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DE10062105A1 - Vehicle headlamp has output coupling surface of Cartesian oval with structures transverse to radiation direction that produce artificial stopping by controlled deflection of light beams - Google Patents

Vehicle headlamp has output coupling surface of Cartesian oval with structures transverse to radiation direction that produce artificial stopping by controlled deflection of light beams

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Publication number
DE10062105A1
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Authority
DE
Germany
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glare
radiation direction
light
cartesian oval
output coupling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10062105A
Other languages
German (de)
Inventor
Ewald Topp
Karsten Eichhorn
Christian Lueder
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Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Publication date
Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
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Publication of DE10062105A1 publication Critical patent/DE10062105A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
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    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • 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
    • F21S41/24—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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Abstract

The device has a light source before a rear end piece of a light conductor and an output coupling element in front of a leading end piece in the form of a Cartesian oval with a convex output coupling surface. The output coupling surface has structures transverse to the radiation direction that produce artificial stopping by controlled deflection of light in light distribution stop zones in a plane transverse to the radiation direction. The device has a light source mounted before a rear end piece of a light conductor and an output coupling element arranged in front of a leading end piece of the light conductor in the form of a Cartesian oval (8) with a convex output coupling surface (7) in the radiation direction. The output coupling surface of the Cartesian oval has structures transverse to the radiation direction that produce artificial stopping by controlled deflection of light beams in the stop zones of the light distribution in a plane transverse to the radiation direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer einem hinteren Endstück eines Lichtleiters vorgelagerten Lichtquelle und einem einem vorderen Endstück des Lichtleiters vorgelagerten Auskopplungs­ element das als ein kartesisches Oval ausgebildet ist und das in Abstrahlrich­ tung eine konvex gewölbte Auskoppelfläche aufweist.The invention relates to a headlight, in particular for motor vehicles a light source upstream of a rear end of a light guide and a coupling upstream of a front end piece of the light guide element that is designed as a Cartesian oval and that in radiation tion has a convex coupling surface.

Der Einsatz, insbesondere von planparallelen kartesischen Ovalen zur Erzeu­ gung symmetrischer Lichtverteilungen in Verbindung mit Lichtleittechnik, bei der das Licht einer Lichtquelle über einen Lichtleiter in ein Auskopplungselement eingespiegelt wird, ist bekannt.The use, in particular, of plane-parallel Cartesian ovals for production distribution of symmetrical light distributions in connection with light guide technology the light from a light source via a light guide into a coupling element is reflected is known.

So ist aus der EP 0 857 913 A2 ist ein Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem das Licht einer Lichtquelle über ein hinteres Ende eines Lichtleiters eingekoppelt und über ein vorderes Ende des Lichtleiters ausgekoppelt und über einen Linsenkörper bzw. ein Auskopplungselement ausgekoppelt bzw. abgestrahlt wird. Das Auskopplungselement ist dabei als ein kartesischen Oval ausgebildet, das zwei in einem Abstand zueinander angeordnete parallele, ver­ tikal angeordnete Seitenflächen aufweist, die vorderseitig einen kreisbogenför­ migen Kantenverlauf aufweisen. Die sich an diesen Kanten anschließende Lichtaustrittsfläche des Auskopplungselementes ist bezüglich einer vertikalen Ebene konvexförmig ausgebildet, so dass das abgestrahlte Lichtbündel in verti­ kaler Richtung fokussiert wird. Die zwei einander gegenüberliegenden Seiten­ flächen sind plan ausgebildet.A headlight for motor vehicles is known from EP 0 857 913 A2, where the light from a light source passes through a rear end of an optical fiber coupled in and coupled out via a front end of the light guide and coupled out via a lens body or a coupling element or is emitted. The decoupling element is a Cartesian oval formed, the two arranged at a distance from each other parallel, ver tically arranged side surfaces, the front an arcuate Show moderate edge course. The one following these edges The light exit surface of the decoupling element is vertical Level formed convex, so that the emitted light beam in verti calender direction is focused. The two opposite sides areas are flat.

Die gewünschte Lichtverteilung wird dabei über eine entsprechende Ausbildung einer Lichtaustrittsfläche eines vorderen Endes bzw. Endstückes des Lichtlei­ ters erzielt.The desired light distribution is based on appropriate training a light exit surface of a front end or end piece of the Lichtlei ters achieved.

Nachteilig dabei ist, dass es bei dem bekannten kartesischen Ovalen schwierig ist, die gesetzlichen Anforderungen in den Blendzonen einzuhalten. Die Licht­ verteilung weist in den Randbereichen einen unerwünscht scharfen Lichtintensi­ tätsübergang auf. The disadvantage here is that it is difficult with the known Cartesian ovals is to comply with the legal requirements in the glare zones. The light Distribution has an undesirably sharp light intensity in the edge areas transition to.  

Nach einer weitern Ausführungsform der Erfindung ist das kartesische Oval als ein planparalleles Oval ausgebildet, das quer zur Abstrahlrichtung von zwei et­ wa parallelen Seitenflächen seitliche begrenzt wird. Bei Verwendung eines sol­ chen an sich bekannten parallelen kartesischen Ovals lassen sich bei einfa­ chem Aufbau die erfindungsgemäßen Strukturen der Auskoppelfläche beson­ ders einfach verwirklichen. Dabei kann die Blendkante als eine etwa rechtwink­ lig ausgebildete Stufe ausgebildet sein. Zur Herstellung einer ausgeformten Geometrie der Blendkante kann diese auch als eine konkav-konvex ineinander übergehende Stufe ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es dabei möglich, je nach Bedarf bzw. gewünschter Lichtverteilung, eine Mehrzahl von Blendkanten vorzusehen und gegebenenfalls unterschiedliche Stufen miteinander zu kombi­ nieren.According to a further embodiment of the invention, the Cartesian oval is as a plane-parallel oval is formed, which is transverse to the direction of radiation of two et wa parallel side faces is limited laterally. When using a sol Chen parallel Cartesian oval, known per se, can be The structure of the decoupling surface according to the invention is particularly chemical easy to implement. The glare edge can be roughly rectangular lig trained stage. To make a molded Geometry of the glare edge can also be described as a concave-convex one inside the other transitional stage. Basically, it is possible as required or desired light distribution, a plurality of glare edges To provide and if necessary to combine different levels kidney.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden aus­ führlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzug­ te Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the accompanying drawings, in which preferred For example, embodiments of the invention are illustrated.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1: Eine räumliche, verkleinerte Darstellung eines als planparalleles kartesisches Oval ausgebildeten Auskopplungselementes, Fig. 1: A spatial, reduced view of a coupling-out element constructed as a plane-parallel Cartesian Oval,

Fig. 2: eine Seitenansicht eines Auskopplungselementes mit einem vor­ deren Endstück eines Lichtleiters und einer stufenförmigen Blend­ kante und Fig. 2: a side view of a decoupling element with a front edge of the end of a light guide and a step-shaped blend and

Fig. 3: eine Seitenansicht eines Auskopplungselementes mit einem vor­ deren Endstück eines Lichtleiters und einer konkav-konvex ge­ formten Blendkante. Fig. 3: a side view of a decoupling element with a front of its end piece of a light guide and a concave-convex shaped screen edge.

Ein Scheinwerfer besteht im Wesentlichen aus einem Auskopplungselement 1 und einem Lichtleiter 2 mit einem vorderen Endstück 3.A headlight essentially consists of a coupling element 1 and a light guide 2 with a front end piece 3 .

An einem dem vorderen Endstück 3 des Lichtleiters 2 abgewandten nicht dar­ gestellten hinteren Endstück des Lichtleiters 2 ist eine ebenfalls nicht dargestellte Lampe mit einem Reflektor zur Einspiegelung von Licht in das hintere End­ stück dem Lichtleiter vorgelagert.At a front end piece 3 of the light guide 2 facing away from not presented rear end piece of the light guide 2 is a lamp, also not shown, with a reflector for reflecting light in the rear end piece upstream of the light guide.

Das Auskopplungselement 1 weist an seinem dem vorderen Endstück 3 zuge­ wandten hinteren Ende 4 eine Einkoppelfläche 5 auf. An seinem dem hinteren Ende 4 abgewandten vorderen Ende 6 weist das Auskopplungselement 1 eine konvex gewölbte Auskoppelfläche 7 auf.The decoupling element 1 has a coupling surface 5 on its rear end 4 facing the front end piece 3 . At its front end 6 facing away from the rear end 4 , the coupling element 1 has a convex coupling surface 7 .

Das Auskopplungselement 1 ist als ein kartesisches Oval 8 ausgebildet und weist in vertikaler Richtung und in Abstrahlrichtung 9 verlaufende, planparallel zueinander angeordnete Seitenflächen 10 auf, die das kartesische Oval 8 seit­ lich begrenzen. Oberhalb seiner Längsachse 11 weist das kartesische Oval 8 eine Blendkante 12 auf, die entsprechend Fig. 2 als eine rechtwinklige Stufe 13 ausgebildet ist. Die rechtwinklige Stufe 13 verläuft mit einer ersten planen Fläche 14 in einer horizontalen auf der Längsachse 11 liegenden Ebene und mit einer zweiten planen Fläche 15 in etwa vertikaler Richtung.The decoupling element 1 is designed as a Cartesian oval 8 and has in the vertical direction and in the radiation direction 9 extending, plane-parallel to each other side surfaces 10 which delimit the Cartesian oval 8 since Lich. Above its longitudinal axis 11 , the Cartesian oval 8 has a glare edge 12 which, according to FIG. 2, is designed as a rectangular step 13 . The right-angled step 13 runs with a first flat surface 14 in a horizontal plane lying on the longitudinal axis 11 and with a second flat surface 15 in an approximately vertical direction.

Nach einer weitern Ausführungsform weist ein planparalleles kartesisches Oval 8' eine Blendkante 12' auf, die entsprechend Fig. 3 als eine geformte Stufe 16 ausgebildet ist und eine konvex geformte Fläche 17 aufweist die in vertikaler Richtung nach oben in eine konkav geformte Fläche 18 übergeht. Die geformte Stufe 16 ist oberhalb der Längsachse 11' angeordnet.According to a further embodiment, a plane-parallel Cartesian oval 8 'has a glare edge 12 ' which, according to FIG. 3, is designed as a shaped step 16 and has a convex surface 17 which merges vertically upwards into a concave surface 18 . The shaped step 16 is arranged above the longitudinal axis 11 '.

Durch die Geometrie des Auskopplungselementes 1 bzw. des kartesischen Ovals 8, 8' wird das über das vordere Endstück 3 über die Einkoppelfläche 5 eingekoppelte Licht so über die Auskoppelfläche 7 ausgekoppelt, dass die ent­ stehende Lichtverteilung in einer quer zur Abstrahlrichtung angeordneten Ebe­ ne in den Blendzonen eine "künstliche" Blendung bzw. eine vorbestimmte In­ tensität und Position der Blendzonen in der Lichtverteilung erzeugt.Due to the geometry of the coupling element 1 or the Cartesian oval 8 , 8 ', the light coupled in via the front end piece 3 via the coupling surface 5 is coupled out via the coupling surface 7 in such a way that the resulting light distribution occurs in a plane arranged transversely to the direction of radiation Glare zones creates an "artificial" glare or a predetermined intensity and position of the glare zones in the light distribution.

Insbesondere auf dem mittleren Bereich der Lichtverteilung, also auf dem mitt­ leren Bereich der Blendzone, wird derart eingewirkt, dass kein scharfer Über­ gang hinsichtlich der Lichtintensität an der Hell-Dunkel-Grenze orientierten Randzone besteht. Der Übergang ist vielmehr weich, wobei ein Teilbereich der Lichtverteilung oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegt. Especially on the middle area of the light distribution, i.e. on the middle area of the glare zone is acted on in such a way that no sharp over geared towards the light-dark boundary in terms of light intensity Edge zone exists. Rather, the transition is smooth, with a portion of the Light distribution is above the cut-off line.  

Die Blendzone befindet sich vorzugsweise in einem mittleren und oberen Be­ reich der Lichtverteilung. Die Erfindung ist aber nicht auf diese örtliche Anord­ nung der Blendzone beschränkt. Als Blendzone sind auch zu beiden Seiten ei­ ner Vertikalen angeordnete Randzonen anzusehen, in denen eine "künstliche" Blendung erzeugbar ist.The glare zone is preferably in a middle and upper Be range of light distribution. However, the invention is not based on this local arrangement limited the glare zone. As a blend zone are also egg on both sides vertically arranged peripheral zones, in which an "artificial" Glare can be generated.

Claims (10)

1. Scheinwerfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer einem hinteren Endstück eines Lichtleiters vorgelagerten Lichtquelle und einem einem vorderen Endstück des Lichtleiters vorgelagerten Auskopplungselement das als ein kartesi­ sches Oval ausgebildet ist und das in Abstrahlrichtung eine konvex geformte Aus­ koppelfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelfläche (7, 7') des kartesischen Ovals (8, 8') quer zur Abstrahlrichtung (9) Strukturen aufweist, die durch eine zielgerichtete Ablenkung von Lichtstrahlen in den Blendzonen der Lichtverteilung in einer quer zur Abstrahlrichtung (9) angeordneten Ebene eine Blendung künstlich erzeugen.1.Headlights, in particular for motor vehicles, with a light source in front of a rear end of a light guide and a coupling element in front of a front end of the light guide which is designed as a Cartesian oval and which has a convexly shaped coupling surface in the radiation direction, characterized in that the Decoupling surface ( 7 , 7 ') of the Cartesian oval ( 8 , 8 ') transversely to the direction of radiation ( 9 ) has structures which artificially cause glare in a plane arranged transversely to the direction of radiation ( 9 ) through targeted deflection of light rays in the glare zones of the light distribution produce. 2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blen­ dung durch mindestens eine quer zur Abstrahlrichtung (9) verlaufende Blendkante (12, 12') der Auskoppelfläche (7, 7') erzeugt wird.2. Headlamp according to claim 1, characterized in that the aperture is generated by at least one diagonal edge ( 12 , 12 ') of the decoupling surface ( 7 , 7 ') extending transversely to the radiation direction ( 9 ). 3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blen­ dung durch eine Mehrzahl von quer zur Abstrahlrichtung (9) verlaufenden Blend­ kanten (12, 12') der Auskoppelfläche (7, 7') erzeugt wird.3. Headlamp according to claim 2, characterized in that the aperture is generated by a plurality of transversely to the radiation direction ( 9 ) extending blend edges ( 12 , 12 ') of the decoupling surface ( 7 , 7 '). 4. Scheinwerfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendkanten (12, 12') etwa horizontal verlaufen.4. Headlamp according to claim 2 or 3, characterized in that the glare edges ( 12 , 12 ') run approximately horizontally. 5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, dass die Blendkanten (12, 12') eine Ausformung aufweisen, die die Intensität der Blendung in der Lichtverteilung bestimmt.5. Headlight according to one of claims 2 to 4, characterized in that the glare edges ( 12 , 12 ') have a shape which determines the intensity of the glare in the light distribution. 6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, dass die Blendkanten (12, 12') durch ihre Position die Blendzonen in der Lichtverteilung bestimmen.6. Headlight according to one of claims 2 to 5, characterized in that the glare edges ( 12 , 12 ') determine the glare zones in the light distribution by their position. 7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, dass das kartesische Oval (8, 8') als ein planparalleles Oval ausgebildet ist, das quer zur Abstrahlrichtung (9) von zwei etwa parallelen Seitenflächen (10) seit­ lich begrenzt wird. 7. Headlight according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Cartesian oval ( 8 , 8 ') is designed as a plane-parallel oval, which limits transversely to the radiation direction ( 9 ) of two approximately parallel side surfaces ( 10 ) since Lich becomes. 8. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, dass die Blendkante (12) als eine etwa rechtwinklige Stufe (13) ausgebildet ist.8. Headlight according to one of claims 1 to 7, characterized in that the diaphragm edge ( 12 ) is designed as an approximately rectangular step ( 13 ). 9. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Blendkante (12') als eine konvex-konkav ineinander übergehende geformte Stufe (16) ausgebildet ist.9. Headlight according to one of claims 1 to 8, characterized in that the screen edge ( 12 ') is designed as a convex-concave merging step ( 16 ). 10. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, dass die Blendkante (12, 12') der Längsachse (11, 11') des kartesischen Ovals (8, 8') benachbart in einem oberhalb der Längsachse (11, 11') liegenden Bereich angeordnet ist.10. Headlight according to one of claims 1 to 9, characterized in that the glare edge ( 12 , 12 ') of the longitudinal axis ( 11 , 11 ') of the Cartesian oval ( 8 , 8 ') adjacent in a above the longitudinal axis ( 11 , 11 ') lying area is arranged.
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