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DE10341431A1 - Fahrzeugleuchte - Google Patents

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DE10341431A1
DE10341431A1 DE10341431A DE10341431A DE10341431A1 DE 10341431 A1 DE10341431 A1 DE 10341431A1 DE 10341431 A DE10341431 A DE 10341431A DE 10341431 A DE10341431 A DE 10341431A DE 10341431 A1 DE10341431 A1 DE 10341431A1
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DE
Germany
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light
lens
light source
vehicle lamp
lamp according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10341431A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Mügge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
Priority to DE10341431A priority Critical patent/DE10341431A1/de
Publication of DE10341431A1 publication Critical patent/DE10341431A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/0091Reflectors for light sources using total internal reflection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/26Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/30Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by reflectors
    • F21S43/31Optical layout thereof
    • F21S43/315Optical layout thereof using total internal reflection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14Light emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einer Fahrzeugleuchte mit mindestens einer Lichtquelle 1 und mit einer der Lichtquelle 1 zugeordneten Vorsatzlinse 2 aus einem klaren, lichtdurchlässigen Material, wobei die Vorsatzlinse 2 in ihrer Lage zur zugeordneten Lichtquelle 1 fixierbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die der Lichtquelle 1 abgewandte Außenfläche 3 der Vorsatzlinse 2 so geformt ist, dass es erste Bereiche 4 gibt, an denen eine Brechung des Lichts der Lichtquelle 1 erfolgt, und dass es zweite Bereiche 5 gibt, an denen eine Totalreflexion des Lichts der Lichtquelle 1 erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte mit mindestens einer Lichtquelle und mit einer der Lichtquelle zugeordneten Vorsatzlinse aus einem klaren, lichtdurchlässigen Material, wobei die Vorsatzlinse in ihrer Lage zur zugeordneten Lichtquelle fixierbar ist.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 199 30 461 A1 ist ein System aus einer Fresnellinse und einer stabförmigen Linse bekannt, die gemeinsam eine langgestreckte Lichtverteilung erzeugen. Hierbei wird das Prinzip der Lichtbrechung angewandt. Dieses System ist bei LED-Lichtquellen mit einem engen Lichtabstrahlkegel gut einsetzbar. Bei einer LED mit cosinusförmiger Lichtverteilung, d.h. in der Form einer Halbkugel, kann die erste stabförmige Linse nur einen Teilbereich des von der LED abgestrahlten Lichts erfassen. Dadurch reduziert sich der Wirkungsgrad des optischen Systems beträchtlich. Dadurch, dass die LED ihre größte Lichtstärke axial in Richtung der Hauptabstrahlrichtung aufweist, die stabförmige Linse in diesem Bereich jedoch keine horizontale Lichtablenkung erzeugt, bleibt die hohe Lichtstärke in axialer Richtung bestehen. Durch die zusätzlich erfolgende vertikale Lichtkonzentration wird dieser Effekt sogar noch verstärkt. Im Ergebnis entsteht dadurch eine langgestreckte Lichtverteilung mit einem deutlichen Lichtstärkepeak vor jeder einzelnen LED. Eine homogene Leuchtdichteverteilung kann dadurch nicht erreicht werden.
  • Darüber hinaus ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 184 618 A1 ein System bekannt, das aus zwei miteinander einstückig verbundenen Lichtscheiben besteht. Durch eine innere Linsenfläche und eine äußere Prismenoptik wird das Licht der LEDs in der ersten Scheibe horizontal aufgeweitet und vertikal zusammengezogen. Danach wird es in der zweiten Scheibe durch vertikal verlaufende Prismen wieder parallel gerichtet. Nachteilig an diesem System ist, dass die beiden Scheiben sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, da nachträgliche Abstimmungen nicht, beziehungsweise nur mit äußerst hohem finanziellen Aufwand wegen der nötigen Änderung der Werkzeuge, die zur Herstellung des Verbundkörpers nötig sind, möglich sind.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deswegen darin, eine Fahrzeugleuchte zur Verfügung zu stellen, bei der auch bei Verwendung einer cosinusförmigen Lichtverteilung einer Lichtquelle eine homogene Leuchtdichteverteilung erreicht wird.
  • Die Aufgabe wird durch eine Fahrzeugleuchte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung der Außenfläche der Vorsatzlinse mit unterschiedlichen Bereichen, in denen entweder eine Brechung oder eine Totalreflexion des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts stattfindet, wird eine sehr gute und homogene Leuchtdichteverteilung erreicht. Dies gilt insbesondere auch für eine cosinusförmiger Lichtverteilung einer LED.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Außenfläche der Vorsatzlinse im Horizontalschnitt eine Vorderfläche aufweist, in der nur erste Bereiche vorhanden sind. Dadurch wird erreicht, dass das gesamte, direkt auf die Vorderfläche fallende Licht der Lichtquelle in horizontaler Richtung stark aufgefächert wird, so dass das von der Lichtquelle ausgehende Licht auch noch unter größeren Winkeln hinsichtlich der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle gut zu erkennen ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Außenfläche der Vorsatzlinse im Horizontalschnitt zwei Seitenflächen aufweist, in denen sowohl erste Bereiche als auch zweite Bereiche vorhanden sind. Dadurch wird erreicht, dass der Großteil des auf die Seitenflächen auffallenden Lichts für die Ausleuchtung der Fahrzeugleuchte in horizontaler Richtung zur Verfügung steht. Die totalreflektierenden zweiten Bereiche bewirken, dass der Teil des Lichtes, der in diese zweiten Bereiche fällt, auf die Vorderfläche der Vorsatzlinse fällt und dort unter unterschiedlichen Brechwinkeln noch weiter aufgefächert wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Außenfläche der Vorsatzlinse im Bereich der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle so ausgebildet ist, dass das Licht der Lichtquelle an ihr so gebrochen wird, dass eine Aufweitung des Lichts vorliegt. Dies bewirkt, dass die Intensität um die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle erheblich abnimmt, da ein Großteil des in diesem Bereich in hoher Intensität auftretenden Lichts in horizontaler Richtung zur Seite gebrochen wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Außenflächen der Vorsatzlinse im Vertikalschnitt im Wesentlichen halbkugelförmig ist. Dadurch wird ein Großteil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichts in vertikaler Richtung zur Hauptabstrahlrichtung hin gebrochen und es wird in vertikaler Richtung eine hohe Lichtausbeute in einem kleinen Winkelbereich um die Hauptabstrahlrichtung erreicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Außenfläche der Vorsatzlinse im Vertikalschnitt an seinen oberen und unteren Enden jeweils in der Form eines Prismas ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass auch die im Außenbereich in vertikaler Richtung auf die Vorsatzlinse auftreffenden Lichtstrahlen zur Hauptabstrahlrichtung hin mittels Totalreflexion an der Oberfläche des Prismas zurückgeworfen werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Innenfläche der Vorsatzlinse im Wesentlichen sphärisch ausgebildet ist und in einem Aufweitbereich um die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle so ausgebildet ist, dass eine Aufweitung des Lichts vorliegt. Dadurch wird sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung die Intensität in Richtung der Hauptabstrahlrichtung deutlich verringert, ohne dass die Lichtstrahlen in einen sehr großen Winkelbereich gebrochen werden, so dass die Lichtintensität in den benötigten Winkelbereichen weiterhin erhalten bleibt.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder Lichtquelle jeweils eine Vorsatzlinse zugeordnet ist, die alle miteinander einstückig zu einer Vorsatzscheibe verbunden sind. Dadurch wird bei einer Vielzahl von Lichtquellen und diesen zugeordneten Vorsatzlinsen der Montageaufwand der Vorsatzscheibe gegenüber einzelnen Vorsatzlinsen deutlich verringert.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sie eine Fresnellinse aufweist, die der Außenfläche der Vorsatzlinse beziehungsweise der Vorsatzscheibe gegenüberliegt. Dadurch wird eine Ausrichtung der divergierenden Strahlen erreicht. Insbesondere wird eine rotationssymmetrische Fresnellinse für diesen Zweck verwendet.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sie eine Abschlussscheibe aufweist, die der Außenfläche der Vorsatzlinse beziehungsweise der Vorsatzscheibe gegenüberliegt, oder die der Fresnellinse, auf der der Vorsatzlinse beziehungsweise der Vorsatzscheibe abgewandten Seite, gegenüberliegt. Dadurch wird die Fahrzeugleuchte gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Feuchtigkeit und Schmutz, abgeschirmt.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lichtquelle in einen Reflektor strahlt, der das Licht auf die Vorsatzlinse beziehungsweise die Vorsatzscheibe reflektiert. Dadurch kann das Licht der Lichtquelle schon vor dem Eintreten in die Vorsatzlinse in ihrer Verteilung beeinflusst werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsatzlinse beziehungsweise die Vorsatzscheibe ein Verbindungsmittel zur lösbaren Lagefixierung bezüglich der Lichtquelle aufweist. Dadurch ist eine einfache Verbindung der Vorsatzlinse beziehungsweise der Vorsatzscheibe mit dem Rest der Fahrzeugscheibe möglich. Ein einfacher Austausch beziehungsweise eine einfache Erstmontage ist dadurch gewährleistet.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lichtquelle eine LED, insbesondere mit cosinusförmiger Lichtverteilung ist. Durch die Verwendung einer LED wird eine sehr preisgünstige Lichtquelle zur Verfügung gestellt, die in ihrer Farbe und auch ihrer Lichtverteilung auf die jeweils gewünschten Gegebenheiten einer jeden speziellen Fahrzeugleuchte abgestimmt werden kann.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden weiter anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierbei zeigen:
  • 1 einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte mit Lichtverteilung,
  • 2 einen Vertikalschnitt durch die Fahrzeugleuchte der 1 mit Lichtverteilung,
  • 3 zwei 3-dimensionale Ansichten der erfindungsgemäßen Vorsatzlinse der 1 und 2 aus unterschiedlichen Richtungen, wobei alle Kanten dargestellt sind,
  • 4 einen Vertikalschnitt mit Lichtverteilung wie in 2 durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte,
  • 5 einen Horizontalschnitt mit Lichtverteilung durch eine weitere erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte, die neben der Vorsatzlinse eine zusätzliche Fresnellinse und eine Abschlussscheibe aufweist, und
  • 6 einen Vertikalschnitt durch die weitere erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte der 5 mit Lichtverteilung.
  • 1 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte. Die Fahrzeugleuchte weist eine Lichtquelle 1 in Form einer LED auf. Das von der Lichtquelle 1 ausgehende Licht tritt durch eine Vorsatzlinse 2 hindurch. Die Vorsatzlinse 2 weist an ihr der Lichtquelle 1 zugewandten Seite eine Innenfläche 7 und an ihrer der Lichtquelle 1 abgewandten Seite eine Außenfläche 3 auf. Die Außenfläche 3 ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sie aufgrund ihrer Geometrie unterschiedliche Teilbereiche ausbildet, an denen entweder eine Brechung des durchtretenden Lichts an der Außenfläche 3 auftritt oder eine Totalreflexion erfolgt. Die Bereiche, in denen eine Brechung erfolgt, werden als erste Bereiche 4 bezeichnet, und diejenigen Bereiche, in den eine Totalreflexion erfolgt, werden als zweite Bereiche 5 bezeichnet. Die Anordnung der ersten Bereiche 4 und zweiten Bereiche 5 hängt von dem Auftreffwinkel der durch die Vorsatzlinse 2 hindurchtretenden Lichtstrahlen sowie von der Dielektrizitätszahl der Vorsatzlinse 2 ab.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Außenfläche 3 der Vorsatzlinse 2 so ausgestaltet, dass an ihrer Vorderfläche 15, die im Wesentlichen senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung A der Lichtquelle 1 ausgerichtet ist, nur erste Bereiche 4 ausgebildet sind. Auf den beiden Seitenflächen 16 der Vorsatzlinse 2 sind dagegen sowohl erste Bereiche 4, unter einem großen Winkel zur Hauptabstrahlrichtung A, als auch zweite Bereiche 5, im Bereich der Kante zwischen der jeweiligen Seitenfläche 16 und der Vorderfläche 15, ausgebildet. Das auf die zweiten Bereiche 5 der Seitenflächen 16 fallende Licht wird an diesen totalreflektiert und auf die Vorderfläche 15 der Vorsatzlinse 2 umgelenkt.
  • Die Innenfläche 7 der Vorsatzlinse 2 ist bis auf einen Winkelbereich, der um die Hauptabstrahlrichtung A angeordnet ist, sphärisch ausgebildet. In diesem sphärischen Bereich 8 erfolgt beim Eintritt des Lichts der Lichtquelle 1 keine Brechung. Dagegen ist um die Hauptabstrahlrichtung A ein Aufweitbereich 9 ausgebildet, so dass die Strahlen von der Hauptabstrahlrichtung A weg gebrochen werden.
  • In 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur für die obere Hälfte des abgestrahlten Lichts die horizontale Lichtverteilung wiedergegeben. Hier sind gut einzelne Strahlen zu erkennen, wie sie gebrochen beziehungsweise totalreflektiert und dann gebrochen werden. Die Vorsatzlinse 2 erfasst dabei einen großen Winkelbereich des abgestrahlten Lichts und nutzt diesen aus. Durch die aufeinander abgestimmten Innenfläche 7 und Außenfläche 3, wird eine Aufweitung des Lichts erreicht. Die spezielle Gestaltung der Vorderfläche 15 im Bereich um die Hauptabstrahlrichtung A herum bewirkt in diesem geschwungenen Bereich 6, dass das von der Lichtquelle 1 direkt axial abgestrahlte Licht, d.h. in Richtung der Hauptabstrahlrichtung A abgegebene Licht, von dieser weggebrochen wird. Dadurch werden die normalerweise in diesem Bereich auftretenden hohen Leuchtdichten stark reduziert. Dies ist wesentlich für die Erreichung einer homogenen Leuchtdichteverteilung der Fahrzeugleuchte.
  • Je weiter die Lichtstrahlen nach außen, d.h. in Richtung der Ecke der Vorsatzlinse 2 wandern, um so stärker werden sie nach außen gebrochen und abgelenkt. Auch dies trägt zu einer homogenen Lichtverteilung bei.
  • Die Seitenflächen 16 der Vorsatzlinse 2 sind derart geformt, dass im hinteren Bereich auftreffendes Licht der Lichtquelle 1 nach vorne abgelenkt wird. Der Ablenkwinkel wird stetig größer bis zu einem Punkt, an dem die Bedingungen für die Totalreflexion erfüllt sind. Ab diesem Punkt beginnt der zweite Bereich 5, in dem das Licht innerhalb der Vorsatzlinse 2 reflektiert wird und auf die Vorderfläche 15 trifft. Dort wird sie zu einem größeren Winkel abgelenkt, wobei sich die austretenden Lichtbündel mit den direkt austretenden Lichtstrahlen in diesem Bereich kreuzen.
  • Besonders bei einer cosinusförmigen Lichtquelle 1, beispielsweise einer geeigneten LED, erhält man in der Horizontalen eine bedeutend bessere Lichtverteilungskurve. Ohne die erfindungsgemäße Vorsatzlinse 2 würde man eine stark abfallende Lichtstärke von der Hauptabstrahlrichtung A zur Seite hin feststellen. So würde schon unter einem Horizontalwinkel von 60° die Lichtstärke nur noch ca. 50% der zentralen Lichtstärke ausmachen. Dagegen erhält man mit der Vorsatzlinse 2 in der Hauptabstrahlrichtung A eine reduzierte Lichtstärke, die jedoch zwischen einem Winkel von 35° und 65° deutlich über der Lichtstärke ohne die Vorsatzlinse 2 liegt. Dadurch wird bis zu einem Winkel von mindestens 65° eine quasi homogene Leuchtdichteverteilung erreicht.
  • In 2 ist ein Vertikalschnitt durch die Fahrzeugleuchte der 1 dargestellt. Die Lichtquelle 1 ist auf einer Platine 12 angeordnet. Bei der vertikalen Lichtverteilung, die aus Deutlichkeitsgründen wiederum nur für die obere Hälfte dargestellt ist, ist gut zu erkennen, dass ein größerer Winkel im Bereich des abgestrahlten Lichts der Lichtquelle 1 durch die gekrümmten Flächen der Vorsatzlinse 2 zusammengezogen werden. Lediglich im Randbereich der Vorsatzlinse 2 geht ein Teil der Lichtstrahlen verloren, da sie in einen großen Winkelbereich gebrochen beziehungsweise total reflektiert und dann gebrochen werden.
  • In 3 sind zwei Darstellungen der Vorsatzlinse 2 aus unterschiedlichen Richtungen in einer 3-dimensionalen schematischen Ansicht ausgeführt. Hier sind gut die beiden Flächen der Vorsatzlinse 2 zu erkennen, nämlich die Innenfläche 7 mit den sphärischen Bereich 8 und dem Aufweitbereich 9 sowie die Außenfläche 3 mit den ersten Bereichen 4 und den zweiten Bereichen 5. Darüber hinaus sind auch der geschwungene Bereich 6 sowie die Vorderfläche 15 und die beiden Seitenflächen 16 der Außenfläche 3 gut zu erkennen.
  • Oben und unten an der Vorsatzlinse 2 ist jeweils ein Verbindungsmittel 10 vorhanden, mit dem diese in ihrer Lage zur Lichtquelle 1 (nicht dargestellt) fixiert werden kann. Dies geschieht beispielsweise durch ein Aufrasten auf ein Gegenstück an der Platine 12 (auch nicht gezeigt) oder durch andere bekannte Verbindungstechniken, wie beispielsweise Schweißen oder Warmverbügeln.
  • In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte im Vertikalschnitt mit der vertikalen Lichtverteilung dargestellt. Auch hier ist zur besseren Übersichtlichkeit nur die obere Hälfte der Lichtverteilung dargestellt.
  • Der Aufbau der Vorsatzlinse 2 ist im Wesentlichen gleich mit jenem des ersten Ausführungsbeispiels, das in 2 dargestellt ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass jeweils ein Prisma 11 am oberen und unteren Ende der Vorsatzlinse 2 angeordnet ist. Dadurch werden zusätzlich die vertikalen Randbereiche der Lichtverteilung des aus der Lichtquelle 1 austretenden Lichts genutzt. Damit wird gegenüber den in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Erfassung der Randbereiche erreicht, beziehungsweise die Nutzung der Randbereiche wird optimiert und somit ein höherer Wirkungsgrad erzielt.
  • In 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte im Horizontalschnitt dargestellt. Auch hier ist wieder die horizontale Lichtverteilung lediglich im oberen Bereich der Vorsatzlinse 2 aus Übersichtlichkeitsgründen dargestellt. Die Fahrzeugleuchte weist eine Lichtquelle 1 und eine Vorsatzlinse 2 auf, die identisch zu den in 1 und 2 dargestellten sind. Zusätzlich zu dieser bekannten Ausführungsform, die auf einer Platine 12 montiert ist, weist die dargestellte Fahrzeugleuchte noch eine Fresnellinse 13 sowie eine Abschlussscheibe 14 auf. Die der Vorsatzlinse 2 vorgelagert Fresnellinse 13 kann sowohl auf der inneren – wie dargestellt – , als auch auf der äußeren Lichtscheibenfläche angeordnet sein. Dies hängt jeweils von der Gestaltung der Fahrzeugleuchte insgesamt ab. Die Fresnellinse 13 kann demnach in bekannter Art und Weise brechende und/oder totalreflektierede Prismen aufweisen. In Abhängigkeit des Abstandes und der konkreten geometrischen Ausführungen der Vorsatzlinse 2 und der Fresnellinse 13 lässt sich ein kleinerer oder größerer Bereich auf der Fresnellinse 13 homogen ausleuchten.
  • Die Fresnellinse 13 kann dabei als ebene Schreibe – wie dargestellt – ausgeführt sein, aber auch alternativ als konvex und/oder konkav gekrümmte Fläche. Dies hängt immer von der konkret gewünschten Ausführung der Fahrzeugleuchte und der zu erzielenden Effekte ab. Durch die Fresnellinse 13 werden die stark konvergierenden Strahlen, die von der Vorsatzlinse 2 kommen in eine Richtung, die im Wesentlichen parallel zur Hauptabstrahlrichtung A ist, gerichtet. Dies ist zwar nicht für sämtliche Strahlen möglich, jedoch für einen Großteil, so dass ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.
  • In 6 ist ein Vertikalschnitt durch die weiteren erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte gemäß 5 mit vertikaler Lichtverteilung dargestellt. Auch hier wird wieder der Übersicht halber nur die obere Hälfte der Lichtstahlen dargestellt. Auch hier ist gut zu erkennen, dass ein Großteil der von der Vorsatzlinse 2 kommenden Lichtstrahlen durch die Fresnellinse 13 parallel zur Hauptabstrahlrichtung A gerichtet werden. Hiermit erhöht sich auch in vertikaler Richtung der Wirkungsgrad.
  • Allgemein ist zu den Figuren zu sagen, dass die Vorsatzlinsen 2 bei mehreren Lichtquellen als Einzelelement gefertigt werden können, was zu einer kostengünstigen Benutzung eines Mehrfachwerkzeuges führt, und die Vorsatzlinse 2 universell als Einzelelement einsetzbar ist. Allerdings ergibt sich dadurch ein größerer Montageaufwand als wenn die Vorsatzlinsen 2 eines Aufbaus in einer einzigen, einstückigen Scheibe miteinander verbunden sind. Dadurch wird zwar ein gerätespezifisches Werkzeug benötigt, jedoch ist der Montageaufwand einer solchen Scheibe äußerst gering.
  • Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die erfindungsgemäße Vorsatzlinse 2 sowohl brechende Bereiche, die ersten Bereiche 4, als auch totalreflektierende Flächen, die zweiten Bereiche 5, aufweist. Im oberen und unteren Bereich der Vorsatzlinse 2 kann jeweils ein Prisma 11 angeordnet sein, mit dem die vertikalen Randbereiche der Lichtverteilung der Lichtquelle 1 genutzt werden können, so dass ein größerer Wirkungsgrad erreicht wird. Das axiale Licht der Lichtquelle 1, um die Hauptabstrahlrichtung A herum, wird durch die Außenfläche 3 der Vorsatzlinse 2 abgelenkt, so dass keine punktförmige Lichtquelle 1 zu erkennen ist. Die totalreflektierten Lichtanteile verlassen die Vorsatzlinse 2 an der Vorderfläche 15 und kreuzen die direkt austretenden Lichtstrahlen. Die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte kann darüber hinaus eine zweite Komponente in Form einer Fresnellinse 13 aufweisen. Mittels einer solchen herkömmlichen, bekannten rotationssymmetrischen Fresnellinse 13 kann das von der Vorsatzlinse 2 in die Fresnellinse 13 einfallende Licht sehr gut parallel zur Hauptabstrahlrichtung A gerichtet werden, wodurch ein sehr hoher Wirkungsgrad der Fahrzeugleuchte erreicht wird. Durch einen solchen zweiteiligen Aufbau, bei dem die Vorsatzlinse 2 von der Fresnellinse 13 getrennt ist, wird eine gerätespezifische optimale Lage-Abstimmung beider optischen Komponenten nach Vorlage der ersten Serienteile möglich. Sowohl eine Fahrzeugleuchte nur mit einer Vorsatzlinse 2 als auch das zweiteilige System aus Vorsatzlinse 2 und Fresnellinse 13 ist für Lichtquellen 1 mit unterschiedlichen Lichtverteilungen bis hin zu cosinusförmigen Lichtverteilungen sehr gut geeignet. Die Vorsatzlinse 2 kann auch für eine rotationssymmetrische Lichtverteilung ausgelegt werden, um eine große Fläche – beispielsweise für ein Schlusslicht – homogen auszuleuchten.
  • 1
    Lichtquelle
    2
    Vorsatzlinse
    3
    Außenfläche
    4
    Erster Bereich
    5
    Zweiter Bereich
    6
    Geschwungener Bereich
    7
    Innenfläche
    8
    Sphärischer Bereich
    9
    Aufweitbereich
    10
    Verbindungsmittel
    11
    Prisma
    12
    Platine
    13
    Fresnellinse
    14
    Abschlussscheibe
    15
    Vorderfläche
    16
    Seitenfläche
    A
    Hauptabstrahlrichtung

Claims (14)

  1. Fahrzeugleuchte mit mindestens einer Lichtquelle (1) und mit einer der Lichtquelle (1) zugeordneten Vorsatzlinse (2) aus einem klaren, lichtdurchlässigen Material, wobei die Vorsatzlinse (2) in ihrer Lage zur zugeordneten Lichtquelle (1) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die der Lichtquelle (1) abgewandte Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) so geformt ist, dass es erste Bereiche (4) gibt, an denen eine Brechung des Lichts der Lichtquelle (1) erfolgt, und dass es zweite Bereiche (5) gibt, an denen eine Totalreflexion des Lichts der Lichtquelle (1) erfolgt.
  2. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) im Horizontalschnitt eine Vorderfläche (15) aufweist, in der nur erste Bereiche (4) vorhanden sind.
  3. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (3) der Vorsatzlinse im Horizontalschnitt zwei Seitenflächen (16) aufweist, in denen sowohl erste Bereiche (4) als auch zweite Bereiche (5) vorhanden sind.
  4. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) im Bereich der Hauptabstrahlrichtung (A) der Lichtquelle (1) so ausgebildet ist, dass das Licht der Lichtquelle (1) an ihr so gebrochen wird, dass eine Aufweitung des Lichts vorliegt.
  5. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) im Vertikalschnitt im Wesentlichen halbkugelförmig ist.
  6. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) im Vertikalschnitt an seinen oberen und unteren Enden jeweils in der Form eines Prismas (11) ausgebildet sind.
  7. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (7) der Vorsatzlinse (2) im Wesentlichen sphärisch ausgebildet ist und in einem Aufweitbereich (9) um die Hauptabstrahlrichtung (A) der Lichtquelle (1) so ausgebildet ist, dass eine Aufweitung des Lichts vorliegt.
  8. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtquelle (1) jeweils eine Vorsatzlinse (2) zugeordnet ist, die alle miteinander einstückig zu einer Vorsatzscheibe verbunden sind.
  9. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fresnellinse (13) aufweist, die der Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) beziehungsweise der Vorsatzscheibe gegenüberliegt.
  10. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine rotationssymmetrische Fresnellinse (13) handelt.
  11. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Abschlussscheibe (14) aufweist, die der Außenfläche (3) der Vorsatzlinse (2) beziehungsweise der Vorsatzscheibe gegenüberliegt, oder die der Fresnellinse (13), auf der der Vorsatzlinse (2) beziehungsweise der Vorsatzscheibe abgewandten Seite, gegenüberliegt.
  12. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) in einen Reflektor strahlt, der das Licht auf die Vorsatzlinse (2) beziehungsweise die Vorsatzscheibe reflektiert.
  13. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzlinse (2) beziehungsweise die Vorsatzscheibe ein Verbindungsmittel (10) zur lösbaren Lagefixierung bezüglich der Lichtquelle (1) aufweist.
  14. Fahrzeugleuchte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) eine LED, insbesondere mit cosinusförmiger Lichtverteilung ist.
DE10341431A 2003-09-09 2003-09-09 Fahrzeugleuchte Withdrawn DE10341431A1 (de)

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