[go: up one dir, main page]

DE102020001701B4 - headlights and headlamps - Google Patents

headlights and headlamps Download PDF

Info

Publication number
DE102020001701B4
DE102020001701B4 DE102020001701.0A DE102020001701A DE102020001701B4 DE 102020001701 B4 DE102020001701 B4 DE 102020001701B4 DE 102020001701 A DE102020001701 A DE 102020001701A DE 102020001701 B4 DE102020001701 B4 DE 102020001701B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
spatial direction
rotation
axis
reflecting surface
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
DE102020001701.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102020001701A1 (en
Inventor
gleich Patentinhaber Erfinder
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE102020001701.0A priority Critical patent/DE102020001701B4/en
Priority to PCT/DE2021/000033 priority patent/WO2021185396A1/en
Publication of DE102020001701A1 publication Critical patent/DE102020001701A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102020001701B4 publication Critical patent/DE102020001701B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F21V7/04Optical design
    • F21V7/09Optical design with a combination of different curvatures
    • 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
    • F21V7/04Optical design
    • F21V7/06Optical design with parabolic curvature
    • 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
    • F21V3/00Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/02Globes; Bowls; Cover glasses characterised by the shape
    • 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
    • F21V7/0066Reflectors for light sources specially adapted to cooperate with point like light sources; specially adapted to cooperate with light sources the shape of which is unspecified
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING 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
    • F21Y2109/00Light sources with light-generating elements disposed on transparent or translucent supports or substrates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING 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
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

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

Abstract

Scheinwerfer mit einem Reflektor (40) und einer Lichtquelle (41), die zur Emission von Licht in einem Raumwinkelbereich eingerichtet ist, wobei der Reflektor (40) eine reflektierende Fläche (20) hat, die die Lichtquelle (41) mindestens im vorgenannten Raumwinkelbereich umgibt, wobei die Lichtquelle (41) eine Leuchtdiode umfasst,wobei eine erste Teilfläche (24) der reflektierenden Fläche (20) wie eine Teilfläche eines Rotationsparaboloids (21) mit einer Rotationsachse (22) und mit einem Brennpunkt (23) geformt ist,wobei eine zweite Teilfläche (25) der reflektierenden Fläche (20), welche sich bezüglich der Rotationsachse (22) in Richtung einer ersten Raumrichtung (Z) auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Teilfläche (24) befindet, bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) mehr zur Rotationsachse (22) hin gekrümmt ist als das Rotationsparaboloid (21), wobei die erste Raumrichtung (Z) senkrecht zur Rotationsachse (22) ist,und wobei eine dritte Teilfläche (26) der reflektierenden Fläche (20) eine bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) und bezüglich einer zweiten Raumrichtung (Y) spitz zulaufende Erhebung hat, deren Spitze zur Lichtquelle (41) hin ausgerichtet ist, wobei die Erhebung asymmetrisch bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) geformt ist, wobei die zweite Raumrichtung (Y) senkrecht zur Rotationsachse (22) und senkrecht zur ersten Raumrichtung (Z) ist.Headlight with a reflector (40) and a light source (41) which is set up to emit light in a solid angle range, the reflector (40) having a reflecting surface (20) which surrounds the light source (41) at least in the aforementioned solid angle range , wherein the light source (41) comprises a light-emitting diode,wherein a first partial surface (24) of the reflecting surface (20) is shaped like a partial surface of a paraboloid of revolution (21) having an axis of rotation (22) and having a focal point (23),wherein a second partial surface (25) of the reflecting surface (20), which is located on the opposite side of the first partial surface (24) in relation to the axis of rotation (22) in the direction of a first spatial direction (Z), in relation to the first spatial direction (Z) more to the axis of rotation (22) is curved towards than the paraboloid of revolution (21), wherein the first spatial direction (Z) is perpendicular to the axis of rotation (22), and wherein a third partial surface (26) of the reflecting surface (2 0) has an elevation tapering to a point in relation to the first spatial direction (Z) and in relation to a second spatial direction (Y), the tip of which is oriented towards the light source (41), the elevation being asymmetrical in relation to the first spatial direction (Z), the second spatial direction (Y) is perpendicular to the axis of rotation (22) and perpendicular to the first spatial direction (Z).

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer und eine Stirnlampe, insbesondere einen Scheinwerfer und eine Stirnlampe, die aufgrund ihrer Beleuchtungscharakteristik und ihrer kompakten Bauform für Outdoorsportler geeignet sind.The invention relates to a headlight and a headlamp, in particular a headlight and a headlamp, which are suitable for outdoor sports enthusiasts due to their lighting characteristics and their compact design.

Aus dem Stand der Technik sind Lampen bekannt, die geeignet sind, einen weit reichenden gebündelten Lichtstrahl zu erzeugen ( EP 1 631 769 B1 ). Wie aus 1a und aus 1b deutlich wird, ist ein gebündelter Lichtstrahl jedoch nicht geeignet, den Boden in unmittelbarer Nähe der Lampe gut zu beleuchten. Auch ein deutlich weniger gebündelter und zum Boden hin geneigter Lichtstrahl ist nur bedingt geeignet, den Boden im Nahbereich auszuleuchten, wie in 2a und in 2b erkennbar ist. Weiter sind aus dem Stand der Technik ( EP 1 422 468 A2 ) Stirnlampen mit mehreren Lichtquellen bekannt, um mehrere Bereiche gleichzeitig beleuchten zu können. Nachteilig ist jedoch, dass solche Stirnlampen entweder einer zu großen Bereich ausleuchten, was mit einem höheren Verbrauch elektrischer Energie einhergeht, oder dass sich einzelne Lichtkegel überlappen oder voneinander getrennt sind, sodass die Beleuchtung am Boden im Nahbereich ungleichmäßig ist.Lamps are known from the prior art that are suitable for generating a long-range, focused beam of light ( EP 1 631 769 B1 ). How out 1a and from 1b However, as becomes clear, a focused beam of light is not suitable for illuminating the ground in the immediate vicinity of the lamp well. Even a light beam that is significantly less concentrated and inclined towards the ground is only suitable to a limited extent for illuminating the ground at close range, as in 2a and in 2 B is recognizable. Next are from the prior art ( EP 1 422 468 A2 ) Headlamps with multiple light sources are known in order to be able to illuminate multiple areas at the same time. The disadvantage, however, is that such headlamps either illuminate too large an area, which is associated with a higher consumption of electrical energy, or that individual light cones overlap or are separated from one another, so that the lighting on the ground in the close-up area is uneven.

Aus US 1 292 637 A , US 1 306 511 A und US 1 631 610 A sind asymmetrisch aufgebaute Scheinwerfer mit mehreren Paraboloid- beziehungsweise Ellipsoid-Teilflächen bekannt, die in Fahrzeugen als Abblendlicht verwendet werden können. DE 84 06 285 U1 zeigt einen asymmetrischen Reflektor für Stablampen. In US 5 394 317 A wird eine rechteckige Deckenleuchte mit einer Erhebung, die sich zur Lichtquelle hin erstreckt, gezeigt. Weiter zeigt US 2015/0 146 429 A1 einen rotationssymmetrischen fresnel-artigen Reflektor, der von einem Paraboloid abgeleitet ist. Aus DE 10 2015 102 114 A1 ist eine Helmlampe mit einem Reflektor und mehreren Lichtquellen bekannt. In US 2012/0 287 629 A1 und US 2010/0 290 222 A1 werden Lampen gezeigt, bei denen die Lichtquelle auf einen rotationssymmetrischen Reflektor gerichtet ist. Aus DE 35 43 322 A1 ist eine Anzeigevorrichtung mit transparenter Leiterplatte bekannt.Out of U.S. 1,292,637 A , U.S. 1,306,511 A and U.S. 1,631,610 A Asymmetrically constructed headlights with several paraboloid or ellipsoid sub-areas are known, which can be used as low beams in vehicles. DE 84 06 285 U1 shows an asymmetrical reflector for flashlights. In U.S. 5,394,317A a rectangular ceiling light is shown with a boss extending towards the light source. Next shows US 2015/0 146 429 A1 a rotationally symmetric Fresnel-like reflector derived from a paraboloid. Out of DE 10 2015 102 114 A1 a helmet lamp with a reflector and several light sources is known. In US 2012/0 287 629 A1 and US 2010/0 290 222 A1 lamps are shown in which the light source is directed onto a rotationally symmetrical reflector. Out of DE 35 43 322 A1 a display device with a transparent circuit board is known.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit nur einer Lichtquelle einen vorwärtsgerichteten gebündelten Lichtstrahl zu erzeugen, und gleichzeitig den Boden in einem begrenzten Bereich möglichst gleichmäßig zu beleuchten. Dabei sollte das von der Lichtquelle erzeugte Licht möglichst effizient genutzt werden. The invention specified in claim 1 is based on the problem of generating a forward-directed, bundled light beam with only one light source, and at the same time illuminating the ground as evenly as possible in a limited area. The light generated by the light source should be used as efficiently as possible.

Das oben genannte Problem wird gelöst durch einen Scheinwerfer nach Anspruch 1 und durch eine Stirnlampe nach Anspruch 9. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren spezifiziert.The above problem is solved by a headlight according to claim 1 and by a headlamp according to claim 9. Further embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the figures.

Eine Stirnlampe mit einem erfindungsgemäßen Scheinwerfer hat den Vorteil, dass durch die Verwendung von einer auf einen Reflektor gerichteten Lichtquelle alles von der Lichtquelle emittierte Licht in die gewünschte Richtung reflektiert wird, wie im konkreten Fall, gebündelt nach vorne und in einem begrenzten Bereich nach unten, damit man vorwärts in die Ferne schauen kann und gleichzeitig der Boden gut sichtbar ist, um zum Beispiel Hindernisse wahrnehmen zu können. Ein lästiges Umstellen zwischen verschiedenen Beleuchtungsarten und ein Verstellen des Neigungswinkels zum Boden ist beim erfindungsgemäßen Scheinwerfer nicht nötig. Das Abstrahlen von Licht horizontal zur Seite und nach oben wird durch die gezielte Beleuchtung weitestgehend vermieden. Außerdem ist bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer ein nahtloser Übergang zwischen dem nach vorne gerichteten gebündelten Lichtstrahl und dem auf einen Bereich am Boden gerichteten Licht realisiert, wodurch eine dunkle Lücke, in der man bei Dunkelheit nichts sieht, ausgeschlossen wird. Durch die gleichmäßige Ausleuchtung des Bodens mit dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer werden störende zu helle oder zu dunkle Stellen vermieden. Durch die gezielte Ausleuchtung eines begrenzten Bereichs wird keine elektrische Energie durch überflüssiges Licht verschwendet, was bei einer batteriebetriebenen Stirnlampe zu einer längeren Leuchtdauer bei gleich guter Ausleuchtung führt. Da der erfindungsgemäße Scheinwerfer aus nur wenigen Komponenten besteht, ist er leicht und kompakt gebaut. Außerdem ist der erfindungsgemäße Scheinwerfer wasserdicht, sodass er nicht unbedingt in ein Gehäuse eingebaut werden muss, und von der Lichtquelle erzeugte Wärme wird leicht nach außen abgegeben.A headlamp with a headlight according to the invention has the advantage that, through the use of a light source directed towards a reflector, all the light emitted by the light source is reflected in the desired direction, as in the specific case, concentrated forwards and in a limited area downwards, so that you can look ahead into the distance and at the same time the ground is clearly visible, for example to be able to perceive obstacles. An annoying switching between different types of lighting and an adjustment of the angle of inclination to the ground is not necessary with the headlight according to the invention. The targeted lighting largely avoids the emission of light horizontally to the side and upwards. In addition, the headlamp according to the invention realizes a seamless transition between the focused light beam directed forward and the light directed to an area on the ground, thereby eliminating a dark gap where nothing can be seen in the dark. Disturbing areas that are too bright or too dark are avoided due to the uniform illumination of the ground with the headlight according to the invention. By specifically illuminating a limited area, no electrical energy is wasted with superfluous light, which means that a battery-operated headlamp can burn for longer with the same level of illumination. Since the headlight according to the invention consists of only a few components, it is light and compact. In addition, the headlight of the present invention is waterproof, so it does not necessarily need to be built into a case, and heat generated from the light source is easily emitted to the outside.

Ein erfindungsgemäßer Scheinwerfer hat einen Reflektor und eine Lichtquelle. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Scheinwerfer genau einen Reflektor und/oder genau eine Lichtquelle. Die Lichtquelle, welche eine Leuchtdiode umfasst, ist zur Emission von Licht in einem Raumwinkelbereich eingerichtet. Üblicherweise ist der Raumwinkelbereich durch die Bauweise der Lichtquelle fest vorgegeben. Der Reflektor hat eine reflektierende Fläche, die die Lichtquelle mindestens im vorgenannten Raumwinkelbereich umgibt. Das heißt, dass die reflektierende Fläche des Reflektors an die Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle angepasst ist. In anderen Worten: Die reflektierende Fläche ist so geformt und relativ zur Lichtquelle so angeordnet, dass das gesamte von der Lichtquelle emittierte Licht direkt auf die reflektierende Fläche trifft. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt die reflektierende Fläche die Lichtquelle in einem Abstand von mindestens 1 mm.A headlight according to the invention has a reflector and a light source. In a preferred embodiment of the invention, the headlight has exactly one reflector and/or exactly one light source. The light source, which includes a light-emitting diode, is set up to emit light in a solid angle range. The solid angle range is usually predetermined by the design of the light source. The reflector has a reflecting surface that surrounds the light source at least in the aforementioned solid angle range. This means that the reflecting surface of the reflector is adapted to the emission characteristics of the light source. In other words, the reflective surface is shaped and positioned relative to the light source in such a way that all light emitted by the light source strikes the reflective surface directly. In a preferred embodiment of the invention surrounds the reflective Surface the light source at a distance of at least 1 mm.

Eine erste Teilfläche der reflektierenden Fläche ist wie eine Teilfläche eines Rotationsparaboloids mit einer Rotationsachse und mit einem Brennpunkt geformt. Es ist möglich, die erste Teilfläche der reflektierenden Fläche durch eine Teilfläche einer Kugelfläche beziehungsweise durch Facetten anzunähern, ohne die optischen Eigenschaften der ersten Teilfläche wesentlich zu ändern. Vom Brennpunkt kommendes und auf die erste Teilfläche treffendes Licht wird in Richtung der Rotationsachse (X-Richtung) reflektiert. Vorzugsweise ist die Lichtquelle auf der Rotationsachse so positioniert, dass von der Lichtquelle emittiertes und auf die erste Teilfläche treffendes Licht als gebündelter Lichtstrahl in Richtung der Rotationsachse reflektiert wird. Typischerweise beträgt der Anteil der ersten Teilfläche an der gesamten reflektierenden Fläche mindestens 20%. Vorzugsweise liegt der Anteil der ersten Teilfläche an der gesamten reflektierenden Fläche zwischen 30% und 60%. Der Flächenanteil korreliert mit dem Lichtanteil des gebündelten Lichtstrahls.A first patch of the reflective surface is shaped like a patch of a paraboloid of revolution having an axis of rotation and having a focus. It is possible to approximate the first partial surface of the reflecting surface by a partial surface of a spherical surface or by facets without significantly changing the optical properties of the first partial surface. Light coming from the focal point and hitting the first partial surface is reflected in the direction of the axis of rotation (X-direction). The light source is preferably positioned on the axis of rotation in such a way that light emitted by the light source and impinging on the first partial surface is reflected as a bundled light beam in the direction of the axis of rotation. Typically, the proportion of the first partial area in the total reflecting area is at least 20%. Preferably, the portion of the first partial area of the total reflecting area is between 30% and 60%. The area proportion correlates with the light proportion of the bundled light beam.

Eine zweite Teilfläche der reflektierenden Fläche, welche sich bezüglich der Rotationsachse in Richtung einer ersten Raumrichtung (Z-Richtung) auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Teilfläche befindet, ist bezüglich der ersten Raumrichtung mehr zur Rotationsachse hin gekrümmt als das Rotationsparaboloid. In anderen Worten: Ein Punkt der zweiten Teilfläche hat einen geringeren Abstand senkrecht zur Rotationsachse als ein Punkt der ersten Teilfläche, wobei die beiden Punkte bezüglich der ersten Raumrichtung und bezüglich der Rotationsachse gegenüberliegend sind. Dabei ist die erste Raumrichtung senkrecht zur Rotationsachse. Durch die Asymmetrie bezüglich der ersten Raumrichtung der reflektierenden Fläche wird das von der Lichtquelle emittierte Licht asymmetrisch bezüglich der ersten Raumrichtung reflektiert. Beispielsweise wird von der Lichtquelle emittiertes Licht von der zweiten Teilfläche teilweise mit einem Winkel zur Rotationsachse von über 60° und asymmetrisch bezüglich der ersten Raumrichtung reflektiert. Typischerweise wird von der Lichtquelle emittiertes Licht von der reflektierenden Fläche mit einem Winkel zur Rotationsachse im Bereich von 10° bis 75° asymmetrisch reflektiert. A second partial surface of the reflecting surface, which is located on the opposite side of the first partial surface with respect to the axis of rotation in the direction of a first spatial direction (Z-direction), is curved more towards the axis of rotation with respect to the first spatial direction than the paraboloid of revolution. In other words: a point on the second partial surface is at a smaller distance perpendicular to the axis of rotation than a point on the first partial surface, the two points being opposite one another with respect to the first spatial direction and with respect to the axis of rotation. The first spatial direction is perpendicular to the axis of rotation. Due to the asymmetry with respect to the first spatial direction of the reflecting surface, the light emitted by the light source is reflected asymmetrically with respect to the first spatial direction. For example, light emitted by the light source is partially reflected by the second partial surface at an angle to the axis of rotation of more than 60° and asymmetrically with respect to the first spatial direction. Typically, light emitted by the light source is asymmetrically reflected by the reflecting surface at an angle to the axis of rotation in the range of 10° to 75°.

Eine dritte Teilfläche der reflektierenden Fläche hat eine bezüglich der ersten Raumrichtung und bezüglich einer zweiten Raumrichtung (Y-Richtung) spitz zulaufende Erhebung, deren Spitze zur Lichtquelle hin ausgerichtet ist. Dadurch wird das meiste von der Lichtquelle emittierte und auf die dritte Teilfläche nahe der Rotationsachse treffende Licht an der Lichtquelle vorbei reflektiert, wird also nicht zur Lichtquelle zurück reflektiert. Vorzugsweise ist die Erhebung asymmetrisch bezüglich der ersten Raumrichtung geformt. Somit wird von der Lichtquelle emittiertes und auf die dritte Teilfläche treffendes Licht asymmetrisch bezüglich der ersten Raumrichtung reflektiert.A third partial surface of the reflecting surface has an elevation tapering to a point with respect to the first spatial direction and with respect to a second spatial direction (Y-direction), the tip of which is aligned towards the light source. As a result, most of the light emitted by the light source and impinging on the third sub-area near the axis of rotation is reflected past the light source and is therefore not reflected back to the light source. The elevation is preferably formed asymmetrically with respect to the first spatial direction. Thus, light emitted by the light source and impinging on the third partial area is reflected asymmetrically with respect to the first spatial direction.

Weiter besteht die Möglichkeit, dass die reflektierende Fläche teilweise gewellt ist. Dadurch ergibt das von der Lichtquelle emittierte und von der reflektierenden Fläche asymmetrisch reflektierte Licht auf einer Projektionsfläche (zum Beispiel am Boden), die die erste Raumrichtung als Flächennormale hat, eine gleichmäßigere Helligkeitsverteilung. Die oben genannten Teilflächen können ganz, teilweise oder nicht gewellt sein.There is also the possibility that the reflecting surface is partially wavy. As a result, the light emitted by the light source and asymmetrically reflected by the reflecting surface results in a more uniform brightness distribution on a projection surface (for example on the floor) which has the first spatial direction as the surface normal. The partial areas mentioned above can be corrugated in whole, in part or not at all.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die gesamte reflektierende Fläche lückenlos und/oder lochfrei und/oder kantenfrei und/oder stufenfrei. Das gesamte von der Lichtquelle emittierte und von der reflektierenden Fläche reflektierte Licht ergibt damit auf einer beliebigen Projektionsfläche (zum Beispiel am Boden oder an einer Wand) vorzugsweise eine zusammenhängende beziehungsweise kontinuierliche Helligkeitsverteilung.In a preferred embodiment of the invention, the entire reflecting surface is without gaps and/or without holes and/or without edges and/or without steps. The entire light emitted by the light source and reflected by the reflecting surface thus preferably produces a coherent or continuous brightness distribution on any projection surface (for example on the floor or on a wall).

In einer typischen Ausführungsform der Erfindung ist die reflektierende Fläche symmetrisch bezüglich der zweiten Raumrichtung (Y-Richtung), wobei die zweite Raumrichtung senkrecht zur Rotationsachse und senkrecht zur ersten Raumrichtung ist. Das von der Lichtquelle emittierte Licht wird dadurch bezüglich der zweiten Raumrichtung vorzugsweise symmetrisch reflektiert.In a typical embodiment of the invention, the reflecting surface is symmetrical with respect to the second spatial direction (Y-direction), the second spatial direction being perpendicular to the axis of rotation and perpendicular to the first spatial direction. The light emitted by the light source is thereby preferably reflected symmetrically with respect to the second spatial direction.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquelle auf der Rotationsachse und/oder im Brennpunkt positioniert. Weiter kann die Lichtquelle auf den Schnittpunkt der Rotationsachse mit dem Rotationsparaboloid gerichtet sein. Typischerweise ist die Lichtquelle zur Emission von Licht in eine Hemisphäre eigerichtet. Dadurch ergibt sich beispielsweise, dass die reflektierende Fläche mindestens zur Hälfte die Lichtquelle umgibt, sodass das gesamte von der Lichtquelle emittierte Licht direkt auf die reflektierende Fläche trifft.In a preferred embodiment of the invention, the light source is positioned on the axis of rotation and/or at the focal point. Furthermore, the light source can be directed to the point of intersection of the axis of rotation with the paraboloid of revolution. Typically, the light source is designed to emit light in one hemisphere. This means, for example, that the reflecting surface surrounds the light source at least halfway, so that all of the light emitted by the light source strikes the reflecting surface directly.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand senkrecht zur Rotationsachse bezüglich der ersten Raumrichtung vom Brennpunkt zum am nächsten gelegenen Punkt der reflektierenden Fläche höchstens 80% vom Abstand senkrecht zur Rotationsachse bezüglich der ersten Raumrichtung vom Brennpunkt zum am weitesten entfernten Punkt der reflektierenden Fläche. Typischerweise gibt es genau zwei sich gegenüberliegende Punkte. Durch den (auf 80%) verringerten Abstand wird ermöglicht, dass vom Scheinwerfer Licht bezüglich der ersten Raumrichtung signifikant asymmetrisch abgestrahlt wird.In a preferred embodiment of the invention, the distance perpendicular to the axis of rotation with respect to the first spatial direction from the focal point to the closest point on the reflecting surface is at most 80% of the distance perpendicular to the axis of rotation with respect to the first spatial direction from the focal point to the furthest point on the reflecting surface. Typically, there are exactly two opposite points. The reduced (to 80%) distance allows that from the headlight Light is emitted significantly asymmetrically with respect to the first spatial direction.

In einer typischen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Scheinwerfer zusätzlich zwei elektrische Leitungen und eine Frontscheibe. Die Frontscheibe ist lichtdurchlässig, zum Beispiel glasklar oder matt, sodass von der reflektierenden Fläche kommendes Licht aus dem Scheinwerfer austritt. Vorzugsweise umfasst die Lichtquelle eine Leuchtdiode, die mit jeweils einem Ende der beiden elektrischen Leitungen elektrisch leitend verbunden ist. Weiter sind die Leuchtdiode und die beiden elektrischen Leitungen an der Frontscheibe befestigt. Vorzugsweise grenzen der Reflektor und die Frontscheibe unmittelbar aneinander an, sodass ein Volumen eingeschlossen wird, in das die Leuchtdiode hineinragt. So wird erreicht, dass die Leuchtdiode und die reflektierende Fläche vor Feuchtigkeit beziehungsweise Schmutz geschützt sind. Typischerweise verlaufen die beiden elektrischen Leitungen jeweils von der Leuchtdiode bis mindestens zum Rand der reflektierenden Fläche des Reflektors, damit der Scheinwerfer an eine Spannungsquelle angeschlossen werden kann. Weiter besteht die Möglichkeit, dass die Frontscheibe mitsamt der Lichtquelle bezüglich der ersten Raumrichtung gekippt ist, und der Reflektor beziehungsweise die reflektierende Fläche eine entsprechende Form haben, dass der Reflektor direkt an die Frontscheibe angrenzt beziehungsweise, dass alles von der Lichtquelle emittierte Licht direkt auf die reflektierende Fläche trifft. Dies hat vorzugsweise zur Folge, dass der Anteil von bezüglich der ersten Raumrichtung asymmetrisch reflektiertem Licht höher beziehungsweise niedriger ist als bei Ausrichtung der Frontscheibe in Richtung der ersten Raumrichtung.In a typical embodiment of the invention, the headlight also includes two electrical lines and a windscreen. The windscreen is translucent, for example crystal clear or matt, so that light coming from the reflective surface exits the headlight. The light source preferably comprises a light-emitting diode which is electrically conductively connected to one end of each of the two electrical lines. The light-emitting diode and the two electrical lines are also attached to the windscreen. The reflector and the front pane preferably directly adjoin one another, so that a volume is enclosed into which the light-emitting diode protrudes. This ensures that the light-emitting diode and the reflecting surface are protected from moisture or dirt. Typically, the two electrical lines each run from the light-emitting diode to at least the edge of the reflecting surface of the reflector, so that the headlight can be connected to a voltage source. There is also the possibility that the windscreen together with the light source is tilted with respect to the first spatial direction, and the reflector or the reflecting surface have a corresponding shape, so that the reflector is directly adjacent to the windscreen or that all the light emitted by the light source falls directly on the hits a reflective surface. The result of this is preferably that the proportion of light reflected asymmetrically with respect to the first spatial direction is higher or lower than when the front pane is aligned in the direction of the first spatial direction.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Scheinwerfer zusätzlich eine transparente Leiterplatte mit mindestens zwei Leiterbahnen. Die Lichtquelle umfasst vorzugsweise eine Leuchtdiode, die an jeweils einem Ende der beiden Leiterbahnen elektrisch leitend befestigt (zum Beispiel angelötet) ist. Vorzugsweise grenzen der Reflektor und die transparente Leiterplatte unmittelbar aneinander an, sodass ein Volumen eingeschlossen wird, in das die Leuchtdiode hineinragt. Die Leiterplatte und der Reflektor können entweder permanent oder lösbar miteinander verbunden sein. Typischerweise verlaufen die beiden Leiterbahnen jeweils von der Leuchtdiode bis mindestens zum Rand der reflektierenden Fläche. In einer Ausführungsform ist die Leiterplatte so geformt, dass sie den Reflektor bündig abschließt. Alternativ ragt die Leiterplatte über den Reflektor hinaus, sodass weitere Elektronikkomponenten, wie zum Beispiel ein Vorwiderstand, außerhalb des durchleuchteten Bereichs der Leiterplatte auf der Leiterplatte elektrisch leitend befestigt werden können.In an alternative embodiment of the invention, the headlight also includes a transparent printed circuit board with at least two conductor tracks. The light source preferably comprises a light-emitting diode which is electrically conductively fastened (for example soldered) to one end of each of the two conductor tracks. Preferably, the reflector and the transparent printed circuit board are directly adjacent to one another, so that a volume is enclosed into which the light-emitting diode protrudes. The circuit board and reflector can be either permanently or detachably connected to each other. Typically, the two conductor tracks each run from the light-emitting diode to at least the edge of the reflecting surface. In one embodiment, the circuit board is shaped to flush the reflector. Alternatively, the printed circuit board protrudes beyond the reflector, so that further electronic components, such as a series resistor, can be attached to the printed circuit board in an electrically conductive manner outside the illuminated area of the printed circuit board.

Ist die Leuchtdiode zum Betrieb mit hoher Leistung, zum Beispiel mit 1 W oder mehr, vorgesehen, so wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zur Kühlung der Leuchtdiode zusätzlich ein Kühlkörper verwendet. Der Kühlkörper ist vorzugsweise an der vom Reflektor abgewandten Seite der Frontscheibe beziehungsweise der Leiterplatte befestigt und hat thermischem Kontakt zu der Leuchtdiode. Ein Kühlkörper, der an der Außenseite der Scheinwerfers positioniert ist, hat den Vorteil, dass Abwärme der Leuchtdiode effektiver an die Umgebung abgegeben werden kann. Vorzugsweise ist der Kühlkörper auf der Rotationsachse positioniert und/oder hat eine gleich große oder kleinere Auflagefläche als die Lichtquelle. So wird vorzugsweise verhindert, dass aus dem Scheinwerfer austretendes Licht auf den Kühlkörper trifft.If the light-emitting diode is intended for operation with high power, for example with 1 W or more, then in a further embodiment of the invention a heat sink is additionally used to cool the light-emitting diode. The heat sink is preferably attached to the side of the front pane or the printed circuit board that faces away from the reflector and is in thermal contact with the light-emitting diode. A heat sink positioned on the outside of the headlight has the advantage that waste heat from the light-emitting diode can be dissipated more effectively into the environment. The heat sink is preferably positioned on the axis of rotation and/or has a contact surface that is the same size or smaller than the light source. This preferably prevents the light emerging from the headlight from hitting the heat sink.

Da die Positionierung und Orientierung der Lichtquelle und des Reflektors relativ zueinander möglichst genau sein sollte, hat eine weitere Ausführungsform der Erfindung zusätzlich Mittel zur Positionierung. Diese Mittel können zum Beispiel Vertiefungen, Löcher und/oder Zapfen und/oder Kerben und/oder einen zusätzlichen Rahmen umfassen, der die Frontscheibe und den Reflektor passgenau aufnimmt. Zur Positionierung der elektrischen Leiter dienen vorzugsweise Vertiefungen in Form von Rinnen, in denen die elektrischen Leiter eingelassen sind. Im Fall der Leiterplatte können zur Positionierung Lötflächen beziehungsweise Bohrungen vorgesehen sein, in denen Bauteile eingesteckt beziehungsweise verlötet sein können.Since the positioning and orientation of the light source and the reflector relative to each other should be as precise as possible, a further embodiment of the invention has additional means for positioning. These means can include, for example, indentations, holes and/or pegs and/or notches and/or an additional frame that accommodates the windscreen and the reflector with a precise fit. Depressions in the form of grooves, in which the electrical conductors are embedded, preferably serve to position the electrical conductors. In the case of the printed circuit board, soldering areas or bores can be provided for positioning, in which components can be inserted or soldered.

Eine erfindungsgemäße Stirnlampe umfasst einen oben genannten Scheinwerfer. Vorzugsweise bildet ein Teil des Scheinwerfers einen Teil der Außenwand der Stirnlampe. Die Lichtquelle ist typischerweise zur Emission von weißem Licht eingerichtet. Vorzugsweise ist die Stirnlampe batteriebetrieben und/oder akkubetrieben. Der Scheinwerfer ist vorzugsweise mindestens 8 mm breit und/oder höchstens 80 mm breit und/oder mindestens 7 mm hoch und/oder höchstens 70 mm hoch und/oder mindestens 4 mm tief und/oder höchstens 20 mm tief. Die vorgenannten Größenangaben beziehen sich auf die Außenmaße des kompletten Scheinwerfers, exklusive der (eventuell vorhandenen) Anschlusskabel.A headlamp according to the invention comprises a headlight as mentioned above. Preferably, part of the headlight forms part of the outer wall of the headlamp. The light source is typically set up to emit white light. The headlamp is preferably battery-operated and/or accumulator-operated. The headlight is preferably at least 8 mm wide and/or at most 80 mm wide and/or at least 7 mm high and/or at most 70 mm high and/or at least 4 mm deep and/or at most 20 mm deep. The above dimensions refer to the external dimensions of the complete headlight, excluding the (possibly existing) connection cable.

Bei horizontaler Ausrichtung der Rotationsachse und bei vertikaler Ausrichtung der ersten Raumrichtung gibt der erfindungsgemäße Scheinwerfer vorzugsweise mehr Licht nach unten als nach oben ab, wobei die erste Raumrichtung so ausgerichtet ist, dass sich die erste Teilfläche unterhalb und die zweite Teilfläche oberhalb der Rotationsachse befindet.When the axis of rotation is aligned horizontally and the first spatial direction is aligned vertically, the headlight according to the invention preferably emits more light downwards than upwards, with the first spatial direction being aligned such that the first partial area is below and the second partial area is above the axis of rotation.

Bei Positionierung des Scheinwerfers in 1,7 m Höhe, wird vorzugsweise ein Fernbereich mit mehr als 10 m horizontalem Abstand zum Scheinwerfer durch gebündeltes Licht beleuchtet, und gleichzeitig wird vorzugsweise in einem Nahbereich mit weniger als 5 m horizontalem Abstand zum Scheinwerfer der Boden homogen beleuchtet. Weiter gibt es vorzugsweise einen Übergangsbereich zwischen Nahbereich und Fernbereich, in dem die homogene Beleuchtung des Bodens kontinuierlich beziehungsweise fließend in den gebündelten Lichtstrahl übergeht. Am Boden wird vorzugsweise eine Fläche von mindestens 16 m2 gleichmäßig beleuchtet.When the headlight is positioned at a height of 1.7 m, a long-distance area with a horizontal distance of more than 10 m from the headlight is preferably illuminated by concentrated light, and at the same time the ground is preferably homogeneously illuminated in a close-up area with a horizontal distance of less than 5 m from the headlight. Furthermore, there is preferably a transition area between the close-up range and the long-range range, in which the homogeneous illumination of the floor merges continuously or fluently into the bundled light beam. An area of at least 16 m 2 is preferably uniformly illuminated on the ground.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen dargestellt und näher beschrieben.

  • 1a zeigt eine Helligkeitsverteilung am Boden gemäß dem Stand der Technik.
  • 1b zeigt eine Helligkeitsverteilung an einer Wand gemäß dem Stand der Technik.
  • 2a zeigt eine Helligkeitsverteilung am Boden gemäß dem Stand der Technik.
  • 2b zeigt eine Helligkeitsverteilung an einer Wand gemäß dem Stand der Technik.
  • 3a zeigt eine erfindungsgemäße Helligkeitsverteilung am Boden.
  • 3b zeigt eine erfindungsgemäße Helligkeitsverteilung an einer Wand.
  • 4a zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen reflektierenden Fläche.
  • 4b zeigt eine Frontalansicht einer erfindungsgemäßen reflektierenden Fläche.
  • 5a zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung.
  • 5b zeigt eine Frontalansicht einer erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung.
An exemplary embodiment of the invention is illustrated and described in more detail below with reference to the drawings.
  • 1a shows a brightness distribution on the ground according to the prior art.
  • 1b shows a brightness distribution on a wall according to the prior art.
  • 2a shows a brightness distribution on the ground according to the prior art.
  • 2 B shows a brightness distribution on a wall according to the prior art.
  • 3a shows a brightness distribution on the ground according to the invention.
  • 3b shows a brightness distribution according to the invention on a wall.
  • 4a shows a side view of a reflecting surface according to the invention.
  • 4b shows a front view of a reflecting surface according to the invention.
  • 5a shows a side view of a headlight arrangement according to the invention.
  • 5b shows a front view of a headlight arrangement according to the invention.

1a bis 3b zeigen jeweils Helligkeitsverteilungen auf Projektionsflächen. Je größer ein Kästchen ist, desto mehr Licht trifft an der entsprechenden Stelle auf die Projektionsfläche. In allen Fällen befindet sich die Lichtquelle am Punkt X = 0 m, Y = 0 m und Z = 1,7 m, was als Höhe einer verwendeten Stirnlampe über dem Boden (Z = 0 m) angenommen wird. Im Fall von 1a, 2a und 3a ist die Projektionsfläche der Boden (Z = 0 m), und im Fall von 1b, 2b und 3b ist die Projektionsfläche eine Wand in 5 m Entfernung. 1a until 3b each show brightness distributions on projection surfaces. The larger a box is, the more light hits the projection surface at the corresponding point. In all cases, the light source is at the point X = 0 m, Y = 0 m and Z = 1.7 m, which is assumed to be the height of a used headlamp above the ground (Z = 0 m). In the case of 1a , 2a and 3a is the projected area of the floor (Z = 0 m), and in the case of 1b , 2 B and 3b the projection surface is a wall 5 m away.

Dabei zeigen 1a und 1b Helligkeitsverteilungen eines herkömmlichen Scheinwerfers mit einer auf ein Rotationsparaboloid gerichteten Lichtquelle, die sich im Brennpunkt des Rotationsparaboloids befindet. Da die Lichtquelle nicht punktförmig ist, entsteht ein nicht perfekt gebündelter Lichtstrahl 14, der mit zunehmendem Abstand zur Lichtquelle weiter wird. Bei horizontaler Ausrichtung des gebündelten Lichtstahls 14 wird der Boden nur im Fernbereich 13 beleuchtet. Der Nahbereich 11 und der Übergangsbereich 12 bleiben unbeleuchtet, sodass auch auf der 5 m entfernten Wand der bodennahe Bereich 15 nicht beleuchtet wird.show it 1a and 1b Brightness distributions of a conventional headlight with a light source directed at a paraboloid of revolution, which is located at the focal point of the paraboloid of revolution. Since the light source is not in the form of a point, a light beam 14 that is not perfectly focused is produced, which becomes wider as the distance from the light source increases. When the bundled light beam 14 is aligned horizontally, the ground is only illuminated in the far range 13 . The close-up area 11 and the transitional area 12 remain unilluminated, so that the area 15 close to the ground is also not illuminated on the wall 5 m away.

Bei der Verwendung eines weniger gebündelten Lichtstrahls 14, der um 20° nach unten geneigt ist, wie in 2a und 2b gezeigt, werden der Nahbereich 11 und der Übergangsbereich 12 beleuchtet (auch aus dem Stand der Technik bekannt). Allerdings nimmt die Helligkeit mit wachsendem Abstand zum Scheinwerfer schnell ab, sodass der Fernbereich 13 nur unzureichend beleuchtet wird. Wie in 2b erkennbar, geht viel Licht zur Seite und nach oben verloren. Weiter ist die Ausleuchtung im Nahbereich 11 sehr ungleichmäßig, sodass auch eine Kombination der beiden vorgenannten Scheinwerfer nur eine suboptimale Beleuchtung ermöglicht.When using a less collimated light beam 14, which is inclined by 20° downwards, as in 2a and 2 B shown, the near area 11 and the transition area 12 are illuminated (also known from the prior art). However, the brightness decreases rapidly as the distance from the headlight increases, so that the long-distance area 13 is only insufficiently illuminated. As in 2 B recognizable, a lot of light is lost sideways and upwards. Furthermore, the illumination in the close-up area 11 is very uneven, so that even a combination of the two aforementioned headlights only enables suboptimal illumination.

3a und 3b zeigen Helligkeitsverteilungen eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit horizontaler Ausrichtung eines gebündelten Lichtstrahls (wie in 1a und 1b). Der Fernbereich 13 wird mit einem gebündelten Lichtstrahl 14 beleuchtet, der Nahbereich 11 wird am Boden gleichmäßig ausgeleuchtet, und in einem Übergangsbereich 12 gehen die Helligkeitsverteilungen fließend von der Bodenbeleuchtung 15 zum gebündelten Lichtstrahl 14 über. Weiter ist in 3b erkennbar, dass das Licht hauptsächlich nach vorne als gebündelter Lichtstrahl 14 und nach unten als Bodenbeleuchtung 15 abgegeben wird. Zur Seite und nach oben wird (wie beabsichtigt) nur wenig Licht abgegeben. Insbesondere aus 3b ist erkennbar, dass vom erfindungsgemäßen Scheinwerfer das Licht asymmetrisch bezüglich der Raumrichtung Z und symmetrisch bezüglich der Raumrichtung Y abgegeben wird. 3a and 3b show brightness distributions of a headlight according to the invention with a horizontal alignment of a bundled light beam (as in 1a and 1b ). The long-distance area 13 is illuminated with a focused light beam 14 , the close-up area 11 is evenly illuminated on the ground, and in a transitional area 12 the brightness distributions go smoothly from the ground lighting 15 to the focused light beam 14 . Next is in 3b recognizable that the light is emitted mainly forward as a bundled light beam 14 and downward as floor lighting 15 . Little light is emitted to the sides and upwards (as intended). In particular from 3b it can be seen that the light is emitted asymmetrically with respect to the spatial direction Z and symmetrically with respect to the spatial direction Y by the headlight according to the invention.

4a und 4b zeigen eine erfindungsgemäße reflektierende Fläche 20, die geeignet ist, die Helligkeitsverteilungen aus 3a und 3b zu erzeugen. 4a zeigt eine Seitenansicht (Schnitt durch die Mitte bezüglich Y) der reflektierenden Fläche 20, welche teilweise die Form eines Rotationsparaboloids 21 mit einer Rotationsachse 22 und mit einem Brennpunkt 23 hat. Vom Brennpunkt 23 kommendes Licht wird von diesem Teil der reflektierenden Fläche 24 parallel zur Rotationsachse 22 reflektiert 31. Für eine reale Lichtquelle, die nicht punktförmig ist, ist das reflektierte Licht (im Gegensatz zur idealisierten Darstellung) nicht ganz parallel zur Rotationsachse 22. Je nachdem, wo die Lichtquelle auf der Rotationsachse 22 positioniert ist, wird das Licht als mehr oder weniger gebündelter Lichtstrahl reflektiert. Weiter ist die erfindungsgemäße reflektierende Fläche 20 in einem Bereich 25 mehr zur Rotationsachse 22 hin gekrümmt, als das Rotationsparaboloid 21, wodurch vom Brennpunkt 23 kommendes Licht mehr nach unten reflektiert wird 32. Die gezeigte Ausführungsform der reflektierenden Fläche 20 hat in der Mitte eine spitz zulaufende Erhebung 26, die sich zum Brennpunkt 23 hin erstreckt, wodurch vom Brennpunkt 23 kommendes Licht an einer (nicht abgebildeten) Lichtquelle vorbei reflektiert wird 33. Die Erhebung ist asymmetrisch bezüglich der Raumrichtung Z, sodass mehr Licht nach unten als nach oben reflektiert wird. 4a and 4b show a reflecting surface 20 according to the invention, which is suitable for the brightness distributions 3a and 3b to create. 4a Fig. 13 shows a side view (section through the center with respect to Y) of the reflecting surface 20, which is partially in the shape of a paraboloid of revolution 21 with an axis of rotation 22 and with a focal point 23. Figs. Light coming from the focal point 23 is reflected 31 by this part of the reflecting surface 24 parallel to the axis of rotation 22. For a real light source which is not point-like, the reflected light is (contrary to the idealized representation) not quite parallel to the axis of rotation 22. It depends , where the light source is positioned on the axis of rotation 22, the light is reflected as a more or less bundled beam of light. Furthermore, the reflecting surface 20 according to the invention is curved more towards the axis of rotation 22 in a region 25 than the paraboloid of rotation 21, as a result of which light coming from the focal point 23 is reflected more downwards 32. The embodiment of the reflecting surface 20 shown has a tapered point in the middle Elevation 26 extending towards focal point 23, whereby light coming from focal point 23 is reflected past a light source (not shown) 33. The elevation is asymmetrical with respect to the spatial direction Z, so that more light is reflected downwards than upwards.

4b ist eine Frontalansicht der erfindungsgemäßen reflektierenden Fläche 20. Zum Vergleich wird auch das Rotationsparaboloid 21 gezeigt. Neben dem Umriss der reflektierenden Fläche 20 sind zwei weitere Linien bei konstanten X-Werten abgebildet. Die Teilfläche 24 im unteren Bereich hat die Form eines Rotationsparaboloids 21. Oben ist die Teilfläche 25 der erfindungsgemäßen reflektierenden Fläche 20 zu erkennen, deren Abstand zur Rotationsachse 22 geringer ist als der Abstand des Rotationsparaboloids 21 zur Rotationsachse 22. Weiter wird die Teilfläche 26 mit der spitz zulaufenden Erhebung gezeigt, die zum Brennpunkt hin ausgerichtet ist, und die asymmetrisch bezüglich der Raumrichtung Z und symmetrisch bezüglich der Raumrichtung Y ist. Diese Teilfläche 26 befindet sich typischerweise im Bereich um die Rotationsachse 22. In der beispielhaften Ausführung der Erfindung hat die Erhebung konkave Flächenbereiche. Außerdem sind Teile 27 der beispielhaften reflektierenden Fläche 20 gewellt, um das Licht noch gleichmäßiger zu verteilen. Insgesamt ist die abgebildete reflektierende Fläche 20 symmetrisch bezüglich der Raumrichtung Y, was gleichbedeutend damit ist, dass die rechte Hälfte und die linke Hälfte der reflektierenden Fläche 20 spiegelsymmetrisch sind. Zudem ist die abgebildete reflektierenden Fläche 20 asymmetrisch bezüglich der Raumrichtung Z, was gleichbedeutend damit ist, dass die obere Hälfte und die untere Hälfte der reflektierenden Fläche 20 nicht spiegelsymmetrisch sind. 4b 12 is a front view of the reflecting surface 20 of the present invention. The paraboloid of revolution 21 is also shown for comparison. In addition to the outline of the reflecting surface 20, two further lines are shown at constant X values. The partial surface 24 in the lower area has the shape of a paraboloid of revolution 21. The partial surface 25 of the reflecting surface 20 according to the invention can be seen at the top, the distance from which to the axis of rotation 22 is less than the distance of the paraboloid of rotation 21 to the axis of rotation 22 pointed elevation shown, which is aligned to the focal point, and which is asymmetrical with respect to the Z spatial direction and symmetrical with respect to the Y spatial direction. This partial surface 26 is typically located in the area around the axis of rotation 22. In the exemplary embodiment of the invention, the elevation has concave surface areas. Additionally, portions 27 of the exemplary reflective surface 20 are corrugated to more evenly distribute the light. Overall, the reflecting surface 20 shown is symmetrical with respect to the spatial direction Y, which means that the right half and the left half of the reflecting surface 20 are mirror-symmetrical. In addition, the reflecting surface 20 shown is asymmetrical with respect to the spatial direction Z, which is equivalent to the fact that the upper half and the lower half of the reflecting surface 20 are not mirror-symmetrical.

5a und 5b zeigen einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer in einer Seitenansicht (Schnitt durch die Mitte bezüglich Y) beziehungsweise einer Frontalansicht. Der Reflektor 40 und die Lichtquelle 41 sind so zueinander positioniert und ausgerichtet, dass das gesamte von der Lichtquelle 41 emittierte Licht auf die reflektierende Fläche 20 trifft. In der beispielhaften Ausführungsform von 5a und von 5b wird als Lichtquelle 41 eine Leuchtdiode in SMD-Bauweise verwendet. Die Leuchtdiode 41 ist an einer lichtdurchlässigen Frontscheibe 42 befestigt und auf der Rotationsachse 22 positioniert. Im konkreten Beispiel ist die Mitte der lichtemittierenden Fläche der Leuchtdiode 41 im Brennpunkt 23 positioniert. Weiter ist die Leuchtdiode 41 an zwei elektrische Leitungen 44 und 45 angeschlossen, die von der Leuchtdiode 41 bis mindestens zum Rand des Reflektors 40 verlaufen. Über die beiden elektrischen Leitungen 44 und 45 kann der Scheinwerfer an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen werden. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung hat die lichtdurchlässige Frontscheibe 42 Vertiefungen, in die die Leuchtdiode 41 und die elektrischen Leitungen 44 und 45 eingelassen sind, was eine genaue Positionierung der Leuchtdiode 41 beziehungsweise der elektrischen Leitungen 44 und 45 ermöglicht. Der Reflektor 40 und die Frontscheibe 42 schließen ein Volumen ein, in das die Leuchtdiode 41 hineinragt, sodass sowohl die Leuchtdiode 41 als auch die reflektierende Fläche 20 des Reflektors 40 vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt sind. Die beiden elektrischen Leitungen 44 und 45 verlaufen in der gezeigten Ausführungsform auf der Außenseite des Scheinwerfers, sodass von der Leuchtdiode 41 produzierte Wärme leichter an die Umgebung abgegeben wird. In unmittelbarer Nähe der Leuchtdiode 41 hat die Frontscheibe 42 Durchgänge für die elektrischen Leitungen 44 und 45, sodass die elektrischen Leitungen 44 und 45 und die Leuchtdiode 41 elektrischen Kontakt haben (z.B. durch Löten oder Leitsilber). Falls die Leuchtdiode 41 mit relativ hoher Leistung betrieben wird, wird zusätzlich ein Kühlkörper 43 verwendet, der in thermischem Kontakt zu der Leuchtdiode 41 steht. Für eine bessere Wärmeabgabe an die Umgebung ist der Kühlkörper 43 vorzugsweise an der Außenseite des Scheinwerfers direkt hinter der Leuchtdiode 41 befestigt. 5a and 5b show a headlight according to the invention in a side view (section through the middle with respect to Y) or a front view. The reflector 40 and the light source 41 are positioned and aligned with one another in such a way that all of the light emitted by the light source 41 impinges on the reflecting surface 20 . In the exemplary embodiment of FIG 5a and from 5b is used as the light source 41, a light emitting diode in SMD construction. The light-emitting diode 41 is attached to a translucent front panel 42 and positioned on the axis of rotation 22 . In the specific example, the center of the light-emitting surface of the light-emitting diode 41 is positioned at the focal point 23 . Furthermore, the light-emitting diode 41 is connected to two electrical lines 44 and 45 which run from the light-emitting diode 41 to at least the edge of the reflector 40 . The headlight can be connected to a suitable voltage source via the two electrical lines 44 and 45 . In the exemplary embodiment of the invention shown, the translucent front pane 42 has indentations into which the light-emitting diode 41 and the electrical lines 44 and 45 are embedded, which enables precise positioning of the light-emitting diode 41 or the electrical lines 44 and 45 . The reflector 40 and the front pane 42 enclose a volume into which the light-emitting diode 41 protrudes, so that both the light-emitting diode 41 and the reflecting surface 20 of the reflector 40 are protected from moisture and dirt. In the embodiment shown, the two electrical lines 44 and 45 run on the outside of the headlight, so that the heat produced by the light-emitting diode 41 is emitted more easily to the environment. In the immediate vicinity of the light-emitting diode 41, the front pane 42 has passages for the electrical lines 44 and 45, so that the electrical lines 44 and 45 and the light-emitting diode 41 have electrical contact (eg by soldering or conductive silver). If the light-emitting diode 41 is operated with relatively high power, a heat sink 43 which is in thermal contact with the light-emitting diode 41 is also used. For better heat dissipation to the environment, the heat sink 43 is preferably attached to the outside of the headlight directly behind the light-emitting diode 41.

Bezugszeichenlistereference list

1111
Nahbereichclose range
1212
Übergangsbereichtransition area
1313
Fernbereichfar range
1414
gebündelter Lichtstrahlfocused beam of light
1515
bodennaher Bereichground level area
2020
reflektierende Flächereflective surface
2121
Rotationsparaboloidparaboloid of revolution
2222
Rotationsachseaxis of rotation
2323
Brennpunktfocus
2424
erste Teilflächefirst face
2525
zweite Teilflächesecond part
2626
dritte Teilflächethird area
2727
gewellter Teilwavy part
3131
erster Strahlengangfirst beam path
3232
zweiter Strahlengangsecond beam path
3333
dritter Strahlengangthird beam
4040
Reflektorreflector
4141
Lichtquellelight source
4242
Frontscheibewindscreen
4343
Kühlkörperheatsink
4444
elektrische Leitungelectrical line
4545
elektrische Leitungelectrical line
XX
dritte Raumrichtungthird spatial direction
YY
zweite Raumrichtungsecond spatial direction
ZZ
erste Raumrichtungfirst spatial direction

Claims (9)

Scheinwerfer mit einem Reflektor (40) und einer Lichtquelle (41), die zur Emission von Licht in einem Raumwinkelbereich eingerichtet ist, wobei der Reflektor (40) eine reflektierende Fläche (20) hat, die die Lichtquelle (41) mindestens im vorgenannten Raumwinkelbereich umgibt, wobei die Lichtquelle (41) eine Leuchtdiode umfasst, wobei eine erste Teilfläche (24) der reflektierenden Fläche (20) wie eine Teilfläche eines Rotationsparaboloids (21) mit einer Rotationsachse (22) und mit einem Brennpunkt (23) geformt ist, wobei eine zweite Teilfläche (25) der reflektierenden Fläche (20), welche sich bezüglich der Rotationsachse (22) in Richtung einer ersten Raumrichtung (Z) auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Teilfläche (24) befindet, bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) mehr zur Rotationsachse (22) hin gekrümmt ist als das Rotationsparaboloid (21), wobei die erste Raumrichtung (Z) senkrecht zur Rotationsachse (22) ist, und wobei eine dritte Teilfläche (26) der reflektierenden Fläche (20) eine bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) und bezüglich einer zweiten Raumrichtung (Y) spitz zulaufende Erhebung hat, deren Spitze zur Lichtquelle (41) hin ausgerichtet ist, wobei die Erhebung asymmetrisch bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) geformt ist, wobei die zweite Raumrichtung (Y) senkrecht zur Rotationsachse (22) und senkrecht zur ersten Raumrichtung (Z) ist.Headlight with a reflector (40) and a light source (41) which is set up to emit light in a solid angle range, the reflector (40) having a reflecting surface (20) which surrounds the light source (41) at least in the aforementioned solid angle range , wherein the light source (41) comprises a light-emitting diode, wherein a first partial surface (24) of the reflecting surface (20) is shaped like a partial surface of a paraboloid of revolution (21) with an axis of rotation (22) and with a focal point (23), wherein a second partial surface (25) of the reflecting surface (20), which is located on the opposite side of the first partial surface (24) with respect to the axis of rotation (22) in the direction of a first spatial direction (Z), with respect to the first spatial direction (Z) more is curved toward the axis of rotation (22) than the paraboloid of rotation (21), the first spatial direction (Z) being perpendicular to the axis of rotation (22), and wherein a third partial surface (26) of the reflecting surface (20) has an elevation tapering to a point in relation to the first spatial direction (Z) and in relation to a second spatial direction (Y), the tip of which is aligned towards the light source (41), the elevation being asymmetrical is shaped with respect to the first spatial direction (Z), the second spatial direction (Y) being perpendicular to the axis of rotation (22) and perpendicular to the first spatial direction (Z). Scheinwerfer nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Fläche (20) teilweise gewellt (27) ist.headlights after claim 1 , wherein the reflecting surface (20) is partially corrugated (27). Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die gesamte reflektierende Fläche (20) lückenlos und/oder kantenfrei ist.Headlights after one of Claims 1 until 2 , wherein the entire reflective surface (20) is gapless and / or edge-free. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die reflektierende Fläche (20) symmetrisch bezüglich der zweiten Raumrichtung (Y) ist.Headlights after one of Claims 1 until 3 , wherein the reflecting surface (20) is symmetrical with respect to the second spatial direction (Y). Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtquelle (41) auf der Rotationsachse (22) positioniert ist.Headlights after one of Claims 1 until 4 , wherein the light source (41) is positioned on the axis of rotation (22). Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abstand senkrecht zur Rotationsachse (22) bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) vom Brennpunkt (23) zum am nächsten gelegenen Punkt der reflektierenden Fläche (20) höchstens 80% vom Abstand senkrecht zur Rotationsachse (22) bezüglich der ersten Raumrichtung (Z) vom Brennpunkt (23) zum am weitesten entfernten Punkt der reflektierenden Fläche (20) beträgt.Headlights after one of Claims 1 until 5 , wherein the distance perpendicular to the axis of rotation (22) with respect to the first spatial direction (Z) from the focal point (23) to the nearest point of the reflecting surface (20) is at most 80% of the distance perpendicular to the axis of rotation (22) with respect to the first spatial direction (Z ) from the focal point (23) to the farthest point of the reflecting surface (20). Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit zusätzlich zwei elektrischen Leitungen (44, 45) und einer Frontscheibe (42), wobei die Leuchtdiode (41) mit jeweils einem Ende der beiden elektrischen Leitungen (44, 45) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Leuchtdiode (41) und die beiden elektrischen Leitungen (44, 45) an der Frontscheibe (42) befestigt sind, wobei die Frontscheibe (42) lichtdurchlässig ist, wobei der Reflektor (40) und die Frontscheibe (42) unmittelbar aneinander angrenzen, sodass ein Volumen eingeschlossen wird, in das die Leuchtdiode (41) hineinragt, und wobei die beiden elektrischen Leitungen (44, 45) jeweils von der Leuchtdiode (41) bis mindestens zum Rand der reflektierenden Fläche (20) des Reflektors (40) verlaufen.Headlights after one of Claims 1 until 6 with two additional electrical lines (44, 45) and a windscreen (42), the light-emitting diode (41) being electrically conductively connected to one end of each of the two electrical lines (44, 45), the light-emitting diode (41) and the two electrical lines (44, 45) are attached to the front pane (42), the front pane (42) being translucent, the reflector (40) and the front pane (42) directly adjoining one another so that a volume is enclosed in which the The light-emitting diode (41) protrudes, and the two electrical lines (44, 45) each run from the light-emitting diode (41) to at least the edge of the reflecting surface (20) of the reflector (40). Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit zusätzlich einer transparenten Leiterplatte, wobei die transparente Leiterplatte mindestens zwei Leiterbahnen umfasst, wobei die Leuchtdiode (41) an jeweils einem Ende der beiden Leiterbahnen elektrisch leitend befestigt ist, und wobei der Reflektor (40) und die transparente Leiterplatte unmittelbar aneinander angrenzen, sodass ein Volumen eingeschlossen wird, in das die Leuchtdiode (41) hineinragt.Headlights after one of Claims 1 until 6 with an additional transparent printed circuit board, the transparent printed circuit board comprising at least two conductor tracks, the light-emitting diode (41) being electrically conductively attached to one end of each of the two conductor tracks, and the reflector (40) and the transparent printed circuit board directly adjoining one another, so that a Volume is enclosed, in which the light-emitting diode (41) protrudes. Stirnlampe mit einem Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Headlamp with a headlight according to one of the Claims 1 until 8th .
DE102020001701.0A 2020-03-14 2020-03-14 headlights and headlamps Active DE102020001701B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020001701.0A DE102020001701B4 (en) 2020-03-14 2020-03-14 headlights and headlamps
PCT/DE2021/000033 WO2021185396A1 (en) 2020-03-14 2021-02-20 Headlight and headlamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020001701.0A DE102020001701B4 (en) 2020-03-14 2020-03-14 headlights and headlamps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102020001701A1 DE102020001701A1 (en) 2021-09-16
DE102020001701B4 true DE102020001701B4 (en) 2022-09-08

Family

ID=74874580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020001701.0A Active DE102020001701B4 (en) 2020-03-14 2020-03-14 headlights and headlamps

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020001701B4 (en)
WO (1) WO2021185396A1 (en)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1292637A (en) 1917-12-29 1919-01-28 Harry M Patch Headlight-reflector.
US1306511A (en) 1919-06-10 Reflector
US1631610A (en) 1924-06-20 1927-06-07 William H Wood Lamp
DE8406285U1 (en) 1983-03-29 1984-07-19 Velamp S.p.A., Venegono Superiore, Varese REFLECTOR FOR STICK LAMPS WITH A SPECIFICALLY TRAINED REFLECTIVE SURFACE
DE3543322A1 (en) 1985-12-07 1987-06-11 Licentia Gmbh Display device
US5394317A (en) 1992-11-03 1995-02-28 Grenga; John J. Lamp reflector
EP1422468A2 (en) 2002-11-22 2004-05-26 Mellert SLT GmbH & Co. KG Portabel lamp with light emitting diodes
EP1631769B1 (en) 2003-06-10 2010-09-22 Illumination Management Solutions, Inc. An improved led flashlight
US20100290222A1 (en) 2009-05-18 2010-11-18 Cree Led Lighting Solutions, Inc Lighting device with multiple-region reflector
US20120287629A1 (en) 2009-09-25 2012-11-15 Cree, Inc. Lighting device having heat dissipation element
US20150146429A1 (en) 2012-06-04 2015-05-28 Koninklijke Philips N.V. Lighting device with optical reflector, luminaire having such lighting device and method of manufacturing a compact optical reflector
DE102015102114A1 (en) 2015-02-13 2016-10-06 Marco Systemanalyse Und Entwicklung Gmbh PORTABLE LAMP FOR USE AS MOUNTAINIAN HELMET LAMP, BICYCLE OR BIKE HELMET LAMP

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9017853D0 (en) * 1990-08-15 1990-09-26 Sonca Products Ltd Flashlight
DE10222129A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-27 Hella Kg Hueck & Co Vehicle lamp with a lamp and a hollow or cup-shaped reflector
CA2634475C (en) * 2003-07-07 2014-05-20 Brasscorp Limited Led-based inspection lamp with improved collimation optics
WO2015144847A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 Fael S.P.A. Projector with directional reflectors for leds

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1306511A (en) 1919-06-10 Reflector
US1292637A (en) 1917-12-29 1919-01-28 Harry M Patch Headlight-reflector.
US1631610A (en) 1924-06-20 1927-06-07 William H Wood Lamp
DE8406285U1 (en) 1983-03-29 1984-07-19 Velamp S.p.A., Venegono Superiore, Varese REFLECTOR FOR STICK LAMPS WITH A SPECIFICALLY TRAINED REFLECTIVE SURFACE
DE3543322A1 (en) 1985-12-07 1987-06-11 Licentia Gmbh Display device
US5394317A (en) 1992-11-03 1995-02-28 Grenga; John J. Lamp reflector
EP1422468A2 (en) 2002-11-22 2004-05-26 Mellert SLT GmbH & Co. KG Portabel lamp with light emitting diodes
EP1631769B1 (en) 2003-06-10 2010-09-22 Illumination Management Solutions, Inc. An improved led flashlight
US20100290222A1 (en) 2009-05-18 2010-11-18 Cree Led Lighting Solutions, Inc Lighting device with multiple-region reflector
US20120287629A1 (en) 2009-09-25 2012-11-15 Cree, Inc. Lighting device having heat dissipation element
US20150146429A1 (en) 2012-06-04 2015-05-28 Koninklijke Philips N.V. Lighting device with optical reflector, luminaire having such lighting device and method of manufacturing a compact optical reflector
DE102015102114A1 (en) 2015-02-13 2016-10-06 Marco Systemanalyse Und Entwicklung Gmbh PORTABLE LAMP FOR USE AS MOUNTAINIAN HELMET LAMP, BICYCLE OR BIKE HELMET LAMP

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021185396A1 (en) 2021-09-23
DE102020001701A1 (en) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005015077B4 (en) Vehicle headlights and automobile headlights
DE69717598T2 (en) SIGNAL LAMP WITH LED
DE102007030186B4 (en) Linear LED lamp and lighting system with the same
DE10340432B4 (en) vehicle headlights
DE102008013603B4 (en) Light module for a lighting device
DE102006019857A1 (en) Light emitting diode illumination lamp device for e.g. general lighting, has set of light emitting diode units placed on rectangular side surfaces of supporting unit and rectangular surfaces of wing units
EP3404314B1 (en) Light module of a motor vehicle headlight and headlight with such a light module
EP2207996A1 (en) Led lamp with diffuser
EP2478286A1 (en) Led luminous element for illuminating a light box having homogeneous light distribution
DE102005015099B4 (en) vehicle headlights
WO2012084481A1 (en) Lighting apparatus
WO2002052524A1 (en) Led-signal device for traffic lights
EP3187773B1 (en) Luminous body and floor lamp assembly
DE20219483U1 (en) vehicle light
EP3516688B1 (en) Motor-vehicle headlamp having an smd led attached by soldering
DE102020001701B4 (en) headlights and headlamps
DE102015202541A1 (en) Motor vehicle light
DE20004188U1 (en) lamp
WO2018210547A1 (en) Lighting module of a motor vehicle headlight, and motor vehicle headlight comprising such a lighting module
DE102010028754A1 (en) Light emitting diode-fluorescent tube has light emitting diodes, which are arranged on printed circuit board in plane, where cooling element stays in connection with lower side of printed circuit board
DE19930584C1 (en) Optical signalling device for traffic control signal uses light source elements positioned on base plate with their positioning determining beam characteristic or light intensity distribution
EP3073179A1 (en) Led module with vaned reflector and luminaire with corresponding led module
DE10344547A1 (en) Lamp
DE102007034373B4 (en) signal light
EP2902699A1 (en) Light unit for lantern-shaped light

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final