EP3803195B1 - Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer Download PDF

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EP3803195B1
EP3803195B1 EP19723421.4A EP19723421A EP3803195B1 EP 3803195 B1 EP3803195 B1 EP 3803195B1 EP 19723421 A EP19723421 A EP 19723421A EP 3803195 B1 EP3803195 B1 EP 3803195B1
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EP
European Patent Office
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light
holder
illumination device
primary optics
light guide
Prior art date
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EP19723421.4A
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English (en)
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Lukas Taudt
Nina Brauner
Mathias SCHRAGL
Christoph Längauer
Johann Höfler
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ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Publication date
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Publication of EP3803195A1 publication Critical patent/EP3803195A1/de
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
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    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
    • F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle headlight having the features of the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a light module with at least one lighting device according to the invention (see claim 12).
  • the invention also relates to a motor vehicle headlight with at least one lighting device according to the invention or with at least one light module with at least one lighting device according to the invention (see claim 13).
  • the WO 2013/166535 , the WO 2015/061822 , the WO 2014/124477 , the WO 2014/012128 , the EP 3 339 720 and the WO 2014/094018 show lighting devices for motor vehicle headlights from the prior art.
  • the above lighting devices are associated with Light modules or motor vehicle headlights used to light distributions generate.
  • primary optics made of glass are generally used, with which simple geometries for primary optics can be implemented. If, on the other hand, more complex geometries are necessary for a primary optic, the use of glass is often unsuitable for this.
  • the disadvantage of using such plastics, in particular silicone, for the production of primary optics is that such a primary optic does not have the strength of a glass body. From an optical point of view, however, it is advantageous or necessary for the primary optics to have a shape that is as stable as possible, particularly with regard to the positioning of its light entry surface or surfaces in relation to an illuminant or light source. An offset of the light entry surfaces in relation to the lighting means or light sources, particularly when using light-emitting diodes as light sources, leads, for example, to undesired light losses.
  • a misalignment of the light exit surfaces of the attachment optics can mean that the light image shown does not meet the desired requirements.
  • the lighting device is a "pixel light device” with the light sources arranged in rows and columns.
  • the light sources can be controlled independently of one another, as a result of which different light distributions can be generated, in particular an adaptive high beam light distribution.
  • the counter-locking element is designed as a locking lug or as an undercut.
  • the at least one latching element has a latching lug and the counter-latching element is designed as an undercut.
  • a plurality of undercuts can be arranged along the longitudinal axis of the primary optics.
  • locking elements are arranged on the holder.
  • At least two latching elements each with an associated undercut, can preferably be provided.
  • undercuts or corresponding locking elements are arranged above or below the light exit surface or the light sources, with "above”/"below” referring to the already mentioned longitudinal axis of the primary optics transverse to the main emission direction of the light sources in the assembled state of the lighting device.
  • the "main emission direction” is to be understood as meaning the direction in which the light sources emit the strongest or most light due to their directivity.
  • the latching element is designed as an undercut and the counter-latching element has a latching lug.
  • the holder is made of a thermoplastic.
  • thermoplastics can be shaped better or more easily.
  • the holder is made of a material that shades stray light, i.e. an opaque material, e.g. black plastic, in particular - for example black - thermoplastic, so that stray light is sealed off in particular from neighboring light sources.
  • an opaque material e.g. black plastic, in particular - for example black - thermoplastic
  • a further, alternative or preferably additional measure to avoid light loss into the position holder is that the position holder is designed in such a way that the contact surface of a light guide body (or the light guide body) with the position holder is as small as possible.
  • the light-guiding body thus makes contact with the position holder only in a narrow contact area, for example in a line running around the respective light guide.
  • the primary optics can be made in one piece from a transparent, light-conducting and moldable plastic.
  • In one piece is to be understood as meaning production of the primary optics from one piece, preferably by means of an injection molding process.
  • the primary optics with all of its “components”, for example the light exit surface, the fiber optics, the counter-locking elements and other “components” arranged on the primary optics have been manufactured in one piece or in one piece in a manufacturing process or method.
  • the primary optics can be made of a silicone material.
  • the primary optic Due to the elastomer properties of a silicone material, it is possible to demould the primary optic without an additional slide, since the primary optic is preferably produced by means of an injection molding process.
  • the primary optics are made of a poly(organo)siloxane.
  • the individual fiber optics can be held particularly well in their position in relation to the light sources if the holder has an opening for each fiber optic body in which the associated fiber optic body is accommodated and positioned with a precise fit.
  • the openings are holes or receptacles in the holder, with a cross-section that is precisely adapted for the respective fiber-optic element; these are inserted into the associated openings and held in the desired position by the holder.
  • the holder accommodates the light guide bodies at their end regions facing the light entry surfaces.
  • the fiber-optic elements can protrude slightly backwards out of the mount or can be flush with the holder.
  • the holder has at least one positioning wall that protrudes in the main emission direction and is set up to engage in a recess provided on the primary optics.
  • wall is to be understood not only as a projection in one plane. This term can also mean a combination of several flat walls, which are arranged, for example, at right angles to one another and/or form a kind of open square, i.e. together form a U-shape.
  • the at least one positioning wall generally ensures further stability of the primary optics in the assembled state of the lighting device, so that oscillation transverse to the main emission direction of the light sources can be largely avoided.
  • At least one projection is arranged on the at least one positioning wall, which projection extends longitudinally in the direction of the main emission direction and is set up to positively engage in a guide groove in the primary optics associated with the at least one projection.
  • the at least one projection brings about additional stability when the primary optics is in the fastened state on the holder.
  • a material is inserted in the openings between the holder and the light-guiding bodies, which has a lower refractive index than the material of the light-guiding bodies.
  • the material with a lower refractive index surrounds the light guide bodies in such a way that they do not touch the position holder.
  • the fiber-optic elements can be elongate, with a greater extension in the main emission direction of the light beams than transversely thereto.
  • the holder can only be slid onto the light-guiding bodies up to a certain point.
  • the light-guiding bodies are designed in the shape of a truncated cone or a trapezium.
  • all multi-sided truncated pyramids are possible, e.g. hexagonal, for example in the form of wedge-shaped honeycombs.
  • the footprint shape is closely related to the LED chip arrangements and the desired light entry and exit.
  • the light sources each include one or more light-emitting diodes.
  • each light source can preferably be controlled separately and switched on and off accordingly, preferably also dimmable. If a light source consists of several light-emitting diodes, it can also be advantageous if each of the light-emitting diodes can be controlled separately.
  • the object is also achieved by a light module with at least one lighting device according to the invention.
  • the object is achieved with a motor vehicle headlight having at least one lighting device according to the invention or a light module having at least one lighting device according to the invention.
  • a low beam and/or a high beam can be generated, for which, for example, the left headlight and the right headlight each have a lighting device according to the invention, with which the left and the right part of the light distribution are generated.
  • a secondary optics usually a lens, is also provided, by means of which the respective light distribution can be generated.
  • the lighting device according to the invention can also be used for a reversing light.
  • FIG. 1 shows an exemplary lighting device, which has several light sources 10 that are set up to emit light beams in a main emission direction, a primary optics 100 with several light guide bodies 110, which light guide bodies 110 are arranged in the main emission direction of the light sources 10 and each have a light entry surface 120 and a light exit surface 130 , and a holder 200 , which holder 200 is set up to hold the light entry surfaces 120 of the light guide bodies 110 in relation to the light sources 10 in position. Furthermore, the light guide bodies 110 open into a common light exit surface 130.
  • the light sources 10 each include one or more light-emitting diodes, with each light source preferably including one or more light-emitting diodes. Each light source can preferably be controlled separately and switched on and off accordingly, preferably also dimmable If a light source consists of several light-emitting diodes, it can also be advantageous if each of the light-emitting diodes can be controlled separately.
  • the “main emission direction” is generally to be understood as meaning the direction in which the light sources 10 emit the strongest or most light as a result of their directivity. In the figures shown, the main emission direction corresponds to the x-direction of the coordinate system drawn in the figures.
  • the holder 200 has two latching elements 210 formed with a latching lug 220 , the latching lugs being set up to engage in an undercut 140 respectively assigned to the latching lugs, which undercut 140 is arranged on the primary optics 100 , but in 1 cannot be seen because of the view.
  • the latching elements 210 are produced in one piece with the holder 200 .
  • the primary optics 100 is made from a transparent, light-conducting and moldable plastic, preferably from a silicone material or a poly(organo)siloxane.
  • the holder 200 has a receiving section 230 with openings 231 provided corresponding to the number of light guide bodies, which openings 231 are each assigned to a light guide body 110 and in which the light guide bodies 110 of the primary optics 100 can be received and positioned, the holder 200 the Optical fiber 110 accommodates at its end portion facing the light entry surfaces 120 .
  • the holder 200 has two positioning walls 240 protruding in the main emission direction or x-direction, which are set up to engage in a depression provided on the primary optics 100 .
  • a “positioning wall” is not just to be understood as a projection in one plane. This term can also refer to a combination of several levels Walls that are connected to each other, preferably at their respective lateral end edges, as shown in the exemplary lighting device in the figures.
  • the individual walls are at right angles to one another and form a kind of open cart or a U-shape, with the connecting edge areas being able to be rounded off.
  • the individual walls of a positioning wall 240 do not have the same height, with gradual height differences or gradients in 1 you can see.
  • the positioning walls 240 generally ensure further stability of the primary optics 100 in the assembled state of the lighting device, so that oscillation transverse to the main emission direction or oscillation in the y-direction can be largely avoided.
  • projections 241 can be arranged on the positioning walls 240 , which projections 241 extend longitudinally in the direction of the main emission direction or x-direction and are set up to positively engage in a guide groove assigned to the projections 241 in the primary optics 100 . Such projections 241 bring about additional stability when the primary optics 100 is fastened to the holder 200.
  • the positioning walls 240 are each arranged laterally or along the y-axis of the receiving section 230 , with the open sides of the positioning walls 240 being aligned with one another and partially delimiting or delimiting the receiving section 230 .
  • FIG. 12 shows a rear view of the lighting device 1 , where in 2 it can be seen that the fiber-optic elements 110 in the lighting device shown are elongate, with a greater extension in the main emission direction of the light beams or the x-axis than transversely thereto.
  • the light guide bodies 110 have a cross section that tapers towards their light entry surfaces 120 .
  • the holder 200 can only be slid onto the light-guiding bodies 110 up to a certain point.
  • FIG. 3 shows the assembled state of the lighting device from the previous figures, where Figure 3a Figure 12 is a cross-sectional view along section CC.
  • Figure 12 is a cross-sectional view along section CC.
  • the individual fiber-optic elements 110 are accommodated and positioned with a precise fit in the openings 231 .
  • the openings 231 are holes or receptacles in the holder, with a cross-section that is precisely adapted for the respective fiber-optic element 110; these are inserted into the associated openings 231 and can protrude slightly backwards out of the openings 231 , as in Figure 3a can be seen, or flush with the holder 200 or with the openings 231 .
  • the light module 4 shows an exemplary light module with a lighting device from the previous figures, the light module additionally having a printed circuit board 11 on which the light sources 10 are arranged, a heat sink 500, which is designed to dissipate the heat generated during operation of the light sources, secondary optics 300 and a Housing 400, which is provided for accommodating the remaining components, the secondary optics being set up to shape the light beams emanating from the light exit surface 130 of the lighting device in order to obtain a desired light distribution, for example a low beam and/or a high beam distribution, with other or further light distributions are possible.
  • a desired light distribution for example a low beam and/or a high beam distribution, with other or further light distributions are possible.
  • the printed circuit board 11 containing the light sources 10 is held between the heat sink 500 and the holder 200 , with pins arranged on the heat sink passing through the printed circuit boards through openings provided for this purpose.
  • circuit board 11 primary optics 100 fiber optic body 110 light entry surface 120 light exit surface 130 undercut 140 holder 200 locking element 210 detent 220 recording section 230 opening 231 positioning wall 240 head Start 241 secondary optics 300 Housing 400 heatsink 500

Landscapes

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
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  • Planar Illumination Modules (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für einen KFZ-Scheinwerfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Die Erfindung betrifft überdies ein Lichtmodul mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung (siehe Anspruch 12).
  • Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung oder mit zumindest einem Lichtmodul mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung (siehe Anspruch 13).
  • Die WO 2013/166535 , die WO 2015/061822 , die WO 2014/124477 , die WO 2014/012128 , die EP 3 339 720 und die WO 2014/094018 zeigen Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeugscheinwerfer aus dem Stand der Technik.
  • Üblicherweise werden oben genannte Beleuchtungsvorrichtungen im Zusammenhang mit Lichtmodulen bzw. Kraftfahrzeugscheinwerfern dazu verwendet, um Lichtverteilungen zu erzeugen. Dazu werden in der Regel Primäroptiken aus Glas eingesetzt, mit welchen sich einfache Geometrien für Primäroptiken realisieren lassen. Sind hingegen komplexere Geometrien für eine Primäroptik notwendig, so ist hierfür die Verwendung von Glas häufig ungeeignet.
  • Es hat sich herausgestellt, dass anstelle von Glas für die Herstellung von komplexen Geometrien als Material transparente, insbesondere hochtransparente, lichtleitende und formbare Kunststoffe gut geeignet sind. Besonders gut geeignet sind zur Herstellung von komplexen Vorsatzoptiken Poly(organo)siloxane, von besonderem Vorteil ist es, wenn die Primäroptik aus einem Silikonmaterial hergestellt ist.
  • Nachteilig an der Verwendung solcher Kunststoffe, insbesondere von Silikon zur Herstellung von Primäroptiken ist allerdings, dass eine solche Primäroptik nicht über die Festigkeit wie ein Glaskörper verfügt. Unter optischen Gesichtspunkten ist es allerdings vorteilhaft bzw. notwendig, dass die Primäroptik insbesondere im Hinblick auf die Positionierung ihrer Lichteintrittsfläche bzw. ihrer Lichteintrittsflächen in Bezug auf ein Leuchtmittel bzw. Lichtquellen eine möglichst stabile Gestalt aufweist. Ein Versatz der Lichteintrittsflächen in Bezug auf das Leuchtmittel bzw. Lichtquellen, insbesondere bei Verwendung von Leuchtdioden als Lichtquellen, führt beispielsweise zu unerwünschten Lichtverlusten.
  • Ein Versatz der Lichtaustrittsflächen der Vorsatzoptik wiederum kann dazu führen, dass das abgebildete Lichtbild nicht den gewünschten Anforderungen entspricht.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch ist gewährleistet, dass zur Halterung der Primäroptik an dem Halter kein weiteres, zusätzliches Bauteil benötig wird, wie es oft im Stand der Technik zur Anwendung kommt.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Beleuchtungsvorrichtung um eine "Pixel-Licht-Vorrichtung", wobei die Lichtquellen in Reihen und Spalten angeordneten sind.
  • Bei einer solchen "Pixel-Licht-Vorrichtung" lassen sich die Lichtquellen unabhängig voneinander ansteuern, wodurch unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden können, insbesondere eine Adaptive-Fernlicht-Lichtverteilung.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Rastelement eine Rastnase aufweist oder als Hinterschnitt ausgebildet ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Gegenrastelement eine Rastnase oder als Hinterschnitt ausgebildet ist.
  • In einer praxisgerechten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Rastelement eine Rastnase aufweist und das Gegenrastelement als Hinterschnitt ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise können bei einer quer zur Hauptabstrahlrichtung der Lichtquellen, länglich ausgebildeten Primäroptik, mehrere Hinterschnitte entlang der Längsachse der Primäroptik angeordnet sein. Entsprechend der Anzahl der Hinterschnitte, sind hierbei Rastelemente an dem Halter angeordnet.
  • Vorzugsweise können zumindest zwei Rastelemente mit jeweils zugeordnetem Hinterschnitt vorgesehen sein.
  • Insbesondere sind Hinterschnitte bzw. korrespondierende Rastelemente ober bzw. unterhalb der Lichtaustrittsfläche bzw. der Lichtquellen angeordnet, wobei sich "oberhalb"/"unterhalb" auf die bereits erwähnte Längsachse der Primäroptik quer zur Hauptabstrahlrichtung der Lichtquellen im zusammengebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung beziehen.
  • Unter "Hauptabstrahlrichtung" ist die Richtung zu verstehen, in der die Lichtquellen infolge ihrer Richtwirkung am stärksten bzw. am meisten Licht abstrahlen.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Rastelement als Hinterschnitt ausgebildet ist und das Gegenrastelement eine Rastnase aufweist.
  • Mit Vorteil kann vorgesehen sein, wenn das zumindest eine Rastelement einstückig mit dem Halter hergestellt ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Halter aus einem Thermoplast gefertigt ist.
  • Thermoplasten sind im Vergleich zu Duroplasten besser bzw. leichter formbar.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Halter aus einem Streulicht abschattenden Material, also einem lichtundurchlässigen Material, z.B. aus schwarzem Kunststoff, insbesondere - beispielsweise schwarzem - Thermoplast gefertigt ist, sodass Streulicht insbesondere von benachbarten Lichtquellen abgeschottet wird.
  • Eine weitere, alternative oder vorzugsweise zusätzliche Maßnahme, um Lichtverluste in den Positionshalter hinein zu vermeiden ist jene, dass der Positionshalter derart ausgebildet ist, dass die Kontaktfläche eines Lichtleitkörpers (bzw. der Lichtleitkörper) mit dem Positionshalter möglichst gering ist.
  • Der Lichtleitkörper kontaktiert den Positionshalter somit nur in einem schmalen Kontaktbereich, beispielsweise in einer um den jeweiligen Lichtleiter umlaufenden Linie.
  • Vorteilhafterweise kann die Primäroptik aus einem transparenten, lichtleitenden und formbaren Kunststoff einstückig gefertigt sein.
  • Mit "einstückig" ist eine Herstellung der Primäroptik aus einem Stück zu verstehen, vorzugsweise mittels einem Spritzgussverfahren.
  • Es sei angemerkt, dass die Primäroptik mit ihren sämtlichen "Bauteilen", beispielsweise die Lichtaustrittsfläche, die Lichtleitkörper, die Gegenrastelemente sowie weitere an der Primäroptik angeordnete "Bauteile" in einem Herstellungsprozess bzw. -verfahren einstückig bzw. aus einem Stück hergestellt worden ist.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann die Primäroptik aus einem Silikonmaterial gefertigt sein.
  • Aufgrund der Elastomereigenschaften von einem Silikonmaterial ist ein Entformen bei der Herstellung der Primäroptik ohne einen zusätzlichen Schieber möglich, da die Primäroptik vorzugsweise mittels einem Spritzgießverfahren hergestellt wird.
  • Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die Primäroptik aus einem Poly(organo)siloxan gefertigt ist.
  • Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Halter einen Aufnahmeabschnitt mit zumindest einer Öffnung aufweist, in welcher die Lichtleitkörper aufnehmbar und positionierbar sind.
  • Besonders gut können die einzelnen Lichtleitkörper in ihrer Position in Bezug auf die Lichtquellen gehalten werden, wenn der Halter für jeden Lichtleitkörper eine Öffnung aufweist, in welcher der zugeordnete Lichtleitkörper passgenau aufgenommen und positioniert ist.
  • Bei den Öffnungen handelt es sich um Löcher bzw. Aufnahmen in dem Halter, mit genau angepasstem Querschnitt für den jeweiligen Lichtleitkörper; diese werden in die zugeordneten Öffnungen eingesteckt und von dem Halter in der gewünschten Position gehalten.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Halter entsprechend der Anzahl der Lichtleitkörper Öffnungen aufweist, die je einem Lichtleitkörper zugeordnet sind.
  • Es kann günstig sein, wenn der Halter die Lichtleitkörper an ihren den Lichteintrittsflächen zugewandten Endbereichen aufnimmt.
  • Die Lichtleitkörper können dabei geringfügig nach hinten aus der Aufnahme herausragen oder bündig mit dem Halter abschließen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Halter zumindest eine in Hauptabstrahlrichtung vorstehende Positionierungswand aufweist, die eingerichtet ist, in eine an der Primäroptik vorgesehene Vertiefung einzugreifen.
  • Unter "Wand" ist grundsätzlich nicht nur ein Vorsprung in einer Ebene zu verstehen. Unter diesem Begriff kann auch ein Zusammenschluss von mehreren, ebenen Wänden gemeint sein, die beispielsweise rechtwinkelig zueinander angeordnet sind und/oder eine Art offenes Karree bilden, also gemeinsam eine U-Form bilden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Positionierungswände die gleiche oder unterschiedliche Höhen aufweisen, insbesondere sind auch graduelle Höhenunterschiede möglich.
  • Die zumindest eine Positionierungswand sorgt im Allgemeinen für eine weitere Stabilität der Primäroptik im zusammengebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung, sodass ein Schwingen quer zur Hauptabstrahlrichtung der Lichtquellen weitestgehend vermieden werden kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass in Hauptabstrahlrichtung seitlich des Aufnahmeabschnitts des Halters jeweils zumindest eine Positionierungswand angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der zumindest einen Positionierungswand zumindest ein Vorsprung angeordnet ist, welcher sich länglich in Richtung der Hauptabstrahlrichtung erstreckt und eingerichtet ist, in eine dem zumindest einen Vorsprung zugehörige Führungsnut in der Primäroptik formschlüssig einzugreifen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass der zumindest eine Vorsprung eine zusätzliche Stabilität im befestigten Zustand der Primäroptik an dem Halter bewirkt.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass in den Öffnungen zwischen dem Halter und den Lichtleitkörpern jeweils ein Material eingefügt ist, welches einen geringeren Brechungsindex als das Material der Lichtleitkörper aufweist.
  • Insbesondere von Vorteil ist es, wenn das Material mit geringerem Brechungsindex den Lichtleitkörpern derart umgibt, dass dieser den Positionshalter nicht berührt.
  • Dadurch wird der Grenzwinkel für Totalreflexion erhöht, sodass keine oder nur geringe Mengen an Licht aus dem Lichtleitkörper austreten.
  • Vorzugsweise können die Lichtleitkörper länglich ausgebildet sein, mit einer größeren Ausdehnung in Hauptabstrahlrichtung der Lichtstrahlen als quer dazu.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtleitkörper einen zu ihren Lichteintrittsflächen hin sich verjüngenden Querschnitt aufweisen.
  • Durch die sich somit in Hauptabstrahlrichtung vergrößernden Querschnitte der Lichtleitkörper kann der Halter nur bis zu einer gewissen Stelle an den Lichtleitkörpern aufgeschoben werden.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Lichtleitkörper kegelstumpfförmig oder trapenzförmig ausgebildet sind.
  • Im Prinzip kommen alle mehrseitigen Pyramidenstümpfe in Frage, z.B. sechseckige, etwa in Form keilförmiger Bienenwaben. Die Grundflächenform steht eng im Zusammenhang mit den LED-Chip-Anordnungen und dem gewünschten Lichtein- und austritt.
  • Es kann günstig sein, wenn die Lichtquellen jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden umfassen.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass jede Lichtquelle jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst. Vorzugsweise ist jede Lichtquelle separat ansteuerbar und entsprechend ein- und ausschaltbar, vorzugsweise auch dimmbar. Besteht eine Lichtquelle aus mehreren Leuchtdioden, kann es auch von Vorteil sein, wenn jede der Leuchtdioden separat ansteuerbar ist.
  • Ebenso wird die Aufgabe durch ein Lichtmodul mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gelöst.
  • Ferner wird die Aufgabe mit einem Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung oder einem Lichtmodul mit zumindest einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gelöst.
  • Mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise ein Abblendlicht und/oder ein Fernlicht erzeugt werden, wozu beispielsweise der linke Scheinwerfer und der rechte Scheinwerfer jeder eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst, mit welcher jeweils der linke bzw. der rechte Teil der Lichtverteilung erzeugt werden. In Lichtaustrittsrichtung vor dem Halter ist dabei jeweils noch eine Sekundäroptik, in der Regel eine Linse vorgesehen, mittels welche die jeweilige Lichtverteilung erzeugt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann aber auch für eine Rückfahrleuchte verwendet werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
    • Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung mit einem Halter und einer Primäroptik, wobei der Halter zwei Rastelemente zur Fixierung der Primäroptik aufweist,
    • Fig. 2 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 in einer rückwärtigen Ansicht,
    • Fig. 3 zeigt die beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung aus den vorherigen Figuren in einem zusammengebauten Zustand,
    • Fig. 3a zeigt die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 3 durch den Schnitt C-C, und
    • Fig. 4 ein beispielhaftes Lichtmodul mit einer Beleuchtungsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung.
  • Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung, welche mehrere Lichtquellen 10, die eingerichtet sind, Lichtstrahlen in eine Hauptabstrahlrichtung zu emittieren, eine Primäroptik 100 mit mehreren Lichtleitkörpern 110, welche Lichtleitkörper 110 in Hauptabstrahlrichtung der Lichtquellen 10 angeordnet sind und jeweils eine Lichteintrittsfläche 120 sowie eine Lichtaustrittsfläche 130 aufweisen, und einen Halter 200 umfasst, welcher Halter 200 eingerichtet ist, die Lichteintrittsflächen 120 der Lichtleitkörper 110 in Bezug auf die Lichtquellen 10 in Position zu halten. Weiters münden die Lichtleitkörper 110 in eine gemeinsame Lichtaustrittsfläche 130.
  • Die Lichtquellen 10 umfassen jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden, wobei vorzugsweise jede Lichtquelle jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst. Vorzugsweise ist jede Lichtquelle separat ansteuerbar und entsprechend ein- und ausschaltbar, vorzugsweise auch dimmbar. Besteht eine Lichtquelle aus mehreren Leuchtdioden, kann es auch von Vorteil sein, wenn jede der Leuchtdioden separat ansteuerbar ist.
  • Unter "Hauptabstrahlrichtung" ist im Allgemeinen die Richtung zu verstehen, in der Lichtquellen 10 infolge ihrer Richtwirkung am stärksten bzw. am meisten Licht abstrahlen. In den gezeigten Figuren entspricht die Hauptabstrahlrichtung der x-Richtung des jeweils in den Figuren eingezeichneten Koordinatensystems.
  • Ferner weist der Halter 200 zur Befestigung der Primäroptik 100 zwei mit einer Rastnase 220 ausgebildete Rastelemente 210 auf, wobei die Rastnasen eingerichtet sind, in einem den Rastnasen jeweils zugeordneten Hinterschnitt 140 einzugreifen, welcher Hinterschnitt 140 an der Primäroptik 100 angeordnet ist, jedoch in Fig. 1 aufgrund der Ansicht nicht zu sehen ist.
  • Es kann jedoch auch möglich sein, dass mehr als zwei Rastelemente 210 und die zugehörigen Hinterschnitte 140 an der Primäroptik 100 vorgesehen sind.
  • In dem in den Figuren gezeigten Beispiel einer Beleuchtungsvorrichtung sind die Rastelemente 210 mit dem Halter 200 einstückig hergestellt.
  • Die Primäroptik 100 ist aus einem transparenten, lichtleitenden und formbaren Kunststoff gefertigt, vorzugsweise aus einem Silikonmaterial bzw. einem Poly(organo)siloxan.
  • Weiters ist in Fig. 1 - verbessert jedoch in Fig. 2 - zu sehen, dass der Halter 200 einen Aufnahmeabschnitt 230 mit entsprechend der Anzahl der Lichtleitkörper vorgesehene Öffnungen 231 aufweist, welche Öffnungen 231 je einem Lichtleitkörper 110 zugeordnet sind und in welcher die Lichtleitkörper 110 der Primäroptik 100 aufnehmbar und positionierbar sind, wobei der Halter 200 die Lichtleitkörper 110 an ihren den Lichteintrittsflächen 120 zugewandten Endabschnitt aufnimmt.
  • Des Weiteren weist der Halter 200 zwei in Hauptabstrahlrichtung bzw. x-Richtung vorstehende Positionierungswände 240 auf, die eingerichtet sind, in eine an der Primäroptik 100 vorgesehen Vertiefung einzugreifen.
  • Unter einer "Positionierungswand" ist grundsätzlich nicht nur ein Vorsprung in einer Ebene zu verstehen. Unter diesem Begriff kann auch ein Zusammenschluss von mehreren, ebenen Wänden, die miteinander verbunden sind, vorzugsweise an ihren jeweiligen seitlichen Endkanten, gemeint sein, wie in der beispielhaften Beleuchtungsvorrichtung in den Figuren gezeigt ist. Die einzelnen Wände stehen hierbei rechtwinkelig zueinander und bilden eine Art offenes Karre bzw. eine U-Form, wobei die verbindenden Kantenbereiche abgerundet sein können.
  • Ferner weisen die einzelnen Wände einer Positionierungswand 240 nicht die gleiche Höhe auf, wobei graduelle Höhenunterschiede bzw. Verläufe in Fig. 1 zu sehen sind.
  • Die Positionierungswände 240 sorgen im Allgemeinen für eine weitere Stabilität der Primäroptik 100 im zusammengebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung, sodass ein Schwingen quer zur Hauptabstrahlrichtung bzw. ein Schwingen in y-Richtung weitestgehend vermieden werden kann.
  • Des Weiteren können auf den Positionierungswänden 240 Vorsprünge 241 angeordnet sein, welche Vorsprünge 241 sich länglich in Richtung der Hauptabstrahlrichtung bzw. x-Richtung erstrecken und eingerichtet sind, in eine den Vorsprüngen 241 jeweils zugeordnete Führungsnut in der Primäroptik 100 formschlüssig einzugreifen. Solche Vorsprünge 241 bewirken eine zusätzliche Stabilität bei einem befestigten Zustand der Primäroptik 100 an dem Halter 200.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Positionierungswände 240 jeweils seitlich bzw. entlang der y- Achse des Aufnahmeabschnitts 230 angeordnet, wobei die offenen Seiten der Positionierungswände 240 zueinander ausgerichtet sind und den Aufnahmeabschnitt 230 teilweise begrenzen bzw. abgrenzen.
  • Fig. 2 zeigt eine rückwärtige Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 , wobei in Fig. 2 zu sehen ist, dass die Lichtleitkörper 110 in der gezeigten Beleuchtungsvorrichtung länglich ausgebildet sind, mit einer größeren Ausdehnung in Hauptabstrahlrichtung der Lichtstrahlen bzw. der x-Achse als quer dazu. Überdies weisen die Lichtleitkörper 110 einen zu ihren Lichteintrittsflächen 120 hin sich verjüngenden Querschnitt auf. Durch die sich somit in Hauptabstrahlrichtung bzw. x-Richtung vergrößernden Querschnitte der Lichtleitkörper 110 kann der Halter 200 nur bis zu einer gewissen Stelle an den Lichtleitkörpern 110 aufgeschoben werden.
  • Fig. 3 zeigt den zusammengebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung aus den vorherigen Figuren, wobei Fig. 3a eine Querschnittansicht entlang des Schnittes C-C darstellt. Hierbei ist zu sehen, dass die einzelnen Lichtleitkörper 110 in den Öffnungen 231 passgenau aufgenommen und positioniert sind.
  • Bei den Öffnungen 231 handelt es sich um Löcher bzw. Aufnahmen in dem Halter, mit genau angepasstem Querschnitt für den jeweiligen Lichtleitkörper 110; diese werden in die zugeordneten Öffnungen 231 eingesteckt und können dabei geringfügig nach hinten aus den Öffnungen 231 herausragen, wie in Fig. 3a zu sehen ist, oder bündig mit dem Halter 200 bzw. mit den Öffnungen 231 abschließen.
  • Fig. 4 zeigt ein beispielhaftes Lichtmodul mit einer Beleuchtungsvorrichtung aus den vorherigen Figuren, wobei das Lichtmodul zusätzlich eine Leiterplatte 11, auf welcher die Lichtquellen 10 angeordnet sind, einen Kühlkörper 500, der eingerichtet ist, die im Betrieb der Lichtquellen entstandene Wärme abzuführen, eine Sekundäroptik 300 und ein Gehäuse 400, welches zur Aufnahme der übrigen Bauteile vorgesehen ist, umfasst, wobei die Sekundäroptik eingerichtet ist, die von der Lichtaustrittsfläche 130 der Beleuchtungsvorrichtung ausgehenden Lichtstrahlen zu formen, um eine gewünschte Lichtverteilung zu erhalten, beispielsweise eine Abblendlicht und/oder eine Fernlichtverteilung, wobei noch andere bzw. weitere Lichtverteilungen möglich sind.
  • Im zusammengebauten Zustand des Lichtmoduls wird die Lichtquellen 10 aufweisende Leiterplatte 11 zwischen dem Kühlkörper 500 und dem Halter 200 gehalten, wobei an dem Kühlkörper angeordnete Stifte die Leiterplatten durch dafür vorgesehene Öffnungen durchsetzt.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
  • Lichtquellen 10
    Leiterplatte 11
    Primäroptik 100
    Lichtleitkörper 110
    Lichteintrittsfläche 120
    Lichtaustrittsfläche 130
    Hinterschnitt 140
    Halter 200
    Rastelement 210
    Rastnase 220
    Aufnahmeabschnitt 230
    Öffnung 231
    Positionierungswand 240
    Vorsprung 241
    Sekundäroptik 300
    Gehäuse 400
    Kühlkörper 500

Claims (13)

  1. Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, welche Beleuchtungsvorrichtung Folgendes umfasst:
    - mehrere Lichtquellen (10), welche eingerichtet sind, Lichtstrahlen in eine Hauptabstrahlrichtung zu emittieren,
    - eine Primäroptik (100) mit mehreren Lichtleitkörpern (110), welche Lichtleitkörper (110) in Hauptabstrahlrichtung der Lichtquellen (10) angeordnet sind und jeweils eine Lichteintrittsfläche(120), in welche die Lichtstrahlen der Lichtquellen einspeisbar ist, sowie eine gemeinsame Lichtaustrittsfläche (130) aufweisen, wobei die Lichtleitkörper (110) in die gemeinsame Lichtaustrittsfläche (130) münden, und
    - einen Halter (200), der eingerichtet ist, die Lichteintrittsflächen (120) der Lichtleitkörper (110) in Bezug auf die Lichtquellen (10) in Position zu halten, wobei
    der Halter (200) zur Befestigung der Primäroptik (100) zumindest ein Rastelement (210) aufweist, wobei das Rastelement (210) eingerichtet ist, in einem dem Rastelement (210) zugeordneten, an der Primäroptik (100) vorgesehenen Gegenrastelement (140) einzugreifen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Halter (200) zumindest eine in Hauptabstrahlrichtung vorstehende Positionierungswand (240) aufweist, die eingerichtet ist, in eine an der Primäroptik (110) vorgesehene Vertiefung einzugreifen,
    wobei auf der zumindest einen Positionierungswand (240) zumindest ein Vorsprung (241) angeordnet ist, welcher sich länglich in Richtung der Hauptabstrahlrichtung erstreckt und eingerichtet ist, in eine dem zumindest einen Vorsprung (241) zugehörige Führungsnut in der Primäroptik (100) formschlüssig einzugreifen.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rastelement (210) eine Rastnase (220) aufweist oder als Hinterschnitt ausgebildet ist.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenrastelement (140) eine Rastnase oder als Hinterschnitt (140) ausgebildet ist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Rastelement (210) einstückig mit dem Halter (200) hergestellt ist.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (100) aus einem transparenten, lichtleitenden und formbaren Kunststoff einstückig gefertigt ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäroptik (100) aus einem Silikonmaterial gefertigt ist, vorzugsweise aus einem Poly(organo)siloxan.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (200) einen Aufnahmeabschnitt (230) mit zumindest einer Öffnung (231) aufweist, in welcher die Lichtleitkörper (110) aufnehmbar und positionierbar sind, wobei vorzugsweise der Halter (200) entsprechend der Anzahl der Lichtleitkörper (110) Öffnungen (231) aufweist, die je einem Lichtleitkörper (110) zugeordnet sind.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Hauptabstrahlrichtung seitlich des Aufnahmeabschnitts (230) des Halters (200) jeweils zumindest eine Positionierungswand (240) angeordnet ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitkörper (110) länglich ausgebildet sind, mit einer größeren Ausdehnung in Hauptabstrahlrichtung der Lichtstrahlen als quer dazu.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitkörper (110) einen zu ihren Lichteintrittsflächen (120) hin sich verjüngenden Querschnitt aufweisen.
  11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (10) jeweils eine oder mehrere Leuchtdioden umfassen.
  12. Lichtmodul mit zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
  13. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder zumindest einem Lichtmodul gemäß Anspruch 12.
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