DE102011002281A1

DE102011002281A1 - Leuchte für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102011002281A1
Application number: DE102011002281A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Menk
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem derselben zugeordneten Optikkörper, der über eine Reflexionsfläche verfügt zur Umlenkung eines von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in Hauptabstrahlrichtung, und dass eine optische Achse der Lichtquelle in Hauptabstrahlrichtung verläuft, wobei der Optikkörper als ein flächiger Lichtleitkörper ausgebildet ist, der auf einer der Lichtquelle zugewandten ersten Flachseite eine Lichteinkoppelfläche aufweist, der auf einer der Lichtquelle abgewandten zweiten Flachseite in einem zur optischen Achse der Lichtquelle nahen Bereich eine erste Totalreflexionsfläche aufweist, mittels derer das eingekoppelte Lichtbündel quer zur optischen Achse umlenkbar ist, der auf der zweiten Flachseite in einem zur optischen Achse fernen Bereich eine zweite Totalreflexionsfläche aufweist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtbündels in die Hauptabstrahlrichtung und der auf der zweiten Flachseite in dem zur optischen Achse fernen Bereich eine Lichtauskoppelfläche aufweist zur Auskopplung des Lichtbündels aus dem flächigen Lichtleitkörper.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem derselben zugeordneten Optikkörper, der über eine Reflexionsfläche verfügt zur Umlenkung eines von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in Hauptabstrahlrichtung, und dass eine optische Achse der Lichtquelle in Hauptabstrahlrichtung verläuft.
Zur Erzeugung einer beliebigen Leuchtkontur ist es aus der DE 299 04 473 U1 bzw. der DE 10 2009 021 983 A1 bekannt, eine Leuchte mit einer Mehrzahl von LED-Lichtquellen auszustatten, die entlang der gewünschten Kontur nebeneinander angeordnet sind. Jeder LED-Lichtquelle ist als Optikkörper ein Reflektor mit einer Reflexionsfläche zugeordnet, so dass eine gewünschte Signalfunktion, beispielsweise Schlusslicht bzw. Bremslicht, erzeugt werden kann. Nachteilig an den bekannten Leuchten ist, dass eine Vielzahl von Lichtquellen verwendet werden muss, deren jeweilige Ansteuerung aufeinander abgestimmt sein muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise und mit geringem Aufwand eine beliebige Leuchtkontur geschaffen werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper als ein flächiger Lichtleitkörper ausgebildet ist, der auf einer der Lichtquelle zugewandten ersten Flachseite eine Lichteinkoppelfläche aufweist, der auf einer der Lichtquelle abgewandten zweiten Flachseite in einem zur optischen Achse der Lichtquelle nahen Bereich eine erste Totalreflexionsfläche aufweist, mittels derer das eingekoppelte Lichtbündel quer zur optischen Achse umlenkbar ist, der auf der zweiten Flachseite in einem zur optischen Achse fernen Bereich eine zweite Totalreflexionsfläche aufweist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtbündels in die Hauptabstrahlrichtung und der auf der zweiten Flachseite in dem zur optischen Achse fernen Bereich eine Lichtauskoppelfläche aufweist zur Auskopplung des Lichtbündels aus dem flächigen Lichtleitkörper.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mittels eines flächigen Lichtleitkörpers eine linienförmige Lichtabstrahlung erzeugt wird, wobei das Licht vorzugsweise über eine einzige Lichtquelle an einer Lichteinkoppelfläche eingekoppelt wird. Vorteilhaft kann ein linienförmiges Leuchtband (Leuchtkontur) geschaffen werden mit einer relativ flachen Optikeinheit. Der Ansteuerungsaufwand reduziert sich dadurch, dass im Wesentlichen nur eine einzige Lichtquelle an der Lichteinkoppelfläche angesteuert werden muss.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine erste Totalreflexionsfläche in einem zur optischen Achse der Lichtquelle nahen Bereich derart ausgebildet, dass das eingekoppelte Lichtbündel an der ersten Totalreflexionsfläche im Wesentlichen quer zur optischen Achse direkt in Richtung einer zweiten Totalreflexionsfläche in einem zu der optischen Achse fernen Bereich totalreflektiert wird. Das Lichtbündel wird somit ohne weitere Totalreflexionen direkt von der ersten Totalreflexionsfläche zu der zweiten Totalreflexionsfläche weitergeleitet, was die Lichtverluste im Gegensatz zu der Weiterleitung des Lichtbündels durch Totalreflexion an den Flachseiten des Lichtleitkörpers verringert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die zweite Totalreflexionsfläche des flächigen Lichtleitkörpers und/oder die Lichtauskoppelfläche desselben linienförmig, so dass ein langgestrecktes Leuchtband erzeugt werden kann. Vorteilhaft kann hierdurch auf einfache Weise eine beliebige Leuchtkontur geschaffen werden, die je nach Designanforderungen als geschlossener oder offener Ring oder als Bogen ausgebildet sein kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die erste Totalreflexionsfläche kegelförmig und/oder radialsymmetrisch zu der optischen Achse der Lichtquelle ausgebildet. Sind die erste Totalreflexionsfläche und die zweite Totalreflexionsfläche sowie die Lichtauskoppelfläche für sich homogen ausgebildet, kann das Lichtbündel gleichmäßig innerhalb des Lichtleitkörpers verteilt und homogen an der Lichtauskoppelfläche abgestrahlt werden. Dadurch, dass der Lichtleitkörper scheibenförmig ausgebildet ist, kann er platzsparend in einem Gehäuse der Leuchte angeordnet sein. Gegebenenfalls kann vor oder hinter dem flächigen Lichtleitkörper eine weitere Lichtfunktion angeordnet sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lichtauskoppelfläche des flächigen Lichtleitkörpers mit Facettierelementen unterschiedlicher Streubreite versehen, so dass das von dem flächigen Lichtleitkörper abgestrahlte Leuchtband ein in Abhängigkeit von unterschiedlichen Blickrichtungen ein unterschiedliches Erscheinungsbild abgibt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die zweite Totalreflexionsfläche und die Lichtauskoppelfläche in einem Außenrand des Lichtleitkörpers und/oder in einem beliebigen Radialabschnitt des Lichtleitkörpers angeordnet. Vorteilhaft können hierdurch gegebenenfalls mehrere Leuchtringe oder teilweise Leuchtringe in Abhängigkeit von dem gewünschten Erscheinungsbild des Leuchtbandes erzeugt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Außenrand des flächigen Lichtleitkörpers zusätzlich eine Radialauskoppelfläche auf, so dass ein Teil des Lichtes in radialer Richtung aus dem Lichtleitkörper abgestrahlt werden kann. Auf diese Weise können weitere, sich am Außenrand des Lichtleitkörpers anschließende Signalfunktionen, beispielsweise ein Reflektor einer weiteren Signallichtfunktion beleuchtet werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte mit einer zentralen Lichtquelle und einem flächigen Lichtleitkörper,
2 einen Horizontalschnitt durch die Leuchte entlang der Linie II-II in 1,
3 einen Vertikalschnitt durch die Leuchte gemäß 2, wobei zusätzlich der Verlauf eines Lichtbündels dargestellt ist und
4 eine Draufsicht auf die Leuchte, wobei eine erste Totalreflexionsfläche des flächigen Lichtleitkörpers eine Anzahl von Facettierelementen aufweist.
Eine Leuchte 1 für Fahrzeuge kann als Signalleuchte in einem Heckbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Beispielsweise kann die Signalleuchte zur Erzeugung einer Schlusslichtverteilung oder Bremslichtverteilung vorgesehen sein. Es kann auch eine kombinierte Schluss-/Bremslichtfunktion erzeugt werden. Alternativ kann die Leuchte 1 auch in einem Bugbereich des Fahrzeugs angeordnet sein zur Erzeugung einer Standlichtfunktion oder dergleichen.
Die Leuchte 1 besteht im Wesentlichen aus einer einzigen LED-Lichtquelle 2 und aus einem flächigen Lichtleitkörper 3 als Optikkörper, der in Hauptabstrahlrichtung 4 vor der LED-Lichtquelle 2 angeordnet ist.
Die LED-Lichtquelle 2 kann beispielsweise als ein LED-Chip oder als ein LED-Array mit einer Mehrzahl von LED-Chips ausgebildet sein, die zusammen einen Leuchtpunkt bilden.
Der flächige Lichtleitkörper 3 weist auf einer der LED-Lichtquelle 2 zugewandten Flachseite 5 eine Lichteinkoppelfläche 6 auf, die einen zu einer optischen Achse A der LED-Lichtquelle 2 nahen Bereich 7 verläuft und die von der LED-Lichtquelle 2 abgestrahlten Lichtbündel L erfasst. Die Lichteinkoppelfläche kann eben oder gewölbt oder als eine Freiformfläche ausgebildet sein.
Auf einer der LED-Lichtquelle 2 abgewandten zweiten Flachseite 9 weist der Lichtleitkörper 3 in den zur optischen Achse A nahen Bereich 7 einen kegelförmigen Einschnitt 10 auf, wobei Kegelflächen dieses Einschnitts 10 eine erste Totalreflexionsfläche 11 bilden.
Die erste Totalreflexionsfläche 11 des vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoffmaterial bestehenden Lichtleitkörpers 3 ist derart ausgebildet, dass das eintretende Lichtbündel L im Wesentlichen quer zur optischen Achse A direkt in Richtung einer radial versetzt an einem Außenrand 12 des Lichtleitkörpers 3 angeordneten zweiten Totalreflexionsfläche 13 totalreflektiert wird, wie dies besser aus 3 zu ersehen ist. Das Lichtbündel L wird somit innerhalb des flächigen Lichtleitkörpers 3 in radialer Richtung nach außen umgelenkt, ohne dass eine Totalreflexion an der ersten Flachseite 5 und der zweiten Flachseite 9 eintritt. Die zweite Totalreflexionsfläche 13 ist derart ausgebildet, dass das auf dieselbe auftreffende Licht L in Hauptabstrahlrichtung 4 zu einer an der zweiten Flachseite 9 angeordneten Lichtauskoppelfläche 14 des Lichtleitkörpers 3 umgelenkt wird. Die zweite Totalreflexionsfläche 13 und die Lichtauskoppelfläche 14 sind in einem zu der optischen Achse A fernen Bereich 15 angeordnet und erstrecken sich langgestreckt entlang eines geschlossenen Rings 16, der sich – wie der gesamte Lichtleitkörper 3 – in einer Ebene quer zur optischen Achse A erstreckt. Eine Breite b der Lichtauskoppelfläche 14 gibt die Breite eines sich bildenden ringförmigen und langgestreckten Leuchtbandes vor.
Die erste Totalreflexionsfläche 11 und die zweite Totalreflexionsfläche 13 können beispielsweise als eine verspiegelte Fläche ausgebildet sein.
Die erste Totalreflexionsfläche 11 ist kegelförmig und radialsymmetrisch zu der optischen Achse A der LED-Lichtquelle 2 angeordnet.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann statt eines geschlossenen Leuchtbandes auch ein offenes Leuchtband vorgesehen sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß 4 kann statt einer mit einer kegelförmigen Oberfläche versehene zweite Totalreflexionsfläche 13 auch eine mit Facettierelementen 18, 19, 20 versehene zweite Totalreflexionsfläche 13' vorgesehen sein. Die Facettierelemente 18, 19, 20 sind jeweils durch Kanten in Umfangsrichtung des Lichtleitkörpers 3 voneinander getrennt und ermöglichen in Abhängigkeit von ihrer Streubreite ein unterschiedliches Erscheinungsbild des linienförmigen Leuchtbandes aus unterschiedlichen Blickrichtungen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können mehrere flächige Lichtleitkörper 3 in Hauptabstrahlrichtung 4 hintereinander angeordnet sein, so dass mehrere Leuchtbänder erzeugt werden, die einen räumlichen Charakter der Leuchte erzeugen. Beispielsweise können die mindestens zwei Lichtleitkörper 3 gleich ausgebildet sein, so dass sich die gleiche Leuchtbandkontur ergibt.
Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann der Lichtleitkörper 3 auch in einem Radialabschnitt zwischen der optischen Achse A und dem Außenrand 12 eine weitere zweite Totalreflexionsfläche 13 sowie eine weitere Lichtauskoppelfläche 6 aufweisen, so dass ein innerer Leuchtbandring (Radialabschnitt) entsteht. Die Leuchte 1 würde in diesem Fall statt einem Leuchtband zwei Leuchtbänder abstrahlen.
Je nach Ausbildung des flächigen Lichtleitkörpers 3 können somit mehrere Leuchtringe oder teilweise Leuchtringe beliebiger Kontur erzeugt werden.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die zweite Totalreflexionsfläche 13 des Lichtleitkörpers 3 auch in Hauptabstrahlrichtung 4 gestuft ausgebildet sein, so dass nicht nur ein Leuchtband, sondern zwei oder mehrere bzw. dieselben repräsentierende Lichtverteilungen erzeugt werden können. Der flächige Lichtleitkörper 3 wäre somit in dem zur optischen Achse A fernen Bereich 15 dicker ausgebildet als in dem zu der optischen Achse A nahen Bereich 7.
Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die zweite Totalreflexionsfläche 13 auch so ausgebildet sein, dass ein Teil des eingekoppelten Lichtes in Radialrichtung, das heißt quer zur optischen Achse A an dem Außenrand 12 des Lichtleitkörpers 3 durch eine Radialauskoppelfläche ausgekoppelt wird. Hierdurch können weitere sich in radialer Richtung an den Lichtleitkörper 3 anschließende Lichtfunktionen der Leuchte, beispielsweise ein Reflektor der weiteren Lichtfunktion, beleuchtet werden.
Bezugszeichenliste

1: Leuchte
2: LED-Lichtquelle
3: flächiger Lichtleitkörper
4: Hauptabstrahlrichtung
5: erste Flachseite
6: Lichteinkoppelfläche
7: naher Bereich
8
9: zweite Flachseite
10: Einschnitt
11: erste Totalreflexionsfläche
12: Außenrand
13, 13': zweite Totalreflexionsfläche
14: Lichtauskoppelfläche
15: ferner Bereich
16: geschlossener Ring
17
18: Facettierelement
19: Facettierelement
20: Facettierelement
b: Breite
A: optische Achse
L: Lichtbündel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29904473 U1 [0002]
DE 102009021983 A1 [0002]

Claims

Leuchte für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einem derselben zugeordneten Optikkörper, der über eine Reflexionsfläche verfügt zur Umlenkung eines von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtbündels in Hauptabstrahlrichtung, und dass eine optische Achse der Lichtquelle in Hauptabstrahlrichtung verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper als ein flächiger Lichtleitkörper (3) ausgebildet ist, der auf einer der Lichtquelle (2) zugewandten ersten Flachseite (5) eine Lichteinkoppelfläche (6) aufweist, der auf einer der Lichtquelle (2) abgewandten zweiten Flachseite (9) in einem zur optischen Achse (A) der Lichtquelle (2) nahen Bereich (7) eine erste Totalreflexionsfläche (11) aufweist, mittels derer das eingekoppelte Lichtbündel (L) quer zur optischen Achse (A) umlenkbar ist, der auf der zweiten Flachseite (9) in einem zur optischen Achse (A) fernen Bereich (15) eine zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') aufweist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtbündels (L) in die Hauptabstrahlrichtung (4) und der auf der zweiten Flachseite (9) in dem zur optischen Achse (A) fernen Bereich (15) eine Lichtauskoppelfläche (14) aufweist zur Auskopplung des Lichtbündels (L) aus dem flächigen Lichtleitkörper (3).
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Totalreflexionsfläche (11) derart ausgebildet ist, dass das eingekoppelte Lichtbündel (L) quer zur optischen Achse (A) direkt in Richtung der zweiten Totalreflexionsfläche (13, 13') totalreflektiert wird.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') und/oder die Lichtauskoppelfläche (14) des flächigen Lichtleitkörpers (3) linienförmig verläuft zur Bildung eines langgestreckten Leuchtbandes.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') und/oder die Lichtauskoppelfläche (14) ringförmig verläuft zur Bildung eines geschlossenes Leuchtbandes (16).
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Totalreflexionsfläche (11) kegelförmig und/oder radialsymmetrisch zu der optischen Achse (A) der Lichtquelle (2) ausgebildet ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Totalreflexionsfläche (13') mit Facettierelementen (18, 19, 20) unterschiedlicher Streubreite versehen ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Totalreflexionsfläche (11) und die zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') verspiegelt ausgebildet sind.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') und die Lichtauskoppelfläche (14) an einem Außenrand (12) des flächigen Lichtleitkörpers (3) und/oder in einem beliebigen Radialabschnitt des flächigen Lichtleitkörpers (3) angeordnet sind.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (6) und/oder die Lichtauskoppelfläche (14) eben ausgebildet sind und dass die erste Totalreflexionsfläche (11) und/oder die zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') gestuft ausgebildet sind, so dass mindestens zwei unterschiedliche Leuchtbänder erzeugbar sind.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrand (12) des flächigen Lichtleitkörpers (3) die zweite Totalreflexionsfläche (13, 13') und/oder eine Radialauskoppelfläche aufweist zur Lichtauskopplung quer zur Hauptabstrahlrichtung (4).