DE602004011186T2

DE602004011186T2 - Einheit zur Projektion eines Lichtbündels, eine optische Vorrichtung für die Einheit, und Fahrzeug Frontlichteinrichtung

Info

Publication number: DE602004011186T2
Application number: DE602004011186T
Authority: DE
Inventors: Piermario Repetto; Stefano Bernard; Denis Bollea; Davide Capello
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2024-05-15
Also published as: JP2005327734A; EP1596125A1; CN100523593C; US7455438B2; DE602004011186D1; JP4679231B2; EP1596125B1; US20050276061A1; CN1721758A; ATE383544T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul zum Bündeln eines Lichtstrahles vom Typus, wie es in der Präambel von Anspruch 1 definiert wird.
Ein Modul dieses Typus ist beispielsweise bekannt aus dem US-Patent 4698730 , welches ein Modul beschreibt, das eine LED umfasst mit einer radialartigen Bündelung, montiert auf einen Träger und einem optischen Element, welches mit totaler innerer Reflexion arbeitet (total internal reflection). Das optische Element weist eine substantiell zylindrische Vertiefung auf, in welcher die Linse, welche als Bündelung für die LED fungiert, montiert ist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Strahles, der durch die LED emittiert wird, gebündelt wird durch die Linse, welche deren Bündelung konstituiert, während ein anderer Teil des Strahles durch einen Reflektor kollimiert wird einer substantiell parabolischen Querschnittsanordnung.
Andere Lösungen, die ähnlich zu dieser sind, wurden vorgeschlagen, beispielsweise in der Patentanmeldung WO00/24062 , in welcher die Kollimationsfunktion realisiert wird durch ein transparentes dielektrisches Modul, welches die LED-Quelle in einer geeigneten substantiell zylindrischen Vertiefung beherbergt; wie im Fall zuvor wird ein Teil des Strahles durch einen Reflektor eines substantiell parabolischen Querschnittes reflektiert und arbeitet mit totaler innerer Reflexion, während ein zweiter Abschnitt durch eine Linse gebündelt wird, deren erste Oberfläche durch die obere Oberfläche der Vertiefung konstituiert wird.
Weitere Variationen des gleichen Konzeptes werden in den Patentanmeldungen EP0798788 , DE19507234 , WO00/36336 , und WO03/048637 dargelegt.
In einigen Anmeldungen haben die beschriebenen Vorrichtungen begrenzte Flexibilität. Verschiedene Lösungen zum Herstellen von optischen Einheiten, welche Festphasen-Lichtquellen einsetzen, im speziellen LEDs, werden im Sektor Automobile untersucht. In diesen Anmeldungen muss, speziell unter Berücksichtigung der Scheinwerfer mit einer Abblendfunktion, das Licht der projizierten Lichtstrahlen bestimmte Erfordernisse erfüllen, welche durch Standards, welche auf dem Gebiet in Kraft sind, bestimmt werden.
Im Fall von abgeblendeten Scheinwerfer ist die Divergenz des projizierten Strahles speziell kritisch für die Regionen des Scheinwerfers, welche das Licht in Richtung der Zone der Ver teilung projizieren, die nahe am Horizont ist (siehe beispielsweise 1), wo der Standard einen sehr scharfen Übergang vom Maximum oder Peak der Verteilung bereitstellt bei einem Winkel von 1–2 Grad unterhalb des Horizonts und Intensitätswerte in der Nähe von Null oberhalb der Horizontlinie. Für abgeblendete Scheinwerfer entsprechend europäischen Standards nimmt die Verteilung der Strahlintensität die charakteristische Form ein, die in 1 gezeigt ist, in welcher die Linien-Punkte von gleicher Strahlintensität verbinden; die Demarkationslinie in der Region des Horizonts ist als die Grenzlinie (Cut off-Linie) bekannt. In dem abgeblendeten europäischen Strahl hat die Cut off-Linie eine Einbuchtung auf der rechten Seite, der einen Winkel von 15 Grad mit der Achse des Horizonts ausbildet. Diese Einbuchung fehlt in dem abgeblendeten amerikanischen Strahl und Großbritannien und Japan ist er horizontal umgekehrt.
Es ist der speziellen Struktur des verwendeten Kollimators geschuldet, dass die Vorrichtungen, die oben beschrieben werden, nicht die Erzeugung von optischen Einheiten erlauben, in welchen erzeugte Lichtverteilung präzise reguliert werden kann, um sie auf verschiedene Muster der Beleuchtung anzupassen, die durch die Standards verlangt werden. Desweiteren muss in all den oben beschriebenen Lösungen die Fokallänge der Linsen (welche auf einem Abschnitt des von der LED emittierten Strahls arbeiten) am Minimum gehalten werden, falls ein exzessiver Anstieg in den Dimensionen des Moduls vermieden werden soll; da die Divergenz θ des Strahls, der sich vom Kollimator erstreckt, im allgemeinen durch die lineare Ausdehnung der Quelle (d) und durch die Fokallänge (f) sowie durch die Gleichung θ = arctan(d/f)bestimmt, ermöglichen die oben beschriebenen Lösungen nicht, dass die Divergenz unterhalb der Schwellwertes reduziert werden kann, wodurch der spezifizierte Cut-Off erhalten wird, ohne dass eine exzessive Zunahme in den Dimensionen des Moduls stattfindet.
Es sind auch Scheinwerfer bekannt, welche, damit sie den Cut-Off in der Verteilung erhalten, eine sogenannte poly-ellipsoidale Reflektor-Konfiguration einsetzen, die schematisch in 2 gezeigt wird. In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration fungiert eine tragende Platte P der Lichtquelle S auch als ein Diaphragma zum Screenen von etwas an Lichtstrahlung, die durch eine reflektierende Oberfläche R mit einem elliptischen Profil reflektiert wird. Die sich ausbreitende Strahlung wird dann durch eine Linse L abgelenkt. Die Scheinwerfer die ses Typs sind beispielsweise beschrieben in US-A-2003/0202359 , EP-A-1418381 und EP-A-1357333 .
Die Grenzen dieser Konfiguration liegen in ihrer geringen Effizienz aufgrund des Vorliegens des Diaphragmas, welches einen Teil der Lichtstrahlung, die durch den poly-ellipsoidalen Reflektor fokussiert wird, absorbiert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Modul zum Projizieren eines Lichtstrahles bereitzustellen, welches die oben genannten Probleme eliminieren oder zumindest reduzieren kann. Insbesondere ist es gewünscht, ein Modul bereitzustellen, das einfach und billig ist in der Herstellung und welches präzise an verschiedene Beleuchtungsanforderungen angepasst werden kann. Diese Aufgabe wird auch behandelt von US2004/0042212 , worin ein Modul offenbart wird zum Projizieren eines Lichtstrahles entsprechend der Präambel von Anspruch 1.
Die oben genannte Aufgabe wird realisiert entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Modul zum Projizieren eines Lichtstrahls mit den Eigenschaften, wie in Anspruch 1 definiert. Insbesondere ermöglicht die Form der gekrümmten reflektierenden Oberfläche, die nicht vollständig die Quelle umgibt, ein akkurateres Design der reflektierenden Oberfläche im Vergleich zu Linsen im Stand der Technik und dies mit einer größeren Einfachheit. Darüber hinaus kann die große tragende Oberfläche für die Lichtquelle in effizienter Art und Weise die durch die Quelle erzeugte Hitze verteilen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind eine Vorderlicht-Anordnung eines Fahrzeugs, die eine Vielzahl von Modulen entsprechend der Erfindung umfasst sowie eine optische Vorrichtung für ein Modul entsprechend der Erfindung.
Einige bevorzugte, jedoch nicht begrenzende Ausführungsformen der Erfindung werden nun beschrieben unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 ein Diagramm ist, das eine typische Verteilung der Lichtintensität für ein abgeblendetes Scheinwerferlicht entsprechend europäischen Standards zeigt,
2 ein Diagramm ist, das den Betrieb der optischen Konfiguration entsprechend dem Stand der Technik illustriert,
3 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Moduls ist zum Projizieren eines Lichtstrahls entsprechend der vorliegenden Erfindung,
4 ein Längsschnitt ist durch die Vorrichtung von 3,
5 ein Schnitt durch eine Variante der Vorrichtung von 4 ist,
6 eine Ansicht ist, die identisch ist zu der von 3, in welcher eine spezielle Region der Vorrichtung gezeigt wird,
7 ein Graph ist, der eine Verteilung illustriert der Lichtintensität, die ausgebildet wird durch einen paraboloiden Scheinwerfer entsprechend der vorliegenden Erfindung,
8 eine Vorderseiten-Ansicht der Vorrichtung von 3 ist, in welcher Bereiche dargestellt sind mit speziellen vertikalen Divergenzwerten,
9a, 9b und 9c Graphen sind, welche Verteilungen der Lichtintensität in unterschiedlichen Lichtquellanordnungen in der Vorrichtung von 2 illustrieren,
10 ein Längsschnitt durch eine Variante der Vorrichtung von 4 ist, in welcher der Betrieb der Vorrichtung erläutert wird,
11 ein schematischer Graph ist, der die Überlagerung von partiellen Verteilungen der Lichtintensität illustriert, die durch unterschiedliche Abschnitte der Vorrichtung von 3 erzeugt werden,
12 ein Diagramm ist, das die Verteilung der Lichtintensität, ausgebildet durch die Vorrichtung von 3 zeigt,
13 eine ebene Ansicht ist einer weiteren Variante der Vorrichtung von 3,
14 bis 17 unterschiedliche Varianten der Vorrichtung von 3 illustrieren mit Blick auf die Anordnung der Lichtquelle,
18 eine perspektivische Ansicht ist einer Lichtanordnung, die eine Vielzahl von Modulen entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst,
19 eine ebene Ansicht einer Vorrichtung ist zum Projizieren eines Lichtstrahls, der ausgebildet wird durch zwei Module entsprechend der Erfindung,
20 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 19 ist, und
21 ein Graph ist, der die Verteilung der Lichtintensität, ausgebildet durch die Vorrichtung von 19 illustriert.
3 und 4 zeigen ein Modul 1 zum Projizieren eines Lichtstrahles entsprechend der vorliegenden Erfindung. Das Modul 1 umfasst eine Lichtquelle 10 und eine optische Vorrichtung 20, mit welcher die Lichtquelle 10 gekoppelt ist. Aus diesem Grund ist die optische Vorrichtung 20 durch einen transparenten dielektrischen Körper konstituiert, der:

i) eine erste Oberfläche 19 aufweist, die gekoppelt ist mit einer substantiell ebenen Trägerfläche 21, auf welcher die Lichtquelle 10 in solch einer Art und Weise angeordnet ist, dass Licht nur in der Richtung der optischen Vorrichtung emittiert wird;
ii) eine zweite gekrümmte Reflexionsfläche 25, die eine der Trägerfläche 21 zugewandte Wölbung, aufweist. Die reflektierende Fläche 25 ist in solch einer Art und Weise konzipiert, so dass zumindest ein Teil des Lichts, der von der Lichtquelle 10 in radial auswärts gerichteten Richtungen kommt, repräsentiert durch die Strahlen A, reflektiert wird durch die Fläche 25 in unterschiedlichen Richtungen B, die jedoch etwas von der Bedingung des Parallelismus mit der Trägerfläche 21 streuen. Mit anderen Worten ist die Neigung der reflektierten Strahlen B so, dass sie nicht nachfolgend auf die Trägerfläche 21 fallen können. Ein Lichtstrahl wird auf diese Weise erzeugt, der eine prinzipielle Achse aufweist, die substantiell parallel zur Trägerfläche 21 der Quelle 10 ist;
iii) eine dritte ebene Fläche 27, mit deren Hilfe der Strahl abgelenkt wird und die Vorrichtung 1 verlässt.

Ein Modul des oben genannten Typus ist geeignet zum Ausbilden einer Basiseinheit für die Vorder-Licht-Anordnung eines Fahrzeugs (dargestellt ist 18), die eine Vielzahl von Modulen aufweist entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei jede eine Lichtquelle umfasst, ausgebildet durch eine LED oder durch eine Matrix von LEDs. Die Anordnung kann den Lichtfluss formen, der durch die Vielzahl von LED-Lichtquellen, die vom Chiptyp (ohne Bündelung) sein können, oder mit Bündelungen vom SMD(Service Mounted Device)-Typ, oder sogar mit Bündelungen, die optimiert sind für hohen Fluss (beispielsweise Lumileds' Luxeon I, III und V-Modelle mit maximalen Leistungen von 1, 3 und 5 Watt), erzeugen wird, um dadurch die vorherbestimmte Verteilung der Lichtintensität auszubilden, beispielsweise diejenige, welche die Standards erfüllt, welche für abgeblendete Scheinwerfer in Kraft sind.
In der Ausführungsform der 3 und 4 ist das Basis-Modul 1 ein fester Körper, der ausgebildet wird durch ein transparentes dielektrisches Material, beispielsweise durch PMMA (Polymethyl-Methacrylat), dessen refraktiver Index n den Grenzwinkel des Einfallswinkels θ₁ festlegt, oberhalb von welchem die totale innere Reflekion (hier als TIR abgekürzt) in Übereinstimmung mit der folgenden Gesetzmäßigkeit auftritt: sin(θ1) = 1n ,falls die Vorrichtung in Luft eingetaucht wird. In dem Fall, der in Frage kommt, resultiert dies in einem Grenzwinkel θ₁ ≈ 42,2°, da PMMA einen refraktiven Index von n ≈ 1,49 im sichtbaren Lichtbereich aufweist.
Das Modul 1 hat substantiell die Form eines paraboloiden Rotationskörpers geschnitten in einer Ebene, die sich durch die Achse der Umdrehung z erstreckt; die LED-Lichtquelle 10 ist beispielsweise in Chipform auf der Trägerfläche 21 angeordnet, die auf der ebenen Fläche liegt, die durch Schneiden des Paraboloiden ausgebildet wird und ungefähr im Fokus des Paraboloiden positioniert ist. Die LED 10 in Chipform weist typischerweise einen quadratförmigen oder rechtwinkligen Emitter eines Lambertianischen Emissionslappens aus, wobei die Emission von einer einzelnen Fläche des Emitters stammt. Dies wird realisiert durch Montieren des Emitters auf einer reflexiven Metallschiene (nicht gezeigt), die ausgebildet wird auf der Trägerfläche 21; die Funktion der Schiene ist dreifach: i) um Strom zur LED zu führen, ii) um die Hitze, die durch die Verknüpfung erzeugt wird, zu verteilen, iii) um das Licht zu reflektieren, welches durch die LED in Richtung der Trägerfläche 21 emittiert wird.
Die Trägerfläche 21 bildet im allgemeinen einen Teil der Platte 11 aus, die in einer bevorzugten Ausführungsform eine gedruckte Schaltkreisplatine (printed circuit board (PCB)) ist. In diesem Fall wird die leitfähige Schiene typischerweise durch einen lithografischen Prozess ausgebildet.
Ein Teil der Lichtstrahlen A, die durch die Lichtquelle 10 emittiert werden, werden durch die Reflektionsfläche 25 reflektiert; diese Reflexion findet auf zwei unterschiedliche Arten und Weisen statt, abhängend von der Geometrie der Wechselwirkung zwischen jedem Lichtstrahl A und der Grenzfläche, welche die Vorrichtung 1 von der umgebenden Fläche trennt:

1. Der Einfallswinkel α des Strahls A, berechnet mit Blick auf die lokale Senkrechte zur Oberfläche 25 ist größer als der Grenzwinkel θ₁; totale innere Reflexions(TIR)-Bedingungen existieren und die Reflexion findet statt mit vollständiger Energiekonservierung. Dieser Zustand tritt auf dem größten Teil der Reflexionsfläche 25 auf (d. h. in der Region, die als 25a in 4 bezeichnet wird);
2. der Einfallswinkel α' ist kleiner als der Grenzwinkel θ₁; die lokale Reflexivität ist merklich gering (jedoch nicht Null und kann durch die Fresnel'schen Gleichungen ausgewertet werden) und es ist daher notwendig, sich um die betroffene Region zu kümmern (angegeben als 25b in 4 und insbesondere dargestellt in 6), so dass sie mit einem Überzug auf reflexivem Material bestückt ist (beispielsweise Aluminium), was die Reflexivität auf typische Werte von 80% erfüllt.

Falls die reflektierende Oberfläche 25 der Vorrichtung ein echtes Paraboloid wäre und die Lichtquelle 10 eine Punktlichtquelle wäre, würde der Strahl, der sich von der Vorrichtung erstreckt, kollimiert werden und die Verteilung der Lichtintensität wäre substantiell punktförmig und fiele zusammen der Achse z der Vorrichtung 1; die Tatsache, dass die Lichtquelle real ausgedehnt ist (im Fall des Lumileds' Luxeon-Modells ist beispielsweise der Emitter ein Quadrat mit 1 mm langen Seiten), führt eine Divergenz ein, welche substantiell von der Größe der Lichtquelle und von der Fokallänge des Paraboloids abhängt. Dies wird klar in 7 illustriert, die einen Graph der Verteilung der Lichtintensität zeigt, ausgebildet durch ein Semi-paraboloides Modul, in welchem das Modul 1 eine Tiefe von 36 mm aufweist mit einem quadratförmigen Emitter mit 1 mm langen Seiten.
Falls der Emitter eine rechtwinklige Form aufweist, ist, um die Verteilung der Lichtintensität zu optimieren, die längere Seite des Emitters in vorteilhafter Art und Weise senkrecht relativ zur Achse der Umdrehung z orientiert.
Dies wird durchgeführt, um die Spreizung zu minimieren, die aus den 9a und 9b klar ersichtlich ist. In der Tat zeigt die 9a eine Verteilung der Lichtintensität für einen rechtwinkligen Emitter, wobei dessen längere Seite senkrecht zur Achse z der Vorrichtung 1 steht, und die 9b zeigt eine Verteilung der Lichtintensität für einen rechtwinkligen Emitter, wobei dessen längere Seite parallel zur Achse z der Vorrichtung 1 steht.
Die Lichtverteilung, erzeugt durch den Scheinwerfer, hängt auch von der Position der Lichtquelle 10 ab. Die 5 zeigt ein Modul 1, welches ähnlich ist für viele Gesichtspunkte zu denjenigen von 2, mit dem Unterschied, dass anstelle einer zentrierten Anordnung auf dem Fokus des Paraboloiden die Lichtquelle 10 so angeordnet ist, dass sie eine Seite auf dem Fokus hat. Die 9c zeigt die Lichtverteilung, erzeugt durch ein Modul 1 mit der Konfiguration von 5.
Es wird dargelegt, dass im allgemeine unterschiedliche Regionen der Reflexionsfläche 25 in einem unterschiedlichen Ausmaß zur Divergenz des sich ausbreitenden Strahles beitragen, wobei die Divergenz an jedem Punkt der Reflexionsfläche 25 im allgemeinen als der Winkel definiert ist, der der Lichtquelle 10 am Punkt der Fläche 25 gegenüberliegt. "Vertikale Divergenz" oder "Streubreite" an einem gegebenen Punkt der Oberfläche 25 definiert hier den maximalen vertikalen Winkel der der Lichtquelle 10 an den Punkt gegenüberliegt, wobei die vertikale Richtung im folgenden die Richtung bedeutet, die substantiell rechtwinklig zum Horizont verläuft und die horizontale Richtung diejenige Richtung bezeichnet, die substantiell parallel zum Horizont verläuft, in einem Zustand der Verwendung des Moduls. In den Zeichnungen ist die horizontale Richtung parallel zur Trägerfläche 21 und die vertikale Richtung ist diejenige der Ebene, die den Querschnitt von 4 einschließt.
8 ist eine Vorderseitenansicht der Vorrichtung 1 mit einer möglichen Unterteilung der Reflexionsfläche 25 in Bereiche mit vorherbestimmten Streubreiten-Werten.
Für abgeblendete Scheinwerfer ist die Streubreite insbesondere kritisch für die Regionen der reflektierten Grenzfläche 25, welche das Licht in Richtung der Zone der Verteilung reflektiert, die eng an die Cut-Off-Linie heranragt (siehe 1).
Entsprechend einer bevorzugten Konfiguration dieser Erfindung wird der scharfe Cut-Off in der Intensitätsverteilung, wie er durch die Standards verlangt wird, erhalten durch eine Kombination mehrerer Maßnahmen:

1) Die LED 10 ist auf der unteren Fläche eines elektronischen Schaltkreisträgers positioniert, welcher mit der Platte 11 zusammenfällt, so dass das Licht, das direkt durch die LED emittiert wird, und nicht auf die Reflexionsfläche 25 fällt, nichts desto weniger in Richtung unterhalb des Horizonts gerichtet ist;
2) der Paraboloid ist in Sektoren 26a, b, c, d und e aufgeteilt, wobei jeder Sektor eine Symmetrieachse aufweist, die nach unten um einen Winkel geneigt ist, der gleich ist, mit der Hälfte der Streubreite in diesem Sektor; und/oder
3) das parabolische Profil ist in Sektoren unterteilt, welche eine größere horizontale Divergenz aufweisen, umso größer die vertikale Divergenz in dem Sektor ist, um dadurch den Intensitätsbeitrag dieses Sektors in der Umgebung der Cut off-Linie zu minimieren.

Das optimale Verfahren zum Definieren der Form dieser Sektoren ist es, die Orte der Punkte zu definieren, an welchen die Streubreite einen konstanten Wert einnimmt; diese Orte der Punkte, sind Kurven, welche hier als "Iso-Streubreiten"-Kurven definiert sind und die Reflexionsregionen, die zwischen zwei nachfolgenden "Iso-Streubreiten"-Kurven enthalten sind, repräsentieren die oben genannten Sektoren.
Wie durch den Anmelder gezeigt wurde, und beansprucht wurde in der italienischen Patentanmeldung TO2003A000612 , ermöglicht dieser Ansatz die maximale Kontrolle der Verteilung sowie die Optimierung des Cut-Off.
In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt), ist ein jeder der Sektoren 26a, b, c, d, e in Übereinstimmung mit herkömmlichen Techniken geformt, die sich von der "Iso-Streubreiten"-Kurven-Technik unterscheiden, jedoch in jedem Falle so, dass eine rechtwinklige Verteilung der Lichtintensität ausgebildet wird, wobei die kürzere Seite der Verteilung als die Streubreite definiert ist, jedoch die längere Seite durch den Konstrukteur eingestellt wird. Jeder Sektor kann auch vertikal um einen Winkel geneigt sein, der gleich ist mit der Hälfte der korrespondierenden Streubreite, um dadurch die Intensität oberhalb des Horizonts auf Null zu reduzieren. Alternativ oder zusätzlich kann unabhängig vom Typ der eingesetzten Segmentation, die für die Reflexionsfläche 25 verwendet wird, eine prismatische Komponente, die in einer ähnlichen Art und Weise auf die Neigung dieser Symmetrieachsen der Sektoren 26a, b, c, d bzw. e Einfluss übt, auf der ebenen Fläche 27 am Ausgang der Vorrichtung 1 eingebracht werden; diese Lösung erfordert eine Segmentierung der ebenen Fläche in Sektoren 28, die jeweils assoziiert sind mit einem korrespondierenden Sektor 26a, b, c, d, e der Reflexionsfläche 25 und eine unterschiedliche prismatische Komponente aufweisen, um den Strahl um einen Winkel, der gleich ist mit der Hälfte der Streubreite, zu kippen. Die Sektoren 28 auf der ebenen Fläche 27 können erhalten werden durch Projizieren der Iso-Streubreiten-Kurven des Reflektors auf die Oberfläche dieser Fläche (siehe 10).
Das Designprinzip, auf welchem diese Vorrichtung 1 basiert, ist das Aufbauen der gewünschten Verteilung der Lichtintensität in Form einer Überlagerung der Verteilungen, die erzeugt werden durch die einzelnen Sektoren 26a, b, c, d, e; diejenigen, die kleinere Streubreiten aufweisen, tragen zur Zone der Verteilung mit größeren Gradienten bei und umgekehrt. In der beschriebenen Ausführungsform werden die Sektoren der Oberfläche 25, die mit kleineren Streubreiten korrespondieren (d. h. der Sektor 26c in dem betrachteten Beispiel) so berechnet, dass sie ein sehr enges Rechteck erzeugen, das charakterisiert wird durch einen großen Gradienten der Lichtintensität in der vertikalen Richtung (diese Sektoren werden folglich helfen, den Intensitätspeak in Richtung des Horizonts zu schieben und dessen Wert zu erhöhen); die Sektoren, die zu größeren Streubreiten korrespondieren (beispielsweise mehr als 3°, wie z. B. der Sektor 26a in dem Beispiel) werden so berechnet, dass sie breitere Rechtecke erzeugen mit einem vertikalen Profil der Lichtintensität mit einem kleineren Gradienten. Falls notwendig, können die Sektoren mit kleineren Streubreiten in Übereinstimmung mit einem geeigneten Paraboloidenabschnitt geformt werden, um weiter den Wert des Intensitätspeaks zu erhöhen.
Um die Verteilung zu erhalten, die in 1 gezeigt ist, können die Regionen 26d und diejenigen, die in der Nähe des Ausgangs des Moduls angeordnet sind, die auch diejenigen sind, welche durch eine kleinere Streubreite charakterisiert sind, so geformt sein, um den Einfallsfluss in einer rechtwinkligen Verteilung zu formen mit einer Breite von beispielsweise 10° und einer Höhe, die gleich ist, zur Streubreite (siehe 11 und 12). Im Gegensatz dazu können die Sektoren 26a, b, welche enger zur Lichtquelle liegen und charakterisiert sind durch größere Streubreiten, so geformt werden, dass die reflektierte Strahlung eine rechtwinklige Verteilung ausbildet, beispielweise mit einer Breite von 60° und einer Höhe, die gleich dem Streubreitenwinkel ist. Diese Sektoren helfen, die Intensität im linksseitigen bzw. rechtsseitigen Abschnitt der Verteilung zu erhöhen. Da die Standards das Vorliegen eines Peaks in der Gesamtverteilung bereitstellen, kann dies realisiert werden durch Formen des Sektors 26e welcher der Sektor ist, der am weitesten von der Lichtquelle entfernt ist, in Übereinstimmung mit einem paraboloiden Abschnitt, der seinen Fokus im Zentrum der Lichtquelle 10 hat. Die Verknüpfungen 29 zwischen den Grenzflächen der Sektoren 26a, b, c, d, e, welche im allgemeinen charakterisiert sind durch eine weniger markierte Diskontinuität, werden so ausgebildet, um den Abschnitt des Flusses, der durch die Lichtquelle 10 emittiert wird, welcher darauf einfällt, zu minimieren.
Vorzugsweise weisen die meisten der Sektoren 26a, b, c, d bzw. e die Form eines paraboloiden Segments auf, wobei dessen Achse nach unten geneigt ist, um einen Winkel, der substantiell gleich der Hälfte der Streubreite in diesem Segment ist; die resultierende Gesamtverteilung wird substantiell sowohl in der horizontalen Richtung als auch in der vertikalen Richtung gebündelt sein, jedoch mit einem Intensitätspeak, der nach unten versetzt ist. In dieser Konfiguration kann die erforderliche horizontale Divergenz erzielt werden unter der Verwendung einer zylindrischen Linse oder einer Matrix von zylindrischen Mikrolinsen auf der ebenen Fläche 27 am Ausgang der Vorrichtung 1, wobei die Achsen dieser Linsen senkrecht zur Straßen-Oberfläche liegen. Diese Mikrolinsen können divergierend oder konvergierend sein, oder sie können sinusoidal 31 (konvergierend-divergierend, wie in 13 gezeigt) sein, um die Menge des diffusiven Lichts zu reduzieren.
Die ebene Fläche 27 am Ausgang der Vorrichtung 1 kann unterteilt werden in Sektoren, die erhalten werden durch Projizieren der Iso-Streubreitenkurven des Reflektors auf die Oberfläche der Fläche 27, wobei ein jeder Sektor eine Matrix aufweist von Mikrolinsen, die so arbeiten, dass sie eine größere horizontale Divergenz erzeugen, je größer die Streubreite ist, die mit diesem Sektor assoziiert ist. Das Positionieren der LED-Lichtquelle 10 hängt vom Typ der verwendeten Quelle ab, mit Blick auf die Auswahl der Verwendung einer Lichtquelle in Chipform (ohne die Harzlinse, welche deren Bündelung konstituiert), oder mit einer Bündelung. Insbesondere kann diese Positionierung stattfinden durch:

1) direktes Eintauchen des Emitters 10 in das Dielektrikum, das durch das Modul 1 konstituiert wird, wie im Abschnitt in 14 gezeigt wird. Der Vorteil dieser Konfiguration ist, dass die Anzahl der dielektrischen Glas-Grenzflächen und daher der Fresnel'schen Verluste auf Eins limitiert ist;
2) die Produktion in dem Modul 1 einer Vertiefung 31a einer Form, um die Bündelung der LED 10 aufzunehmen. Für eine Lambert'sche Bündelung ermöglicht diese Konfiguration, dass die optischen Aberrationen, die durch die zwei Grenzflächen eingebracht werden, minimiert werden, wodurch die Strahlungs-Intensität des Moduls maximiert wird (siehe 15).

In einer Variante, die in 16 gezeigt ist, unterscheidet sich das Modul 1' von dem Modul 1 dahingehend, dass die optische Vorrichtung 20' konstituiert wird durch eine reflexive Wand 20b' mit einer gekrümmten inneren Grenzfläche, welche die reflexive Fläche 25' definiert, wobei die Wand auf der Trägerfläche 21' der Lichtquelle 10 angeordnet ist. Die Wand 20b' wird durch eine Schale aus Plastikmaterial ausgebildet, die auf der inneren Oberfläche 25' mit einem metallischen oder Multischichtüberzug versehen ist, der dielektrisch reflexiv ist. In dieser Variante kann es eine dritte Wand 20c' geben aus transparentem Material, welches die Ausgabegrenzfläche 27' für den Lichtstrahl aufweist. Die Strahlen werden folglich an Luft propagiert und nicht – wie in der zuvor erläuterten Ausführungsform – in einem Dielektrikum und die Reflexionen finden nicht durch TIR statt, sondern unter Verlust an Energie aufgrund der nicht einheitlichen Reflexivität der überzogenen Grenzflächen. Ansonsten sind die Grenzflächen in Übereinstimmung mit den Design-Linien geformt, die oben beschrieben werden. Die Platte 11, auf welcher die Lichtquelle 10 montiert ist, wird beispielsweise durch eine elektronische Schaltplatte ausgebildet.
In einer Variante, die in 17 gezeigt ist, unterscheidet sich die Vorrichtung 1'' von der Vorrichtung 1 dahingehend, dass die erste Wand 20a'', die mit der Trägerfläche 21'' gekoppelt ist, die zweite Wand 20b'' und dir dritte Wand 20c'' eine transparente Schale ausbilden. In dieser Schale ist die äußere reflektierende Grenzfläche 25'' in Übereinstimmung mit den Design-Linien geformt, die oben beschrieben werden, und die innere Kavität 30'' ist mit einer Flüssigkeit oder einem Gel gefüllt mit einem refraktiven Index, der zusammenfällt mit denjenigen des Materials, das die äußere Schale konstituiert. Es ist folglich möglich, ein Modul zu erzeugen mit optischen Eigenschaften, die vollständig ähnlich sind zu denjenigen der Vorrichtung 1, die in 4 gezeigt wird, jedoch mit einer simplifizierten Ausformung der Vorrichtung 1.
Der Prozess zum Ausformen der Vorrichtung entsprechend 1'' wird das Ausformen einer Schale erforderlich machen, die konstituiert ist durch immer 2 der 3 Grenzflächen 20a'', 20b'' und 20c'', vorzugsweise der Grenzflächen 20b'' und 20c''; die fehlende Grenzfläche wird ausgeformt oder verarbeitet in separater Art und Weise und nachfolgend an die ausgeformte Schale geklebt, nachdem die Kavität 30'' mit Flüssigkeit oder Gel gefüllt worden ist.
Alternativ kann das Füllen realisiert werden nach dem Kleben durch ein geeignetes Loch, das in einer der Wände 20a'', 20b'' und 20c'' ausgebildet wird. Der Prozess limitiert die Probleme, die mit dem sogenannten "Schrumpfen" des Materials verbunden sind, während des Kühlungsstadiums, welche insbesondere signifikant mit großem Volumina an Materialien sind, wie z. B. diejenigen der Vorrichtung 1; dies würde das Risiko einer substantiellen Veränderung im externen Profil und möglicher Nichthomogenitäten involvieren, welche den op tischen Pfad der emittierten Strahlen, die durch die Lichtquelle 10 emittiert werden, modifizieren könnten. In dieser bevorzugten Ausführungsform würde die Reflexion auf der äußeren Grenzfläche 25'' immer noch auf TIR basierend sein, wohingegen noch immer die Möglichkeit besteht des Einplanens einer Ausführungsform, in der die Region in der Nähe der Lichtquelle 10 mit einem reflexiven Überzug bedeckt ist.
Im allgemeinen kann der Fluss, der durch eine einzelne LED emittiert wird, nicht die minimalen Werte gewährleisten, die benötigt werden für die Verteilung von Lichtenergie, die von den Standards erforderlich gemacht wird, welche in Kraft sind; es ist daher notwendig, die Strahlungs-Intensitäts-Verteilungen, erzeugt durch verschiedene LEDs miteinander zu überlagern (für abgeblätterte Scheinwerfer, beispielsweise können 12–20 LEDs notwendig sein), wobei ein jeder mit seinem eigenen optischen Modul gekoppelt ist.
In einer Konfiguration, die in 18 gezeigt ist, ist der Satz von LEDs 10 auf der unteren Fläche 41 eines einzelnen Substrates 11 verteilt, welches dazu gedacht ist, parallel zur Streckenfläche angeordnet zu sein und auf welchem elektrische Versorgungsschienen abgeschieden sind (beispielsweise durch Silk-Screen-Drucken oder durch lithographische Techniken) oder auf den unteren Flächen von mehreren substantiell parallelen Substraten, wobei jede LED mit dem entsprechenden optischen Modul gekoppelt ist. Um den Fluss oberhalb der horizontalen Linie zu minimieren, werden die Module 1 an die unteren Flächen der Substrate fixiert.
Unter Verweis auf 1 kann die Einbuchtung, die einen Winkel von 15° mit der horizontalen Linie ausbildet und die in dem europäischen Standard auf der rechten Seite der Lichtintensitätsverteilung liegt, erzeugt werden 1) durch Reservieren von einem oder mehreren Sektoren auf jeder individuellen Vorrichtung für die Ausbildung der Einbuchtung und/oder 2) durch Reservieren von einer oder mehreren Vorrichtungen in ihrer Gesamtheit für die Ausbildung der Einbuchtung.
Entsprechend einer weiteren Variante wird ein Basismodul 1''' erzeugt durch Überschneidung von zwei Modulen des oben beschriebenen Typus (siehe 19 und 20). Das Basismodul 1''' weist eine gekrümmte Oberfläche 25''' auf mit einer Form, die substantiell aus zwei identischen und konfokalen Rotations-Semi-Paraboloiden besteht, die eine gemeinsame Achse z aufweisen, welche so gedacht ist, dass sie senkrecht zur Achse des Fahrzeuges angeordnet ist und parallel zur Straßen-Oberfläche. Diese Paraboloide weisen Eck punkte an gegenüberliegenden Seiten des Fokus auf und sind miteinander in der Ebene verknüpft, die senkrecht zur Symmetrieachse z liegt und sich durch den Fokus erstreckt. Die LED-Quelle 10, beispielsweise in Chipform, ist in der Region der ebenen Fläche 19''' angeordnet, die durch Schneiden der Paraboloide ausgebildet wird und ist ungefähr am gemeinsamen Fokus der Paraboloide positioniert. Zwei Prismen, die in 45° ablenken 50''' sind an den beiden resultierenden Ausgängen 27''' angeordnet und haben die Funktion des Ablenkens der Strahlen, die durch die Flächen 25''' des Moduls 1''' in der Richtung der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs reflektiert werden, wodurch die Verteilung der Lichtintensität in Übereinstimmung mit den Standards ausgebildet wird, die in Kraft sind (siehe 21). Jede der Flächen 25''' der Paraboloide wird so ausgebildet, um damit den Konzeptionsprinzipien, wie oben dargelegt, zu folgen.
Der Vorteil dieser Konfiguration liegt in der Tatsache, dass es möglich ist, die Notwendigkeit zu vermeiden, einen reflexiven Überzug in den Regionen abzuscheiden, die in der Nähe der Lichtquelle 10 liegen; diese Regionen, die in dem individuellen Modul nicht länger die geometrischen Bedingungen für TIR aufwiesen, werden ersetzt durch die Regionen des "Zwillings"-Moduls.
In einer weiteren Ausführungsform setzt die gekrümmte Oberfläche 25 der Vorrichtung 1 substantiell die Form von zwei Rotations-Paraboloiden ein, die nahe zusammen in der Region der mittleren Ebene angeordnet sind, d. h. der Ebene, welche senkrecht zur Streckenfläche liegt und sich durch die Rotationsachse der Paraboloiden erstreckt (siehe 5). Ein jeder dieser Paraboloide ist so konzipiert, dass er seinen Fokus so hat, dass er substantiell mit dem Eckpunkt des Emitter zusammenfällt, der am weitesten vom Eckpunkt des Paraboloids entfernt ist. Die Lichtstrahlen emittiert von der Region, die in der Nähe des Eckpunktes liegt, werden folglich substantiell parallel zu den Streckenflächen kollimiert und zur Achse der Vorrichtung, wohingegen alle anderen Strahlen in Richtungen reflektiert werden, die unterhalb des Horizonts liegen. In dieser Ausführungsform können die gekrümmten Oberflächen der Paraboloide in Übereinstimmung mit den Konzeptionslinien, wie oben beschrieben, geformt sein.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind dazu gedacht als Beispiele der Implementationen der Erfindung zu dienen; jedoch können Modifikationen mit Blick auf Form und Anordnung der Teile sowie der konstruktionsbezogenen und funktionellen Details auf die Erfin dung angewandt werden in Übereinstimmung mit den vielen möglichen Varianten, welche geeignet für die Fachleute auf dem Gebiet erscheinen.

Claims

Modul (1, 1', 1'', 1''') zum Projizieren eines Lichtstrahls, umfassend eine Lichtquelle (10) und eine im Wesentlichen flache Trägerfläche (21, 21', 21'', 21'''), an der die Quelle solcherart angeordnet ist, um nur von einer Seite der Oberfläche Licht auszusenden, und Mittel zum Reflektieren des von der Quelle ausgesendeten Lichts, wobei die Reflexionsmittel eine optische Vorrichtung umfassen, die eine gekrümmte Reflexionsfläche (25, 25', 25'', 25''') aufweist, die sich an einer Seite der Trägerfläche erstreckt und eine der Trägerfläche zugewandte Wölbung hat, wobei die Reflexionsfläche einen zur Trägerfläche lotrechten Längsschnitt, der eine im Wesentlichen parabolische Form mit einer zur Trägerfläche im Wesentlichen parallelen Achse besitzt, und einen zur Trägerfläche parallelen Querschnitt, der eine im Wesentlichen konische Bogenform hat, in einer solchen Art und Weise aufweist, dass die Reflexionsfläche dazu angepasst ist, das von der Quelle kommende Licht in einer zur Trägerfläche der Quelle im Wesentlichen parallelen Hauptrichtung zu reflektieren, wodurch eine vorbestimmte Lichtstärkenverteilung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Reflexionsfläche aus einer Mehrzahl von Sektoren (26a, b, c, d, e) gebildet ist, die diskontinuierlich verbunden sind, um Profil- oder Krümmungsprünge zu bilden, wobei jeder Sektor vorbestimmte Ausbreitungswerte des von ihm in einer zur Trägerfläche lotrechten Richtung reflektierten Lichts darstellt und die Sektoren durch gleichmäßig verteilte Kurven, an denen die Ausbreitung einen konstanten Wert annimmt, begrenzt sind und wobei jeder Sektor dazu eingerichtet ist, das von der Quelle ausgesendete Licht in einem entsprechenden Bereich der Lichtstärkenverteilung zu übertragen.
Modul gemäß Anspruch 1, wobei die Quelle eine Mehrzahl von untergeordneten Quellen umfasst, die an der Trägerfläche angeordnet sind.
Modul gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Trägerfläche durch ein Substrat (11) definiert ist, das mit Leiterbahnen zum elektrischen Verbinden der Quelle mit einem elektrischen Versorgungssystem versehen ist.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es einen aus transparentem Material gefertigten festen Körper umfasst, umfassend eine erste flache Fläche (19), die mit der Trägerfläche (21) gekoppelt ist, eine gekrümmte Fläche (25), welche die Reflexionsfläche definiert und im Wesentlichen die Form eines Rotationshalbparaboloids mit einer zur flachen Fläche im Wesentlichen parallelen Symmetrieachse besitzt, wobei die Quelle in der Nähe des Brennpunkts des Halbparaboloids positioniert ist, und eine zweite flache Fläche (27), die im Wesentlichen halbkreisförmig und zur ersten flachen Fläche im Wesentlichen lotrecht ist, wobei die erste flache Fläche an der zweiten flachen Fläche und der gekrümmten Fläche anschließt.
Modul gemäß Anspruch 4, wobei zumindest ein Teil der Reflexionsfläche das von der Quelle ausgesendete Licht durch Totalreflexion reflektieren kann.
Modul gemäß Anspruch 5, wobei die Reflexionsfläche eine Reflexionsschicht in den Bereichen aufweist, in denen das von der Quelle ausgesendete Licht in einem Winkel, der kleiner als der Winkel der Totalreflexion ist, auf die gekrümmmte Oberfläche fällt.
Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Hohlkörper (30'') umfasst, umfassend eine erste transparente Wand (20a''), die eine mit der Trägerfläche (21'') gekoppelte erste flache Fläche (19'') aufweist, eine zweite Wand (20b''), die eine gekrümmte Fläche (25'') aufweist, welche die Reflexionsfläche definiert und im Wesentlichen die Form eines Rotationshalbparaboloids mit einer zur flachen Fläche im Wesentlichen parallelen Symmetrieachse besitzt, wobei die Quelle in der Nähe des Brennpunkts des Halbparaboloids positioniert ist, und eine dritte Wand (20c''), die aus transparentem Material gefertigt ist, im Wesentlichen halbkreisförmig ist und eine zweite äußere flache Fläche (27'') aufweist, die zur ersten flachen Fläche im Wesentlichen lotrecht ist, wobei der Hohlkörper (30'') verschlossen und mit einer Flüssigkeit oder einem Gelmaterial gefüllt ist, die bzw. das einen Brechungsindex hat, der dem Brechungsindex des die Wände bildenden Materials im Wesentlichen entspricht.
Modul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Quelle in der Art eines Festkörpers ausgeführt ist.
Modul gemäß Anspruch 8, wobei die Quelle eine Abdeckeinheit besitzt und die flache Fläche (19, 19'') im Bereich der Quelle eine im Wesentlichen schalenförmige Vertiefung (31a) aufweist, welche die Einheit aufnehmen kann.
Modul gemäß Anspruch 8, wobei die Quelle im Bereich der flachen Fläche (19, 19') im Modul integriert ist.
Modul gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Quelle eine LED mit einem rechteckigen Emitter ist, wobei die längere Achse des Emitters in Bezug auf die Achse der Parabel lotrecht ausgerichtet ist.
Modul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die gekrümmte Fläche dazu eingerichtet ist, das von der Quelle ausgesendete Licht in einer Verteilung der Lichtstärke zu übertragen, welche die Form eines Gürtels hat, der zur Symmetrieachse des Halbparaboloids im Wesentlichen symmetrisch und zur ersten flachen Fläche parallel ist.
Modul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die gekrümmte Fläche aus einer Mehrzahl von getrennten Sektoren einer Umdrehungsfläche (26a, b, c, d, e) gebildet ist, die diskontinuierlich verbunden sind, um Profil- oder Krümmungsprünge zu bilden, wobei jeder Sektor dazu eingerichtet ist, das von der Quelle ausgesendete Licht in einer Verteilung der Lichtstärke zu übertragen, welche die Form eines Gürtels hat, der zur Symmetrieachse des Halbparaboloids im Wesentlichen symmetrisch und zur ersten flachen Fläche parallel ist, wobei die Breite jedes Gürtels im Allgemeinen bei jedem Sektor der gekrümmten Fläche verschieden ist.
Modul gemäß Anspruch 13, wobei die Sektoren der gekrümmten Fläche Rotationsparaboloidsektoren sind, wobei jeder Sektor einen Brennpunkt in der Nähe der Quelle besitzt.
Modul gemäß Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei jeder Sektor eine Umdrehungsachse hat, die zur ersten flachen Fläche geneigt ist und somit einen Winkel damit bildet, der im Allgemeinen bei jedem Sektor verschieden ist.
Modul gemäß Anspruch 15, wobei der Neigungswinkel jedes Sektors der Hälfte der vertikalen Abweichung des von diesem Sektor reflektierten Strahls entspricht.
Modul gemäß Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die zweite flache Fläche in Sektoren (28) unterteilt ist, wobei jeder Sektor der flachen Fläche mit einem der Sektoren der gekrümmten Flache verbunden ist und ein Prisma (27) aufweist, das den vom entsprechenden Sektor der gekrümmten Fläche ausgesendeten Strahl neigen kann, und zwar durch einen Winkel, welcher der Hälfte der Abweichung des Strahls entspricht.
Modul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11 oder 15 oder 17, wobei die zweite flache Fläche eine Zylinderlinse aufweist, die eine zur ersten flachen Fläche lotrechte Achse hat und dazu angepasst ist, die horizontale Abweichung des Strahls zu erhöhen.
Modul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11 oder 15 oder 17, wobei die zweite flache Fläche eine Matrix von Mikrolinsen (31) aufweist, die zur ersten flachen Fläche lotrechte Achsen haben und dazu angepasst sind, die horizontale Abweichung des Strahls zu erhöhen.
Modul gemäß Anspruch 19, wobei die Matrix von Mikrolinsen durch abwechselnd konvergierende und divergierende sinusförmige Linsen (31) gebildet ist, die sowohl im Profil als auch in der Krümmung kontinuierlich miteinander verbunden sind.
Modul gemäß Anspruch 17, wobei jeder Sektor der zweiten flachen Oberfläche eine Zylinderlinse oder eine Matrix von Mikrolinsen aufweist, die zur ersten flachen Fläche lotrechte Achsen haben und dazu angepasst sind, die horizontale Abweichung des Strahls zu erhöhen, wobei die horizontale Abweichung bei den Sektoren, die eine größere vertikale Halbabweichung haben, größer ist.
Modul zum Projizieren eines Lichtstrahls, umfassend ein Paar von Modulen gemäß einem der Ansprüche 4 bis 21, welche solcherart angeordnet sind, dass: ihre jeweiligen ersten flachen Flächen in derselben Höhe liegen, da sie mit der Trägerfläche (21''') für die Quelle (10) gekoppelt sind, die von beiden Modulen gemeinsam genutzt wird, ihre jeweiligen im Wesentlichen halbparaboloidförmigen gekrümmten Flächen (25''') dieselbe Symmetrieachse und denselben Brennpunkt teilen, wobei die Quelle in der Nähe des gemeinsamen Brennpunkts positioniert ist, und ihre jeweiligen Eckpunkte theoretisch an gegenüberliegenden Seiten des Brennpunkts positioniert sind, so dass die Flächen des Halbparaboloids in einer zur Symmetrieachse lotrechten und sich durch den Brennpunkt erstreckenden Ebene verbunden sind, und ihre jeweiligen zweiten flachen Flächen (27''') jeweils mit Reflexionselementen (50''') verbunden sind, die dazu angepasst sind, den Lichtstrahl im Wesentlichen in einer Querrichtung in Bezug auf die Symmetrieachse abzulenken.
Modul gemäß Anspruch 22, wobei jedes Reflexionselement durch ein aus transparentem Material gefertigtes Prisma (50''') gebildet ist, wobei das Prisma solcherart im Modul integriert ist, dass es eine Fläche für den Eintritt des Lichtstrahls aufweist, welche Fläche im Bereich der zweiten Fläche des jeweiligen Moduls positioniert ist, sowie eine Fläche für den Ausstoß des Lichtstrahls, der eine vorbestimmte Neigung zur Symmetrieachse hat.
Fahrzeug-Frontleuchtenanordnung, umfassend eine Mehrzahl von Modulen (1, 1', 1'', 1''') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23.
Anordnung gemäß Anspruch 24, umfassend eine Stützplatte (11), die von mehreren Modulen in einer solchen Art und Weise gemeinsam genutzt wird, dass die Trägerfläche jedes Moduls im Wesentlichen parallel zur Fahrbahn ist.
Anordnung gemäß Anspruch 25, wobei die Quellen der Module solcherart angeordnet sind, um an der Unterseite der Trägerfläche Licht auszusenden.
Anordnung gemäß Anspruch 25 oder Anspruch 26, wobei es eine Mehrzahl von parallelen Stützplatten (11) gibt, wobei jede Platte von mehreren Modulen gemeinsam genutzt wird.
Optische Vorrichtung, die für ein Modul gemäß Anspruch 1 geeignet ist und eine gekrümmte Reflexionsfläche (25, 25', 25'', 25''') aufweist, wobei sich die Vorrichtung dafür eignet, mit der Trägerfläche (21, 21', 21'', 21''') solcherart gekoppelt zu werden, dass sich die Reflexionsfläche an einer Seite der Trägerfläche erstreckt und eine der Trägerfläche zugewandte Wölbung hat.
Optische Vorrichtung gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Reflexionsfläche (25') mit Hilfe einer metallischen oder mehrlagigen dielektrischen Reflexionsschicht auf einem geformten Kunststoffgehäuse erhalten wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 28, wobei die Reflexionsfläche einen zur Trägerfläche lotrechten Längsschnitt aufweist, der eine im Wesentlichen parabolische Form mit einer zur Verbindungsfläche im Wesentlichen parallelen Achse besitzt, sowie einen zur Trägerfläche parallelen Querschnitt, der eine im Wesentlichen konische Bogenform hat.
Vorrichtung gemäß Anspruch 28 oder Anspruch 30, wobei die Vorrichtung (20) durch einen aus transparentem dielektrischem Material gefertigten festen Körper gebildet ist, umfassend eine erste flache Fläche (19), welche die Trägerfläche definiert, eine gekrümmte Fläche (25), welche die Reflexionsfläche definiert und im Wesentlichen die Form eines Rotationshalbparaboloids mit einer zur flachen Fläche im Wesentlichen parallelen Symmetrieachse besitzt, wobei eine Befestigungsfläche für die Quelle in der Nähe des Brennpunkts des Halbparaboloids vorgesehen ist, und eine zweite flache Fläche (27), die im Wesentlichen halbkreisförmig und zur ersten flachen Fläche im Wesentlichen lotrecht ist, wobei die erste flache Fläche an der zweiten flachen Fläche und der gekrümmten Fläche anschließt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 31, wobei die Reflexionsfläche zumindest teilweise eine metallische oder mehrlagige dielektrische Reflexionsschicht aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 28, wobei die Vorrichtung durch einen Hohlkörper (30'') gebildet ist, umfassend eine erste transparente Wand (20a''), die eine die Trägerfläche definierende erste flache Fläche (19'') aufweist, eine zweite Wand (20b''), die eine gekrümmte Fläche (25'') aufweist, welche die Reflexionsfläche definiert und im Wesentlichen die Form eines Rotationshalbparaboloids mit einer zur flachen Fläche im Wesentlichen parallelen Symmetrieachse besitzt, wobei eine Befestigungsfläche für die Quelle in der Nähe des Brennpunkts des Halbparaboloids vorgesehen ist, und eine dritte Wand (20c''), die aus transparentem Material gefertigt ist, im Wesentlichen halbkreisförmig ist und eine zweite äußere flache Fläche (27', 27'') aufweist, die zur ersten flachen Fläche im Wesentlichen lotrecht ist, wobei der Hohlkörper (30'') verschlossen und mit einer Flüssigkeit oder einem Gelmaterial gefüllt ist, die bzw. das einen Brechungsindex hat, der dem Brechungsindex des die Wände bildenden Materials im Wesentlichen entspricht.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei die gekrümmte Fläche aus einer Mehrzahl von getrennten Sektoren einer Umdrehungsfläche (26a, b, c, d, e) gebildet ist, die diskontinuierlich verbunden sind, um Profil- oder Krümmungsprünge zu bilden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 34, wobei die Sektoren der gekrümmten Fläche Rotationsparaboloidsektoren sind, wobei jeder Sektor einen Brennpunkt in der Nähe der Quelle besitzt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 34 oder Anspruch 35, wobei jeder Sektor eine Symmetrieachse hat, die zur ersten flachen Fläche geneigt ist und somit einen Winkel damit bildet, der im Allgemeinen bei jedem Sektor verschieden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 34 oder Anspruch 35, wobei die zweite flache Fläche in Sektoren (28) unterteilt ist, wobei jeder Sektor der flachen Fläche mit einem der Sektoren der gekrümmten Fläche verbunden ist und ein Prisma (27) aufweist, das eine vorbestimmte Neigung zur flachen Fläche hat.