DE102011116028A1 - Headlight for bicycle, has prismatic lens which is provided for deflecting the light in the area of the radiation angle with respect to beam direction of the headlight - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Zweirad sowie ein entsprechendes Zweirad.The present invention relates to a headlight for a bicycle and a corresponding two-wheeler.
Scheinwerfer für Zweiräder werden an Zweirädern eingesetzt, um eine Beleuchtung des Vorfelds des Zweirads zu gewährleisten und gleichzeitig die Sichtbarkeit des Zweirads für andere Verkehrsteilnehmer sicherzustellen. Gesetzliche Vorschriften wie bspw. in Deutschland die Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung (StVZO) verlangen gewisse Beleuchtungsstärken in bestimmten Winkelbereichen. Nichtsdestotrotz sichern diese gesetzlichen Vorschriften nur Mindeststandards ab.Two-wheeled headlamps are used on two-wheelers to provide illumination of the front of the bicycle while ensuring the visibility of the two-wheeler for other road users. Statutory regulations such as the Road Traffic Licensing Regulations (StVZO) in Germany demand certain illuminance levels in certain angular ranges. Nonetheless, these legal regulations only ensure minimum standards.
Bekannt sind Scheinwerfer für Zweiräder, insbesondere für Fahrräder, mit einer Lichtquelle und einem Reflektor, wobei mit Hilfe des Reflektors Licht der Lichtquelle in eine gewünschte Richtung umgelenkt wird, um das Licht auf einen zu beleuchtenden Bereich zu fokussieren. Nachteilig bei diesen bekannten Scheinwerfern ist jedoch, dass zumindest ein Teil des durch die Lichtquelle ausgestrahlten Lichts weder durch den Reflektor noch anderweitig wirksam auf einen zu beleuchtenden Bereich, bspw. eine Straße, gelenkt wird, sondern unter anderem als Streulicht verlorengeht. Um eine möglichst hohe Energieeffizienz des Scheinwerfers zu gewährleisten sind solche Verluste jedoch nicht wünschenswert.There are known headlights for two-wheelers, especially for bicycles, with a light source and a reflector, with the aid of the reflector light of the light source is deflected in a desired direction to focus the light on a region to be illuminated. A disadvantage of these known headlamps, however, is that at least a portion of the light emitted by the light source, neither by the reflector nor otherwise effective on an area to be illuminated, for example. A road is directed, but lost among other things as stray light. However, to ensure the highest possible energy efficiency of the headlamp such losses are not desirable.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Scheinwerfer für ein Zweirad und ein Zweirad mit einem entsprechenden Scheinwerfer anzugeben, wobei sich der Scheinwerfer durch eine hohe Energieeffizienz auszeichnet.The object of the invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art at least partially and in particular to provide a headlight for a bicycle and a two-wheeler with a corresponding headlight, the headlight is characterized by high energy efficiency.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Scheinwerfer für ein Zweirad gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Zweirad gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These objects are achieved with a headlight for a bicycle according to the features of
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer für ein Zweirad weist zumindest eine Lichtquelle, wobei die Lichtquelle im Betrieb Licht mit einer Hauptstrahlrichtung und einem Abstrahlwinkel emittiert, zumindest einen Reflektor, der im Betrieb das Licht aus einem ersten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle als einen ersten Leuchtkegel in eine erste Leuchtrichtung des Scheinwerfers umlenkt, und zumindest eine prismatische Linse auf, die im Betrieb das Licht aus einem zweiten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle als einen zweiten Leuchtkegel in eine zweite Leuchtrichtung des Scheinwerfers umlenkt.The headlight according to the invention for a bicycle has at least one light source, wherein the light source in operation emits light having a main beam direction and a radiation angle, at least one reflector, the light from a first range of the radiation angle of the at least one light source as a first light cone in a the first direction of illumination of the headlight deflects, and at least one prismatic lens, which deflects the light from a second region of the radiation angle of the at least one light source as a second light cone in a second direction of illumination of the headlamp.
Der hier vorgeschlagene Scheinwerfer wird insbesondere für Fahrräder und/oder Motorräder eingesetzt. Dieser Scheinwerfer weist zumindest eine Lichtquelle auf, wobei es sich bei dieser Lichtquelle insbesondere um zumindest eine Glühlampe und/oder zumindest eine Licht emittierende Diode (LED) handelt, wobei der Einsatz einer LED aufgrund insbesondere der Langlebigkeit und der Effizienz der LED bevorzugt ist. Bei der Hauptstrahlrichtung der zumindest einen Lichtquelle handelt es sich insbesondere um diejenige Richtung, in der das Licht mit der höchsten Lichtstärke emittiert wird und/oder um eine Längsrichtung der zumindest einen Lichtquelle und/oder die Winkelhalbierende des Abstrahlwinkels. Der Abstrahlwinkel beschreibt denjenigen Winkel, mit dem das Licht durch die zumindest eine Lichtquelle emittiert wird. Der Reflektor besteht aus Kunststoff und/oder Metall und weist eine spiegelnde Oberfläche auf. Bei Betrieb der zumindest einen Lichtquelle lenkt der zumindest eine Reflektor das Licht der zumindest einen Lichtquelle in eine erste Leuchtrichtung des Scheinwerfers um. Dies bedeutet, dass der zumindest eine Reflektor einen ersten Lichtkegel bildet, der auf einen zu beleuchtenden Bereich, bspw. eine Straße, gerichtet ist. Bei dem ersten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle handelt es sich um einen Teilbereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle, über den Licht auf den Reflektor gestrahlt wird. Der erfindungsgemäße Scheinwerfer weist darüber hinaus zumindest eine prismatische Linse auf. Bei einer prismatischen Linse handelt es sich insbesondere um ein optisches Bauelement, dessen optisch wirksame geometrische Form zumindest teilweise dem eines Prismas entspricht und zudem konkave und/oder konvexe optisch wirksame Oberflächen besitzt. Die zumindest eine prismatische Linse lenkt im Betrieb der zumindest einen Lichtquelle das Licht aus einem zweiten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle als einen zweiten Leuchtkegel in eine zweite Leuchtrichtung des Scheinwerfers um. Klarzustellen ist hier, dass es sich bei dem zweiten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle nicht um den ersten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle handelt, was insbesondere auch bedeutet, dass sich der erste Bereich des Abstrahlwinkels und der zweite Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle nicht überschneiden. Bevorzugt ist hier, dass der erste Bereich des Abstrahlwinkels und der zweite Bereich des Abstrahlwinkels den gesamten Abstrahlwinkel der zumindest einen Lichtquelle abdecken. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass grade bei der hier vorgeschlagenen Anordnung der zumindest einen Lichtquelle mit einer senkrechten Hauptstrahlrichtung eine besonders hohe Lichtausbeute erzielbar ist, weil das Licht des ersten Bereichs des Abstrahlwinkels durch den zumindest einen Reflektor und das Licht des zweiten Bereichs des Abstrahlwinkels durch die zumindest eine prismatische Linse auf einen (zumindest teilweise gemeinsamen) zu beleuchtenden Bereich umlenkbar ist. Die vorliegende Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, dass Licht aus einem größeren Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle auf einen zu beleuchtenden Bereich, insbesondere einen Bereich einer Straße, umlenkbar ist und somit weniger Licht als bei bekannten Scheinwerfern insbesondere als Streulicht verloren geht. Mit anderen Worten wird mehr Licht der zumindest einen Lichtquelle effektiv für die Ausleuchtung eines zu beleuchtenden Bereichs eingesetzt.The headlight proposed here is used in particular for bicycles and / or motorcycles. This headlamp has at least one light source, wherein this light source is, in particular, at least one incandescent lamp and / or at least one light-emitting diode (LED), wherein the use of an LED is preferred on account of, in particular, the longevity and the efficiency of the LED. The main radiation direction of the at least one light source is, in particular, that direction in which the light with the highest light intensity is emitted and / or a longitudinal direction of the at least one light source and / or the bisector of the emission angle. The emission angle describes the angle at which the light is emitted by the at least one light source. The reflector is made of plastic and / or metal and has a reflective surface. When operating the at least one light source, the at least one reflector deflects the light of the at least one light source in a first direction of illumination of the headlamp. This means that the at least one reflector forms a first light cone which is directed onto an area to be illuminated, for example a road. The first region of the emission angle of the at least one light source is a partial region of the emission angle of the at least one light source, via which light is irradiated onto the reflector. The headlight according to the invention also has at least one prismatic lens. A prismatic lens is in particular an optical component whose optically effective geometric shape at least partially corresponds to that of a prism and also has concave and / or convex optically active surfaces. During operation of the at least one light source, the at least one prismatic lens deflects the light from a second region of the emission angle of the at least one light source as a second light cone into a second illumination direction of the headlight. It should be clarified here that the second region of the emission angle of the at least one light source is not the first region of the emission angle of the at least one light source, which in particular also means that the first region of the emission angle and the second region of the emission angle of the at least one light source do not overlap. It is preferred here that the first region of the emission angle and the second region of the emission angle cover the entire emission angle of the at least one light source. The present invention is characterized in that especially in the arrangement proposed here, the at least one light source with a vertical main beam direction, a particularly high light output can be achieved because the light of the first range of the radiation angle through the at least one reflector and the light of the second region of the Radiation angle through which at least one prismatic lens on (at least partially common) to be illuminated area is deflected. The present invention furthermore has the advantage that light from a larger range of the emission angle of the at least one light source can be deflected onto an area to be illuminated, in particular an area of a street, and thus less light is lost than in the case of known headlamps, in particular as stray light. In other words, more light of the at least one light source is effectively used for illuminating a region to be illuminated.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste Leuchtkegel und der zweite Leuchtkegel eine gemeinsame Leuchtkegelhauptachse aufweisen, wobei sich die Leuchtkegelhauptachse mit einer Orthogonalen zur Hauptstrahlrichtung nicht schneidet. Unter der gemeinsamen Leuchtkegelhauptachse ist hierbei eine Gerade gemeint, die durch eine Verbindung der geometrischen Schwerpunkte von Querschnittsflächen durch den ersten Leuchtkegel und zweiten Leichtkegel gebildet wird. Die Orthogonale zur Hauptstrahlrichtung verläuft orthogonal zur Hauptstrahlrichtung der zumindest einen Lichtquelle und schneidet zudem die zumindest eine Lichtquelle. Die Leuchtkegelhauptachse und die Orthogonale bilden einen Öffnungswinkel, der 5° bis 80°, bevorzugt 10° bis 60° oder besonders bevorzugt 20° bis 40° beträgt.Furthermore, it is advantageous if the first luminous cone and the second luminous cone have a common luminous cone main axis, wherein the main axis of the luminous cone does not intersect with an orthogonal to the main radiation direction. In this case, the common main axis of the luminous cone means a straight line which is formed by a connection of the geometrical centers of gravity of cross-sectional areas through the first luminous cone and second light cone. The orthogonal to the main beam direction is orthogonal to the main beam direction of the at least one light source and also cuts the at least one light source. The main cone axis and the orthogonal form an opening angle which is 5 ° to 80 °, preferably 10 ° to 60 ° or particularly preferably 20 ° to 40 °.
Darüber hinaus ist auch vorteilhaft, wenn die Hauptstrahlrichtung im Wesentlichen senkrecht ist. Dies bedeutet insbesondere, dass die Hauptstrahlrichtung der zumindest einen Lichtquelle in dem Scheinwerfer senkrecht, insbesondere in einer Schwerkraftsrichtung, ist, wenn der Scheinwerfer sich in einer (normalen) Einbaulage, beispielsweise an einem Fahrrad, befindet. In der (normalen) Einbaulage ist der Scheinwerfer derart montiert, dass eine besonders günstige und verkehrssichere Beleuchtung erzielbar ist.Moreover, it is also advantageous if the main radiation direction is substantially perpendicular. This means in particular that the main radiation direction of the at least one light source in the headlight is vertical, in particular in a gravity direction, when the headlight is in a (normal) installation position, for example on a bicycle. In the (normal) installation position of the headlamp is mounted in such a way that a particularly favorable and traffic-proof lighting can be achieved.
Vorzugsweise überschneiden sich im Betrieb das Licht mit der ersten Leuchtrichtung und das Licht mit der zweiten Leuchtrichtung zumindest teilweise. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste Leuchtrichtung und die zweite Leuchtrichtung nicht parallel verlaufen. Darüber hinaus ist hiermit auch gemeint, dass das Licht mit der ersten Leuchtrichtung einen Bereich einer zu beleuchtenden Fläche ausleuchtet, der sich zumindest teilweise mit einem Bereich überschneidet, der durch das Licht mit der zweiten Leuchtrichtung ausgeleuchtet wird. Dies hat den Vorteil, dass ein homogener Übergang zwischen beiden Lichtverteilungen erreicht wird.In operation, the light preferably overlaps with the first direction of illumination and the light with the second direction of illumination at least partially overlap. This means, in particular, that the first lighting direction and the second lighting direction are not parallel. Moreover, it is also meant here that the light with the first lighting direction illuminates a region of a surface to be illuminated, which overlaps at least partially with an area that is illuminated by the light with the second lighting direction. This has the advantage that a homogeneous transition between the two light distributions is achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Lichtquelle zumindest teilweise zwischen dem zumindest einen Reflektor und der zumindest einen prismatischen Linse angeordnet ist. Insbesondere ist die zumindest eine Lichtquelle nicht im Reflektor bzw. nicht in einem Reflektorzentrum angeordnet, sondern leuchtet im Betrieb von außerhalb des Reflektor über den ersten Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle in den zumindest einen Reflektor hinein. Die zumindest eine Lichtquelle ist hierzu von einer Spiegelfläche des Reflektors mit einer Distanz beabstandet, wobei die Distanz 0,5 cm (Zentimeter) bis 10 cm, bevorzugt 1 cm bis 7 cm und besonders bevorzugt 2 cm bis 4 cm beträgt.It is particularly advantageous if the at least one light source is arranged at least partially between the at least one reflector and the at least one prismatic lens. In particular, the at least one light source is not arranged in the reflector or not in a reflector center, but shines in operation from outside the reflector over the first region of the emission angle of the at least one light source into the at least one reflector. For this purpose, the at least one light source is at a distance from a mirror surface of the reflector, the distance being 0.5 cm (centimeters) to 10 cm, preferably 1 cm to 7 cm and particularly preferably 2 cm to 4 cm.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstrahlwinkel der zumindest einen Lichtquelle 180° in 2 Raumrichtungen beträgt. Der Abstrahlraumwinkel hat also die Form einer Halbkugel. Insbesondere in Kombination mit einer senkrecht ausgerichteten Hauptstrahlrichtung der zumindest einen Lichtquelle kann Licht aus einem besonders großen Bereich des Abstrahlwinkels der zumindest einen Lichtquelle mit Hilfe des zumindest einen Reflektors und der zumindest einen prismatischen Linse in einen zu beleuchtenden Bereich umgelenkt werden.In a further embodiment, it is provided that the emission angle of the at least one light source is 180 ° in 2 spatial directions. The radiation space angle thus has the shape of a hemisphere. In particular, in combination with a vertically oriented main beam direction of the at least one light source, light from a particularly large range of the radiation angle of the at least one light source with the aid of the at least one reflector and the at least one prismatic lens can be deflected into an area to be illuminated.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine Distanz zwischen der zumindest einen Lichtquelle und einer Spiegelfläche des zumindest einen Reflektors in der Hauptstrahlrichtung am größten ist.Furthermore, it is advantageous if a distance between the at least one light source and a mirror surface of the at least one reflector is greatest in the main beam direction.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Lichtquelle auf einer in dem Scheinwerfer horizontal angeordneten Platine positioniert ist und die Hauptstrahlrichtung der zumindest einen Lichtquelle orthogonal zur Platine ausgerichtet ist.In a further development of the invention it is proposed that the at least one light source is positioned on a board arranged horizontally in the headlight and the main beam direction of the at least one light source is aligned orthogonal to the board.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch ein Zweirad, insbesondere ein Fahrrad vorgeschlagen, das zumindest einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer aufweist.According to a further aspect, a bicycle, in particular a bicycle, which has at least one headlight according to the invention is also proposed.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show particularly preferred embodiments of the invention, but this is not limited thereto. They show schematically:
Die
Die
Die
Die
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass Licht aus einem größeren Bereich des Abstrahlwinkels der Lichtquelle für die Beleuchtung eines zu beleuchtenden Bereichs, bspw. einer Straße, verwendet werden kann und somit der der Scheinwerfer energieeffizienter betreibbar ist.The present invention is characterized in particular by the fact that light from a larger range of the emission angle of the light source can be used for the illumination of an area to be illuminated, for example a road, and thus the headlight can be operated more energy-efficiently.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Scheinwerferheadlights
- 22
- Lichtquellelight source
- 33
- Lichtlight
- 44
- HauptstrahlrichtungBoresight
- 55
- AbstrahlwinkelBeam
- 66
- Reflektorreflector
- 77
- erster Bereichfirst area
- 88th
- erste Leuchtrichtungfirst light direction
- 99
- prismatische Linseprismatic lens
- 1010
- zweiter Bereichsecond area
- 1111
- zweite Leuchtrichtungsecond direction of light
- 1212
- Distanzdistance
- 1313
- Spiegelflächemirror surface
- 1414
- Platinecircuit board
- 1515
- Gehäusecasing
- 1616
- erster Leuchtkegelfirst light cone
- 1717
- zweiter Leuchtkegelsecond light cone
- 1818
- LeuchtkegelhauptachseLight cone main axis
- 1919
- Orthogonaleorthogonal
- 2020
- Schwerpunktmain emphasis
- 2121
- Öffnungswinkelopening angle
Claims (9)
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
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- 2011-10-17 DE DE102011116028A patent/DE102011116028A1/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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R079 | Amendment of ipc main class |
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