DE102006008191B4 - Leuchteneinheit für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Leuchteneinheit für Fahrzeuge, insbesondere Signalleuchte, enthaltend eine Lichtquelle (2) und ein der Lichtquelle (2) in Hauptabstrahlrichtung (3) derselben vorgelagertes Lichtleitelement (4), das auf einer der Lichtquelle (2) zugewandten Seite über eine Lichteinkoppelfläche (7) zum Einkoppeln des von der Lichtquelle (2) ausgesandten Lichtes (8) und auf einer der Lichtquelle (2) abgewandten Seite über eine Lichtauskoppelfläche zum Auskoppeln des Lichtes (8) verfügt, wobei ein erster Teil (8') des eingekoppelten Lichtes (8) direkt an einem ersten Abschnitt (10') der Lichtauskoppelfläche und ein zweiter Teil des eingekoppelten Lichtes unter Totalreflexion an mindestens einer Außenseite (9, 11, 15) des Lichtleitelementes an einem zweiten Abschnitt (10'') der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt wird, wobei eine vordere Außenfläche (9) des Lichtleitelements (4) den ersten Abschnitt (10') der Lichtauskoppelfläche und eine Umlenkfläche bildet zur Totalreflexion eines zweiten Teils (8'') des eingekoppelten Lichtes in Richtung einer rückseitigen Außenfläche (11, 15) des Lichtleitelementes (4), dass die rückseitige Außenfläche (11, 15) des Lichtleitelementes (4) derart ausgebildet ist, dass der zweite Teil (8'') des eingekoppelten Lichtes (8) in einem zweiten Abschnitt (10'') der Lichteinkoppelfläche ausgekoppelt wird, dass das Lichtleitelement (4) ein die Lichteinkoppelfläche (7) aufweisendes bauchiges Segment (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich einstückig an dem bauchigen Segment (5) des Lichtleitelementes ein mit dem zweiten Abschnitt (10'') der Lichtauskoppelfläche versehenes fächerförmiges Segment (6) anschließt, wobei sich das fächerförmige Segment (6) in Lichtabstrahlrichtung verbreitert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchteneinheit für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der EP 1 005 619 B1 ist eine Leuchteneinheit für Fahrzeuge bekannt, die zum einen eine Lichtquelle und zum anderen ein der Lichtquelle vorgelagertes Lichtleitelement umfasst. Das Lichtleitelement ist langgestreckt ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen quer zur Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle. Das Lichtleitelement weist in einem mittleren Bereich in Höhe der Lichtquelle eine Linse auf, die auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite über eine Lichteinkoppelfläche zum Einkoppeln des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes verfügt. Auf der der Lichtquelle abgewandten Vorderseite verläuft die Linse keilförmig mit Außenflächen, die als Totalreflexionsflächen dienen für einen zweiten Teil des eingekoppelten Lichtes, der in Querrichtung zu den seitlichen Armen des Lichtleitelementes geführt wird. Ein zentraler Bereich der Linse weist eine etwa parallel zur Lichteinkoppelfläche verlaufende Lichtauskoppelfläche auf, durch die ein erster Teil des eingekoppelten Lichtes direkt aus dem Lichtleitelement ausgekoppelt wird. Dieser Bereich der Außenfläche bildet einen ersten Abschnitt der Lichtauskoppelfläche. Ein zweiter Abschnitt der Lichtauskoppelfläche wird gebildet durch flügelartige Außenflächen, die sich auf einer der Lichtquelle abgewandten Seite der Arme des Lichtleitelementes erstrecken. Nachteilig an der bekannten Leuchteneinheit ist, dass eine homogene Auskopplung des Lichtes insbesondere im mittleren, die Linse aufweisenden und unmittelbar vor der Lichtquelle angeordneten Bereich des Lichtleitelementes nicht gewährleistet ist. Es ist zusätzlich eine dem Lichtleitelement vorgelagerte Streuscheibe erforderlich, um die gewünschte Lichtverteilung zu erzeugen.
  • Aus der DE 103 14 254 A1 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge bekannt, die eine Lichtquelle, ein Lichtleitelement und einen Reflektor umfasst. Das Lichtleitelement weist auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite ein bauchiges Segment und auf einer der Lichtquelle entfernt angeordneten Seite ein langgestrecktes Segment auf, das sich zu einem freien Ende hin verjüngt. Das Lichtleitelement weist eine Außenfläche auf, so dass ein erster Teil des Lichtes direkt ausgekoppelt wird. Ein zweiter Teil des eingekoppelten Lichtes wird an der Außenfläche umgelenkt in Richtung einer rückseitigen Außenfläche, von der aus der zweite Teil des eingekoppelten Lichtes zu einem zweiten Abschnitt der Lichtauskoppelfläche total reflektiert wird. Da die im langgestreckten Segment des Lichtleiterelementes angeordnete rückseitige Außenfläche lang ausgebildet ist, wird der zweite Teil des eingekoppelten Lichtes relativ breit zur Seite hin abgestrahlt. Hierdurch kann eine große Fläche des nachgeordneten Reflektors mit Lichtstrom versorgt werden, so dass insgesamt ein höherer Lichtstrom auf die Reflektorfläche trifft.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchteneinheit für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass ein Lichtleitelement mit einer Lichtquelle derart zusammenwirkt, dass bei relativ geringer Bautiefe eine relativ homogene und großflächige leuchtende Fläche zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung gewährleistet ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Leuchteneinheit mit einer relativ geringen Bautiefe bereitgestellt wird, die über eine relativ homogene leuchtende Fläche verfügt. Die Leuchtdichte ist über die Lichtauskoppelfläche relativ gleich verteilt. Die Flächenausnutzung des Lichtleitelementes ist verbessert, da ein erster Abschnitt der Lichtauskoppelfläche zum einen einen ersten Teil des Lichtes direkt auskoppelt und zum anderen einen zweiten Teil des Lichtes umlenkt, so dass der zweite Teil des Lichtes nach weiterer Umlenkung an einer anderen Außenfläche in einem zweiten Abschnitt der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt wird. Vorteilhaft kann eine zusätzliche, dem Lichtleitelement zugeordnete Streuscheibe vermieden werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Außenflächen des Lichtleitelementes derart ausgebildet, dass der erste Teil des Lichtes und der zweite Teil des Lichtes in einem spitzen Winkel zu der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle ausgekoppelt werden. Vorteilhaft wird das Licht hierdurch in einem relativ großen Winkel zur Hauptabstrahlrichtung abgestrahlt. Die Leuchteneinheit kann somit bevorzugt als Zusatzblinkleuchte Verwendung finden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Außenflächen des Lichtleitelementes derart ausgebildet, dass sich der erste Teil des Lichtes und der zweite Teil des Lichtes in einem zu einer der Lichtquelle abgewandten Vorderseite nahen Bereich des Lichtleitelements schneiden. Vorteilhaft wird somit eine Vergleichmäßigung der Leuchtdichteverteilung entlang der Lichtauskoppelfläche gefördert. Dunkle Bereiche bzw. Bereiche hoher Leuchtdichte werden hierdurch vermieden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind eine Mehrzahl von Lichtleitelementen und denselben zugeordneten Lichtquellen modulartig zusammengesetzt, so dass ein beliebiger Aufbau bzw. eine Gestaltung der Leuchteneinheit gegeben ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung einer Leuchteneinheit,
  • 2 einen Horizontalschnitt durch die Leuchteneinheit gemäß 1,
  • 3 einen Horizontalschnitt durch eine Leuchteneinheit nach einer zweiten Ausführungsform,
  • 4 eine perspektivische Darstellung einer Leuchteneinheit mit einer Mehrzahl von in horizontaler Richtung angeordneten Lichtleitelementen und
  • 5 eine perspektivische Darstellung einer Leuchteneinheit mit einer Mehrzahl von in vertikaler Richtung angeordneten Lichtleitelementen.
  • Eine Leuchteneinheit 1 für Fahrzeuge kann insbesondere als Signalleuchte bzw. Zusatzblinkleuchte eingesetzt werden.
  • Die Leuchteneinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einer Lichtquelle 2 und aus einem in Hauptabstrahlrichtung 3 derselben vorgelagerten Lichtleitelement 4.
  • Das Lichtleitelement 4 ist einstückig ausgebildet und verfügt über ein der Lichtquelle 2 zugewandtes bauchiges Segment 5 und ein sich an dasselbe anschließendes fächerförmiges Segment 6, das sich auf einer der Lichtquelle 2 abgewandten Seite dem bauchigen Segment 5 anschließt.
  • Das bauchige Segment 5 des Lichtleitelementes 4 weist eine konkavförmige Lichteinkoppelfläche 7 auf, die einen Großteil des von der Lichtquelle 2 ausgesandten Lichtes 8 erfasst. Die Lichtquelle 2 kann als eine Leuchtdiode (LED) oder als ein LED-Chip oder als eine Glühlampe ausgebildet sein.
  • Das bauchige Segment 5 weist eine vordere Außenfläche 9 auf, die linsenförmig ausgebildet ist. Die vordere Außenfläche 9 ist derart gestaltet, dass ein erster Teil 8' (erstes Teillichtbündel) des eingekoppelten Lichtes 8 direkt, das heißt ohne zwischenzeitliche Totalreflexion an einer anderen Außenfläche des Lichtleitelementes 4, ausgekoppelt wird. Die vordere Außenfläche 9 dient somit als ein erster Abschnitt 10' einer Lichtauskoppelfläche.
  • Darüber hinaus dient die vordere Außenfläche 9 als Umlenkfläche, an der ein zweiter Teil 8'' (zweites Teillichtbündel) des eingekoppelten Lichtes 8 totalreflektiert wird in Richtung einer rückseitigen Außenfläche 11 des fächerförmigen Segmentes 6. Nach Totalreflexion an der rückseitigen Außenfläche 11 wird das zweite Teillichtbündel 8'' über eine zweiten Abschnitt 10'' der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt. Der zweite Abschnitt 10'' der Lichtauskoppelfläche kann mit konvexförmigen Streuoptiken 12 versehen sein, um eine gewünschte Teillichtverteilung zu erzeugen. Die rückseitige Außenfläche 11 des fächerförmigen Segments kann beispielsweise mit einer Prismenstruktur versehen sein. Wie aus 2 ersichtlich ist, wird das erste Teillichtbündel 8' an dem ersten Abschnitt 10' der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt zur Bildung einer ersten Teillichtverteilung. Das zweite Teillichtbündel 8'' wird an dem zweiten Abschnitt 10'' der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt zur Bildung der zweiten Teillichtverteilung, die zusammen mit der ersten Teillichtverteilung eine vorgegebene Gesamtlichtverteilung ergibt.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform eines Lichtleitelementes 14 gemäß 3 kann zur Bildung der zweiten Teillichtverteilung im Unterschied zu dem vorhergehenden Beispiel eine rückseitige Außenfläche 15 des fächerförmigen Segmentes 6 mit konkaven Optiken versehen sein. Ein zweiter Abschnitt 10'' der Lichtauskoppelfläche kann eben ausgebildet sein. Alternativ kann die Außenfläche 15 des fächerförmigen Segmentes 6 statt der konkaven Optiken auch Prismenelemente aufweisen. Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, kann die vordere Fläche 9 des bauchigen Segmentes 5 kreisförmige oder auch bogenförmige Konturen in horizontaler und/oder vertikaler Richtung aufweisen. Eine Segmentierung der vorderen Außenfläche 9 – wie es gemäß des zweiten Abschnitts 10'' der Lichtauskoppelfläche nach 1 gegeben ist – ist nicht vorgesehen.
  • Die Lichtleitelemente 4 sowie die zugehörigen Lichtquellen 2 können modulartig beispielsweise – wie aus 4 zu ersehen ist – in horizontaler Richtung nebeneinander und vorzugsweise in Hauptabstrahlrichtung 3 versetzt zueinander angeordnet sein.
  • Alternativ können die Lichtleitelemente 4 bzw. die zugehörigen Lichtquellen 2 auch in vertikaler Richtung nebeneinander angeordnet sein, wobei benachbarte Lichtleitelemente 4 an einer Oberseite 17 bzw. Unterseite 17' unmittelbar aneinander liegen. Die Leuchteneinheit 1 weist somit einen relativ kompakten Aufbau mit geringer Bautiefe und einer homogenen Leuchtdichte auf. Die Leuchtfläche wird durch den ersten Abschnitt 10' und den zweiten Abschnitt 10' der Lichtauskoppelfläche gebildet.
  • Dadurch, dass die Lichtbündel 8', 8'' im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse 18 des fächerförmigen Segmentes 6 verlaufen, wird eine relativ homogene leuchtende Fläche erzeugt.
  • Dadurch, dass sich das fächerförmige Segment 6 in Lichtabstrahlrichtung verbreitert, kann ein relativ großer Teil der an der rückseitigen Außenfläche 11 reflektierten Lichtstrahlen 8'' erfasst werden. Dass Seitenflächen 19 des fächerförmigen Segmentes 6, die sich in Lichtaustrittsrichtung erweitern, nicht als Lichtauskoppelfläche dienen, bewirkt keine Beeinträchtigung des relativ homogenen ausgekoppelten Lichtbündels 8', 8''. Dadurch, dass die Seitenflächen 19 in Richtung der Lichtabstrahlrichtung verlaufen, erscheinen sie nicht als dunkle Flecken.
  • Wie aus 2 bzw. 3 zu ersehen ist, schneiden sich das erste Teillichtbündel 8' und das zweite Teillichtbündel 8'' teilweise in einem unmittelbar in Hauptabstrahlrichtung 3 vor einer Vorderseite 20 des Lichtleitelementes 4, insbesondere vor einer vor dem zweiten Abschnitt 10'' der Lichtauskoppelfläche.

Claims (9)

  1. Leuchteneinheit für Fahrzeuge, insbesondere Signalleuchte, enthaltend eine Lichtquelle (2) und ein der Lichtquelle (2) in Hauptabstrahlrichtung (3) derselben vorgelagertes Lichtleitelement (4), das auf einer der Lichtquelle (2) zugewandten Seite über eine Lichteinkoppelfläche (7) zum Einkoppeln des von der Lichtquelle (2) ausgesandten Lichtes (8) und auf einer der Lichtquelle (2) abgewandten Seite über eine Lichtauskoppelfläche zum Auskoppeln des Lichtes (8) verfügt, wobei ein erster Teil (8') des eingekoppelten Lichtes (8) direkt an einem ersten Abschnitt (10') der Lichtauskoppelfläche und ein zweiter Teil des eingekoppelten Lichtes unter Totalreflexion an mindestens einer Außenseite (9, 11, 15) des Lichtleitelementes an einem zweiten Abschnitt (10'') der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt wird, wobei eine vordere Außenfläche (9) des Lichtleitelements (4) den ersten Abschnitt (10') der Lichtauskoppelfläche und eine Umlenkfläche bildet zur Totalreflexion eines zweiten Teils (8'') des eingekoppelten Lichtes in Richtung einer rückseitigen Außenfläche (11, 15) des Lichtleitelementes (4), dass die rückseitige Außenfläche (11, 15) des Lichtleitelementes (4) derart ausgebildet ist, dass der zweite Teil (8'') des eingekoppelten Lichtes (8) in einem zweiten Abschnitt (10'') der Lichteinkoppelfläche ausgekoppelt wird, dass das Lichtleitelement (4) ein die Lichteinkoppelfläche (7) aufweisendes bauchiges Segment (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich einstückig an dem bauchigen Segment (5) des Lichtleitelementes ein mit dem zweiten Abschnitt (10'') der Lichtauskoppelfläche versehenes fächerförmiges Segment (6) anschließt, wobei sich das fächerförmige Segment (6) in Lichtabstrahlrichtung verbreitert.
  2. Leuchteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (9, 11, 15) des Lichtleitelementes (4) derart ausgebildet ist, dass der erste Teil (8') des Lichtes (8) und der zweite Teil (8'') des Lichtes (8) in einem spitzen Winkel zu der Hauptabstrahlrichtung (3) der Lichtquelle (2) ausgekoppelt werden.
  3. Leuchteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (9, 11, 15) des Lichtleitelementes (4) derart ausgebildet ist, dass sich der erste Teil (8') des Lichtes (8) und der zweite Teil (8'') des Lichtes (8) in einem zu einer der Lichtquelle (2) abgewandten Vorderseite (20) nahen Bereich des Lichtleitelementes (4) zumindest teilweise schneiden.
  4. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (10') der Lichtauskoppelfläche eine Kontur aufweist, derart, dass eine vorgegebene erste Teillichtverteilung erzeugt wird.
  5. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur des ersten Abschnitts (10') der Lichtauskoppelfläche linsenförmig verläuft.
  6. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (10'') der Lichtauskoppelfläche eine Kontur aufweist, derart, dass eine vorgegebene zweite Teillichtverteilung erzeugt wird.
  7. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine rückseitige Außenfläche (15) des fächerförmigen Segmentes (6) mit konkaven Optiken oder mit Prismenelementen versehen ist und dass der zweite Abschnitt (10'') der Lichtauskoppelfläche eben ausgebildet ist, derart, dass eine vorgegebene zweite Teillichtverteilung erzeugt wird.
  8. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bauchige Segment (5) seitlich versetzt zu der Lichtquelle (2) angeordnet ist.
  9. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von reihenförmig in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verlaufender Lichtleitelemente (4) sowie dazugehöriger Lichtquellen (2) angeordnet sind.
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