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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchteinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Lichtquelle, deren Lichtemission eine Lichtfunktion für das Fahrzeug bereitstellt. Ferner umfasst die Leuchteinrichtung ein Gehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung, bei der eine Lichtabschlussscheibe angeordnet ist, durch welche die Lichtemission der Lichtquelle nach außen tritt. Innerhalb des Gehäuses ist ein Lichtbaustein angeordnet, der eine Lichteinkoppelfläche aufweist, über welche Licht in den Lichtbaustein eingekoppelt wird. Bei der Leuchteinrichtung kann es sich insbesondere um einen Schweinwerfer oder eine Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs handeln.
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Aus der
DE 693 19 998 T2 ist eine Signalleuchte für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher eine Glimmentladung in einem Hohlraum herbeigeführt wird, der von einer Umhüllung gebildet ist. Um eine Lichtemission in einer für die jeweilige Lichtfunktion erforderlichen Farbe herbeizuführen, wird ein bestimmtes Gas für die Glimmentladung gewählt. Um eine Glimmentladung mit weißer Farbe zu erzeugen, ist in dem Hohlraum eine fluoreszierende erdalkalische Verbindung vorgesehen, die bei der durch ein Gas wie Argon bewirkten Glimmentladung reagiert.
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Bei der Neugestaltung von Fahrzeugen ergibt sich das Problem, dass aufgrund der gewünschten Aerodynamik und des gewünschten Designs die Bauraumverhältnisse für Leuchteinrichtungen, insbesondere für die Heckleuchten und Scheinwerfer, sehr knapp bemessen sind. Die Signalwirkung einer Leuchte wird jedoch von der Umfangsgröße der Abstrahlfläche und von der Leuchtdichte bestimmt. Des Weiteren tragen die Leuchteinrichtungen des Fahrzeugs in erheblichem Maße zum Design des Fahrzeugs bei. Durch die Gestaltung der Leuchteinrichtungen soll dem Fahrzeug vielfach ein charakteristisches Erscheinungsbild verliehen werden, welches leicht wieder erkannt wird. Ferner ergibt sich das Problem, dass die Kosten für die Herstellung der Leuchten so gering wie möglich sein sollen.
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Aus der
EP 1 126 209 B1 ist eine Fahrzeugleuchte bekannt, bei der zwei Lichtquellen für verschiedene Lichtfunktionen hintereinander angeordnet sind. Bei der hinteren Lichtquelle handelt es sich um eine Glühlampe, deren Lichtemission einen Fahrtrichtungsanzeiger bereitstellt. Bei der vorderen Lichtquelle handelt es sich um eine Leuchtdiode, deren Lichtemission ein Schlusslicht bereitstellt.
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In der
DE 10 2006 032 373 A1 wird eine Leuchtenanordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei der Licht in ein Lichtleiterelement eingekoppelt wird. Der Lichtleiter weist sowohl lichttechnisch wirksame Lichtaustrittsflächen, als auch gesondert leuchtende, nicht beleuchtungstechnisch wirksame Designflächen auf. Das heißt, die Designflächen leuchten, ohne dabei als Lichtaustrittsflächen zum Erzeugen der Lichtverteilung beizutragen.
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Die
US 7 726 856 B2 beschreibt eine Markierungsleuchte für ein Fahrzeug, bei der eine Leuchtenabdeckung fluoreszierende Teilchen umfasst, die von Lichtquellen so beleuchtet werden, dass farbiges Licht emittiert wird. Dabei wird beispielweise Licht mit Wellenlängen von 350 nm verwendet, das heißt im ultravioletten Bereich.
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Aus der
DE 10 2004 010 305 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der Licht einer Lichtquelle auskoppelbar und einer Zusatzleuchtquelle zuführbar ist, um ein Nachtdesign zu erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchteinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche unabhängig von der Lichtemission für die Lichtfunktion des Fahrzeugs diesem ein charakteristisches Erscheinungsbild verleiht, wobei jedoch die Lichtfunktion nicht beeinträchtigt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Leuchteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Bei der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung umfasst der Lichtbaustein einen lumineszierenden Werkstoff, welcher durch das über die Lichteinkoppelfläche eingekoppelte Licht angeregt wird, und der Lichtbaustein eine Lichtauskoppelfläche aufweist, die zumindest teilweise von einem lichtundurchlässigen Oberflächenbereich umgeben ist, wobei bei der Lichtauskoppelfläche Licht austritt, welches von dem lumineszierenden Werkstoff erzeugt wurde. Durch den lumineszierenden Werkstoff und die Lichtauskopplung des von dem lumineszierenden Werkstoff erzeugten Lichts aus dem Lichtbaustein wird der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung ein sehr charakteristisches Erscheinungsbild verliehen, welches durch den lichtundurchlässigen Oberflächenbereich, der die Lichtauskoppelfläche zumindest teilweise umgibt, verstärkt wird.
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Dabei beeinträchtigt die von dem lumineszierenden Werkstoff erzeugte Lichtemission die Hauptlichtfunktion der Leuchteinrichtung, welche von der Lichtquelle erzeugt wird, nicht. Der Leuchteinrichtung kann somit vorteilhafterweise ein neues Erscheinungsbild verliehen werden, wobei dem Entwickler durch den Einsatz des lumineszierenden Werkstoffs neue Gestaltungsmöglichkeiten an die Hand gegeben werden.
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Der Lichtbaustein kann insbesondere so innerhalb des Gehäuses angeordnet sein, dass die Lichtauskoppelfläche von außen durch die Lichtabschlussscheibe sichtbar ist. Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Betrachter bei der Lichtauskoppelfläche direkt eine leuchtende Fläche sieht, die der Leuchteinrichtung ein besonders charakteristisches Erscheinungsbild verleiht.
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Der lichtundurchlässige Oberflächenbereich des Lichtbausteins ist beispielsweise lackiert, bedampft, galvanisiert und/oder bespattert, insbesondere ist dieser Bereich verchromt oder mit Aluminium beschichtet. Vorteilhafterweise lässt sich der lichtundurchlässige Oberflächenbereich auf diese Weise sehr kostengünstig fertigen.
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Die Lichtauskoppelfläche kann beispielsweise mittels mechanischer Oberflächenbearbeitung erzeugt werden. Beispielsweise kann die Lichtauskoppelfläche durch eine Laserbehandlung erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich vorteilhafterweise sehr feine Strukturen als Lichtauskoppelfläche erzeugen.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann die Lichtauskoppelfläche mittels Schablonieren erzeugt werden. Auch in diesem Fall lässt sich die lichtundurchlässige Oberfläche gemeinsam mit der Lichtauskoppelfläche sehr kostengünstig herstellen.
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Bei der Lichtauskoppelfläche kann beispielsweise ein Symbol gebildet sein, welches bei einer Betrachtungsrichtung von außen durch die Lichtabschlussscheibe sichtbar ist. Der Leuchteinrichtung kann hierdurch ein markenspezifisches Erscheinungsbild verliehen werden. In diesem Fall treffen die von der Lichtauskoppelfläche austretenden Lichtstrahlen insbesondere direkt auf die Lichtabschlussscheibe, so dass sie von außen sichtbar sind und somit das Symbol zeigen. Bei dem Symbol kann es sich um einen Schriftzug oder ein Logo, zum Beispiel des Fahrzeugherstellers, handeln. Die Leuchteinrichtung kann somit vorteilhafterweise auf den Fahrzeughersteller hinweisen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung besteht der Lichtbaustein aus einem klaren Material, das den lumineszierenden Werkstoff enthält. Bei dem Trägermaterial kann es sich beispielsweise um Polycarbonat handeln. Hierdurch erreicht man vorteilhafterweise, dass sich der Lichtbaustein kostengünstig mittels Spritzguss herstellen lässt. Der lumineszierende Werkstoff kann insbesondere durch Photonen angeregt werden, so dass Photolumineszenz auftritt. Die Lichtemission kann durch Fluoreszenz oder Phosphoreszenz erfolgen.
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Zur Anregung des lumineszierenden Werkstoffs wird in die Lichteinkoppelfläche gemäß der vorliegenden Erfindung ultraviolettes Licht eingekoppelt. Dieses ultraviolette Licht kann von der Lichtquelle für die Hauptlichtfunktion der Leuchteinrichtung oder von einer weiteren Lichtquelle über die Lichteinkoppelfläche des Lichtbausteins eingekoppelt werden. Ferner gelangt das ultraviolette Licht erfindungsgemäß von außen durch die Abschlussscheibe zu dem Lichtbaustein. Dort wird es über die Lichteinkoppelfläche eingekoppelt. Die verschiedenen Möglichkeiten der Lichteinkopplung des ultravioletten Lichts eröffnen vorteilhafterweise Gestaltungsfreiheiten bei der Anordnung des Lichtbausteins innerhalb des Gehäuses der Leuchteinrichtung.
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Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung wird bei der Lichtauskoppelfläche des Lichtbausteins eine Lichtstärke durch die Lichtabschlussscheibe nach außen abgestrahlt, die geringer als 4 cd ist, insbesondere geringer als 3 cd ist. Die von dem lumineszierenden Werkstoff erzeugte Lichtstärke, welche durch die Lichtabschlussscheibe nach außen abgestrahlt wird, liegt beispielsweise in einem Bereich von 1 cd bis 4 cd, insbesondere von 2 cd bis 3 cd. Auf diese Weise wird durch die von dem lumineszierenden Werkstoff erzeugte Lichtemission die von der Lichtquelle erzeugte Hauptlichtfunktion des Fahrzeugs nicht beeinträchtigend.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung ist die Lichtauskoppelfläche oder sind die Lichtauskoppelflächen so angeordnet, dass die austretende Lichtemission das Innere des Gehäuses beleuchtet. Die bei den Lichtauskoppelflächen austretende Lichtemission kann dabei z. B. nicht direkt auf die Lichtabschlussscheibe treffen. Von der Lichtemission des Lichtbausteins kann auf diese Weise vorteilhafterweise eine Designleuchte bereitgestellt werden, welche das Innere des Gehäuses indirekt ausleuchtet.
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Die von der ersten Lichtquelle erzeugte Lichtfunktion für das Fahrzeug ist insbesondere eine Scheinwerferlichtfunktion oder eine Heckleuchtenfunktion. Es wird somit eine herkömmliche Leuchte oder ein herkömmlicher Scheinwerfer eines Fahrzeugs vorteilhaft weitergebildet.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.
- 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung,
- 2 zeigt eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung,
- 3 zeigt eine Detailansicht einer anderen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung,
- 4 zeigt eine Detailansicht einer noch weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung und
- 5 zeigt Beispiele für Lichtbausteine, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchteinrichtung im Inneren des Gehäuses angeordnet sein können.
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Das Ausführungsbeispiel der Leuchteinrichtung 14 ist ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug. Auf gleiche Weise könnte es sich bei der Leuchteinrichtung 14 jedoch auch um eine Heckleuchte des Fahrzeugs handeln.
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Die Leuchteinrichtung 14 umfasst einen an sich bekannten Projektionsscheinwerfer mit einer Lichtquelle 1, einem Reflektor 2 und einer Linse 3, die mittels einer Haltevorrichtung 4 befestigt ist. Die Lichtemission der Lichtquelle 1 wird von der Linse 3 in ein paralleles Lichtbündel umgewandelt, welches in der Lichtemissionsrichtung L ein Abblendlicht oder ein Fernlicht für das Fahrzeug bereitstellt.
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Die Leuchteinrichtung 14 umfasst ferner ein Gehäuse 5, in dem die vorstehend beschriebenen Teile des Projektionsscheinwerfers angeordnet sind. In Lichtaustrittsrichtung weist das Gehäuse 5 eine Öffnung auf, die von einer Lichtabschlussscheibe 6 abgeschlossen wird. Die Lichtabschlussscheibe 6 ist in Klarglasoptik ausgeführt. Unter einer Klarglasoptik wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass die Richtung paralleler Lichtstrahlen beim Durchtritt durch die Lichtabschlussscheibe 6 unverändert bleibt oder im Wesentlichen identisch verändert wird. Durch ein Element in Klarglasoptik kann ein Betrachter somit durchsehen und die inneren Strukturen im Wesentlichen unverzerrt erkennen. Der Betrachter kann somit von außen durch die Lichtabschlussscheibe 6 hindurch die inneren Strukturen der Leuchteinrichtung 14, d.h. das Innere des Gehäuses 5, erkennen.
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Innerhalb des Gehäuses 5 sind des Weiteren Lichtbausteine 7 angeordnet. Bei dem Lichtbaustein 7 kann es sich um ein beliebiges Stylingelement im Inneren des Gehäuses 5 der Leuchteinrichtung 14 handeln. Details und mögliche Ausgestaltungen dieser Lichtbausteine 7 werden im Folgenden mit Bezug zu den 2 bis 5 erläutert:
- Bei der in 2 gezeigten Ausgestaltung des Lichtbausteins 7 ist dieser als langgestreckter Lichtleiter ausgebildet, der an seiner Stirnseite eine Lichteinkoppelfläche 10 und in einem gekrümmten Bereich eine Lichtauskoppelfläche 11 aufweist. Bei der Lichteinkoppelfläche 10 ist eine weitere Lichtquelle 8 angeordnet, deren ultraviolette Lichtemission über die Lichteinkoppelfläche 10 in den Lichtbaustein 7 eingekoppelt wird. Die weitere Lichtquelle 8 ist z. B. eine Leuchtdiode, welche auf einer Leiterplatte 9 befestigt und elektrisch angebunden ist.
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Der Lichtbaustein 7 besteht aus einem klaren Trägermaterial, z. b. aus Polycarbonat. Er kann durchsichtig sein. Ferner kann der Lichtbaustein 7 auch aus einem farbigen Trägermaterial bestehen. Der Lichtbaustein 7 umfasst einen lumineszierenden, insbesondere fluoreszierenden Werkstoff. Bei der Herstellung eines Grundkörpers des Lichtbausteins 7 wird beispielsweise ein Polycarbonat mit dem lumineszierenden Werkstoff vermischt und die Form des Lichtbausteins 7 dann mittels Spritzguss hergestellt.
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Außerhalb der Lichteinkoppelfläche 10 und der Lichtauskoppelfläche 11 ist ein lichtundurchlässiger Oberflächenbereich gebildet, der die Lichtauskoppelfläche 11 zumindest teilweise umgibt. Der Lichtbaustein 7 ist z. B. mit einer Beschichtung 12 versehen. Er kann beispielsweise lackiert, verchromt, bedampft, galvanisch beschichtet sein oder mit Aluminium beschichtet sein. Der Lichtbaustein 7 kann außerdem in diesem Bereich bespattert sein.
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Die Lichtauskoppelfläche 11 kann beispielsweise über eine mechanische Oberflächenbearbeitung, wie zum Beispiel durch Lasern, erzeugt werden. Ferner kann bei der Bedampfung oder Beschichtung der Oberfläche des Lichtbausteins 7 die Lichtauskoppelfläche 11 und gegebenenfalls auch die Lichteinkoppelfläche 10 durch Schablonieren erzeugt werden.
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Bei der Lichtauskoppelfläche 11 kann ein Symbol gebildet sein, insbesondere das Logo oder der Schriftzug des Fahrzeugherstellers. Die Lichtauskoppelfläche 11, bei welcher das Symbol gebildet ist, ist direkt durch die Lichtabschlussscheibe 6 für den Betrachter von außen sichtbar.
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Die in 3 gezeigte Ausgestaltung des Lichtbausteins 7 unterscheidet sich hinsichtlich der Art der Einkopplung der Lichtemission der weiteren Lichtquelle 8. In diesem Fall weist der Lichtbaustein 7 eine Aussparung auf, in welcher die weitere Lichtquelle 8 angeordnet ist. Die Aussparung ist zylinderförmig mit einer ringförmigen Umfangsfläche 13 und einer Stirnfläche. Über die Umfangsfläche 13 wird das von der zweiten Lichtquelle 8 emittierte Licht radial in den Lichtbaustein 7 eingekoppelt. Ansonsten entspricht der Lichtbaustein 7 dem in 2 gezeigten Lichtbaustein.
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In 4 ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtbausteins 7 gezeigt. In diesem Fall gelangt Licht von außen durch die Lichtabschlussscheibe 6 ins Innere des Gehäuses 5 der Leuchteinrichtung 14. Die Lichtabschlussscheibe 6 ist in diesem Fall so ausgestaltet, dass zumindest teilweise ultraviolettes Licht durchtritt, so dass es über die Lichteinkoppelfläche 10 in den Lichtbaustein 7 gelangt. Alternativ gelangt ultraviolettes Licht, das von der Lichtquelle 1 emittiert wurde, über die Lichteinkoppelfläche 10 in den Lichtbaustein 7. Es ist in diesen Fällen somit nicht erforderlich, dass eine weitere Lichtquelle 8 vorgesehen ist.
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Das in den Lichtbaustein 7 eingekoppelte ultraviolette Licht regt bei allen in den 2 bis 4 gezeigten Ausgestaltungen des Lichtbausteins 7 den lumineszierenden Werkstoff an, der von dem Lichtbaustein umfasst ist. Beim Übergang von diesem angeregten Zustand zurück zum Grundzustand emittiert der lumineszierende Werkstoff sichtbares Licht, welches in dem Lichtbaustein 7 zur Lichtauskoppelfläche 11 geleitet wird und dort austritt.
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Die Leuchteinrichtung 14 kann einen oder mehrere Lichtbausteine 7 umfassen. Ferner kann für jeden Lichtbaustein 7 eine Lichtquelle oder mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, die zusammengefasst als weitere Lichtquelle 8 bezeichnet werden. Die Lichtemission der weiteren Lichtquelle 8 kann der Beleuchtung der Lichtbausteine 7 diesen. Ferner kann die Lichtauskopplung aus den Lichtbausteinen 7 der Beleuchtung und/oder Ausleuchtung des Inneren des Gehäuses 5 dienen. Die Lichtstärke der gesamten Lichtemission, welche von dem lumineszierenden Werkstoff erzeugt wurde und welche durch die Lichtabschlussscheibe 6 austritt, liegt unterhalb der Lichtstärke, welche für die eigentlichen Lichtfunktionen der Leuchteinrichtung 14 erforderlich sind. Sie ist insbesondere geringer als 4 cd, bevorzugt geringer als 3 cd. Beispielsweise liegt diese Lichtstärke in einem Bereich von 1 cd bis 4 cd, insbesondere von 2 cd bis 3 cd.
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In 5 ist die Anordnung verschiedener Lichtbausteine 7 im Inneren des Gehäuses 5 der Leuchteinrichtung 14 gezeigt. Dabei sind verschiedenartige Lichtauskoppelflächen 11 gebildet. Beispielsweise können an Stirnflächen von Lichtbausteinen 7 Lichtauskoppelflächen 11 gebildet sein. Diese sind von lichtundurchlässigen beschichteten Oberflächenbereichen 12 an Seitenflächen umgeben sein. Ferner kann in einer beschichteten Oberfläche 12 ein Schriftzug als Lichtauskoppelfläche 11 freigelegt sein. Ferner können neben einer behandelten lichtundurchlässigen Oberfläche 15 unbehandelte Oberflächenbereiche 16 vorgesehen sein, bei welchen Licht ausgekoppelt wird. Die Lichtauskoppelfläche 12 ist dabei jeweils zumindest teilweise von einem lichtundurchlässigen Oberflächenbereich des Lichtbausteins 7 umgeben. Hierdurch erreicht man, dass die Lichtaustrittsfläche 11 gestalterisch besonders hervorgehoben wird.
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Die eigentlichen Lichtfunktionen der Leuchteinrichtung 14 können insbesondere folgende Lichtfunktionen umfassen: Abblendlicht, Fernlicht, Tagfahrlicht, Kurvenlicht, adaptive Scheinwerferlichtfunktionen, Fahrtrichtungsanzeiger, Nebellicht, Positionslicht, Schlusslicht, Bremslicht, Rückfahrscheinwerfer, Parklicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Lichtquelle
- 2
- Reflektor
- 3
- Linse
- 4
- Haltevorrichtung
- 5
- Gehäuse; Gehäuseteile
- 6
- Lichtabschlussscheibe
- 7
- Lichtbausteine
- 8
- weitere Lichtquelle
- 9
- Leiterplatte
- 10
- Lichteinkoppelfläche
- 11
- Lichtauskoppelfläche
- 12
- Oberflächenbeschichtung
- 13
- Lichteinkoppelfläche
- 14
- Leuchteinrichtung
- 15
- behandelte Oberfläche
- 16
- unbehandelter Oberflächenbereich