DE102006053535B4

DE102006053535B4 - Seitlich emittierende Nahfeldlinse

Info

Publication number: DE102006053535B4
Application number: DE102006053535.9A
Authority: DE
Inventors: Jeyachandrabose Chinniah; Amir P. Fallahi; Jeffrey Allen Erion; Edwin Mitchell Sayers; Thomas Lee Jones
Original assignee: Varroc Lighting Systems sro
Current assignee: Varroc Lighting Systems sro
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: JP2007141852A; DE102006053535A1; US20070109791A1; US7489453B2

Abstract

Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) für eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsbaugruppe mit einer entlang einer Längsachse (14) ausgerichteten Lichtquelle (10), wobei sich die Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) entlang einer zur Längsachse (14) senkrechten Querachse (16) erstreckt, umfassend: – einen Hauptkörper (42, 44, 142, 144, 242, 342) aus Licht leitendem Material; wobei der Hauptkörper (42, 44, 142, 144, 242, 342) eine äußere Längswirkfläche (62, 64, 162, 164, 262, 362) und eine äußere Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) bildet, wobei die äußere Längswirkfläche (62, 64, 162, 164, 262, 362) derart konfiguriert ist, dass das Licht entlang der Querachse (16) in Richtung der äußeren Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) abgelenkt wird; – eine zum Empfangen von Licht einer Lichtquelle (10) in den Hauptkörper (42, 44, 142, 144, 242, 342) eingeformte Tasche (50, 150, 250, 350), die durch eine innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) und eine innere Querwirkfläche (52, 54, 152, 154, 252, 352) definiert ist, wobei die innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) in Richtung der Tasche (50, 150, 250, 350) gekrümmt ist und – die innere Querwirkfläche (52, 54, 152, 154, 252, 352) so gekrümmt ist, dass Licht parallelgerichtet durch die äußere Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) hindurch gelenkt wird.

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugbeleuchtungsmodule mit Nahfeldlinsen, die das von Lichtquellen, wie z. B. Leuchtdioden, ausgesandte Licht sammeln und lenken.
Hintergrund der Erfindung
Leuchtdioden (LEDs) sind rasch zur bevorzugten Lichtquelle für den Einsatz bei der Fahrzeugbeleuchtung geworden, da sie wenig Energie verbrauchen, jedoch eine für solche Einsatzfälle akzeptable Lichtausbeute realisieren. Nahfeldlinsen werden zum Sammeln und zum Parallelrichten des von einer LED-Quelle ausgesandten Lichts verwendet und bieten im Allgemeinen einen hohen Lichtsammelwirkungsgrad (typischerweise 70 % bis 90 %), jedoch hängen die Abmessungen des Ausgangsstrahls für eine bestimmte Lichtquelle von den Abmessungen der Linse ab. Je größer die Linse (d. h. je größer die Ausgangsbrennweite der Linse), desto kleiner sind die Abmessungen des Ausgangsstrahls und desto höher die Spitzenlichtintensität. Die Herstellung großer Linsen bringt jedoch vielschichtige Formungsprobleme mit sich und erfordert bei der Formung längere Zykluszeiten, sodass sich kostenintensive Formwerkzeuge und Formungsprozesse als notwendig erweisen.
Es besteht deshalb ein Bedarf für die Bereitstellung einer Beleuchtungsbaugruppe mit einer Linse, die die für Kraftfahrzeuganwendungsfälle erforderlichen Abmessungen des Ausgangsstrahls und der Spitzenlichtintensitäten bei gleichzeitiger Verringerung der Abmessungen der Nahfeldlinse realisiert.
Eine der Ausgestaltungen der Erfindung stellt eine Nahfeldlinse bereit, die in ihren Abmessungen reduziert ist. Die Nahfeldlinse umfasst allgemein einen Hauptkörper aus Licht leitendem Material und eine in den Hauptkörper eingeformte Tasche zum Empfangen des Lichts einer Lichtquelle. Der Hauptkörper bildet eine äußere Längswirkfläche und eine äußere Querwirkfläche. Die äußere Längswirkfläche ist für die Ablenkung des Lichts entlang der Querachse in Richtung der äußeren Querwirkfläche konfiguriert. Die Tasche ist durch eine innere Längswirkfläche und eine innere Querwirkfläche definiert. Die innere Längswirkfläche ist zur Tasche hin gekrümmt.
Was die Aspekte im Einzelnen anbelangt, so richtet die Linse das Licht in Längsrichtung entlang der Längsachse parallel. Die Linse richtet außerdem das Licht relativ zu einer Vertikalachse (Längsachse, Querachse und Vertikalachse stehen senkrecht aufeinander) vertikal parallel. Die innere Längswirkfläche ist für die Brechung von Licht in Richtung der äußeren Längswirkfläche konfiguriert. Die innere Längswirkfläche ist zwischen einem in Strahlrichtung vorgeordneten Punkt und einem in Strahlrichtung nachgeordneten Punkt gekrümmt, wobei eine Tangente an die Kurve im in Strahlrichtung nachgeordneten Punkt allgemein parallel zur Querachse liegt. Die innere Längswirkfläche folgt nach einer nicht zur Erfindung gehörenden Ausgestaltung einem Kreisbogen. Die innere Querwirkfläche ist ebenfalls zur Tasche hin gekrümmt und vorzugsweise als Linse strukturiert, um das von der Tasche kommende Licht längs parallel zu richten. Die äußere Querwirkfläche ist allgemein zur Längsachse parallel. In einer der Ausgestaltungen enthält der Hauptkörper eine zentrale Nabe, die ein Passieren eines Teils des Lichts längs hindurch ermöglicht.
In einer anderen Ausgestaltung einer entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse umfasst der Hauptkörper einen ersten Körperabschnitt und einen zweiten Körperabschnitt, die das Licht jeweils entlang der Querachse, jedoch in entgegengesetzte Richtungen lenken. Der erste und der zweite Körperabschnitt sind vorzugsweise an der Längsachse gespiegelt. Damit bilden sie jeweils innere Längswirkflächenabschnitte, die zusammen die innere Längswirkfläche bilden, und analog bilden sie jeweils innere Querwirkflächenabschnitte, die zusammen die innere Querwirkfläche bilden. Dementsprechend haben sowohl die innere Längswirkfläche als auch die innere Querwirkfläche jeweils eine zusammengesetzte Krümmung.
In einer weiteren Ausgestaltung einer entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse ist der Hauptkörper scheibenförmig und repräsentiert eine Rotation der Querschnittform um die Längsachse. Hier bildet der Hauptkörper eine zur Längsachse und zur Querachse senkrechte Vertikalachse, wobei der Hauptkörper sowohl in die Querrichtung als auch in die Vertikalrichtung Licht emittiert. Das bedeutet, dass Licht relativ zur Längsachse über 360 Grad emittiert wird und die äußere Querwirkfläche ringförmig ist.
Aus der US 2004/0141323 A1 geht eine Anzeigeleuchte mit einer optischen Einrichtung hervor, welche Licht in einen ringförmigen Reflektor verteilt. Dabei wird das Licht in Richtung der Längsachse der Lampe abgestrahlt.
In der EP 1 547 865 A1 wird eine Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge offenbart, wobei ein der Lichtquelle zugeordnetes optisches System zum Konzentrieren der Lichtabgabe in der Hauptrichtung umfasst ist, das eine Vorsatzlinse aus lichtdurchlässigem Material mit Facetten aufweist, die in Winkeln ausgerichtet und dazu geeignet sind, interne Reflexionen des Lichts vor dessen Austritt zu gewährleisten und eine Zielfunktion zu erfüllen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die in der Spezifikation enthaltenen und einen Teil davon bildenden zugehörigen Zeichnungen stellen verschiedene Aspekte der Erfindung bildlich dar und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erklärung der Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen sind:
1 eine Schnittdarstellung einer Nahfeldlinse, die bei der Gestaltung der in den restlichen Figuren dargestellten Nahfeldlinsen als Referenzdarstellung verwendet wird;
2 eine perspektivische Darstellung einer entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse;
3 eine Schnittdarstellung der in 2 dargestellten Nahfeldlinse;
4 eine Schnittdarstellung der in den 2 und 3 dargestellten Nahfeldlinse, wobei sie in einen Lichtverteiler eingebracht gezeigt wird;
5 eine perspektivische Darstellung der in den 2 und 3 dargestellten Nahfeldlinse, wobei sie in einen anderen Lichtverteiler eingebracht gezeigt wird;
6 eine Schnittdarstellung einer anderen entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse;
7 eine perspektivische Darstellung einer weiteren entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse;
8 eine Schnittdarstellung der in 7 dargestellten Nahfeldlinse;
9 eine perspektivische Darstellung einer noch anderen entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse;
10 eine Schnittdarstellung der in 9 dargestellten Nahfeldlinse;
11 eine Schnittdarstellung der in 8 dargestellten Nahfeldlinse, wobei sie in einen Lichtverteiler eingebracht gezeigt wird; und
12 eine Schnittdarstellung der in 10 dargestellten Nahfeldlinse, wobei sie in einen anderen Lichtverteiler eingebracht gezeigt wird.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In 1 ist eine axiale Nahfeldlinse 20 mit einer in Längsrichtung entlang der Achse 14 verringerten Dicke dargestellt, wobei die Einzelheiten der Nahfeldlinse 20 dem am 17. Oktober 2005 angemeldeten, gleichzeitig anhängigen US-Patent US 7,401,848 B2 entnommen werden können und das in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hier enthalten ist. Die Nahfeldlinse 20 wird als Referenz für die nachfolgende Beschreibung des den Lehren der Erfindung entsprechenden Aufbaus der Nahfeldlinsen 40, 140, 240, 340 verwendet. Wie 1 zeigt, umfasst die Nahfeldlinse 20 einen Hauptkörper 22, der eine Längsachse 14 definiert. Die Nahfeldlinse 20 sammelt, richtet parallel und lenkt Licht in Strahlrichtung entlang der Längsachse 14. Der Hauptkörper 22 enthält allgemein eine äußere Querwirkfläche 24, die Licht in Richtung einer äußeren Längswirkfläche 26 ablenkt, durch die hindurch es emittiert wird. In den Hauptkörper 22 ist eine Tasche 30 zum Empfangen von Licht einer Lichtquelle 10 eingeformt. Die Tasche 30 ist allgemein durch eine innere Querwirkfläche 32 und eine innere Längswirkfläche 34 definiert. Die innere Längswirkfläche 34 ist gekrümmt und vorzugsweise als Linse konfiguriert, sodass das Licht parallelgerichtet und in Längsrichtung durch die äußere Längswirkfläche 26 hindurch gelenkt wird.
Die innere Radialwirkfläche 32 ist gekrümmt, sodass Licht in Richtung der äußeren Querwirkfläche 24 gebrochen wird. Insbesondere ist die innere Querwirkfläche 32 in einer Weise gekrümmt, durch die eine Verringerung der Dicke der Nahfeldlinse 20 ermöglicht wird. Die innere Radialwirkfläche 32 ist zwischen einem in Strahlrichtung vorgeordneten Punkt 36 und einem in Strahlrichtung nachgeordneten Punkt 38 gekrümmt und in der dargestellten Ausgestaltung über ihre gesamte Fläche hinweg gekrümmt. Eine an der Krümmung der inneren Radialwirkfläche 32 im in Strahlrichtung nachgeordneten Punkt 38 angelegte Tangente 15 verläuft allgemein parallel zur Längsachse 14. Der Begriff „allgemein“ bedeutet, dass die Tangente 15 und die Längsachse 14 mit einer Abweichung von kleiner als 1 Grad zueinander parallel sind. Die innere Radialwirkfläche 32 ist vorzugsweise derart gekrümmt, dass sie einem Kreisbogen folgt. Weitere Einzelheiten der Nahfeldlinse 20 können dem US-Patent US 7,401,848 B2 entnommen werden, wie voranstehend erwähnt.
In den 2 und 3 ist eine entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführte Nahfeldlinse 40 dargestellt. Allgemein umfasst die Nahfeldlinse 40 einen ersten Körperabschnitt 42 und einen zweiten Körperabschnitt 44, die aus einem Licht leitendem Material, und zwar vorzugsweise einem Kunststoff bestehen, wie z. B. Acryl. Der erste und der zweite Körperabschnitt 42, 44 sind allgemein entlang einer Querachse 16 ausgerichtet. Sie bilden äußere Querwirkflächen 46, 48, durch die hindurch Licht in entgegengesetzte Richtungen entlang der Querachse 16 gelenkt wird. Diese zweiseitig wirkende Nahfeldlinse 40 ist der in 1 dargestellten Nahfeldlinse 20 allgemein entsprechend gestaltet, wobei sie in der Mitte in zwei gleiche Hälften aufgeteilt ist und die in Strahlrichtung vorgeordneten Kanten 36 der Tasche 30 aneinander anliegen, sodass die in 3 dargestellte einzelne Tasche 50 gebildet wird. Anders ausgedrückt, ist eine der beiden (sich durch Schnitt entlang der Längsachse 14 ergebenden) Hälften der in 1 gezeigten Querschnittsfläche um 90 Grad gedreht, an der Längsachse 14 gespiegelt und anschließend um 180 Grad um die Querachse 16 gedreht worden. Damit ist nunmehr auch eine Vertikalachse 18 definiert, wie in 2 zu sehen.
Wie am besten in 3 zu erkennen, bildet der erste Körperabschnitt 42 ebenfalls eine äußere Längswirkfläche 62 und analog der zweite Körperabschnitt 44 eine äußere Längswirkfläche 64. Die äußeren Längswirkflächen 62, 64 sind derart konfiguriert, dass das Licht längs und vertikal parallelgerichtet und in Richtung der äußeren Querwirkflächen 46, 48 abgelenkt wird. Die Tasche 50 ist durch vier Flächen definiert. Der erste Körperabschnitt 42 bildet eine innere Querwirkfläche 52 und eine innere Längswirkfläche 56. Analog bildet der zweite Körperabschnitt 44 eine innere Querwirkfläche 54 und eine innere Längswirkfläche 58. Dementsprechend bilden die inneren Längswirkflächenabschnitte 56, 58 zusammen die innere Längswirkfläche und analog die inneren Querwirkflächenabschnitte 52, 54 zusammen die innere Querwirkfläche. Es ist ersichtlich, dass somit die innere Längswirkfläche aus einer zusammengesetzten, durch die inneren Längswirkflächenabschnitte 56, 58 definierten Krümmung geformt ist.
Allgemein tritt Licht der Lichtquelle 10 in die Tasche 50 ein. Ein Teil des Lichts wird durch die inneren Querwirkflächen 52, 54 gebrochen und infolgedessen längs parallelgerichtet und vertikal parallelgerichtet sowie in Strahlrichtung anschließend quer durch die äußeren Querwirkflächen 46, 48 hindurch gelenkt. Der restliche Teil des Lichts wird durch die inneren Längswirkflächenabschnitte 56, 58 in Richtung der äußeren Längswirkflächenabschnitte 62, 64 gebrochen, die wiederum das Licht parallelrichten und quer entlang der Querachse 16 durch die äußeren Querwirkflächen 46, 48 hindurch ablenken.
Dementsprechend ist zu erkennen, dass die Nahfeldlinse 40 aufgrund der Ausführung der inneren Längswirkflächenabschnitte 56, 58, die vorzugsweise entsprechend den Lehren der unter Bezug auf 1 voranstehend beschriebenen inneren Querwirkfläche 32 ausgelegt sind, eine verringerte Querdicke (gemessen entlang der Querachse 16) aufweist. Die Nahfeldlinse 40 hat also bei Bereitstellung eines zum Beispiel für Kraftfahrzeuganwendungsfälle geeigneten Strahlmusters eine verringerte Querdicke. Außerdem kann die Querdicke der Nahfeldlinse 40 ohne Vergrößerung der Längshöhe (gemessen entlang der Längsachse 14) der Nahfeldlinse 40 verringert werden. Dadurch werden bei der Realisierung einer für Kraftfahrzeuganwendungsfälle geeigneten Ausgangsstrahlgröße und Spitzenlichtintensität die zum Formen des Hauptkörpers 22 benötigte Materialmenge verringert, die Fertigungszeit gesenkt und kostenintensive Formwerkzeuge und -prozesse eliminiert.
Die 4 und 5 stellen die Nahfeldlinse 40 zwecks Erzeugung bestimmter Lichtverteilungen in verschiedene Verteiler eingebracht dar. In 4 hat die Nahfeldlinse 40 einen mit ihrer ersten äußeren Querwirkfläche 46 verbundenen ersten Verteiler 80 und einen mit ihrer zweiten äußeren Querwirkfläche 48 verbundenen zweiten Verteiler 82. Wie voranstehend beschrieben, lenkt die Nahfeldlinse 40 Licht in zwei entgegengesetzte Richtungen entlang der Querachse 16 ab, wobei es anschließend durch die abgewinkelten Stirnflächen 85, 87 in Längsrichtung abgelenkt wird. Die Verteiler 80, 82 haben eine geriffelte Unterseite 84 bzw. 86 und eine Oberseite 88 bzw. 90. Die Oberseiten 88, 90 sind allgemein eben dargestellt, obwohl sie zwecks Erreichung bestimmter Beleuchtungsfunktionen Strahlfokussier- oder Strahlspreizoptik oder eine beliebige andere Optik enthalten können. Die geriffelten Unterseiten 84, 86 sammeln einfallendes Licht und lenken es durch die Licht emittierenden Oberseiten 88, 90 hindurch. 5 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der die Nahfeldlinse 40 mit einander gegenüberliegenden Verteilern 280, 282 verbunden ist. Hierbei ist jedoch ein Ablenkelement 284 dargestellt, das mit der zweiten äußeren Querwirkfläche 48 verbunden ist und das das Licht um 90 Grad relativ zur mit der Vertikalachse 18 zusammenfallenden Querachse 16 ablenkt. Dementsprechend ist von Fachleuten zu erkennen, dass durch die Verwendung einer zweiseitig wirkenden Nahfeldlinse 40 in Kombination mit einer beliebigen Anzahl von Verteilern und Lichtablenkelementen zahlreiche Lichtverteilungsmuster zur Erfüllung bestimmter Lichtverteilungsfunktionen erzeugt werden können.
In 6 ist eine andere Ausgestaltung einer Nahfeldlinse 140 dargestellt. Wie bei der anhand der 2 und 3 beschriebenen Ausgestaltung enthält die Nahfeldlinse 140 einen ersten Körperabschnitt 142 und einen zweite Körperabschnitt 144, die jeweils eine äußere Längswirkfläche 162 bzw. 164, eine äußere Querwirkfläche 146 bzw. 148, eine innere Längswirkfläche 156 bzw. 158 und eine innere Querwirkfläche 152 bzw. 154 haben. Anders als die vorherige Ausgestaltung enthält die Nahfeldlinse 140 eine zentrale Nabe 160, die den ersten und den zweiten Körperabschnitt 142, 144 verbindet. Während in der vorherigen Ausgestaltung der erste und der zweite Körperabschnitt 42, 44 an einer Linie miteinander verbunden waren, bietet die zentrale Nabe 160 einen Verbindungsbereich, der die Herstellbarkeit der Nahfeldlinse 140 verbessert. Die Längswirkflächen der zentralen Nabe 160 sind allgemein senkrecht zur Längsachse 14 dargestellt, und infolgedessen wird Licht längs hindurch übertragen. Es sei jedoch klargestellt, dass die inneren und die äußeren Längswirkflächen der zentralen Nabe 160 so geformt sein können, dass jedes beliebige gewünschte Strahlmuster erzielt wird, wie z. B. die Lenkung des Lichts in Querrichtung, indem eine V-förmige Nut in die äußere Längswirkfläche der zentralen Nabe 160 eingeformt wird.
In den 7 und 8 ist eine andere Ausgestaltung einer entsprechend den Lehren der Erfindung ausgeführten Nahfeldlinse 240 dargestellt. In dieser Ausgestaltung hat die Nahfeldlinse 240 eine der Querschnittsform der in 3 dargestellten Nahfeldlinse 40 ähnliche Querschnittsform (8). Bei dieser Ausgestaltung stellt die Querschnittsform jedoch eine Drehung der eben angeführten Querschnittsform um die Längsachse 14 dar, was zu dem am besten in 7 zu erkennenden scheibenförmigen Hauptkörper 242 führt. Auf diese Weise bildet der scheibenförmige Hauptkörper 242 eine einzelne äußere Längswirkfläche 262 und eine einzelne äußere Querwirkfläche 246. Die Tasche 250 ist durch eine einzelne innere Querwirkfläche 252 und eine einzelne innere Längswirkfläche 256 definiert. Die Flächen 246, 256 und 262 sind ähnlich denen der vorherigen Ausgestaltung konfiguriert, sodass in die Tasche 250 eintretendes Licht längs parallelgerichtet und quer aus der äußeren Querwirkfläche 246 hinaus allgemein entlang der Querachse 16 gelenkt wird. Die innere Querwirkfläche 252 ist zwecks Verbesserung der Herstellbarkeit (um etwa 3 Grad oder mehr) radial nach außen geneigt.
Dementsprechend ist von Fachleuten zu erkennen, dass die Nahfeldlinse 240 Licht entlang sowohl der Querachse 16 als auch der Vertikalachse 18 und insbesondere über 360 Grad in Bezug auf die Längsachse 14 emittiert. Wie bei der vorherigen Ausgestaltung wird eine Verringerung der Querdicke der Nahfeldlinse 240 unter Beibehaltung einer geringen Längshöhe und Realisierung einer für spezielle Beleuchtungszwecke, wie z. B. Kraftfahrzeugfunktionen, gut geeigneten Lichtverteilung und -sammlung ermöglicht.
Die 9 und 10 sind eine perspektivische Darstellung bzw. eine Schnittdarstellung einer den Lehren der Erfindung entsprechenden anderen Nahfeldlinse 340. Diese Nahfeldlinse 340 ist ähnlich scheibenförmig wie die Nahfeldlinse 240 der vorherigen Ausgestaltung und enthält deshalb einen Hauptkörper 342, der eine äußere Querwirkfläche 346, eine äußere Längswirkfläche 362, eine innere Querwirkfläche 352 und eine innere Längswirkfläche 356 bildet. Bei dieser Ausgestaltung und ähnlich der in 6 dargestellten Ausgestaltung enthält der Hauptkörper 342 jedoch eine zur Längsachse 14 ausgerichtete zentrale Nabe 360.
Dementsprechend ist die Nahfeldlinse 340 einfach herzustellen und so konfiguriert, dass die Emission eines Teils des Lichts längs durch die zentrale Nabe 360 hindurch ermöglicht wird. Ein Großteil des Lichts wird dennoch gesammelt, parallelgerichtet und quer entlang der Querachse 16 abgelenkt.
Die 11 und 12 zeigen die Nahfeldlinse 240 bzw. die Nahfeldlinse 340 der vorherigen Ausgestaltungen verbunden mit den Lichtverteilern 280 bzw. 380. In 11 enthält der Lichtverteiler 280 eine abgewinkelte Außenfläche 282, die das Licht längs aus einer oberen Längsfläche des Lichtverteilers 280 hinaus und entlang der Längsachse 14 lenkt. Der Lichtverteiler 280 ist hier außerdem mit einer Vielzahl von oberhalb der abgewinkelten Außenfläche 282 positionierten Strahlfokussieroptikelementen 284 dargestellt, die eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsfunktion erfüllen, wie z. B. die Stopplichtfunktion. Es ist zu erkennen, dass zahlreiche Strahlfokussier- oder Strahlspreizoptikelemente auf der lichtemittierenden Fläche des Lichtverteilers 280 verwendet werden können. In der in 12 dargestellten Ausgestaltung enthält der Lichtverteiler 380 eine abgewinkelte Außenfläche 382, die das Licht durch einen Längsansatz 381 und eine äußere Längswirkfläche des Längsansatzes 381 hindurch lenkt. Wie bei der vorherigen Ausgestaltung ist die lichtemittierende Fläche mit einer Vielzahl von Strahlfokussieroptikelementen 384 ausgestattet dargestellt.
Es ist von Fachleuten zu erkennen, dass durch die wie voranstehend beschriebene neuartige Ausführung der Nahfeldlinse ihre Abmessung in Querrichtung ohne Zunahme der Längshöhe der Nahfeldlinse wesentlich verringert werden kann. Gleichzeitig wird ein Strahlmuster mit der für Kraftfahrzeuganwendungsfälle gewünschten und erforderlichen Größe und Intensität bereitgestellt. Aufgrund dieser Konfiguration werden zahlreiche Vorteile hinsichtlich der Kosten, des Gewichts und der Herstellung erreicht.
Bezugszeichenliste

10: Lichtquelle bzw. LED
14: Längsachse
15: Tangente
16: Querachse
18: Vertikalachse
20: Nahfeldlinse
22: Hauptkörper
24: äußere Querwirkfläche
26: äußere Längswirkfläche
30: Tasche
32: innere Radialwirkfläche, innere Querwirkfläche
34: innere Längswirkfläche
36: in Strahlrichtung vorgeordneter Punkt, in Strahlrichtung vorgeordnete Kanten
38: in Strahlrichtung nachgeordneter Punkt
40: Nahfeldlinse
42: erster Körperabschnitt
44: zweiter Körperabschnitt
46: erste äußere Querwirkfläche
48: zweite äußere Querwirkfläche
50: Tasche
52: innerer Querwirkflächenabschnitt
54: innerer Querwirkflächenabschnitt
56: innerer Längswirkflächenabschnitt
58: innerer Längswirkflächenabschnitt
62: äußere Längswirkfläche
64: äußere Längswirkfläche
80: erster Verteiler
82: zweiter Verteiler
84: geriffelte Unterseite
85, 87: Stirnseiten, Stirnflächen
86: geriffelte Unterseite
88: Oberseite
90: Oberseite
140: Nahfeldlinse
142: erster Körperabschnitt
144: zweiter Körperabschnitt
146: äußere Querwirkfläche
148: äußere Querwirkfläche
152: innere Querwirkfläche
154: innere Querwirkfläche
156: innere Längswirkfläche
158: innere Längswirkfläche
160: zentrale Nabe
162: äußere Längswirkfläche
164: äußere Längswirkfläche
240: Nahfeldlinse
242: Hauptkörper
246: äußere Querwirkfläche
250: Tasche
252: innere Querwirkfläche
256: innere Längswirkfläche
262: äußere Längswirkfläche
280: Lichtverteiler
282: abgewinkelte Außenfläche, Lichtverteiler
284: Strahlfokussieroptikelemente, Ablenkelement
340: Nahfeldlinse
342: Hauptkörper
346: äußere Querwirkfläche
352: innere Querwirkfläche
356: innere Längswirkfläche
360: zentrale Nabe
362: äußere Längswirkfläche
380: Lichtverteiler
381: Längsansatz
382: abgewinkelte Außenfläche
384: Strahlfokussieroptikelemente

Claims

Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) für eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsbaugruppe mit einer entlang einer Längsachse (14) ausgerichteten Lichtquelle (10), wobei sich die Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) entlang einer zur Längsachse (14) senkrechten Querachse (16) erstreckt, umfassend: – einen Hauptkörper (42, 44, 142, 144, 242, 342) aus Licht leitendem Material; wobei der Hauptkörper (42, 44, 142, 144, 242, 342) eine äußere Längswirkfläche (62, 64, 162, 164, 262, 362) und eine äußere Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) bildet, wobei die äußere Längswirkfläche (62, 64, 162, 164, 262, 362) derart konfiguriert ist, dass das Licht entlang der Querachse (16) in Richtung der äußeren Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) abgelenkt wird; – eine zum Empfangen von Licht einer Lichtquelle (10) in den Hauptkörper (42, 44, 142, 144, 242, 342) eingeformte Tasche (50, 150, 250, 350), die durch eine innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) und eine innere Querwirkfläche (52, 54, 152, 154, 252, 352) definiert ist, wobei die innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) in Richtung der Tasche (50, 150, 250, 350) gekrümmt ist und – die innere Querwirkfläche (52, 54, 152, 154, 252, 352) so gekrümmt ist, dass Licht parallelgerichtet durch die äußere Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) hindurch gelenkt wird.
Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) nach Anspruch 1, wobei die innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) zur Brechung des Lichts in Richtung der äußeren Längswirkfläche (62, 64, 162, 164, 262, 362) konfiguriert ist.
Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) zwischen einem in Strahlrichtung vorgeordneten Punkt und einem in Strahlrichtung nachgeordneten Punkt gekrümmt ist und eine Tangente der Kurve im in Strahlrichtung nachgeordneten Punkt allgemein parallel zur Querachse (16) ist.
Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die innere Längswirkfläche (56, 58, 156, 158, 256, 356) in Richtung zur Tasche (50, 150, 250, 350) gekrümmt ist.
Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die äußere Querwirkfläche (46, 48, 146, 148, 246, 346) zur Längsachse (14) allgemein parallel ist.
Nahfeldlinse (140, 340) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Hauptkörper (142, 144, 342) eine zentrale Nabe (160, 360) enthält, die ein Passieren des Lichts längs hindurch ermöglicht.
Nahfeldlinse (40, 140) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hauptkörper (42, 44, 142, 144) einen ersten Körperabschnitt (42, 142) und einen zweiten Körperabschnitt (44, 144) enthält, wobei der erste und der zweite Körperabschnitt (42, 44, 142, 144) Licht entlang der Querachse (16) in entgegengesetzte Richtungen lenken.
Nahfeldlinse (40, 140) nach Anspruch 7, wobei der erste und der zweite Körperabschnitt (42, 44, 142, 144) um die Längsachse (14) zueinander gespiegelt sind.
Nahfeldlinse (40, 140) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der erste Körperabschnitt (42, 142) und der zweite Körperabschnitt (44, 144) innere Längswirkflächenabschnitte (56, 58, 156, 158) definieren, die zusammen die innere Längswirkfläche bilden.
Nahfeldlinse (40, 140) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der erste Körperabschnitt (42, 142) und der zweite Körperabschnitt (44, 144) innere Querwirkflächenabschnitte (52, 54, 152, 154) definieren, die zusammen die innere Querwirkfläche bilden.
Nahfeldlinse (40, 140, 240, 340) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die innere Längswirkfläche eine zusammengesetzte Krümmung hat.
Nahfeldlinse (240, 340) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Hauptkörper (242, 342) scheibenförmig ist.
Nahfeldlinse (240, 340) nach Anspruch 12, wobei der Hauptkörper (242, 342) einen Rotationskörper mit der Längsachse (14) als Rotationsachse repräsentiert.
Nahfeldlinse (240, 340) nach Anspruch 13, wobei der Hauptkörper (242, 342) eine Vertikalachse (18) bildet, die sowohl auf der Längsachse (14) als auch auf der Querachse (16) senkrecht steht, und der Hauptkörper (242, 342) Licht in die Querrichtung und in die Vertikalrichtung emittiert.
Nahfeldlinse (240, 340) nach Anspruch 14, wobei die äußere Querwirkfläche (246, 346) ringförmig ist.