DE102009036450A1 - Lighting arrangement for vehicle, has lighting unit, and optically effective structure inserted into surface of component to be illuminated, where component is designed transparently and structure is designed in form of rods - Google Patents

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Abstract

The arrangement has a lighting unit (L) e.g. LED, and an optically effective structure (2) inserted into a surface of a component (1) to be illuminated, where the component is designed transparently. The component is designed as a windowpane, intermediate washer or a cover plate of a rear light, vehicle headlight and/or a running light of a vehicle. The optically effective structure is designed in the form of rods, which project from the surface of the component. Light emitted from the LED is coupled to the component over total reflection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend zumindest ein Leuchtmittel und ein zu beleuchtendes Bauteil.The The invention relates to a lighting arrangement for a vehicle, comprising at least one lamp and a component to be illuminated.

Aus der US 5 631 994 ist eine Lichtauskoppelungsauflage zur Verwendung mit einem Lichtwellenleiter für eine Beleuchtungsvorrichtung bekannt. Die Lichtauskoppelungsauflage umfasst ein im Wesentlichen optisch transparentes Substrat mit einer Grundfläche und einer der Grundfläche gegenüberliegenden strukturierten Oberfläche, wobei diese mehrere darin definierte optische Elemente aufweist. Dabei weist ein optisches Element eine erste optisch glatte Fläche auf, die in einem Winkel zur Grundfläche angeordnet ist, so dass ein Teil des Lichtes, welches unter einem Einfallswinkel auf die Grundfläche der Lichtauskoppelungsauflage einfällt, durch das Substrat hindurch tritt und von der optisch glatten Fläche reflektierbar ist. Dabei tritt das Licht mit einem Winkel, der kleiner ist als der Einfallswinkel aus der Lichtauskoppelauflage aus. Die strukturierte Oberfläche weist zudem ein zweites optisches Element auf, das um einen vorgegebenen Abstand versetzt zu dem ersten optischen Element angeordnet ist.From the US 5 631 994 For example, a light extraction pad for use with an optical fiber for a lighting device is known. The Lichtauskoppelungsauflage comprises a substantially optically transparent substrate having a base surface and a base surface opposite the structured surface, wherein it has a plurality of optical elements defined therein. In this case, an optical element has a first optically smooth surface, which is arranged at an angle to the base surface, so that a part of the light, which incident on the base surface of the Lichtauskoppelungsauflage at an angle of incidence, passes through the substrate and from the optically smooth surface is reflective. In this case, the light emerges at an angle which is smaller than the angle of incidence from the light output pad. The structured surface also has a second optical element, which is arranged offset by a predetermined distance from the first optical element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsanordnung insbesondere für ein Fahrzeug anzugeben.Of the Invention is based on the object, a relation to the State of the art improved lighting arrangement in particular for a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The The object is achieved by the claim 1 specified characteristics solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeug umfasst zumindest ein Leuchtmittel und ein zu beleuchtendes Bauteil. Erfindungsgemäß ist in das zu beleuchtende Bauteil eine optisch wirksame Struktur eingebracht.A Lighting arrangement according to the invention for a vehicle comprises at least one light source and one to be illuminated Component. According to the invention is to be illuminated in the Component introduced an optically active structure.

Mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung, insbesondere mittels der in das zu beleuchtende Bauteil eingebrachten optisch wirksamen Struktur, ist es in Gewinn bringender Weise möglich, Licht direkt an gewünschten Stellen des zu beleuchtenden Bauteils auszukoppeln.through the illumination arrangement according to the invention, in particular by means of the introduced into the component to be illuminated optically effective structure, it is possible in a profitable way Light directly at desired places of the to be illuminated Decouple component.

Beispielsweise ist es anhand der Beleuchtungsanordnung ermöglicht, dass Elemente, die aus Betrachtersicht hinter dem Bauteil mit der eingebrachten Struktur angeordnet sind, für einen Betrachter der Beleuchtungsanordnung dreidimensional erscheinen.For example it is based on the lighting arrangement that allows Elements from the viewer's view behind the component with the introduced Structure are arranged for a viewer of the lighting arrangement appear three-dimensional.

Die in das zu beleuchtende Bauteil eingebrachte Struktur kann beispielsweise eine Form eines Markenzeichens eines Herstellers des Fahrzeuges, ein Schriftzug und/oder ein geometrisches Muster sein.The in the component to be illuminated introduced structure, for example a form of a trademark of a manufacturer of the vehicle, be a lettering and / or a geometric pattern.

In besonders vorteilhafter Weise kann das zu beleuchtende Bauteil mit der in dieses eingebrachten optisch wirksamen Struktur plattenförmig oder gebogen ausgebildet sein.In Particularly advantageously, the component to be illuminated with the introduced into this optically active structure plate-shaped or bent formed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer in ein zu beleuchtendes Bauteil eingebrachten optisch wirksamen Struktur mit Lichteinkopplungsflächen, 1 1 schematically a perspective view of an optically active structure with light coupling surfaces, which is introduced into a component to be illuminated;

2 schematisch eine Schnittdarstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines zu beleuchtenden Bauteiles mit einer in eine Rückseite des zu beleuchtenden Bauteiles eingebrachten optisch wirksamen Struktur, 2 1 is a schematic sectional view of an enlarged detail of a component to be illuminated with an optically active structure introduced into a rear side of the component to be illuminated;

3 schematisch eine Schnittdarstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines zu beleuchtenden Bauteiles mit einer in eine Rückseite eingebrachten optisch wirksamen Struktur und einer in eine Vorderseite des zu beleuchtenden Bauteils eingebrachten Struktur, und 3 schematically a sectional view of an enlarged detail of a component to be illuminated with an introduced into a rear optically active structure and introduced into a front of the component to be illuminated structure, and

4 schematisch in perspektivischer Ansicht ein zu beleuchtendes Bauteil mit in dieses eingebrachter optisch wirksamer Struktur im beleuchteten Zustand. 4 schematically in perspective view of a component to be illuminated with this introduced optically active structure in the illuminated state.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines zu beleuchtenden Bauteiles 1, welches Bestandteil einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ist, dargestellt.In 1 is a perspective view of a component to be illuminated 1 , which is part of a lighting arrangement according to the invention, shown.

Die Beleuchtungsanordnung umfasst wenigstens ein Leuchtmittel L. Dabei kann als Leuchtmittel L beispielsweise eine vorgebbare Anzahl von Leuchtdioden und/oder ein Lichtwellenleiter verwendet werden.The Lighting arrangement comprises at least one light-emitting means L. Dabei can, for example, a predeterminable number of light-emitting diodes as the light source L. and / or an optical waveguide can be used.

Das zu beleuchtende Bauteil 1 ist beispielsweise plattenförmig ausgebildet, wobei es sich bei diesem z. B. um eine Fahrzeugscheibe, eine Fensterscheibe, eine Abdeckscheibe oder eine Zwischenscheibe eines Fahrzeugscheinwerfers und/oder eines Rücklichtes und/oder um eine Begrenzungsbeleuchtung des Fahrzeuges handeln kann.The component to be illuminated 1 is, for example, plate-shaped, with this z. B. can be a vehicle window, a window, a cover or a washer of a vehicle headlamp and / or a tail light and / or a parking lights of the vehicle.

Das zu beleuchtende Bauteil 1 besteht insbesondere aus einem transparenten Material, wie z. B. Polymethylmethacrylat, Polycarbonat und/oder Glas.The component to be illuminated 1 insists into special made of a transparent material, such. As polymethyl methacrylate, polycarbonate and / or glass.

In einer möglichen, nicht dargestellten Ausführungsform kann das zu beleuchtende Bauteil 1 auch eine gebogene Form aufweisen.In one possible, not shown embodiment, the component to be illuminated 1 also have a curved shape.

In eine Oberflächenseite, d. h. einer Rückseite 1.1 des zu beleuchtenden Bauteiles 1, ist eine optisch wirksame Struktur 2 eingebracht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die optisch wirksame Struktur 2 in Form eines Musters 2.1, insbesondere in Form eines Gitters in die Rückseite 1.1 eingebracht. Dabei erstreckt sich die optisch wirksame Struktur 2 in Form des Musters 2.1 über eine gesamte Oberfläche der Rückseite 1.1 des zu beleuchtenden Bauteiles 1.In a surface side, ie a backside 1.1 of the component to be illuminated 1 , is an optically active structure 2 brought in. In the present embodiment, the optically active structure 2 in the form of a pattern 2.1 , Especially in the form of a grid in the back 1.1 brought in. In this case, the optically active structure extends 2 in the form of the pattern 2.1 over an entire surface of the back 1.1 of the component to be illuminated 1 ,

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung kann die optisch wirksame Struktur 2 auch in Form von Buchstaben und/oder eines Markenzeichens, beispielsweise eines Herstellers des Fahrzuges in das zu beleuchtende Bauteil 1 eingebracht sein.In an advantageous embodiment of the illumination arrangement according to the invention, the optically active structure 2 also in the form of letters and / or a trademark, for example, a manufacturer of the vehicle in the component to be illuminated 1 be introduced.

Die optisch wirksame Struktur 2 ist insbesondere als eine raue Oberflächenstruktur in das zu beleuchtende Bauteil 1 mit entsprechendem Muster 2.1, z. B. linienförmigen aufgerauten Vertiefungen, eingebracht.The optically effective structure 2 is especially as a rough surface structure in the component to be illuminated 1 with a corresponding pattern 2.1 , z. B. linear roughened depressions introduced.

Alternativ dazu kann die optisch wirksame Struktur 2 auch durch eine Anordnung von Facetten und/oder Prismen ausgebildet sein, wobei diese Form der optischen Struktur 2 vorzugsweise auf die Oberfläche der Rückseite 1.1 des zu beleuchtenden Bauteiles 1 aufgebracht ist.Alternatively, the optically active structure 2 also be formed by an array of facets and / or prisms, this shape of the optical structure 2 preferably on the surface of the back 1.1 of the component to be illuminated 1 is applied.

Besonders bevorzugt ist, um eine homogene Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungsanordnung zu erreichen, eine Lichteinkoppelfläche 1.3 an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des zu beleuchtenden Bauteiles 1 angeordnet. Insbesondere sind die Lichteinkoppelflächen 1.3 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 an zwei sich gegenüberliegenden kurzen Seiten 1.4 des zu beleuchtenden Bauteiles 1 angeordnet.Particularly preferably, in order to achieve a homogeneous emission characteristic of the illumination arrangement, a light coupling surface 1.3 on two opposite sides of the component to be illuminated 1 arranged. In particular, the light coupling surfaces 1.3 in the present embodiment according to 1 on two opposite short sides 1.4 of the component to be illuminated 1 arranged.

Ist als Leuchtmittel L der Beleuchtungsanordnung eine vorgebbare Anzahl von Leuchtdioden eingesetzt, so sind die Leuchtdioden direkt an der Lichteinkoppelfläche 1.3 des zu beleuchtenden Bauteiles 1 angeordnet, wodurch ein von den Leuchtdioden abgestrahltes Licht über Totalreflexion in das zu beleuchtende Bauteil 1 einkoppelbar ist. Hierzu können zur Verbesserung der Reflexion des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichtes auch Reflektoren und/oder optische Linsen, wie beispielsweise Sammellinsen eingesetzt werden.If a predeterminable number of light-emitting diodes is used as the luminous means L of the illumination arrangement, then the light-emitting diodes are directly at the light-coupling surface 1.3 of the component to be illuminated 1 arranged, whereby a radiated light from the LEDs via total reflection in the component to be illuminated 1 can be coupled. For this purpose, reflectors and / or optical lenses, such as converging lenses can be used to improve the reflection of the light emitted by the LEDs.

Auch ist es möglich, nur an eine Seite des zu beleuchtenden Bauteiles 1 einen Lichtwellenleiter als Leuchtmittel L anzuordnen, mittels dem Licht über die Lichteinkoppelfläche 1.3 in das zu beleuchtende Bauteil 1 eingekoppelt wird, so dass das Muster 2.1 beleuchtet ist. (nicht näher dargestellt)It is also possible only on one side of the component to be illuminated 1 to arrange an optical waveguide as a luminous means L, by means of the light on the Lichteinkoppelfläche 1.3 in the component to be illuminated 1 is coupled, so the pattern 2.1 is lit. (not shown in detail)

Eine Lichtauskoppelfläche des zu beleuchtenden Bauteiles bildet insbesondere die optisch wirksame Struktur 2, so dass die optisch wirksame Struktur 2, beispielsweise in Form des Gitters leuchtet, sofern Licht in die Lichteinkoppelfläche 1.3 des zu beleuchtenden Bauteiles 1 eingekoppelt wird.A light output surface of the component to be illuminated forms in particular the optically active structure 2 so that the optically effective structure 2 , For example, in the form of the grid lights, provided that light in the Lichteinkoppelfläche 1.3 of the component to be illuminated 1 is coupled.

Anhand der optisch wirksamen Struktur 2 ist es in vorteilhafter Weise möglich, direkt an einer oder mehreren gewünschten Stellen des zu beleuchtenden Bauteiles 1 Licht auszukoppeln, wodurch zumindest die optisch wirksame Struktur 2 beleuchtet ist.Based on the optically active structure 2 It is advantageously possible directly at one or more desired locations of the component to be illuminated 1 To decouple light, whereby at least the optically effective structure 2 is lit.

Eine in 2 näher dargestellte Vorderseite 1.2 des zu beleuchtenden Bauteiles 1, insbesondere die dem Betrachter der Beleuchtungsanordnung zugewandte Seite, ist bevorzugt glatt, d. h. ohne Unebenheiten ausgebildet.An in 2 shown in front 1.2 of the component to be illuminated 1 , in particular the side facing the viewer of the illumination arrangement, is preferably smooth, ie formed without unevenness.

In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung kann die Vorderseite 1.2 auch die gleiche Geometrie wie die in die Rückseite 1.1 eingebrachte, optisch wirksame Struktur 2 aufweisen, wodurch die optisch wirksame Struktur 2, insbesondere deren Geometrie für den Betrachter auch im unbeleuchteten Zustand der Beleuchtungsanordnung erkennbar ist, wie im Detail in 3 gezeigt ist.In a possible embodiment of the illumination arrangement according to the invention, the front side 1.2 also the same geometry as the one in the back 1.1 introduced, optically active structure 2 , whereby the optically active structure 2 , In particular, whose geometry is visible to the viewer even in the unlit condition of the lighting arrangement, as in detail in 3 is shown.

Bei dem in 2 gezeigten, zu beleuchtenden Bauteil 1 handelt es sich beispielsweise um eine Zwischenscheibe eines Rücklichtes des Fahrzeuges.At the in 2 shown, to be illuminated component 1 For example, it is an intermediate disc of a tail light of the vehicle.

Dabei ist im Detail gezeigt, dass die optisch wirksame Struktur 2 an der Rückseite 1.1 des zu beleuchtenden Bauteiles 1 eingebracht ist. Die Vorderseite 1.2, die dem Betrachter zugewandte Seite, ist glatt und weist somit keine Unebenheiten auf.It is shown in detail that the optically active structure 2 at the back 1.1 of the component to be illuminated 1 is introduced. The front 1.2 , the side facing the viewer, is smooth and thus has no bumps.

3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel für ein zu beleuchtendes Bauteil 1', bei welchem in eine Rückseite 1.1' als auch in eine Vorderseite 1.2' eine alternative optisch wirksame Struktur 2' eingebracht ist. Die optisch wirksame Struktur 2' ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form von Stegen ausgeführt, die von der Oberfläche des Bauteils 1' abstehen. Dadurch ist zumindest die Geometrie der optisch wirksamen Struktur 2 auch in einem unbeleuchteten Zustand für einen Betrachter erkennbar. 3 shows an alternative embodiment of a component to be illuminated 1' in which in a back 1.1 'as well as in a front 1.2 an alternative optically active structure 2 ' is introduced. The optically effective structure 2 ' is executed in this embodiment in the form of webs extending from the surface of the component 1' protrude. As a result, at least the geometry of the optically active structure 2 also recognizable in a non-illuminated state for a viewer.

In 4 ist das zu beleuchtende Bauteil 1 gemäß 1 dargestellt, wobei das zu beleuchtende Bauteil 1 und insbesondere die optisch wirksame Struktur 2 in Form des Musters 2.1 Licht abstrahlt, d. h. Licht auskoppelbar ist.In 4 is the component to be illuminated 1 according to 1 represented, wherein the component to be illuminated 1 and in particular the optically active structure 2 in the form of the pattern 2.1 Light radiates, ie light can be coupled out.

Mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ist es möglich, das Licht an dem durch die optisch wirksame Struktur 2 definierten Muster 2.1, welches in das zu beleuchtende Bauteil 1 eingebracht ist, auszukoppeln. Dabei kann die optische Struktur 2' als Muster 2.1, Buchstaben und/oder als ein Markenzeichen ausgebildet sein.By means of the lighting arrangement according to the invention, it is possible for the light to pass through the optically active structure 2 defined pattern 2.1 , which in the component to be illuminated 1 is introduced, decouple. In this case, the optical structure 2 ' as a pattern 2.1 , Letters and / or be designed as a trademark.

Dadurch, dass das zu beleuchtende Bauteil 1 transparent ist, kann ein dreidimensionaler Effekt in Bezug auf die Beleuchtungsanordnung, die beispielsweise in einer Beleuchtungsvorrichtung, wie z. B. dem Rücklicht eines Fahrzeuges, angeordnet ist, erzeugt werden. Hierzu ist aus Betrachtersicht hinter dem transparenten, zu beleuchtenden Bauteil 1 mindestens ein weiteres Leuchtmittel L, beispielsweise für ein Bremslicht angeordnet, wodurch die Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise das Rücklicht bei aktiviertem Bremslicht dreidimensional erscheint.Due to the fact that the component to be illuminated 1 is transparent, a three-dimensional effect with respect to the lighting arrangement, for example, in a lighting device such. B. the tail light of a vehicle, is arranged to be generated. From the viewer's perspective, this is behind the transparent component to be illuminated 1 at least one further light source L, for example, arranged for a brake light, whereby the lighting device, for example, the tail light appears three-dimensionally when the brake light is activated.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Beleuchtungsanordnung auch für gekrümmte, zu beleuchtende Bauteile 1 verwendet werden.In a particularly advantageous manner, the lighting arrangement can also be used for curved components to be illuminated 1 be used.

1, 1'1, 1'
zu beleuchtendes Bauteilto lighting component
1.1, 1.1'1.1 1.1 '
Rückseiteback
1.2, 1.2'1.2 1.2 '
Vorderseitefront
1.31.3
Lichteinkoppelflächelight injection
1.41.4
kurze Seiteshort page
2, 2'2, 2 '
optisch wirksame Strukturoptical effective structure
2.12.1
Mustertemplate
LL
LeuchtmittelLamp

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Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeug, umfassend zumindest ein Leuchtmittel (L) und ein zu beleuchtendes Bauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass in das zu beleuchtende Bauteil (1) eine optisch wirksame Struktur (2) eingebracht ist.Lighting arrangement for a vehicle, comprising at least one light source (L) and a component to be illuminated ( 1 ), characterized in that in the component to be illuminated ( 1 ) an optically active structure ( 2 ) is introduced. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Struktur (2) wenigstens in eine Oberflächenseite des zu beleuchtenden Bauteils (1) eingebracht ist.Illumination arrangement according to claim 1, characterized in that the optically active structure ( 2 ) at least in a surface side of the component to be illuminated ( 1 ) is introduced. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Struktur (2) als eine Oberflächenstruktur in die Oberflächenseite eingebracht ist.Illumination arrangement according to claim 2, characterized in that the optically active structure ( 2 ) is introduced as a surface structure in the surface side. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur mit einem vorgegebenen Muster (2.1), insbesondere einem Linien- und/oder Netzmuster, in die Oberflächenseite des zu beleuchtenden Bauteiles (1) eingebracht ist.Lighting arrangement according to claim 3, characterized in that the surface structure with a predetermined pattern ( 2.1 ), in particular a line and / or net pattern, into the surface side of the component to be illuminated ( 1 ) is introduced. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beleuchtende Bauteil (1) transparent ist.Lighting arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the component to be illuminated ( 1 ) is transparent. Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beleuchtende Bauteil (1) eine Fensterscheibe, eine Zwischenscheibe oder eine Abdeckscheibe eines Rücklichtes, eines Fahrzeugscheinwerfers und/oder einer Begrenzungsleuchte des Fahrzeuges ist.Lighting arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the component to be illuminated ( 1 ) is a windowpane, a washer or a cover of a tail light, a vehicle headlamp and / or a marker lamp of the vehicle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5631994A (en) 1995-08-23 1997-05-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Structured surface light extraction overlay and illumination system

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