DE202004009121U1 - Motor vehicle headlight has light emitting diodes with adjustable holders and angle adjusting lenses to vary configuration of light beam - Google Patents

Motor vehicle headlight has light emitting diodes with adjustable holders and angle adjusting lenses to vary configuration of light beam Download PDF

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Abstract

The motor vehicle headlight has an adjustable projection configuration. It has a housing (1) with holder faces (2) arranged adjacent to each other in parallel to receive light sources (3) such as light emitting diodes each with a light focussing reflector (31). The diodes each have a prismatic beam direction control lens (341) at the front end to deflect light from the source or reflector at an angle to its axis.

Description

[Technisches Gebiet][Technical field]

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, insbesondere einen LED-Scheinwerfer, umfassend ein Gehäuse, eine Vielzahl von darin aufgenommenen, auf einem gemeinen stufenförmigen Halter dicht nebeneinander und parallel zueinander angeordneten Beleuchtungseinheiten, von denen jede Beleuchtungseinheit jeweils als Lichtquelle ein LED und zur parallelen Fokusierung der vom LED ausgestrahlten Lichtstrahlen einen Reflektor aufweist, und eine Streuscheibe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a headlight, in particular an LED headlamp comprising a housing, a plurality of therein recorded, close together on a common stepped holder and lighting units arranged parallel to one another, from which each lighting unit has an LED and a light source for parallel focusing of the light rays emitted by the LED has a reflector, and a diffuser, according to the preamble of claim 1.

[Stand der Technik][State of the art]

14 und 15 veranschaulicht einen typischen Scheinwerfer B, der als Lichtquelle einen Glühlampensatz 40 aufweist, welcher in einem Gehäuse 41 aufgenommen ist, wobei die von der Glühlampe ausgestrahten Lichtstrahlen durch einen im Gehäuse 41 gehaltenen Reflektor 42 reflektiert werden und durch eine Streuscheibe 43 hindurch heraustreten und ein heiliges, etwa rechteckiges Ausleuchtungs- oder Projektionsbild auf die Fahrbahn projizieren. Als Glühlampensatz 40 verwendet man eine so-genannte Biluxlampe, eine Zweifadenlampe mit zwei Faden jeweils für Fernlicht und Abblendlicht, wobei das Fernlicht zur Ausleuchtung eines weiteren Abstands und das Abblendlicht zur Ausleuchtung eines kürzeren Abstands bestimmt wird. Die Ausleuchtung des Fernlichts und diese des Abblendlichts unterscheiden sich voneinander nur in Helligkeit. Beide sind in ihrem Projektionsbild etwa gleich, d.h. das Projektionsbild des Fernlichts und dieses des Abblendlichts haben im wesentlichen die gleche und unveränderliche Größe und Geometrie. Unter Umstand kann die Projektionsbild d.h. das Beleuchtungsfeld des Fern- bzw. Abblendlichts nicht die gesamte die Fahrsicherheit betreffende Straßenbedingung umfassen. Da eine Vergrößerung des Projektionsbildes zum Einschließen der unbeleuchteten Beschaffenheiten bei einem solchen bekannten Scheinwerfer unmöglich ist, besteht die Gerfahr eines Unfalls, der auf die gefährliche Beschaffenheit im unbeleuchten Totbereich zurückzuführen ist. 14 and 15 illustrates a typical headlamp B, which is a light bulb set as a light source 40 has, which in a housing 41 is received, the light rays emitted by the light bulb through one in the housing 41 held reflector 42 be reflected and through a lens 43 step out and project a sacred, approximately rectangular illumination or projection image onto the road. As a light bulb set 40 a so-called bilux lamp is used, a two-filament lamp with two filaments for high beam and low beam, the high beam for illuminating a further distance and the low beam for illuminating a shorter distance. The illumination of the high beam and that of the low beam differ from one another only in terms of brightness. Both are approximately the same in their projection image, ie the projection image of the high beam and that of the low beam have essentially the same and unchangeable size and geometry. Under certain circumstances, the projection image, ie the illumination field of the main beam or dipped beam, cannot include the entire road condition relating to driving safety. Since it is impossible to enlarge the projection image to include the unlit textures in such a known headlamp, there is the risk of an accident which is due to the dangerous nature in the unlit dead area.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer zu schaffen, dessen Projektionsbild in ihrer Größe und Geometrie in einfacher Weise änderbar ist, wodurch der o.g. Nachteil vermieden ist.The invention is therefore the object based on creating a headlamp whose projection image in their size and geometry can be changed easily is what the above Disadvantage is avoided.

Die Erfindung geht vom Gedanke aus, daß als Lichtquelle statt einer einzigen Glühlampe eine Vielzahl von dicht paralle zueinander angeordneten Beleuchtungseinheiten verwendet werden, wobei jede Beleuchtungseinheit an ihrem vorderen Ende mit einer Ablenkungslinse versehen ist, das eine prismatische Strukturierung aus parallelen zylindrischen Linsen aufweist, die zumindest ein wesentliches Teil der von der Lichtquelle vorzugsweise einem LED) der Beleuchtungseinheit ausgestrahlten und durch sie hindurchgestrahlten Lichtstrahlen um einen Winkel weg von der Achse der Beleuchtungseinheit ablenkt. Wenn die allen Beleuchtungseinheiten B1 to Bn mit ihrer Strukturierung in der gelichen Drehstellung gehalten werden, so werden die allen Lichtstrahlen parallel zueinander gebündelt, wodurch ein schmalstes Projektionsbild erhalten wird., Wenn einige der Beleuchtungseinheiten z.B. B1⁓B5 um einen Winkel in eine neue Drehstellung verdreht werden, so werden die von diesen Beleuchtungseinheiten B1⁓B5 ausgestrahlten Lichtstrahlen nicht mehr parallel zu diesen aus den übrigen Beleuchtungseinheiten B6 ⁓Bn exmittierten Lichtstrahlen bleiben, sondern sie werden von diesen ausgebreitet, wodurch eine Vergrößerung des Projektionsbilds erreicht wird.The invention is based on the idea that as Light source instead of a single light bulb a variety of dense parallel lighting units used be, with each lighting unit at its front end with a deflection lens is provided, which has a prismatic structure comprises parallel cylindrical lenses that have at least one essential part of the light source, preferably an LED) radiated by the lighting unit and radiated through it Light rays at an angle away from the axis of the lighting unit distracting. If all lighting units B1 to Bn with their Structuring be kept in the same rotary position, see above the all light rays are bundled parallel to each other, whereby A narrowest projection image is obtained when some of the lighting units e.g. B1⁓B5 rotated by an angle into a new rotary position , the lighting units B1⁓B5 emitted light rays no longer parallel to these from the other lighting units B6 ⁓Bn rays of light remain, but they are spread out by these, causing an enlargement of the Projection image is reached.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen: [Zeichnung]The invention is based on in the drawing shown embodiments explained in more detail. It show: [drawing]

1 in perspektivischer Explosionsansicht eine Anzahl von Beleuchtungseinheiten und ihrer Halterung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers, 1 a perspective exploded view of a number of lighting units and their holder of the headlight according to the invention,

2 im vergrößerten Maßstab eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit, 2 on an enlarged scale an exploded perspective view of a lighting unit according to the invention,

3 im Längsschnitt die Beleuchtungseinheit in 2 in zusammengebautem Zustand, 3 in longitudinal section the lighting unit in 2 in assembled condition,

4 im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer, 4 in longitudinal section a headlight according to the invention,

5 bis 7 jeweils eine Vorderansicht einer Matrix oder eines Arrays der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheiten mit unterschiedlichen Drehstellungen, und ein dadurch entstehendes entsprechendes Projektionsbild, 5 to 7 in each case a front view of a matrix or an array of the lighting units according to the invention with different rotational positions, and a corresponding projection image resulting therefrom,

8 eine perspektivischer Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform der Beleuchtungseinheit mit sechseckigem Profil, 8th 3 shows an exploded perspective view of another embodiment of the lighting unit with a hexagonal profile,

9 und 10 jeweils eine Vorderansicht einer Bienenwabe-anordnung der sechskantigen Beleuchtungseinheiten, jeweils mit unverdrehten bzw. zum Teil verdrehten Beleuchtungseinheiten, 9 and 10 in each case a front view of a honeycomb arrangement of the hexagonal lighting units, each with non-twisted or partially twisted lighting units,

11 und 12 jeweils eine Vorderansicht einer Anordnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheiten, die hier dreieckig ausgebildet sind, mit unterschLEDlichen Drehstellungen, und ein dadurch entstehendes entsprechendes Projektionsbild, 11 and 12 in each case a front view of an arrangement of the lighting units according to the invention, which here are triangular, with different rotary positions, and a corresponding projection image resulting therefrom,

13 eine Vordersicht eine Matrix der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheiten, wobei sechs der Beleuchtungseinheiten im unteren rechten Eckbereich in eine neue Drehstellung verdreht sind, und 13 a front view of a matrix of the lighting units according to the invention, six of the lighting units in the lower right corner area being rotated into a new rotational position, and

14 und 15 jeweils eine perspektivische Explosionsansicht und einen Längsschnitt eines Scheinwerfers nach dem Stand der Technik. 14 and 15 each a perspective exploded view and a longitudinal section of a headlamp according to the prior art.

[Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen][Explanation of the Preferred Embodiments]

Wie aus 1 und 4 hervorgeht, weist ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer A als Beleuchtung eine Vielzahl von dicht nebeneinander angeordneten Beleuchtungseinheiten bzw. -einsätzen r auf, die in parallelen Reihen auf einem stufenförmigen Halter 2 gehalten und in einem Gehäuse 1 aufgenommen sind, das an seiner vorderen Seite mit einer lichtdurchlässigen Streuscheibe 4 abgedeckt ist. Jede der Beleuchtungseinheiten 3 wird in einer Öffnung 21 des Halters 2 eingesteckt und daxin gehalten.How out 1 and 4 emerges, a headlight A according to the invention has lighting a plurality of lighting units or inserts r arranged close to one another, arranged in parallel rows on a step-shaped holder 2 kept and in one housing 1 are recorded on the front with a translucent lens 4 is covered. Each of the lighting units 3 will be in an opening 21 of the holder 2 inserted and held daxin.

Jede Beleuchtungseinheit 3 weist ein Lichtquelle in Form eines LED's 32, einen Reflektor 31 zur parallelen Fokusierung der davon ausgestrahlten Lichtstrahlen, in dessen Bennpunkt das LED 32 liegt, einer Buchse 33 zur parallelen gebündelten Führung der Lichtstrahlen des LED's 32, die an ihrem hinteren Ende mit dem Reflektor 31 verbunden ist, und eine Ablenkungskappe 34 mit einer an ihrem vorderen Ende angeformten Ablenkungslinse 341 auf, die am dem Reflektor 31 abgewandten vorderen Ende der Buchse 33 befestigt ist. Zur Ablenkung der Lichtstrahlen des LED's 32 weist die Ablenkungslinse 341 eine Strukturierung aus parallel zueinander liegenden zylindrischen Linsen bzw. Rillen oder Rippen auf, die das größte, oder zumindest ein wesentliches Teil der vom LED 32 ausgestrahlten Lichtstrahlen um einen Winkel α von optischer Achse der Beleuchtungseinheit 3 weg ablenkt. Da jede der Beleuchtungseinheiten 3 mit ihrer optischer Achse mit einem solchen Winkel α schäg zur Fahrtrichtung des Kraftwagens angeordnet ist, werden die davon ausgestrahlten und durch die Strukturierung abgelenkten Lichtstrahlen im wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung, und damit senkrecht zur Streuscheibe 4 gerichtet. Ein durch die parallel zueinander gerichteten Lichtstrahlen erzeugtes rechteckiges Projektionsbild 50 ist in 5 gezeigt.Any lighting unit 3 has a light source in the form of an LED 32 , a reflector 31 for parallel focusing of the light rays emitted by it, in the center of which is the LED 32 is a socket 33 for parallel bundled guidance of the light rays of the LED 32 that at its rear end with the reflector 31 is connected, and a deflection cap 34 with a deflection lens molded onto its front end 341 on that at the reflector 31 opposite front end of the socket 33 is attached. For deflecting the light rays of the LED 32 points the deflection lens 341 a structuring of mutually parallel cylindrical lenses or grooves or ribs, which is the largest, or at least a substantial part of that of the LED 32 emitted light rays by an angle α from the optical axis of the lighting unit 3 distracts away. Because each of the lighting units 3 is arranged with its optical axis at such an angle α obliquely to the direction of travel of the motor vehicle, the light rays emitted therefrom and deflected by the structuring become substantially parallel to the direction of travel and thus perpendicular to the lens 4 directed. A rectangular projection image generated by the light beams directed parallel to one another 50 is in 5 shown.

Wenn die zwei rechten oder linken Spalten von Beleuchtungseinheiten 3 in eine neue Drehstellung gebracht(siehe 6 bzw. 7), so erhält man ein boomberangförmiges Projektionsbild 50 mit einem schräg nach oben gerichteten Flugel 51. Auf diese Weise kann ein ansonst nicht beleuchteter Bereich durch die ausgebreiteten Lichtstrahlen der verdrehten Beleuchtungseinheiten beleuchtet werden, wodurch eine Fahrsicherheit gewährleistet wird.If the two right or left columns of lighting units 3 brought into a new rotary position (see 6 respectively. 7 ), you get a boom-shaped projection image 50 with a wing pointing diagonally upwards 51 , In this way, an otherwise unilluminated area can be illuminated by the spread light rays of the twisted lighting units, thereby ensuring driving safety.

8 zeigt eine Variante einer Beleuchtungseinheit 3, die sich von dieser in 2 nur darin unterscheidet, daß die allen Bauteile 31,33, und 34 mit Ausnahme des LED's 32 einen sechseckigen Querschnitt aufweist. Natürlich müssen die Öffnungen 21 des Halters 2 dementsprechend sechkantig ausgebildet sein. Daraus ergibt sich eine bienenwabeförmige Anordnung, wie es aus 9 und 10 hervorgeht. 8th shows a variant of a lighting unit 3 that differ from this in 2 only differs in that the all components 31 . 33 , and 34 with the exception of the LED 32 has a hexagonal cross section. Of course, the openings 21 of the holder 2 accordingly be hexagonal. This results in a honeycomb-shaped arrangement, as is the case with 9 and 10 evident.

11 und 12 illustriert eine andere Ausführungsform, mit dem Unterschied, daß die Beleuchtungseinheiten 34 eine dreieckige Form aufweisen. 11 and 12 illustrates another embodiment, with the difference that the lighting units 34 have a triangular shape.

Die Funktion eines Fern- bzw. Abblendlichts kann durch die Wahl der eingeschalteten Beleuchtungseinheiten 34 mit unterschiedlichen Drehstellungen erreicht werden. In 13 werden die sechs Beleuchtungseinheiten im unteren rechten Eckbereich in eine andere Drehstellung gebracht. Wenn der Scheinwerfer als Abblendlicht funktioniert, werden nur die drei unteren Reihen von Beleuchtungseinheiten 34 eingeschaltet, während die zwei oberen Reihen nicht aktiviert werden. Hierdurch wird ein boomberangförmiges, mit Festlinien gezeigtes Projektionsbild 51 gebildet. Hingegen werden bei der Verwendung als Fernlicht die allen fünf Reihen von Beleuchtungseinheiten 34 eingeschaltet. Daraus ergibt sich ein heiligeres, mit gestrichelten Linien gezeigtes Projektionsbild 51. Alternativ dazu können bei der Verwendung als Abblendlicht nur die zwei oberen Reihen von Beleuchtungseinheiten 34 verwendet werden, wodurch eine schmales rechteckiges Projektionsbild erzeugt wird. Dieses letzt genannte Abblendlicht eignet sich für die Fällen, bei denen ein vergrößertes Projektionsbild nicht erforderlich ist.The function of a high beam or low beam can be selected by selecting the lighting units that are switched on 34 can be achieved with different rotary positions. In 13 the six lighting units in the lower right corner are moved to a different position. If the headlamp works as a low beam, only the three bottom rows of lighting units 34 switched on while the two upper rows are not activated. This creates a boom-shaped projection image shown with fixed lines 51 educated. In contrast, when used as a high beam, all five rows of lighting units 34 switched on. This results in a more sacred projection image, shown with dashed lines 51 , Alternatively, when used as a low beam, only the top two rows of lighting units can be used 34 can be used, which creates a narrow rectangular projection image. This latter low beam is suitable for cases in which an enlarged projection image is not required.

Claims (5)

Ein Scheinwerfer A, umfassend ein Gehäuse 1, eine Vielzahl von darin aufgenommenen, auf einem gemeinen stufenförmigen Halter 2 dicht nebeneinander und parallel zueinander angeordneten Beleuchtungseinheiten 3, von denen jede Beleuchtungseinheit 3 jeweils als Lichtquelle ein LED 32 und zur parallelen Fokusierung der vom LED 32 ausgestrahlten Lichtstrahlen einen Reflektor 31 aufweist, und eine Streuscheibe 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Beleuchtungseinheit 3 an ihrem vorderen Ende 34 eine durch eine prismatische Strukturierung gebildete Ablenkungslinse 341 aufweist, durch die zumindest ein wesentliches Teil der vom LED 32 ausgestrahlten bzw. vom Reflektor 31 zurückgeworfenen Lichtstrahlen um einen Winkel von der Achse der Beleuchtungseinheit 3 weg abgelenkt wird.A headlight A, comprising a housing 1 , a plurality of housed therein on a common step holder 2 lighting units arranged close to each other and parallel to each other 3 each of which lighting unit 3 one LED each as light source 32 and for parallel focusing of the LED 32 emitted light rays a reflector 31 has, and a lens 4 , characterized in that each lighting unit 3 at their front end 34 a deflection lens formed by a prismatic structure 341 has through which at least a substantial part of the LED 32 broadcast or from the reflector 31 reflected light rays at an angle from the axis of the lighting unit 3 is distracted away. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit 3 zylindrisch ausgebildet ist.Headlight according to claim 1, characterized in that the lighting unit 3 is cylindrical. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit 3 einen sechskantigen Querschnitt aufweist.Headlight according to claim 1, characterized in that the lighting unit 3 has a hexagonal cross section. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit 3 einen dreieckigen Querschnitt aufweist.Headlight according to claim 1, characterized in that the lighting unit 3 has a triangular cross section. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Beleuchtungseinheiten 3 jeweils in einer Öffnung 21 am Halter 2 gehalten ist, deren Form dem Querschnitt der Beleuchtungseinheit 3 anpaßt.Headlight according to one of claims 1 to 4, characterized in that each of the lighting units 3 each in an opening 21 on the holder 2 is held, the shape of the cross section of the lighting unit 3 adapts.
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