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Die Erfindung betrifft eine Reflektoranordnung für eine Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren Reflektorelementen, wobei erste Reflektorelemente derart angeordnet sind, dass diese direkt von einer Lichtquelle in Richtung der ersten Reflektorelemente ausgesendete Lichtstrahlung in eine vorgegebene Richtung reflektieren.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beleuchtungsvorrichtung, umfassend zumindest eine solche Reflektoranordnung.
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Aus der
DE 60 2004 011 186 T2 ist eine Einheit zur Projektion eines Lichtstrahls bekannt. Die Einheit umfasst eine Lichtquelle und eine im Wesentlichen flache Trägerfläche, an der die Lichtquelle solcherart angeordnet ist, um nur von einer Seite der Oberfläche Licht auszusenden. Weiterhin umfasst die Einheit Reflexionsmittel zum Reflektieren des von der Quelle ausgesendeten Lichts, wobei die Reflexionsmittel eine optische Vorrichtung umfassen, die eine gekrümmte Reflexionsfläche aufweist. Die gekrümmte Reflexionsfläche erstreckt sich an einer Seite der Trägerfläche und weist eine der Trägerfläche zugewandte Wölbung auf. Die Reflexionsfläche besitzt einen zur Trägerfläche lotrechten Längsschnitt, der eine im Wesentlichen parabolische Form mit einer zur Trägerfläche im Wesentlichen parallelen Achse besitzt. Ferner weist die Reflexionsfläche einen zur Trägerfläche parallelen Querschnitt, der eine im Wesentlichen konische Bogenform hat, in einer solchen Art und Weise auf, dass die Reflexionsfläche dazu angepasst ist, das von der Quelle kommende Licht in einer zur Trägerfläche der Quelle im Wesentlichen parallelen Hauptrichtung zu reflektieren, wodurch eine vorbestimmte Lichtstärkenverteilung erzeugt wird. Die gekrümmte Reflexionsfläche ist aus einer Mehrzahl von Sektoren gebildet, die diskontinuierlich verbunden sind, um Profil- oder Krümmungssprünge zu bilden. Jeder Sektor stellt vorbestimmte Ausbreitungswerte des von ihm in einer zur Trägerfläche lotrechten Richtung reflektierten Lichts dar und die Sektoren sind durch gleichmäßig verteilte Kurven, an denen die Ausbreitung einen konstanten Wert annimmt, begrenzt. Jeder Sektor ist dazu eingerichtet, das von der Quelle ausgesendete Licht in einem entsprechenden Bereich der Lichtstärkenverteilung zu übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Reflektoranordnung für eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer solchen Reflektoranordnung anzugeben.
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Hinsichtlich der Reflektoranordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Reflektoranordnung für eine Beleuchtungsvorrichtung umfasst zumindest eine Lichtquelle und mehrere Reflektorelemente, wobei erste Reflektorelemente derart angeordnet sind, dass diese direkt von der Lichtquelle in Richtung der ersten Reflektorelemente ausgesendete Lichtstrahlung in eine vorgegebene Richtung reflektieren.
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Erfindungsgemäß ist zumindest eine Reflexionsfläche vorgesehen, welche von der Lichtquelle in Richtung der Reflexionsfläche ausgesendete Lichtstrahlung in Richtung von zweiten Reflektorelementen reflektiert, wobei die zweiten Reflektorelemente zumindest abschnittsweise unmittelbar an die ersten Reflektorelemente angrenzen und seitlich außerhalb einer Haupt-Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Reflektoranordnung ermöglicht eine hohe lichttechnische Effizienz, da von der Lichtquelle emittiertes Licht, das nicht direkt auf die ersten Reflektorelemente fällt, von der zumindest einen Reflexionsfläche derart umgelenkt wird, dass es auf die zweiten Reflektorelemente fällt und somit zur Erzeugung einer Lichtverteilung nutzbar ist. Aus der erfindungsgemäßen Anordnung der zweiten Reflektorelemente folgt eine verbesserte Homogenität der Lichtverteilung und der damit realisierten Ausleuchtung. Insbesondere können bogenförmige Erscheinungsbilder der Lichtverteilung vermieden werden. Insbesondere steht die von der zumindest einen Reflexionsfläche zu den zweiten Reflektorflächen abgelenkte Lichtstrahlung zur Erzeugung einer Signallichtfunktion und/oder einer Fahrlichtverteilung für ein Fahrzeug zusätzlich zur Verfügung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch einen Ausschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Reflektoranordnung nach dem Stand der Technik in einer perspektivischen Ansicht,
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2 schematisch einen Querschnitt der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1,
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3 schematisch eine mittels der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 mit einer Reflektoranordnung erzeugte Lichtverteilung,
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4 schematisch eine mittels der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 mit vier Reflektoranordnungen erzeugte Lichtverteilung,
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5 schematisch einen Ausschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Reflektoranordnung in einer ersten perspektivischen Ansicht,
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6 schematisch einen Ausschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Reflektoranordnung in einer zweiten perspektivischen Ansicht,
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7 schematisch eine Schnittdarstellung einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Reflektoranordnung und
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8 schematisch die mittels der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 mit einer Reflektoranordnung erzeugte Lichtverteilung im Vergleich mit einer mittels der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 5 mit einer erfindungsgemäßen Reflektoranordnung erzeugte Lichtverteilung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Ausschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung 1 mit einer Reflektoranordnung 2 nach dem Stand der Technik in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. 2 zeigt einen Querschnitt dieser Beleuchtungsvorrichtung 1.
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Bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeugleuchte einer Außenbeleuchtung eines Fahrzeugs, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 1 eine als Leuchtdiode ausgebildete Lichtquelle 3 umfasst, welche im oberen Bereich der Beleuchtungsvorrichtung 1 ungefähr in einer Ebene mit einem oberen Rand der Reflektoranordnung 2 angeordnet ist. Alternativ sind mehrere Lichtquellen 3 vorgesehen. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist beispielsweise ein Fahrzeugscheinwerfer oder eine Fahrzeugheckleuchte.
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Die Reflektoranordnung 2 ist eine so genannte indirekte Reflektoranordnung 2. Im Vergleich zu nicht dargestellten direkten Reflektoranordnungen, bei denen eine optische Achse der Reflektoranordnung mit einer optischen Achse einer Abstrahlcharakteristik A der Lichtquelle 3 übereinstimmt oder nur gering von dieser abweicht, ist bei indirekten Reflektoranordnungen 2 die optische Achse der Abstrahlcharakteristik A der Lichtquelle 3 im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse der Reflektoranordnung 2 oder zumindest in Richtung einer Mitte der Reflektoranordnung 2 orientiert.
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Zur Reflexion des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts weist die Reflektoranordnung 2 mehrere erste Reflektorelemente 2.1 auf, welche eine Vielzahl von Reflexionsflächen auf der Reflektoranordnung 2 bilden.
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Indirekte Reflektoranordnungen 2 weisen gegenüber den direkten Reflektoranordnungen unterschiedliche Vorteile auf. Die Vorteile umfassen eine erhöhte lichttechnische Effizienz und die Möglichkeit einer kompakten Bauweise, da alle als Leuchtdioden ausgebildeten Lichtquellen 3 auf einer gemeinsamen elektrischen Leiterplatte angeordnet werden können. Dies geschieht unabhängig davon, wie eine Pfeilung der Beleuchtungsanordnung 1 abläuft.
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Bei der dargestellten indirekten Reflektoranordnungen 2 wird ein Teil T1 des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts trotz einer adäquaten Orientierung der Lichtquelle 3 nicht von der Reflektoranordnung 2 erfasst. Es wird lediglich ein Teil T2 des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts erfasst und zur Erzeugung einer in den 3 und 4 näher dargestellten Lichtverteilung L1 genutzt. Weiterhin ist nachteilig, dass aus Gesetzes- oder Designgründen, beispielsweise um eine geforderte Mindestfläche zu erreichen, die Reflektoranordnung eine Mindestbreite aufweisen muss. Dies führt dazu, dass zur Erzeugung einer gewünschten Ausleuchtung der Beleuchtungsvorrichtung 1, welche in den 3 und 4 als Lichtverteilung L1 dargestellt ist, ein Kompromiss zwischen der lichttechnischen Effizienz und einer Homogenität der Ausleuchtung erforderlich ist.
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Die daraus folgende Konfiguration führt dazu, dass ein resultierendes Erscheinungsbild der Lichtverteilung L1 nicht mit einer Geometrie der Beleuchtungsvorrichtung 1 übereinstimmt.
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In 3 ist eine mittels der Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß 1 mit einer Reflektoranordnung 2 erzeugte Lichtverteilung L1 dargestellt. 4 zeigt eine mittels der Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß 1 mit vier nebeneinander angeordneten Reflektoranordnungen 2 erzeugte Lichtverteilung L1.
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Aufgrund dessen, dass der Teil T1 des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts nicht von der Reflektoranordnung 2 erfasst wird, entsteht ein bogenförmiges Erscheinungsbild der Lichtverteilung L1, welches nicht mit einem viereckigen Erscheinungsbild der Beleuchtungsvorrichtung 1 bzw. der Reflektorgeometrie übereinstimmt.
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Um den ungenutzten Teil T1 des von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts zu verwenden und somit die lichttechnische Effizienz zu erhöhen, umfasst die erfindungsgemäße Reflektoranordnung 2 Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n, welche den Teil T1 der von der Lichtquelle 3 in Richtung der Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n ausgesendeten Lichtstrahlung in Richtung von zweiten Reflektorelementen 2.2 reflektiert.
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Die 5 und 6 zeigen eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 mit der erfindungsgemäßen Reflektoranordnung 2. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist insbesondere eine Fahrzeugleuchte einer Außenbeleuchtung eines Fahrzeugs, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 1 eine als Leuchtdiode ausgebildete Lichtquelle 3 umfasst, welche im oberen Bereich der Beleuchtungsvorrichtung 1 ungefähr in einer Ebene mit einem oberen Rand der Reflektoranordnung 2 angeordnet ist. Alternativ sind mehrere Lichtquellen 3 vorgesehen. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist beispielsweise ein Fahrzeugscheinwerfer oder eine Fahrzeugheckleuchte.
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Die Reflektoranordnung 2 ist dabei insbesondere zur Erzeugung einer Signallichtfunktion und/oder einer Fahrlichtverteilung vorgesehen.
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Die Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n sind in einem üblicherweise ungenutzten Bodenbereich B der Reflektoranordnung 2 angeordnet. Mittels dieser zusätzlichen Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n wird der Teil T1 des Lichts in Richtung der zweiten Reflektorelemente 2.2 abgelenkt.
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Die Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n sind dabei derart positioniert, dass sie den ankommenden Teil T1 des Lichts in Richtung der zweiten Reflektorelemente 2.2 zurücklenken können. Die Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n sind dabei im dargestellten Ausführungsbeispiel eben ausgebildet. In nicht dargestellter Weise sind jedoch andere Formen, beispielsweise auch freiförmige Flächen, möglich.
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Um die Reflexion des Lichts mittels der Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n in Richtung der zweiten Reflektorelemente 2.2 zu optimieren, sind die Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n in einer nicht gezeigten Ausführung als Parabelsegment ausgebildet. Somit ist es möglich, mittels einer oder mehrerer der Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n gezielt eines oder mehrere der zweiten Reflektorelemente 2.2 zu beleuchten. Das heißt, dass jeweils einer Reflexionsfläche 4.1 bis 4.n zumindest ein zweites Reflektorelement 2.2 zugeordnet ist.
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Dargestellt sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n, welche sich in der Nähe der optischen Achse der Lichtquelle 3 befinden. Alternativ ist eine Anordnung der Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n auch in anderen Bereichen der Reflektoranordnung 2 vorgesehen. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind im gesamten Bodenbereich B Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n angeordnet.
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Die Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n sind in nicht gezeigten Ausführungen unterhalb eines ursprünglichen Bodenniveaus angeordnet, so dass diese nicht oder nur schwer von außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung 1 sichtbar sind. Auch wird dadurch ermöglicht, dass von der Reflektoranordnung 2 ausgesendetes Licht nicht blockiert wird und die gewünschte Lichtverteilung L2, welche in 8 näher dargestellt ist, erzeugbar ist.
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Die zweiten Reflektorelemente 2.2 grenzen im oberen Bereich der Reflektoranordnung 2 abschnittsweise unmittelbar an die ersten Reflektorelemente 2.1 an und sind seitlich außerhalb einer Haupt-Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle 3 angeordnet. Das heißt, die zweiten Reflektorelemente 2.2 befinden sich in nicht oder nur wenig mittels der Lichtquelle 3 beleuchteten Bereichen der Reflektoranordnung 2.
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Zur Optimierung der Form der Lichtverteilung L2 sind die zweiten Reflektorelemente 2.2 nicht für die Reflexion des direkt von der Lichtquelle 3 emittierten Lichts ausgebildet, sondern für den Teil T1 des Lichts, welcher von den Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n reflektiert wird.
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Zu diesem Zweck verlaufen die optischen Achsen der zweiten Reflektorelemente 2.2 in einem vorgegebenen Winkel zu den optischen Achsen der in unmittelbarer Umgebung befindlichen ersten Reflektorelemente 2.1. Das heißt, die zweiten Reflektorelemente 2.2 weisen andere Orientierungen als die unmittelbar benachbarten ersten Reflektorelemente 2.1 auf.
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Mittels des von den zweiten Reflektorelementen 2.2 reflektierten Lichts kann somit das bogenförmige Erscheinungsbild der Lichtverteilung L1 derart korrigiert werden, dass die in 8 näher dargestellte Lichtverteilung L2 erzeugt wird. Diese zeichnet sich durch ein im Wesentlichen rechteckiges Erscheinungsbild aus, welches mit einem viereckigen Erscheinungsbild der Beleuchtungsvorrichtung 1 bzw. der Reflektorgeometrie übereinstimmt.
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Um eine weitere Homogenisierung der Lichtverteilung L2 zu erreichen, sind in einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n weitere Lichtquellen angeordnet, deren Haupt-Abstrahlcharakteristik in Richtung der zweiten Reflektorelemente 2.2 gerichtet ist.
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7 zeigt die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß der 5 und 6 in einer Schnittdarstellung zur Verdeutlichung eines Verlaufs der Teile T1, T2 des von der Lichtquelle 3 ausgesendeten Lichts.
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Der Teil T2 wird dabei direkt von der Lichtquelle 3 auf die ersten Reflektorelemente 2.1 geleitet und von diesen in eine vorgegebene Richtung reflektiert. Der Teil T1 des Lichts trifft auf die im Bodenbereich B angeordneten Reflexionsflächen 4.1 bis 4.n und wird mittels dieser auf die zweiten Reflektorelemente 2.2 gelenkt. Beide Teile T1, T2 des Lichts werden somit zur Erzeugung der Lichtverteilung L2 genutzt. Die Lichtverteilung L2 wird wiederum zur Erzeugung der Signallichtfunktion und/oder Fahrlichtverteilung verwendet.
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In 8 ist die Lichtverteilung L1 gemäß 3 mit dem bogenförmigen Erscheinungsbild nach dem Stand der Technik im Vergleich zu der mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 erzeugten Lichtverteilung L2 dargestellt.
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Die Lichtverteilung L2 zeichnet sich gegenüber der Lichtverteilung L1 durch eine verbessertes Homogenität sowie einen rechteckigen Verlauf aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungsvorrichtung
- 2
- Reflektoranordnung
- 2.1
- erstes Reflektorelement
- 2.2
- zweites Reflektorelement
- 3
- Lichtquelle
- 4.1 bis 4.n
- Reflexionsfläche
- A
- Abstrahlcharakteristik
- B
- Bodenbereich
- L1
- Lichtverteilung
- L2
- Lichtverteilung
- T1
- Teil
- T2
- Teil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 602004011186 T2 [0003]