DE202015001004U1 - A lighting device for a motor vehicle having an endless mirror arrangement - Google Patents
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Abstract
Beleuchtungsvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lichtquelle (12) und einer Endlosspiegelanordnung (16) sowie einem Licht der Lichtquelle sammelnden und auf die Endlosspiegelanordnung richtenden optischen Element (14), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element eine erste Zone (42) und eine zweite Zone (44) aufweist, wobei die erste Zone das Licht der Lichtquelle so auf die Endlosspiegelanordnung richtet, dass dieses Licht, nachdem es aus der Endlosspiegelanordnung ausgetreten ist, in einen ersten Raumwinkelbereich (32) fällt, und wobei die zweite Zone Licht der Lichtquelle so auf die Endlosspiegelanordnung richtet, dass dieses Licht, nachdem es aus der Endlosspiegelanordnung ausgetreten ist, in einen zweiten Raumwinkelbereich (32) fällt, wobei der erste Raumwinkelbereich bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung nach unten über den zweiten Raumwinkelbereich hinausragt und der zweite Raumwinkelbereich bei der bestimmungsgemäßen Verwendung sowohl nach rechts als auch nach links über den ersten Raumwinkelbereich hinausragt.Illumination device (10) for a motor vehicle, comprising a light source (12) and an end mirror assembly (16) and a light source of the light source and directed to the end mirror assembly optical element (14), characterized in that the optical element comprises a first zone (42) and a second zone (44), the first zone directing the light from the light source toward the end mirror assembly such that after it has exited the end mirror assembly, this light falls within a first solid angle region (32) and the second zone is light the light source directed to the Endlosspiegelanordnung that this light, after it has exited the Endlosspiegelanordnung, falls into a second solid angle region (32), wherein the first solid angle range protrudes at a proper use of the lighting device down over the second solid angle range and the second solid angle range at the intended Verw ending both to the right and to the left beyond the first solid angle range.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a lighting device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist aus der
Bekannt sind auch Beleuchtungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge in Form von Signalleuchten, bei denen als Lichtquellen Leuchtdioden verwendet werden. Leuchtdioden sind Lambert-Strahler, die ihr Licht in einen großen Winkelbereich abstrahlen. Bekannt ist auch eine Verwendung von Reflektoren, die aus weißem, hochreflektierenden Kunststoff gefertigt sind und die auf sie einfallendes Licht mit einer nahezu Lambert-schen Strahlungscharakteristik in den Halbraum reflektieren. Ferner sind aus weißem Kunststoff gefertigte, transparente Filter bekannt, die transmittiertes Licht so streuen, dass es sich ebenfalls mit einer annähernd Lambert'-schen Strahlungscharakteristik in den Halbraum ausbreitet.Also known are lighting devices for motor vehicles in the form of signal lights, in which light-emitting diodes are used as light sources. Light-emitting diodes are Lambert emitters, which emit their light in a large angular range. Also known is a use of reflectors, which are made of white, highly reflective plastic and reflect the light incident on them with a nearly Lambert radiation characteristic in the half-space. Furthermore, made of white plastic, transparent filters are known, the transmitted light scatter so that it also propagates with an approximately Lambert's radiation characteristic in the half-space.
Die Abstrahlung in einen großen Winkelbereich hat den Vorteil, dass der durch die Endlosspiegelanordnung erzeugte Effekt einer großen Tiefe der Leuchte, der sich durch wiederholte virtuelle Abbildung der Lichtquelle ergibt, aus einem großen Betrachtungswinkelbereich heraus wahrnehmbar ist. In Verbindung mit den verlustbehafteten Vielfachreflexionen in der Endlosspiegelanordnung führt diese Wahrnehmbarkeit für große Betrachtungswinkel dazu, dass nur ein sehr kleiner Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes in den zentralen Bereich der Lichtverteilung fällt, in dem die Leuchte nicht nur wahrnehmbar sein muss, sondern in dem sie vielmehr noch vorgeschriebene Helligkeiten erzeugen muss, um als Kraftfahrzeugleuchte zulässig zu sein. Dieser Teil liegt ohne Verwendung bündelnder optischer Element bei ca. einem Prozent.The radiation in a wide angle range has the advantage that the effect of a large depth of the luminaire, which results from the repeated mirroring of the light source, generated by the endless mirror arrangement, can be perceived from a large viewing angle range. In connection with the lossy multiple reflections in the end mirror assembly, this visibility for large viewing angles results in that only a very small portion of the light emanating from the light source falls within the central area of the light distribution, in which the luminaire must not only be perceptible, but in the Rather, it must still produce prescribed brightnesses in order to be admissible as a motor vehicle light. This part is without use bundling optical element at about one percent.
Bei der
Von diesem Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Demnach weist das optische Element eine erste Zone und eine zweite Zone auf, wobei die erste Zone das Licht der Lichtquelle so auf die Endlosspiegelanordnung richtet, dass dieses Licht, nachdem es aus der Endlosspiegelanordnung ausgetreten ist, in einen ersten Raumwinkelbereich fällt, und wobei die zweite Zone Licht der Lichtquelle so auf die Endlosspiegelanordnung richtet, dass dieses Licht, nachdem es aus der Endlosspiegelanordnung ausgetreten ist, in einen zweiten Raumwinkelbereich fällt, wobei der erste Raumwinkelbereich bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung nach unten über den zweiten Raumwinkelbereich hinausragt und der zweite Raumwinkelbereich bei der bestimmungsgemäßen Verwendung sowohl nach rechts als auch nach links über den ersten Raumwinkelbereich hinausragt.From this prior art, the present invention differs by the characterizing features of claim 1. Accordingly, the optical element has a first zone and a second zone, wherein the first zone directs the light of the light source onto the end mirror assembly such that this light, after it has exited the end mirror assembly, falls into a first solid angle region, and the second zone directs light from the light source onto the end mirror assembly such that, after exiting the end mirror assembly, this light falls within a second solid angle region, the first solid angle region when the lighting device is used as intended, it protrudes downwards beyond the second solid angle range and the second solid angle range protrudes beyond the first solid angle range when used as intended both to the right and to the left.
Der erste Raumwinkelbereich ist insbesondere ein Bereich, in dem die Beleuchtungsvorrichtung in bestimmten Raumrichtungen gesetzlich vorgeschriebene Mindesthelligkeitswerte erzeugen muss. Die bestimmungsgemäße Verwendung ist eine Verwendung in eingebautem Zustand in einem Kraftfahrzeug. Die Raumrichtungen sind als Winkelabweichungen von einem Ursprung definiert, der sich als Schnittpunkt einer Horizontalen H, einer Vertikalen V und einer Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung ergibt.The first solid angle region is, in particular, an area in which the lighting device has to generate legally prescribed minimum brightness values in certain spatial directions. The intended use is a use in the installed state in a motor vehicle. The spatial directions are defined as angular deviations from an origin, which results as the intersection of a horizontal H, a vertical V and a main emission direction of the illumination device.
Der zweite Raumwinkelbereich ist insbesondere ein Bereich, in dem die Beleuchtungsvorrichtung noch wahrnehmbar sein soll, ohne dass in diesem Bereich noch bestimmte Mindesthelligkeitswerte erreicht werden müssen. Dadurch, dass der zweite Bereich seitlich über den ersten Bereich hinausragt, wird die gewünschte Wahrnehmbarkeit in horizontaler Richtung außerhalb des ersten Bereichs erzielt. Dadurch, dass der erste Bereich nach unten über den zweiten Bereich hinausragt, können die gesetzlichen Anforderungen insbesondere auch unterhalb des Horizonts erfüllt werden, ohne dass unterhalb des Horizonts Licht für eine dort nicht erforderliche Wahrnehmbarkeit außerhalb des ersten Bereichs verwendet wird. Dadurch wird das zur Verfügung stehende Licht der Lichtquelle effizienter für die die Erfüllung der Zulassungsbedingungen im ersten Raumwinkelbereich und der Wahrnehmbarkeit auch im zweiten Raumwinkelbereich verwendet, was eine Verwendung der Endlosspiegelanordnung auch für Signallichtfunktionen mit höheren Lichtleistungsanforderungen wie Bremslicht für Heckleuchten oder Tagfahrlicht für Bugleuchten erleichtert.The second solid angle region is in particular an area in which the lighting device should still be perceptible, without having to reach certain minimum brightness values in this area. The fact that the second area projects laterally beyond the first area results in the desired perceptibility in the horizontal direction outside the first area. As a result of the fact that the first region protrudes downward beyond the second region, the legal requirements, in particular below the horizon, can be met without using light below the horizon for a visibility outside the first region which is not required there. As a result, the available light of the light source is used more efficiently for satisfying the admission conditions in the first solid angle range and the visibility in the second solid angle range, which facilitates use of the Endlosspiegelanordnung also for signal light functions with higher light power requirements such as taillight brake lights or daytime running lights for bow lights.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, einen ersten Raumwinkelbereich zu beleuchten, der nach rechts und links jeweils 20° breit und nach oben und unten jeweils 10° breit ist.A preferred embodiment is characterized in that the illumination device is set up to illuminate a first solid angle range which is 20 ° wide to the right and left and 10 ° wide to the top and bottom.
Bevorzugt ist auch, dass die Lichtquelle eine Leuchtdiode ist.It is also preferable that the light source is a light-emitting diode.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Endlosspiegelanordnung einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel aufweist, wobei der erste Spiegel im Vergleich zu dem zweiten Spiegel eine höhere Reflexion und niedrigere Transmission aufweist.A further preferred embodiment is characterized in that the endless mirror arrangement has a first mirror and a second mirror, wherein the first mirror in the Compared to the second mirror has a higher reflection and lower transmission.
Bevorzugt ist auch, dass die Transmission des ersten Spiegels gleich null ist.It is also preferable that the transmission of the first mirror is zero.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das optische Element ein Reflektor ist, der so angeordnet und ausgestaltet ist, dass er von der Lichtquelle ausgehendes Licht sammelt und gebündelt auf den ersten Spiegel richtet.A further preferred embodiment is characterized in that the optical element is a reflector, which is arranged and configured such that it collects light emitted by the light source and focused on the first mirror.
Bevorzugt ist auch, dass der Reflektor in einer Querschnittsebene, die durch seine Hauptabstrahlrichtung und eine bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung vertikale Richtung aufgespannt wird, die Form einer Aneinanderreihung eines ersten Parabelabschnittes, eines Übergangsbereichs und eines zweiten Parabelabschnittes aufweist.It is also preferred that the reflector has the form of a juxtaposition of a first parabolic section, a transition region and a second parabolic section in a cross-sectional plane which is spanned by its main emission direction and a vertical direction when the illumination device is used as intended.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Parabelabschnitt eine erste Brennweite und der zweite Parabelabschnitt eine zweite Brennweite besitzt, wobei die zweite Brennweite größer als die erste Brennweite ist.A further preferred embodiment is characterized in that the first parabola section has a first focal length and the second parabola section has a second focal length, wherein the second focal length is greater than the first focal length.
Bevorzugt ist auch, dass die beiden Parabelabschnitte so angeordnet sind, dass ihre Parabelachsen aufeinander liegen und dass ihre Brennpunkte zusammenfallen.It is also preferred that the two parabolic sections are arranged so that their parabola axes lie on one another and that their focal points coincide.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundform der Parabelabschnitte eine Anordnung konvexer Facetten überlagert ist, die längs der Parabelabschnitte bevorzugt aneinander anschließen und die eine Aufweitung des von der Parabel reflektierten Lichtbündels bewirken.A further preferred embodiment is characterized in that the basic shape of the parabolic sections is superimposed on an array of convex facets which preferably adjoin one another along the parabolic sections and which cause a widening of the light bundle reflected by the parabola.
Bevorzugt ist auch, dass der erste Parabelabschnitt mit Facetten ausgestaltet und so angeordnet ist, dass er aus dem von der Lichtquelle her einfallenden Licht ein Lichtbündel mit vertikalem Öffnungswinkel erzeugt, und dass der zweite Parabelabschnitt mit Facetten ausgestaltet und so angeordnet ist, dass er aus dem von der Lichtquelle her einfallenden Licht ebenfalls ein Lichtbündel mit gleichem vertikalem Öffnungswinkel erzeugt.It is also preferred that the first parabolic section is configured with facets and is arranged such that it generates a light beam with a vertical opening angle from the light incident from the light source, and that the second parabolic section is configured with facets and arranged such that it emerges from the light beam from the light source incident light also generates a light beam with the same vertical opening angle.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Reflektor ein Halbschalenreflektor ist, der als solcher das von der Leuchtdiode als Halbraumstrahler ausgehende Licht vollständig erfasst.Another preferred embodiment is characterized in that the reflector is a half-shell reflector, which as such completely detects the light emanating from the light-emitting diode as a half-space radiator.
Bevorzugt ist auch, dass sich der Reflektor aus einer ersten Zone, einem Übergangsbereich und einer zweiten Zone zusammensetzt.It is also preferred that the reflector is composed of a first zone, a transition region and a second zone.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Zone und die zweite Zone Zonen von Rotationsparaboloiden sind.A further preferred embodiment is characterized in that the first zone and the second zone are zones of paraboloid of revolution.
Bevorzugt ist auch, dass der Übergangsbereich ein an den ersten Parabelabschnitt anschließendes erstes Ende und ein an den zweiten Parabelabschnitt anschließendes zweites Ende besitzt, wobei der Übergangsbereich an dem ersten Ende tangential in den ersten Parabelabschnitt übergeht und wobei der Übergangsbereich an dem zweiten Ende mit einem Knick in den zweiten Parabelabschnitt übergeht.It is also preferred that the transition region has a first end adjoining the first parabolic section and a second end adjoining the second parabolic section, wherein the transitional region at the first end merges tangentially into the first parabolic section and wherein the transitional region at the second end with a kink goes into the second parabola section.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Übergangsbereich zwischen seinem ersten Ende und seinem zweiten Ende geradlinig verläuft.A further preferred embodiment is characterized in that the transition region between its first end and its second end is rectilinear.
Bevorzugt ist auch, dass eine Breite des Übergangsbereichs in voneinander verschiedenen Winkelpositionen, die zwischen den Winkelpositionen eines bei bestimmungsgemäßer Verwendung horizontalen Bündels und eines vertikalen Bündels liegen, voneinander verschieden ist.It is also preferred that a width of the transition region in mutually different angular positions, which lie between the angular positions of a horizontal bundle when used as intended and a vertical bundle, is different from each other.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Reflexionsfläche des Übergangsbereichs eingeformte Facetten aufweist.A further preferred embodiment is characterized in that the reflection surface of the transition region has molded facets.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen. 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.Further advantages will become apparent from the following description, the drawings and the dependent claims. 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:Show, in schematic form:
Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente.In this case, the same reference numerals in different figures denote the same or at least functionally comparable elements.
Im Einzelnen zeigt die
Die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
Die Lichtquelle ist bevorzugt eine Leuchtdiode. Leuchtdioden emittieren ihr Licht bekanntlich in einem breiten Öffnungswinkel in einen Halbraum. Das Optische Element
Ein zweiter Teil des von dem ersten Spiegel
Der erste Raumwinkelbereich
Bei einer reinen Parabelform des dargestellten Reflektorquerschnitts würde der Öffnungswinkel μ1 des am Reflektor reflektierten Lichtes in dem dargestellten Vertikalschnitt gleich null sein. Das an der Parabel
In der aus der Zeichnungsebene herausführenden Richtung kann der Reflektor
Der erste Parabelabschnitt ist analog zu dem Parabelabschnitt
Der zweite Parabelabschnitt ist ebenfalls analog zu dem Parabelabschnitt
Der Übergangsbereich
Zwischen seinem ersten Ende
Die
ist. Die
Die Reflexionsfläche des Übergangsbereichs
Ohne solche Facetten ergibt sich in jeder Ebene, welche die Achse der parabolischen Zonen enthält, ein Bündelquerschnitt. Die Bündelquerschnitte verschiedener Ebenen können sich in ihrer zentralen Hauptrichtung x und, durch gegebenenfalls eingeformte Facetten, in ihrem Öffnungswinkel unterscheiden.Without such facets, a bundle cross-section results in each plane containing the axis of the parabolic zones. The bundle cross-sections of different planes can differ in their central main direction x and, if appropriate by shaped facets, in their opening angle.
An Stelle eines facettierten Reflektors kann auch ein glatter, nicht facettierter Paraboloidreflektor verwendet werden. Die erforderlichen Öffnungswinkel können in einer solchen Ausgestaltung durch eine im Strahlengang des von dem Reflektor ausgehenden Lichtes angeordnete Streuscheibe erzeugt werden, welche wiederum zwei unterschiedliche Streuelemente trägt. Erste Streuelemente sind zum Beispiel als konkave oder konvexe Kugelabschnitte verwirklicht und durch ihre Anordnung, Abmessungen und Anzahl dazu eingerichtet, vom Reflektor her einfallendes Licht der Lichtquelle in den ersten Raumwinkelbereich
In einer weiteren Ausgestaltung wird ein schwach facettierter Reflektor, der allein noch nicht die erforderliche Bündelaufweitung bewirkt, mit einer ebenfalls schwach streuenden Streuscheibe kombiniert. Der Reflektor und die Streuscheibe sind so aneinander angepasst, dass sich die gewünschten Streuwinkel durch Summation der einzelnen Effekte ergeben.In a further embodiment, a weakly faceted reflector, which alone does not yet effect the required bundle widening, is combined with a likewise slightly scattering diffusion disk. The reflector and the diffuser are adapted to each other so that the desired scattering angle result by summation of the individual effects.
Die
In einer weiteren Ausgestaltung wird eine Anordnung von Linsen als optisches Element verwendet.In a further embodiment, an array of lenses is used as the optical element.
Die
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009053571 A1 [0002, 0005] DE 102009053571 A1 [0002, 0005]
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