DE4129955C2 - Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung mit Lichtleiterlementen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftfahrzeug- Beleuchtungseinrichtung mit Lichtleitelementen gemäss der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.

Aus der EP 0 367 032 A2 ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, die eine Lichtquelle hat, von der aus Bündel von Lichtwellenleitfasern abgehen, die zu einzelnen Leuchten am Kraftfahrzeug führen und dort das von der Lichtquelle erzeugte Licht übertragen. Dort werden die einzelnen Lichtwellenleiter der Lichtleitelemente einzelnen Lichtübertragungselementen innerhalb der Leuchte bzw. des Lichtverteilers zugeführt, die nebeneinander in Reihe angeordnet sind und denen jeweils eine Linse zugeordnet ist. Dabei wird die Lichtaustrittsfläche der Lichtübertragungselemente durch die Linse abgebildet bzw. das Licht vom Fahrzeug weg projiziert. Die Lichtübertragungselemente weisen eine rechteckige Form mit unterschiedlicher Querschnittsfläche auf. Mit der Vielzahl von nebeneinanderliegenden Lichtübertragungselementen und Linsen wird ein Beleuchtungsmuster für das Kraftfahrzeug erzeugt.

Aus der DE 30 47 816 A1 ist eine Kraftfahrzeug- Beleuchtungseinrichtung gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dieser Beleuchtungseinrichtung sind mehrere Linsen nebeneinander in einer Abdeckscheibe angeordnet. Die Achsen der verschiedenen Linsen sind von einer Innenfläche zu einer Außenfläche der Abdeckscheibe auseinanderlaufend angeordnet, damit die Beleuchtungseinrichtung nach außen, zur Frontpartie des Fahrzeugs hin ein divergierendes Lichtbündel ausstrahlt. Somit stellt das von den Linsen von jedem einzelnen Lichtleitelement auf die Fahrbahn projizierte Licht nebeneinander angeordnete Teilbereiche der Gesamtlichtverteilung dar. Die auf die Fahrbahn projizierte Lichtverteilung der Beleuchtungseinrichtung umfasst also eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Teilbereiche, wobei ein Teilbereich jeweils das von einer Linse projizierte Licht eines Lichtleitelements ist.

Bei dieser bekannten Beleuchtungsvorrichtung müssen die Achsen jeder Linse derart ausgerichtet werden, dass der durch die Projektion von Licht aus einem Lichtleitelement durch die Linse erzeugte Teillichtbereich genau an eine bestimmte Stelle der Lichtverteilung projiziert wird, um in der Gesamtheit eine gewünschte projizierte Lichtverteilung auf der Fahrbahn zu erzeugen. Aus diesem Grund gestaltet sich die Berechnung und Fertigung der Abdeckscheibe mit den Linsen sehr aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass sie einerseits zwar einfach herzustellen ist, andererseits jedoch eine gewünschte Lichtverteilung auf der Fahrbahn mit hoher Genauigkeit erzeugen kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemässe Beleuchtungseinrichtung hat den Vorteil, dass insbesondere bei Lichtverteilern in Form von Kraftfahrzeugscheinwerfern eine gewünschte Lichtverteilung mit durch überlagerte gemeinsame Projektion der von den einzelnen Lichtwellenleitern der Lichtleitelementen übertragenen Lichtmengen erzielt wird. Vorteilhaft ist insbesondere, dass mit mehreren Lichtleitelementen und deren einzelnen Lichtwellenleitern gemeinsam durch Überlagerung eine wirkungsvolle Lichtverteilung mit unterschiedlicher Beleuchtungsstärke erzielt werden kann.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet. Dabei kann gemäss Anspruch 2 die von einzelnen Lichtleitelementen übertragene Lichtintensität dadurch variiert werden, dass sie mehr oder weniger nur Teile des durch den Reflektor abgebildeten Lichtquelle übertragen, wobei unterschiedliche Lichtintensitäten von den einzelnen Lichtleitelementen übernommen werden.

Die von der Lichtquelle auf die Lichtleitelemente gegebene Lichtmenge wird, da die Lichtleitelemente eine durchgehende gleiche Querschnittsfläche aufweisen, optimal zum Lichtverteiler hin übertragen. Durch Formen der einzelnen Lichtwellenleiter der Lichtleitelemente zu einer bestimmten Austrittsflächenform gemäss den Patentansprüchen 6 bis 14, lässt sich die gewünschte Lichtverteilung auch eines Abblendlichtes mit einer Hell-Dunkel-Grenze und unterschiedlichen Beleuchtungsintensitäten erzeugen. Insbesondere durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 ergeben sich damit mit grösseren Lichtübertragungsflächen einzelner Lichtleitelemente abnehmende Lichtintensitäten, die wiederum breiter gestreut eine abnehmende Beleuchtung in den Randflächen der Fahrbahnlichtverteilung des Scheinwerfers ergeben.

Durch die Ausgestaltung der Unteransprüche 12 bis 13 ergibt sich eine Absenkung der Beleuchtungsstärke der Fahrbahn zum Fahrzeug hin. Zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtverteilung ist ferner gemäss Patentanspruch 15 in vorteilhafter Weise die Austrittsfläche der einzelnen Lichtwellenleiter aus der Ebene des Brennpunkts der Linse gerückt, so dass die Linse zwar im wesentlichen die Form der Austrittsfläche der Lichtleitelemente überträgt, nicht aber die sich aus den einzelnen Lichtwellenleitern ergebende Struktur.

Zur Erzeugung der schärfer abzubildenden Hell-Dunkel-Grenze werden vorteilhaft Lichtleitkörper oder Blendenkörper gemäss Patentanspruch 16 bis 19 verwendet. Dabei übernimmt der Lichtleitkörper eine Homogenisierung der sich aus den Austrittsflächen der einzelnen Lichtwellenleiter ergebenden Lichtintensitäten und bildet zugleich mit seiner Endfläche bzw. Kante die Hell-Dunkel-Grenze.

In einfacher Weise kann mit Hilfe des Blendenkörpers gemäss Patentanspruch 18 ebenfalls eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze, die sich an diesem Blendenkörper befindet, abgebildet werden, wobei durch die Tiefe des Blendenkörpers die gewünschte Defokussierung der Lichtaustrittsfläche der Lichtleitelemente erfolgt, und durch die Verspiegelung eine Erhöhung der Lichtintensität an der Hell-Dunkel-Grenze gewährleistet ist. Durch den Verlauf der die Hell-Dunkel-Grenze bildenden Kante auf einer Zylinderfläche ergibt sich eine optimale scharfe Abbildung der Hell-Dunkel-Grenze auch in den Randbereichen.

Zur Bildung eines Beleuchtungsabfalles in vertikaler Richtung ist ferner in vorteilhafter Weise gemäss Patentanspruch 20 und 21 eine Beeinflussung des Lichtaustritts an der entsprechenden Austrittsfläche der Leitleitelemente möglich. In vorteilhafter Weise ist die Beleuchtungseinrichtung gemäss den Patentansprüchen 22 und 23 so ausgestaltet, dass die von der Lichtquelle erzeugte Lichtmenge auch optimal auf die Lichtleitelemente übertragen werden kann, wobei die Eintrittsflächen der Lichtleitelemente dadurch von einer Abschattung von sich gegebenenfalls absetzenden Materialteilchen in dem Hohlkörper geschützt sind, indem sie in dem Hohlkörper deutlich rechts und links neben der Normalen durch den Hohlkörper auf die Fahrbahn angeordnet sind.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Varianten sind in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemässe Lichtquelle mit Lichtleitelementen und Lichtverteiler;

Fig. 2 der Beginn eines Lichtleitelements mit einem einzelnen Lichtwellenleiter, dem sich das Bündel von Lichtwellenleitern des Lichtleitelements anschliesst;

Fig. 3a die Draufsicht auf den Eintrittsquerschnitt des einzelnen Lichtwellenleiters so wie er in der Wand des Reflektors der Lichtquelle eingesetzt wird;

Fig. 3b den Querschnitt, der sich an der einzelnen Lichtwellenleiter anschliessenden Bündel von Lichtwellenleitern;

Fig. 4 eine durch den Lichtverteiler zu erzeugende gewünschte Lichtverteilung auf der Fahrbahn vor dem mit der erfindungsgemässen Beleuchtungseinrichtung ausgestatteten Fahrzeug;

Fig. 5 einen Schnitt durch den Lichtverteiler gemäss 4a;

Fig. 6 einen Schnitt eines einzelnen Elements des Lichtverteilers von Fig. 5, wobei dieses Element zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze vorgesehen ist;

Fig. 7 die Austrittsfläche des Lichtleitelements zur Versorgung des Lichtverteilerelements gemäss Fig. 6 zur Erzeugung einer Hell-Dunkel-Grenze;

Fig. 8 die Austrittsfläche anderer Lichtleitelemente;

Fig. 9 eine Variante zur Ausführung gemäss Fig. 5 bis 7 mit einem Lichtleitkörper, der zur Bildung einer abzubildenden scharfen Hell-Dunkel-Grenze an die Austrittsfläche des einen der Lichtleitelemente angesetzt ist;

Fig. 10 eine weitere Variante mit einem Blendenkörper, der an die Austrittsfläche des einen der Lichtleitelemente angrenzt zur Bildung einer scharf abzubildenden Hell-Dunkel-Grenze;

Fig. 11 eine ergänzende Ausgestaltung zur Ausführungsform nach Fig. 10 mit einer Blende zur Begrenzung der Fahrzeugbeleuchtungsstärke in vertikaler Richtung; und

Fig. 12 eine weitere Variante in Abwandlung zu Fig. 11, ebenfalls zur Begrenzung der Beleuchtung in vertikaler Richtung.

Beschreibung

Zum Zwecke der Beleuchtung, insbesondere der Fahrbahn vor einem Kraftfahrzeug ist gemäss Fig. 1 eine Lichterzeugungseinheit 1 vorgesehen, die eine Lichtquelle 2 in Form einer Lampe aufweist, die im Inneren eines Hohlkörpers 4 angeordnet ist, dessen Wand als Reflektor ausgebildet ist, mit mehreren gleichartigen Reflexionsflächen 5. Die Reflexionsflächen 5 sind dabei Flächen von Kegelschnittrotationskörpern, vorzugsweise von einem Rotationsellipsoid. Der innere Brennpunkt F1 all dieser Teilflächen 5 liegt dabei in der Lichtquelle 2, während der äußere Brennpunkt F2 jeweils in der Wand der gegenüberliegenden Reflexionsfläche 5 liegt. In den Punkten F2 liegt jeweils eine Lichteintrittsfläche 7 von in der Wand dieser Reflexionsfläche 5 eingesetzten Lichtleitelementen 8, 108, 208, 308. Diese sind anderen Endes über Lichtaustrittsflächen 17, 117, 217, 317 mit einem Lichtverteiler 10 verbunden, bestehend aus mehreren Lichtverteilerelementen 11, 111, 211, 311, die jeweils einem Lichtleitelement 8 bis 308 zugeordnet sind. Der Lichtverteiler 10 ersetzt eine Leuchte oder einen Scheinwerfer konventioneller Art und dient der Lichtverteilung des von der Lichterzeugungseinheit 1 kommenden Lichtes im vorgesehenen Masse an einem Kraftfahrzeug. Die Lichterzeugungseinheit ist dabei unabhängig von der Lichtaustrittsfläche des Lichtverteilers 10 im Fahrzeug einbaubar und über die flexiblen Lichtleitelemente 8 bis 308 mit dem Lichtverteiler 10 verbunden. Die Einbaulage der Lichterzeugungseinheit 1 ist dabei so, dass sie wie in der Fig. 1 gezeigt liegt. Dabei liegen die Lichteintrittsflächen 7 der Lichtleitelemente 8 bis 308, symmetrisch links und rechts einer durch die Lichtquelle 2 und die Grenzlinie der Reflexionsflächen 5 gehenden Normalen N auf die Fahrbahn des Kraftfahrzeugs. Dies hat den Sinn, dass eine Abschattung der Lichtquelle 2 durch z. B. abgelagerte Metalldampfteile, die insbesondere in der Vertikalen liegen, sich weniger stark auf die Lichtübertragung nur einzelner Lichtleitelemente 8 bis 308 auswirkt.

Die Lichtleitelemente 8 bis 308 bestehen aus einem Bündel von Lichtwellenleitern 12, zum Beispiel Glasfasern. Dabei kann das Bündel zum Beispiel tausend einzelne Glaserfasern aufweisen. Diese Glasfasern sind in dem Bündel eng zusammengefasst und bilden mit ihren einzelnen Durchschnittsquerschnitten den gesamten Durchtrittsquerschnitt des jeweiligen Lichtleitelements. Dabei kann die Form der Eintrittsfläche 7 anders sein als die der Austrittsfläche 17 bis 317 des Lichtleitelements 8 bis 308 bei gleichem Lichtübertragungsquerschnitt. In vorteilhafter Weise ist der Eintrittsquerschnitt 14 der Lichtleitelemente 8 bis 308 in der Form so gestaltet, dass sie dem Abbild des lichtaussendenden Teils der Lichtquelle 2 entspricht. Bei einer Glühfadenlampe wäre das die Wendel, und bei einer Gasentladungslampe ist das der Lichtbogen, der auf die Eintrittsfläche 7 abgebildet wird.

Entsprechend ist der Eintrittsquerschnitt 14 gemäss Fig. 3b dem Lichtbogen angepasst. Vorteilhaft wird jedoch dem Bündel aus Lichtwellenleitern 12 ein Einzellichtwellenleiter 15 vorgeschaltet, der prismatisch ausgebildet ist, mit einem Querschnitt, der in der Form dem Eintrittsquerschnitt 14 entspricht. Dieser Einzellichtwellenleiter 15 wird in die Wand der Reflexionsflächen des Hohlkörpers 4 eingeführt und weist dann die Eintrittsfläche 7 auf. Die Verwendung dieses Einzellichtwellenleiters 15 hat den Zweck, dass innerhalb diesem bis zum Übergang zu den Lichtwellenleiterbündel sich Inhomogenitäten der Lichtverteilung ausgleichen können, und eine möglichst gleichmäßige Lichtverteilung gleicher Intensität an das Lichtwellenleiterbündel des Lichtleitelements 8 bis 308 weitergegeben wird.

Jedes Lichtleitelement 8, 108, 208, 308 mündet in jeweils ein Lichtverteilerelement 11, 111, 211, 311 ein, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Austrittsfläche 17, 117, 217, 317 der Lichtleitelemente 8 bis 308 wird, wie nachstehend noch näher beschreiben, von jeweils einer Linse 18, 118, 218, 318 abgebildet, wobei das von dem Lichtleitelement 8 bis 308 übertragene Licht auf die Fahrbahn projiziert wird. Den Linsen 118, 218, 318 nachgeordnet sind Lichtscheiben 119, 219, 319, die Lichtstreuelemente 20 aufweisen und ähnlich wie bei Lichtscheiben von konventionellen Scheinwerfern, zum Beispiel Zylinder oder Gegenlinsen aufweisen können und im wesentlichen das von den Linsen 118 bis 318 abgegebene Licht vorwiegend in der Horizontalen streuen.

Eines der Lichtleitelemente 8 hat der zugeordneten Linse 18 eine Lichtscheibe 19 nachgeschaltet, die jedoch keine Lichtstreuelemente aufweist, so dass sie lediglich als Schutzscheibe oder Filterscheibe verwendet wird.

Die Austrittsflächen 17 bis 317 der Lichtleitelemente 8 bis 308 sind dabei unterschiedlich geformt. Fig. 7 gibt die Form der Austrittsfläche 17 des Lichtleitelementes 8 wieder, wobei diese Austrittsfläche die Besonderheit aufweist, dass sie ausgehend von einer rechteckigen Form eine gestufte Unterkante 23 aufweist mit zwei zur zugehörigen Fahrbahn des Fahrzeugs parallel bzw. horizontal verlaufenden Unterkantenteilen 24 und einem diese Unterkantenteile verbindenden, schräg ansteigendem Unterkantenteil 25. Die Unterkantenteile 24, 25 entsprechen dem Verlauf einer gesetzlich geforderten Hell-Dunkel-Grenze, wobei der schräg verlaufende Teil 25 dem Anstieg der Hell- Dunkel-Grenze mit 15° entspricht. Die Oberkante 26 der Austrittsfläche 17 verläuft wiederum horizontal. Diese Fläche 17 wird nun von der Linse 18 auf die Fahrbahn projiziert, wobei der Kantenverlauf speziell der Unterkante 23 ungestört durch die Lichtscheibe 19 auf der Fahrbahn wiedergegeben wird. In einem Ausführungsfall liegt dabei die Austrittsfläche in der Brennebene der Linse 18. Um jedoch die exakte Abbildung des Lichtverteilungsmusters, das sich aus den dicht aneinander gereihten Austrittsquerschnitten der einzelnen Lichtwellenleiter 12 ergibt, zu vermeiden, sind nachstehend noch beschriebene Maßnahmen vorgesehen.

Die Lichtaustrittsflächen 117 bis 317 entsprechen einander und weichen von der Lichtaustrittsfläche 17 gemäss Fig. 7 ab. In Fig. 8 erkennt man hier als Lichtaustrittsfläche 117 eine Fläche, die dem Querschnitt eines Giebelhauses entspricht, mit einer horizontalen Unterkante 28, an der sich zunächst eine im wesentlichen rechteckige Fläche anschließt, die angrenzend in eine Dreiecksfläche 29 übergeht. Von dieser Fläche 117 wird die Unterkante 28 als obere Beleuchtungsbegrenzungskante auf die Fahrbahn projiziert, wie dies auch mit der Unterkante 23 bei Fig. 7 der Fall war. Die Austrittsflächen 217 und 317 haben eine ähnliche Form, sind aber im Querschnitt zunehmend grösser ausgeführt. Während die Lichtaustrittsfläche 17 einen kleinen Querschnitt aufweist, wobei die Eintrittsfläche 7 des Lichtleitelements 8 auch entsprechend klein ist und nur den sehr hellen Kern der abgebildeten Lichtquelle 2 erfasst, erfassen analog größeren Eintrittsquerschnitte der übrigen Lichtleitelemente 108 bis 308 einen größeren Teil der Lichtquellenabbildung. Damit unterscheidet sich die Lichtübertragung der einzelnen Lichtleitelemente 8 bis 308. Die Austrittsfläche 17 des Lichtleitelements 8 zur Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze weist eine hohe Lichtintensität auf und wird durch die Linse 18 auch nur auf einen relativ kleinen Fahrbahnbereich projiziert, wie das der Fig. 4 entnehmbar ist. Dort umfasst die Kurve 30 das von der Austrittsfläche 17 beleuchtete Feld der Fahrbahn. Dieses Feld weist die horizontal verlaufende Hell-Dunkel-Grenze 31 und einen Schräganstieg 32 der asymmetrischen Lichtverteilung auf. Im Punkt 33 ergibt sich dabei die höchste Beleuchtungsstärke. Diesem Feld wird die Projektion der Austrittsquerschnitte der übrigen Lichtleitelemente 108 bis 308 überlagert. So zeigt die Kurve 130 das vergrößerte Beleuchtungsfeld mit ebenfalls einer in Verlängerung der Hell-Dunkel-Grenze 31 verlaufenden horizontalen Begrenzung. Dieses Feld ist vor allen Dingen in seitlicher Richtung größer, was noch auf den Einfluss der Streuelemente 20 zurückzuführen ist. Entsprechend überlagert sind die Abbildungen der zunehmend größer werdenden Austrittsflächen 217 und 317 mit den Begrenzungskurven 230 und 330. Man erhält somit eine gewünschte Lichtverteilung auf der Fahrbahn entsprechend den gesetzlichen Anforderungen mit einer guten und gleichmäßigen Ausleuchtung und eine genau dosierte Abstufung der Beleuchtungsstärke. Damit kann man eine freie variierbare Lichtverteilung erzielen, die durch die Form der Austrittsfläche 17 bis 317 und der Größe und durch die Ausgestaltung des nachgeschalteten optischen Systems beeinflusst wird. Der Platz, der am Kraftfahrzeug zur Bereitstellung des Lichtaustrittes für die Fahrbahnbeleuchtung zur Verfügung gestellt werden muss, ist dabei sehr klein, da insbesondere die Lichtverteilung von der Lichterzeugungseinheit 1 räumlich getrennt ist. Durch die Projektion des Lichtes aus einzelnen Lichtleitelementen 8 bis 308 ist insbesondere eine sehr niedrige Bauhöhe möglich und auch ein sehr kleines Bauvolumen des eigentlichen lichtverteilenden Elements.

Die Form der Austrittsfläche 117 bis 317, wie sie in der Fig. 8 wiedergegeben ist, dient dazu, einen Lichtverteilungsgradienten in der Vertikalen zu erzeugen, das heißt eine abnehmende Beleuchtungsstärke mit der Entfernung von der Hell-Dunkel-Grenze 31 nach unten zur Fahrbahn zu erzielen. Die an die Rechteckfläche sich anschließende Dreiecksfläche 29 kann auch eine andere Form haben, zum Beispiel ein kleines Quadrat oder ein Rechteck. Je nach Erfordernissen der Lichtverteilung im fahrzeugnahen Bereich.

In den nachfolgenden Ausführungsformen sind Möglichkeiten zur Verbesserung der Beleuchtungsqualität geschaffen. Dabei dienen diese Maßnahmen speziell zu einer klaren und gleichmäßigen Beleuchtung innerhalb des von der Kurve 30 in Fig. 4 begrenzten Beleuchtungsfeldes, das auch bestimmend für die gesetzlich vorgegebene Hell-Dunkel-Grenze ist. Da die Lichtverteilung an der Lichtaustrittsfläche 17 bis 317 der Lichtleitelemente 8 bis 308 wegen der einzelnen Lichtwellenleiter 12 nicht homogen ist, wird gemäss Fig. 9 an die Lichtaustrittsfläche 17 bis 317 angrenzend ein Lichtleitkörper 34 vorgesehen, der aus ähnlichen Materialien wie zum Beispiel der einzelne Lichtwellenleiter 12 sein kann. Dabei ist dieser Lichtleitkörper 34 prismatisch ausgebildet mit einer ebenen Stirnseite 35, die an die Austrittsfläche 17 des Lichtleitelements 8 angrenzt und mit einer zu dieser parallelen Stirnseite 36. Die zur Fahrbahn weisende Bodenfläche 37 liegt in der Verlängerung der Unterkante 23 der Austrittsfläche 17, so dass sie mit der Stirnseite 36, die zur Linse 18 hingerichtet ist, eine untere Begrenzungskante bildet in Form der zu projizierenden Hell-Dunkel-Grenze mit der Horizontalen 124, die dem Unterkantenteil 24 entspricht und dem ansteigenden Ast 125, der dem Unterkantenteil 25 entspricht. Die übrigen Begrenzungsflächen, wie die Deckfläche 39 und die Schmalseiten 40, liegen von den entsprechenden Begrenzungskanten der Austrittsfläche 17 weiter entfernt, so dass das aus dem Lichtleitelement 8 in den Lichtleitkörper 34 eintretende Licht sich in diesen Bereichen weiterverteilen und zum Rand hin in gewünschtem Masse abschwächen kann. Konzentriert wird jedoch die Beleuchtungsstärke des aus der Austrittsfläche 17 austretenden Lichts im Bereich der Bodenfläche 37 weitergeführt, so dass an den Kanten 124, 125 eine hohe Intensität ansteht. Die anschließende Linse 18 hat nun ihre Brennebene in der Ebene der Stirnseite 36, so dass die Kanten 124 und 125 als Hell-Dunkel-Grenze scharf abgebildet werden. Dabei ist die an der Stirnseite 36 austretende Lichtverteilung homogenisiert mit höherer Beleuchtungsstärke im unmittelbar an die Unterkante angrenzenden Bereich und mit abnehmender Beleuchtungsstärke zu den Randbereichen, die die Austrittsfläche 17 überragen. Damit erhält man eine weichere Lichtverteilung ohne Lichtverlust und exakte Abbildung einer Hell-Dunkel-Grenze. Die Anordnung entspricht dabei einer Defokussierung der Austrittsfläche 17 des Lichtleitelements 8.

Statt eines Lichtleitkörpers der oben beschriebenen Weise kann auch gemäss Fig. 10 vor die Austrittsfläche 17 ein Blendenkörper 42 gesetzt werden, wie er auch in dem Teilschnitt durch das Lichtverteilerelement 11 gemäss Fig. 6 entnehmbar ist. Der Körper 42 selbst ist lichtundurchlässig und hat eine Deckfläche 44, die der axialen Verlängerung des Lichtverteilerelementes 11 entlang der Unterkante 23 im Verlauf entspricht. An der der Linse 18 bis 318 zugewandten Stirnseite 46 wiederholt sich in der Oberkante 224 zur Deckfläche 44 die Unterkante 24 der Austrittsfläche 17. Entsprechend tritt wiederum die Kante 25 am Blendenkörper als Kante 225 auf. Die Deckfläche 44 ist ferner verspiegelt, so dass gebeugtes an der Austrittsfläche 17 bzw. an den Endflächen der einzelnen Lichtwellenleiter 12 austretendes Licht in der Spiegelfläche reflektiert wird und somit im Bereich der Kanten 224, 225 eine hohe Lichtintensität beibehalten wird. Die nachfolgende Linse 18 hat ihre Brennebene im Bereich der Stirnseite 46 und bildet die Kanten 224, 225 als Hell-Dunkel-Grenze ab. Vorteilhaft ist die Stirnseite 46 Teil eines Zylinders, so dass Verzeichnungsfehler und Farbsäume bei der Abbildung vermieden werden. Durch die Einstellung der Linse 18 mit ihrer Brennebene auf die Stirnseite 46 wird die Austrittsfläche 17 defokussiert, so dass eine exakte Abbildung der einzelnen Austrittsflächen 17 bis 317 der einzelnen Lichtleitelemente 8 bis 308 nicht erfolgt, sondern austretendes Licht als homogene Lichtverteilung abgebildet wird.

In gleicher Weise werden auch die Austrittsflächen 117 bis 317 defokussiert, wobei es hier nicht notwendig ist, einen Lichtleitkörper 34 dazwischenzuschalten, da hier nur die Helligkeitsverteilung an sich abgebildet wird, aber keine exakte Hell-Dunkel-Grenze. Die Schärfe der Abbildung der Unterkante 28 der jeweiligen Austrittsflächen 117 bis 317 reicht aus, um die gewünschte Hell-Dunkel-Grenze in den anschließenden Bereichen von der Kurve 30 gemäss Fig. 4 in der Horizontalen zu erhalten. Dabei wirken sich auch die Streuelemente 20 der Lichtscheiben 119 bis 319 nicht nachteilig aus, da dort bei der Verwendung von Zylinderlinsen die Abbildungsschärfe in der Vertikalen beibehalten wird und das aus den Linsen 118 bis 318 austretende Licht nur zur Seite gestreut wird. Durch diese seitliche Streuung vermischen sich zusätzlich noch vorhandene Lichtintensitätsschwerpunkte.

Die Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers bedarf einer abnehmenden Beleuchtungsstärke zum Fahrzeug hin und zu den Randbereichen. Diese Abnahme zu den Randbereichen wird problemlos mit Streuelementen erzielt, wogegen die Abnahme zum Fahrzeug hin durch eine verkleinerte Querschnittsform, die in der Beschreibungsfigur 8 angegeben ist, erzielt werden kann. Dies kann aber auch durch zusätzliche Einrichtungen gemäss Fig. 11 und 12 erreicht werden. Hier wird in einer Entfernung von der Austrittsfläche 17 bis 317 eine Blende 48 zwischen Austrittsfläche 17 bis 317 und Linse 18 bis 318 eingebracht, wobei diese Blende 48 außerhalb der Brennebene 49 der Linse 18 bis 318 liegt. Diese Blende 48 schattet die Austrittsfläche 17 bis 317 im Bereich ihrer Oberkante ab, so dass sich hier durch Beugung und Abbildungsoptik eine Minderung der Beleuchtungsstärke, die übertragen wird, ergibt. Vorzugsweise gibt sich das in der Verwendung mit einem Blendenkörper 42 gemäss Fig. 10. Gemäss Fig. 12 kann diese Blende auch ein Abblendkörper 50 sein, dessen zur Linse 18 bis 308 weisende Stirnseite wiederum außerhalb der Brennebene 49 der Linse 18 bis 308 liegt und dessen zum Lichtleitelement 8 bis 308 parallele Unterseite 52 verspiegelt ist, so dass streuendes Licht nach unten reflektiert wird und nicht verloren geht. Die Stirnseite 51 ist ebenfalls defokussiert. Vorteilhaft ist diese Anwendung insbesondere auch in Verbindung mit dem Blendenkörper 42 und seiner verspiegelten Oberflächen, zwischen der und der Unterseite 52 das austretende Licht zur Linse 18 bis 308 geführt wird.

Zur Anordnung der Linse 18 bis 308 ist zu sagen, dass diese mit dem Brechungsindex der Lichtleitfasern so abgestimmt ist, dass alles aus den Lichtleitfasern bzw. Lichtwellenleitern 12 bei exakter Fokussierung der Linse 18 bis 308 austretende Licht von dieser aufgenommen werden kann, die numerische Apertur also gleich ist. Dieselbe Maßnahme ist auch auf der Eintrittsseite der Lichtleitelemente 8 bis 308 vorgesehen. Die Randstrahlen des reflektierten Lichts der einzelnen Reflektionsflächen des Hohlkörpers 4 bilden einen Winkel α, der der numerischen Apertur des Lichtleitelements 8 bis 308 entspricht. Die Linsen 18 bis 318 sind vorteilhaft asphärisch ausgebildet. Bei Verwendung von torischen Linsen können überdies die Lichtstreuelementen 20 der Lichtscheiben 119 bis 319 entfallen. Eine solche torische Linse bildet eine horizontale Linie scharf ab und streut zudem das Licht, das aus den Austrittsflächen 117 bis 317 austritt, zur Seite. Die Linsen sind insgesamt so ausgerichtet, dass sich die in Fig. 4 gezeigte gewünschte Überlagerung der einzelnen Abbildungen ergibt.

Claims (23)

1. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung mit Lichtleitelementen (8, 108, 208, 308) und mit einer Lichtquelle (2), die von einem Reflektor in Form eines Hohlkörpers (4) umschlossen ist, der das Licht der Lichtquelle (2) auf Eintrittsflächen (7) der von einer Innenseite des Hohlkörpers (4) abführenden Lichtleitelementen (8 bis 308) lenkt, wobei die Lichtleitelemente (8 bis 308) wenigstens zum Teil aus mehreren eng gebündelten Lichtwellenleitern (12) bestehen, jeweils eine Austrittsfläche (17, 117, 217, 317) aufweisen und das Licht der Lichtquelle (2) zu einem Lichtverteiler (10) mit mindestens einer Linse (18, 118, 218, 318) zur Projektion und Verteilung des Lichts führen, wobei mehrere Lichtleitelemente (8 bis 308) in einem einzigen Lichtverteiler (10) enden und einem jeden Lichtleitelement (8 bis 308) eine Linse (18 bis 318) zugeordnet ist, und wobei die oder jede Austrittsfläche (17 bis 317) eine der zu erzeugenden projizierten Lichtverteilung entsprechende Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsflächen (17 bis 317) der Lichtleitelemente (8 bis 308) unterschiedlich geformte Querschnittsflächen aufweisen und die Linsen (18 bis 318) derart angeordnet sind, dass sich die Austrittsflächen (17 bis 317) der Lichtleitelemente (8 bis 308) in der Projektion einander überdeckend abbilden.

2. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen (14) der Eintrittsflächen (7) der Lichtleitelemente (8 bis 308) einer Abbildung des lichtaussendenden Teils der Lichtquelle (2) entsprechend geformt sind.

3. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche (14) der Eintrittsfläche (7) wenigstens eines der Lichtleitelemente (8) kleiner ist als eine zu dieser hin reflektierte Abbildung des lichtaussendenden Teils der Lichtquelle (2) ist.

4. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche (14) der Eintrittsfläche (7) der Lichtleitelemente (8 bis 308) jeweils gleich gross ist wie die Querschnittsfläche ihrer Austrittsfläche (17 bis 317).

5. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Lichtleitelemente (8 bis 308) am Reflektor (4) als ein Einzellichtwellenleiter (15) ausgebildet ist, an den sich das Bündel aus mehreren Lichtwellenleitern (12) anschliesst.

6. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endflächen des Bündels von Lichtwellenleitern (12) eines der Lichtleitelemente (8) zusammen eine Austrittsfläche (17) bilden, die an einer zur Fahrbahn des Kraftfahrzeuges weisenden Unterkante (23) eine zur Fahrbahn parallele, horizontale Begrenzung (24) aufweist, die als Hell-Dunkel- Grenze durch die Linse (18) auf der Fahrbahn abbildbar ist.

7. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkante (23) der Austrittsfläche (17) ein in einem Winkel (α) zu der horizontalen Begrenzung (24) abfallendes Unterkantenteil (25) aufweist, das zur Erzeugung einer asymmetrischen Lichtverteilung in Verbindung mit der horizontalen Unterkante (24) dient.

8. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass die Austrittsfläche (17) des einen der Lichtleitelemente (8) eine zur Fahrbahn parallele, horizontale Oberkante (26) aufweist.

9. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Lichtleitelemente (108 bis 308) eine Austrittsfläche (117 bis 317) mit einer zur Fahrbahn parallelen Unterkante (28) aufweisen.

10. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsflächen (117 bis 317) der anderen Lichtleitelemente (108 bis 308) die Form einer sich an die Unterkante (28) anschliessenden rechteckigen oder quadratischen ersten Fläche aufweisen.

11. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die quadratische oder rechteckige ersten Fläche eine weitere Fläche (29) anschließt, die kleiner als die erste Fläche ist.

12. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Fläche (29) dreieckförmig ist.

13. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Fläche (29) rechteckig oder quadratisch ist.

14. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass den den anderen Lichtleitelementen (108 bis 308) zugeordneten Linsen (118 bis 318) nachgeordnet Streuelemente (119 bis 319, 20) in dem Strahlengang angeordnet sind, die vorzugsweise das Licht horizontal streuen.

15. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (17 bis 317) zumindest eines der Lichtleitelemente (8 bis 308) gegenüber dem Brennpunkt der Linse (18 bis 318) defokussiert ist.

16. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Endflächen des Bündels von Lichtwellenleitern (12) des zumindest einen Lichtleitelements (8 bis 308) in einen prismatischen Lichtleitkörper (34) übergehen.

17. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (17 bis 317) des zumindest einen Lichtleitelements (8 bis 308) an einen Lichtleitkörper (34) angrenzt, der eine ebene rückwärtigen Stirnseite (35), die an die Austrittsfläche (17 bis 317) grenzt, eine zu der rückwärtigen Stirnseite (35) parallele vordere Stirnseite (36), die einer dem zumindest einen Lichtleitelement (8 bis 308) zugeordneten Linse (18 bis 318) zugewandt ist, und eine zur Fahrbahn weisende Bodenfläche (37) aufweist, wobei eine untere Begrenzungskante (124, 125) zwischen der vorderen Stirnfläche (36) und der Bodenfläche (37) einen einer Hell-Dunkel-Grenze der projizierten Lichtverteilung entsprechenden Verlauf aufweist.

18. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Unterkante (23) der Austrittsflächen (17 bis 317) zumindest eines der Lichtleitelemente (8 bis 308) ein Blendenkörper (42) mit einer verspiegelten Deckfläche (44) anschließt, die dem Verlauf der Unterkante (23) entspricht, wobei die Deckfläche (44) der dem Lichtleitelement (8 bis 308) zugeordneten Linse (18 bis 308) derart zugeordnet ist, dass eine dem Lichtleitelement (8 bis 308) abgewandte Kante (224, 225) der Deckfläche (44) von der Linse (18 bis 308) scharf abgebildet wird.

19. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Linse (18 bis 318) zugewandte Stirnseite (46) des Blendenkörpers (42) zylindrisch und mit vertikaler Achse ausgebildet ist.

20. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Austrittsflächen (17 bis 317) zumindest eines der Lichtleitelemente (8 bis 308) und den Linsen (18 bis 318) jeweils eine Blende (48) angeordnet ist, die einen der Fahrbahn fernen Bereich der Austrittsfläche (17 bis 317) abdeckt und eine Unterkante aufweist, die außerhalb des Brennpunkts der Linse (18 bis 318) liegt.

21. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Austrittsflächen (17 bis 317) zumindest eines der Lichtleitelemente (8 bis 308) und den Linsen (18 bis 318) jeweils ein Abblendkörper (50) angeordnet ist, der die Austrittsfläche (17 bis 317) des zumindest einen Lichtleitelements (8 bis 308) in einem oberen fahrbahnfernen Bereich begrenzt, und eine verspiegelte Unterseite mit einer zur Linse (18 bis 318) weisenden Kante aufweist, die außerhalb der Brennweite der Linse (18 bis 318) liegt.

22. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenfläche des Hohlkörpers (4) aus mehreren einzelnen Reflektionsflächen (5) zusammengesetzt ist, die Flächen von Kegelschnittrotationskörpern sind und deren Brennpunkte (F2) in den Eintrittsflächen (7) der Lichtleitelemente (8 bis 308) liegen, wobei Randstrahlen der Reflexionsflächen (5) einen Lichtkegelwinkel (α) bilden, der nur so groß ist, dass er der numerischen Apertur des Materials der Lichtleitelemente (8 bis 308) entspricht, so dass das gesamte auf die Eintrittsflächen (7) gerichtete Licht vom Lichtleitelement (8 bis 308) weitergeleitet wird.

23. Kraftfahrzeug-Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (4) vier Reflexionsflächen (5) aufweist, die vorzugsweise Rotationsellipsoide sind, wobei jede Reflexionsfläche (5) einen in der Lichtquelle (2) liegenden ersten Brennpunkt (F1) und einen in der Eintrittsfläche (7) des der Reflexionsfläche (5) gegenüberliegenden Lichtleitelements (8 bis 308) liegenden zweiten Brennpunkt (F2) aufweist und wobei die Eintrittsflächen (7) der Lichtleitelemente (8 bis 308) neben der Normalen (N) durch den Hohlkörper (4) auf die Fahrbahn liegen.