Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Scheinwerfers muss unter anderem die lichttechnischen Anforderungen des jeweiligen Zulassungsbereichs, wie beispielsweise ECE oder CCC oder SAE, erfüllen. Die zu erfüllende Photometrie weißt dabei auch sogenannte OS-Werte (Over- head-Sign-Werte) auf. Dabei handelt es sich um Messpunkte, die oberhalb der Hell- Dunkel-Grenze der Lichtverteilung liegen.
Ein Scheinwerfer der eingangs Art ist aus der DE 102016 109 132 A1 bekannt. Der darin beschriebene Scheinwerfer umfasst mehrere als Leuchtdioden ausgebildete erste Lichtquellen für ein Fernlicht und für ein Abblendlicht. Der Scheinwerfer umfasst weiterhin eine aus zwei Lichtleitern bestehende Primäroptik, in die das von den Leuchtdioden ausgehende Licht eingekoppelt wird. Der Scheinwerfer umfasst weiterhin eine als Projektionslinse ausgebildete Sekundäroptik, die das von der Primäroptik ausgehende Licht in den Außenraum des Kraftfahrzeugs projizieren kann. Dabei weist die von dem Scheinwerfer erzeugte Lichtverteilung eine horizontale Hell-Dunkel- Grenze und oberhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze angeordnete Lichtanteile zur Realisierung einer OS-Funktion (Overhead-Sign-Funktion) auf. Zur Erzeugung dieser OS- Funktion ist an einem ersten der Lichtleiter der Primäroptik eine prismatische Stufe ausgebildet, durch die aus dem zweiten der Lichtleiter ausgetretenes Licht in den ersten Lichtleiter eintreten kann. Dieser von dem zweiten Lichtleiter in den ersten Lichtleiter eingetretene Anteil des Lichts wird von der Sekundäroptik nach oben abgelenkt, so dass er in einen Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze des Abblendlichts gelangt.
Als nachteilig dabei ist anzusehen, dass zusätzliche Geometrien an der Primäroptik oder an der Projektionslinse einen erhöhten Fertigungsaufwand bedeuten und zu ei-
ner erhöhten Fehleranfälligkeit führen können. Die erhöhte Fehleranfälligkeit kann dabei beispielsweise hinsichtlich der Funktionalität durch Formabweichungen oder hinsichtlich der optischen Qualität durch Lufteinschlüsse oder Schlieren oder Fließlinien oder dergleichen hervorgerufen werden.
Ein weiterer Scheinwerfer ist aus der DE 102009020593 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Scheinwerfer ist eine als plankonvexe Projektionslinse ausgebildete Sekundäroptik vorgesehen, die auf ihrer konvexen Fläche mehr als einhundert diskret verteilte Vorsprünge aufweist, die zur Realisierung einer OS-Funktion dienen. Auf der Projektionslinse hinzugefügte Geometrien weisen neben dem erhöhten Fertigungsaufwand und der unter Umständen erhöhten Fehleranfälligkeit zumeist den großen Nachteil auf, dass sie bei Betrachtung des Scheinwerfers sichtbar sind und damit das äußere Erscheinungsbild des Scheinwerfers negativ beeinflussen.
Ein weiterer Scheinwerfer ist aus der EP 2730836 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Scheinwerfer ist zwischen einer Primäroptik und einer Sekundäroptik eine metallische Blende vorgesehen. Die Blende weist spiegelnde Flächen auf, die zur Realisierung einer OS-Funktion dienen. Die Blende ist ein zusätzliches Bauteil, das einen erhöhten Fertigungs-, Montage- und Justageaufwand zur Folge hat.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Scheinwerfers der eingangs genannten Art, der kostengünstiger herstellbar ist und/oder mit einfachen Mitteln die Erzeugung von OS-Werten ermöglicht.
Dies wird durch einen Scheinwerfer der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass der Scheinwerfer dazu eingerichtet ist, dass ein Anteil des von der Primäroptik ausgehenden Lichts von der Sekundäroptik zu der Primäroptik zurückreflektiert wird, dass dieser zurückreflektierte Anteil des Lichts von
der Primäroptik in Richtung auf die Sekundäroptik reflektiert wird und nach Hindurchtritt durch die Sekundäroptik zur Realisierung der OS-Funktion in einen Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze abgelenkt wird. Bei einer derartigen Gestaltung kann zur Realisierung der OS-Funktion auf zusätzliche Geometrien sowohl auf der Primäroptik als auch auf der Sekundäroptik verzichtet werden. Weiterhin ergibt sich daraus eine vereinfachte Herstellbarkeit der Primäroptik und der Sekundäroptik. Der Fertigungsaufwand kann beispielsweise durch den Verzicht auf zusätzliche Formeinsätze zur Einbringung der zusätzlichen Geometrien in die Primäroptik oder die Sekundäroptik reduziert werden. Weiterhin können durch die zusätzlichen Geometrien bedingte Fehler, wie etwa Lufteinschlüsse oder Schlieren, vermieden werden. Auch ein weiteres Bauteil wie eine reflektierende Blende oder dergleichen ist nicht erforderlich. Dadurch kann eine Erzeugung der OS-Werte erreicht werden, ohne ein vorgegebenes Design des Scheinwerfers zu verändern.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Nutzung des von der Sekundäroptik zurückreflektierten Lichts zur Erzeugung der OS-Werte. Dieses zurückreflektierte Licht würde sich ohne bewusste Nutzung als störendes Streulicht im Scheinwerfer ausbreiten und möglicherweise zu unerwünschten Effekten, wie beispielsweise Lichtspots in der Lichtverteilung oder einer Blendung oder dergleichen, führen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Primäroptik eine der Sekundäroptik zugewandte Fläche aufweist, die dazu eingerichtet ist, den von der Sekundäroptik zurückreflektierten Anteil des Lichts in Richtung auf die Sekundäroptik zu reflektieren. Insbesondere kann die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik derart ausgerichtet sein, dass die Normale auf der Fläche im in das Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers einen Winkel gleich 0° oder ungleich 0° mit der Horizontalen einschließt. Beispielsweise kann die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik derart ausgerichtet sein, dass die Ausbreitungsrichtung des von der Fläche in Richtung auf die Sekundäroptik reflektierten Anteils des Lichts im in das Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers relativ zur Horizontalen nach oben und/oder nach unten geneigt ist. Beispielsweise durch eine Neigung nach unten kann dieser
Anteil des Lichts bei einer Projektion durch die Sekundäroptik nach oben abgelenkt werden, so dass er in einen Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze gelangt.
Es besteht die Möglichkeit, dass die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik mit einer reflektierenden Beschichtung versehen ist. Dadurch kann der Reflexionsgrad der der Sekundäroptik zugewandten Fläche der Primäroptik erhöht werden, so dass ein größerer Teil des zurückreflektierten Lichts für die Erzeugung der OS- Werte verwendet werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik eben oder gekrümmt ausgebildet ist und/oder dass die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik mit einer Struktur versehen ist, wie beispielsweise einer Körnung beziehungsweise einem Graining. Insbesondere kann bei der gekrümmten Ausbildung die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik konkav o- der konvex gekrümmt sein. Durch eine geeignete Neigung und Gestaltung der der Sekundäroptik zugewandten Fläche der Primäroptik kann das zurückreflektierte Licht geformt und erneut so in Richtung auf die Sekundäroptik reflektiert werden, dass das geformte und reflektierte Licht zur Erzeugung der gewünschten OS-Werte dienen kann.
Es besteht die Möglichkeit, dass die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik Teil der mindestens einen Lichtaustrittsfläche der Primäroptik ist oder der mindestens einen Lichtaustrittsfläche entspricht. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik kein Teil der mindestens einen Lichtaustrittsfläche der Primäroptik ist und/oder nicht der mindestens einen Lichtaustrittsfläche entspricht. In diesem Fall kann die der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik beispielsweise an einer Basis, insbesondere einer Basisplatte der Primäroptik ausgebildet sein.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Sekundäroptik eine Lichteintrittsfläche für das von der mindestens einen Lichtaustrittsfläche der Primäroptik ausgehende Licht sowie eine Lichtaustrittsfläche für das durch die Lichteintrittsfläche eingetretene Licht aufweist. Dabei kann die Lichteintrittsfläche der Sekundäroptik dazu eingerichtet sein,
den Anteil des von der Primäroptik ausgehenden Lichts zu der Primäroptik zurückzureflektieren.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Sekundäroptik dazu eingerichtet ist, dass der von der der Sekundäroptik zugewandten Fläche der Primäroptik in Richtung auf die Sekundäroptik reflektierte Anteil des Lichts durch die Lichteintrittsfläche in die Sekundäroptik eintritt und anschließend durch die Lichtaustrittsfläche aus der Sekundäroptik austritt. Damit kann die Sekundäroptik ohne geometrische Modifikation zu der Realisierung der OS-Funktion beitragen.
Es besteht die Möglichkeit, dass die mindestens eine Lichtquelle als Leuchtdiode oder Laserdiode ausgebildet ist, insbesondere wobei mehrere als Lichtquellen dienende Leuchtdioden und/oder Laserdioden vorgesehen sind. Insbesondere kann die Primäroptik mehrere Lichteintrittsflächen aufweisen, wobei jeder der Lichteintrittsflächen mindestens eine der Lichtquellen so zugeordnet ist, dass das von der Lichtquelle ausgehende Licht in die zugeordnete Lichteintrittsfläche eintritt.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen.
In der Figur sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der abgebildete Scheinwerfer umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen 1 , die im Betrieb des Scheinwerfers Licht 2 aussenden. Die Lichtquellen 1 sind als Leuchtdioden (LED) ausgebildet. Alternativ können auch Laserdioden anstelle der Leuchtdioden vorgesehen sein.
Der Scheinwerfer umfasst weiterhin eine Primäroptik 3, die eine Mehrzahl von Kollimationsoptiken 4 aufweist, von denen jeweils eine einer der Lichtquellen 1 zugeordnet ist. Für das Licht 2 einer der Lichtquellen 1 weist eine jede der Kollimationsoptiken 4 jeweils eine Lichteintrittsfläche 5 und eine Lichtaustrittsfläche 6 auf. Es besteht auch die Möglichkeit, dass beispielsweise für sämtliche Kollimationsoptiken 4 lediglich eine gemeinsame Lichtaustrittsfläche vorgesehen ist. Die Primäroptik 3 weist weiterhin eine Basisplatte 7 auf, auf der die Kollimationsoptiken 4 angeordnet sind.
Der Scheinwerfer umfasst weiterhin eine Sekundäroptik 8, die im abgebildeten Ausführungsbeispiel als einzelne Linse ausgebildet ist. Die Linse kann beispielsweise als plankonvexe Linse ausgebildet sein. Es besteht durchaus die Möglichkeit, eine kompliziertere, beispielsweise eine aus mehreren Bauteilen bestehende Sekundäroptik vorzusehen.
Die im abgebildeten Ausführungsbeispiel als Linse ausgebildete Sekundäroptik 8 weist eine Lichteintrittsfläche 9 für das von der mindestens einen Lichtaustrittsfläche 6 der Primäroptik 3 ausgehende Licht 2 sowie eine Lichtaustrittsfläche 10 für das durch die Lichteintrittsfläche 9 eingetretene Licht auf.
Im Betrieb des Scheinwerfers wird das von der mindestens einen Lichtaustrittsfläche 6 der Primäroptik 3 ausgehende Licht 2 von der Sekundäroptik 8 in den Außenraum des Kraftfahrzeugs projiziert, so dass dort eine Lichtverteilung erzeugt wird, die eine horizontale Hell-Dunkel-Grenze und oberhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze angeordnete Lichtanteile zur Realisierung einer OS-Funktion aufweist.
Zur Realisierung dieser OS-Funktion wird ein Anteil 11 des Lichts 2 verwendet, der von der Lichteintrittsfläche 9 der Sekundäroptik 8 zurückreflektiert wird. Dieser Anteil 11 des Lichts 2 trifft auf eine der Sekundäroptik 8 zugewandte Fläche 12 der Primäroptik 3. Diese Fläche 12 ist die der Sekundäroptik 8 zugewandte Stirnfläche der Basisplatte 7 der Primäroptik 3. Von der Fläche 12 wird ein Anteil 13 des zurückreflektierten Anteils 11 wieder in Richtung auf die Sekundäroptik 8 reflektiert. Dieser Anteil
13 tritt durch die Lichteintrittsfläche 9 in die Sekundäroptik 8 ein und durch die Lichtaustrittsfläche 10 leicht nach oben aus.
Es kann durchaus vorgesehen werden, anstelle der Stirnseite der Basisplatte 7 eine andere Fläche der Primäroptik 3 für die Reflektion des von der Sekundäroptik 8 zurückreflektierten Anteils 11 zu verwenden. Beispielsweise kann mindestens eine Fläche an einer oder mehreren der Kollimationsoptiken 4 verwendet werden. Insbesondere können auch eine oder mehrere der Lichtaustrittsflächen 6 der Kollimationsoptiken 4 für die Reflektion des von der Sekundäroptik 8 zurückreflektierten Anteils 1 1 des Lichts 2 verwendet werden.
Die für die Reflektion des von der Sekundäroptik 8 zurückreflektierten Anteils 11 des Lichts 2 vorgesehene Fläche 12 der Primäroptik 3 kann derart ausgerichtet sein, dass die Normale auf der Fläche 12 im in das Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers einen Winkel gleich 0° oder ungleich 0° mit der Horizontalen einschließt. Beispielsweise kann die der Sekundäroptik 8 zugewandte Fläche 12 der Primäroptik 3 derart ausgerichtet sein, dass die Ausbreitungsrichtung des von der Fläche
12 in Richtung auf die Sekundäroptik 8 reflektierten Anteils 13 des Lichts 2 im in das Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers relativ zur Horizontalen nach unten geneigt ist. Dadurch wird dieser Anteil 13 des Lichts bei einem Hindurchtritt durch die Sekundäroptik 8 nach oben abgelenkt, so dass er in einen Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze gelangt. Alternativ kann die der Sekundäroptik 8 zugewandte Fläche 12 der Primäroptik 3 auch derart ausgerichtet sein, dass die Ausbreitungsrichtung des von der Fläche 12 in Richtung auf die Sekundäroptik 8 reflektierten Anteils
13 des Lichts 2 im in das Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Scheinwerfers relativ zur Horizontalen nach oben geneigt ist.
Es besteht die Möglichkeit, dass die für die Reflektion des von der Sekundäroptik 8 zurückreflektierten Anteils 11 des Lichts 2 vorgesehene Fläche 12 der Primäroptik 3 mit einer reflektierenden Beschichtung versehen ist. Dadurch kann der Reflexionsgrad der der Sekundäroptik zugewandten Fläche der Primäroptik erhöht werden, so dass
ein größerer Anteil 13 des zurückreflektierten Lichts 2 für die Erzeugung der OS- Werte verwendet werden kann.
Im abgebildeten Ausführungsbeispiel ist die für die Reflektion des von der Sekundäroptik 8 zurückreflektierten Anteils 11 des Lichts 2 vorgesehene Fläche 12 der Primäroptik konkav gekrümmt. Alternativ kann die Fläche 12 auch plan ausgebildet oder konvex gekrümmt sein. Durch eine geeignete Gestaltung der für die Reflektion des von der Sekundäroptik 8 zurückreflektierten Anteils 1 1 des Lichts 2 vorgesehenen Fläche 12 kann der Anteil 13 des Lichts 2 geeignet geformt werden, so dass der geformte und reflektierte Anteil 13 des Lichts 2 zur Erzeugung der gewünschten OS-Werte dienen kann.
Bezugszeichenliste
1 Lichtquelle
2 von der Lichtquelle ausgehendes Licht
3 Primäroptik
4 Kollimationsoptik
5 Lichteintrittsfläche der Kollimationsoptik
6 Lichtaustrittsfläche der Kollimationsoptik
7 Basisplatte der Primäroptik
8 Sekundäroptik
9 Lichteintrittsfläche der Sekundäroptik
10 Lichtaustrittsfläche der Sekundäroptik
11 von der Sekundäroptik zurückreflektierter Anteil des Lichts
12 der Sekundäroptik zugewandte Fläche der Primäroptik
13 in Richtung auf die Sekundäroptik reflektierter Anteil des Lichts