DE102006032373A1

DE102006032373A1 - Leuchtenanordnung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugheckleuchte

Info

Publication number: DE102006032373A1
Application number: DE102006032373A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Gebauer; Christian Dr. Buchberger; Markus Kratzer; Kurt Schuster
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2008-01-17
Also published as: FR2907195A1; FR2907195B1

Abstract

Leuchtenanordnung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugheckleuchte mit mindestens einer in einem eingeschalteten Zustand Licht aussendenden Lichtquelle (12), wobei das Licht in ein transparentes Lichtleitelement (10) einkoppelbar ist und das Lichtleitelement (10) lichttechnisch wirksame Lichtaustrittsflächen (18) und gesonderte leuchtende, nicht beleuchtungstechnisch wirksame Designflächen (20, 22) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtenanordnung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugheckleuchte mit mindestens einer in einem eingeschalteten Zustand Licht aussendenden Lichtquelle, wobei das Licht in ein Lichtleitelement einkoppelbar ist.
Anordnungen, bei denen Lichtleiter eingesetzt werden, um die Beleuchtung eines Kraftfahrzeuges zu erzeugen, sind im Stand der Technik vielfach bekannt. So werden beispielsweise bei den Fahrzeugen der Firma BMW Lichtleitringe eingesetzt, die um die Optik eines das Fahrlicht abstrahlenden Lichtmoduls angeordnet sind und als Begrenzungsleuchte dienen.
Dabei hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass derartig auffällige Leuchten neben der Lichtfunktion einen hohen Designwert besitzen und somit eine Wiedererkennung einer Fahrzeugmarke ermöglichen.
Derartige Lichtleiter, wie sie im Stand der Technik eingesetzt werden, bestehen vielfach aus Stabelementen sowie Prismen in den Stabelementen, die für eine Lichtumlenkung in Richtung einer Lichtauskoppelfläche sorgen. Weiter ist es bekannt, Vorsatzoptiken sowie Freiformlinsen einzusetzen, wobei letztere beispielsweise in der DE 10 2004 031 858 A1 beschrieben sind. Dieser Stand der Technik beschreibt, Linsen in Form eines Linsen-Arrays anzuordnen, wobei vorgesehen ist, dass die Lichtaustrittsfläche einen stetigen Verlauf aufweisen soll und durch dieses besondere Erscheinungsbild den Designern eine völlig neue Gestaltung der Fahrzeugfront an die Hand gegeben wird.
Der Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Lichtleitelement bereitzustellen, das die Ansprüche hinsichtlich Design und Lichttechnik vorteilhaft in kombinierter Weise erfüllt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Leuchtenanordnung gemäß Anspruch 1, bei der das Lichtleitelement zugleich lichttechnisch wirksame Lichtaustrittsflächen und gesonderte leuchtende nicht beleuchtungstechnisch wirksame Designflächen umfasst.
Gewöhnlich hat in der Vergangenheit die Lichttechnik die Erscheinung des leuchtenden Elementes bestimmt. Es ist jedoch unter Designgesichtspunkten vorteilhaft, die Lichtaustrittsflächen, also die wirksamen Flächen hinsichtlich der Lichttechnik, sowie die Erscheinung aller sichtbaren Flächen, gestalten zu können. Durch die nun vorgelegte funktionelle Trennung einzelner Flächen in Beleuchtung (Lichtverteilung) erzeugende Lichtaustrittsflächen und leuchtende Designflächen in einem gemeinsamen Element, kann dem Rechnung getragen werden. Durch die hiermit ermöglichte gezielte abgestimmte Lichtabstrahlung der einzelnen Flächen könnten die lichttechnischen Anforderungen und das Design in hohem Maße miteinander verknüpft werden und es ist so möglich, sowohl die Lichtaustrittsflächen als auch die Designflächen definiert vorzugeben. Dabei trifft ein Teil des Lichts auf dem Weg von der Lichteintrittsfläche zur Lichtaustrittsfläche auf die Designflächen und bringt diese in gewünschter Art und Weise und in einem quantitativ vorgegebenen und kontrolliertem Maße zum Leuchten. Dabei können die nicht zur Leuchtwirkung herangezogenen Lichtanteile in weitere Verwendungsarten gesteuert werden, z. B. um die Beleuchtung in bestimmten Abstrahlrichtungen zu unterstützen oder zu ergänzen.
Durch eine einteilige Gestaltung des Lichtleitelements wird darüber hinaus auch dessen Herstellung vereinfacht und die Lichtleitung verbessert.
Dabei erfolgt die Auslegung sowohl der Lichtaustrittsflächen als auch der Designflächen, die gemeinsam die optische Fläche des Lichtleitelements bilden, entgegen der Strahlenrichtung. So können zunächst sowohl die Lichtaustrittsflächen als auch die Designflächen vorgegeben werden, wobei dann der Strahlengang des in das Lichtelement eingekoppelten Lichts ermittelt werden kann. Damit lässt sich durch die gewünschten Beleuchtungen der optischen Flächen ein vorgegebenes Lichtprofil ermitteln, das in das Lichtleitelement eintreten muss.
Dadurch wird erreicht, dass Designflächen realisiert werden können, ohne die Erfüllung der lichttechnischen Anforderungen entscheidend zu beeinträchtigen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Lichtleitelement im Bereich einer oder mehrerer Designflächen teil-opak ausgestaltet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zumindest einige Designflächen einer Einfärbung unterworfen worden sind.
Schließlich ist es möglich, dass im Bereich einer oder mehrerer Designflächen lichttechnisch wirksame Strukturen vorgesehen sind, wie beispielsweise vereinzelt gezielt gesetzte Prismen oder Kalotten, durch die eine Lichtauskopplung in einem Bereich, der der gestalteten Oberfläche gegenüberliegt, zumeist in Richtung eines Betrachters einer entsprechenden Leuchtenanordnung erfolgt, so dass auf diese Weise beispielsweise leuchtende Flächen oder abgedunkelte Flächen in Form von Strukturen für einen Betrachter erscheinen können.
Des Weiteren können hochglanzpolierte Flächen einen brillanten diamantartigen Eindruck hinterlassen.
Schließlich lassen sich "schneekugelartige" Effekte erzielen, indem beispielsweise in das transparente Material des Lichtleitelementes Fremdstoffe, wie Glas-, Metall- oder sonstige Partikel, wie insbesondere phosphoreszierende oder fluoreszierende Partikel, eingebracht werden. Diese können dabei auf der einem Betrachter zugewandten Designfläche des lichtleitenden Elements angebracht sein und/oder auch auf einer in Betrachtungsrichtung der zuvor genannten Fläche gegenüberliegenden Oberfläche des Lichtleitelementes.
Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass auf den Designflächen zumindest bereichsweise eine Beschichtung oder Bedampfung aufgebracht ist, z. B. aus Aluminium, wodurch die Designflächen verspiegelt sind oder eine weiße Farbe aufgetragen ist, durch die das auftreffende Licht gestreut wird. So kann auch im Tagdesign z. B. mit Verspiegelung ein spezielles, ansprechendes Äußeres erzielt werden und es kann der Grad der aus den Designflächen abgegebenen Lichtmenge bzw. der Grad der in das optische System wieder zurückgestrahlten Lichtmenge beeinflusst werden. Ferner kann auch ein anderes lichtstreuendes Material, z. B. ein Keramikmaterial, in die Designflächen, insbesondere in eine oder mehrere Designflächen, zumindest bereichsweise eingebettet sein.
Hierdurch können jeweils verschiedene optische Effekte erzeugt werden. Es ist auch eine Vorsehung an mehreren Designflächen oder lediglich in Bereichen von Designflächen möglich. Hierdurch kann gegebenenfalls ein verstärkter räumlicher optischer Eindruck erzielt werden.
Schließlich sind Kombinationen verschiedener gestalterischer Elemente, wie sie vorstehend genannt worden sind, möglich.
Die Lichtleitelemente können dabei in Form herkömmlicher stabförmiger Lichtleiter mit langgestreckter Ausdehnung vorgesehen sein, d. h. die Länge ist sehr viel größer als Breite und Höhe bzw. die Länge ist sehr viel größer als der Durchmesser, sofern es sich um im Querschnitt runde Elemente handelt. Auf der anderen Seite können die Lichtleitelemente jedoch eine nicht stabförmige Ausprägung besitzen, so dass Durchmesser bzw. Breite und Höhe nicht sehr viel geringer als die Länge sind bzw. insbesondere entweder die Breite oder die Höhe nicht sehr viel kleiner als die Länge sind. Des Weiteren ist eine flächige Ausbildung möglich, d. h. Länge und Breite sind sehr viel größer als die Höhe bzw. die Dicke.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle mit einer Optik zusammenwirkt zur Erzeugung der einzukoppelnden Lichtverteilung. Die Optik kann dabei als Vorsatzoptik unmittelbar mit der Lichtquelle gekoppelt sein, wobei als Lichtquelle zur Erzeugung des Lichtes insbesondere LEDs eingesetzt werden können. Darüber hinaus oder zusätzlich können auch im Bereich des Lichtleitelements, und zwar dort in der Lichteinkoppelfläche, Optiken vorgesehen sein, die die Lichtverteilung und Lichtlenkung im Lichtleitelement steuern. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Lichteinkoppelfläche für einen Betrachter einer entsprechenden Leuchtenanordnung unsichtbar ist.
Schließlich können mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, um die gesamte Lichteintrittsfläche eines entsprechenden Lichtleitelementes auszuleuchten. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtquelle mit einem Lichtleiter kombiniert ist, der so gestaltet ist, dass er eine Lichtaustrittsfläche aufweist, die mit der Lichteinkoppelfläche des Lichtleitelementes zusammenwirkt und so das gewünschte Licht in gewünschter Verteilung und Auslenkung in das Lichtleitelement einträgt.
Die Lichteintritts- bzw. -austrittsflächen können auch gekrümmt ausgebildet sein oder sonstige optisch wirksame Elemente aufweisen. Sie können insbesondere auch als Linsen gestaltet sein, um das aus- oder eintretende Licht zu streuen.
Die Anordnung kann insbesondere als Signalleuchte oder als Tagfahr- oder Begrenzungslicht dienen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen in der Zeichnung:
1 eine exemplarische Leuchtenanordnung;
2 in den Darstellungen a und b eine erste Ausgestaltung einer Leuchtenanordnung in einer Seitenansicht sowie einer Ansicht von oben und
3 eine weitere Ausgestaltung in einer Seitenansicht sowie in einer Ansicht von oben.
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer entsprechenden Leuchtenanordnung, umfassend ein hier stabförmiges Lichtleitelement 10 sowie eine Lichtquelle 12, wobei die Lichtquelle 12 bestehend aus einer LED mit einer Aufsatzoptik 14 gestaltet ist, die eine effiziente Lichteinkopplung und Lenkung ermöglicht.
Das stabförmige Lichtleitelement 10 umfasst hierbei an der in Richtung der Lichtquelle weisenden Fläche 16 eine sogenannte Lichteinkoppelfläche auf, die mit einer Optik zur Erzeugung der Lichtverteilung versehen ist. Der Bereich der Lichteinkoppelfläche 16 ist dabei für einen Betrachter des Lichtleitelements 10 unsichtbar. Des Weiteren weist das Lichtleitelement 10 eine Lichtauskoppelfläche 18 auf, aus der das Licht zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung austritt. Diese Lichtaustrittsfläche 18 ist somit lichttechnisch wirksam und erzeugt beispielsweise ein Tagfahr- oder Begrenzungslicht. Darüber hinaus sind Designflächen 20 und 22 am Mantel des Lichtleitelements 10 vorgesehen, die einander gegenüberliegen und wovon mindestens eine Fläche unmittelbar und die andere Fläche mittelbar für einen Betrachter einer entsprechenden Leuchtenanordnung sichtbar ist.
Die Designflächen 20 und 22 können hierbei mit lichtstreuenden und umlenkenden Elementen versehen sein.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn, wie vorgesehen, die Optiken zur Erzeugung der Lichtverteilung mehrteilig ausgeführt sind. So kann zum einen eine Vorsatzoptik 14 in Verbindung mit der Lichtquelle 12 und eine weitere Optik im Bereich der Lichteinkoppelfläche 16 vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Adaption an verschiedene Lichtquellen 12 erfolgen. Die Anpassung der lichttechnischen Erfordernisse erfolgt dabei unter Berücksichtigung der Lichtaustrittsfläche 18 sowie der Designflächen 20, 22. Hierdurch ergeben sich die lichttechnischen Erfordernisse an der Lichteinkoppelfläche 16, so dass letztlich die lichttechnischen Anforderungen sowie die Designwünsche erfüllt sein können.
Bei den Designflächen 20 handelt es sich hierbei um selbständig leuchtende bzw. mitleuchtende angestrahlte Flächen.
Die 2 und 3 zeigen nun weitere Ausgestaltungen der Erfindung, wobei die 2a und 2b eine Gestaltung zeigen, bei der mehrere Lichtquellen 12 eingesetzt werden, zur Erzeugung der gewünschten Lichtabstrahlung und jede der Lichtquellen 12, die durch LEDs 13 gebildet sind, mit einer Vorsatzoptik 14 zusammenarbeitet. Das durch die Lichtquelle 12 abgestrahlte Licht wird dann im Bereich einer Lichteinkoppelfläche 16, die kissen- bzw. prismenförmige lichttechnisch wirksame Strukturen aufweist, die mit dem Bezugszeichen 24 versehen sind, zur Erzielung der gewünschten Lichtverteilung gebrochen.
An der der Lichtquelle 12 gegenüberliegenden Seite des Lichtleitelementes 10 ist die Lichtaustrittsfläche 18 angeordnet, die der Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung zur Beleuchtung einer Fahrbahn vor oder hinter einem Kraftfahrzeug dient. Darüber hinaus sind auch hier Designflächen 20 und 22 vorgesehen, wobei die Designflache 20 dem späteren Betrachter einer entsprechenden Leuchtenanordnung näher ist, so dass er diese unmittelbar sehen kann. Die Designfläche 22 ist dahingegen parallel zur Designfläche 20 angeordnet, jedoch durch die Designfläche 20 für den Betrachter verdeckt. Die Designfläche 22 ist nun bereichsweise mit Lichtauskoppelelementen besetzt, wobei die Bereiche hier mit 23 gekennzeichnet sind. Trifft nun ein Lichtstrahl, der in das Lichtleitelement 10 eintritt, auf diese Bereiche auf, so wird der Lichtstrahl umgelenkt in einer Weise, dass er das Lichtleitelement 10 durch die Designfläche 20 verlässt und so optische Effekte für einen Betrachter einer entsprechenden Leuchtenanordnung bereitstellt.
Die Anordnung in 3 ist hierbei entsprechend, wobei jedoch das Lichtleitelement 10 eine unterschiedliche Form aufweist. Insbesondere sind in 3 an der Lichteinkoppelfläche 16 keine lichttechnisch wirksamen Elemente 24 vorgesehen, sondern eine Lichtbrechung ergibt sich lediglich durch die Krümmung der Lichteinkoppelfläche 16. Darüber hinaus ist auch die Lichtaustrittsfläche 18 in 3 im Gegensatz zur Lichtauskoppelfläche 18 in 2 gekrümmt ausgestaltet.
Eine wesentlich andere Ausgestaltung in 3 besitzt jedoch die Lichtquelle 12, die ebenfalls eine LED 13 umfasst, wobei das durch die LED 13 abgestrahlte Licht in einen Lichtleiter 26 eingekoppelt wird, der eine Krümmung entsprechend der Krümmung der Lichteinkoppelfläche 16 aufweist. Der Lichtleiter 26 besitzt nun in dem Bereich, in dem er parallel zur Lichteinkoppelfläche 16 verläuft, Auskoppelelemente, nämlich Prismen, die eine Lichtauskopplung in Richtung der Lichteinkoppelfläche 16 des Lichtleitelements 10 ermöglichen, wobei das Licht, das durch den Lichtleiter 26 abgegeben wird, in einer gewünschten Verteilung in das Lichtleitelement 10 eintritt. Hierdurch wird eine weitergehende räumliche Unabhängigkeit von der eigentlichen Lichtquelle erreicht.
In 3 sind wiederum Bereiche 23 in der Designfläche 22 vorgesehen, die eine punktuelle Lichtumlenkung in Richtung auf die Designfläche 20 ermöglichen und so eine designtechnisch interessante Gestaltung für einen Betrachter einer entsprechenden Leuchtenanordnung bereitstellen.
Insgesamt kann durch die vorgenannte Gestaltung eine Leuchtenanordnung bereitgestellt werden, bei der die Designwünsche mit den lichttechnischen Anforderungen besonders gut kombiniert werden können und so ein Design sämtlicher sichtbarer Flächen eines entsprechenden Lichtleitelements ermöglicht wird.

Claims

Leuchtenanordnung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugheckleuchte mit mindestens einer in einem eingeschalteten Zustand Licht aussendenden Lichtquelle (12), wobei das Licht in ein transparentes Lichtleitelement (10) einkoppelbar ist und das Lichtleitelement (10) lichttechnisch wirksame Lichtaustrittflächen (18) und gesonderte leuchtende, nicht beleuchtungstechnisch wirksame Designflächen (20, 22) umfasst.
Leuchtenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (10) insbesondere im Bereich einer oder mehrerer Designflächen (20, 22) zumindest bereichsweise mattiert oder poliert ist und/oder lichttechnisch wirksame Strukturen aufweist.
Leuchtenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Lichtleitelement (10) insbesondere im Bereich einer oder mehrerer Designflächen (20, 22) zumindest bereichsweise Partikel aus Metall, Glas, Keramik, reflektierendem, streuendem, phosphorisierendem oder fluoreszierendem Material eingebettet oder auf eine oder mehrere Designflächen (20, 22) zumindest bereichsweise aufgetragen sind.
Leuchtenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bereichsweise auf die Designflächen eine Beschichtung zur Lichtstreuung oder Verspiegelung, insbesondere aus weißer Farbe oder Aluminium, aufgebracht ist.
Leuchtenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (12) mit einer Optik zusammenwirkt (14) zur Erzeugung der einzukoppelnden Lichtverteilung.
Leuchtenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (12) einen Lichtleiter (26) umfasst, aus dem Licht aus- und in das Lichtleitelement (10) einkoppelbar ist.
Leuchtenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (16) und/oder die Lichtauskoppelfläche (18) optisch wirksame Elemente aufweist.
Verwendung einer Leuchtenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche als Kfz-Leuchte, insbesondere als Tagfahr- oder Begrenzungsleuchte oder Signalleuchte oder als Kombination von Kraftfahrzeugleuchten.