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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Reflektor, welcher an einer Vorderseite eine zumindest teilweise transparente erste Fläche und an einer Rückseite eine lichtreflektierende zweite Fläche aufweist.
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Aus der
DE 10 2010 027 028 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer transparenten Abdeckscheibe, einer Lichtquelle und einem das Licht der Lichtquelle homogen verteilenden Reflektor bekannt. Der Reflektor ist in eine Vielzahl von ersten Flächenelementen aufgeteilt, die derart angeordnet sind und deren Abmessungen derart bestimmt sind, dass die ersten Flächenelemente von der Lichtquelle mit einem vorbestimmten Anteil am Lichtstrom der Lichtquelle beleuchtet werden. Dabei besteht der Reflektor auf seiner der Lichtquelle zugewandten Seite aus transparentem Material mit einer glatten Oberfläche. Die ersten Flächenelemente sind in Form von reflektierenden Spiegelsegmenten realisiert, die auf einer von der Lichtquelle abgewandten Rückseite des Reflektors angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Beleuchtungsvorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst einen Reflektor, welcher an einer Vorderseite eine zumindest teilweise transparente erste Fläche und an einer Rückseite eine lichtreflektierende zweite Fläche aufweist. Erfindungsgemäß sind die erste Fläche und die zweite Fläche derart angeordnet und ausgebildet, dass sich für beide Flächen eine gemeinsame Brennpunktlage ausbildet.
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Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise erreicht, dass mittels eines einzelnen Reflektors eine Erweiterung lichttechnischer Gestaltungsmöglichkeiten und lichttechnischer Funktionen realisierbar ist. Insbesondere sind mittels des einen Reflektors unterschiedliche Fahrlichtverteilungen für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Tagfahrlicht in Kombination mit einem Fernlicht oder ein Fahrtrichtungsanzeiger in Kombination mit einem Fernlicht, erzeugbar. Durch die Verwendung nur eines Reflektors bei der Erzeugung mehrerer Lichtverteilungen wird eine signifikante Kostenersparnis realisiert und es können in vorteilhafter Weise Bauraumanforderungen minimiert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Schnittdarstellung einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik,
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2 schematisch eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
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3 schematisch eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2,
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4 schematisch eine mittels des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 erzeugte erste Lichtverteilung,
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5 schematisch eine mittels des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 erzeugte zweite Lichtverteilung,
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6 schematisch eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung, und
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7 schematisch eine Draufsicht auf einen Reflektor der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung 1 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug nach dem Stand der Technik dargestellt.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist insbesondere Bestandteil eines Scheinwerfers oder einer Leuchte des Fahrzeugs, beispielsweise eines Frontscheinwerfers, einer Rückleuchte, eines seitlich am Fahrzeug angeordneten Scheinwerfers oder einer seitlich am Fahrzeug angeordneten Leuchte.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 2 mit einem Brennpunkt L1 und einen Reflektor 3, welcher an einer Vorderseite eine zumindest teilweise transparente erste Fläche 3.1 und an einer Rückseite eine lichtreflektierende zweite Fläche 3.2 aufweist.
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Die erste Fläche 3.1 weist dabei einen Brennpunkt P1 auf, welcher mit dem Brennpunkt L1 der Lichtquelle 2 identisch ist. Die zweite Fläche 3.2 weist einen Brennpunkt P2 auf, welcher von den Brennpunkten L1, P1 abweicht, so dass die zweite Fläche 3.2 ein Offset der ersten Fläche 3.1 bildet.
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Somit ist die Lichtquelle 2 defokussiert außerhalb der Brennpunktlage des Brennpunktes P2 angeordnet, woraus sich in nachteiliger Weise ergibt, dass mittels der Lichtquelle 2 keine geeignete Lichtverteilung mit geringer Streuung erzeugbar ist. Das heißt, mittels der dargestellten Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem Stand der Technik ist lediglich eine Lichtverteilung erzeugbar.
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Beim Einsatz einer zweiten Lichtquelle 4, insbesondere einer defokussierten Lichtquelle 4, verschiebt sich die Lichtverteilung in schwer kontrollierbarer Weise, so dass die Defokussierungstechnik nur begrenzt einsetzbar ist.
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Zur Überwindung dieser Nachteile ist bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 vorgesehen, dass die erste Fläche 3.1 und die zweite Fläche 3.2 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich für beide Flächen 3.1, 3.2 eine gemeinsame Brennpunktlage ausbildet.
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Ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 zeigen 2 und 3 in verschiedenen Ansichten.
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Im Unterschied zu der aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß 1 umfasst die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Reflektor 3, dessen erste Fläche 3.1 und zweite Fläche 3.2 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sich für beide Flächen 3.1, 3.2 eine gemeinsame Brennpunktlage im Brennpunkt P1 ausbildet. Auch hierbei ist die erste Fläche 3.1 für einen ersten Teil des Lichts reflektierend und einen zweiten Teil des Lichts durchlässig ausgebildet. Die zweite Fläche 3.2 ist dagegen für den zweiten Teil des Lichts reflektierend ausgebildet.
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Zur Erzeugung einer definierten Streuung des Lichts sind auf der ersten Fläche 3.1 kissenförmige oder facettenförmige optische Elemente 5 angeordnet. Die optischen Elemente 5 weisen vorzugsweise jeweils eine konkave oder konvexe Form auf, sind im Querschnitt kreisbogenförmig gekrümmt, eben oder freiförmig.
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Zur Reflexion des Lichts ist die zweite Fläche 3.2 metallisiert ausgebildet, insbesondere mit einer Metallschicht bedampft. Beide Flächen 3.1, 3.2 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und sind paraboloidisch gekrümmt. Alternativ sind die Flächen 3.1, 3.2 als Freiformflächen ausgebildet.
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Im Brennpunkt P1 ist die Lichtquelle 2, bei welcher es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode handelt, angeordnet, so dass beide Flächen 3.1, 3.2 des Reflektors 3 optimal zu der im gemeinsamen Brennpunkt P1 der beiden Flächen 3.1, 3.2 angeordneten Lichtquelle 2 ausgerichtet sind.
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Eine zweite Lichtquelle 4, ebenfalls vorzugsweise eine Leuchtdiode, ist mit ihrem Brennpunkt L2 defokussiert außerhalb der gemeinsamen Brennpunktlage der beiden Flächen 3.1, 3.2 angeordnet. Eine mittels der zweiten Lichtquelle 4 und des Reflektors 3 erzeugte, in 5 näher dargestellte Lichtverteilung LV2 wird dadurch mehr gestreut als eine mittels der ersten Lichtquelle 2 und des Reflektors 3 erzeugte, in 4 näher dargestellte Lichtverteilung LV1.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Lichtquellen 2, 4 in einer Reflektor-Achse positioniert, so dass große Unterschiede in der Streuung der erzeugten Lichtverteilungen LV1, LV2 erreicht werden. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen sind auch andere beliebig Positionen der Lichtquellen 2, 4 möglich, beispielsweise senkrecht zur Reflektor-Achse.
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Das emittierte Licht beider Lichtquellen 2, 4 trifft zunächst auf die erste Fläche 3.1 des Reflektors 3, welche teildurchlässig für das Licht ist. Ein kleiner Teil des Lichts, beispielsweise 4% bis 5% werden in Abhängigkeit vom Material des Reflektors 3 aufgrund der so genannten Fresnelschen Reflexion reflektiert. Der verbleibende Anteil des transmittierten Lichts wird dann innerhalb des Reflektors 3 gebrochen und von der metallisierten zweiten Fläche 3.2 reflektiert. Anschließend wird das Licht an der Grenzfläche zwischen dem transparenten Material, d. h. der ersten Fläche 3.1, und der Luft gebrochen.
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In 4 ist die mittels der ersten Lichtquelle 2 und des Reflektors 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 erzeugte Lichtverteilung LV1 dargestellt. Aufgrund der als metallisierter Paraboloid ausgebildeten zweiten Fläche 3.2 wird ein sehr stark beleuchteter, eng begrenzter zentraler Bereich B1, ein so genannter Hotspot, in der Lichtverteilung LV1 erzeugt. Wenn die erste Fläche 3.1 derart ausgebildet ist, dass diese eine laterale Breite aufweist, kann als erste Lichtverteilung LV1 in besonders vorteilhafter Weise eine typische Fernlichtverteilung für einen Frontscheinwerfer des Fahrzeugs generiert werden.
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Für die zweite Lichtquelle L2 wird der Einfluss der paraboloidisch ausgebildeten zweiten Fläche 3.2 schwächer, so dass der Hotspot in der zweiten Lichtverteilung LV2 vermieden werden kann, und eine breitere Lichtverteilung LV2 mit einem breiteren Bereich B2 hoher Helligkeit erzeugt werden kann, welche sich beispielsweise für eine Tagfahrlichtfunktion oder eine Fahrtrichtungsanzeigerfunktion eignet. Eine derartige Lichtverteilung LV2 zeigt 5.
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Somit ist es mittels des in den 2 und 3 dargestellten Reflektors 3 im Gegensatz zu einem konventionellen Reflektor 3 gemäß 1 möglich, dass die mittels der defokussierten Lichtquelle 4 erzeugte zweite Lichtverteilung LV2 definiert und mit hoher Genauigkeit erzeugbar ist. Aufgrund der gezielten Steuerung der Defokussierung und der Auslegung der streuenden optischen Elemente 5 können in besonders vorteilhafter Weise auch weitere Effekte, wie beispielsweise eine Verschiebung der Lichtverteilungen LV1, LV2 oder eine Breite der Streuung, gesteuert werden.
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Weiterhin können in Abhängigkeit von einer relativen Position der Lichtquellen 2, 4 zu dem Reflektor 3 unterschiedliche Lichtverteilungen LV1, LV2 erzeugt werden.
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Zusätzlich zur Verwendung von zwei Lichtquellen 2, 4 ist es in nicht näher dargestellter Weise möglich, dass lediglich eine Lichtquelle 2 oder 4 verwendet wird, um mehrere Lichtverteilungen LV1, LV2 zu erzeugen. Hierzu ist bzw. sind die Lichtquelle 2 oder 4 und/oder der Reflektor 3 an einem bewegbaren Trägerelement angeordnet und somit relativ zueinander bewegbar.
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6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 und 3 sind zusätzlich auf der zweiten Fläche 3.2 kissenförmige oder facettenförmige optische Elemente 6 zur Erzeugung einer definierten Streuung des Lichts angeordnet. Die kissenförmigen oder facettenförmigen optischen Elemente 6 sind dabei gemäß den optischen Elementen 5 auf der ersten Fläche 3.1 ausgebildet, können in nicht dargestellten Ausführungsbeispielen in Abhängigkeit einer gewünschten zu erzielenden Streuung aber auch von diesen abweichen.
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Weiterhin sind die Flächen 3.1, 3.2 des Reflektors 3 derart angeordnet und ausgebildet, dass sich für beide Flächen jeweils eine Brennpunktlage in den Brennpunkten P1, P2 ausbildet, wobei in jedem Brennpunkt P1, P2 jeweils eine Lichtquelle 2, 4 angeordnet ist.
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Beliebige weitere Konfigurationen der Beleuchtungsvorrichtung 1 können erreicht werden, indem die Flächen 3.1, 3.2 mit Streuung, ohne Streuung, oder mit unterschiedlichen Streuungsstärken ausgelegt werden. Diese Eigenschaften werden in Abhängigkeit der zu erzeugenden Lichtverteilungen LV1, LV2 mit unterschiedlichen Brennpunktlagen kombiniert.
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In 7 ist eine Draufsicht auf ein mögliches Ausführungsbeispiels des Reflektors 3 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 dargestellt. Zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit ist auf die erste Fläche 3.1 eine Maske 7 aufgebracht. Insbesondere ist erste Fläche 3.1 mit einer solchen Maske bedampft.
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Dies ermöglicht, dass sowohl im Kalt- als auch im Warmzustand beispielsweise Motive auf der ersten Fläche 3.1 darstellbar sind, was im beleuchteten oder unbeleuchteten Zustand, sowohl lichttechnisch als auch aus Designsicht eine große Gestaltungsfreiheit erlaubt und die Erzeugung einer großen Anzahl von verschiedenen Lichtverteilungen LV1, LV2 erlaubt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungsvorrichtung
- 2
- Lichtquelle
- 3
- Reflektor
- 3.1
- erste Fläche
- 3.2
- zweite Fläche
- 4
- Lichtquelle
- 5
- optisches Element
- 6
- optisches Element
- 7
- Maske
- B1
- Bereich
- B2
- Bereich
- L1
- Brennpunkt
- L2
- Brennpunkt
- LV1
- Lichtverteilung
- LV2
- Lichtverteilung
- P1
- Brennpunkt
- P2
- Brennpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010027028 A1 [0002]
