DE102013225950A1 - Automotive lighting device - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit mindestens einem plattenförmig flach ausgebildeten Lichtleiter, der eine erste Lichtleitfläche, eine zweite Lichtleitfläche, und Schmalseiten aufweist, wobei ein erster Bereich der Schmalseiten als Lichtaustrittsfläche und ein zweiter Bereich der Schmalseiten als Reflektor ausgebildet ist, wobei der Reflektor dazu eingerichtet ist, einen Teil des von einer Lichtquelle in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts in Richtung der Lichtaustrittsfläche zu lenken. Es ist vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung mehrere solcher Lichtleiter aufweist, die stapelartig so angeordnet sind, dass sich die Lichtleitflächen benachbarter Lichtleiter in einem Übergangsbereich berühren und dass derjenige der mehreren Lichtleiter, dessen Lichtaustrittsfläche nahe einer die Beleuchtungseinrichtung kennzeichnenden Bezugsachse angeordnet ist, dazu eingerichtet ist, das in ihn eingekoppelte Licht so zu konzentrieren, so dass eine Lichtverteilung ein im Vorfeld der Beleuchtungseinrichtung liegendes Helligkeitsmaximum aufweist.Motor vehicle lighting device having at least one plate-shaped flat formed light guide having a first Lichtleitfläche, a second Lichtleitfläche, and narrow sides, wherein a first region of the narrow sides as a light exit surface and a second region of the narrow sides is formed as a reflector, wherein the reflector is adapted to a part to direct the light coupled by a light source in the light guide in the direction of the light exit surface. It is provided that the illumination device has a plurality of such optical fibers, which are arranged in a stack such that the light guide surfaces of adjacent optical fibers touch each other in a transition region and that one of the plurality of optical fibers whose light exit surface is arranged near a reference axis characterizing the illumination device is adapted to to concentrate the light coupled into it so that a light distribution has a brightness maximum lying ahead of the illumination device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle lighting device according to the preamble of claim 1.
Eine solche Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit mindestens einem plattenförmig flach ausgebildeten Lichtleiter ist aus der
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Bereits bekannte Lichtleiter sind lichttechnisch sehr effizient, weisen aber eine flache, länglich ausgedehnte Lichtaustrittsfläche auf. Insbesondere ist es problematisch, mit den genannten Beleuchtungseinrichtungen eine Lichtverteilung in einem Vorfeld eines Kraftfahrzeuges zu erreichen, die vom Zentrum zu den Rändern der Lichtverteilung einen Beleuchtungsstärkeverlauf einer bestimmten erwünschten Form aufweist. Ein Beleuchtungsstärkeverlauf einer erwünschten Form wird beispielsweise bei einer regelkonformen Scheinwerferlichtverteilung gefordert. Eine Abblendlichtverteilung oder eine Fernlichtverteilung sind Beispiele einer solchen Scheinwerferlichtverteilung, ohne dass die Aufzählung abschließend gemeint ist. Already known light guides are very efficient in terms of lighting, but have a flat, elongated light exit surface. In particular, it is problematic to achieve a light distribution in an apron of a motor vehicle with the said lighting devices, which has an illuminance curve of a certain desired shape from the center to the edges of the light distribution. An illumination intensity profile of a desired shape is required, for example, in the case of a rule-conforming spotlight distribution. A low-beam distribution or a high-beam distribution are examples of such a headlight distribution without the enumeration being meant conclusively.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art, bei der mittels effizienter Lichtleiter eine großflächige Austrittsfläche homogen beleuchtet wird und die eine regelkonforme Lichtverteilung mit einem einer regelkonformen Lichtverteilung entsprechenden Beleuchtungsstärkeverlauf erzeugbar ist. Against this background, the object of the invention in the specification of a lighting device of the type mentioned, in which a large area exit surface is homogeneously illuminated by means of efficient light guide and the rule-compliant light distribution with a rule compliant light distribution corresponding illuminance profile can be generated.
Die Aufgabe wird von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object is achieved by a motor vehicle headlight with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie mehrere der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Lichtleiter aufweist, die stapelartig so angeordnet sind, dass sich die Lichtleitflächen benachbarter Lichtleiter wenigsten in einem Übergangsbereich berühren, der nahe an der Lichtaustrittsfläche von wenigstens einem der sich berührenden Lichtleiter liegt. The illumination device according to the invention is characterized in that it comprises a plurality of light guides described in the preamble of claim 1, which are arranged in a stack so that the light guide surfaces of adjacent light guides touch at least in a transition region which is close to the light exit surface of at least one of the touching Light guide is located.
Auf diese Weise bilden die jeweiligen flachen, länglich ausgedehnten Lichtaustrittsflächen der mehreren Lichtleiter in vertikaler Richtung aufeinander gestapelt eine großflächige gemeinsame Austrittsfläche. Insbesondere ist vorgesehen, dass derjenige der mehreren Lichtleiter, dessen Lichtaustrittsfläche nahe eine die Beleuchtungseinrichtung kennzeichnenden Bezugsachse angeordnet ist, dazu eingerichtet ist, das in ihn eingekoppelte Licht so zu konzentrieren, dass eine von der Beleuchtungseinrichtung erzeugte Lichtverteilung ein im Vorfeld der Beleuchtungseinrichtung liegendes Helligkeitsmaximum aufweist.In this way, the respective flat, elongated light exit surfaces of the plurality of optical fibers in the vertical direction stacked on one another form a large common exit surface. In particular, it is provided that the one of the plurality of optical waveguides whose light exit surface is arranged near a reference axis characterizing the illumination device is adapted to concentrate the light coupled into it such that a light distribution generated by the illumination device has a brightness maximum lying in advance of the illumination device.
Mit dem Begriff „Bezugsachse“ ist hier eine die Leuchte kennzeichnende Achse gemeint. Vom Gesetzgeber ist vorgesehen, dass die Bezugsachse vom Hersteller als eine Achse angegeben wird, welche als Bezugsrichtung (H = 0°, V = 0°) für den regelkonformen Anbau der Beleuchtungseinrichtung am Fahrzeug und als Bezugsrichtung für die Winkel bei den photometrischen Messungen dient. H steht für die horizontale Richtung und V steht für die vertikale Richtung. Demzufolge geht die Bezugsachse durch den Schnittpunkt der Hauptachsen H, V der regelkonformen Lichtverteilung.By the term "reference axis" is meant an axis characterizing the axis here. The legislator stipulates that the reference axis is specified by the manufacturer as an axis which serves as the reference direction (H = 0 °, V = 0 °) for the regulation-compliant mounting of the illumination device on the vehicle and as reference direction for the angles in the photometric measurements. H stands for the horizontal direction and V stands for the vertical direction. Consequently, the reference axis passes through the intersection of the major axes H, V of the rule-compliant light distribution.
Sinnvollerweise wird die Bezugsachse so gewählt, dass sie parallel zu einer Hauptlichtaustrittsrichtung der Beleuchtungseinrichtung liegt. Bei Beleuchtungseinrichtungen, die eine Abbildungsoptik aufweisen, ist häufig die optische Achse dieser Abbildungsoptik als Bezugsachse gewählt.The reference axis is expediently chosen such that it lies parallel to a main light exit direction of the illumination device. In lighting devices that have an imaging optics, often the optical axis of this imaging optics is selected as the reference axis.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenigstens einer der mehreren plattenartigen Lichtleiter eine Reflexionsfläche aufweist, wobei die Reflexionsfläche eine rotationssymmetrische Vertiefung in einer der beiden Lichtleitfläche ist, die sich bis zu einer bestimmten Tiefe in den Lichtleiter erstreckt und wobei die wenigstens eine Lichtquelle so angeordnet ist, dass ihr Licht über die der Vertiefung gegenüberliegende Lichtleitfläche in den Lichtleiter einkoppelt und auf die Reflexionsfläche fällt, wobei die Reflexionsfläche dazu eingerichtet ist, auf sie einfallendes Licht radial zu reflektieren, so das sich die Strahlen unter flachen Winkeln in dem Lichtleiter ausbreiten und vom Lichtleiter je nach Richtung der radialen Reflexion entweder direkt zur Austrittsfläche gelenkt werden oder zunächst vom Reflektor an der Schmalseite umgelenkt zu werden, um dann ebenfalls zur Austrittsfläche gelenkt zu werden. In an advantageous embodiment it is provided that at least one of the plurality of plate-like optical fibers has a reflection surface, wherein the reflection surface is a rotationally symmetrical recess in one of the two Lichtleitfläche extending to a certain depth in the light guide and wherein the at least one light source arranged in that its light is coupled into the optical waveguide via the light guide surface opposite the depression and falls onto the reflection surface, the reflection surface being adapted to radially reflect light incident thereon, so that the rays propagate at shallow angles in the light guide and from Depending on the direction of the radial reflection, optical fibers can either be directed directly to the exit surface or be first deflected by the reflector on the narrow side, in order to then also be directed to the exit surface.
An der Schmalseite findet die Reflexion beispielsweise an einem prismenartig ausgebildeten Reflektor, einem sogenannten Dachkantenreflektor, dergestalt statt, dass auf ihn einfallendes Licht zweifach umgelenkt wird und bei der Umlenkung die Richtung des einfallenden Lichtes so umgekehrt wird, dass der weitere Weg des umgelenkten Lichtes zwischen der Vertiefung und der gegenüberliegenden Lichtleitfläche hindurch führt. Derartig gestaltete Lichtleiter nutzen das in sie eingekoppelte Licht besonders effektiv zur Beleuchtung ihrer Lichtaustrittsfläche.On the narrow side, the reflection takes place for example on a prism-like reflector, a so-called roof edge reflector, such that incident light is deflected twice and reversing the direction of the incident light is reversed so that the further path of the deflected light between the Well and the opposite light guide surface passes. Such designed light guides use the coupled-in light particularly effective for illuminating their light exit surface.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass eine Abbildungsoptik dazu eingerichtet und angeordnet ist, durch die Lichtaustrittsflächen austretendes Licht in das Vorfeld der Beleuchtungseinrichtung zu lenken und dass die Lichtaustrittsflächen der Lichtleiter in einem Bereich nahe der objektseitigen Brennfläche der Abbildungsoptik, insbesondere einer Abbildungslinse angeordnet sind. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Lichtaustrittsflächen eines oder mehrerer Lichtleiter um bis zu wenige Millimeter von dieser Brennfläche beabstandet angeordnet sind. Dadurch wird diese Lichtaustrittsfläche nicht scharf in die resultierende Lichtverteilung abgebildet. Bei der unscharfen Abbildung überlagern sich von verschiedenen Lichtaustrittsflächen ausgehende Strahlenbündel, so dass für einen Betrachter der Eindruck einer großflächigen und gleichmäßig beleuchteten Austrittsfläche entsteht.An advantageous embodiment is that an imaging optics is set up and arranged to direct light emerging through the light exit surfaces into the apron of the illumination device and that the light exit surfaces of the light guides are arranged in a region near the object-side focal surface of the imaging optics, in particular an imaging lens. It is preferably provided that the light exit surfaces of one or more light guides are arranged at a distance of up to a few millimeters from this focal surface. As a result, this light exit surface is not sharply imaged in the resulting light distribution. In the blurred image, bundles of rays emanating from different light exit surfaces overlap, giving the observer the impression of a large, uniformly illuminated exit surface.
Vorteilhaft ist auch, dass wenigstens einer der sich in dem Übergangsbereich berührenden Lichtleiter dazu eingerichtet ist, in ihm propagierendes Licht so austreten zu lassen, dass es sich mit dem aus einem benachbarten Lichtleiter stammenden Licht teilweise vermischt. Dadurch entsteht für den Betrachter der Eindruck einer großflächigen und homogen beleuchteten Austrittsfläche. Die Vermischung der Strahlengänge wird durch geeignete Maßnahmen erreicht. Beispielsweise sind die Berührungsflächen der betreffenden Lichtleiter lokal lichtleitend miteinander verbunden, so dass Licht im Übergangsbereich nahe der Lichtaustrittsfläche von dem einen Lichtleiter in den anderen Lichtleiter übertritt.It is also advantageous that at least one of the optical fibers in contact with the transition region is adapted to allow light propagating in it to emerge in such a way that it partially mixes with the light originating from an adjacent optical fiber. This gives the viewer the impression of a large and homogeneously illuminated exit surface. The mixing of the beam paths is achieved by suitable measures. For example, the contact surfaces of the respective optical waveguides are locally connected to one another in terms of light, so that light in the transition region near the light exit surface transitions from one optical waveguide into the other optical waveguide.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass wenigstens einer der mehreren Lichtleiter in Teilbereichen seiner Lichtaustrittsfläche oder in Teilbereichen, die nahe an seiner Lichtaustrittsfläche liegen, Strukturen aufweist, die dazu geeignet sind, das in dem Lichtleiter propagierende Licht zu streuen. Das gestreute Licht der einzelnen Lichtleiter überlagert sich in dem Übergangsbereich nahe den Lichtaustrittsflächen, so dass die einzelnen Lichtaustrittsflächen zusammen wie eine große homogen leuchtende Austrittsfläche erscheinen.Furthermore, it is proposed that at least one of the plurality of light guides in subregions of its light exit surface or in subregions which lie close to its light exit surface have structures which are suitable for scattering the light propagating in the light guide. The scattered light of the individual light guides is superimposed in the Transition area near the light exit surfaces, so that the individual light exit surfaces appear together as a large homogeneous luminous exit surface.
Es ist bevorzugt, dass die Lichtaustrittsfläche wenigstens eines der mehreren stapelartig angeordneten Lichtleiter unterhalb der Bezugsachse der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist. Das von dieser Lichtaustrittsfläche ausgehende Licht wird durch die Abbildungsoptik in das Vorfeld der Beleuchtungseinrichtung oberhalb der Bezugsachse abgebildet. Damit wird eine Lichtverteilung erzeugt, die eine Ausleuchtung oberhalb einer mittleren Horizontalen aufweist. Auf diese Weise wird beispielsweise eine Fernlichtverteilung generiert.It is preferred that the light exit surface of at least one of the plurality of stacked optical fibers is arranged below the reference axis of the illumination device. The light emanating from this light exit surface is imaged by the imaging optics in the apron of the illumination device above the reference axis. This produces a light distribution which has an illumination above a middle horizontal. In this way, for example, a high beam distribution is generated.
Weiterhin ist bevorzugt, dass zwischen den Lichtaustrittsflächen und der Abbildungsoptik eine Blende angeordnet ist. Die Blende ist feststehend oder beweglich. Die Blende weist eine Blendenkante auf, die in der objektseitigen Brennfläche der Abbildungsoptik liegt oder in diese hineinbewegbar ist, so dass die Blende Lichtaustrittsflächen, die unterhalb der optischen Achse der Abbildungsoptik angeordnet sind ganz oder teilweise verdeckt. Die Blendenkante wird von der Abbildungsoptik als Hell-Dunkel-Grenze in das Vorfeld der Beleuchtungseinrichtung abgebildet. Damit ist beispielsweise eine Abblendlichtverteilung erzeugbar. Furthermore, it is preferred that a diaphragm is arranged between the light exit surfaces and the imaging optics. The aperture is fixed or movable. The diaphragm has an aperture edge which lies in the object-side focal surface of the imaging optical system or can be moved into it, so that the diaphragm completely or partially obscures light exit surfaces which are arranged below the optical axis of the imaging optical unit. The diaphragm edge is imaged by the imaging optics as a light-dark boundary in the apron of the illumination device. Thus, for example, a low-beam light distribution can be generated.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Lichtaustrittsfläche wenigstens eines der mehreren Lichtleiter in der objektseitigen Brennfläche der Abbildungsoptik angeordnet ist. Diese Lichtaustrittsfläche wird dann scharf in das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abgebildet, so dass der Rand der ersten Lichtleitfläche oder der Rand der zweiten Lichtleitfläche als Hell-Dunkel-Grenze dient.A further preferred embodiment provides that the light exit surface of at least one of the plurality of light guides is arranged in the object-side focal surface of the imaging optics. This light exit surface is then sharply imaged in the apron of the motor vehicle, so that the edge of the first light guide surface or the edge of the second light guide surface serves as a light-dark boundary.
Weiterhin ist bevorzugt, dass zwischen den Lichtaustrittsflächen und der Abbildungsoptik eine feststehende Blende angeordnet ist. Die feststehende Blende begrenzt fensterartig die Lichtaustrittsflächen aller der stapelartig angeordneten Lichtleiter, um so ein gewünschtes Erscheinungsbild der gesamten Austrittsfläche zu erzeugen. Außerdem werden durch die Blende Teilbereiche der Lichtleiter oder ihrer Lichtaustrittsflächen, die nicht sichtbar sein sollen, verdeckt. Die feste Blende kann zusammen mit der beweglichen Blende verwendet werden.Furthermore, it is preferred that a fixed diaphragm is arranged between the light exit surfaces and the imaging optics. The fixed aperture window-like limits the light exit surfaces of all the stacked optical fibers, so as to produce a desired appearance of the entire exit surface. In addition, portions of the light guides or their light exit surfaces, which should not be visible, are covered by the diaphragm. The fixed bezel can be used with the movable bezel.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass bei wenigstens einem der mehreren Lichtleiter die erste Lichtleitfläche und/oder die zweite Lichtleitfläche einen Winkel mit der Lichtaustrittsfläche einschließen, der kein rechter Winkel ist. Bevorzugt ist auch, dass die erste Lichtleitfläche und/oder die zweite Lichtleitfläche mindestens über einen Teilbereich ihrer Längserstreckung einen Winkel ungleich Null Grad zueinander aufweisen, so dass sich die Dicke des plattenförmigen Lichtleiters in Richtung zur Austrittsfläche gleichförmig ändert. Dabei weicht bevorzugt entweder die Lichtaustrittsfläche von einer vertikalen Lage ab, oder es weicht eine der beiden Lichtleitflächen oder beide Lichtleitflächen von einer horizontalen Lage ab. Außerdem kann die Lichtaustrittsfläche aller oder einzelner Lichtleiter von der senkrechten Lage abweichen. Je nach Kombination können unterschiedliche lichttechnische Effekte erzielt werden. Es werden hier einige wenige davon aufgezählt und beschrieben, ohne dass die Aufzählung abschließend gemeint ist.A further embodiment provides that in at least one of the plurality of optical fibers, the first light guide surface and / or the second light guide surface form an angle with the light exit surface, which is not a right angle. It is also preferred that the first light-guiding surface and / or the second light-guiding surface have an angle not equal to zero degrees relative to one another over at least a partial region of their longitudinal extent, so that the thickness of the plate-shaped light conductor uniformly changes in the direction of the exit surface. In this case, either the light exit surface preferably deviates from a vertical position, or one of the two light guide surfaces or both light guide surfaces deviates from a horizontal position. In addition, the light exit surface of all or individual light guides can deviate from the vertical position. Depending on the combination different lighting effects can be achieved. Here are a few of them enumerated and described, without the enumeration is meant conclusively.
Wird beispielsweise die Lichtaustrittsfläche oben entgegen der Lichtaustrittsrichtung aus der Vertikalen gekippt, wird das austretende Licht bezüglich der Horizontalen nach unten gelenkt. Ein Kippen der Lichtaustrittsfläche oben in Lichtaustrittsrichtung aus der Vertikalen führt zu einer Ablenkung des austretenden Lichts nach oben bezüglich der Horizontalen. Ein Kippen einer oder beider Lichtleitflächen, das so erfolgt, dass sich der Lichtleiter in vertikalen Ebenen (y-z-Ebenen) zu der Lichtaustrittfläche hin verjüngt, führt dazu, dass sich das Strahlenbündel aufweitet. Die Aufweitung kann dabei so erfolgen, dass sich die Strahlenbündel der einzelnen Lichtleiter schon in dem Übergangsbereich überlagern oder erst nach dem Durchtritt durch die Lichtaustrittsflächen erfolgt. If, for example, the light exit surface is tilted upwards against the direction of light exit from the vertical, the exiting light is directed downwards with respect to the horizontal. A tilting of the light exit surface above in the light exit direction from the vertical leads to a deflection of the exiting light upwards with respect to the horizontal. Tilting of one or both light guide surfaces, which occurs in such a way that the light guide tapers in vertical planes (y-z planes) towards the light exit surface, causes the radiation beam to expand. The widening can be effected in such a way that the beams of the individual optical fibers are already superimposed in the transition region or take place only after passing through the light exit surfaces.
Ein Kippen einer oder beider Lichtleitflächen, das so erfolgt, dass sich der Lichtleiter in vertikalen Ebenen (y-z-Ebenen) zu der Lichtaustrittsfläche hin erweitert, führt dazu, dass sich der Öffnungswinkel des Strahlenbündels verringert.Tilting of one or both light guide surfaces, which takes place in such a way that the light guide widens in vertical planes (y-z planes) toward the light exit surface, results in that the aperture angle of the radiation beam is reduced.
Die voranstehend beschriebenen Lagen der Lichtleitflächen und der Lichtaustrittsfläche zueinander und/oder zu den Hauptachsen und Kombinationen daraus und auch die vertikale und laterale Ausdehnung der Lichtaustrittsflächen, sowie die Form des Reflektors und der Reflexionsfläche sind dazu geeignet, eine gewünschte, regelkonforme Lichtverteilung zu erzeugen.The above-described positions of the light guide surfaces and the light exit surface to each other and / or to the main axes and combinations thereof and also the vertical and lateral extent of the light exit surfaces, as well as the shape of the reflector and the reflection surface are adapted to produce a desired, compliant light distribution.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die mehrere Lichtleiter zueinander geneigt angeordnet sind, so dass ihre Lichtaustrittsflächen radial um eine horizontal liegende Achse angeordnet sind. Dadurch werden zum einen die aus den einzelnen Lichtaustrittsflächen austretenden Lichtbündel bezüglich ihrer Lage zur Gesamtlichtverteilung ausgerichtet, zum anderen gewinnt man im Bereich der Lichteintrittsenden der einzelnen Lichtleiter Raum um beispielsweise Kühlkörper oder ähnliches anzuordnen.A further embodiment provides that the plurality of optical fibers are arranged inclined to each other, so that their light exit surfaces are arranged radially about a horizontal axis. As a result, on the one hand, the light bundles emerging from the individual light exit surfaces are aligned with regard to their position to the total light distribution, on the other hand one gains space in the region of the light entry ends of the individual light guides, for example, to arrange heat sinks or the like.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass ein Lichteintrittsende wenigstens eines der mehreren Lichtleiter gegenüber dem Übergangsbereich nahe der Lichtaustrittsfläche um einen Winkel bezüglich der Bezugsachse abgewinkelt ist. Der Winkel beträgt vorzugsweise 90°. Diese „gekröpfte“ Ausführung der Lichtleiter, bewirkt, das deren Ausdehnung in Richtung der Bezugsachse gegenüber ebenen Lichtleitern reduziert ist, wodurch eine in dieser Richtung besonders kompakte Bauform der Beleuchtungseinrichtung möglich ist.A further advantage is that a light entry end of at least one of the plurality of optical fibers with respect to the transition region near the light exit surface by an angle with respect to the Reference axis is angled. The angle is preferably 90 °. This "cranked" design of the light guides, causes their expansion is reduced in the direction of the reference axis with respect to planar light guides, whereby a particularly compact design of the lighting device is possible in this direction.
Vorteilhaft ist auch, dass wenigstens einer der Lichtleiter in Richtung der Bezugsachse stufenartig ausgebildet ist. In dem stufenartig ausgebildeten Lichtleiter wird das Licht in eine andere Ebene umgelenkt. Die stufenartige Form des oder der Lichtleiter erleichtert den Einbau in vorhandene Gehäuse. Um unterschiedlichen Einbauverhältnissen gerecht zu werden, ist es auch bevorzugt, dass der Lichtleiter in seiner Ausdehnung längs der Bezugsachse gewölbt ausgeführt ist.It is also advantageous that at least one of the light guides is designed stepwise in the direction of the reference axis. In the stepped optical waveguide, the light is deflected to another plane. The step-like shape of the light guide or facilitates the installation in existing housing. In order to meet different installation conditions, it is also preferred that the light guide is curved in its extension along the reference axis.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens einer der Lichtleiter in seiner horizontalen Ausdehnung längs einer quer zur Bezugsachse und bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung horizontal liegenden Achse gewölbt ausgeführt ist. Dadurch wird für die Gestaltung der Lichtaustrittsfläche eine größere Freiheit erzielt.A further embodiment provides that at least one of the light guides is curved in its horizontal extent along a horizontal axis transverse to the reference axis and in the intended use. As a result, a greater freedom is achieved for the design of the light exit surface.
Es ist auch bevorzugt, dass die Lichtquellen getrennt voneinander ansteuerbar sind und/oder Licht unterschiedlicher Farbe und/oder unterschiedlicher Intensität abstrahlen, um unterschiedliche Licht- oder Leuchtenfunktionen mit derselben gemeinsamen Austrittsfläche zu realisieren.It is also preferred that the light sources can be controlled separately from one another and / or emit light of different color and / or different intensity in order to realize different light or luminaire functions with the same common exit surface.
Bevorzugt ist auch, dass wenigstens einer der mehreren Lichtleiter Strukturen aufweist, an denen das Licht in gewünschte Richtungen gelenkt wird. Die Strukturen sind beispielsweise Grenzflächen von Ausnehmungen im Lichtleiter, an denen interne Totalreflexionen stattfinden, und/oder es sind die Schmalseiten, die den Lichtleiter begrenzen. An diesen Flächen erfolgt ebenfalls eine interne Totalreflexion des auftreffenden Lichts. Die Flächen sind dabei so geformt, dass das reflektierte Licht in gewünschte Richtungen gelenkt wird. In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung bilden die Ausnehmungen sogenannte Luftlinsen. Bei diesen Luftlinsen durchläuft das im Lichtleiter propagierende Licht die Ausnehmung im Lichtleiter. Beim Durchtritt durch die Grenzfläche wird das Licht durch Brechung in gewünschte Richtungen gelenkt. Mittels dieser internen Strukturen wird beispielsweise ein Lichtleiter geschaffen, der sowohl eine gute Fokussierung des Lichts in Richtung der Bezugsachse erlaubt, als auch eine gewisse Ausleuchtung von Randbereichen zulässt.It is also preferable that at least one of the plurality of optical fibers have structures on which the light is directed in desired directions. The structures are, for example, interfaces of recesses in the optical waveguide, at which internal total reflections take place, and / or it is the narrow sides which delimit the optical waveguide. An internal total reflection of the incident light also takes place on these surfaces. The surfaces are shaped so that the reflected light is directed in desired directions. In an alternative or additional embodiment, the recesses form so-called air lenses. In these air lenses, the light propagating in the optical fiber passes through the recess in the optical fiber. When passing through the interface, the light is directed by refraction in desired directions. By means of these internal structures, for example, a light guide is provided which allows both a good focusing of the light in the direction of the reference axis, and also allows a certain illumination of edge areas.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, neben den Lichtaustrittsflächen der stapelartig angeordneten Lichtleiter weitere Lichtaustrittsflächen so angeordnet sind, dass ihre Lichtaustrittsflächen so angeordnet sind, dass ihre Lichtaustrittsflächen bezüglich einer quer zur Bezugsachse und bei bestimmungsgemäßer Verwendung vertikal liegender Achse gleich hoch liegen wie wenigstens eine Lichtaustrittsfläche der stapelartig angeordneten Lichtleiter. Diese benachbarten Lichtaustrittsflächen sind dabei beispielsweise die Lichtaustrittsflächen von vorzugsweise plattenförmigen Lichtleitern, die in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet sind, wie einer der stapelartig angeordneten Lichtleiter.A preferred embodiment provides, in addition to the light exit surfaces of the stacked light guide further light exit surfaces are arranged so that their light exit surfaces are arranged so that their light exit surfaces are the same height with respect to a transverse axis to the reference axis and the intended use vertical axis as at least one light exit surface of the stack arranged light guide. These adjacent light exit surfaces are, for example, the light exit surfaces of preferably plate-shaped light guides, which are arranged in the same horizontal plane as one of the stacked light guide.
Alternativ ist es auch denkbar, dass einer der stapelartig angeordneten Lichtleiter in horizontaler Richtung weiter ausgedehnt ist, als der beispielsweise unmittelbar benachbart darüber angeordnete Lichtleiter. Bereiche der ersten, oberen Lichtleitfläche, die nicht durch den darüber angeordneten Lichtleiter bedeckt sind, weisen dabei eine Höhe bezüglich der y-Achse auf, die größer ist als die Höhe der zweiten, unteren Lichtleitfläche des darüber angeordneten Lichtleiters. Der darüber angeordnete Lichtleiter ist in den darunter angeordneten Lichtleiter eingebettet. Seitliche Bereiche der Lichtaustrittsfläche des umgebenden, hier des unteren Lichtleiters, sind so gestaltet, dass sie, in der Horizontalen gesehen, neben der Lichtaustrittsfläche des eingebetteten Lichtleiters angeordnet sind.Alternatively, it is also conceivable that one of the stacked optical fibers is further extended in the horizontal direction, as the example, immediately adjacent thereto arranged light guide. Areas of the first, upper light guide surface, which are not covered by the light guide arranged above, thereby have a height with respect to the y-axis, which is greater than the height of the second, lower light guide surface of the light guide arranged above. The light guide arranged above is embedded in the light guide arranged underneath. Lateral areas of the light exit surface of the surrounding, here the lower light guide, are designed so that they, viewed in the horizontal, are arranged next to the light exit surface of the embedded light guide.
In einer ähnlichen Ausgestaltung ist ein unterhalb angeordneter Lichtleiter in den benachbarten, oberhalb angeordneten Lichtleiter eingebettet, so dass die Lichtaustrittsfläche des eingebetteten Lichtleiters oben und seitlich von der Lichtaustrittsfläche des oberhalb benachbarten Lichtleiters umgeben ist.In a similar embodiment, a light guide arranged below is embedded in the adjacent, above-arranged light guide, so that the light exit surface of the embedded light guide is surrounded above and laterally by the light exit surface of the above adjacent light guide.
Derartig gestaltete und angeordnete Lichtaustrittsflächen erlauben eine flexibel gestaltbare, gemeinsame Austrittsfläche.Such designed and arranged light exit surfaces allow a flexibly shaped, common exit surface.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens einer der mehreren stapelartig angeordneten Lichtleiter mit Licht mehrerer Lichtquellen gespeist wird. Mehrere Lichtquellen, deren Licht in denselben Lichtleiter eingekoppelt wird, vergrößern die Intensität der von dem Lichtleiter erzeugten Lichtverteilung.A further embodiment provides that at least one of the plurality of stacked optical fibers is fed with light from a plurality of light sources. Several light sources, whose light is coupled into the same light guide, increase the intensity of the light distribution generated by the light guide.
Ergänzend wird vorgeschlagen, dass jeder Lichtleiter mit Licht wenigstens einer Lichtquelle gespeist wird. Dadurch wird die gesamte Austrittsfläche, zusammengesetzt aus den Lichtaustrittsflächen der einzelnen plattenartigen Lichtleiter, effizient homogen beleuchtet.In addition, it is proposed that each light guide is fed with light from at least one light source. As a result, the entire exit surface, composed of the light exit surfaces of the individual plate-like light guides, efficiently illuminated homogeneously.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen anwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the combination given but also in other combinations are applicable, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Elemente. Es zweigen, jeweils in schematischer Form:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In this case, the same reference numerals in the various figures denote the same elements. It branches, each in schematic form:
Ein erster Bereich der Schmalseiten
Weiterhin weist der Lichtleiter
Die Lichtquelle
Hier ist die z-Achse identisch mit einer Bezugsachse, die vom Hersteller der Beleuchtungseinrichtung zu definieren ist. Die Bezugsachse dient als Bezugsrichtung für die regelkonforme Lichtverteilung. Die Bezugsachse geht durch der Schnittpunkt der Hauptachsen (H = 0°, V = 0°) der regelkonformen Lichtverteilung. Bei Beleuchtungseinrichtungen, die eine Abbildungsoptik aufweisen, wird häufig die optische Achse dieser Abbildungsoptik als Bezugsachse gewählt.Here, the z-axis is identical to a reference axis to be defined by the manufacturer of the illumination device. The reference axis serves as a reference direction for the rule-compliant light distribution. The reference axis passes through the intersection of the major axes (H = 0 °, V = 0 °) of rule-compliant light distribution. In lighting devices that have an imaging optics, often the optical axis of this imaging optics is selected as the reference axis.
Die Längsausdehnung der streifenförmigen Lichtaustrittsfläche liegt parallel zur x-Achse des Koordinatensystems. Bei einem bestimmungsgemäßen Einbau des Lichtleiters in eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung verläuft die x-Achse parallel zum Horizont und ist deshalb nachfolgend auch als Horizontale bezeichnet, wobei die y-Achse sinngemäß als Vertikale zu verstehen ist. Das gedachte Koordinatensystem behält seine Ausrichtung in allen nachfolgenden Figuren bei.The longitudinal extent of the strip-shaped light exit surface is parallel to the x-axis of the coordinate system. In a proper installation of the light guide in a motor vehicle lighting device, the x-axis is parallel to the horizon and is therefore hereinafter also referred to as horizontal, the y-axis is to be understood as a vertical meaning. The imaginary coordinate system retains its alignment in all subsequent figures.
Die
Die Funktionsweise des Lichtleiter
Von der Lichtquelle
From the
Im Gegensatz zu der
Die erste Lichtleitfläche
Sowohl die in der
Jedem der mehreren Lichtleiter
Es ist bevorzugt, dass die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung
Bei der Zylinderlinse weisen eine oder beide brechende Flächen die Form eines Zylindermantelsegments auf. Daher fokussiert die Zylinderlinse auf sie einfallendes paralleles Licht auf eine Brennlinie anstelle eines Brennpunktes wie es bei der asphärischen oder rotationssymmetrischen Linse der Fall ist. In the cylindrical lens, one or both refracting surfaces have the shape of a cylinder shell segment. Therefore, the cylindrical lens focuses on incident parallel light on a focal line instead of a focal point as is the case with the aspheric or rotationally symmetric lens.
Die torische Linse weist in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen zwei unterschiedliche Brechkräfte, oder noch allgemeiner, zwei unterschiedliche Ablenkeigenschaften auf. Eine der Linsenoberflächen hat dabei die Form eines Oberflächenabschnitts eines Torus. The toric lens has two different powers, or more generally, two different deflection characteristics in two perpendicular directions. One of the lens surfaces has the shape of a surface portion of a torus.
In der dargestellten Ausgestaltung ist die Abbildungslinse
Die nachfolgend dargestellten und beschriebenen Ausgestaltungen und Wirkungsweisen der Beleuchtungseinrichtung
Der Verlauf der Strahlengänge innerhalb jedes der mehreren Lichtleiter
Um eine möglichst homogen leuchtende Austrittsfläche
Die Abbildungsoptik
In den
Für eine Lichtverteilung, die eine gute Ausleuchtung oder ein Helligkeitsmaximum unterhalb und oberhalb der horizontalen Hauptachse der Lichtverteilung benötigt, wie beispielsweise eine Fernlichtverteilung, bietet sich eine Anordnung der Lichtleiter
Die
Die Lichtaustrittsfläche
Die
Insgesamt ist bei einer Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung
Denkbar ist auch eine Erweiterung des Lichtleiters
Es wird daher eine Verringerung des Öffnungswinkels des von der Lichtquelle
Die Verjüngung oder Verstärkung der Lichtleiterplatten
Idealerweise ist, um die optischen Effekte bei einer Verjüngung oder einer Verstärkung des Lichtleiters zu vermeiden, jeder Lichtleiter über seine gesamte Ausdehnung in etwa in konstanter Dicke auszuführen. Die Dicke eines der mehreren Lichtleiter
Denkbar ist auch, dass jeder der Lichtleiter
Die
In der
Die erste Lichtleiterplatte
Zwischen den Lichtaustrittsflächen
In der dargestellten Ausgestaltung sind die einzelnen Lichtaustrittsflächen
Die Lichtaustrittsfläche
Durch Verschiebung einer Lichtaustrittsfläche um dz zur Brennebene wird die Verteilung des Lichtes, welches hier austritt, etwas unschärfer. Durch die geneigten Bereiche der Austrittsflächen wird die Lage der dort austretenden Strahlen vertikal in der Lichtverteilung geändert. Im gezeigten Fall wird das Licht etwas näher zum Zentrum der Lichtverteilung geschoben. Diese Maßnahmen der Änderung von dz oder der Änderung der Neigung oder der Flächenform der Austrittsflächen sind auch in anderer Anordnung als hier gezeigt anwendbar. By shifting a light exit surface by dz to the focal plane, the distribution of light, which emerges here, a little blurred. Due to the inclined regions of the exit surfaces, the position of the rays emerging there is changed vertically in the light distribution. In the case shown, the light is pushed a little closer to the center of the light distribution. These measures of changing dz or changing the inclination or the surface shape of the exit surfaces are also applicable in a different arrangement than shown here.
Die anhand der
Andere Ausgestaltungen sehen vor, dass die Lichtaustrittsflächen
Die
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der erste Lichtleiter
Denkbar sind auch Ausgestaltungen der Beleuchtungseinrichtung
Die in den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen zur Verwendung kommenden Lichtleiter
In der dargestellten Ausgestaltung weist die zentrale Ausnehmung zwei brechende Grenzflächen
In einer anderen Ausgestaltung ist zentrale Ausnehmung
Die Umlenkabschnitte werden zum Teil durch Außenkonturen
Die innerhalb der Lichtleiters
Insgesamt bietet die unterschiedliche Ausgestaltung der Strukturen in Form linsenartiger wirkender Ausnehmungen oder verschiedenartig gestalteter Umlenkabschnitte vielfältige Möglichkeiten, das innerhalb des Lichtleiters propagierende Licht so zu lenken, dass eine gewünschte, regelkonforme Lichtverteilung dargestellt wird.Overall, the different configuration of the structures in the form of lenticular-acting recesses or diversely designed deflection sections offers a variety of possibilities for directing the light propagating within the light guide in such a way that a desired, rule-compliant light distribution is displayed.
Die
Der in der
Im nichtverbundenen Zustand ist die Verbindungsfläche die Lichtleitfläche in der als Reflexionsfläche
Eine weitere Ausgestaltung eines Lichtleiters
Auf einer dem Lichtleiter abgewandten Seite ist der Einkoppelvorsprung
Die
Der Reflektor
Die Lichtleitarme
Die Reflexionsfläche
Diesen Begrenzungsflächen gegenüberliegend weisen die Lichtleitarme
Es ist denkbar, dass jeder Lichtleitarm
Die in anhand der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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