DE102004007555A1

DE102004007555A1 - Innenlicht-Leuchte mit hoher Transparenz und Lichtdurchlässigkeit, insbesondere für Fahrzeuge mit Glasdach

Info

Publication number: DE102004007555A1
Application number: DE102004007555A
Authority: DE
Inventors: Norbert Spazier
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: DE102004007555B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenlicht-Leuchte (2) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit transparentem Dach, mit mindestens einer Lichtscheibe (3, 4, 5), wobei mindestens ein Lichteinkoppelelement (6, 7) vorgesehen ist, das Licht in eine seitliche Schmalseite der mindestens einen Lichtscheibe (3, 4, 5) einkoppelt, wobei die mindestens eine Lichtscheibe (3, 4, 5) Lichtbrechungsstrukturen zum Auskoppeln des Lichts aus einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Oberfläche der Lichtscheibe (3, 4, 5) aufweist. Eine solche Leuchte kann in ein Fahrzeug mit transparentem Dach integriert werden, ohne den Blick nach außen wesentlich zu beeinträchtigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenlicht-Leuchte eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit transparentem Dach, mit mindestens einer Lichtscheibe.

Innenlicht-Leuchten eines Fahrzeugs dienen zur Beleuchtung des Innenraums des Fahrzeugs. Sie weisen in der Regel ein Leuchtmittel, wie beispielsweise eine Glüh- oder Glimmbirne auf, das zwischen einem Reflektor und einer Lichtscheibe angeordnet ist. Die Lichtscheibe dient dabei dem Schutz des Leuchtmittels und der Streuung des Lichts, das durch die Lichtscheibe hindurchgestrahlt wird. Durch die Lichtscheibe wird in der Regel der unmittelbare Blick auf das Leuchtmittel verhindert.

Bei Fahrzeugen mit einem Glasdach oder durchsichtigem Kunststoffdach ist die Integration von Innenlicht-Leuchten mit konventioneller Technologie nicht einfach. Die Leitungen zu der Innenlicht-Leuchte sowie die Innenlicht-Leuchte selbst, die mit einem Reflektor ausgebildet ist, sind unschön anzusehen. Weiterhin wird bei transparenten Fahrzeugdächern häufig ein flacher Einbau gefordert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Innenlicht-Leuchte der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sie zum Einsatz bei Fahrzeugen mit transparenten Dächern geeignet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Lichteinkoppelelement vorgesehen ist, das Licht in einen Randbereich, insbesondere in eine seitliche Schmalseite, der mindestens einen Lichtscheibe einkoppelt, wobei die mindestens eine Lichtscheibe Lichtbrechungsstrukturen zum Auskoppeln des Lichts der Lichtscheibe aufweist, insbesondere zum Auskoppeln des Lichts aus einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Oberfläche der Lichtscheibe.

Wenn das Lichteinkoppelelement seitlich Licht einkoppelt, kann es neben der Lichtscheibe angeordnet werden und muss nicht hinter oder vor der Lichtscheibe angeordnet werden. Das Licht wird seitlich durch die Lichtscheibe geführt und an den Oberflächen der Lichtscheibe reflektiert, wobei in der Regel eine Totalreflexion auftritt, so dass das Licht die Lichtscheibe nicht verlässt. Um das Licht gezielt auf den Innenraum umzulenken, sind Lichtbrechungsstrukturen vorgesehen, an denen das Licht gebrochen wird und dadurch aus der Lichtscheibe ausgekoppelt wird. Durch die seitliche Anordnung der Lichteinkoppelelemente und Lichteinkopplung kann eine besonders flache Bauart der Innenlicht-Leuchte realisiert werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Licht in einem Randbereich der Lichtscheibe an einer Ober- oder Unterseite der Scheibe eingekoppelt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Innenlicht-Leuchte im Wesentlichen transparent ausgebildet ist. Diese Maßnahme bewirkt, dass für Fahrzeuginsassen der Blick nach außen nicht oder nur unwesentlich beeinträch tigt wird und dass auch Tageslicht durch die Innenlicht-Leuchte in den Innenraum des Fahrzeugs eindringen kann. Eine derartige Innenlicht-Leuchte lässt sich besonders einfach und optisch anspruchsvoll in ein Fahrzeug mit einem transparenten Dach, insbesondere mit einem Glasdach, integrieren.

Auf besonders einfache Art und Weise lassen sich Lichtbrechungsstrukturen an der Lichtscheibe anbringen, wenn sie an einer Oberfläche der mindestens einen Lichtscheibe vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass die Oberfläche der Lichtscheibe entsprechend bearbeitet werden kann. Lichtbrechungsstrukturen im Körper der Lichtscheibe vorzusehen ist technisch schwieriger und aufwändiger, aber grundsätzlich möglich. Die Lichtscheibe kann aus Glas oder Kunststoff bestehen. Die Lichtscheibe kann unterschiedliche Strukturen aufweisen, so dass beispielsweise ein zentraler Bereich für die Innenlichtfunktion nutzbar ist und mindestens ein Seitenbereich als Leselicht verwendet werden kann.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lichtbrechungsstrukturen an der dem Innenraum abgewandten Seite angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird der optische Eindruck der Lichtscheibe verbessert, da sie auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite eine glatte Außenoberfläche aufweisen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lichtscheibe mit einer Abschatteinrichtung versehen sein. Durch eine Abschatteinrichtung wird bewirkt, dass das Licht nur nach einer Seite aus der Lichtscheibe ausgekoppelt wird. Insbesondere kann vermieden werden, dass Licht nach oben, d.h. vom Innenraum weg, ausgekoppelt wird. Eine Abschatteinrichtung kann besonders einfach aufgebracht und realisiert werden, wenn die Lichtbrechungsstrukturen an der Oberseite, d.h. der dem In nenraum abgewandten Seite der Lichtscheibe angeordnet sind. Eine Abschattung kann beispielsweise durch eine entsprechende Beschichtung oder Verspiegelung der Oberfläche der Lichtscheibe oder auch nur der Lichtbrechungsstrukturen erfolgen. Beispielsweise können als Rillen ausgebildete Lichtbrechungsstrukturen mit einer Beschichtung ausgekleidet sein.

Auf besonders einfache Art und Weise können die Lichtbrechungsstrukturen durch Ätzen oder Sandstrahlen hergestellt werden. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Lichtscheibe aus Kunststoff, insbesondere aus Plexiglas (PMM-Plexiglas) oder aus Polycarbonat hergestellt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere, insbesondere aneinander angrenzende Lichtscheiben vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme können mehrere Funktionen bei der Innenlicht-Leuchte realisiert sein. Beispielsweise kann ein zentraler Bereich, der beispielsweise eine kreisrunde Lichtscheibe aufweist, als eigentliche Innenlicht-Leuchte verwendet werden, während daran angrenzende Randbereiche, die beispielsweise halbmondförmige Lichtscheiben aufweisen, als Leselicht ausgebildet sein können. Durch geeignete Wahl der Lichtbrechungsstrukturen kann nicht nur eine Streuung des Lichtes, sondern auch eine gezielte Ausrichtung des Lichts bewirkt werden. Dies ist insbesondere für Leselichter vorteilhaft.

Vorzugsweise sind die Lichtscheiben durch einen Rahmen gehalten. Dies bedeutet, dass die Lichtscheiben seitlich bzw. radial gehalten werden können, so dass eine direkte Befestigung am Dach, beispielsweise durch Schrauben oder Kleben, nicht notwendig ist. Die Lichtscheiben können durch den Rahmen radial eingespannt sein, von einem Rand oder Vorsprüngen des Rahmens hintergriffen sein oder in einer Nut des Rahmens gehalten sein. Der Rahmen, mit dem die Lichtscheibe gehalten wird, kann aus Aluminium oder aus einem bedampften Kunststoff hergestellt sein. Es sind jedoch auch andere Materialien, wie z.B. Holz, denkbar.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Lichteinkoppelelement in den Rahmen integriert ist. Durch diese Maßnahme kann das Lichteinkoppelelement zum einen in unmittelbarer Nähe zur Seite bzw. Lichteinkoppelstelle der Lichtscheibe angeordnet werden und zum anderen ortsfest fixiert werden. Wenn das Lichteinkoppelelement in den Rahmen integriert ist, ist keine zusätzliche Halterung notwendig. Insbesondere kann das Lichteinkoppelelement optisch in den Rahmen integriert sein, so dass eine ansprechende Optik entsteht bzw. das Lichteinkoppelelement für einen Fahrzeuginsassen unsichtbar bleibt.

Als Lichteinkoppelelement kann entweder eine lichtemittierende Diode (LED) oder ein Lichtwellenleiter vorgesehen sein. Wenn ein Lichtwellenleiter vorgesehen ist, so kann die Lichtquelle von der Lichtscheibe entfernt angeordnet sein und das Licht über den Lichtwellenleiter in die Lichtscheibe eingekoppelt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Innenlicht-Leuchte an einem Trägerteil angeordnet ist. Das Trägerteil kann insbesondere als Brücke ausgebildet sein, die an Führungsstangen befestigt sein kann. Durch diese Maßnahme muss die Innenlicht-Leuchte nicht unmittelbar am Dach befestigt werden. Eine Beschädigung des Daches, insbesondere des Glasdaches, kann auf diese Weise vermieden werden. Außerdem muss die Innenlicht-Leuchte nicht mit dem Dach verklebt werden. Durch ein Trägerteil kann zudem ein weiteres optisches Element, das auf den Fahrzeuginsassen wirkt, in das Fahrzeug eingebracht werden. Vorzugsweise wird die Licht scheibe durch den Rahmen an dem Trägerteil gehalten. Das Trägerteil kann als ein- oder mehrteiliges Trägerteil ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Trägerteil im Wesentlichen transparent ist. Durch diese Maßnahme wird der Blick nach außen durch das Trägerteil nicht verdeckt. Das Trägerteil fällt dadurch wenig auf. Als Trägerteil kann ein transparentes, farbiges Material, insbesondere Polycarbonat, vorgesehen sein. Dabei kann die Farbe des Trägerteils an die Farbe des transparenten Dachs angepasst sein.

Es kann vorgesehen sein, dass der Lichtwellenleiter entlang des Trägerteils geführt ist. Somit kann das Trägerteil nicht nur die Innenlicht-Leuchte aufnehmen, sondern auch den Lichtwellenleiter. Insbesondere können die Innenlicht-Leuchte und der Lichtwellenleiter an dem Trägerteil befestigt sein. Ist als Lichteinkoppelelement eine Glüh- oder Glimmbirne oder eine LED vorgesehen, so können die elektrischen Zuleitungen zur Stromversorgung entlang dem Trägerteil geführt werden und an diesem befestigt werden.

Besonders unauffällig kann der Lichtwellenleiter angebracht werden, wenn er zumindest abschnittsweise, insbesondere quer zu seiner Längsachse, transparent ist. Durch diese Maßnahme wird der Blick nach außen durch den Lichtwellenleiter hindurch nur unwesentlich beeinträchtigt.

In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem eine Leuchtenanordnung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit im Wesentlichen transparentem Dach, mit einer Innenlicht-Leuchte wie sie vorher beschrieben wurde, wobei weitere Leuchten, insbesondere an dem Trägerteil, vorgesehen sind. Durch diese Maßnahmen können an dem Trägerteil Leuchten für unterschied liche Zwecke vorgesehen werden. Insbesondere können an dem Trägerteil ein Innenlicht, Leselichter, Flächenleuchten und Downlights, d.h. nach unten gerichtete Strahler, angebracht werden. Die vorgenannten Lichter bzw. Leuchten können auch in einer einzigen Leuchte zusammengefasst sein. Insbesondere für Leselichter sind jedoch auch Insellösungen möglich, d.h. sie können außerhalb der Innenlicht-Leuchte angeordnet sein.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Innenlicht-Leuchte und eine oder zwei Leseleuchten in einer Einheit zusammengefasst sind. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass unterschiedliche Lichtscheiben mit unterschiedlichen Lichtbrechungsstrukturen vorgesehen sind. Für die verschiedenen Leuchten weist das Trägerteil bevorzugt entsprechende Aussparungen auf, in denen die Lichtscheiben angeordnet sein können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Leuchtenanordnung eines Fahrzeugs mit transparentem Dach;
2a eine Draufsicht auf eine Lichtscheibe mit einer Lichtbrechungsstruktur;
2b einen teilweisen Schnitt durch die Lichtscheibe der 2a gemäß der Linie IIb-IIb; und
3 eine Systemübersicht einer Leuchtenanordnung.
In der 1 ist eine Leuchtenanordnung 1 dargestellt, die eine Innenlicht-Leuchte 2 aufweist, die mittig eine erste, im wesentlichen kreisrunde Lichtscheibe 3 und daran angrenzend zwei halbmondförmige Lichtscheiben 4, 5 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Licht in die Lichtscheiben 3, 4, 5 seitlich durch Lichteinkoppelelemente 6, 7, die im Rahmen 8 angeordnet sind, eingekoppelt. Die halbmondförmigen Lichtscheiben 4, 5 sind Lichtscheiben von Leselichtern, die beispielsweise von Insassen eines Fahrzeugs zum Lesen verwendet werden können und die im Ausführungsbeispiel in die Innenlicht-Leuchte 2 integriert sind. Die Innenlicht-Funktion mit der zentralen Lichtscheibe 3 kann bei Bedarf eingeschaltet werden, um den Innenraum des Fahrzeugs auszuleuchten, oder automatisch beim Öffnen und Schließen der Türen des Fahrzeugs an- und ausgeschaltet werden. Die Innenlicht-Leuchte 2 ist in einem als Brücke ausgebildeten Trägerteil 9 angeordnet, das in seiner Form an das nicht dargestellte Dach, insbesondere an ein transparentes, durchsichtiges Dach eines Fahrzeugs angepasst ist. Das Trägerteil 9 weist außerdem Downlights 10, 11 auf. Die Downlights 10, 11 können als Lichtquelle einen Lichtwellenleiter oder eine LED aufweisen. Entlang dem Trägerteil 9 ist ein transparenter Lichtwellenleiter 12 zur Lichteinkopplung in die Lichtscheibe 3 geführt. Da auch das Trägerteil 9 transparent ausgebildet ist, kann ein Fahrzeuginsasse durch den transparenten Lichtwellenleiter 12 und das Trägerteil 9 von innen nach außen hindurch blicken. Das Trägerteil 9 ist beidseits an Führungsstangen 13, 14 gehalten, die fest im Fahrzeug eingebaut sind. Durch in der 1 nicht dargestellte Lichtauskopplungsstrukturen kann das in die Lichtscheiben 3, 4, 5 seitlich bzw. im Randbereich eingekoppelte Licht nach unten, d.h. in den Fahrzeuginnenraum, ausgekoppelt werden. Lichtquellen, die Licht in den transparenten Lichtwellenleiter 12 einkoppeln, sind in dem Gehäuse 15 angeordnet.
In der 2a ist eine Draufsicht auf die Lichtscheibe 3 gezeigt. Die Lichtscheibe 3 weist an ihrer Oberseite eine gleichmäßige Struktur 20 auf. Die Struktur ist rillenartig ausgebildet. Durch nicht dargestellte Lichteinkoppelelemente wird Licht seitlich in die Schmalseite 21 der Lichtscheibe 3 eingekoppelt.
Eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie IIb–IIb der 2a ist in der 2b dargestellt, wobei nur eine teilweise Schnittdarstellung gezeigt ist. Das seitlich eingekoppelte Licht ist durch die Lichtstrahlen 22, 23 angedeutet. Das Licht breitet sich in der Lichtscheibe 3 aus und wird im Normalfall an den Oberflächen 24, 25 reflektiert, wobei eine Totalreflexion auftritt, so dass bei unbeschädigter, glatter Oberfläche 24, 25 kein Licht aus der Lichtscheibe 3 ausgekoppelt wird. An den bewusst eingebrachten Lichtbrechungsstrukturen 26 wird jedoch das Licht gebrochen, so dass von diesen Stellen aus Licht ausgekoppelt wird, was durch die Lichtstrahlen 27 angedeutet ist. Im in der 2b dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Strukturen 26 mit einer Abschattung 28 versehen, die bewirkt, dass das Licht nur in eine Richtung ausgekoppelt wird. Wäre die Abschattung 28, die eine Beschichtung sein kann, nicht vorhanden, würde das Licht sowohl nach unten als auch nach oben ausgekoppelt. Insbesondere kann die Abschattung 28 gleichzeitig oder unmittelbar im Anschluss an das Einbringen der Struktur aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Abschattung 28 aufgedruckt werden.
In der 3 ist eine Systemübersicht 30 dargestellt, wobei das Trägerteil 31 eine Innenlicht-Leuchte 32 mit integrierten Leselichtern 33, 34 aufweist. Außerdem sind für jede Fahrzeugseite zwei Downlights 35, 36 bzw. 37, 38 vorgesehen. In einer separaten Elektronikeinheit 39 sind Lichtquellen 40 bis 47 vorgesehen, die über eine Schalteranordnung 48 bedienbar sind. Die Lichtquellen 40 bis 47 sind über Lichtwellenleiter 49, 50 mit den Leuchten des Trägerteils 31 verbunden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Lichtwellenleiter 49, 50 bis zum Erreichen des Trägerteils 31 als Standardlichtwellenleiter, d.h. als nicht transparente Lichtwellenleiter ausgebildet sind und dass die Lichtwellenleiter 49, 50, sobald sie das Trägerteil 31 erreicht haben, als transparente Lichtwellenleiter ausgebildet sind, so dass sie entlang dem Trägerteil 31 weitestgehend durchsichtig sind. Durch die Lichtwellenleiter 49, 50 wird Licht von den Lichtquellen 40 bis 47 in die entsprechenden Lichtscheiben der Leuchten eingekoppelt. Dabei ist zu beachten, dass in die Lichtscheibe der Innenlicht-Leuchte 32 über zwei Lichtwellenleiter Licht eingekoppelt wird. Somit sind unterschiedliche Funktionen der Innenlicht-Leuchte realisierbar.

Claims

Innenlicht-Leuchte (2; 32) eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit transparentem Dach, mit mindestens einer Lichtscheibe (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lichteinkoppelelement (6, 7) vorgesehen ist, das Licht in einen Randbereich, insbesondere in eine seitliche Schmalseite (21), der mindestens einen Lichtscheibe (3, 4, 5) einkoppelt, wobei die mindestens eine Lichtscheibe (3, 4, 5) Lichtbrechungsstrukturen (20; 26) zum Auskoppeln des Lichts aus der Lichtscheibe (3, 4, 5) aufweist.
Innenlicht-Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlicht-Leuchte (2; 32) im Wesentlichen transparent ausgebildet ist.
Innenlicht-Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbrechungsstrukturen (20; 26) an einer Oberfläche (24, 25) der mindestens einen Lichtscheibe (3, 4, 5) vorgesehen sind.
Innenlicht-Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbrechungsstrukturen (20, 26) an der dem Fahrzeuginnenraum abgewandten Seite angeordnet sind.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschatteinrichtung (28) vorgesehen ist.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbrechungsstrukturen (20; 26) durch Ätzen, Sandstrahlen oder durch ein Werkzeug mit integrierter Struktur mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sind.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere aneinander angrenzende, Lichtscheiben (3, 4, 5) vorgesehen sind.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtscheibe durch einen Rahmen (8) gehalten ist.
Innenlicht-Leuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Lichteinkoppelelement (6, 7) in den Rahmen (8) integriert ist.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement eine lichtemittierende Diode (LED) ist.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (6, 7) ein Lichtwellenleiter (12; 49, 50) ist.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlicht-Leuchte (3, 4, 5) an einem Trägerteil (9; 31) angeordnet ist.
Innenlicht-Leuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass des Trägerteil (9; 31) im Wesentlichen transparent ist.
Innenlicht-Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (12; 49, 50) entlang des Trägerteils geführt ist.
Innenlicht-Leuchte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (12; 49, 50) zumindest abschnittsweise, insbesondere quer zu seiner Längsachse, transparent ist.
Leuchtenanordnung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit im Wesentlichen transparentem Dach, mit einer Innenlicht-Leuchte (2; 32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Leuchten (33–38), insbesondere an dem Trägerteil (9; 31), vorgesehen sind.
Leuchtenanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlicht-Leuchte (2; 31) und eine oder zwei Leselichter (33, 34) in einer Einheit zusammen gefasst sind.