-
Die Erfindung betrifft einen Projektionsscheinwerfer für ein Fahrzeug mit einer ersten und einer zweiten Lichteinheit, wobei emittierbares Licht der ersten Lichteinheit zur Erzeugung einer ersten Lichtfunktion projizierbar ist und emittierbares Licht der zweiten Lichteinheit zur Erzeugung einer zweiten Lichtfunktion projizierbar ist.
-
Stand der Technik
-
Aus der Druckschrift
DE 10 2006 041 942 A1 ist ein Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge offenbart, wobei eine erste Lichteinheit und eine zweite Lichteinheit jeweils über Umlenkreflektoren eine erste und eine zweite Lichtfunktion erzeugen. Dabei wird die Lichtverteilung durch die Ausgestaltung des Umlenkreflektors bestimmt, wobei das emittierte Licht der Leuchteinheit über die Linse abgebildet wird. Als nachteilig hat sich allerdings herausgestellt, dass die Nutzung von Umlenkreflektoren einen geringeren Wirkungsgrad der Lichtintensität zur Folge hat. Weiterhin sorgt eine vorhandene gemeinsame Shutterkante in Verbindung mit der gemeinsamen Abbildungslinse für Farbeffekte an der Hell-Dunkel-Grenze der jeweiligen Teil-Lichtverteilungen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Projektionsscheinwerfer für ein Fahrzeug bereitzustellen, wobei der Projektionsscheinwerfer derart aufgebaut ist, dass der Wirkungsgrad der Lichtintensität des Projektionsscheinwerfers erhöht wird. Ebenfalls sollen etwaige Farbinhomogenitäten an der Hell-Dunkel-Grenze vermieden werden.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Projektionsscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf einem Kühlkörper eine erste Lichteinheit angeordnet ist, welches emittierbares Licht direkt auf eine Linse zur Erzeugung einer ersten Lichtfunktion projizierbar ist. Über eine zweite Lichteinheit kann projizierbares Licht über einen Umlenkreflektor auf die Linse projiziert werden. Damit werden zwei unterschiedlich optische Konzepte miteinander kombiniert. Zum Einen erfolgt eine direkte Abbildung des emittierbaren Lichtes der ersten Lichteinheit mittels der Linse. Die Linse wird damit zur Bildung einer benötigten Lichtverteilung der ersten Lichtfunktion genutzt. Über eine bestimmte Ausgestaltung der Linse kann die Lichtverteilung bestimmt werden. Da das emittierbare Licht direkt auf die Linse projiziert wird, kommt es zu keinen Verlusten, wie z.B. durch eine Schattenbildung bei Umlenkung des emittierbaren Lichtes durch einen Reflektor. Damit wird die Effizienz des Projektionsscheinwerfers erhöht. Zum Anderen erfolgt eine achsferne Einkopplung des emittierbaren Lichtes der zweiten Lichteinheit über einen Reflektor. Die gewünschte Lichtverteilung zur Erzeugung der zweiten Lichtfunktion erfolgt dementsprechend über den Umlenkreflektor. Die Linse wird in diesem Fall nur für die Abbildung der zweiten Lichtfunktion herangezogen. Dieses bietet den Vorteil, dass die Ausgestaltung der Linse nur zur gewünschten Lichtverteilung durch das emittierbare Licht der ersten Lichteinheit erfolgt.
-
Es ist besonders vorteilhaft, dass eine Lichtverteilung zur Erzeugung der ersten Lichtfunktion durch einen optischen Bereich der Linse erzeugbar ist. Der Bereich dieser Linse kann von anderen möglichen Linsenbereichen getrennt optimiert werden. Dieses betrifft insbesondere die Optimierung einer Farbkorrektur, einer Abbildungsgenauigkeit, einer Lichtstrommaximierung oder einer Reichweite der ersten Lichtfunktion. Damit wird die erste Lichtfunktion durch eine Direktabbildung der ersten Lichteinheit mittels der Linse generiert. Da der Projektionsscheinwerfer in einem Fahrzeug zum Einsatz kommt, kann insbesondere ein Fernlicht als erste Lichtfunktion durch eine Direktabbildung der ersten Lichteinheit mittels der Linse generiert werden.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass eine Lichtverteilung zur Erzeugung der zweiten Lichtfunktion durch den Umlenkreflektor erzeugbar ist. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass die Linse nur zur Abbildung der zweiten Lichtfunktion fungiert. Die Lichtverteilung als solches wird über die Funktion des Umlenkreflektors erzeugt. Hier kann der zweite optische Bereich der Linse, der lediglich zur Abbildung der zweiten Lichtfunktion genutzt wird, unabhängig von dem ersten optischen Bereich der Linse optimiert werden.
-
Es ist denkbar, dass die erste Lichteinheit und/oder die zweite Lichteinheit mindestens ein LED-Modul ist. LED-Module zeichnen sich durch ihre besonders effektive Lichtausbeute bezogen auf den Energieverbrauch aus. Zudem können sie nahezu planar auf dem Kühlkörper aufgesetzt werden, sodass ein geringerer Bauraum gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln, wie z. B. Lampen mit einer Glühwendel, erreicht werden kann. Da die Energieaufnahme geringer ist als bei herkömmlichen Leuchtmitteln, ist auch eine geringere Wärmeentwicklung vorhanden. Die Lebensdauer von LED-Modulen ist dabei um ein Vielfaches höher als bei konventionellen Leuchtmitteln. Zur Erzeugung von weißem Licht durch Leuchtdioden, können in einem LED-Modul mehrere verschiedenfarbige LEDs eingesetzt werden.
-
Es ist vorteilhaft, dass die erste Lichteinheit und/oder zweite Lichteinheit aus mehreren Leuchtmitteln ausgeführt ist, wobei insbesondere die Leuchtmittel voneinander getrennt angeordnet sind. Die Nutzung von mehreren Leuchtmitteln ermöglicht eine bessere Wärmeverteilung auf dem Kühlkörper, auf dem diese angebracht sind. Zudem kann die Leuchtintensität erhöht werden. Die Leuchtmittel können dabei über die gesamte Fläche des Kühlkörpers angebracht sein. Dies ermöglicht es, die Lichtintensität pro Flächeneinheit den gewünschten Anforderungen anzupassen.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die erste Leuchteinheit oberhalb der zweiten Leuchteinheit angeordnet ist. Durch diese Trennung können verschiedene optische Bereiche der Linse genutzt werden. Diese Bereiche können dann unabhängig voneinander optisch optimiert werden, wobei eine Optimierung im Bereich der Farbkorrektur, der Abbildungsgenauigkeit, der Lichtstrommaximierung oder der Reichweite erfolgen kann. Es ist zudem vorstellbar, dass mehrere Linsen zum Einsatz kommen, wobei die Linsen den vorhandenen Lichteinheiten auf dem Kühlkörper zugeordnet sind. Auch hier ist eine getrennte Optimierung der Linsen unabhängig voneinander möglich, wobei eine Optimierung im Bereich der Farbkorrektur, der Abbildungsgenauigkeit, der Lichtstrommaximierung oder der Reichweite der Linsen erfolgen kann. Zudem ist nur ein Kühlkörper erforderlich, auf dem die Lichteinheiten angeordnet sind. Die Nutzung eines Kühlkörpers kann zu einer Reduzierung des Bauraumes des Projektionsscheinwerfers führen.
-
Es ist vorteilhaft, dass die zweite Leuchteinheit auf einer Kühlkörperunterseite des Kühlkörpers angeordnet ist. Damit kann eine Abstrahlung des Lichtes der zweiten Leuchteinheit unabhängig von der ersten Leuchteinheit erfolgen. Die Linse kann derart ausgestaltet sein, dass der erste optische Bereich für die erste Leuchteinheit mit dem Bereich der Lichtabstrahlung der ersten Leuchteinheit zusammenfällt, wobei der zweite optische Bereich der Linse im Bereich der Lichtabstrahlung der zweiten Leuchteinheit fällt. Da die beiden Bereiche der Linse getrennt voneinander optimiert werden können, führt dies zu keiner chromatischen Aberration in der Lichtverteilung. Zudem kann die Benutzung eines statischen Schatters entfallen. Dies hat den Vorteil, dass es zu keiner Abbildung des Schatters als Spalt in der Lichtverteilung kommt.
-
Es ist denkbar, dass der Umlenkreflektor an den Kühlkörper angeordnet ist. Dabei kann der Umlenkreflektor derart ausgestaltet sein, dass dieser mit dem Kühlkörper kraftschlüssig angeordnet wird. Dabei können verschiedene Methoden zum Einsatz kommen. Hierbei kann ein Klebeverfahren, ein Schweißverfahren oder eine Verschraubung des Umlenkreflektors an den Kühlkörper zum Einsatz kommen. Bei der Benutzung von mehreren zweiten Leuchteinheiten kann der Umlenkreflektor Bereiche aufweisen, die exakt mit der Anordnung der zweiten Lichteinheiten übereinstimmen.
-
Ebenfalls ist es denkbar, dass der Umlenkreflektor über eine Isolationsschicht an dem Kühlkörper angeordnet ist. Da die Lichteinheiten, die auf dem Kühlkörper angebracht sind, beim Betrieb eine Wärmeentwicklung entstehen lassen, wird über die Isolationsschicht eine Wärmeableitung auf den Umlenkreflektor verhindert. Da der Umlenkreflektor aus Kunststoff ausgeführt sein kann, kann dadurch eine Verformung des Umlenkreflektors verhindert werden. Zudem kann die Wärme gezielt über Kühlrippen, die an dem Kühlkörper angeordnet sein können, abgeführt werden. Damit ist der Wärmeherd eingrenzbar. Dies hat vorteilhafte Auswirkungen auf den Verbau des Projektionsscheinwerfers in einem Fahrzeug, da die Wärmeentwicklung gezielt über den Kühlkörper, insbesondere den Kühlrippen abgeführt werden kann.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Umlenkreflektor aus vielen kleineren Teilreflektorflächen aufgebaut ist. Die Nutzung von Teilreflektorflächen bietet den Vorteil, dass die Lichtverteilung derart exakt berechnet werden kann, dass die Linse lediglich nur zur Abbildung dieser Lichtverteilung genutzt werden muss. Die zweite Lichtfunktion, die insbesondere zur Nutzung eines Abblendlichtes eines Fahrzeuges benutzt werden kann, kann dabei über den Umlenkreflektor, der aus vielen kleineren Teilreflektorflächen aufgebaut ist, erfolgen. Zudem bieten Teilreflektorflächen den Vorteil, dass bei Verschmutzung von einzelnen Teilreflektorflächen die Gesamtfunktion des Umlenkreflektors nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Auch ist es vorstellbar, dass pro Teilreflektorfläche eine weitere Lichteinheit zum Einsatz kommt.
-
Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht eines Projektionsscheinwerfers und
-
2 eine schematische Ansicht eines Projektionsscheinwerfers mit zwei getrennten Linsen.
-
In 1 ist schematisch ein Projektionsscheinwerfer 10 dargestellt. Eine erste Lichteinheit 22 ist dabei an einem Kühlkörper 20 angeordnet. Die Lichteinheit 22 befindet sich oberhalb einer zweiten Lichteinheit 24, die unterhalb des Kühlkörpers 20 angeordnet ist. Dabei strahlt die Lichteinheit 22 emittierbares Licht auf einen optischen Bereich 30. Das Licht der ersten Lichteinheit 22 fällt dabei direkt auf den optischen Bereich 30. Dieser optische Bereich 30 der Linse 26 bildet damit die erste Lichtfunktion direkt ab. Die erste Lichtfunktion kann dabei beispielhaft in der Nutzung eines Fernlichtes für ein Fahrzeug bestehen. Die zweite Lichteinheit 24 strahlt dabei Licht auf einen Umlenkreflektor 28, wobei der Umlenkreflektor 28 für eine konkrete Lichtverteilung sorgt, welche auf einen Bereich 32 der Linse 26 abgebildet wird. Der Bereich 32 bildet dann die durch den Umlenkreflektor 28 geschaffene Lichtverteilung für eine zweite Lichtfunktion ab. Damit kann der optische Bereich 30 unabhängig von dem Bereich 32 optimiert werden. Bei der ersten Lichteinheit 22 und der zweiten Lichteinheit 24 kann es sich dabei um ein Bi-LED Projektionsmodul handeln, wobei das Licht von einer ersten LED als erste Lichteinheit 22 direkt in den ersten optischen Bereich 30 eingekoppelt werden kann und Licht einer zweiten LED als zweite Lichteinheit 24 achsfern von unten in den Umlenkreflektor 28. Es erfolgt somit eine direkte Abbildung des Lichts der ersten LED und eine achsferne Einkoppelung des Lichts der zweiten LED, welche unterhalb des Kühlkörpers 20 angeordnet ist, in den Umlenkreflektor 28. Damit kann der erste optische Bereich 30 und der zweite optische Bereich 32 getrennt voneinander bezogen auf ihre Farbkorrektur, Abbildungsgenauigkeit, Lichtstrommaximierung und/oder Reichweite optimiert werden. Es ist zudem nur ein Kühlkörper 20 erforderlich, wodurch es zu einer Reduzierung des Bauraumes kommen kann.
-
In 2 ist die schematische Ansicht eines Projektionsscheinwerfers 10 mit zwei getrennten Linsen dargestellt, wobei auf einem Kühlkörper 20 eine erste Lichteinheit 22 planar angeordnet ist. Die planare Anordnung der ersten Lichteinheit 22 ermöglicht es, dass der Bauraum des Projektionsscheinwerfers 10 reduziert werden kann. Es ist vorstellbar, dass die erste Lichteinheit 22 in den Kühlkörper 20 eingelassen ist, so dass die Kühlkörperoberfläche eine Ebene bildet. Damit könnte z.B. eine plan-konvexe Linse 26 direkt auf die Kühlkörperoberfläche ohne Abstand angeordnet werden. Der Kühlkörper 20 weist Kühlrippen 36 auf. Die Kühlrippen 36 können auf jeder Seite des Kühlkörpers angeordnet sein. Damit kann der Bauraum des Projektionsscheinwerfers 10 auf eine bestimmte geometrische Form angepasst werden. Die erste Lichteinheit 22 strahlt dabei direkt Licht auf einen ersten optischen Bereich 30 einer Linse 26. Das Licht einer zweiten Lichteinheit 24 wird dabei über einen Umlenkreflektor 28 auf einen zweiten optischen Bereich 32 der Linse 26 gelenkt. Der Umlenkreflektor 28 weist dabei mehrere Teilreflektoren 34 auf, wobei jeder Teilreflektor 34 einer zweiten Lichteinheit zugeordnet ist, welche unterhalb des Kühlkörpers angeordnet sind. Als Linse 26 können dabei verschiedene Linsenformen zum Einsatz kommen, wie z.B. plan-konvexe, bi-konvexe, konkav-konvexe, plan-konkave, bi-konkave oder konvex-konkave Linsen. Der Umlenkreflektor 28 weist ein Befestigungsmittel 38 auf, welches mit einer Bohrung versehen ist, womit durch eine Schraubverbindung der Umlenkreflektor 28 an eine zugehörige Baueinheit kraftschlüssig angeordnet werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Projektionsscheinwerfer
- 20
- Kühlkörper
- 22
- Lichteinheit
- 24
- zweite Lichteinheit
- 26
- Linse
- 28
- Umlenkreflektor
- 30
- erster optischer Bereich
- 32
- zweiter optischer Bereich
- 34
- Teilreflektorfläche
- 36
- Kühlrippe
- 38
- Befestigungsmittel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006041942 A1 [0002]
