Gleichungen erhält man also einen mittleren Reflexionsgrad von etwa 40%.For the other points of the light exit surface, there are corresponding other, deviating from 80 ° angle, so that the reflection surfaces are illuminated in total with light rays which are incident there at an angle of 80 ° +/- delta (measured in °). Due to the Fresnel equations, one obtains a mean reflectance of about 40%.

Bei einer Anordnung des Reflektors in einer Leuchte entsprechend der 1 muss der Öffnungswinkel des die Reflexionsflächen beleuchtenden Lichtbündels ungefähr eine vertikale Öffnung von +/–10° aufweisen. Damit ergibt sich delta zu 10°. Da der Reflektor aufgrund seines einer logarithmischen Spirale entsprechenden Querschnitts den Bündelöffnungswinkel nicht verändert, beleuchtet er eine vertikale Winkelbreite von –10° bis +10° und erfüllt somit die Vorgaben des Gesetzgebers für die vertikale Ausdehnung einer regelkonformen Signallichtverteilung.In an arrangement of the reflector in a lamp according to the 1 For example, the aperture angle of the light beam illuminating the reflecting surfaces must be approximately +/- 10 ° in a vertical aperture. This results in delta to 10 °. Since the reflector does not change the bundle opening angle due to its cross section corresponding to a logarithmic spiral, it illuminates a vertical angle width of -10 ° to + 10 ° and thus meets the requirements of the legislator for the vertical extension of a conformal signal light distribution.

Es versteht sich, dass andere Ausdehnungen einfach durch eine Variation der Breite der Lichtaustrittsfläche der Primäroptik erzeugt werden können. Die Erfindung ist insofern nicht auf einen bestimmten Zahlenwert für die vertikale Winkelbreite der Lichtverteilung festgelegt.It is understood that other expansions can be generated simply by varying the width of the light exit surface of the primary optics. The invention is not set to a specific numerical value for the vertical angular width of the light distribution.

Die 7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Reflektors und einer Anordnung von Primäroptiken und Lichtquellen.The 7 shows a perspective view of a reflector and an array of primary optics and light sources.

In der zur Hauptausbreitungsrichtung x des Lichtes quer liegenden y-Richtung wird der Reflektor 20 auf seiner Vorderseite 20.1 bevorzugt durch gerade Linien begrenzt. Seine Vorderseite 20.1. kann man sich daher gedanklich als durch ein Herausziehen (Extrudieren) der Form der logarithmischen Spirale in einer Zugrichtung entstanden denken, die quer zur Ebene liegt, in der die Logarithmische Spirale liegt.In the direction transverse to the main propagation direction x of the light y-direction of the reflector 20 on his front 20.1 preferably limited by straight lines. His front 20.1 , It is therefore conceivable to conceive of it as being by extracting (extruding) the shape of the logarithmic spiral in a direction of pull which is transverse to the plane in which the logarithmic spiral lies.

Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung beeinflusst der Reflektor den horizontalen Öffnungswinkel des auf ihn einfallenden Lichtbündels nicht. Da der Gesetzgeber für die meisten Funktionen eine Verteilung vorgibt, die horizontal von –20° bis +20° reicht, muss eben dieses Bündel von der Primäroptik ausgehend eingestrahlt werden, um eine regelkonforme Lichtverteilung zu erzeugen.In this preferred embodiment, the reflector does not influence the horizontal opening angle of the light beam incident on it. Since the legislator specifies a distribution for most functions, which ranges horizontally from -20 ° to + 20 °, this bundle must be radiated from the primary optics in order to produce a rule-compliant light distribution.

Wenn man die Reflexionsfläche 20.1 und gegebenenfalls (je nach Absorptionsgrad des Reflektormaterials) auch die Reflexionsfläche 20.2 direkt mit Licht einer Leuchtdiode als Lichtquelle beleuchten würde, würde man sehr viel Licht verschwenden, da für Kraftfahrzeugleuchten üblicherweise verwendete Leuchtdioden in den gesamten Halbraum strahlen und demzufolge nur ein geringer Teil ihres Lichts in den oben beschriebenen Raumwinkelbereich von 2 mal 10° mal 2 mal 20° fällt.When you look at the reflection surface 20.1 and optionally (depending on the degree of absorption of the reflector material) and the reflection surface 20.2 would illuminate directly with the light of a light emitting diode as a light source, you would waste a lot of light, as usually used for automotive lights LEDs emit into the entire half-space and therefore only a small part of their light in the above-described solid angle range of 2 times 10 ° times 2 times 20 °.

Die Primäroptik 18 ist dazu eingerichtet, das von einer Leuchtdiode ausgehende, weit geöffnete Lichtbündel so zu bündeln und zu formen, dass es in etwa auf den genannten Raumwinkelbereich konzentriert wird, dessen Beleuchtung für eine regelkonforme Signallichtverteilung gefordert wird. Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich daher dadurch aus, dass die Primäroptik dazu eingerichtet ist, dass von der Lichtquelle her eingekoppelte Licht in einen Winkelbereich von 2 mal 10° mal 2 mal 20° zu konzentrieren und diesen Winkelbereich auszuleuchten. Als Lichtquelle wird bevorzugt eine Lichtaustrittsfläche einer oder mehrerer Leuchtdioden oder eines oder mehrerer Enden eines Lichtleiters verwendet.The primary optics 18 is set up to bundle and shape the light beam emanating from a light-emitting diode in such a way that it is concentrated approximately on the said solid angle range whose illumination is required for a control-compliant signal light distribution. A preferred embodiment is therefore characterized in that the primary optics is set up to focus the light coupled in from the light source into an angular range of 2 by 10 ° by 2 by 20 ° and to illuminate this angular range. The light source used is preferably a light exit surface of one or more LEDs or one or more ends of a light guide.

Die Primäroptik ist ferner bevorzugt dazu eingerichtet, das Licht so zu bündeln, dass das Bündel in seiner Mitte, also bei 0° in vertikaler Richtung und 0° in horizontaler Richtung ein Helligkeitsmaximum aufweist, und das Licht so zu bündeln, dass die Helligkeit zu den angegebenen Punkten hin auf Helligkeitswerte von etwa 20% des maximalen Werts kontinuierlich abfällt. Eine Konzentration des Lichtes in einen Bereich wird hier also so verstanden, dass die Helligkeit am Rand des Bereichs und außerhalb des Bereiches nicht größer als 20% der maximalen Helligkeit innerhalb des Bereiches ist. Mit anderen Worten: Die Primäroptik ist bevorzugt dazu eingerichtet, das von einer Leuchtdiode oder einer Anordnung von Leuchtdioden ausgehende Licht in eine regelkonforme Lichtverteilung zu konzentrieren.The primary optics is further preferably configured to focus the light in such a way that the bundle has a brightness maximum in its center, ie at 0 ° in the vertical direction and 0 ° in the horizontal direction, and to focus the light in such a way that the brightness is equal to the brightness points down to brightness values of about 20% of the maximum value. A concentration of the light in a region is understood here so that the brightness at the edge of the range and outside the range is not greater than 20% of the maximum brightness within the range. In other words, the primary optics are preferably set up to concentrate the light emanating from a light-emitting diode or an arrangement of light-emitting diodes into a light distribution that conforms to the rules.

Diese Forderungen werden in einer bevorzugten Ausgestaltung durch eine Primäroptik aus Licht leitendem Material erfüllt, die eine Lichteintrittsfläche, eine Lichtaustrittsfläche und zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche liegende Transportflächen aufweist, an denen im Licht leitenden Material propagierendes Licht bündelnde oder besser, die Divergenz des Bündels verringernde interne Totalreflexionen erfährt.These requirements are met in a preferred embodiment by a primary optics made of light-conducting material having a light entrance surface, a light exit surface and lying between the light entry surface and the light exit surface transport surfaces at which light propagating in the light-conducting material light bundling or better, reducing the divergence of the bundle undergoes internal total reflections.

Die Primäroptik zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche und quer zur Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes in der Primäroptik liegende Querschnitte der Primäroptik mit zunehmendem Abstand von der Lichteintrittsfläche und abnehmendem Abstand von der Lichtaustrittsfläche größer werden. Der Querschnitt der Primäroptik weitet sich also von der Lichteintrittsfläche ausgehend bis zur Lichtaustrittsfläche auf. Die Querschnittsaufweitung muss dabei nicht zwangsläufig kontinuierlich erfolgen. Es können auch Abschnitte mit konstantem Querschnitt oder sogar abnehmendem Querschnitt vorhanden sein.The primary optic is characterized by the fact that cross sections of the primary optics lying between the light entry surface and the light exit surface and transversely to the main propagation direction of the light in the primary optics become larger with increasing distance from the light entry surface and decreasing distance from the light exit surface. The cross section of the primary optics thus widens starting from the light entry surface to the light exit surface. The cross-sectional widening does not necessarily have to be continuous. There may also be sections of constant cross section or even decreasing cross section.

Als Folge erfährt jeder Strahl, der an einer seitlichen Transportfläche der Primäroptik eine interne Totalreflexion erfährt, eine Verringerung des Winkels zum Hauptstrahl des Bündels, der der Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes in der Primäroptik entspricht. Das Licht wird also durch diese internen Totalreflexionen paralleler. Man muss nun lediglich dafür sorgen, dass jeder Strahl hinreichend oft reflektiert wird, um die oben vorgegebene Bündelbegrenzung zu erzielen. Das geforderte Maximum und den kontinuierlichen Abfall der Lichtstärke zu den Bündelgrenzen hin ergibt sich dann von selbst.As a result, each beam undergoing total internal reflection at a lateral transport surface of the primary optics undergoes a reduction in the angle to the main beam of the beam, which corresponds to the main propagation direction of the light in the primary optics. So the light becomes more parallel through these total internal reflections. All you have to do is make sure each beam reflects enough to achieve the bundle limit set above. The required maximum and the continuous decrease of the light intensity towards the bundle boundaries then arises automatically.

Ein weiterer Vorteil solcher Primäroptiken liegt darin, dass an der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters keine eindeutige Beziehung zwischen dem Ort auf der Fläche, von dem ein Strahl ausgeht, und der Richtung des Strahls besteht. Dies stellt einen Unterschied zu einem Hohlspiegelreflektor dar, bei dem eine solche Beziehung immer vorliegt. Dies führt dazu, dass einem in die Leuchte hereinblickenden Betrachter, der sich im Sichtfeld der Leuchte befindet, die gesamte Lichtaustrittsfläche der Primäroptik als leuchtende Fläche erscheint (In Wirklichkeit sieht man die Diode und eine Vielzahl ihrer Spiegelbilder). Bei einer Verwendung eines Hohlspiegelreflektors an Stelle der beschriebenen Primäroptik aus Licht leitendem Material würde der Betrachter nur einen kleinen leuchtenden Punkt sehen.Another advantage of such primary optics is that there is no clear relationship at the light exit surface of the light guide between the location on the surface from which a beam emanates and the direction of the beam. This is a difference to a concave reflector in which such a relationship always exists. As a result, a viewer looking into the luminaire in the field of view of the luminaire sees the entire surface of the primary optics as a luminous surface (in reality, one sees the diode and a large number of its mirror images). When using a concave reflector instead of the described primary optics of light-conducting material, the viewer would see only a small luminous point.

Eine bevorzugte Ausgestaltung, wie sie in der 7 dargestellt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Leuchte mehrere Leuchtdioden und mehrere Primäroptiken der beschriebenen Art sowie einen Reflektor aufweist, der in einer zur Hauptausbreitungsrichtung x des Lichtes quer liegenden y-Richtung wird auf seiner Vorderseite 20.1 bevorzugt durch gerade Linien begrenzt wird, wobei die Form der Vorderseite 20.1 durch ein Herausziehen (Extrudieren) der Form der logarithmischen Spirale in einer Zugrichtung entstanden denken, die quer zur Ebene liegt, in der die Logarithmische Spirale liegt, so das aus dem punktförmigen Pol der die Form einer Logarithmischen Spirale aufweisenden Kurve eine Polgerade wird und dass die Lichtaustrittsflächen der Primäroptiken längs der Polgeraden aufgereiht angeordnet sind, so dass die Polgerade jeweils quer durch die Lichtaustrittsflächen hindurch läuft.A preferred embodiment, as shown in the 7 is illustrated, characterized in that the lamp has a plurality of LEDs and a plurality of primary optics of the type described and a reflector which is in a direction transverse to the main propagation direction x of the light y-direction on its front 20.1 is preferably bounded by straight lines, the shape of the front 20.1 by pulling out (extruding) the shape of the logarithmic spiral in a pulling direction, which is transverse to the plane in which the logarithmic spiral lies, so that the point - shaped pole of the curve of the shape of a logarithmic spiral becomes a pole straight and Light exit surfaces of the primary optics are arranged along the Polgeraden lined up, so that the Poltraade runs each transverse to the light exit surfaces.

Eine solche Anordnung, wie sie in der 7 dargestellt ist, stellt letztlich eine Erweiterung des unter Bezug auf die zweidimensionalen Darstellungen der vorhergehenden Figuren vorgestellten Gegenstandes auf drei Dimensionen dar. Jedes Paar aus je einer Leuchtdiode und einer pyramidenstumpfartig geformten Primäroptik erzeugt im Zusammenwirken mit dem Reflektor bevorzugt für sich allein eine in Bezug auf die Winkelbreiten und die Form der Helligkeitsverteilung regelkonforme Lichtverteilung. Die sich insgesamt einstellende Helligkeit wird durch die Zahl der nebeneinander angeordneten Paare aus Primäroptik und Leuchtdiode eingestellt.Such an arrangement, as in the 7 Finally, each pair of each of a light emitting diode and a truncated pyramid-shaped primary optics generated in cooperation with the reflector by itself with respect to the one shown in relation to the two Angular widths and the shape of the brightness distribution compliant light distribution. The overall brightness is adjusted by the Number of juxtaposed pairs of primary optics and light emitting diode set.

Man sieht dann beim Blick von vorne die leuchtenden Austrittsflächen der Primäroptiken in einer Reihe angeordnet und aus einiger Entfernung erscheint dies wie ein geschlossenes, schmales leuchtendes Band.When you look from the front, you see the luminous exit surfaces of the primary optics arranged in a row, and from a distance this appears like a closed, narrow luminous band.

In einer besonders bevorzugen Ausgestaltung sind die verschiedenen Primäroptiken einzelne Zweige einer einstückig-stoffschlüssig zusammenhängenden Primäroptik aus Lichtleitermaterial. Dies ergibt einen geringen Montageaufwand und Justierungsaufwand, und es ist mit der Verwendung kostengünstiger, ebener Leiterplatten für die elektrische Kontaktierung der Leuchtdioden kompatibel.In a particularly preferred embodiment, the various primary optics are individual branches of a one-piece materially coherent primary optic made of optical fiber material. This results in a low installation cost and adjustment effort, and it is compatible with the use of low-cost, planar circuit boards for the electrical contacting of the LEDs.

Durch Einstrahlen von Licht unterschiedlicher Lichtfarben, das von verschiedenen Lichtquellen (insbesondere von verschiedenfarbigen LEDs) ausgeht, können über einen Reflektor mehrere Funktionen realisiert werden, auch wenn diese unterschiedliche Farben verlangen. So könnten beispielsweise ein Tagfahrlicht (weißes Licht) und eine Blinkleuchte (gelbes Licht) durch Verwendung von LEDs verwirklich werden, welche die jeweils benötigte Lichtfarbe abstrahlen. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind diese Leuchtdioden direkt abwechselnd (also: gelb/weiß/gelb) oder blockweise abwechselnd (also zum Beispiel viermal weiß/.viermal gelb/viermal weiß) angeordnet.By irradiating light of different light colors, which emanates from different light sources (in particular of differently colored LEDs), a plurality of functions can be realized via a reflector, even if they require different colors. Thus, for example, a daytime running light (white light) and a flashing light (yellow light) could be realized by using LEDs which emit the light color required in each case. In a preferred embodiment, these light-emitting diodes are arranged directly alternately (that is, yellow / white / yellow) or block by block alternately (that is, for example, four times white / four times yellow / four times white).

8 zeigt eine perspektivische Darstellung von Elementen eines weiteren Ausführungsbeispiels in einer Ansicht, bei welcher der Betrachter auf die Außenseite der zweiten Reflexionsfläche 20.2, also auf die Rückseite des Reflektors 20 blickt. 8th shows a perspective view of elements of another embodiment in a view in which the viewer on the outside of the second reflection surface 20.2 on the back of the reflector 20 looks.

Diese Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückseite des Reflektors 20 eine Vielzahl von 90°-Prismen aufweist. Die Rückseite ist dabei eine der Lichtaustrittsfläche der Primäroptik abgewandte Seite. Die 90°-Prismen erstrecken sich dabei längs der Logarithmischen Spirale so, dass die Kanten der Prismen, die senkrecht zu den Dreiecksquerschnitten der Prismen liegen, jeweils annähernd die vom Reflektor vorgegebene Form einer Logarithmischen Spirale besitzen.This embodiment is characterized in that the rear side of the reflector 20 has a plurality of 90 ° prisms. The back is a side facing away from the primary optic light exit surface. The 90 ° prisms extend along the logarithmic spiral so that the edges of the prisms, which are perpendicular to the triangular cross-sections of the prisms, each approximately have the shape prescribed by the reflector of a logarithmic spiral.

In Verbindung mit einer Ausgestaltung, bei der das Reflektormaterial glasklar ist, also nur eine geringe Absorption aufweist, bietet dies die Möglichkeit einer Steigerung der Effizienz der Leuchte. Wenn man zum Vergleich eine Rückseite betrachtet, die glatt ist, so stellt man fest, dass ein vergleichsweise großer Teil des über die Vorderseite des Reflektors in das Reflektormaterial eingedrungenen Lichtes auf Grund der Brechung beim Eintritt so steil auf die zweite Reflexionsfläche auftrifft, dass es dort aus dem Reflektormaterial austritt und so für die eigentlich zu erzeugende Lichtverteilung verloren geht.In conjunction with an embodiment in which the reflector material is crystal clear, that has only a low absorption, this offers the possibility of increasing the efficiency of the luminaire. Considering, for comparison, a backside which is smooth, it will be noted that a comparatively large part of the light entering the reflector material via the front of the reflector hits the second reflecting surface so steeply due to the refraction at the entrance that it is there emerges from the reflector material and is lost for the actual light distribution to be generated.

Durch die sich längs der spiraligen Reflektorform erstreckenden 90° Prismen erfahren die senkrecht zur zweiten Reflexionsfläche gerichteten Richtungskomponenten des dort einfallenden Lichtes dagegen eine Richtungsumkehr durch zwei aufeinander folgende 90°-Umlenkungen an den beiden schrägen Flächen des Prismas. Das sonst über die zweite Reflexionsfläche in unerwünschter Weise ausgekoppelte Licht wird dadurch zur Vorderseite des Reflektors umgelenkt, von wo aus es in den von einer regelkonformen Lichtverteilung zu beleuchtenden Bereich gebrochen wird.By extending along the spiral reflector shape 90 ° prisms directed perpendicular to the second reflection surface directed direction components of the incident there light, however, reversed direction by two successive 90 ° deflections on the two inclined surfaces of the prism. The light otherwise undesirably coupled out via the second reflection surface is thereby deflected to the front side of the reflector, from where it is refracted into the region to be illuminated by a rule-compliant light distribution.

Da der Weg, den das Licht im glasklaren Reflektor zurücklegt vergleichsweise kurz ist, ist die Neigung am Ort, an dem der Austritt stattfindet nahezu gleich der Neigung, an dem der Strahl eingetreten ist, was wiederum bedeutet, dass der Strahl nach dem Verlassen des Reflektors nahezu dieselbe Richtung aufweist, die er gehabt hätte, wenn er nicht in den Reflektor eingedrungen wäre.Since the path traveled by the light in the crystal clear reflector is comparatively short, the inclination at the location where the exit takes place is nearly equal to the inclination at which the beam has entered, which in turn means that the beam exits the reflector has almost the same direction he would have had if he had not penetrated into the reflector.

9 zeigt eine schematische Darstellung von Strahlengängen bei einer Projektion in einer zur Hauptabstrahlrichtung der Leuchte senkrechten Schnittebene durch den Reflektor, der in der 8 dargestellt ist. 9 shows a schematic representation of beam paths in a projection in a plane perpendicular to the main emission of the light cutting plane through the reflector, which in the 8th is shown.

Ein Teil 22.1 des von den Lichtaustrittsflächen 18.1 ausgehenden Lichtes wird ohne in das Material des Reflektors einzudringen an der ersten Reflexionsfläche 20.1 reflektiert. Dieser Anteil wird durch gepunktete Linien repräsentiert. Diese Lichtstrahlen laufen vor und nach der Reflexion in der gleichen x-z-Ebene. Ihre y-Komponente ändert sich nicht. Daher verändert sich auch die horizontale Breite des von diesen Strahlen gebildeten Bündels durch die Reflexion an der ersten Reflexionsfläche 20.1 nicht.A part 22.1 of the light exit surfaces 18.1 outgoing light is without penetrating the material of the reflector at the first reflection surface 20.1 reflected. This proportion is represented by dotted lines. These rays of light pass before and after reflection in the same xz plane. Your y-component does not change. Therefore, the horizontal width of the bundle formed by these beams also changes by the reflection at the first reflecting surface 20.1 Not.

Ein Teil 22.2 des von den Lichtaustrittsflächen 18.1 ausgehenden Lichtes dringt dagegen in das Material des Reflektors ein und wird an der zweiten Reflexionsfläche 20.1 reflektiert. Die zweite Reflexionsfläche 20.1 weist 90°-Prismen 50 auf, in denen das Licht zweifach umgelenkt wird und dabei in Querrichtung y versetzt wird. Dieser Anteil wird durch durchgezogene Linien repräsentiert. Diese Lichtstrahlen laufen vor und nach der Reflexion nicht in der gleichen x-z-Ebene. Ihre y-Komponente ändert sich. Daher verändert sich auch die horizontale Breite des von diesen Strahlen gebildeten Bündels durch die Reflexion an der zweiten Reflexionsfläche 20.2.A part 22.2 of the light exit surfaces 18.1 Outgoing light, however, penetrates into the material of the reflector and is at the second reflection surface 20.1 reflected. The second reflection surface 20.1 has 90 ° prisms 50 on, in which the light is deflected twice and thereby offset in the transverse direction y. This proportion is represented by solid lines. These beams do not run in the same xz plane before and after reflection. Your y-component changes. Therefore, the horizontal width of the bundle formed by these beams also changes by the reflection at the second reflecting surface 20.2 ,

Im Falle des glasklaren Reflektors mit rückseitiger Prismenstruktur können sogar zwei Lichtfunktionen unterschiedlicher Farbe realisiert werden, die an nahezu derselben Stelle der Leuchte beobachtet werden. Es tritt daher kein sprungartiger Versatz von einer ersten leuchtenden Fläche, die einer ersten Lichtfunktion zugeordnet ist, zu einer zweiten leuchtenden Fläche, die einer zweiten Lichtfunktion zugeordnet ist, auf. Vorteilhaft ist auch, dass die erste leuchtenden Fläche und die zweite leuchtende Fläche jeweils eine sehr homogene Helligkeitsverteilung aufweisen.In the case of the crystal clear reflector with back prismatic structure, even two can Light functions of different colors can be realized, which are observed at almost the same location of the lamp. Therefore, there is no sudden offset from a first luminous area associated with a first light function to a second luminous area associated with a second light function. It is also advantageous that the first luminous surface and the second luminous surface each have a very homogeneous brightness distribution.

Dies erreicht man folgendermaßen: Wenn man annimmt, dass die in 8 dargestellten Lichtaustrittsflächen weißes Licht ausstrahlen, liegt es auf der Hand, dass durch Einbringen gelb strahlender Austrittsflächen in die Lücken zwischen den weiß strahlenden Austrittsflächen das in 8 dargestellte System für die gelben Strahlen in genau derselben Art arbeitet, wie für die weißen Strahlen.This is done as follows: Assuming that the in 8th It is obvious that by introducing yellow emitting exit surfaces into the gaps between the white emitting exit surfaces, the light emission surfaces emit white light 8th shown system works for the yellow rays in exactly the same way as for the white rays.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010027028 A1 [0002]

Claims

Motor vehicle light ( 10 ) with a light source ( 16 ) and a light source of the illuminated reflector ( 20 ), which consists of a material containing a part ( 20.1 ) of the incident light and a complementary part ( 20.2 ) of the light penetrates into the material of the reflector, characterized in that the lamp is a primary optic ( 18 ), which is arranged and arranged to bundle light emitted by the light source into a first light distribution and via a light exit surface (FIG. 18.1 ), and that the reflector has the shape of a logarithmic spiral, wherein the light exit surface of the primary optics in the pole ( 40 ) of the logarithmic spiral is arranged.

Lamp ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the primary optics is adapted to produce as the first light distribution such that corresponds in their angular dependence of the illuminance of a rule for motor vehicle lights light distribution.

Lamp ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the reflector material absorbs the penetrated light.

Lamp ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the reflector material absorbs a part of the penetrated light.

Lamp ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the reflector material has a gray tint.

Lamp ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the reflector material is crystal clear.

Lamp ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector on the back of structures ( 50 ), which are adapted to deflect from the inside to the back incident light to its front.

Lamp ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the lamp has a plurality of semiconductor light sources.

Lamp ( 10 ) according to claim one of the preceding claims, characterized in that the primary optic has a cross-section which monotonously widens between its light entry surface and its light exit surface.

Lamp ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the primary optic has a truncated pyramid-like shape.

Lamp ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the plurality of semiconductor light sources comprise at least a first semiconductor light source emanating from the light of a first light color.

Lamp ( 10 ) according to claim 11, characterized in that the plurality of semiconductor light sources comprise at least one second semiconductor light source emanating from the light of a second light color.