EP3356728A1 - Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer

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EP3356728A1
EP3356728A1 EP16760640.9A EP16760640A EP3356728A1 EP 3356728 A1 EP3356728 A1 EP 3356728A1 EP 16760640 A EP16760640 A EP 16760640A EP 3356728 A1 EP3356728 A1 EP 3356728A1
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EP
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light
light guide
outcoupling
lighting device
guide unit
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Lukas Taudt
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    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle headlight, comprising a first light guide unit with a holding web and at least two mutually spaced from the retaining web projecting outcoupling webs, a second light guide unit with a holding web and at least one protruding from the retaining web outcoupling web, a number of light sources for coupling of light in the decoupling webs of the light guide units, wherein each decoupling web at least one light source is assigned, and at least one of the light guide units downstream lens, preferably a projection lens, for generating a defined light distribution, each decoupling web has a light extraction surface for emitting light into the at least one lens, wherein the first and the second light guide unit are separate from one another, which are arranged in such a way that between adjacent coupling In each case a decoupling web of the second light guide unit is arranged in each of the first light guide unit.
  • the invention relates to motor vehicle headlights having at least one lighting device according to the invention and a motor vehicle having at least one, preferably two lighting devices and / or motor vehicle headlights.
  • Input lighting devices are used in light modules for motor vehicle headlights for generating light distributions, for example for producing segmented light distributions, i. of light distributions made up of individual light segments.
  • a light segment can be illuminated, for example, by activating a light source, which light source is associated with a decoupling ridge, wherein the light coupled into the decoupling ridge is transmitted via a downstream lens as a light segment, e.g. is imaged on a lying in front of the lighting device area, such as a roadway.
  • a shutter is arranged, which is adapted to limit the radiated from the coupling webs in the direction of the lens ⁇ exiting light such that the light emitted by the illumination device light distribution through a single continuous rectilinear lower edge, preferably in the form of a horizontal line, downwards is limited.
  • the invention positioning errors of the light guide units in the vertical direction can be compensated, so that the light distribution emitted by the lighting device is limited by a single, sharp, continuous lower edge.
  • the lower edge is located, for example, 2 ° below the horizontal line of the light distribution.
  • the first and / or the second light guide unit need not be made in one piece, but may also be composed of a plurality of light guide units.
  • the aperture is made of opaque material.
  • the illumination device is preferably configured to generate a low beam distribution or a high beam distribution, in particular an adaptive low beam distribution or high beam distribution.
  • each light-guiding unit is assigned only one coupling-out web.
  • the provision of holding webs could be dispensed with in such an arrangement.
  • the aperture would show the same effect mentioned above, however, the production cost of implementing such an arrangement is disproportionately high.
  • the diaphragm has a horizontal edge for limiting the light distribution.
  • the aperture has an opening through which light is guided by the coupling webs into the lens, wherein in the installed state, an upper side of the opening is bounded by a horizontally extending edge.
  • the aperture can be made in one piece.
  • the first light guide unit always has a coupling web more than the second light guide unit. As the number of decoupling lands increases, it is possible to achieve a finer-resolution segmentation of the light distribution.
  • the first and the second light guide unit have an equal number of coupling-out webs.
  • the first light guide unit has a number of n protruding from the retaining web outcoupling webs
  • first and / or the second light guide unit are designed as transparent solid body.
  • the light pipe within the solid body is made by total reflection along its walls.
  • the first and / or the second light guide unit are designed as light-conducting hollow body.
  • each outgoer can be associated with two or more LEDs.
  • Another aspect of the invention relates to a motor vehicle headlight with at least one lighting device according to the invention and a motor vehicle, comprising at least one, preferably two fiction, contemporary lighting devices and / or motor vehicle headlights.
  • the invention is explained in more detail below with reference to an exemplary and non-limiting embodiment, which is illustrated in the figures. It shows
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a lighting device according to the prior art and FIG. 1a shows a detailed view of FIG. 1,
  • FIG. 1 a shows a detail view of a beam passing through light guide units according to FIG. 1,
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a plurality of light segments generated by the lighting device according to FIG. 1,
  • FIGS. 5 and 6 examples of arrangements of light guide units
  • FIG. 7 shows a sectional view of an embodiment according to the invention of a lighting device, and FIG. 7 a shows a detailed view of FIG. 7,
  • FIG. 8 shows a representation of the light distribution of the lighting device according to FIG. 7, FIG.
  • Figure 9 is a front view of a diaphragm of the lighting device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a lighting device 1 according to the prior art.
  • the lighting device 1 is suitable for use in a motor vehicle headlight and has a first light guide unit 2 and a second light guide unit 3, wherein in the perspective shown the first light guide unit 2 almost completely covers the second light guide unit 3.
  • the light guide units 2 and 3 are set up to introduce light, which is coupled via upstream light sources 4 into the light guide unit 2 or 3, into a downstream lens 5.
  • the light guide units 2 and 3 are aligned with the optical axis OA of the lens 5, respectively, to irradiate light into the lens 5.
  • the light guide units 2 and 3 may be offset according to the present case in the vertical direction to each other in a manner corresponding to gradations of a lower edge of the light distribution of the light image generated by the lighting device leads.
  • the second light guide unit 3 has an offset upwards and the first light guide unit 2 has an offset downwards, whereby an edge beam L3 decoupled by the second light guide unit 3 has an offset to the edge beam L2 coupled out by the first light guide unit.
  • An edge beam designates a light beam which lies in the outermost edge region of the solid angle illuminated by a light guide unit 3 and thus defines the limit of the light distribution. All directional information refers to the lighting device when assembled, unless stated otherwise.
  • FIG. 1 a shows a detailed representation of the mutually offset light guide units 2 and 3 as well as the exemplary edge beams L2 and L3.
  • Figure 2 shows the effects of the offset of the light guide units 2 and 3 to each other.
  • the first light guide unit 2 images individual light segments 6a; the remaining light segments 6b originate from the second light guide unit 3.
  • the offset of the two light guide units 2 and 3 relative to one another leads to a vertical offset of the lower photo edges LBK-L2 and LBK-L3 relative to each other.
  • the light distribution emitted by the illumination device 1 has a lower edge which delimits the light distribution and which runs in a stepped manner, in particular in accordance with a rectangular function.
  • FIG. 3 shows an exploded view of the lighting device 1, the light sources 4 being arranged on a carrier element 8.
  • the carrier element 8 can be inserted into a holding device 9, which in turn is adapted to receive the light guiding units 2 and 3.
  • the mounting device 9 has for this purpose recesses 9 a, the are limited by guide walls 9b, wherein the light guide units 2 and 3 can be held in the recesses 9a.
  • the recesses 9a are typically dimensioned slightly larger than the corresponding dimensions of Light guide units 2 and 3. Consequently, the light guide units 2 and 3 are held with a certain play within the recess 9a, which may result in uncertainties in the positioning of the light guide units 2 and 3.
  • the first light guide unit 2 has a holding web 2 a, from which three coupling webs 2 b protrude.
  • the second light guide unit 3 likewise has a holding web 3a, from which two outcoupling webs 2b protrude, wherein each outcoupling web 2b or 3b is assigned two light sources 4 in the present case.
  • Each of the segments 6a and 6b shown in Fig. 2 is generated by the light sources 4 which couple light into the respective output land 2b or 3b by the coupled light leaving the decoupling lands 2b and 3b respectively through respective light extraction surfaces 2c and 3c, respectively
  • Downstream lens 5 (see FIG. 1) is projected onto a lying in front of the lighting device 1 area.
  • FIG. 4 shows the components of FIG. 3 in an assembled state, wherein the light guide units 2 and 3 are secured against slipping out of the recess 9a by a cover 10, which is not shown in FIG.
  • Figures 5 and 6 show a plan view of the light guide units 2 and 3 and their light-outcoupling surfaces 2c and 3c, which are delimited in the vertical direction by a lower edge UK indicated by a dashed line and an upper edge OK.
  • the fact that the lower edge UK is located at the light extraction surfaces above the upper edge OK is due to the inversion of the light distribution by the downstream lens 5.
  • the first and the second light guide units 2 and 3 are arranged in a desired position, so that the upper and lower edges OK and UK of the light exit surfaces 2c and 3c are aligned with one another.
  • the vertical distances to the guide walls 9b of the support device 9 are the desired lengths al and a2.
  • FIG. 7 shows a sectional illustration of an embodiment according to the invention of an illumination device 1a, which differs from the illumination device according to FIGS. 1 to 4 and 5, 6 in that a diaphragm 11 is arranged between the lens 5 and the light extraction surfaces 2c and 3c of the coupling-out webs 2b, 3b is arranged.
  • the diaphragm 11 is configured to limit the light coupled into the lens 5 by the coupling-out webs 2b, 3b in such a way that the light distribution emitted by the lighting device 1a-that is, the light distribution passing through the light-emitting sources 4 through the light-outcoupling surfaces 2c and 3c Lens 5 is generated - by a single continuous rectilinear lower edge UK, preferably in the form of a horizontal line, is limited downwards.
  • the diaphragm 11 has an opening IIa, is passed through the light from the Auskopplungsstegen 2b and 3b in the lens 5, wherein in the installed state, an upper side of the opening IIa is bounded by a horizontally extending edge IIb (see Figure 9).
  • the aperture is arranged between the light-outcoupling surfaces 2c and 3c and the lens 5 in such a way that the solid angle which can be illuminated from the outcoupling surfaces to the lens 5 is trimmed upwards, which in the present example results in that previously described edge beam L3 is blocked by the aperture 11 (for example by absorption or reflection) and does not reach the downstream lens 5.
  • FIG. 7a shows a detailed representation of FIG. 7, in which the course of the marginal rays L2 and L3 is particularly clearly recognizable.
  • FIG. 8 shows a representation of the light distribution of the illumination device according to FIG. 7, in particular the light segments 6a of the first light guidance unit 2 and the light segments 6b of the second light guidance unit 3. Those regions of the light segments 6a and 6b which lie below the lower limit UK are transmitted through the diaphragm 11 hidden.
  • Figure 9 is a front view of the aperture 11 of the lighting device la, which covers the coupling-out webs 2b and 3b outside the opening area IIa.
  • the diaphragm 11 may be embodied as an integral part of a lens holder supporting the lens 5, for example as a one-piece injection-molded part.
  • the position of the diaphragm is in principle freely fixable along the optical axis OA and preferably chosen such that the position of the edge IIb with respect to the coupling webs 2b and 3b or their radiation angle emitted by the lens 5 light distribution by a single continuous rectilinear Lower edge UK, preferably in the form of a horizontal line, is limited downwards.

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (1a) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, aufweisend eine erste Lichtführungseinheit (2) mit einem Haltesteg (2a) und zumindest zwei voneinander beabstandeten von dem Haltesteg (2a) abstehenden Auskopplungsstegen (2c), eine zweite Lichtführungseinheit (3) mit einem Haltesteg (3a) und zumindest einem von dem Haltesteg (3a) abstehenden Auskopplungssteg (3b), einer Anzahl an Lichtquellen (4) zur Einkopplung von Licht in die Auskopplungsstege (2b, 3b) der Lichtführungseinheiten (2, 3), wobei jedem Auskopplungssteg (2b, 3b) zumindest eine Lichtquelle (4) zugeordnet ist, und zumindest eine den Lichtführungseinheiten (2, 3) nachgeordnete Linse (5), vorzugsweise eine Projektionslinse, zur Erzeugung einer Lichtverteilung, wobei jeder Auskopplungssteg (2b, 3b) eine Lichtauskopplungsfläche (2c, 3c) zur Abstrahlung von Licht in die zumindest eine Linse (5) aufweist, wobei die erste und die zweite Lichtführungseinheit (2, 3) voneinander gesonderte Bauteile sind, die dergestalt zueinander angeordnet sind, dass zwischen benachbarten Auskopplungsstegen (2b) der ersten Lichtführungseinheit (2) jeweils ein Auskopplungssteg (3b) der zweiten Lichtführungseinheit (3) angeordnet ist, wobei zwischen der Linse (5) und den Lichtauskopplungsflächen (2c, 3c) der Auskopplungsstege (2b, 3b) eine Blende (11) angeordnet ist.

Description

BELEUCHTUNGSVORRICHTUNG FÜR EINEN KRAFTFAHRZEUGSCHEINWERFER
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, aufweisend eine erste Lichtführungseinheit mit einem Haltesteg und zumindest zwei voneinander beabstandeten von dem Haltesteg abstehenden Auskopplungsstegen, eine zweite Lichtführungseinheit mit einem Haltesteg und zumindest einem von dem Haltesteg abstehenden Auskopplungssteg, einer Anzahl an Lichtquellen zur Einkopplung von Licht in die Auskopplungsstege der Lichtführungseinheiten, wobei jedem Auskopplungssteg zumindest eine Lichtquelle zugeordnet ist, und zumindest eine den Lichtführungseinheiten nachgeordnete Linse, vorzugsweise eine Projektionslinse, zur Erzeugung einer definierten Lichtverteilung, wobei jeder Auskopplungssteg eine Lichtauskopplungsfläche zur Abstrahlung von Licht in die zumindest eine Linse aufweist, wobei die erste und die zweite Lichtführungseinheit voneinander gesonderte Bauteile sind, die dergestalt zueinander angeordnet sind, dass zwischen benachbarten Auskopplungsstegen der ersten Lichtführungseinheit jeweils ein Auskopplungssteg der zweiten Lichtführungseinheit angeordnet ist.
Weiters betrifft die Erfindung Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug aufweisend zumindest eine, vorzugsweise zwei Beleuchtungs Vorrichtungen und/ oder Kraftfahrzeugscheinwerfer.
Eingangs genannte Beleuchtungsvorrichtungen werden in Lichtmodulen für Kraftfahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung von Lichtverteilungen, beispielsweise zur Erzeugung von segmentierten Lichtverteilungen, d.h. von Lichtverteilungen, welche aus einzelnen Lichtsegmenten aufgebaut sind, verwendet. Ein solches Lichtsegment kann beispielsweise durch aktivieren einer Lichtquelle ausgeleuchtet werden, welche Lichtquelle einem Auskopplungssteg zugeordnet ist, wobei das in den Auskopplungssteg eingekoppelte Licht über eine nachgeordnete Linse als Lichtsegment z.B. auf einen vor der Beleuchtungsvorrichtung liegenden Bereich, beispielsweise eine Fahrbahn, abgebildet wird.
Zur Erzeugung einer möglichst homogenen Lichtverteilung ist es wünschenswert, die einzelnen Auskopplungsstege möglichst nahe aneinander anzuordnen. Aus fertigungstechnischen Gründen lassen sich allerdings nur begrenzt enge Spaltmaße zwischen den Auskopplungsstegen einer Lichtführungseinheit wirtschaftlich herstellen. Aus diesem Grund ist man dazu übergangen, zwei oder mehr Lichtführungseinheiten mit Auskopplungsstegen vorzusehen, die ineinander verschoben werden können, sodass der Auskopplungssteg einer Lichtführungseinheit zwischen Auskopplungsstegen der gegenüber liegenden Lichtführungseinheit aufgenommen ist und damit geringe Spaltmaße zwischen den Auskopplungsstegen wirtschaftlich hergestellt werden können. Solche Lichtführungseinheiten sind beispielsweise aus dem Dokument WO 2014/202177 AI bekannt geworden, in welchem Auskopplungsstege - dort als Vorsatzoptik bezeichnet - auf zwei einander gegenüberliegenden Lichtführungseinheiten angeordnet sind.
Das Vorsehen von Lichtführungseinheiten, die ineinander eingreifen bzw. zur Erzeugung einer gemeinsamen Lichtverteilung zusammen wirken, hat den Nachteil, dass diese zueinander fehlpositioniert werden können, wobei die Erfahrung gezeigt hat, dass bereits geringfügige Fehlpositionierungen der Lichtführungseinheiten zueinander im Lichtbild einer solchen Beleuchtungsvorrichtung erkennbar sind. Dies betrifft insbesondere den Verlauf der Unterkante einer durch die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlten Lichtverteilung, der bei zueinander versetzten Lichtführungseinheiten dem Verlauf einer Rechteckfunktion entspricht.
Es wurden daher Anstrengungen unternommen, Positionierungsfehler der Lichtführungseinheiten zueinander zu minimieren. Diese Anstrengungen konnten bisher nur bedingt zufrieden stellende Ergebnisse zu Tage bringen, da durch den mehrteiligen, teilweise ineinander verschachtelten Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung Toleranzmaße einzelner Komponenten nicht beliebig reduziert werden können, ohne den Zusammenbau der Beleuchtungs Vorrichtung beträchtlich zu erschweren und/ oder die Kosten zur Herstellung der einzelnen Komponenten deutlich zu erhöhen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Vorteile des Vorsehens von miteinander zusammen wirkenden Lichtführungseinheiten weiterhin genutzt werden können und die genannten Nachteile, insbesondere unerwünschte Abbildungsfehler, vermieden werden.
Diese Aufgabe wird mit einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, indem erfindungsgemäß zwischen der Linse und den Lichtauskopplungsflächen der Auskopplungsstege eine Blende angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, das von den Auskopplungsstegen in Richtung der Linse abgestrahltes\ austretendes Licht dergestalt zu begrenzen, dass die durch die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlte Lichtverteilung durch eine einzige durchgängige geradlinige Unterkante, vorzugsweise in Form einer horizontale Linie, nach unten begrenzt ist.
Dank der Erfindung können Positionierfehler der Lichtführungseinheiten in vertikaler Richtung ausgeglichen werden, sodass die durch die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlte Lichtverteilung durch eine einzige, scharfe, durchgängige Unterkante begrenzt wird. Die Unterkante befindet sich beispielsweise 2° unterhalb der Horizontallinie der Lichtverteilung.
Die erste und/ oder die zweite Lichtführungseinheit müssen nicht einstückig ausgeführt sein, sondern kann auch aus mehreren Lichtführungseinheiten zusammengesetzt sein. Die Blende besteht aus lichtundurchlässigem Material. Die Beleuchtungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Abblendlichtverteilung oder eine Fernlichtverteilung, insbesondere eine adaptive Abblendlichtverteilung oder Fernlichtverteilung zu erzeugen.
Alternativ wäre es auch denkbar, die Auskopplungsstege voneinander getrennt auszuführen - also jeder Lichtführungseinheit nur ein Auskopplungssteg zugeordnet ist. Auf das Vorsehen von Haltestegen könnte bei einer solchen Anordnung verzichtet werden. Die Blende würde dabei den gleichen Effekt oben angeführt zeigen, allerdings ist der fertigungstechnische Aufwand zur Realisierung einer solchen Anordnung unverhältnismäßig hoch.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Blende eine horizontale Kante zur Begrenzung der Lichtverteilung aufweist.
Um eine allseitige Begrenzung der Lichtverteilung zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass die Blende eine Öffnung aufweist, durch die Licht von den Auskopplungsstegen in die Linse geleitet wird, wobei im eingebauten Zustand eine Oberseite der Öffnung durch eine horizontal verlaufende Kante begrenzt ist.
Vorzugsweise kann die Blende einstückig ausgeführt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Lichtführungseinheit eine Anzahl von n von dem Haltesteg abstehenden Auskopplungsstege aufweist, wobei die zweite Lichtführungseinheit eine Anzahl von n-1 von dem Haltesteg abstehende Auskopplungsstege aufweist, wobei vorzugsweise n=3, n=4 oder n>5 gilt. Die erste Lichtführungseinheit weist in dieser Variante der Erfindung immer einen Auskopplungssteg mehr auf, als die zweite Lichtführungseinheit. Mit zunehmender Anzahl an Auskopplungsstegen ist es möglich, eine feiner aufgelöste Segmentierung der Lichtverteilung zu erzielen.
Bei einer alternativen Ausführungsform weisen die erste und die zweite Lichtführungseinheit eine gleiche Anzahl von Auskopplungsstegen auf. Dabei weist die erste Lichtführungseinheit eine Anzahl von n von dem Haltesteg abstehenden Auskopplungsstege auf, wobei die zweite Lichtführungseinheit eine Anzahl von n von dem Haltesteg abstehende Auskopplungsstege aufweist, wobei vorzugsweise n=3, n=4 oder n>5 gilt.
Zudem kann vorgesehen sein, dass die erste und/ oder die zweite Lichtführungseinheit als transparente Vollkörper ausgeführt sind. Die Lichtleitung innerhalb der Vollkörper erfolgt durch Totalreflexion entlang seiner Wände.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die erste und/ oder die zweite Lichtführungseinheit als lichtleitende Hohlkörper ausgeführt sind.
Besonders günstig kann es sein, wenn jedem Auskopplungssteg zumindest eine LED- Lichtquelle zugeordnet ist. Auch können jedem Auskopplungssteg zwei oder mehr LEDs zugeordnet sein.
Um das durch die Auskopplungsstege abgestrahlte Licht und in weiterer Folge Segmentierung der Lichtverteilung besonders genau vorgeben zu können, kann vorgesehen sein, dass einzelne, vorzugsweise alle, den Auskopplungsstegen zugeordnete Lichtquellen zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung einzeln ansteuerbar sind.
Ein weiterer Aspekt Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest eine, vorzugsweise zwei erfindungs gemäße Beleuchtungsvorrichtungen und/ oder Kraftfahrzeugscheinwerfer. Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsform näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht ist. Darin zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik und Figur la eine Detaildarstellung der Figur 1,
Figur la eine Detailansicht eines Strahlen verlauf es durch Lichtführungseinheiten gemäß Figur 1,
Figur 2 eine schematische Darstellung mehrere durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Figur 1 erzeugter Lichtsegmente,
Figur 3 und 4 eine beispielhafte Anordnung einzelner Komponenten einer Beleuchtungsvorrichtung,
Figur 5 und 6 Beispiele für Anordnungen von Lichtführungseinheiten,
Figur 7 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung und Figur 7a eine Detaildarstellung der Figur 7,
Figur 8 eine Darstellung der Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 7,
Figur 9 eine Vorderansicht auf eine Blende der Beleuchtungsvorrichtung.
In den folgenden Figuren bezeichnen - sofern nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist für den Einsatz in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer geeignet und weist eine erste Lichtführungseinheit 2 sowie eine zweite Lichtführungseinheit 3 auf, wobei in der gezeigten Perspektive die erste Lichtführungseinheit 2 die zweite Lichtführungseinheit 3 nahezu vollständig überdeckt. Die Lichtführungseinheiten 2 und 3 sind dazu eingerichtet, Licht, das über vorgelagerte Lichtquellen 4 in die Lichtführungseinheit 2 oder 3 eingekoppelt wird, in eine nachgeordnete Linse 5 einzuleiten. Die Lichtführungseinheiten 2 und 3 sind zu der optischen Achse OA der Linse 5 entsprechend ausgerichtet, um Licht in die Linse 5 einzustrahlen. Aufgrund diverser Montageungenauigkeiten und/ oder Fertigungstoleranzen, auf die bei der Diskussion der Figuren 3 bis 6 noch näher eingegangen wird, können die Lichtführungseinheiten 2 und 3 entsprechend dem vorliegenden Fall in vertikaler Richtung zueinander in einer Weise versetzt sein, die zu Abstufungen einer Unterkante der Lichtverteilung des durch die Beleuchtungsvorrichtung erzeugten Lichtbildes führt. Im vorliegenden Fall weist die zweite Lichtführungseinheit 3 einen Versatz nach oben und die erste Lichtführungseinheit 2 einen Versatz nach unten auf, wodurch ein durch die zweite Lichtführungseinheit 3 ausgekoppelte Randstrahl L3 einen Versatz zu dem durch die erste Lichtführungseinheit ausgekoppelten Randstrahl L2 aufweist. Ein Randstrahl bezeichnet dabei einen Lichtstrahl, der in dem äußersten Randbereich des durch eine Lichtführungseinheit 3 ausgeleuchteten Raumwinkels liegt und damit die Begrenzung der Lichtverteilung festlegt. Alle Richtungsangaben beziehen sich - sofern nicht anders angegeben - auf die Beleuchtungsvorrichtung im montierten Zustand. Figur la zeigt eine Detaildarstellung der zueinander versetzten Lichtführungseinheiten 2 und 3 sowie der beispielhaften Randstrahlen L2 und L3.
Figur 2 zeigt die Auswirkungen des Versatzes der Lichtführungseinheiten 2 und 3 zueinander. Die erste Lichtführungseinheit 2 bildet einzelne Lichtsegmente 6a ab; die verbleibenden Lichtsegmente 6b entspringen der zweiten Lichtführungseinheit 3. Der Versatz der beiden Lichtführungseinheiten 2 und 3 zueinander führt zu einem vertikalen Versatz der Lichtbildunterkanten LBK-L2 und LBK-L3 zueinander. Dadurch weist die durch die Beleuchtungsvorrichtung 1 abgestrahlte Lichtverteilung eine die Lichtverteilung begrenzende Unterkante auf, die gestuft, insbesondere entsprechend einer Rechteckfunktion, verläuft.
Zur besseren Erörterung der Ursachen des Versatzes der einzelnen Lichtführungseinheiten 2 und 3 zueinander, wird in Hinblick auf die nachfolgenden Figuren 3 und 4 ein beispielhafter Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung 1 beschrieben. Figur 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der Beleuchtungsvorrichtung 1, wobei die Lichtquellen 4 auf einem Trägerelement 8 angeordnet sind. Das Trägerelement 8 ist in eine Halterungsvorrichtung 9 einsetzbar, die wiederum dazu eingerichtet, die Lichtführungseinheiten 2 und 3 aufzunehmen. Die Halterungsvorrichtung 9 weist zu diesem Zweck Vertiefungen 9a auf, die durch Führungswände 9b begrenzt sind, wobei die Lichtführungseinheiten 2 und 3 in den Vertiefungen 9a gehalten werden können. Um die Lichtführungseinheiten 2 und 3 trotz Fertigungstoleranzen, die beispielsweise durch den Herstellungsvorgang der Lichtführungen 2 und 3 als auch der Halterungsvorrichtung 9 bedingt sein können, zuverlässig in die Vertiefungen 9a einführen zu können, sind die Vertiefungen 9a typischerweise geringfügig größer dimensioniert als die korrespondierenden Abmessungen der Lichtführungseinheiten 2 und 3. Folglich werden die Lichtführungseinheiten 2 und 3 mit einem gewissen Spiel innerhalb der Vertiefung 9a gehalten, woraus Unsicherheiten in der Positionierung der Lichtführungseinheiten 2 und 3 resultieren können.
Weiters ist in Fig. 3 gut erkennbar, dass die erste Lichtführungseinheit 2 einen Haltesteg 2a aufweist, von dem drei Auskopplungsstege 2b abstehen. Die zweite Lichtführungseinheit 3 weist ebenso einen Haltesteg 3a auf, von dem zwei Auskopplungsstege 2b abstehen, wobei jedem Auskopplungssteg 2b oder 3b im vorliegenden Fall zwei Lichtquellen 4 zugeordnet sind. Jedes der in Figur 2 gezeigten Segmente 6a und 6b wird durch die Lichtquellen 4, die Licht in den jeweiligen Auskopplungssteg 2b oder 3b einkoppeln, erzeugt, indem das eingekoppelte Licht die Auskopplungsstege 2b bzw. 3b durch jeweilige Lichtauskopplungsflächen 2c bzw. 3c verlässt und durch die nachgeschaltete Linse 5 (siehe Fig. 1) auf einen vor der Beleuchtungsvorrichtung 1 liegenden Bereich projiziert wird.
Figur 4 zeigt die Komponenten der Fig. 3 in einem zusammengebauten Zustand, wobei die Lichtführungseinheiten 2 und 3 durch eine in Figur 3 nicht dargestellte auf der Halterungsvorrichtung 9 aufgeklemmte Abdeckung 10 gegen ein Herausrutschen aus der Vertiefung 9a gesichert ist.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Draufsicht auf die Lichtführungseinheiten 2 und 3 sowie ihre Lichtauskopplungsflächen 2c und 3c, die in vertikaler Richtung durch eine mit einer strichlierten Linie angedeuteten Unterkante UK und einer Oberkante OK begrenzt sind. Die Tatsache, dass die Unterkante UK an den Lichtauskopplungsflächen oberhalb der Oberkante OK angeordnet ist, ist durch die Invertierung der Lichtverteilung durch die nachgeschaltete Linse 5 begründet. In Figur 5 sind die erste und die zweite Lichtführungseinheit 2 und 3 in einer Sollposition angeordnet, sodass die Ober- und Unterkanten OK und UK der Lichtaustrittsflächen 2c und 3c zueinander fluchten. Die vertikalen Abstände zur den Führungswänden 9b der Halterungsvorrichtung 9 betragen die Sollängen al und a2. In Figur 6 hingegen sind die Lichtführungseinheiten 2 und 3 entsprechend der Darstellung der Figuren 1 bis 2 zueinander verschoben, wobei die Abstände al' und a2' zu den Seitenwänden 9b gegenüber den Abständen al und a2 deutlich reduziert sind. Dadurch ist sind die Ober- und Unterkanten OK und UK im Gegensatz zur Anordnung der Figur 5 nicht mehr fluchtend zueinander angeordnet sondern folgen einen Verlauf in Form einer Rechteckfunktion, wie dies bereits zu Figur 2 beschrieben wurde.
Figur 7 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Beleuchtungs Vorrichtung la, die sich von Beleuchtungs Vorrichtung gemäß der Figuren 1 bis 4 sowie 5, 6 darin unterscheidet, dass zwischen der Linse 5 und den Lichtauskopplungsflächen 2c und 3c der Auskopplungsstege 2b, 3b eine Blende 11 angeordnet ist. Die Blende 11 ist dazu eingerichtet, das von den Auskopplungsstegen 2b, 3b in die Linse 5 eingekoppelte Licht so zu begrenzen, dass die durch die Beleuchtungsvorrichtung la abgestrahlte Lichtverteilung - also jene Lichtverteilung, die durch die Lichtquellen 4 über die Lichtauskopplungsflächen 2c und 3c durch die Linse 5 erzeugt wird - durch eine einzige durchgängige geradlinige Unterkante UK, vorzugsweise in Form einer horizontalen Linie, nach unten begrenzt ist.
Im vorliegenden weist die Blende 11 eine Öffnung IIa auf, durch die Licht von den Auskopplungsstegen 2b und 3b in die Linse 5 geleitet wird, wobei im eingebauten Zustand eine Oberseite der Öffnung IIa durch eine horizontal verlaufende Kante IIb begrenzt ist (siehe Figur 9). In der gezeigten Anordnung ist der Blende dabei dergestalt zwischen den Lichtauskopplungsflächen 2c und 3c und der Linse 5 angeordnet, dass der von den Auskoppelflächen hin zur Linse 5 beleuchtbare Raumwinkel nach oben hin beschnitten wird, wobei dies im vorliegenden Beispiel dazu führt, dass der bereits zuvor beschriebene Randstrahl L3 durch die Blende 11 abgeblockt wird (z.B. durch Absorption oder Reflexion) und nicht zur nachgeschalteten Linse 5 gelangt. Damit kann der Bereich der Lichtauskoppelflächen 2c und 3c, der in die Linse 5 einstrahlen kann, auf einen gemeinsamen Raumwinkel beschränkt werden. Abhängig von den geometrischen Abbildungseigenschaften, insbesondere der Bildfeldwölbung der Linse 5, kann es notwendig sein, die Blende 11 anders als zuvor angegeben auszugestalten, um eine Lichtverteilung zu erzielen, die durch eine einzige durchgängige geradlinige Unterkante vorzugsweise in Form einer horizontalen Linie nach unten begrenzt ist. Figur 7a zeigt eine Detaildarstellung der Figur 7, in der der Verlauf der Randstrahlen L2 und L3 besonders gut erkennbar ist. Figur 8 zeigt eine Darstellung der Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 7, insbesondere der Lichtsegmente 6a der ersten Lichtführungseinheit 2 und der Lichtsegmente 6b der zweiten Lichtführungseinheit 3. Jene Bereiche der Lichtsegmente 6a und 6b, die unterhalb der Untergrenze UK liegen, werden durch die Blende 11 ausgeblendet.
Figur 9 eine Vorderansicht der Blende 11 der Beleuchtungsvorrichtung la, die die Auskopplungsstege 2b und 3b außerhalb des Öffnungsbereich IIa überdeckt. Die Blende 11 kann als integraler Bestandteil einer die Linse 5 halternden Linsenhalterung ausgeführt sein, beispielsweise als einstückiger Spritzgußteil. Die Position der Blende ist im Prinzip frei entlang der optischen Achse OA festlegbar und vorzugsweise so gewählt, dass durch die Lage der Kante IIb in Bezug auf die Auskopplungsstege 2b und 3b bzw. deren Abstrahlwinkel die durch die Linse 5 abgestrahlte Lichtverteilung durch eine einzige durchgängige geradlinige Unterkante UK, vorzugsweise in Form einer horizontale Linie, nach unten begrenzt ist.
In Anbetracht dieser Lehre ist der Fachmann in der Lage, ohne erfinderisches Zutun zu anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung bzw. der Ausführungsform aufgegriffen und miteinander kombiniert werden. Wesentlich sind die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken, die durch einen Fachmann in Kenntnis dieser Beschreibung in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden können und trotzdem als solche aufrechterhalten bleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Beleuchtungs Vorrichtung (la) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, aufweisend
eine erste Lichtführungseinheit (2) mit einem Haltesteg (2a) und zumindest zwei voneinander beabstandeten von dem Haltesteg (2a) abstehenden Auskopplungsstegen (2c), eine zweite Lichtführungseinheit (3) mit einem Haltesteg (3a) und zumindest einem von dem Haltesteg (3a) abstehenden Auskopplungssteg (3b),
einer Anzahl an Lichtquellen (4) zur Einkopplung von Licht in die Auskopplungsstege (2b, 3b) der Lichtführungseinheiten (2, 3), wobei jedem Auskopplungssteg (2b, 3b) zumindest eine Lichtquelle (4) zugeordnet ist, und
- zumindest eine den Lichtführungseinheiten (2, 3) nachgeordnete Linse (5), vorzugsweise eine Projektionslinse, zur Erzeugung einer Lichtverteilung,
wobei jeder Auskopplungssteg (2b, 3b) eine Lichtauskopplungsfläche (2c, 3c) zur Abstrahlung von Licht in die zumindest eine Linse (5) aufweist, wobei die erste und die zweite Lichtführungseinheit (2, 3) voneinander gesonderte Bauteile sind, die dergestalt zueinander angeordnet sind, dass zwischen benachbarten Auskopplungsstegen (2b) der ersten Lichtführungseinheit (2) jeweils ein Auskopplungssteg (3b) der zweiten Lichtführungseinheit (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Linse (5) und den Lichtauskopplungsflächen (2c, 3c) der Auskopplungsstege (2b, 3b) eine Blende (11) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, das von den Auskopplungsstegen (2b, 3b) in die Linse (5) eingekoppelte Licht dergestalt zu begrenzen, dass die durch die Beleuchtungsvorrichtung (la) abgestrahlte Lichtverteilung durch eine einzige durchgängige geradlinige Unterkante (UK), vorzugsweise in Form einer horizontale Linie, nach unten begrenzt ist.
2. Beleuchtungsvorrichtung (la) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (11) eine horizontale Kante zur Begrenzung der Lichtverteilung aufweist.
3. Beleuchtungsvorrichtung (la) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (11) eine Öffnung aufweist, durch die Licht von den Auskopplungsstegen in die Linse geleitet wird, wobei im eingebauten Zustand eine Oberseite der Öffnung durch eine horizontal verlaufende Kante begrenzt ist.
4. Beleuchtungsvorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (11) einstückig ausgeführt ist.
5. Beleuchtungs Vorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtführungseinheit (2) eine Anzahl von n von dem Haltesteg abstehenden Auskopplungsstege aufweist, wobei die zweite Lichtführungseinheit eine Anzahl von n-1 von dem Haltesteg abstehende Auskopplungsstege aufweist, wobei vorzugsweise n=3, n=4 oder n>5 gilt.
6. Beleuchtungsvorrichtung (la) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtführungseinheit (2) eine Anzahl von n von dem Haltesteg abstehenden Auskopplungsstege aufweist, wobei die zweite Lichtführungseinheit eine Anzahl von n von dem Haltesteg abstehende Auskopplungsstege aufweist, wobei vorzugsweise n=3, n=4 oder n>5 gilt.
7. Beleuchtungs Vorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/ oder die zweite Lichtführungseinheit (2, 3) als transparente Vollkörper ausgeführt sind.
8. Beleuchtungs Vorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/ oder die zweite Lichtführungseinheit (2, 3) als lichtleitende Hohlkörper ausgeführt sind.
9. Beleuchtungsvorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Auskopplungssteg (2b, 3b) zumindest eine LED-Lichtquelle zugeordnet ist.
10. Beleuchtungsvorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne, vorzugsweise alle, den Auskopplungsstegen (2b, 3b) zugeordnete Lichtquellen zur Erzeugung einer dynamischen Lichtverteilung einzeln ansteuerbar sind.
11. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Beleuchtungs Vorrichtung (la) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest eine, vorzugsweise zwei Beleuchtungsvorrichtungen (la) und/ oder Kraftfahrzeugscheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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