DE102010044424A1 - Illumination device e.g. tail light for vehicle, has divergent lens elements provided in narrow side of flat light guide element resulting in formation of divergent lens surface where combined light is scattered within element - Google Patents

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Abstract

The device has light source (4) comprising planar light-guiding element with opposite flat sides (5) on which combined light (6) is completely reflected. The second narrow side is provided opposite to light output surface, while providing third narrow side (12) where combined light is completely reflected in the direction of the light output surface. Several divergent lens elements are provided in the narrow side (12) of flat light guide element resulting in formation of divergent lens surface where combined light is scattered within light guide element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem in Lichtabstrahlrichtung vor der Lichtquelle angeordneten flächigen Lichtleitelement enthaltend eine an einer ersten Schmalseite angeordnete Lichteinkoppelfläche zum Einkoppeln des von der Lichtquelle emittierten Lichtes, zwei gegenüberliegende Flachseiten, an denen das eingekoppelte Licht totalreflektierbar ist, so dass es in einer durch die Flachseiten vorgegebenen Lichtführungsrichtung innerhalb des flächigen Lichtleitelementes weiterleitbar ist, eine an einer zweiten Schmalseite und gegenüberliegend zu der Lichteinkoppelfläche angeordnete Lichtauskoppelfläche, eine dritte Schmalseite, an der das eingekoppelte Licht in Richtung der Lichtauskoppelfläche totalreflektierbar ist, eine Anzahl von Streuoptikelementen zur Streuung des eingekoppelten Lichtes entsprechend einer vorgegebenen Lichtfunktion.The invention relates to a lighting device for vehicles having a light source and having a light guiding element arranged in front of the light source comprising a light coupling surface arranged on a first narrow side for coupling the light emitted by the light source, two opposing flat sides on which the coupled light is totally reflectable, such that it can be forwarded within the planar light guiding element in a light guiding direction predetermined by the flat sides, a light coupling surface arranged on a second narrow side and opposite the light coupling surface, a third narrow side on which the coupled light is totally reflectable in the direction of the light coupling surface, a number of scattering optical elements for scattering the coupled-in light according to a given light function.

Aus der DE 10 2008 048 765 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem derselben vorgelagerten flächigen Lichtleitelement bekannt. Das flächige Lichtleitelement weist zwei parallel zueinander verlaufende Flachseiten auf, die als Totalreflexionsflächen dienen und optikfrei ausgebildet sind. Auf einer Lichteinkoppelseite weist das flächige Lichtleitelement eine erste Schmalseite auf, die mit einer Lichteinkoppelflächen zum Einkoppeln des von der Lichtquelle emittierten Lichtes ausgeführt ist. Auf einer gegenüberliegenden und in Lichtabstrahlrichtung vorne angeordneten Lichtauskoppelseite weist das flächige Lichtleitelement eine zweite Schmalseite auf, die als eine Lichtauskoppelfläche ausgebildet ist und eine Anzahl von Streuoptikelementen aufweist, so dass das eingekoppelte Licht entsprechend einer vorgegebenen Lichtfunktion, wie beispielsweise Schlusslicht- oder Bremslichtfunktion, abgestrahlt wird. Zusätzlich weist das flächige Lichtleitelement eine an die erste Schmalseite angrenzende dritte Schmalseite auf, an der das eingekoppelte Licht in Richtung der Lichtauskoppelfläche totalreflektiert wird. Die dritte Schmalseite ist parabelförmig ausgebildet, so dass das eingekoppelte Licht im Wesentlichen in Richtung der Lichtauskoppelfläche parallelisiert wird. Nachteilig an der bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist, dass das Erscheinungsbild des flächigen Lichtleitelementes durch die strukturierte Lichtauskoppelfläche geprägt ist und somit seine Tiefe entgegen der Lichtabstrahlrichtung nicht ohne weiteres erkennbar ist.From the DE 10 2008 048 765 A1 is a lighting device for vehicles with a light source and with one of the same upstream planar light guide known. The planar light-guiding element has two flat sides extending parallel to one another, which serve as total reflection surfaces and are formed without any optics. On a Lichteinkoppelseite, the planar light guide on a first narrow side, which is designed with a light input surfaces for coupling the light emitted from the light source. On an opposite and arranged in Lichtabstrahlrichtung forward Lichtauskoppelseite, the planar light guide on a second narrow side, which is designed as a Lichtauskoppelfläche and a number of scattering optical elements, so that the injected light according to a predetermined light function, such as tail light or brake light function is emitted , In addition, the planar light-guiding element has a third narrow side adjoining the first narrow side, on which the coupled-in light is totally reflected in the direction of the light outcoupling surface. The third narrow side is parabolic, so that the coupled-in light is parallelized substantially in the direction of the light output surface. A disadvantage of the known lighting device is that the appearance of the planar light-guiding element is characterized by the structured light coupling-out surface and thus its depth, contrary to the direction of light emission, can not be readily recognized.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem flächigen Lichtleitelement derart weiterzubilden, dass das flächige Lichtleitelement zum Einen insbesondere in einem Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung ein Erscheinungsbild mit Tiefenwirkung ermöglicht und zum Anderen im Betriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung eine vorgegebene Lichtfunktion ermöglicht.Object of the present invention is therefore to develop a lighting device for vehicles with a planar light guide such that the planar light guide allows for a particular in a non-operating state of the lighting device appearance with depth effect and on the other hand in the operating state of the lighting device allows a predetermined light function.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Streuoptikelemente an der dritten Schmalseite angeordnet sind zur Bildung einer Streuoptikfläche, an der das eingekoppelte Licht innerhalb des flächigen Lichtleitelementes gestreut wird.To achieve this object, the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the scattering optical elements are arranged on the third narrow side to form a scattering optical surface on which the coupled light is scattered within the planar light guide element.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Anordnung von Streuoptikelementen an einer zwischen einer Lichteinkoppelfläche und einer Lichtauskoppelfläche verlaufenden dritten Schmalseite zur Erzeugung einer Lichtfunktion die vorderseitige Lichtauskoppelfläche frei von eine Tiefenwirkung des Erscheinungsbildes beeinträchtigenden Streuoptikelementen gehalten werden kann. Bei Betrachtung des flächigen Lichtleitelementes im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung kann somit „in das flächige Lichtleitelement” hineingeschaut werden, wobei eine Tiefe bzw. Massivität in Lichtabstrahlrichtung des flächigen Lichtleitelementes desselben erkennbar ist. Nach der Erfindung sind die Streuoptikelemente an der dritten Schmalseite angeordnet, die sich bezogen auf die Hauptabstrahlrichtung des Lichtes an einer Rückseite des flächigen Lichtleitelementes erstreckt. Dadurch, dass die Streuoptikelemente im Wesentlichen in einem Abstand zu der in Hauptlichtabstrahlrichtung vor derselben liegenden Lichtauskoppelfläche angeordnet sind, wird eine Tiefenwirkung weiter gefördert. Die Streuoptikfläche an der dritten Schmalseite ist so ausgebildet, dass Licht entsprechend einer vorgegebenen Lichtfunktion in Hauptlichtabstrahlrichtung totalreflektiert wird.The particular advantage of the invention is that, by arranging scattering optical elements on a third narrow side extending between a light input surface and a light output surface to produce a light function, the front light output surface can be kept free of stray optical elements impairing a depth effect of the appearance. When viewing the planar light-guiding element in the non-operating state of the lighting device, it is thus possible to look into the planar light-guiding element, wherein a depth or massiveness in the light-emitting direction of the planar light-guiding element thereof can be seen. According to the invention, the scattering optical elements are arranged on the third narrow side, which extends with respect to the main emission of the light at a rear side of the planar light-guiding element. Because the scattering optical elements are arranged substantially at a distance from the light outcoupling surface located in front of the latter in the main light emission direction, a depth effect is further promoted. The scattering optics surface on the third narrow side is designed such that light is totally reflected according to a predetermined light function in the main light emission direction.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Streuoptikfläche als eine Parabelformfläche oder als eine Freiformfläche ausgebildet, die sich zumindest teilweise zwischen der Lichteinkoppelfläche und der Lichtauskoppelfläche erstreckt. Die Streuoptikfläche ist derart ausgebildet, dass nach Brechung des Lichtes an der Lichtauskoppelfläche eine vorgegebene Lichtfunktion, wie beispielsweise Schlusslicht- bzw. Bremslichtfunktion, erzeugbar ist. Die wesentliche Lichtführung innerhalb des flächigen Lichtleitelementes erfolgt demnach an der schmalseitigen Streuoptikfläche.According to a preferred embodiment of the invention, the scattering optical surface is formed as a parabolic molding surface or as a free-form surface which extends at least partially between the light input surface and the light outcoupling surface. The scattering optical surface is designed such that after refraction of the light at the light output surface, a predetermined light function, such as tail light or brake light function, can be generated. The essential light guide within the planar light-guiding element accordingly takes place on the narrow-side scattering optical surface.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Flachseiten des flächigen Lichtleitelementes im Wesentlichen optikfrei ausgebildet, wobei das eingekoppelte Licht an der Flachseite unter einem Ausfallwinkel reflektiert wird, der mit einem Einfallwinkel übereinstimmt. Die Flachseiten dienen somit im Wesentlichen zur Lichtweiterleitung bzw. Lichtführung von einer lichteinkoppelseitigen Rückseite zu einer lichtauskoppelseitigen Vorderseite. Alternativ kann eine partielle optische Struktur, beispielsweise eine Erodierstruktur, Ätzung oder Bedruckung, auf einer oder beiden Flachseiten vorgesehen sein, an der geringe Lichtanteile diffus gestreut werden und aus dem Lichtleitelement austreten, um die Flachseiten zumindest partiell aufleuchten zu lassen.According to a development of the invention, the flat sides of the planar light guide element are formed substantially free of optics, wherein the injected light is reflected on the flat side at a corner angle, which coincides with an angle of incidence. The flat sides are thus essentially used for transmitting light or guiding light from a light-coupling-side rear side to a light-outcoupling-side front side. Alternatively, you can a partial optical structure, for example an erosion structure, etching or printing, may be provided on one or both flat sides, are diffusely scattered at the low light portions and emerge from the light guide element in order to illuminate the flat sides at least partially.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Streuoptikfläche eine optische Strukturierung, insbesondere eine Anzahl von streifenförmigen und/oder kissenförmigen und/oder prismenförmigen Streuoptikelementen auf. Eine Streuung des Lichtes zur Erzeugung der vorgegebenen Lichtfunktion erfolgt bereits im flächigen Lichtleitelement selbst. Durch eine Größe und/oder Teilung der Streuoptikelemente sowie die Tiefe des Lichtleitelementes kann die Homogenität der Ausleuchtung durch die vorzugsweise optikfreien Lichtauskoppelfläche bestimmt werden. Je kleiner die Optikteilung gewählt wird, umso höher ist die Homogenität der Ausleuchtung. Je größer die Optikteilung gewählt wird, umso stärker treten einzelne Lichtpunkte in der Vorderansicht auf. Hierdurch lassen sich nicht nur im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung, sondern auch im Betriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung unterschiedliche Erscheinungsbilder einstellen.According to a development of the invention, the scattering optical surface has an optical structuring, in particular a number of strip-shaped and / or pillow-shaped and / or prismatic scattering optical elements. A scattering of the light for generating the predetermined light function already takes place in the planar light guide element itself. By a size and / or division of the scattering optical elements and the depth of the light guide, the homogeneity of the illumination can be determined by the preferably optically clear light outcoupling surface. The smaller the optics pitch is chosen, the higher the homogeneity of the illumination. The larger the optics division is chosen, the more individual light points appear in the front view. As a result, different appearances can be set not only in the non-operating state of the lighting device but also in the operating state of the lighting device.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichteinkoppelfläche als eine muldenförmige Vertiefung ausgebildet, in der die Lichtquelle, vorzugsweise eine LED-Lichtquelle, angeordnet ist. Das Licht wird somit in Richtung der seitlichen dritten Schmalseite eingekoppelt, an der es entsprechend der Formgebung der entsprechenden Streuoptikfläche totalreflektiert wird.According to a development of the invention, the light incoupling surface is formed as a trough-shaped depression in which the light source, preferably an LED light source, is arranged. The light is thus coupled in the direction of the lateral third narrow side, at which it is totally reflected according to the shape of the corresponding scattering optical surface.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtauskoppelfläche optikfrei ausgebildet. Sie kann glatt und/oder poliert ausgebildet sein, so dass sie im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung glasklar und durchscheinend ausgebildet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the light output surface is formed optically free. It may be smooth and / or polished, so that it is clear and translucent in the non-operating state of the lighting device.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtauskoppelfläche auch mit einer diffusen Struktur ausgebildet sein. Hierdurch wirkt dass Lichtleitelement gleichzeitig als ein „glühender Körper”, wobei er als eine diffuse leuchtende Fläche in Erscheinung tritt. Im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung ist eine diffuse, gleichmäßige vorderseitige Fläche zu sehen.According to an alternative embodiment of the invention, the light outcoupling surface may also be formed with a diffuse structure. As a result, the light-conducting element simultaneously acts as a "glowing body", appearing as a diffuse luminous surface. In the non-operating state of the lighting device is a diffuse, uniform front surface to see.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages emerge from the further subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Darstellung eines flächigen Lichtleitelementes nach einer ersten Ausführungsform von der Rückseite her, 1 a perspective view of a planar light guide element according to a first embodiment from the back,

2 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit des flächigen Lichtleitelementes gemäß 1 für die eingezeichneten Lichtstrahlen, 2 an enlarged view of a detail of the planar light guide according to 1 for the marked light rays,

3 eine perspektivische Darstellung des flächigen Lichtleitelementes gemäß 1 von der Vorderseite, 3 a perspective view of the planar light guide according to 1 from the front,

4 einen teilweisen Horizontalschnitt durch das flächige Lichtleitelement gemäß 1, 4 a partial horizontal section through the planar light guide according to 1 .

5 eine Darstellung eines flächigen Lichtleitelementes nach einer zweiten Ausführungsform von der Rückseite und 5 a representation of a planar light guide element according to a second embodiment of the back and

6 eine Darstellung eines flächigen Lichtleitelementes nach einer dritten Ausführungsform von der Rückseite. 6 a representation of a planar light-guiding element according to a third embodiment of the back.

Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge dient zur Erzeugung einer Signalfunktion in einem Heck- oder Bugbereich eines Kraftfahrzeuges oder als eine dritte bzw. hochgestellte Bremsleuchte. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung einer Schlusslicht-, Bremslicht-, vorderer oder hinterer Blinklicht-, Nebelschlusslicht-, Rückfahrlicht- oder Positions- bzw. Tagfahrlichtfunktion dienen.A lighting device for vehicles is used to generate a signal function in a rear or bow region of a motor vehicle or as a third or superscript brake light. For example, the lighting device can be used to generate a taillight, brake light, front or rear flashing light, rear fog light, reversing light or position or daytime running light function.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den 1 bis 4 besteht die Beleuchtungsvorrichtung im Wesentlichen aus einem flächigen Lichtleitelement 1 mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lichtleitsegmenten 2, denen jeweils an einer Rückseite 3 eine Lichtquelle 4, insbesondere eine LED-Lichtquelle bzw. LED-Chip, zugeordnet ist. Die LED-Lichtquellen 4 sind auf einem gemeinsamen nicht dargestellten Träger (Leiterplatte) angeordnet, der sich im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Lichtleitelementes 1 erstreckt. Das Lichtleitelement 1 dient zusammen mit den Lichtquellen 4 zur Erzeugung einer Signallichtfunktion innerhalb eines Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung. Innerhalb des Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung können noch weitere Lichtfunktionen bereitgestellt werden. Eine Öffnung des topfförmigen Gehäuses ist durch eine glasklare oder eingefärbte Abschlussscheibe abgedeckt.According to a first embodiment of the invention according to the 1 to 4 the lighting device consists essentially of a flat light guide 1 with a plurality of juxtaposed Lichtleitsegmenten 2 , each on a back 3 a light source 4 , in particular an LED light source or LED chip, is assigned. The LED light sources 4 are arranged on a common carrier (printed circuit board), not shown, which is substantially perpendicular to the extension direction of the light guide 1 extends. The light guide 1 serves together with the light sources 4 for generating a signal light function within a housing of the lighting device. Within the housing of the lighting device further light functions can be provided. An opening of the cup-shaped housing is covered by a crystal clear or colored lens.

Das Lichtleitelement 1 weist gegenüberliegende und parallel zueinander verlaufende Flachseiten 5, 5' auf, die jeweils optikfrei (also frei von Streuoptikelementen) ausgebildet sind und durch Totalreflexion zur Führung von an einer rückseitigen Lichteinkoppelseite 7 eingekoppeltem Licht 6 in Hauptlichtabstrahlrichtung H zu einer vorderseitigen Lichtauskoppelseite 8 dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Flachseiten 5, 5' eben und parallel zueinander angeordnet. Mindestens eine der Flachseiten 5, 5' kann in einem geringen Flächenwinkel verlaufen für eine eventuell erforderliche Werkzeugentformung.The light guide 1 has opposite and parallel flat sides 5 . 5 ' on, each of which are formed optically free (that is, free of scattering optical elements) and by total reflection for guiding at a rear Lichteinkoppelseite 7 coupled light 6 in Hauptlichtabstrahlrichtung H to a front side light output side 8th serve. In the present embodiment, the flat sides 5 . 5 ' arranged flat and parallel to each other. At least one of the flat sides 5 . 5 ' can run in a small surface angle for any necessary tool removal.

An der Lichteinkoppelseite 7 des Lichtleitelementes 1 ist eine erste Schmalseite 9 mit einer muldenförmigen Lichteinkoppelfläche 10 angeordnet, wobei das von der Lichtquelle 4 emittierte Licht über die Lichteinkoppelfläche 10 in das entsprechende Lichtleitsegment 2 des Lichtleitelementes 1 eingekoppelt wird.At the light coupling side 7 of the light-guiding element 1 is a first narrow side 9 with a trough-shaped light coupling surface 10 being arranged, that of the light source 4 emitted light via the light input surface 10 in the corresponding Lichtleitsegment 2 of the light-guiding element 1 is coupled.

An der Lichtauskoppelseite 8 des Lichtleitelementes 1 ist eine durchgehende zweite Schmalseite 11 angeordnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eben ausgebildet ist und als eine Lichtauskoppelfläche zur Auskopplung des in die entsprechenden Lichtleitsegmente 2 des Lichtleitelementes 1 eingekoppelten Lichtes 6 dient. Die Lichtauskoppelfläche 11 ist optikfrei, das heißt frei von Streuoptikelementen ausgebildet.At the light extraction side 8th of the light-guiding element 1 is a continuous second narrow side 11 arranged, which is flat in the present embodiment and as a light output surface for coupling the in the corresponding Lichtleitsegmente 2 of the light-guiding element 1 coupled light 6 serves. The light output surface 11 is optically free, that is formed free of scattering optical elements.

In einem Bereich zwischen der ersten Schmalseite 9 und der zweiten Schmalseite 11 erstreckt sich eine dritte Schmalseite 12, die mit einer Mehrzahl von Streuoptikelementen 13 als eine Streuoptikfläche ausgebildet ist. Die Streuoptikfläche 12 erstreckt sich als eine Parabelformfläche von gegenüberliegenden Rändern der ersten Schmalseite 9 in Richtung der eine Vorderseite 14 des Lichtleitelementes 1 bildenden zweiten Schmalseite 11. Streuoptikflächen 12 benachbarter Lichtleitsegmente 2 laufen in einem gemeinsamen Scheitelbereich 15 zusammen, der beabstandet zu der zweiten Schmalseite 11 angeordnet ist.In an area between the first narrow side 9 and the second narrow side 11 extends a third narrow side 12 provided with a plurality of scattering optical elements 13 is designed as a scattering optics surface. The scattering optics surface 12 extends as a parabolic forming surface from opposite edges of the first narrow side 9 towards the one front 14 of the light-guiding element 1 forming second narrow side 11 , Scattering optical surfaces 12 adjacent Lichtleitsegmente 2 run in a common vertex area 15 together, spaced from the second narrow side 11 is arranged.

Während das Licht 6 an den Flachseiten 5, 5' aufgrund der Optikfreiheit derselben unter einem Ausfallwinkel totalreflektiert werden, der mit einem Einfallwinkel übereinstimmt – also größtenteils mittels Totalreflexion weitergeleitet wird –, erfolgt an der Streuoptikfläche 12 infolge der optischen Strukturierung (Facettierung) eine Lichtführung dahingehend, dass nach Auskopplung des Lichtes 6 an der Lichtauskoppelfläche 11 eine vorgegebene Signalfunktion erzeugbar ist. Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, erfolgt an der Streuoptikfläche 12 keine Parallelisierung des Lichtes – wie es bisher beim Stand der Technik bekannt war –, sondern eine Lichtverteilung zur Bildung der vorgegebenen Lichtfunktion. Da die vorderseitige Lichtauskoppelfläche 11 optikfrei ausgebildet ist, erfolgt an dieser lediglich eine die Lichtfunktion nicht beeinträchtigende Brechung des Lichtes. Aufgrund der Optikfreiheit der Lichtauskoppelfläche 11 unter Anordnung der Streuoptikelemente 13 lediglich an der dritten Schmalseite 12 erhält das Lichtleitelement 1 im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung ein tiefenwirksames Erscheinungsbild. Der Betrachter kann in das Lichtleitelement 1 von der Vorderseite 14 her hineinsehen und nimmt in einer Tiefe t des Lichtleitelementes 1 die an der Rückseite 3 der Lichtleitsegmente 2 angeordneten Streuoptikelement 13 wahr. Dem Betrachter wird hierdurch die Massivität des Lichtleitelementes 1 insbesondere entgegen der Hauptlichtabstrahlrichtung H deutlich.While the light 6 on the flat sides 5 . 5 ' due to the optical freedom of the same are totally reflected under a projection angle, which coincides with an angle of incidence - that is largely forwarded by total reflection - takes place at the scattering optics surface 12 as a result of the optical structuring (faceting) a light guide in such a way that after coupling out of the light 6 at the light output surface 11 a predetermined signal function can be generated. As in particular from 4 can be seen, takes place at the scattering optics surface 12 no parallelization of the light - as it was previously known in the prior art - but a light distribution to form the predetermined light function. Because the front light output surface 11 is formed optically free, takes place at this only a light function does not affect refraction of the light. Due to the optical freedom of the light output surface 11 under arrangement of the scattering optical elements 13 only on the third narrow side 12 receives the light guide 1 in the non-operating state of the lighting device, a deeply effective appearance. The viewer can look into the light guide 1 from the front 14 look inside and takes in a depth t of the light guide 1 the at the back 3 the Lichtleitsegmente 2 arranged scattering optical element 13 true. The observer thereby becomes the massiveness of the light-guiding element 1 especially against the Hauptlichtabstrahlrichtung H clearly.

Die Streuoptikelemente 13 sind als kissenförmige Streuoptikelemente ausgebildet. Alternativ können die Streuoptikelemente 13 auch streifenförmig und/oder prismenförmig ausgebildet sein. Durch die Größe und Teilung der Streuoptikfläche 12 kann die Homogenität der Ausleuchtung bestimmt werden. Je kleiner die Streuoptikteilung gewählt ist, umso größer ist die Homogenität des an der Lichtauskoppelfläche 11 abgestrahlten Lichtbündels. Je größer die Streuoptikteilung gewählt ist, umso stärker treten einzelne Lichtpunkte (Spots) in der Vorderansicht des Lichtleitelementes 1 auf. Dadurch, dass die Lichtstreuung bereits in einem hinteren Bereich des Lichtleitsegmentes 2 erfolgt, in dem die ersten Totalreflexionen stattfinden, können auf einfache Weise unterschiedliche Erscheinungsbilder im Betriebszustand und im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung erzeugt werden.The scattering optical elements 13 are formed as pillow-shaped scattering optical elements. Alternatively, the scattering optical elements 13 also be formed strip-shaped and / or prism-shaped. Due to the size and division of the scattering optics surface 12 the homogeneity of the illumination can be determined. The smaller the scattering optical division is chosen, the greater the homogeneity of the light output surface 11 emitted light beam. The larger the scattering optics division is selected, the stronger individual spots of light (spots) appear in the front view of the light-guiding element 1 on. The fact that the light scattering already in a rear region of the Lichtleitsegmentes 2 takes place, in which the first total reflections take place, different appearances can be easily generated in the operating state and in the non-operating state of the lighting device.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Lichtquellen 4 in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zu den Flachseiten 5, 5' verläuft. An der ersten Schmalseite 9 kann entgegen der Hauptlichtabstrahlrichtung H ein Befestigungsdom 16 abragen zur Befestigung des Lichtleitelementes 1 an der nicht dargestellten Trägerplatte für die Lichtquellen 4.In the present embodiment, the light sources extend 4 in a common plane perpendicular to the flat sides 5 . 5 ' runs. At the first narrow side 9 may, contrary to the main light emission H a Befestigungsdom 16 protrude for attachment of the light-guiding element 1 on the support plate, not shown, for the light sources 4 ,

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Streuoptikfläche 12 auch als eine Freiformfläche ausgebildet sein. Die Flachseiten 5, 5' können nicht nur eben, sondern auch bogenförmig und/oder unter Bildung eines Knicks in einem dreidimensionalen Raum verlaufen. Die Lichtauskoppelfläche 11 muss nicht eben, sondern kann auch bogenförmig und/oder unter Bildung eines Knicks einer vorgegebenen Kontur folgen.According to an alternative embodiment of the invention, not shown, the scattering optical surface 12 also be designed as a freeform surface. The flat sides 5 . 5 ' can not only be flat, but also arcuate and / or to form a bend in a three-dimensional space. The light output surface 11 does not have to be flat, but may also follow a curved shape and / or forming a bend of a predetermined contour.

Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtauskoppelfläche 11 mit einer diffusen Struktur, insbesondere durch Erodieren oder Ätzen oder Lasern, versehen sein. Hierdurch wirkt dass Lichtleitelement 1 zugleich als „glühender Körper”, da ein vorderseitiger Bereich desselben als diffus leuchtende Fläche in Erscheinung tritt. Im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsvorrichtung erscheint die Lichtauskoppelfläche 11 dann als eine diffuse, gleichmäßige Fläche. According to an embodiment of the invention, not shown, the light output surface 11 be provided with a diffuse structure, in particular by eroding or etching or lasers. As a result, acts that light guide 1 at the same time as a "glowing body", since a frontal area of it appears as a diffusely illuminating surface. In the non-operating state of the lighting device the light output surface appears 11 then as a diffuse, even surface.

Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf mindestens einer Flachseite 5, 5' eine partielle optische Strukturen aufgebracht sein, an denen geringe Anteile des Lichtes 6 diffus gestreut werden, so dass partiell Licht aus mindestens einer der Flachseiten 5, 5' des flächigen Lichtleitelementes 1, 21, 31 austritt.According to an embodiment of the invention, not shown, can be on at least one flat side 5 . 5 ' a partial optical structures may be applied, involving low levels of light 6 be scattered diffusely, so that partially light from at least one of the flat sides 5 . 5 ' the planar light-guiding element 1 . 21 . 31 exit.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 kann ein Lichtleitelement 21 lediglich aus einem einzigen Lichtleitsegment bestehen, das im Unterschied zu den vorhergehenden Lichtleitsegmenten 2 lediglich ein einziges Streuoptikelement 23 an der sich zwischen der ersten Schmalseite 9 und der zweiten Schmalseite 11 erstreckenden dritten Schmalseite 22 aufweist. Die Streuoptikfläche 22 schließt sich unmittelbar an die erste Schmalseite 9 an. Zwischen der Streuoptikfläche 22 und der Lichtauskoppelfläche 10 erstreckt sich eine vierte Schmalseite 24, die optikfrei ausgebildet ist.According to a second embodiment of the invention according to 5 can be a light guide 21 consist only of a single Lichtleitsegment, unlike the previous Lichtleitsegmenten 2 only a single scattering optical element 23 at the point between the first narrow side 9 and the second narrow side 11 extending third narrow side 22 having. The scattering optics surface 22 closes immediately to the first narrow side 9 at. Between the scattering surface 22 and the light output surface 10 extends a fourth narrow side 24 , which is formed optically free.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or component functions of the embodiments are provided with the same reference numerals.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 6 ist ein Lichtleitelement 31 als ein Lichtleitsegment ausgebildet, das im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 5 mehrere Reihen von sich entlang einer dritten Schmalseite 32 erstreckenden Streuoptikelementen 33 aufweist. Durch diese kleinere Streuoptikteilung wird eine homogenere Ausleuchtung an der zweiten Schmalseite 11 erreicht, wie bereits oben dargestellt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Reihen von Streuoptikelementen 33 ausgebildet. Je dicker das Lichtleitelement 31 bzw. das Lichtleitelement 1 ist, desto mehr Reihen von Streuoptikelementen 33 kann die dritte Schmalseite 32 aufweisen. Dickere Wandstärken des Lichtleitelements 31 können durch sequentielles Spritzgießen mehrerer Schichten erzeugt werden. Beispielsweise kann eine zweite gespritzte Lichtleitelementschicht auch als farbige, transparente Schicht ausgeführt sein, beispielsweise als rote, gelbe, grüne oder blaue Schicht.According to a further embodiment of the invention according to 6 is a light guide 31 is formed as a light-guiding segment, which differs from the embodiment according to FIG 5 several rows of them along a third narrow side 32 extending scattering optical elements 33 having. This smaller spreading optics division results in a more homogeneous illumination on the second narrow side 11 achieved, as already shown above. In the present embodiment, three rows of scattering optical elements 33 educated. The thicker the light guide 31 or the light guide 1 is, the more rows of scattering optical elements 33 can be the third narrow side 32 exhibit. Thicker wall thicknesses of the light-conducting element 31 can be produced by sequential injection molding of multiple layers. For example, a second sprayed light-conducting layer can also be embodied as a colored, transparent layer, for example as a red, yellow, green or blue layer.

Es versteht sich, dass die Lichtleitsegmente 2 des Lichtleitelementes 1 auch die Ausbildung der Lichtleitsegmente 21, 31 aufweisen können.It is understood that the Lichtleitsegmente 2 of the light-guiding element 1 also the formation of Lichtleitsegmente 21 . 31 can have.

Vorzugsweise ist das Lichtleitelement 1, 21, 31 einstückig durch Spritzgießen hergestellt. Es besteht aus einem transparenten Kunststoffmaterial.Preferably, the light guide is 1 . 21 . 31 manufactured in one piece by injection molding. It consists of a transparent plastic material.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lichtleitelementlight guide
22
LichtleitsegmenteLichtleitsegmente
33
Rückseiteback
44
Lichtquellelight source
5, 5'5, 5 '
Flachseiteflat side
66
Lichtlight
77
Lichteinkoppelseitelight input
88th
Lichtauskoppelseitelight output side
99
erste Schmalseitefirst narrow side
1010
Lichteinkoppelflächelight injection
1111
zweite Schmalseitesecond narrow side
1212
dritte Schmalseitethird narrow side
1313
StreuoptikelementScattering optical element
1414
Vorderseitefront
1515
Scheitelbereichapex region
1616
Befestigungsdomfixing dome
2121
Lichtleitelementlight guide
2222
StreuoptikflächeDivergent lens surface
2323
StreuoptikelementScattering optical element
2424
vierte Schmalseitefourth narrow side
3131
Lichtleitelementlight guide
3232
dritte Schmalseitethird narrow side
3333
StreuoptikelementScattering optical element
HH
HauptlichtabstrahlrichtungHauptlichtabstrahlrichtung
tt
Tiefedepth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008048765 A1 [0002] DE 102008048765 A1 [0002]

Claims (10)

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem in Lichtabstrahlrichtung vor der Lichtquelle angeordneten flächigen Lichtleitelement enthaltend: – eine an einer ersten Schmalseite angeordnete Lichteinkoppelfläche zum Einkoppeln des von der Lichtquelle emittierten Lichtes, – zwei gegenüberliegende Flachseiten, an denen das eingekoppelte Licht totalreflektierbar ist, so dass es in einer durch die Flachseiten vorgegebenen Lichtführungsrichtung innerhalb des flächigen Lichtleitelementes weiterleitbar ist, – eine an einer zweiten Schmalseite und gegenüberliegend zu der Lichteinkoppelfläche angeordnete Lichtauskoppelfläche, – eine dritte Schmalseite, an der das eingekoppelte Licht in Richtung der Lichtauskoppelfläche totalreflektierbar ist, – eine Anzahl von Streuoptikelementen zur Streuung des eingekoppelten Lichtes entsprechend einer vorgegebenen Lichtfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuoptikelemente (13, 23, 33) an der dritten Schmalseite (12, 22, 32) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) angeordnet sind zur Bildung einer Streuoptikfläche, an der das eingekoppelte Licht (6) innerhalb des flächigen Lichtleitelementes (1,21, 31) gestreut wird.Lighting device for vehicles with a light source and arranged in the light emission in front of the light source surface light guide comprising: - arranged on a first narrow side light input surface for coupling the light emitted from the light source, - two opposite flat sides, where the injected light is totally reflectable, so that it can be forwarded within the planar light guiding element in a light guiding direction predetermined by the flat sides, - a light coupling surface arranged on a second narrow side and opposite the light coupling surface, - a third narrow side on which the coupled light is totally reflectable in the direction of the light coupling surface, - a number of scattering optical elements for scattering the coupled-in light in accordance with a predetermined light function, characterized in that the scattering optical elements ( 13 . 23 . 33 ) on the third narrow side ( 12 . 22 . 32 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) are arranged to form a scattering optical surface on which the coupled-in light ( 6 ) within the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) is scattered. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuoptikfläche (12, 22, 32) als eine Parabelformfläche oder als eine Freiformfläche ausgebildet ist, die sich zumindest teilweise zwischen der Lichteinkoppelfläche (10) und der Lichtauskoppelfläche (11) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) erstreckt.Lighting device according to claim 1, characterized in that the scattering optical surface ( 12 . 22 . 32 ) is formed as a parabolic molding surface or as a free-form surface which at least partially lies between the light-coupling surface (FIG. 10 ) and the light output surface ( 11 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ). Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachseiten (5, 5') des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) im wesentlichen optikfrei ausgebildet sind, derart, dass das einkoppelte Licht (6) an den Flachseiten (5, 5') größtenteils mittels Totalreflexion weitergeleitet wird oder dass partielle optische Strukturen aufgebracht sind, an denen geringe Anteile des Lichtes (6) diffus gestreut werden, so dass partiell Licht aus mindestens einer der Flachseiten (5, 5') des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) austritt.Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the flat sides ( 5 . 5 ' ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) are formed substantially optically free, such that the coupled light ( 6 ) on the flat sides ( 5 . 5 ' ) is largely forwarded by total reflection or that partial optical structures are applied, in which small amounts of light ( 6 ) are scattered diffusely, so that partially light from at least one of the flat sides ( 5 . 5 ' ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) exit. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachseiten (5, 5') des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) eben und/oder parallel zueinander verlaufen oder dass mindestens eine der Flachseiten (5, 5') einen geringen Flächenwinkel aufweist für eine eventuell erforderliche Werkzeugentformung.Lighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flat sides ( 5 . 5 ' ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) run flat and / or parallel to each other or that at least one of the flat sides ( 5 . 5 ' ) has a small surface angle for any necessary tool removal. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuoptikfläche (12, 22, 32) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) eine optische Strukturierung, insbesondere eine Anzahl von streifenförmigen und/oder kissenförmigen und/oder prismenförmigen Streuoptikelementen (13, 23, 33) aufweist.Lighting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the scattering optical surface ( 12 . 22 . 32 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) an optical structuring, in particular a number of strip-shaped and / or cushion-shaped and / or prismatic scattering optical elements ( 13 . 23 . 33 ) having. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Strukturierung mindestens eine Reihe von sich entlang der dritten Schmalseite (12, 22, 32) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) erstreckenden Anzahl von Streuoptikelementen (13, 23, 33) umfasst.Lighting device according to claim 5, characterized in that the optical structuring at least one row of along the third narrow side ( 12 . 22 . 32 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) extending number of scattering optical elements ( 13 . 23 . 33 ). Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (10) an der ersten Schmalseite (9) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) als eine Vertiefung ausgebildet ist, in der die Lichtquelle (4) angeordnet ist.Lighting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the light input surface ( 10 ) on the first narrow side ( 9 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) is formed as a depression in which the light source ( 4 ) is arranged. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (11) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) optikfrei ausgebildet ist.Lighting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light output surface ( 11 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) is formed optically free. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (11) des flächigen Lichtleitelementes (1, 21, 31) mit einer diffusen Struktur, insbesondere durch Erodieren oder durch Ätzen oder durch Lasern, versehen ist.Lighting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light output surface ( 11 ) of the planar light-guiding element ( 1 . 21 . 31 ) is provided with a diffuse structure, in particular by erosion or by etching or by lasers. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtleitsegmente (2) nebeneinander eben oder bogenförmig angeordnet sind zur Bildung eines konturfolgenden Lichtleitelements (1), wobei die Streuoptikflächen (12) benachbarter Lichtleitsegmente (2) in einem gemeinsamen Scheitelbereich (15) zusammenlaufen, der beabstandet zu der Lichtauskoppelfläche (11) angeordnet ist.Lighting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that several Lichtleitsegmente ( 2 ) are arranged side by side flat or arcuate to form a contour-following light-guiding element ( 1 ), wherein the scattering optics surfaces ( 12 ) of adjacent light-conducting segments ( 2 ) in a common vertex area ( 15 ), which is at a distance from the light output surface ( 11 ) is arranged.
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