DE10058659B4

DE10058659B4 - Kraftfahrzeug-Leuchte, insbesondere Signalleuchte

Info

Publication number: DE10058659B4
Application number: DE10058659A
Authority: DE
Inventors: Michael Müller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-11-25
Filing date: 2000-11-25
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2020-11-26
Also published as: DE10058659A1

Abstract

Kraftfahrzeug-Leuchte insbesondere Signalleuchte, mit lichtemittierenden Dioden als Leuchtmittel, wobei eine Mehrzahl von Funktionsebenen (A, B, ...) versetzt aneinandergereiht vorgesehen ist, auf denen jeweils mindestens ein Leuchtmittel (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel (1) jeweils von einem einen seitlich abstrahlenden Lichtkegel (100) erzeugenden gekrümmten Reflektor (2) umgeben sind und dass in Richtung seitlich vor den Leuchtmitteln (1) jeweils eine gestufte längsersteckte Fläche angeordnet ist, auf deren Stufen weitere Reflektorflächen (20) angeordnet sind, derart daß sich ein linienförmiges Signalbild bestehend aus aneinandergereihten Lichtpunkten ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Leuchte, 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 A1 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 A2 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 US 3,809,880 zeigt eine Fahrzeugleuchte mit einer konventionellen Glühbirne mit zwei Filamenten. In dem Gehäuse der Leuchte erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung ein Reflektor, der zunächst einen gebogenen Abschnitt und dann einen Abschnitt aufweist, der Stufen umfasst, die konzentrisch zu dem gebogenen Abschnitt sind. Wenn ein Filament der Glühbirne aktiviert ist, wird von dem Reflektor Licht vom Fahrzeug in seitlicher Richtung durch eine Lichtscheibe emittiert.

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 Reflexion zu erzeugen. Das Licht dieser durch Reflexion 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.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Mehrzahl solcher Funktionsebenen mit weiteren gekrümmten und weiteren gestuften Reflektorflächen jeweils versetzt aneinandergereiht angeordnet. Dadurch entsteht eine entsprechend lange Leuchtlinie. Diese eignet sich besonders zur Anordnung einer Signalleuchte.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann 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:

1: Draufsicht auf die Konturlinie mit Leuchtdiodenplazierung und Reflektor.

2: Perspektivische Flächenansicht von 1.

3: Integration der Anordnung als einfache Außenleuchte.

4a, b: Integration im Außenspiegelgehäuse.

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.
2 zeigt die Darstellung aus 1 aus perspektivischer Sicht, wobei mehreres deutlich wird. Der Reflektor muß nur in einer Ebene bzw. entlang einer geometrischen kartesischen Richtung gekrümmt sein. Hierbei sind mehrere Leuchtdioden 1 untereinander angeordnet, aber jeweils demselben gekrümmten Reflektor 2 zugeordnet. Gemäß der Darstellung aus 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 1 beschrieben. Auch hierbei kann sich die Anordnung aneinandergereiht fortsetzen wie in 1, und in 2 angedeutet. Damit ergibt sich keine Lichtpunktlinie mehr, sondern eine flächige Lichtpunktmatrix, die dann besondere Eignung als Signalfläche hat.
3 zeigt den Einsatz einer solchen erfindungsgemäßen Leuchte, wie in 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 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.
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 4a dargestellten Ansicht blickt der Betrachter direkt auf die Spiegelfläche des Außenspiegels 30. Bei einer Plazierung in der Position x würde somit ein schmaler Lichtkegelausschnitt 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.
4 b 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

Kraftfahrzeug-Leuchte insbesondere Signalleuchte, mit lichtemittierenden Dioden als Leuchtmittel, wobei eine Mehrzahl von Funktionsebenen (A, B, ...) versetzt aneinandergereiht vorgesehen ist, auf denen jeweils mindestens ein Leuchtmittel (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel (1) jeweils von einem einen seitlich abstrahlenden Lichtkegel (100) erzeugenden gekrümmten Reflektor (2) umgeben sind und dass in Richtung seitlich vor den Leuchtmitteln (1) jeweils eine gestufte längsersteckte Fläche angeordnet ist, auf deren Stufen weitere Reflektorflächen (20) angeordnet sind, derart daß sich ein linienförmiges Signalbild bestehend aus aneinandergereihten Lichtpunkten ergibt.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Leuchtmitteln (1) untereinander angeordnet ist und in Summe eine lichtemittierende, aus diskreten Lichtpunkten bestehende Fläche ergibt.
Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Reflektor (2) als flächiger teilparabolischer oder teilelliptischer Zylindermantelabschnitt ausgebildet ist.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (2) und die gestuften Reflektorflächen (20) mehrteilig ausgebildet und miteinander verbunden sind.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Reflektoren (2) und die gestuften Reflektorflächen (20) einstückig zu einem gemeinsamen konturierten Reflektorkörper miteinander verbunden sind.
Leuchte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Reflektor (2) und die gestuften Reflektorflächen durch eine partielle Beschichtung gebildet werden.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Leuchte als Blinkleuchte im Außenspiegelgehäuse (40) eines Kraftfahrzeuges integriert angeordnet ist.
Leuchte 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.
Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel (1) auf einer folienartigen biegsamen Leiterplatte (50) montiert sind, wobei die Montagelage der Leuchtmittel (1) auf der Leiterplatte (50) an die Lage der besagten Öffnung im Reflektor (2) angepasst ist.