EP3494343B1

EP3494343B1 - Kfz scheinwerfer

Info

Publication number: EP3494343B1
Application number: EP17739847.6A
Authority: EP
Inventors: Sebastian GODDERIDGE; Markus Danner
Original assignee: ZKW Group GmbH
Current assignee: ZKW Group GmbH
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: CN109477621B; US20200003382A1; EP3494343A1; AT518551A4; JP6792051B2; KR20190032468A; CN109477621A; KR102143845B1; AT518551B1; WO2018023141A1; JP2019523538A; US10627065B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung, die zumindest eine Lichtquelle, welche in eingeschaltetem Zustand Licht abstrahlt, eine der zumindest einen Lichtquelle zugeordnete Optikvorrichtung, in welche Licht der zumindest einen Lichtquelle eingestrahlt ist, und ein der Optikvorrichtung zugeordnetes, optisches Abbildungssystem umfasst, welches aus der Optikvorrichtung austretendes Licht vor die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung in Form zweier Lichtverteilungen, nämlich in Form einer Hauptlichtverteilung und einer Signlight-Teil-Lichtverteilung abbildet. Wenn die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist und in Betrieb genommen wird, erzeugt die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung diese Lichtverteilungen in einem Abstand vor dem Kraftfahrzeug.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Signlight-Teil-Lichtverteilung eine Teil-Lichtverteilung verstanden, welche zur Beleuchtung von hoch über einer Fahrbahn angebrachter, befestigter Verkehrsschildern dient. Die Signlight-Teil-Lichtverteilung wird manchmal auch Overhead-Sign-Teil-Lichtverteilung genannt. Beispielsweise kann eine Signlight-Teil-Lichtverteilung gemäß den ECE Regelungen einer Teil-Lichtverteilung entsprechen, die je nach Art der verwendeten Lichtquellen und der Steuerung der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung in einer oberen Hälfte der Zone A (gemäß ECE R98) und/oder der Zone III (gemäß ECE R112) und/oder in der Zone III (gemäß ECE R123) liegt.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtungen zum Erzeugen von Signlight-Teil-Lichtverteilung - kurz Signlight - sind in dem Stand der Technik bekannt. Die AT 514 784 A1 und AT 514 785 A1 der Anmelderin beschreiben eine optische Struktur für eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, die beispielsweise auf eine Linsenoberfläche zum Erzeugen eines Signlights aufgetragen werden kann. Nachteilig bei dieser Lösung, dass die optische Struktur die Eigenschaften der Linse stark beeinflusst und außerdem designmäßig nicht bevorzugt wird.
Die Anmeldung EP 2 799 761 A2 legt ein Lichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer offen, welches eine Primäroptik, die von einer Lichtquelle ausgehendes Licht in eine Zwischenlichtverteilung überführt, wobei eine horizontal angeordnete Blende dazu eingerichtet ist, dass das Licht der Zwischenlichtverteilung, das auf einer ersten Seite der Blende an der Blende vorbeigelangt, in einem ersten Strahlengang in einen auf einer ersten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich gelangt. Das Lichtmodul zeichnet sich dadurch aus, dass die Primäroptik dazu eingerichtet ist, einen Teil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes so umzulenken, dass es auf einer zweiten Seite der Blende an der Blende vorbei gelangt und von der Sekundäroptik in einem zweiten Strahlengang in einen auf einer zweiten Seite der Hell-Dunkel-Grenze in der zweiten Lichtverteilung liegenden Bereich verteilt wird. Ein Nachteil dabei ist, dass die Blende horizontal ausgerichtet ist. Deshalb ist das Lichtmodul beispielsweise bauraumtechnisch ungünstig.
Weiters zeigt DE 10316069 A1 ein Kraftfahrzeugscheinwerfer vom Projektionstyp, bei welchem eine Blende mit einer Öffnung vorgesehen ist. Dabei ist die Öffnung derart ausgebildet und angeordnet, dass durch die Öffnung durchtretendes Licht das Signlight erzeugt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die obengenannten Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung zu schaffen, die modernen Designansprüchen Rechnung trägt, auf kosten- und zeitaufwendige optische Strukturen verzichtet und platzsparend ist. Die Aufgabe wird mit einer eingangs genannten Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Optikvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Licht der zumindest einen Lichtquelle zu bündeln und in Form zumindest zweier räumlich getrennter Lichtbündel - eines ersten Lichtbündels und eines zweiten Lichtbündels - zu dem optischen Abbildungssystem zu lenken, und das optische Abbildungssystem dazu eingerichtet ist, jedes Lichtbündel in Form einer Lichtverteilung vor die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung zu projizieren (das erste Lichtbündel in Form einer Hauptlichtverteilung und das zweite Lichtbündel in Form einer Signlight-Teil-Lichtverteilung) wobei der Optikvorrichtung zumindest eine senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Abbildungssystems angeordnete Blende nachgeordnet ist, wobei die Blende zumindest eine erste Öffnung und zumindest eine zweite Öffnung aufweist, wobei die zumindest eine erste Öffnung dazu eingerichtet ist, das erste, die Hauptlichtverteilung bildende Lichtbündel zu formen, und die zumindest eine zweite Öffnung dazu eingerichtet ist, das zweite, die Signlight-Teil-Lichtverteilung bildende Lichtbündel zu formen. Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist vorgesehen, dass sie eine Mehrzahl von Lichtquellen, vorzugsweise eine Mehrzahl von LEDs, umfasst und die Optikvorrichtung eine Mehrzahl von lichtleitenden Optikkörpern aufweist, wobei jedem lichtleitenden Optikkörper genau eine LED zugeordnet ist, wobei jeder lichtleitende Optikkörper hinsichtlich der zugehörigen LED derart angeordnet und/ oder ausgebildet ist, dass nur das Licht der zugehörigen LED in den Optikkörper einkoppelt. Ein Vorteil dabei ist zum Beispiel, dass es sich mittels der LEDs und der lichtleitenden Optikkörper ein kollimiertes homogenes Licht beziehungsweise eine homogene Lichtverteilung mit gewünschtem Auslauf erzielen lässt.Dabei wird unter dem Begriff "lichtleitende Optikkörper" ein Optikkörper verstanden, in dem sich in den Optikkörper eingekoppelte Lichtstrahlen aufgrund der Totalreflexion ausbreiten und diesen nur dann verlassen, wenn sie auf eine Störstelle, wie beispielsweise eine Umlenkprisma oder eine Verunreinigung des Materials, oder auf ein eine Austrittsfläche umfassendes Ende des Optikkörpers treffen.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist unter dem Begriff "Lichtbündel" ein räumlich begrenzter Bereich zu verstehen, in dem sich Licht ausbreitet. Begrenzt wird ein Lichtbündel durch Randstrahlen. Daher wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff "zwei räumlich getrennte Lichtbündel" zwei sich nicht überlappende, beabstandete Lichtbündel verstanden, deren Randstrahlen sich nicht überschneiden.
Hinsichtlich einer räumlichen Trennung der Lichtbündel kann es von Vorteil sein, wenn die erste Öffnung der Blende eine untere Kante aufweist, welche untere Kante eine Hell-Dunkel-Grenze im Lichtbild bildet, und die zweite Öffnung unterhalb eines mittleren Bereichs der ersten Öffnung angeordnet ist.
Hinsichtlich einer richtigen Positionierung der Signlight-Teil-Lichtverteilung im Lichtbild kann es zweckdienlich sein, wenn die zweite Öffnung unterhalb der ersten Öffnung und symmetrisch hinsichtlich einer Vertikale angeordnet ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "Vertikale" eine Achse eines mit der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung verbundenen Koordinatensystems, die vertikal ausgerichtet ist, wenn die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung in einer dem Einbauzustand in ein Kraftfahrzeug entsprechenden Lage befindet. Dabei ist das Koordinatensystem derart gewählt, dass es einem Koordinatensystem im Bildraum entspricht, welches für Messungen an den abgestrahlten Lichtverteilungen verwendet wird. So entspricht zum Beispiel die Vertikale in dem mit der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung verbundenen Koordinatensystem der Vertikale auf einem Messschirm, der zum Abmessen von mittels der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung erzeugten Lichtverteilungen in einem Lichttechniklabor aufgestellt wird.
Hinsichtlich der Qualität der erzeugten Lichtverteilung kann es vorteilhaft sein, wenn die Blende in einer Brennebene des optischen Abbildungssystems angeordnet ist. Dabei soll der Begriff "Brennebene" nicht einschränkend ausgelegt sein. Das optische Abbildungssystem kann zum Beispiel eine Projektionsfläche/Projektionsebene aufweisen, wobei alle sich in der Projektionsfläche befindenden Objekte in einen dem optischen Abbildungssystem zugeordneten Bildraum scharf abgebildet werden.
Es kann zweckdienlich sein, wenn die Optikvorrichtung eine durchgehende, vorzugsweise ebene, Lichtaustrittsfläche aufweist, an welcher Lichtaustrittsfläche die Blende, vorzugsweise abstandslos, angeordnet ist. Der Vorteil an dieser Konstellation ist, dass ein gleichzeitig durch die Lichtaustrittsfläche und die Blende gestaltetes Leuchtbild bzw. eine gleichzeitig durch die Lichtaustrittsfläche und die Blende gestaltete Leuchtfläche in der Projektionsfläche des optischen Abbildungssystems angeordnet werden kann.
Um die Größe der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung gering zu halten und die Größe der Leuchtfläche zu vergrößern, kann es zweckmäßig sein, wenn alle Lichtquellen, vorzugsweise alle LEDs, in einer senkrecht zur optischen Achse angeordnete Fläche, vorzugsweise Ebene, liegen und sich alle Optikkörper (ausgehend von der Lichtaustrittsfläche der Optikvorrichtung) in Richtung der Lichtquellen verjüngen. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Teil der lichtleitenden Optikkörper, vorzugsweise alle lichtleitenden Optikkörper eine gemeinsame Lichtaustrittsplatte aufweisen.
Bei einem besonders robusten Bau der Optikvorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsplatte mit den dem Teil zugehörigen lichtleitenden Optikkörpern, vorzugsweise mit allen lichtleitenden Optikkörpern, einstückig ausgebildet ist.
Weiters kann es von Vorteil sein, wenn die Lichtquellen in einer horizontalen, zu der optischen Achse der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung senkrecht stehenden Reihe angeordnet sind und zumindest ein in der Reihe mittig liegender Optikkörper einen nach unten (in Hinblick auf die restlichen Optikkörper) hinausragenden, vorzugsweise konvex ausgebildeten, unteren Bereich aufweist, welcher sich von einer Lichteintrittsfläche des in der Reihe der Optikkörper mittig liegenden Optikkörpers bis zur Lichtaustrittsfläche erstreckt. Vorteilhaft dabei ist, dass eine Abzweigung des Lichts einer einzigen LED ausreichen kann, um die Signlight-Teil-Lichtverteilung zu erzeugen.
Um ein besonders homogenes, für Fahrer angenehmes Signlight zu erzeugen, kann es zweckmäßig sein, wenn der untere Bereich eine untere, vorzugsweise parabolisch ausgebildete, Begrenzungsseite aufweist.
Um die Signlight-Teil-Lichtverteilung breiter zu machen, kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest der in der Reihe mittig liegende Optikkörper zur Bildung des zweiten Lichtbündels eingerichtet ist.
Es kann darüber hinaus mit Vorteil vorgesehen sein, dass ausschließlich der in der Reihe mittig liegende Optikkörper zur Bildung des zweiten Lichtbündels eingerichtet ist. Dabei können die anderen Lichtquellen, vorzugsweise LEDs, die nicht für die Signlight-Teil-Lichtverteilung benutzt werden, nach Belieben gedimmt werden.
Hinsichtlich des Einsatzes der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung im Stadtverkehr, kann es zweckdienlich sein, wenn die Hauptlichtverteilung als eine Vorfeld-Lichtverteilung mit einer geraden horizontalen Hell-Dunkel-Grenze oder als eine Abblendlichtverteilung mit einer einen Anstieg aufweisenden Hell-Dunkel-Grenze ausgebildet ist.
Um das Erfüllen der gesetzlich vorgeschriebenen Normen zu erleichtern, kann es vorgesehen sein, dass das optische Abbildungssystem als eine Linse ausgebildet ist, wobei die Linse die Lichtbündel in vertikaler Richtung kollimiert und in horizontaler Richtung aufweitet.
Die Erfindung ist nachstehend anhand beispielhafter nicht einschränkender Ausführungsformen näher erläutert, die in einer Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigt:

Fig. 1 ein Lichtmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Lichtmoduls der Fig. 1;
Fig. 3 eine Vorderansicht einer Blende und einer Vorsatzoptik;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Lichtquellen vorgelagerten Vorsatzoptik;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Fig. 4;
Fig. 6 eine Hinteransicht einer Vorsatzoptik;
Fig. 7 eine Vorderansicht der Vorsatzoptik der Fig. 6;
Fig. 8 eine Draufsicht einer Lichtquellen vorgelagerten Vorsatzoptik;
Fig. 9 eine Unteransicht der Fig. 8, und
Fig. 10 eine Vorfeld-Lichtverteilung mit einer geraden Hell-Dunkel-Grenze und einer Signlight-Teil-Lichtverteilung.

Zunächst wird auf Figuren 1 und 2 Bezug genommen. In diesen ist ein Lichtmodul 1 eines Kraftfahrzeugscheinwerfers schematisch gezeigt, das einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung entsprechen kann. Figur 1 zeigt das Lichtmodul 1 in einer perspektivischen Ansicht. Dabei umfasst das Lichtmodul eine Lichtquelle 2, die aus mehreren, beispielsweise in einer Reihe angeordneten LEDs gebildet ist, eine der Lichtquelle vorgelagerte Vorsatzoptik 3, in die das Licht der Lichtquelle einerseits eingekoppelt und andererseits ausgekoppelt wird, eine senkrecht zu einer optischen Achse 4 des Lichtmoduls 1 angeordnete Blende 5 und eine Linse 6, die einem erfindungsgemäßen optischen Abbildungssystem entsprechen kann. Die Vorsatzoptik 3 kann der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung entsprechen und beispielsweise aus Silikon ausgebildet sein. Gleichzeitig kann es zweckmäßig sein, wenn die Vorsatzoptik 3 lichtleitende Eigenschaften aufweist, d.h. sich das einerseits eingekoppelte Licht der LEDs in dieser Vorsatzoptik 3 ohne wesentliche Verluste ausbreiten kann, bis es andererseits, i.e. an einer Lichtaustrittsseite 7 der Vorsatzoptik 3 austritt. Um eine Lichtverteilung, die von dem in Betrieb genommenen Lichtmodul 1 abgestrahlt wird, zu gestalten, ist eine Blende 5 vorgesehen, die das aus der Lichtaustrittsfläche 7 austretende Licht je nach ihrer Form und Funktionsweise entweder zumindest teilweise blockiert oder durchlässt. Es kann vorteilhaft sein, wenn die oben genannte Blende 5 dicht/abstandslos an der Lichtaustrittsfläche 7 der Vorsatzoptik 3 angeordnet ist. Dicht/abstandslos heißt in diesem Fall, dass es keinen Luftspalt/Abstand zwischen der Lichtaustrittsfläche 7 der Vorsatzoptik 3 und der Blende 5 gibt. Die Blende 5 kann beispielsweise mit der Vorsatzoptik 3 einstückig ausgebildet sein oder an dieser mithilfe von Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, Nageln oder Klebemitteln befestigt sein. Ein Vorteil dabei ist, wenn das Lichtmodul 1 ein Abblendlicht-Lichtmodul ist, kann die Blende unter anderem eine Hell-Dunkel-Grenze bilden. Denkbar ist es auch, dass die Blende von der Lichtaustrittsfläche getrennt ausgebildet und von dieser beabstandet ist. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Blende 5 mithilfe von Stellmitteln (nicht gezeigt) verschiebbar sein kann. Ein Vorteil dabei ist, dass eine an der Lichtaustrittsfläche 7 erzeugte Leuchtfläche in ihrer Form schnell verändert werden kann, z.B. während das Lichtmodul in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in Betrieb ist. Die Stellmittel können beispielsweise als ein Aktuator ausgebildet sein, der die Blende 5 aus dem Strahlengang entfernt, wodurch das ganze aus der Lichtaustrittsfläche 7 der Vorsatzoptik 3 austretende Licht auf die Linse 6 trifft. Auf diese Weise ist es zum Beispiel möglich, zwischen einem Fernlicht und dem Abblendlicht zu schalten. Die Lichtaustrittsfläche 7 der Vorsatzoptik 3 und/oder die Blende 5 sind/ist vorzugsweise in einer Brennfläche 8 der Linse 6 (z.B. einer Freiformlinse) angeordnet oder von dieser beabstandet, sodass diese Linse 6 die an der Lichtaustrittsfläche 7 erzeugte und mittels der Blende 5 in eine vorgegebene Form gebrachte Leuchtfläche als Lichtbild vor das Lichtmodul 1 abbildet. Es sei hier angemerkt, dass die Brennfläche 8 auch oft besonders im Zusammenhang mit Freiformlinsen als Projektionsebene oder Zwischenbildebene genannt. Die Projektionsebene ist jene beleuchtete Fläche, die durch die abbildende Freiformlinse in den Bildraum oder im Zusammenhang mit dem KFZ-Bau - Verkehrsraum "geworfen"/abgebildet wird. Mittels der Vorsatzoptik 3 kann zum Beispiel eine Abbildung der Lichtquelle 2, beispielsweise lichtemittierenden LED-Flächen, in der Projektionsebene erzeugt werden, welche mit einer Freiformlinse beispielsweise auf die Fahrbahn abgebildet werden kann. Es versteht sich, dass wenn das Lichtmodul in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, das Lichtbild vor dem Kraftfahrzeug erzeugt wird und einer vorzugsweise gesetzeskonformen Lichtverteilung entsprechen kann. Es sind ausschließlich die Teile des Lichtmoduls/der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung schematisch gezeigt, die bei den gezeigten Ausführungsformen eine Rolle spielen können. Natürlich kann ein einsatzfähiges Lichtmodul auch andere Teile aufweisen, wie beispielsweise Kühlkörper, Tragrahmen, mechanische und/oder elektrische Stellvorrichtungen, Abdeckungen und so weiter und sofort. Der Einfachheit der Darstellung halber wird hier auf die Beschreibung dieser standardmäßigen Bauteile einer Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung/eines Lichtmoduls aber verzichtet.
In Figur 3 ist eine Vorderansicht der Blende 5 gezeigt, hinter der eine der Lichtquelle 2 vorgelagerte Vorsatzoptik 3 angeordnet ist. Die Lichtquelle 2 ist dabei als eine beispielsweise horizontal ausgerichtete Reihe von sieben nebeneinander angeordneten LEDs 2a bis 2g ausgebildet. Die Bezeichnungen "horizontal" und "vertikal", "unten" und "oben" beziehen sich auf das in ein Kraftfahrzeug eingebaute Lichtmodul 1. Die Anzahl der LEDs ist natürlich irrelevant, es können auch mehr oder weniger als sieben LEDs verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass die LEDs nicht in einer Reihe sondern z.B. in einer Matrix angeordnet sind. Die Blende 5 weist zwei Öffnungen 9, 10 auf. Aufgrund dieser zwei Öffnungen entsteht eine Leuchtfläche, die aus zwei sich nicht überlappenden Bereichen 11, 12 gebildet ist. Aus einem ersten Bereich 11, der mithilfe einer ersten Öffnung 9 gebildet wird, geht ein erstes Lichtbündel hervor, das im Lichtbild eine Hauptlichtverteilung, beispielsweise eine Vorfeld-Lichtverteilung 31, bildet. Aus einem zweiten Bereich 12, der mithilfe einer zweiten Öffnung 10 gebildet wird, geht ein zweites Lichtbündel hervor, das im Lichtbild die Signlight-Teil-Lichtverteilung 32 bildet. Unter einer Vorfeld-Lichtverteilung 31 wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtung der Straße unterhalb des Horizonts bis kurz (2-5m) vor das Fahrzeug verstanden. Es ist eine abgeblendete Lichtverteilung mit meist geradeverlaufender horizontaler Hell-Dunkel-Grenze 33 (siehe z.B. Fig. 10). Es kann aber auch eine klassische Abblendlichtverteilung mit einem Asymmetrieanstieg sein. Die Form der Hell-Dunkel-Grenze kann beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung einer unteren Kante 9' der ersten Öffnung 9 festgelegt werden. Mit einer geraden horizontalen unteren Kante 9' der ersten Öffnung 9 kann eine gerade Hell-Dunkel-Grenze erzeugt werden. Weist die untere Kante 9' der ersten Öffnung 9 einen Knick/Z-Anstieg in der Mitte auf, so wird der klassische Anstieg, also der Knick/Z-Anstieg, einer Hell-Dunkel-Grenze erzeugt. Die in der Figur 3 gezeigten Öffnungen 9, 10 sind rechteckig ausgebildet. Es ist aber denkbar, dass die Öffnungen 9, 10 eine andere von der Form eines Rechtecks abweichende Form aufweisen. Die Ecken der Öffnungen 9, 10 oder die Öffnungen 9, 10 selbst können zum Beispiel gerundet sein. Es ist vorteilhaft, wenn die erste Öffnung 9, wie in Figur 3 gezeigt ist, eine längliche entlang der horizontalen Richtung H ausgedehnte Form aufweist. Ein Vorteil dabei ist, dass durch diese längliche Form der ersten Öffnung 9 eine Ausdehnung der erzeugten Hauptlichtverteilung erreicht wird und dabei beispielsweise den gesetzlichen Anforderungen (z.B. Beleuchtung in einem Bereich zwischen -40° und +40° horizontaler Ausdehnung) an eine Vorfeld-Lichtverteilung entsprochen werden kann. Die zweite Öffnung 10 kann wesentlich weniger ausgedehnt sein, sodass ihre maximale Ausdehnung einen Bruchteil (zum Beispiel ein Siebtel) der maximalen Ausdehnung der ersten Öffnung 9 beträgt. Wie bereits beschrieben, ist der zweite durch die zweite Öffnung 10 eingeschränkte leuchtende Bereich 12 der Lichtaustrittsfläche 7 zur Bildung der Signlight-Teil-Lichtverteilung eingerichtet. Damit das erste Lichtbündel und das zweite Lichtbündel räumlich getrennt sind, kann es zweckdienlich sein, wenn die zweite Öffnung 10 von der ersten Öffnung 9 beabstandet ist, wie in Figuren 1 und 3 gezeigt ist. Der Abstand zwischen der Öffnungen 9, 10 hängt im Wesentlichen von den gesetzlichen Anforderungen an die Signlight-Teil-Lichtverteilung und den optischen Parametern (zum Beispiel der Brennweite) des optischen Abbildungssystems (zum Beispiel der Linse 6) ab. Die zweite Öffnung 10 kann unterhalb und in etwa der Mitte der länglich ausgedehnten ersten Öffnung 9 angeordnet sein. Dies ist besonders günstig, wenn die Vorsatzoptik 3 und die erste Öffnung 9 symmetrisch bezüglich einer oben erwähnten nach unten hinausragenden V ausgelegt sind. Im Allgemeinen kann es zweckdienlich sein, wenn die zweite Öffnung 10 symmetrisch hinsichtlich der Vertikale V angeordnet ist. Dabei versteht es sich, dass ein Fachmann die optisch relevanten Bauteile, beispielsweise die Optikvorrichtung, das optische Abbildungssystem und die Blende, dementsprechend justiert. Zweckdienlich ist es zum Beispiel die Vorsatzoptik 3, die Blende 5 und die Linse 6 derart zu positionieren, dass ein der Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung zugeordnetes Koordinatensystem HOV (siehe Fig. 3) einem Koordinatensystem H'V' auf einem Messschirm in einem lichttechnischen Labor entspricht, d.h. zum Beispiel dass der Koordinatenursprung O des Koordinatensystems HOV dem HV-Punkt (siehe z.B. Fig. 10) entspricht. Dadurch kann zum Beispiel eine richtige Positionierung der Signlight-Teil-Lichtverteilung ohne weiteren Aufwand erreicht werden - die Signlight-Teil-Lichtverteilung ist bezüglich der Vertikale V' auf dem Messschirm symmetrisch, wie dies beispielsweise der Fig. 10 zu entnehmen ist. Die leuchtenden Bereiche 11, 12 können unterschiedlichen Lichtstrom abgeben. Da die Signlight-Teil-Lichtverteilung eine wesentlich "schwächere" Beleuchtung darstellt, kann es sogar von Vorteil sein, wenn der zweite Bereich 12 einen geringeren Lichtstrom als der erste Bereich 11 abgibt. An dieser Stelle sollte angemerkt sein, dass eine in einem 25 m Abstand auf einem Messschirm gemessene Signlight-Teil-Lichtverteilung laut der ECE R123 einen Wert von 625 Candela nicht überschreiten darf. Daher kann es vorteilhaft sein, dass nicht die gesamte Lichtquelle 2 sondern nur ein Teil von ihr, beispielsweise eine LED 2d, zur Beleuchtung des zweiten Bereichs 12 beiträgt. Zu diesem Zweck kann es zweckdienlich sein, eine spezielle Vorsatzoptik zu schaffen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 9 näher beschrieben wird.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Lichtquelle 2' vorgelagerten Vorsatzoptik 3'. Dabei weist die Lichtquelle 2' nun beispielsweise sechs LEDs 2a bis 2f auf. Die Vorsatzoptik 3' weist eine durchgehende Lichtaustrittsfläche 7' auf und in dieser Hinsicht der Vorsatzoptik 3 der Figuren 1 bis 3 und der Figuren 5 bis 9 gleich. Die gezeigten Vorsatzoptiken 3, 3' weisen eine unterschiedliche Anzahl von Armen auf. Die Arme sind als lichtleitende Optikkörper ausgebildet. Allerdings kann es zweckmäßig sein, wenn diese Anzahl beispielsweise der Anzahl der LEDs entspricht. Die Arme 3a bis 3g der Vorsatzoptik 3 der Figuren 1 bis 3 und der Figuren 5 bis 9 und die Arme 3a bis 3f der Vorsatzoptik 3' der Figur 4 gehen aus einer Platte (Lichtaustrittsplatte) 13, 13' hervor und enden sich verjüngend vor der Lichtquelle 2, sodass es zwischen Armenenden 15 und der Lichtquelle 2 einen Luftspalt 14 gibt. Alle Arme 3a bis 3c und 3e bis 3f oder 3g bis auf einen Arm 3d können gleich ausgebildet sein. Es ist allerdings denkbar, dass die Arme 3a bis 3c und 3e bis 3f oder 3g unterschiedlich ausgebildet sein können. Darüber hinaus können Armpaare, z.B. der Arm 3c und der Arm 3e oder der Arm 3b und der Arm 3f, die seitlich des Arms 3d und symmetrisch hinsichtlich des Arms 3d angeordnet sind, jeweils gleich ausgebildet sein. Sie weisen eine obere konkav gekrümmte Fläche 16 und eine untere im Wesentlichen gerade verlaufende Fläche 17 sowie konkav gekrümmte Seitenflächen 18, 19 auf. Diese Flächen 16 bis 19 können bei den Armen 3a bis 3c und 3e bis 3f oder 3g unterschiedlichen Krümmungsverlauf aufweisen, beispielsweise unterschiedlich gekrümmt sein. Zwischen den Flächen befindet sich ein optisches Medium. Dabei ist der Verlauf der das Medium begrenzenden Flächen 16 bis 19 derart an den Brechungsindex des Mediums angepasst, dass sich innerhalb der Arme 3a bis 3g/3f ausbreitende Lichtstrahlen die Arme aufgrund der Totalreflexion nicht verlassen und im Wesentlichen nur durch die Lichtaustrittsfläche 7, 7' aus der Vorsatzoptik 3, 3' austreten können. Wie den eine Draufsicht und eine Unteransicht der Vorsatzoptik 3 zeigenden Figuren 8 und 9 zu entnehmen ist, kommen die Arme 3a bis 3g in einem Abstand vor der Platte 13 zusammen, sodass sich aus unterschiedlichen Armen kommende Lichtstrahlen vermischen/überlagern, während sie sich in Richtung Platte 13 und dann im weiteren Verlauf in der Platte 13 in Richtung Lichtaustrittsfläche 7 ausbreiten. Dadurch werden nicht einzelne Lichtemissionsflächen der LEDs in die Brennfläche bzw. Projektionsebene 8 der Linse 6 abgebildet, sondern wird eine homogen leuchtende Lichtaustrittsfläche 7 erreicht, bei der die einzelnen LED-Abbildungen nicht erkennbar sind. Ein Vorteil dabei ist, dass die erzeugte Lichtverteilung ebenfalls homogen ist.
Wie oben erwähnt, weist die Vorsatzoptik 3, 3' einen Arm 3d auf, der anders als der Rest der Arme ausgebildet ist. Dabei, falls die Arme der Vorsatzoptik in einer Reihe angeordnet sind, liegt der Arm 3d vorzugsweise in etwa der Mitte dieser Reihe (siehe z.B. Fig. 4). Wie der Figur 5 zu entnehmen ist, weist der eine Arm 3d einen nach unten hinausragenden, vorzugsweise konvex ausgebildeten unteren Bereich 20 auf, welcher untere Bereich 20 sich von einer Lichteintrittsfläche 15 des Arms 3d bis zur Lichtaustrittsfläche 7 erstreckt und in diese Richtung immer höher wird. Beispielsweise kann der untere Bereich 20 ca. 2mm hoch und 2mm lang sein und eine Schnittweite von ca. 20mm aufweisen. Im Allgemeinen ist der Arm 3d derart ausgebildet, dass das in ihn eingekoppelte Licht der dem Arm 3d zugeordneten LED 2d zumindest teilweise zur Bildung des zweiten Lichtbündels verwendet werden kann. Der untere Bereich 20 des Arms 3d läuft in einen gewölbten Bereich 21 der Lichtaustrittsfläche 7 aus, wobei dieser gewölbte Bereich 21 über einen Rand 23 der Lichtaustrittsfläche 7 übersteht (Figuren 4 bis 7 und 9). Es kann von Vorteil sein, wenn die zweite Öffnung 10 der Blende 4 dem gewölbten Bereich 21 passend angeordnet und ausgebildet ist, wie in Figur 1 gezeigt ist. Dabei wird durch den gewölbten Bereich 21 der Lichtaustrittsfläche 7 austretendes Licht zum Erzeugen der Signlight-Teil-Lichtverteilung verwendet, welches Licht vorteilhafterweise eine geringere Intensität als zum Beispiel aus anderen Armen kommendes Licht hat. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, wenn eine untere Begrenzungsseite 22 des unteren Bereichs 20 als ein Teil eines Paraboloids ausgebildet ist. In diesem Fall werden Lichtstrahlen, die in den Arm 3d einkoppeln und durch einen Brennpunkt des Paraboloids passieren, kollimiert. Dadurch wird beispielsweise die Homogenität der Signlight-Teil-Lichtverteilung erhöht.
Figur 10 zeigt ein Beispiel eines mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung erzeugten Lichtbildes. Das Lichtbild umfasst dabei eine Vorfeld-Lichtverteilung 31 mit einer geraden Hell-Dunkel-Grenze 33 und eine Signlight-Teil-Lichtverteilung 32. Die Signlight-Teil-Lichtverteilung 32 ist von der Vorfeld-Lichtverteilung 31 beabstandet, d.h. es ist ein dunkler Bereich 34 in vertikaler Richtung V zwischen diesen zwei Lichtverteilungen vorhanden, wie dies der Fig. 10 zu entnehmen ist. Dieser dunkle Bereich 34 bringt beispielsweise den Vorteil, dass die Hell-Dunkel-Grenze 33 nicht verwischt wird, sondern deutlich sichtbar bleibt.
Solange es sich nicht aus der Beschreibung einer der oben beschriebenen Ausführungsformen zwangsläufig ergibt, wird davon ausgegangen, dass diese beliebig miteinander kombiniert werden können. Unter anderem bedeutet dies, dass auch die technischen Merkmale einer Ausführungsform mit den technischen Merkmalen einer anderen Ausführungsform einzeln und unabhängig voneinander nach Belieben kombiniert werden können, um auf diese Weise zu einer weiteren Ausführungsform derselben Erfindung zu gelangen und ohne dabei die ursprüngliche Offenbarung zu überschreiten.

Claims

Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1) umfassend
- zumindest eine Lichtquelle (2),

- eine der zumindest einen Lichtquelle (2) zugeordnete Optikvorrichtung (3), in welche Licht der zumindest einen Lichtquelle (2) eingestrahlt ist, und

- ein der Optikvorrichtung (3) zugeordnetes, optisches Abbildungssystem (6), welches aus der Optikvorrichtung (3) austretendes Licht vor die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1) abbildet, wobei die Optikvorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, das Licht der zumindest einen Lichtquelle zu bündeln und in Form zumindest zweier räumlich getrennter Lichtbündel - eines ersten Lichtbündels und eines zweiten Lichtbündels - zu dem optischen Abbildungssystem (6) zu lenken, und das optische Abbildungssystem (6) dazu eingerichtet ist, jedes Lichtbündel in Form einer Lichtverteilung vor die Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung (1) zu projizieren - das erste Lichtbündel in Form einer Hauptlichtverteilung und das zweite Lichtbündel in Form einer Signlight-Teil-Lichtverteilung,
wobei der Optikvorrichtung (3) zumindest eine senkrecht zu einer optischen Achse (4) des optischen Abbildungssystems (6) angeordnete Blende (5) nachgeordnet ist, die zumindest eine erste Öffnung (9) und zumindest eine zweite Öffnung (10) aufweist,
wobei die zumindest eine erste Öffnung (9) dazu eingerichtet ist, das erste, die Hauptlichtverteilung bildende Lichtbündel zu formen, und die zumindest eine zweite Öffnung (10) dazu eingerichtet ist, das zweite, die Signlight-Teil-Lichtverteilung bildende Lichtbündel zu formen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von Lichtquellen (2a bis 2g), vorzugsweise eine Mehrzahl von LEDs, umfasst und die Optikvorrichtung (3) eine Mehrzahl von lichtleitenden Optikkörpern (3a bis 3g) aufweist, wobei jedem lichtleitenden Optikkörper genau eine Lichtquelle zugeordnet ist, wobei jeder lichtleitende Optikkörper hinsichtlich der zugehörigen Lichtquelle derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass nur das Licht der zugehörigen Lichtquelle in den Optikkörper einkoppelt.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (9) der Blende eine untere Kante (9') aufweist, welche untere Kante (9') eine Hell-Dunkel-Grenze im Lichtbild bildet, und die zweite Öffnung (10) unterhalb eines mittleren Bereichs der ersten Öffnung (9) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnung (10) unterhalb der ersten Öffnung (9) und symmetrisch hinsichtlich einer Vertikale (V) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (5) in einer Brennebene (8) des optischen Abbildungssystems (6) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Optikvorrichtung (3) eine durchgehende, vorzugsweise ebene, Lichtaustrittsfläche (7) aufweist, an welcher Lichtaustrittsfläche (7) die Blende (5), vorzugsweise abstandslos, angeordnet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lichtquellen (2a bis 2g), vorzugsweise alle LEDs, in einer senkrecht zur optischen Achse (4) angeordnete Fläche, vorzugsweise Ebene, liegen und sich alle Optikkörper (3a bis 3g) in Richtung der Lichtquellen verjüngen.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der lichtleitenden Optikkörper, vorzugsweise alle lichtleitenden Optikkörper, eine gemeinsame Lichtaustrittsplatte (13) aufweisen.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsplatte (13) mit den dem Teil zugehörigen lichtleitenden Optikkörpern, vorzugsweise mit allen lichtleitenden Optikkörpern, einstückig ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2a bis 2g) in einer horizontalen, zu der optischen Achse (4) senkrecht stehenden Reihe angeordnet sind und zumindest ein in der Reihe mittig liegender Optikkörper (3d) einen nach unten hinausragenden, vorzugsweise konvex ausgebildeten, unteren Bereich (20) aufweist, welcher sich von einer Lichteintrittsfläche des in der Reihe mittig liegenden Optikkörpers (3d) bis zur Lichtaustrittsfläche (7) erstreckt.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Bereich (20) eine untere, vorzugsweise parabolisch ausgebildete, Begrenzungsseite (22) aufweist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der in der Reihe mittig liegende Optikkörper (3d) zur Bildung des zweiten Lichtbündels eingerichtet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich der in der Reihe mittig liegende Optikkörper (3d) zur Bildung des zweiten Lichtbündels eingerichtet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptlichtverteilung als eine Vorfeld-Lichtverteilung mit einer geraden horizontalen Hell-Dunkel-Grenze oder als eine Abblendlichtverteilung mit einer einen Anstieg aufweisenden Hell-Dunkel-Grenze ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Abbildungssystem (6) als eine Linse ausgebildet ist, wobei die Linse die Lichtbündel in vertikaler Richtung kollimiert und in horizontaler Richtung aufweitet.
Kraftfahrzeug oder Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.