DE102020201644A1 - Lighting device for a motor vehicle - Google Patents
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- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
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- G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
- G02B6/0086—Positioning aspects
- G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug (K), mit wenigstens einem Lichtmodul (1), welches einen Lichtkörper (30) und wenigstens ein Leuchtmittel (51) aufweist, dessen Lichtstrahlen (L) in eine als Lichteinkoppelfläche dienende Fläche des Lichtkörpers (30) einkoppelbar sind oder eingekoppelt werden. Die eingekoppelten Lichtstrahlen (L) können über eine von Seitenflächen (31-34) des Lichtkörpers (30) umgebene Lichtaustrittsfläche nach außen in Richtung einer Lichtabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung austreten.Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Lichtkörper (30) flächig ausgebildet und die als Lichteinkoppelfläche dienende Fläche eine der Seitenflächen (31-34) des Lichtkörpers (30) ist. Eine der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegende, rückseitige Fläche und zumindest eine der Seitenflächen (31-33) weisen einen reflektierenden oder diffus rückstreuenden Überzug (12) auf, wobei der Überzug (12) der wenigstens einen Seitenfläche (31-33) als eine einstückig an die Seitenfläche (31-33) angeformte Optikstruktur (10a, 10b, 10c) ausgebildet ist.The invention relates to a lighting device for a motor vehicle (K), with at least one light module (1), which has a light body (30) and at least one illuminant (51), the light rays (L) of which into a surface of the light body (30) serving as a light coupling surface ) can be coupled in or can be coupled in. The coupled-in light beams (L) can exit through a light exit surface surrounded by side surfaces (31-34) of the light body (30) towards the outside in the direction of a light emission direction of the lighting device Surface is one of the side surfaces (31-34) of the light body (30). A rear surface opposite the light exit surface and at least one of the side surfaces (31-33) have a reflective or diffuse backscattering coating (12), the coating (12) of the at least one side surface (31-33) as an integral part of the side surface (31-33) molded optical structure (10a, 10b, 10c) is formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a lighting device for a motor vehicle having the features from the preamble of
Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung ist beispielsweise in der
Aus der
Aus der
In der
Des Weiteren sei erwähnt, dass bei der Herstellung von Kraftfahrzeug-Beleuchtungsvorrichtungen aus Platzgründen und zur Erzielung bestimmter optischer Effekte oftmals auch der Einsatz von flächigen OLED-Leuchtmitteln (OLED = organische Leuchtdiode) in Erwägung gezogen wird. Allerdings sind OLED-Leuchtmittel teuer und weisen auf Grund ihrer organischen Struktur Nachteile hinsichtlich ihrer Alterungsbeständigkeit und Robustheit auf.Furthermore, it should be mentioned that in the production of motor vehicle lighting devices, for reasons of space and to achieve certain optical effects, the use of flat OLED lamps (OLED = organic light-emitting diode) is often considered. However, OLED lamps are expensive and, due to their organic structure, have disadvantages with regard to their resistance to aging and robustness.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit der optisch der Einsatz von OLED-Leuchtmitteln nachempfunden werden kann und welche platzsparend und kostengünstig aufgebaut ist.The present invention is therefore based on the object of providing a lighting device for a motor vehicle with which the use of OLED lighting means can be modeled optically and which is constructed in a space-saving and cost-effective manner.
Vorstehende Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The above object is achieved by a lighting device with the features of
Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Lichtmodul, welches einen Lichtkörper und wenigstens ein Leuchtmittel aufweist. Die Lichtstrahlen des Leuchtmittels sind in eine als Lichteinkoppelfläche dienende Fläche des Lichtkörpers einkoppelbar oder werden darin eingekoppelt, wobei die Lichtstrahlen über eine von Seitenflächen des Lichtkörpers umgebene Lichtaustrittsfläche nach außen in Richtung einer Lichtabstrahlrichtung der Beleuchtungsvorrichtung austreten können oder austretenThe invention is based on a lighting device for a motor vehicle, with at least one light module which has a light body and at least one illuminant. The light beams of the illuminant can be coupled into a surface of the light body serving as a light coupling surface or are coupled into it, the light beams being able to exit or exit via a light exit surface surrounded by side surfaces of the light body to the outside in the direction of a light emission direction of the lighting device
Das Leuchtmittel kann als monochrome, also einfarbiges Licht aussendende LED (LED = lichtemittierende Diode) oder auch als RGB-LED zur Aussendung von Licht beliebiger Farben ausgebildet sein.The lighting means can be designed as a monochrome LED (LED = light-emitting diode) that emits light, or as an RGB LED for emitting light of any color.
Die Erfindung schlägt nun vor, dass der Lichtkörper flächig ausgebildet und die als Lichteinkoppelfläche dienende Fläche eine der Seitenflächen des Lichtkörpers ist und wobei eine der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegende, rückseitige Fläche und zumindest eine der Seitenflächen einen reflektierenden oder diffus rückstreuenden Überzug aufweisen. Der Überzug der wenigstens einen Seitenfläche ist als eine einstückig (also stoffschlüssig) an die Seitenfläche angeformte Optikstruktur ausgebildet.The invention now proposes that the light body is flat and the surface serving as the light coupling surface is one of the side surfaces of the light body and that a rear surface opposite the light exit surface and at least one of the side surfaces have a reflective or diffusely backscattering coating. The coating of the at least one side surface is as an optical structure formed integrally (that is to say cohesively) onto the side surface.
Flächig im Sinne der Erfindung soll bedeuten, dass der Lichtkörper eine in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen verlaufende Flächenerstreckung aufweist, die in jeder Richtung um ein Mehrfaches größer ist als eine Dicke des Lichtkörpers. Unter Seitenfläche soll im Sinne der Erfindung eine senkrecht zur Flächenerstreckung des Lichtkörpers verlaufende Fläche verstanden werden.For the purposes of the invention, flat is intended to mean that the light body has a surface extension which runs in two mutually perpendicular directions and which is several times greater in each direction than a thickness of the light body. In the context of the invention, a side surface is to be understood as a surface running perpendicular to the surface extension of the light body.
Durch die oben genannten Merkmale können zum einen die Flächigkeit und die Homogenität eines OLED-Leuchtmittels nachempfunden werden, zum andern ist eine derartige Beleuchtungsvorrichtung sehr einfach, kompakt und kostengünstig herstellbar.The features mentioned above make it possible, on the one hand, to simulate the flatness and homogeneity of an OLED light source, and on the other hand, such a lighting device can be produced very simply, compactly and inexpensively.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist die Optikstruktur mehrere von der Seitenfläche abstehende, pyramidenartige Erhebungen auf. Die Optikstruktur kann auf diese Weise hervorragende Rückstrahleigenschaften aufweisen, so dass das in den Lichtkörper eingekoppelte Licht nahezu verlustfrei aus dem Lichtkörper wieder ausgekoppelt werden kann. Insbesondere kann so in der Optikstruktur vorzugsweise eine Totalreflektion stattfinden. Die pyramidenartigen Erhebungen weisen dazu vorzugsweise eine vier-, fünf- oder sechseckige Grundfläche auf.According to a first development of the invention, the optical structure has a plurality of pyramid-like elevations protruding from the side surface. In this way, the optical structure can have excellent reflective properties, so that the light coupled into the light body can be coupled out again from the light body with almost no loss. In particular, total reflection can thus preferably take place in the optical structure. For this purpose, the pyramid-like elevations preferably have a square, pentagonal or hexagonal base area.
Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens schlägt vor, dass die Optikstruktur wenigstens eine von der Seitenfläche abstehende, im Querschnitt des Lichtkörpers gesehen, dreieckartige Anformung aufweist, um ebenfalls vorzugsweise eine Totalreflektion in dieser Anformung zu erzielen, welche die optische Lichtausbeute erhöht. Mit anderen Worten weist die Anformung zwei entgegengesetzt (aufeinander zu) geneigte Flächen auf, die sich in einem oberen Scheitelpunkt treffen. Auf diese Weise ist der Lichtkörper, welcher bevorzugt aus Kunststoff ist, sehr leicht und kostengünstig im Spritzgussverfahren herstellbar und entformbar.A further development of the inventive concept suggests that the optical structure has at least one triangular shape protruding from the side surface, seen in the cross section of the light body, in order to also preferably achieve total reflection in this shape, which increases the optical light yield. In other words, the formation has two oppositely inclined surfaces (towards one another) which meet at an upper vertex. In this way, the light body, which is preferably made of plastic, can be produced and demolded very easily and inexpensively by injection molding.
Wenn der Lichtkörper einen Querschnitt aufweist, der eine bestimmte Breite überschreitet, so kann es auch zweckmäßig sein, dass die Optikstruktur mehrere (also wenigstens zwei) von der Seitenfläche abstehende, im Querschnitt des Lichtkörpers gesehen, dreieckartige Anformungen aufweist, die jeweils wie oben beschrieben ausgestaltet sind.If the light body has a cross section that exceeds a certain width, it can also be expedient for the optical structure to have several (i.e. at least two) triangular projections protruding from the side surface, seen in the cross section of the light body, each of which is configured as described above are.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind im Lichtkörper verteilt lichtstreuende Störstellen angeordnet. Auf diese Weise kann eine gewisse Streuung der in den Lichtkörper eingekoppelten Lichtstrahlen erzielt werden, was zu einer Verbesserung einer homogenen Lichtabstrahlung durch die Beleuchtungsvorrichtung führt. Dadurch, dass die lichtstreuenden Störstellen im gesamten Lichtkörper verteilt angeordnet sind und nicht nur an dessen Oberfläche, sind die lichtstreuenden Eigenschaften des Lichtkörpers auch im Alltagsbetrieb der Beleuchtungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug lange Zeit aufrecht erhaltbar.According to another development of the invention, light-scattering imperfections are arranged in a distributed manner in the light body. In this way, a certain scattering of the light beams coupled into the light body can be achieved, which leads to an improvement in homogeneous light emission by the lighting device. Because the light-scattering imperfections are distributed throughout the light body and not only on its surface, the light-scattering properties of the light body can also be maintained for a long time in everyday operation of the lighting device in a motor vehicle.
Zur Erreichung einer besonders guten Homogenität der Lichtabstrahlung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Lichtkörper einen Transmissionsgrad (= Lichtdurchlässigkeit) in einem Bereich von etwa 85 Prozent bis etwa 95 Prozent aufweist. Der Lichtkörper wirkt bei Einkopplung von Licht also nur leicht streuend. Besonders bevorzugt weist der Lichtkörper einen Transmissionsgrad von etwa 90 Prozent auf.In order to achieve a particularly good homogeneity of the light emission, it has proven to be advantageous if the light body has a degree of transmission (= light permeability) in a range of approximately 85 percent to approximately 95 percent. When light is coupled in, the light body only has a slightly scattering effect. The light body particularly preferably has a transmittance of approximately 90 percent.
Nach einer anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens sind mehrere Leuchtmittel in einem solchen Abstand von der das Licht einkoppelnden Seitenfläche des Lichtkörpers angeordnet, der in etwa auch einem gegenseitigen Abstand der Leuchtmittel zueinander bzw. zwischen den Leuchtmitteln entspricht. Für eine homogene Lichtausstrahlung hat es sich daher beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einem erstgenannten Abstand von etwa 10 mm der Abstand zwischen den einzelnen Leuchtmitteln ebenso etwa 10 mm beträgt. Auch hierdurch kann zu einer homogenen Lichtabstrahlung der Beleuchtungsvorrichtung beigetragen werden.According to another embodiment of the concept of the invention, a plurality of illuminants are arranged at such a distance from the side surface of the light body coupling the light that approximately also corresponds to a mutual spacing of the illuminants from one another or between the illuminants. For a homogeneous light emission it has therefore proven to be advantageous, for example, if the distance between the individual illuminants is also about 10 mm with a first-mentioned distance of about 10 mm. This can also contribute to a homogeneous light emission of the lighting device.
Um eine möglichst große Lichtausbeute und Effektivität des Lichtmoduls herbeizuführen, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem wenigstens einen Leuchtmittel und der Seitenfläche des Lichtkörpers wenigstens eine Sammeloptik beziehungsweise Kollimationsoptik angeordnet ist. So können beispielsweise beim Einsatz von Leuchtdioden, die bekanntermaßen einen Öffnungswinkel ihrer Lichtabstrahlung von bis zu 180 Grad aufweisen, auch in seitlichen Bereichen austretende Lichtstrahlen „eingefangen“ werden.In order to bring about the greatest possible light yield and effectiveness of the light module, it is proposed that at least one collecting optics or collimation optics be arranged between the at least one illuminant and the side surface of the light body. For example, when using light-emitting diodes, which are known to have an opening angle of their light emission of up to 180 degrees, light rays emerging in lateral areas can also be “captured”.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung schlägt vor, dass der Lichtkörper auf einer Platine befestigt ist, welche auch das wenigstens eine Leuchtmittel trägt. Diese Weiterbildung trägt zu einer leichten Montierbarkeit der Beleuchtungsvorrichtung bei.Another development of the invention proposes that the light body is fastened on a circuit board which also carries the at least one light source. This development contributes to the ease with which the lighting device can be assembled.
In diesem Fall ist es sehr zweckmäßig, wenn der Lichtkörper mit der Platine verrastet ist. Auf diese Weise lässt sich die Montierbarkeit beziehungsweise Demontierbarkeit des Lichtkörpers optimieren.In this case it is very useful if the light body is locked to the circuit board. In this way, the mountability or dismountability of the light body can be optimized.
Es kann unter Umständen erwünscht sein, mehrere solcher Lichtmodule in einer Beleuchtungsvorrichtung anzuordnen. Dann ist es für eine leichtere Montage der Beleuchtungsvorrichtung sehr sinnvoll, wenn mehrere Lichtkörper einstückig miteinander verbunden sind. Auch können die den einzelnen Lichtmodulen zugeordneten Leuchtmittel alle auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sein.Under certain circumstances it may be desirable to arrange several such light modules in a lighting device. It is then very useful for easier assembly of the lighting device if several light bodies are made in one piece are connected to each other. The lighting means assigned to the individual light modules can also all be arranged on a common circuit board.
Schließlich wird auch Schutz begehrt für ein Kraftfahrzeug, welches mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet ist.Finally, protection is also desired for a motor vehicle which is equipped with at least one lighting device according to the invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der Figuren in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dadurch werden auch noch weitere Vorteile der Erfindung deutlich. Gleiche Bezugszeichen, auch in unterschiedlichen Figuren, beziehen sich auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile. Dabei werden entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht, auch wenn eine wiederholte Beschreibung oder Bezugnahme darauf nicht erfolgt. Die Figuren sind nicht oder zumindest nicht immer maßstabsgetreu. In manchen Figuren können Proportionen oder Abstände übertrieben dargestellt sein, um Merkmale eines Ausführungsbeispiels deutlicher hervorheben zu können.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail in the following description with reference to the figures. This also makes further advantages of the invention clear. The same reference symbols, even in different figures, relate to the same, comparable or functionally identical components. Corresponding or comparable properties and advantages are achieved, even if a repeated description or reference is not made. The figures are not, or at least not always, to scale. In some figures, proportions or distances can be exaggerated in order to be able to emphasize features of an exemplary embodiment more clearly.
Es zeigen, jeweils schematisch
-
1 eine Explosionsdarstellung eines Lichtmoduls der Beleuchtungsvorrichtung, -
2 eine Schnittdarstellung gemäßSchnittverlauf II aus 1 , jedoch nicht in einer Explosionsdarstellung auseinandergezogen, -
2a die Teilansicht eines Lichtmoduls mit randseitigen Optikstrukturen, in einer ersten Variante, -
2b eine Darstellung des Lichtmoduls gemäßAnsicht IIb aus 2a , -
2c die Teilansicht eines Lichtmoduls mit einer randseitigen Optikstruktur, in einer zweiten Variante, -
2d eine Darstellung des Lichtmoduls gemäß Ansicht IId aus2c , -
2e die Teilansicht eines Lichtmoduls mit einer randseitigen Optikstruktur, in einer dritten Variante, -
2f eine Darstellung des Lichtmoduls gemäß Ansicht Ilf aus2e , -
3 eine Prinzipdarstellung des montierten Lichtmoduls, -
4 eine Explosionsdarstellung einer aus drei Lichtmodulen bestehenden Lichteinheit, -
5 eine Darstellung einer montierten, als Heckleuchte ausgebildeten Beleuchtungsvorrichtung mit erfindungsgemäßen Lichtmodulen und Lichteinheiten und -
6 ein Kraftfahrzeug mit erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen.
-
1 an exploded view of a light module of the lighting device, -
2 a sectional view according to section II1 , but not pulled apart in an exploded view, -
2a the partial view of a light module with edge-side optical structures, in a first variant, -
2 B a representation of the light module according toview IIb 2a , -
2c the partial view of a light module with an optical structure on the edge, in a second variant, -
2d a representation of the light module according to view IId2c , -
2e the partial view of a light module with an optical structure on the edge, in a third variant, -
2f a representation of the light module according to view Ilf2e , -
3 a schematic diagram of the mounted light module, -
4th an exploded view of a light unit consisting of three light modules, -
5 a representation of a mounted, designed as a rear light lighting device with light modules and light units according to the invention and -
6th a motor vehicle with lighting devices according to the invention.
Zunächst wird auf die
Der Lichtkörper
Der Lichtkörper
Der Lichtkörper
Die nur leichte Streueigenschaft des Lichtkörpers
Die bereits erwähnte Platine
Der Lichtkörper
Des Weiteren sind Überzüge
Die Ausbildung des Lichtkörpers
Lichtstrahlen
Anhand der
So ist ein flächiger Lichtkörper
In den
Aus den
Anhand der
Der flächige Lichtkörper
Alternativ ist auch denkbar, dass der Lichtkörper
Des Weiteren sind zwischen der unteren Seitenfläche
Der
Die Lichtkörper
Schließlich ist eine Platine
Anhand der
Über eine hier nicht näher dargestellte Steuereinheit ist es denkbar, die einzelnen Lichtmodule
Schließlich zeigt die
In den
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- LichtmodulLight module
- 22
- BeleuchtungsvorrichtungLighting device
- 2a2a
- karosserieseitiger Teil der BeleuchtungsvorrichtungBody-side part of the lighting device
- 2b2 B
- heckklappenseitiger Teil der BeleuchtungsvorrichtungTailgate-side part of the lighting device
- 33
- Karosseriebody
- 44th
- HeckklappeTailgate
- 55
- SteuereinheitControl unit
- 66th
- pyramidenartige Erhebungenpyramid-like elevations
- 77th
- dreieckartige Anformungentriangular projections
- 7a7a
- geneigte Flächeninclined surfaces
- 10a, 10b, 10c10a, 10b, 10c
- OptikstrukturOptical structure
- 1111
- Überzugcoating
- 1212th
- Überzugcoating
- 1818th
- RastmittelLocking means
- 30, 30a, 30b, 30c30, 30a, 30b, 30c
- flächiger Lichtkörperflat light body
- 3131
- SeitenflächeSide face
- 3232
- SeitenflächeSide face
- 3333
- SeitenflächeSide face
- 3434
- SeitenflächeSide face
- 3535
- LichtaustrittsflächeLight exit surface
- 3636
- rückseitige Flächeback surface
- 3737
- stegartiges Verbindungselementbar-like connecting element
- 3838
- lichtstreuende Störstellenlight-scattering imperfections
- 3939
- flanschartige Anformungflange-like molding
- 39a39a
- AbwinklungAngulation
- 39b39b
- RastkörperLocking body
- 50, 50'50, 50 '
- Platinecircuit board
- 50a50a
- RastöffnungLocking opening
- 5151
- Leuchtmittel, LEDsIlluminants, LEDs
- 5252
- GegenrastmittelCounter-locking means
- 5353
- Halterungbracket
- 6060
- SammeloptikCollecting optics
- 100, 100', 100"100, 100 ', 100 "
- LichteinheitenLight units
- aa
- Abstanddistance
- A1, A2A1, A2
- AnimationenAnimations
- bb
- Abstanddistance
- dd
- Dickethickness
- FF.
- FlächenerstreckungArea extension
- KK
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- LL.
- LichtstrahlenRays of light
- SS.
- Signal- und SteuerleitungSignal and control line
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