DE10058659A1 - Leuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere Signalleuchte - Google Patents
Leuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere SignalleuchteInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Signalleuchte, mit Licht emittierenden Dioden als Leuchtmittel, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. DOLLAR A Um hierbei zur erreichen, daß eine gerichtete Lichtabstrahlung bei minimaler oder gegebener Anzahl von Leuchtdioden und maximaler Lichtausbeute gegeben ist, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, mindestens ein Leuchtmittel (1) jeweils auf einer Funktionsebene (A, B,...) angeordnet und von einer einen seitliche abstrahlenden Lichtkegel (100) erzeugenden gekrümmten Reflektor (2) umgeben ist, und in Richtung seitlich vor dem Leuchtmittel (1) eine gestufte längserstreckte Fläche angeordnet ist, auf deren Stufen weitere Reflektorflächen (20) angeordnet sind, derart dass das vom Leuchtmittel (1) abgestrahlte übrige Licht mit in den besagten Lichtkegel (100) seitlich hinein reflektiert wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere eine Signalleuchte,
mit Licht emittierenden Dioden als Leuchtmittel, gemäß Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
An einem Kraftfahrzeug sind Leuchten vielfacher Art angeordnet. So sind zum einen
Scheinwerfer vorgesehen, die im vorderen Bereich des Fahrzeuges angebracht sind und
den Fahrweg bei Dunkelheit ausleuchten sollen. Fernerhin haben auch Scheinwerfer
darüber hinausgehend Signalwirkung für den Gegenverkehr. Am Kraftfahrzeug sind
außerdem im Heckbereich Heckleuchten angeordnet, die ausschließlich
Signalleuchtenfunktion haben und dem nachfolgenden Verkehr sowohl das
Vorhandensein, als auch die Abmessungen eines vorausfahrenden Fahrzeuges
anzeigen sollen. Weitere Signalleuchten, wie Nebellampen und dgl. sind im vorderen
Leuchtenbereich sowie im Heckbereich vorgesehen. Zur Kennzeichnung von
Fahrtrichtungwechseln sind Blinkleuchten vorgesehen, die so plaziert sein müssen, daß
sie sowohl vom entgegenkommenden, als auch vom nachfolgenden Verkehr und darüber
hinausgehend auch seitlich vom Fahrzeug, beispielsweise für stehende, wartende
Fahrzeuge oder Fußgänger deutlich erkennbar sein müssen. So ist es vielfach bekannt,
Blinkleuchten seitlich entweder auf der vorderen Kotflügelpartie anzubringen, oder die
Frontleuchtenanordnung insgesamt soweit um die Vordereckpunkte herumzuziehen, daß
die Blinkleuchten auch seitlich deutlich erkennbar sind.
Eine weitere Bedeutung haben in den Außenspiegelgehäusen angeordnete Blinkleuchten
gewonnen. Das Außenspiegelgehäuse ragt über die ansonsten schlüssige
Karosserieaußenfläche hinaus, in einer Art und Weise, daß bei entsprechender
Anordnung der Blinkleuchten diese sowohl nach vorne, von hinten und auch seitlich gut
erkennbar sind.
So ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 199 59 609.3 eine Blinkeranordnung aus Licht
emittierenden Dioden bestehend vorgesehen, welche verteilt sowohl auf der Vorderseite
des Außenspiegelgehäuses, zur Abstrahlung nach vorne und auf der Rückseite des
Spiegelgehäuses zur Abstrahlung nach hinten vorgesehen sind. Licht emittierende
Dioden, kurz LED genannt, verfügen über eine deutlich geringere Lichtstärke, als üblich
verwendete Glühlampen. Dies wird jedoch dadurch wettgemacht, daß üblicherweise eine
Mehrfachanordnung von einzelnen Leuchtdioden verwendet wird, so daß eine
entsprechende Leuchtkraft entsteht, die zumindest in der Funktion als Signalleuchte
ausreichend ist.
Aus der DE 297 20 060 U1 ist eine Kraftfahrzeugleuchte, ebenfalls aus Leuchtdioden
bestehend bekannt, wobei die Leuchtdioden in unterschiedlichen Funktionsebenen
zueinander positioniert, d. h. auf bzw. entlang einer Zickzacklinie angeordnet sind.
Dadurch entsteht ein teilweise gerichtetes Lichtbündel, weil sich die in einem bestimmten
Winkel ergebenden Lichtkegel jeder einzelnen Leuchtdiode summatorisch ergänzen und
durch die Anordnung auf der Zickzacklinie eine zumindest einseitige Abschattung von
Streulicht gegeben ist.
Entsprechend leistungsfähige Leuchtdioden sind aus einem Fachbuch "Technische Optik
in der Praxis von Gerd Litfing", Springer Verlag Berlin Heidelberg 1997, Seite 191-197,
bekannt. Dort sind Leuchtdioden gezeigt, die mit einer integrierten Linse und einem
integrierten Reflektor versehen sind, die das Licht der Leuchtdioden so konditionieren
können, daß gerichtete Lichtbündel erzeugt werden können.
Aus der EP 0 858 932 A1 ist es bekannt, die Außenspiegel eines Kraftfahrzeuges mit
Blinkleuchten zu versehen. Aus dieser genannten Schrift ist es bekannt innerhalb des
Außenspiegels eine Lichtquelle, beispielsweise in Form einer Glühlampe vorzusehen und
die Weiterleitung des Lichtes an eine Licht emittierende Außenoberfläche mittels
Lichtleiter zu realisieren.
Aus der DE 195 38 770 A1 ist ebenfalls eine Außenspiegelanordnung bekannt, bei der
zusätzlich zu dem dort integrierten Blinklicht auch Fernsteuerempfänger mitintegriert
sind, wobei die dort beabsichtigte Zielrichtung ist, eine kompakte Integrationsdichte des
in den Außenspiegeln vorhandenen Bauraumes zu erhalten.
Aus der DE 195 38 771 A1 ist eine Blinkleuchte bekannt, die im Befestigungsfuß des
Außenspiegelgehäuses angeordnet ist. Diese Blinkleuchte ist jedoch wieder so nahe an
der Karosserie, daß sie nur in einem relativ engen Blickwinkel optisch erfaßt werden
kann.
Aus der DE 298 19 279 U1 ist eine Blinkeranordnung bekannt, welche ebenfalls im
Außenspiegel angeordnet ist. Dort wird eine Leuchte, in diesem Falle eine Glühlampe mit
einem Reflektor versehen, so daß das Licht in entsprechender Richtung, vorzugsweise
nach hinten, abgestrahlt wird.
Eine ähnliche Blinkeinrichtung ist auch aus der US 5 774 283 bekannt.
Die allgemeine Problematik hierbei ist, daß zum einen die Abstrahlung eines gerichteten
Lichtbündels gewünscht wird und zum anderen der Einsatz von Licht emittierenden
Dioden, sprich Leuchtdioden, möglich ist. Dabei muß die Lichtausbeute herkömmlicher
Leuchtdioden konstruktiv so hoch sein, daß sie sich für die Verwendung in
Signalleuchten überhaupt eignen.
Da der eingangs zitierte Stand der Technik diese Problematik nur teilweise erkennt oder
nur in Teilen löst, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leuchte
der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß eine gerichtete
Lichtabstrahlung bei minimaler oder gegebener Anzahl von Leuchtdioden und maximaler
Lichtausbeute gegeben ist.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Leuchte der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Erfindung ist hierbei, daß mindestens ein Leuchtmittel auf einer Funktionsebene
angeordnet und von einer einen seitlich abstrahlenden Lichtkegel erzeugenden
gekrümmten Reflektor umgeben ist, und in Richtung seitlich vor dem Leuchtmittel eine
gestufte längserstreckte Fläche, auf dessen Stufen weitere Reflektorflächen derart
angeordnet sind, daß das vom Leuchtmittel nach vorne abgestrahlte Licht mit in den
besagten Lichtkegel seitlich hineinreflektiert wird. D. h. das Leuchtmittel ist von einem
gekrümmten Reflektor umgeben, der in Bezug auf das Leuchtmittel das Licht seitlich
anstrahlt. Die als Leuchtmittel verwendete Leuchtdiode ist eine nahezu punktförmige
Lichtquelle, die als Einzellichtquelle für eine Signalleuchte eines Kraftfahrzeuges
eigentlich ungeeignet ist. Neuere Lichtdioden können zwar bei höheren Leistungen
betrieben werden, als dies früher möglich war, aber ihre Lichtleistung ist nach wie vor
nicht mit der einer leistungsfähigen Halogenlampe vergleichbar. Dennoch eignen sich
Leuchtdioden für die Verwendung bei Signalleuchten, bspw. Heckleuchten, Blinkleuchten
etc. Um jedoch eine möglichst flächige Ausleuchtung zu erhalten, muß eine dichte Matrix
vieler Leuchtdioden verwendet werden. Dies ist jedoch relativ aufwendig, und mit der
gegebenen erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich neben einem Lichtkegel, hier
einem seitlich abgestrahlten Lichtkegel durch die gestufte Fläche mit weiteren
Reflektoren eine Linie diskreter Lichtpunkte durch Reflektion zu erzeugen. Das Licht
dieser durch Reflektion entstehenden Lichtpunkte wird dabei so reflektiert, dass es in
den durch den gekrümmten Reflektor erzeugten Lichtkegel mit hineinfällt. Dadurch
entsteht mit nur einer Leuchtdiode eine ganze Signallinie. Dadurch ist eine besonders
gute Eignung als Signalleuchte gegeben, die mit minimaler Anzahl von Leuchtmitteln,
d. h. Leuchtdioden auskommt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass eine Mehrzahl solcher
Funktionsebenen mit weiteren gekrümmten und weiteren gestuften Reflektorflächen
jeweils versetzt aneinandergereiht angeordnet sind. Dadurch entsteht eine entsprechend
lange Leuchtlinie. Diese eignet sich besonders zur Anordnung einer Signalleuchte.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung können eine Reihe von Leuchtmitteln jeweils
untereinanderliegend angeordnet sein. Auf diese Weise wird aus der Leuchtlinie eine
Leuchtfläche, die mit einer minimalen Anzahl von einzelnen Leuchtmitteln eine aus
diskreten Lichtpunkten bestehende Leuchtfläche bilden. Die Lichtpunkte werden durch
die vielen gestuft angeordneten kleinen Reflektorflächen gebildet und ergeben somit ein
flächiges Signalbild.
Jedes Leuchtmittel liegt dabei, wie bereits beschrieben, von einem gekrümmten
Reflektor umgeben. Entsprechend den untereinanderliegenden Linien von Leuchtdioden
ist der besagte gekrümmte Reflektor entsprechend auch nach unten flächig fortgesetzt,
so daß er bei einer solchen Anordnung als parabolische oder elliptische
Zylinderteilmantelfläche erscheint. Dies bedeutet, daß in einem solchen Falle die
Krümmung des Reflektors nur eine eindimensionale Krümmung im dreidimensionalen
Raum beschreibt. Zum besseren Verständnis sei hier gesagt, daß ein
rotationssymmetrischer Reflektor üblicher Bauart mit der Verwendung nur eines
Leuchtmittels in einem seiner Brennpunkte eine zweidimensionale Krümmung im
dreidimensionalen Raum aufweist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der gekrümmte Reflektor und
die gestuften Reflektoren bzw. Reflektorflächen mehrteilig ausgebildet sind, und
miteinander verbunden sind. Damit ergibt sich ein optimal vorfertigbarer
Reflektorenkörper. Die miteinander verbindbare Anordnung gewährleistet zudem die
unbedingte korrekte und in der Fertigung immer wieder reproduzierbare Ausrichtung der
einzelnen Reflektoren zueinander.
Alternativ dazu können jedoch die einzelnen Reflektoren einstückig miteinander
verbunden sein. Damit erübrigt sich eine Ausrichtung der einzelnen Reflektoren
zueinander.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß der gekrümmte Reflektor und
ggf. die gestuften Reflektorflächen durch mindestens partielle Beschichtung in der für die
Reflexion nötigen Erstreckung realisiert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise
vorteilhaft ein Kunststoff als Grundkörper verwendet werden, wobei die Reflektoren durch
die partielle Beschichtung, d. h. Bedampfung mit einem reflexionsfähigen Material in die
als Grundkörper bestehende Kontur einbringbar ist. Dadurch läßt sich die
erfindungsgemäße Leuchte einfach fertigen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die gesamte
erfindungsgemäße Leuchte als Blinkleuchte im Außenspiegelgehäuse in entsprechender
Weise angeordnet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der gekrümmte Reflektor mindestens eine Öffnung
aufweist, durch die das Leuchtmittel in den Reflexionsraum einschiebbar ist.
Bei einer Anordnung mehrerer Leuchtmittel untereinander, sind dann natürlich
entsprechende Öffnungen untereinander anzuordnen, durch die die Leuchtmittel
hindurch einschiebbar und dann fixierbar sind. So sind die Leuchtmittel in für die
Reflexion optimale optische Position bringbar.
Um eine aneinandergereihte linienförmige oder flächenförmige Anordnung wie oben
beschrieben herzustellen, ist es von Vorteil, wenn die Leuchtmittel, hier in Form von
Leuchtdioden nicht auf einer starren Leiterplatte angeordnet sind, sondern zur
Anpassung an die Plazierung der Leuchtdioden auf den verschiedenen
Funktionsebenen, dieselben auf einer biegsamen folienartigen Leiterplatte angeordnet
und an die Lage der Öffnungen im gekrümmten Reflektor anpassbar sind.
Dadurch ist vermieden, dass auf jeder Funktionsebene ein jeweils eigenes
Leiterplattenelement angeordnet ist, wobei die einzelnen Leiterplattenelemente noch
elektrisch leitschlüssig miteinander verbunden werden müssten. Genau dies erübrigt sich
hier durch die biegsame folienartige Leiterplatte, die sich an jede Lage anschmiegt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 Draufsicht auf die Konturlinie mit Leuchtdiodenplazierung und Reflektor.
Fig. 2 Perspektivische Flächenansicht von Fig. 1.
Fig. 3 Integration der Anordnung als einfache Außenleuchte.
Fig. 4a, b Integration im Außenspiegelgehäuse.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Konturlinie der funktionsgerecht angeordneten
Reflektoren 2 und der weiteren gestuften Reflektorflächen 20. Hierbei ist bereits eine
Mehrfachanreihung gezeigt. Eine Leuchtdiode 1 als Leuchtmittel ist in einer
Funktionsebene, durch A angedeutet angeordnet. Sie ist dabei durch eine Öffnung im
gekrümmten Reflektor 2 eingeschoben und in der hier dargestellten Solllage fixiert. Der
gekrümmte Reflektor strahlt seitlich einen Lichtkegel 100 ab. Ferner gelangt aus einem
anderen Winkel auch nach vorne gerichtetes licht zu den sägezahnförmig gestuften
Flächen 20, die als kleine weitere Reflektorflächen fungieren. Diese Reflektorflächen 20
sind dabei in Bezug auf das Leuchtmittel, also die Leuchtdiode, so orientiert, dass sie
das einfallende Licht der Leuchtdiode 1 ebenfalls seitlich reflektieren, in den Lichtkegel
100 des gekrümmten Reflektors hinein. Im Lichtbild dieser Anordnung ergibt sich eine
diskrete Verteilung von Lichtpunkten, obwohl im oberen Bereich hier nur von einer
Leuchtdiode beaufschlagt.
Nach unten fortgesetzt ist in einer zweiten Funktionsebene B eine weitere Leuchtdiode
angeordnet. Diese ist ebenso wie die obere Leuchtdiode 1 durch eine Öffnung eines
gekrümmten Reflektors geschoben und fixiert, ebenso sind wiederum weitere gestufte
Reflektorflächen angeordnet, die wie oberen ausgerichtet sind. Es können auch eine
oder mehrere Leuchtdioden mit Reflektoren sich aneinanderreihend nach unten
fortgesetzt angeordnet sein, und somit ein linienförmiges Signalbild bestehend aus
aneinandergereihten Lichtpunkten ergeben.
Fig. 2 zeigt die Darstellung aus Fig. 1 aus perspektivischer Sicht, wobei mehreres
deutlich wird geradlinig erstrecken, wodurch der Reflektor wiederum nur in einer Ebene
bzw. entlang einer geometrischen kartesischen Richtung gekrümmt sein muß. Hierbei
sind mehrere Leuchtdioden 1 untereinander angeordnet, aber jeweils demselben
gekrümmten Reflektor 2 zugeordnet. Gemäß der Darstellung aus Fig. 1 ergeben sich in
diesem Beispiel vier untereinanderliegende Lichtpunktlinien, da das Licht jeder einzelnen
Leuchtdiode 1 zum einen vom gekrümmten Reflektor 2, und zum anderen von den
gestuften Reflektorflächen 20 in der gleichen Weise reflektiert wird, wie oben zur Fig. 1
beschrieben. Auch hierbei kann sich die Anordnung aneinandergereiht fortsetzen wie in
Fig. 1, und in Fig. 2 angedeutet. Damit ergibt sich keine Lichtpunktlinie mehr, sondern
eine flächige Lichtpunktmatrix, die dann besondere Eignung als Signalfläche hat.
Fig. 3 zeigt den Einsatz einer solchen erfindungsgemäßen Leuchte, wie in Fig. 1 und 2
vorteilhaft ausgestaltet, in einem einfachen Außenleuchtengehäuse 30, welches
beispielsweise am vorderen oder hinteren Kotflügel eines Fahrzeuges angebracht sein
kann. Hierbei wird nach außen noch ein Abdeckglas 31 verwendet, um die
Leuchtenanordnung vor Verschmutzung zu schützen. Aus Fig. 3 geht ferner hervor,
dass in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform die Leuchtmittel, d. h. die Leuchtdioden 1
auf einer biegsamen folienartigen Leiterplatte, und nicht auf einer starren Leiterplatte
angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Leuchtdioden auf einer an die sich hier
ergebende Kontur der Anordnung angepasst werden kann, ohne dass eine mehrteilige
Leiterplattenanordnung zu wählen wäre.
Fig. 4 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Leuchte in verschiedenen
Plazierungsmöglichkeiten x, y und z in einem Außenspiegel 40 eines Kraftfahrzeuges.
Dabei ist eine Position A am oberen Rand am Außenspiegelgehäuses 40 denkbar, wobei
eher eine schmale, aber längs erstreckte Anordnung gewählt würde. In der in Fig. 4a
dargestellten Ansicht blickt der Betrachter direkt auf die Spiegelfläche des
Außenspiegels 30. Bei einer Plazierung in der Position x würde somit ein schmaler
Lichtkeglelausschnitt bewirkt werden, der seitwärts nach hinten abstrahlt. Bei einer
Anordnung in der Position y kann entweder eine Abstrahlung seitlich nach hinten oder
seitlich nach vorne oder bei einer doppelten Anordnung, also vorne und hinten, auch
seitlich nach vorne und seitlich nach hinten generiert werden.
Fig. 4b zeigt die Draufsicht auf einen Außenspiegel bzw. ein Außenspiegelgehäuse 40.
Die Spiegelfläche des Außenspiegels zeigt nach unten und auf der gegenüberliegenden
Außenseite, in der Position z ist die erfindungsgemäße Außenleuchte angeordnet.
Hierbei würde ein gerichteter Lichtkegel seitlich nach vorne erzeugbar sein.
Claims (10)
1. Leuchte für Kraftfahrzeuge, insbesondere Signalleuchte, mit lichtemittierenden
Dioden als Leuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Leuchtmittel
(1) jeweils auf einer Funktionsebene (A, B, . . .) angeordnet und von einer einen
seitlich abstrahlenden Lichtkegel (100) erzeugenden gekrümmten Reflektor (2)
umgeben ist, und in Richtung seitlich vor dem Leuchtmittel (1) eine gestufte
längsersteckte Fläche angeordnet ist, auf dessen Stufen weitere Reflektorflächen
(20) angeordnet sind, derart dass das vom Leuchtmittel (1) abgestrahlte übrige Licht
mit in den besagten Lichtkegel (100) seitlich hinein reflektiert wird.
2. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine
Mehrzahl solcher Funktionsebenen (A, B, . . .) und weiteren Reflektoren und weiteren
gestuften Reflektorflächen (20) versetzt aneinandergereiht angeordnet sind.
3. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Reihe von Leuchtmitteln (1) die untereinander angeordnet sind, und in Summe
eine lichtemittierende, aus diskreten Lichtpunkten bestehende Fläche ergeben.
4. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
gekrümmte Reflektor (2) als flächiger teilparabolischer oder teilelliptischer
Zylindermantelabschnitt ausgebildet ist.
5. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Reflektor (2), bzw. die Reflektoren, und die gestuften
Reflektorflächen (20) mehrteilig ausgebildet und miteinander verbunden sind.
6. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die gekrümmten Reflektoren (2) und die gestuften
Reflektorflächen (20) einstückig miteinander verbunden sind, zu einem
gemeinsamen konturierten Reflektorkörper.
7. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der gekrümmte Reflektor (2) und die gestuften Reflektorflächen durch eine partielle
Beschichtung gebildet werden.
8. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die besagte Leuchte als Blinkleuchte im
Außenspiegelgehäuse (40) eines Kraftfahrzeuges integriert angeordnet ist.
9. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der gekrümmte Reflektor (2) mindestens eine Öffnung
aufweist, durch die das Leuchtmittel (1) in den Reflexionsraum einschiebbar ist.
10. Leuchte für Kraftfahrzeuge, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das oder die Leuchtmittel auf einer folienartigen biegsamen
Leiterplatte (50) montiert ist bzw. sind, wobei die Montagelage der Leuchtmittel (1)
auf der Leiterplatte (50) an die Lage der besagten Öffnung im Reflektor (2)
angepasst ist.
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