DE102020112608A1 - Projektionsmodul eines Fahrzeuges und Volumenlinse dafür - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges, das eine Lichtquelle (3) aufweist, die auf eine Projektionsmaske (2) und über diese auf eine Ausgangsoptik gerichtet ist, die zum Richten des projizierten Lichtes (S) auf eine Fahrbahn (4) in der Umgebung eines Fahrzeuges angepasst ist. Die Projektionsmaske (2) ist an der vorderen Wand (10) einer Volumenlinse (1) gebildet, diese vordere Wand (10) ist zum Richten des projizierten Lichtes (S) aus der Lichtquelle (3) auf eine flache obere Wand (11) der Volumenlinse (1) angepasst, die zur totalen Reflexion des projizierten Lichtes (S) auf eine gekrümmte Ausgangswand (12) der Volumenlinse (1) angepasst ist, die zur Sendung des projizierten Lichtes (S) auf die Fahrbahn (4) in die erforderliche Form des projizierten Bildes (5) angepasst ist.Die Erfindung betrifft auch eine Volumenlinse für ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges.

Description

  • Bereich der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges, das eine Lichtquelle aufweist, die auf eine Projektionsmaske und über diese auf eine Ausgangsoptik gerichtet ist, die zum Richten des projektierten Lichtes auf eine Fahrbahn in einer Umgebung eines Fahrzeuges angepasst ist.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Volumenlinse für ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges.
  • Bereich der Technik
  • Eine Projizierung von Warn-/Informationssignalen auf eine Fahrbahn oder in die Umgebung eines Fahrzeuges, insbesondere aus der hinteren Leuchte, ist aus einer ganzen Reihe von Dokumenten, z.B. aus JP 2015 132 707 A , US 2017 068 087 A1 , US 2017 246 983 A1 und US 2018 118 099 A1 bekannt.
  • Es ist auch eine Einrichtung bekannt, die auf 0 dargestellt ist, die zur Projizierung von einem Bild, z.B. Logo auf die Fahrbahn in der Umgebung eines Fahrzeuges, z.B. beim Öffnen der Tür eines Fahrzeuges bestimmt ist, die darauf basiert, dass aus einer Lichtquelle (LED) das jeweilige Licht über eine Kollektionslinse geführt wird, die das Licht aus der Lichtquelle auf eine weiter angeordnete Maske richtet, die durch einen durchsichtigen oder durchscheinenden Teil mit einer Formabsorptionsbedruckung (schwarz) eines Teils seiner Fläche gebildet wird, wobei ein nicht bedruckter Teil der Fläche der Maske eine Form eines projizierten Bildes bildet, das das Licht aus der Lichtquelle weiter auf eine Projektionslinse (oder eine Gruppe von Linsen) durchlässt, mit der das Bild auf die Fahrbahn in der Umgebung eines Fahrzeuges gerichtet wird. Die Projektionslinse ist so ein optisches Element, das die genannte Maske, die im Fokus der Projektionslinse angebracht ist, in eine Abbildungsebene, d.h. auf eine Fahrbahn abbildet, wodurch auf die Fahrbahn ein bestimmtes Bild, z.B. ein Logo projiziert wird.
  • Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass diese zur Platzierung in die Tür eines Fahrzeuges in einer senkrechten Lage nach unten primär bestimmt ist, woher sie das festgesetzte Bild auf die Fahrbahn senkrecht nach unten in die Ebene der Fahrbahn projiziert. Wenn dieses Modul in einer anderen Lage angewandt werden sollte, z.B. um das Bild von der hinteren Leuchte auf die Fahrbahn in einem bestimmten Abstand von dem Fahrzeug (hinter dem Fahrzeug) zu projizieren, müsste dieses Projektionsmodul in der Leuchte schräg nach unten platziert werden, also es würde in dem inneren Raum der Leuchte einen größeren Raum einnehmen, als es zur zweckmäßigen Ausnutzung des inneren Raumes der Leuchte erwünscht ist. Der weitere Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass diese gewöhnlich aus einigen optischen Bestandteilen besteht, was den Aufwand auf Zusammenbauen der Leuchte sowie den Aufwand auf gegenseitige Positionierung von einzelnen Teilen erhöht, damit eine richtige gegenseitige Lage von allen optischen Bestandteilen gegeneinander sichergestellt wird.
  • Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile des bisherigen Standes der Technik der Projizierung eines festgesetzten Bildes auf eine Fahrbahn zu beseitigen oder mindestens zu minimieren.
  • Darlegung des Wesens der Erfindung
  • Das Ziel der Erfindung wird durch ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges erreicht, dessen Wesen darin besteht, dass die Projektionsmaske an der vorderen Wand einer Volumenlinse gebildet wird, diese vordere Wand zum Richten des projizierten Lichtes aus der Lichtquelle auf die flache obere Wand der Volumenlinse angepasst ist, die zur totalen Reflexion des projektierten Lichtes auf eine gekrümmte Ausgangswand der Volumenlinse angepasst ist, die zur Sendung des projektierten Lichtes auf die Fahrbahn in die erforderliche Form des projektierten Bildes angepasst ist.
  • Ein Vorteil dieser Anordnung besteht in einer erheblichen Platzersparnis in der vertikalen Richtung zur Bildung einer Projektionseinrichtung, die im Grunde genommen waagrecht situiert ist, die das erforderliche Bild jedoch nach unten auf die Fahrbahn am Fahrzeug projiziert, was eine Integration von solchem Projektionsmodul auch in die hintere Leuchte eines Fahrzeuges und dabei eine Reduktion der Anzahl von optischen Teilen ermöglicht.
  • Aus Sicht der Lebensdauer und Einfachheit ist es vorteilhaft, wenn die Projektionsmaske durch eine Absorptionsschicht mit einem lichtdurchlässigen Teil in der Form eines projizierten Bildes gebildet wird.
  • Aus Produktionssicht ist es vorteilhaft, wenn die Volumenlinse durch einen prismenförmigen Körper gebildet wird, dessen eine Frontwand schräg ist und eine schräge Eingangswand der Volumenlinse bildet, wobei die andere Frontwand von diesem prismenförmigen Körper eine Formwand ist und eine Ausgangswand der Volumenlinse bildet und zwischen diesen Wänden eine flache obere Wand angeordnet ist. Solchen Körper kann man auch massenweise hochwertig, z.B. durch Einspritzen eines optischen Kunststoffes produzieren.
  • Zur Verbesserung einer Homogenität der Beleuchtung der Maske und gleichzeitigen Verbesserung eines Beleuchtungswirksamkeitsgrades des Projektionsmoduls ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Lichtquelle und der schrägen Eingangswand der Volumenlinse eine Kollektionslinse angeordnet ist.
  • Zur Erniedrigung eines Montage- und Einrichtaufwandes ist es vorteilhaft, wenn die Kollektionslinse mit einem Körper der Volumenlinse mechanisch verbunden ist.
  • Aus Produktionssicht ist es vorteilhaft, wenn die Kollektionslinse mit dem Körper der Volumenlinse durch einen oberen Arm in eine unteilbare Ganzheit verbunden ist, was ein Körper ist, den man massenweise hochwertig, z.B. durch Einspritzen eines optischen Kunststoffes produzieren kann.
  • Das Wesen einer Volumenlinse für ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges besteht darin, dass diese durch einen prismenförmigen Körper gebildet wird, dessen eine Stirnwand schräg ist und eine schräge Eingangswand einer Volumenlinse bildet, wobei die andere Frontwand von diesem prismenförmigen Körper eine Formwand ist und eine Ausgangswand einer Volumenlinse bildet und zwischen diesen Wänden eine flache obere Wand angeordnet ist.
  • Zur Verbesserung einer Homogenität der Beleuchtung der Maske und zur gleichzeitigen Verbesserung eines Beleuchtungswirksamkeitsgrades ist es vorteilhaft, wenn vor der schrägen Eingangswand der Volumenlinse eine Kollektionslinse angeordnet ist.
  • Zur Erniedrigung eines Montage- und Einrichtaufwandes ist es vorteilhaft, wenn die Kollektionslinse mit einem Körper der Volumenlinse mechanisch verbunden ist.
  • Aus Produktionssicht ist es vorteilhaft, wenn die Kollektionslinse mit dem Körper der Volumenlinse durch einen oberen Arm in eine unteilbare Ganzheit verbunden ist, was ein Körper ist, den man massenweise hochwertig, z.B. durch Einspritzen eines optischen Kunststoffes produzieren kann.
  • Figurenliste
  • Die jeweilige Erfindung ist anhand der Zeichnung schematisch dargestellt, wo es zeigen:
    • 1 Aufriss einer Volumenlinse nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 2 Ansicht auf eine Volumenlinse aus 1 in der Richtung der X-Achse,
    • 3 Ansicht von unten auf eine Volumenlinse aus 1,
    • 4 Raumansicht auf eine Volumenlinse aus 1,
    • 5 Raumdarstellung einer Funktion der Ausführung der Erfindung mit einer Volumenlinse aus 1,
    • 6 Aufriss einer Volumenlinse nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 7 Ansicht auf eine Volumenlinse aus 6 in der Richtung der X-Achse,
    • 8 Ansicht von unten auf eine Volumenlinse aus 6,
    • 9 Raumansicht auf eine Volumenlinse aus 6,
    • 10 Raumdarstellung einer Funktion der Ausführung der Erfindung mit einer Volumenlinse aus 6.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Die Erfindung wird anhand eines Projektionsmoduls eines Fahrzeuges mit einer Volumenlinse 1 in Form einer dickwandigen Linse mit einer Eingangswand 10 beschrieben, die eine Projektionsmaske 2 aufweist, die das Licht S aus einer Lichtquelle 3 nach oben auf eine flache obere Wand 11 einer Volumenlinse 1 projiziert, von der das projektierte Licht S in der Richtung nach unten auf eine gekrümmte Ausgangswand 12 einer Volumenlinse 1 total reflektiert wird, die das projektierte Licht S weiter nach unten auf eine Fahrbahn 4 in die erforderliche Form eines projektierten Bildes 5 projiziert. Die Ausgangwand 12 der Volumenlinse 1 bildet in ihrem Grunde genommen eine Projektionslinse eines Projektionsmoduls. Die flache obere Wand 11 ist im Grunde genommen zwischen einer Eingangswand 10 der Volumenlinse 1 und einer Ausgangswand 12 der Volumenlinse 1 angeordnet.
  • Die Lichtquelle 3 wird beispielsweise durch eine LED - oder eine andere geeignete Lichtquelle gebildet, die zur Verwendung im Bereich der Verkehrsmittel zertifiziert wird.
  • Die Projektionsmaske 2 wird beispielsweise durch eine Absorptionsschicht, d.h. durch eine lichtundurchlässige Schicht gebildet, deren Teil in der Form eines projizierten Bildes 5, d.h. eines Bildes 5, das auf eine Fahrbahn 4 in der Umgebung eines Fahrzeuges projiziert werden soll, zum Beispiel durch Lasern beseitigt wird. Die Projektionsmaske 2 ist so im Grunde genommen ein Negativ eines projizierten Bildes 5. Damit es vollkommen klar ist, sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Projektionsmaske 2 und das projektierte Bild 5 auf der Fahrbahn 4 zum einfacheren Begreifen nur illustrativ dargestellt. Wenn das projizierte Bild 5 nämlich durch ein Lichtfeld, d.h. durch einen flächig festgesetzten Lichtstrom gebildet werden soll, der auf der Fahrbahn 4 ein ausgeleuchtetes Zeichen bildet (Bild 5), muss dann die Projektionsmaske 6 als eine undurchsichtige Fläche gebildet werden, in der ihr Teil, der dem projizierten Bild 5 entspricht, beseitigt wird, d.h. die schräge vordere Wand 10 wäre auf 5 „ganz dunkel“ (gegenüber 5) und nur ihr dem projizierten Bild 5 entsprechender Teil wäre „weiß“ (gegenüber 5).
  • In dem Ausführungsbeispiel auf 5 ist die Lichtquelle 3 auf eine schräge Eingangswand 10 einer Volumenlinse 1 laut 1 bis 4 gerichtet, wobei diese schräge vordere Wand 10 mit ihrer flächigen Form und Neigung zum Richten des projizierten Lichtes S aus der Lichtquelle 3 auf eine flache (plane) obere Wand 11 der Volumenlinse 1 angepasst ist. Von der flachen (planen) oberen Wand 11 der Volumenlinse 1 wird das projizierte Licht S auf eine gekrümmte Ausgangswand 12 der Volumenlinse 1 total reflektiert, die das projizierte Licht S weiter auf eine Fahrbahn 4 in die erforderliche Form des projizierten Bildes 5 richtet.
  • Eine Volumenlinse 1 nach 1 bis 4 wird durch einen prismenförmigen Körper gebildet, dessen eine Frontwand schräg ist und eine schräge Eingangswand 10 der Volumenlinse 1 bildet, wobei die andere Frontwand von diesem prismenförmigen Körper eine Formwand ist und eine Ausgangswand 12 der Volumenlinse 1 bildet.
  • In dem Ausführungsbeispiel auf 10 ist zwischen der Lichtquelle 3 und der schrägen Eingangswand 10 der Volumenlinse 1 eine Kollektionslinse 7 angeordnet. Die Kollektionslinse 7 ist zur Verbesserung eines Wirksamkeitsgrades und einer Gleichmäßigkeit der Beleuchtung der schrägen Eingangswand 10 der Volumenlinse 1 angepasst, die eine Projektionsmaske 2 aufweist, wodurch der Beleuchtungswirksamkeitsgrad des Projektionsmoduls des jeweiligen Fahrzeuges erhöht wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf 6 bis 9 ist die Kollektionslinse 7 durch einen oberen Arm 70 mit dem Körper der Volumenlinse 1 laut der Ausführung aus 1 bis 4 mechanisch verbunden, und ist so ihr integraler Bestandteil, wodurch auch eine Raum- und Richtungsbestimmtheit eines gegenseitigen Verhältnisses einer Kollektionslinse 7 und einer Volumenlinse 1 sichergestellt wird. Das so gebildete Komplet einer Kollektionslinse 7 und einer Volumenlinse 1 kann man auch als einen Teil ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Positionierung beider Teile gegenüber sich, z.B. durch Einspritzen eines optischen Kunststoffes produzieren. In dem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Komplet einer Kollektionslinse 7 und Volumenlinse 1 auf eine andere geeignete Weise in einen Körper von gegenseitig lagen- und richtungsorientierten Teilen verbunden. In einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kollektionslinse 7 durch einen selbständigen Körper gebildet, der in einer erforderlichen Lage und Orientierung zwischen der Lichtquelle 3 und der Volumenlinse 1 angeordnet ist. Hier ist jedoch eine zusätzliche Sicherung einer gegenseitigen Lage und Richtung der Lichtquelle 3, Kollektionslinse 7 und Volumenlinse 1 in der Gruppe eines Projektionsmoduls eines Fahrzeuges notwendig.
  • 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
    • JP 2015132707 A [0003]
    • US 2017068087 A1 [0003]
    • US 2017246983 A1 [0003]
    • US 2018118099 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Projektionsmodul eines Fahrzeuges, das eine Lichtquelle (3) aufweist, die auf eine Projektionsmaske (2) und über diese auf eine Ausgangsoptik gerichtet ist, die zum Richten des projizierten Lichtes (S) auf eine Fahrbahn (4) in der Umgebung eines Fahrzeuges angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsmaske (2) an der vorderen Wand (10) einer Volumenlinse (1) gebildet wird, diese vordere Wand (10) zum Richten eines projizierten Lichtes (S) aus der Lichtquelle (3) auf eine flache obere Wand (11) einer Volumenlinse (1) angepasst ist, die zur totalen Reflexion des projizierten Lichtes (S) auf eine gekrümmte Ausgangswand (12) einer Volumenlinse (1) angepasst ist, die zur Sendung des projizierten Lichtes (S) auf eine Fahrbahn (4) in eine erforderliche Form eines projizierten Bildes (5) angepasst ist.
  2. Projektionsmodul eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsmaske (2) durch eine Absorptionsschicht mit einem lichtdurchlässigen Teil in der Form eines projizierten Bildes (5) gebildet wird.
  3. Projektionsmodul eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenlinse (1) durch einen prismenförmigen Körper gebildet wird, dessen eine Frontwand schräg ist und eine schräge Eingangswand (10) der Volumenlinse (1) bildet, wobei die andere Frontwand von diesem prismenförmigen Körper eine Formwand ist und eine Ausgangswand (12) der Volumenlinse (1) bildet und zwischen diesen Wänden (10, 12) eine flache obere Wand (11) angeordnet ist.
  4. Projektionsmodul eines Fahrzeuges nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtquelle (3) und der schrägen Eingangswand (10) der Volumenlinse (1) eine Kollektionslinse (7) angeordnet ist.
  5. Projektionsmodul eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektionslinse (7) mit dem Körper der Volumenlinse (1) mechanisch verbunden ist.
  6. Projektionsmodul eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektionslinse (7) mit dem Körper der Volumenlinse (1) durch einen oberen Arm (70) in eine unteilbare Ganzheit verbunden ist.
  7. Volumenlinse für ein Projektionsmodul eines Fahrzeuges nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch einen prismenförmigen Körper gebildet wird, dessen eine Frontwand schräg ist und eine schräge Eingangswand (10) der Volumenlinse (1) bildet, wobei die andere Frontwand von diesem prismenförmigen Körper eine Formwand ist und eine Ausgangswand (12) der Volumenlinse (1) bildet und zwischen diesen Wänden (10, 12) eine flache obere Wand (11) angeordnet ist.
  8. Volumenlinse nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor der schrägen Eingangswand (10) der Volumenlinse (1) eine Kollektionslinse (7) angeordnet ist.
  9. Volumenlinse eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektionslinse (7) mit dem Körper der Volumenlinse (1) mechanisch verbunden ist.
  10. Volumenlinse eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektionslinse (7) mit dem Körper der Volumenlinse (1) durch einen oberen Arm (70) in eine unteilbare Ganzheit verbunden ist.
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