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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtleitsystem für eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Lichtquelle und ein Lichtleitelement umfasst, wobei das Lichtleitelement eine Einkoppelfläche zur Einkopplung des Lichtes von der Lichtquelle aufweist.
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Lichtleitsysteme für Beleuchtungsvorrichtungen, die zur Außenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen dienen, sind grundsätzlich bekannt. Moderne Beleuchtungsvorrichtungen weisen zunehmend Lichtquellen auf, die LED-Leuchtmittel umfassen. Zudem ist bei solchen Lichtleitsystemen häufig ein Lichtleitelement vorgesehen, welches eine Einkoppelfläche für die Einkopplung des von der Lichtquelle erzeugten Lichtes in das Lichtleitelement enthält. Lichtleitelemente, die im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und optischer Komponente zum Formen des Lichtes angeordnet sind, sind in der Regel großer thermischer Belastung ausgesetzt. Für die Lichtleitelemente, die aus Kostengründen häufig aus Kunststoff ausgebildet sind, ist die Wärmeeinwirkung besonders schadhaft. Es wurde herausgestellt, dass insbesondere bei hohen Temperaturen, die in Beleuchtungsvorrichtungen mit LED-Lichtquellen entstehen, das Material des Lichtleitelementes lokal zerstört wird und das Lichtleitelement damit für den weiteren Betrieb unbrauchbar wird.
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Um die thermische Beeinflussung zu vermindern, ist z. B. in der
WO 2008/011938 A1 vorgeschlagen, vor das primäre Lichtleitelement ein weiteres Lichtleitelement anzuordnen, welches temperaturverträglicher ist als das primäre Lichtleitelement. Ferner sind bereits Lichtleitsysteme aus temperaturbeständigen Materialien bekannt, wie z. B. aus Glas. Solche hochtemperaturbeständigen Materialien sind jedoch relativ kostspielig und wegen ihrer starren Ausbildung aufwendig in der Herstellung. Außerdem sind solche Lichtleitelemente groß und schwer. In Lichtleitsystemen mit mehreren Lichtleitelementen, die unterschiedliche Brechungsindices der Materialien aufweisen, entstehen außerdem Verluste der optischen Leistung. Auch der Aufbau solcher Lichtleitsysteme ist aufwändig und kompliziert. Des Weiteren hat sich ein Nachteil herausgestellt, dass bekannte Lichtleitsysteme ferner nicht nur wegen Temperatureinwirkung einem Materialverschleiß unterliegen. Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass Materialbeschädigungen eines Lichtleitelementes bei Bestrahlung mit kurzwelligem Licht früher eintreten. Das führt zu einem Materialverschleiß des Lichtleitelementes und einer niedrigen Nutzungsdauer eines solchen Lichtleitsystems. Nachteilig ist dabei auch, dass defekte Lichtleitelemente nicht nachträglich instand gesetzt werden können und somit ausgetauscht werden müssen. Solche Ausfälle können nur durch einen besonders großen Abstand zwischen der Lichtquelle und der Einkopplungsfläche verhindert bzw. minimiert werden, wobei jedoch die Einkoppelleistung nachteiligerweise vermindert wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile herkömmlicher Lichtleitsysteme zu vermindern, insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lichtleitsystem sowie eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche eine hohe Nutzungsdauer und einen möglich wartungsfreien Betrieb gewährleisten.
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Die genannte Aufgabe wird durch ein Lichtleitsystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 sowie durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das erfindungsgemäße Lichtleitsystem ein Optikelement aufweist, welches im Strahlengang des durch die Lichtquelle emittierten Lichtes angeordnet ist, um die Einkoppelfläche des Lichtleitelementes vor Materialbeschädigungen schützen, wobei das Optikelement (40) ein Absorptionsspektrum im UV-Bereich aufweist. Das Optikelement hindert die Einkopplung des Lichtes von der Lichtquelle in das Lichtleitelement in einem bestimmten Wellenlängenbereich. Vorteilhafterweise absorbiert das Optikelement einen Teil des Lichtes, der das Lichtleitelement beeinträchtigen kann.
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Erfindungsgemäß wird anhand eines Absorptionsspektrums ein geeignetes Optikelement ausgewählt, das vor der Lichtquelle platziert werden kann, um das Lichtleitelement zu schützen. Insbesondere kann das Optikelement ein Absorptionsspektrum im UV-Bereich aufweisen. Vorteilhafterweise wird das Absorptionsspektrum derart definiert, dass das Licht, das für die Materialschädigung des Lichtleitelementes ursächlich ist, herausgefiltert werden kann. Dies sind insbesondere Bereiche in einem Wellenlängenbereich unter 420 nm. Insbesondere der Bereich um 400 nm ist überraschenderweise als schädigender Bereich festgestellt worden, der die Nutzungsdauer des Lichtleitsystems hauptsächlich beeinträchtigt. Vorteilhafterweise wird der sichtbare Wellenlängenbereich, welcher für die gewünschte sichtbare Lichtfunktion der Beleuchtungsvorrichtung notwendig ist, ungehindert durch das Optikelement geleitet.
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Erfindungsgemäß kann die Lichtquelle zumindest eine LED umfassen. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Lichtquelle mehrere LED´s aufweisen kann. Die LED´s weisen ein breites Lichtspektrum über eine Vielzahl von unterschiedlichen Wellenlängenbereichen auf. Darunter ist auch der kurzwellige Wellenlängenbereich, welcher eine hohe energetische Leistung aufweist, der jedoch für die gewünschte sichtbare Lichtfunktion nur von geringer Bedeutung ist. Durch das erfindungsgemäße Optikelement wird es ermöglicht, diesen schädigenden Wellenlängenbereich zu absorbieren und auf diese Weise eine Materialbeschädigung des Lichtleitelementes zu reduzieren und/oder vollständig zu unterbinden, ohne die Qualität der Lichtfunktion im sichtbaren Wellenlängenbereich zu beeinträchtigen.
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Somit wird der Vorteil erreicht, dass das erfindungsgemäße Lichtleitsystem eine erhöhte Lebensdauer und eine bevorzugte Wartungsfreiheit aufweist. Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Lichtleitsystem eine Dauereinsatzsituation über die Lebensdauer des Kraftfahrzeuges standhalten. Auch wird dadurch vermieden, dass solche Lichtleitsysteme und insbesondere einzelne Lichtleitelemente vorzeitig ausgetauscht werden müssen, wodurch der Bedienungskomfort der Beleuchtungsvorrichtung deutlich verbessert wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich dann, wenn das Lichtleitelement aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet wird. Insbesondere kann das Lichtleitelement aus einem der folgenden Materialien ausgeformt sein: Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polymethacrylmethylimid (PMMI), Cycloolefinisches Copolymer (COC) oder Cyclo-olefinisches Polymer (COP).
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Als typisches Material ist hier insbesondere Polycarbonat (PC) und dessen Mischungen zu nennen. Bei den genannten Kunststoffmaterialien wird ein erfindungsgemäßes Lichtleitsystem große Vorteile mit sich bringen. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass das Gewicht des Lichtleitelementes reduziert werden kann. Ferner ist vorteilhaft, dass das Lichtleitelement flexibel ausgeführt werden kann. Das ermöglicht eine einfache und bequeme Anordnung des Lichtleitelementes innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung. Erfindungsgemäß können durch das Einsetzen des Optikelementes bestimmte Wellenlängenbereiche herausgefiltert werden, welche negativ die genannten Polymerstrukturen beeinflussen können und irreparable Materialschädigungen in den Kunststoffmaterialien beeinflussen können. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Optikelement die Lichtleitelemente vor einem so genannten „Vercracken“ und/oder Degenerieren der Polymerstruktur schützen. Somit wird insbesondere ein Schutzmechanismus bereitgestellt, der die Einkoppelfläche eines Lichtleitelementes vor Materialbeschädigung und/oder Eintrübung schützt. Somit kann ein vollständiges Versagen oder teilweises Versagen des Lichtleitsystems auf einen späteren Zeitpunkt verschoben und/oder reduziert oder vollständig verhindert werden.
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Bei einem erfindungsgemäßen Lichtleitsystem kann das Optikelement eine Temperaturbeständigkeit aufweisen, die größer oder gleich 120°C beträgt. Da beim Einsatz von LED´s häufig hohe Temperaturen von bis über 100°C, insbesondere bis zu 120°C erreicht werden können, ist der Einsatz eines temperaturbeständigen Optikelementes ein großer Vorteil, da auf diese Weise das Optikelement die notwendige Dauerbeständigkeit für das Lichtleitsystem mit sich bringt. Selbstverständlich können auch die LED´s entsprechend auf die Temperaturbeständigkeit ausgelegt werden und vorzugsweise mit passiven oder aktiven Kühlkörpern vorgesehen werden, die ebenfalls als Teil des Lichtleitsystems ausgebildet sein können.
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Erfindungsgemäß kann das Optikelement in Form einer Beschichtung an der Lichteinkoppelfläche und/oder einer Beschichtung an der Lichtquelle ausgebildet sein, die ein Absorptionsspektrum im UV-Bereich aufweist. Bei einem erfindungsgemäßen Lichtleitsystem kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung eine Dicke von einigen µm, insbesondere einigen mm oder größer aufweist. Diese Beschichtungsdicke kann insbesondere in Hinsicht auf die Nutzungsdauer und die gewünschte Filterleistung ausgewählt sein. Je nach Materialauswahl für die Beschichtung kann die Dicke der Beschichtung entsprechend angepasst werden. Die Beschichtung kann dabei durch ein Verdampfungsverfahren oder ein Druckverfahren aufgebaut werden. Auch Sprühbeschichtungen oder das Beschichten durch Eintauchen sind möglich, um die gewünschte Beschichtung auf den lichttechnischen Komponenten zu erzielen. Durch eine Beschichtung kann der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Einkoppelfläche klein gehalten werden. Es ist auch denkbar, dass der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Einkoppelfläche unter 1 mm oder noch kleiner betragen kann. Durch geringe Abstände kann die Einkoppelleistung in die Lichttechnik optimiert werden. Insbesondere kann auf weitere Befestigungselemente verzichtet werden, da fast ein direkter Kontakt zwischen der Lichtquelle und der Einkoppelfläche möglich wird.
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Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Optikelement in Form eines Plättchens ausgebildet sein kann. Insbesondere kann das Optikelement eine planparallele Form aufweisen. Beispielhaft kann das Optikelement aus Glas oder aus Kunststoff ausgeformt sein. Ein solches Optikelement ist einfach in der Herstellung und ist kompakt. Dabei kann die Dicke des Optikelementes an die gewünschte Absorptionswirkung angepasst werden. Erfindungsgemäß kann die Dicke des Optikelementes kleiner oder gleich 0,3 mm, insbesondere kleiner oder gleich 0,2 mm betragen. Dank einer dünnen Ausgestaltung des Optikelementes kann ein kompakter Aufbau des Lichtleitsystems ermöglicht werden. Weiterhin können die Massen des Optikelementes an die Massen der Einkoppelfläche und/oder an die Massen der Lichtquelle angepasst werden. Vorteilhafterweise kann das Optikelement die Einkoppelfläche überdecken. Beispielhaft, wenn das Lichtleitelement einen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von circa 8 mm aufweist, kann das Optikelement ebenfalls eine runde Form mit einem Durchmesser von circa 8 mm aufweisen. Alternativ kann das Optikelement eine viereckige Form mit einer Breite von circa 8 mm und einer Höhe von circa 8 mm aufweisen. Ebenfalls ist es denkbar, dass für ein Lichtleitelement mit einem viereckigen Querschnitt ein viereckiges sowie auch ein rundes Optikelement eingesetzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Form und die Größe des Optikelementes an die Geometrie der vorhandenen Beleuchtungsvorrichtungen angepasst werden kann. Somit kann das Optikelement nachträglich in die herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtungen eingebracht werden. Somit entfällt die Notwendigkeit, ein ganzes Lichtleitsystem oder einzelne Lichtleitelemente zu ersetzen, da das Optikelement einfach nachgerüstet werden kann.
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Das Optikelement kann erfindungsgemäß an einer vorhandenen Komponente des Lichtleitsystems, insbesondere an der Einkoppelfläche des Lichtleitelementes angeordnet werden. Das Optikelement kann dabei form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig an der Einkoppelfläche des Lichtleitelementes angeordnet werden. Hierzu kann das Optikelement ein Schnappmittel und/oder ein Klemmmittel und/oder ein Klebemittel umfassen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Optikelement ein Befestigungsmittel aufweisen kann, das insbesondere einstückig und/oder stoffschlüssig mit dem Optikelement verbunden sein kann. Das Befestigungsmittel kann dabei in Form einer rahmenartigen Fassung ausgebildet sein, um auf der Einkoppelfläche des Lichtleitelementes angeordnet zu werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Befestigungsmittel in Form eines einseitig offenen Rahmens ausgebildet sein kann, wobei das Optikelement parallel zur Einkoppelfläche mit der offenen Seite des Rahmens auf das Lichtleitelement aufgesetzt werden kann. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Befestigungsmittel ein Klebemittel ist, welches bevorzugt lichtdurchlässig ist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Optikelement eine geeignete geometrische Form aufweisen kann, um das Licht von der Lichtquelle vorteilhaft zu formen. Hierbei kann das Optikelement in Form einer Linse ausgebildet sein. Insbesondere kann das Optikelement das von der Lichtquelle erzeugte Licht, insbesondere das von LED´s erzeugte Licht in gewünschter Weise lenken. Das Optikelement in Form einer Linse kann das Licht derart fokussieren, dass die Einkoppelleistung in das Lichtleitelement optimiert werden kann. Dabei kann es sich je nach Bedarf um eine konvexe oder konkave Linse handeln oder eine Linse, die eine plane und eine konvexe und/oder konkave Oberfläche umfasst. Ferner kann das erfindungsgemäße Optikelement einer Lichtquelle zugeordnet werden, die ein oder mehrere Leuchtmittel in Form von LED´s aufweist. Auch ist es denkbar, dass mehrere Optikelemente einer Lichtquelle zugeordnet sein können. Insbesondere kann jedem Leuchtmittel, beispielhaft jeder LED ein Optikelement zugeteilt werden, um das durch die Leuchtmittel emittierte Licht entsprechend zu formen. Hierbei kann jedes Optikelement ein bestimmtes Absorptionsspektrum im UV-Bereich aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann das Optikelement eine Beschichtung aufweisen, die ein Absorptionsspektrum im UV-Bereich aufweist. Mit einer solchen Beschichtung kann das Optikelement nachträglich in einem separaten Arbeitsschritt versehen werden, um sicherzustellen, dass die schadhafte Strahlung absorbiert wird, die die Einkoppelfläche des Lichtleitelementes negativ beeinflussen kann. Außerdem können optische Komponenten zur Formung des Lichtes mit der erfindungsgemäßen Beschichtung nachgerüstet werden und in die Beleuchtungsvorrichtung wieder eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß kann eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, die mit mindestens einem Optikelement wie oben beschrieben ausgeführt sein kann. Hierbei kann das das Optikelement durchstrahlende Licht eine Abblendlichtfunktion und/oder eine Fernlichtfunktion und/oder eine Abbiegelichtfunktion und/oder eine Parklichtfunktion der Beleuchtungsvorrichtung erfüllen. Insbesondere kann das Optikelement in einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer oder mehreren LED-Lichtquellen verwendet werden, um Lichtleitelemente und Licht formende Elemente der Beleuchtungsvorrichtung vor negativen Einflüssen der UV-Strahlung zu schützen. Vorteilhafterweise kann die Nutzungsdauer der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung auf bis zu über 2.000, insbesondere bis zu über 3.000 Betriebsstunden erhöht werden. Insbesondere kann die Einsatzfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung an die Nutzungsdauer des Kraftfahrzeuges angepasst werden.
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Vorteilhafterweise können mehrere Optikelemente in einer Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen sein. Insbesondere kann eine Anordnung von Optikelementen eine Matrixanordnung bilden. In modernen Kraftfahrzeugen weisen Beleuchtungsvorrichtungen häufig aufwendige Geometrien und Formen auf, die außerdem mehrere Lichtquellen, darunter auch LED´s, Lichtleitelemente und Licht formende Optiken umfassen können. Dabei ist von besonderem Interesse, dass die einzelnen lichttechnischen Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung eine hohe Einsatzdauer aufweisen. Erfindungsgemäß kann eine Anordnung von Optikelementen an die Geometrie der Licht formenden Optiken angepasst werden und deren Nutzungsdauer zuverlässig erhöhen.
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Erfindungsgemäß können die Merkmale der Beschreibung des erfindungsgemäßen Lichtleitsystems sowie der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sowohl für sich alleine als auch in den verschiedensten Kombinationen kombiniert werden. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
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1a eine beispielhafte Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Lichtleitsystems,
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1b eine weitere Darstellung eines Teils des erfindungsgemäßen Lichtleitsystems,
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2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lichtleitsystems,
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3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
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4a eine beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Optikelementes,
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4b eine weitere Darstellung des erfindungsgemäßen Optikelementes,
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5a eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtung, und
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5b eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Beschichtung.
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1a zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Lichtleitsystems 10 für eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Optikelement 40, einer Lichtquelle 20 und einem Lichtleitelement 30. Das Optikelement 40 ist im Strahlengang des durch die Lichtquelle 20 emittierten Lichtes vor dem Lichtleitelementes 30 angeordnet. Das Lichtleitelement 30 weist dabei eine Einkoppelfläche 32 auf, durch die das Licht von der Lichtquelle 20 in das Lichtleitelement 30 eingekoppelt wird. Das Lichtleitelement 30 ist aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus Polycarbonat (PC) ausgebildet, welches eine kostengünstige Materialauswahl darstellt und zudem ermöglicht, das Gewicht der Lichtleitelemente 30 im Vergleich zu Lichtleitelementen aus Glas zu reduzieren. Die Lichtquelle 20 ist dabei mit zumindest einem LED-Leuchtmittel ausgebildet. Die LED-Lichtquelle 20 strahlt ein breites Lichtspektrum aus, darunter auch UV-Wellen, und weist eine hohe Wärmeentwicklung auf. Dabei können die hochenergetischen UV-Strahlen insbesondere in Verbindung mit der Temperatureinwirkung die Polymerstruktur des Lichtleitelements 30 aus Kunststoff negativ beeinflussen. Dies kann zu Materialschädigungen der Einkoppelfläche 32 bis zu einem Versagen des Lichtleitsystems 10 führen. Dieser Effekt ist als ein so genanntes „Vercracken“ bekannt.
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Das Optikelement 40 ist erfindungsgemäß dazu ausgelegt, um einen Teil des Lichtes von der Lichtquelle 20 an der Einkopplung in das Lichtleitelement 30 zu hindern, welches die Einkoppelfläche 32 des Lichtleitelementes 30 schädigen kann. Hierzu weist das Optikelement 40 ein Absorptionsspektrum im UV-Bereich auf. Je nach Material des Lichtleitelementes 30 kann ein Optikelement 40 mit einem bestimmten Absorptionsspektrum ausgewählt werden, um die Strahlung herauszufiltern, die speziell für dieses Material schadhaft ist. Dabei können die Wellenlängen der schädigenden Strahlung von Material zu Material variieren. Für Kunststoffmateriale liegen die Wellenlängen in einem Wellenlängenbereich unter 420 nm. Für ein Lichtleitelement 30 aus Polycarbonat (PC) liegt der schädigende Bereich um 400 nm. Außerdem kann das Optikelement 40 Temperaturbeständigkeit bis über 120°C aufweisen, um auch der Wärmeeinwirkung von der Lichtquelle 20 entgegenzuwirken. Das Optikelement 40 selbst kann dabei aus Glas oder aus Kunststoff ausgeformt sein.
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Aus 1b ist ein Teil des erfindungsgemäßen Lichtleitsystems 10 dargestellt, welches ein Lichtleitelement 30 mit zwei Lichtleitkörpern 33, 34 umfasst. Das Lichtleitelement 30 weist dabei am Ende jedes Lichtleitkörpers 33, 34 jeweils eine Einkoppelfläche 32 auf, wobei jeder Einkoppelfläche 32 ein Optikelement 40 zugeordnet ist. In 1b ist nur eines der beiden Optikelemente 40 am Ende eines 33 der zwei Lichtleitkörper 33, 34 dargestellt. Jedem der zwei Lichtleitkörper 33, 34 kann weiterhin eine nicht dargestellte Lichtquelle 20 zugeteilt werden. Denkbar ist aber auch ein Lichtleitelement 30 mit zwei Lichtleitkörpern 33, 34, die eine gemeinsame Einkoppelfläche 32 aufweisen können, welcher ein Optikelement 40 und eine Lichtquelle 20 zugeordnet sein kann. Daher können Lichtleitelemente 30 mit mehreren Lichtleitkörpern 33, 34 zu einem oder zu mehreren lichtformenden Elementen 50 führen.
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Aus 1a und 2 ist ein Optikelement 40 in Form eines viereckigen Plättchens 42 dargestellt, das parallel zur Einkoppelfläche 32 eines Lichtleitelementes 30 angeordnet ist. Ein solches Optikelement 40 ist besonders einfach in der Herstellung. Die Dicke des Optikelementes 40 kann an die gewünschte Absorptionswirkung angepasst werden. Beispielhaft kann die Dicke des Optikelementes 40 0,2 bis 0,3 mm betragen. Ein solches Optikelement 40 ermöglicht einen kompakten Aufbau des Lichtleitsystems 10. In der 1a ist ein Lichtleitelement 30 mit einem runden Querschnitt abgebildet, wobei in der 2 ein Lichtleitelement 30 mit einem viereckigen Querschnitt gezeigt ist. Für die beiden Lichtleitelemente 30 kann ein Optikelement 40 verwendet werden, das eine viereckige Form aufweist. Gemäß 1a kann die Breite und die Höhe des viereckigen Plättchens 42 größer oder gleich dem Durchmesser des Lichtleitelementes 30 ausgewählt werden. Für das Lichtleitelement 30 aus 2 kann ein viereckiges Plättchen 42 eingesetzt werden, welches die gleiche oder größere Breite und die gleiche oder größere Höhe aufweist wie das Lichtleitelement 30. Alternativ ist es denkbar, dass das Optikelement 40 in Form eines runden Plättchens 43 ausgebildet sein kann, wie gezeigt in 4a. Wichtig ist nur, dass das Optikelement 40 die Einkoppelfläche 32 eines jeweiligen Lichtleitelementes 30 überdeckt. Des Weiteren ist es möglich, dass das Optikelement 40 in Form einer lichtformenden Linse 44 ausgebildet sein kann, wie gezeigt in 4b. Das Optikelement 40 in Form einer Linse 44 kann das Licht von der Lichtquelle 20 derart formen, dass das Licht mit einer erhöhten Leistung in das Lichtleitelement 30 eingekoppelt werden kann. Ferner zeigt die 2 ein lichtformendes Element 50 auf, das zur Auskopplung des Lichtes dient.
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Das Material des Optikelementes 40, Glas oder Kunststoff, wird mit einem bestimmten Absorptionsspektrum ausgesucht, um die entsprechende Strahlung herauszufiltern, die für das Material des Lichtleitelementes 30 schadhaft ist. Alternativ kann das Optikelement 40 aus einem durchsichtigen Material ausgebildet sein und eine Beschichtung 41 aufweisen, wie gezeigt in 5a. Die Beschichtung 41 kann ein Absorptionsspektrum im relevanten Wellenlängenbereich aufweisen. Ferner ist es denkbar, dass das Optikelement 40 in Form einer Beschichtung 31 direkt an der Einkoppelfläche 32 des Lichtleitelementes 30 ausgebildet werden kann.
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Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Optikelement 40 ist, dass es nachträglich in den vorhandenen Beleuchtungsvorrichtungen nachgerüstet werden kann. Dabei müssen keine Teile der Lichtleitsysteme 10 ausgetauscht werden, da das Optikelement 40 an vorhandenen Lichtleitelementen 30, insbesondere an deren Einkoppelflächen 32 angeordnet werden kann. Dabei kann das Optikelement 40 mit einem Licht durchlässigen Kleber stoffschlüssig an der Einkoppelfläche 32 des Lichtleitelementes 30 befestigt werden. Auch kann das Optikelement 40 ein Befestigungsmittel aufweisen, welches eine Klemm- und/oder Rastverbindung zwischen dem Optikelement 40 und der Einkoppelfläche 32 des Lichtleitelementes 30 schaffen kann. Hierzu kann das Optikelement 40 eine rahmenartige Fassung umfassen, um auf dem Lichtleitelement 30 aufgesetzt zu werden.
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Häufig weisen LED-Lichtquellen 20 mehrere LED-Leuchtmittel auf, wobei jedem Leuchtmittel ein eigenes und/oder ein gemeinsames Optikelement 40 zugeordnet werden kann. Auch sind Lichtleitsysteme 10 bekannt, die mehrere Lichtleitelemente 30 aufweisen, wobei für jedes Lichtleitelement 30 ein eigenes und/oder ein gemeinsames Optikelement 40 vorgesehen werden kann.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die mit mehreren Optikelementen 40 und mehreren Lichtleitelementen 30 ausgestattet ist. Solche Beleuchtungsvorrichtungen können in einem Kraftfahrzeug zur Erzeugung einer Abblendlichtfunktion und/oder einer Fernlichtfunktion und/oder einer Abbiegelichtfunktion und/oder einer Parkfahrlichtfunktion dienen. Hierzu kann eine oder mehrere LED-Lichtquellen 20 vorgesehen werden, um das Licht für die jeweilige Funktion bereitzustellen, und ein Licht formendes Element 50, wie in 2 gezeigt ist. Im dargestellten Beispiel der 3 sind mehrere Optikelemente 40 gezeigt, die eine Matrixanordnung bilden, die an eine entsprechende Matrix der Lichtleitelemente 30 angepasst ist. Moderne Kraftfahrzeuge umfassen häufig geschwungene Geometrien und Formen der Beleuchtungsvorrichtungen, die mehrere LED-Lichtquellen 20 und mehrere Lichtleitelemente 30 umfassen können. Dabei kann jeder einzelnen lichttechnischen Komponente der Beleuchtungsvorrichtung ein eigenes oder ein gemeinsames Optikelement zugeordnet werden, um die Einsatzdauer der Komponente und somit der Beleuchtungsvorrichtung als ganzes zu erhöhen. Die Nutzungsdauer der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann somit bis zu 2.000, insbesondere bis zu 3.000 Betriebsstunden und höher ansteigen.
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Es sollte einem Fachmann naheliegen, dass sich die Erfindung in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können Merkmale aus 1a bis 5b miteinander und/oder mit den Merkmalen aus der Beschreibung und/oder mit den Merkmalen aus den Ansprüchen beliebig kombiniert werden. Beispielhaft ist es denkbar, dass das Optikelement 40 in Form eines runden Plättchens 43 gemäß 4a oder das Optikelement 40 in Form einer Linse 44 gemäß 4b in Lichtleitsystemen 10 gemäß 1a, 1b, 2 und 3 eingesetzt werden können. Auch ist es möglich, dass die Beschichtung 41 gemäß 5a an einem der Optikelemente 40 gemäß 4a, 4b angebracht werden kann. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Optikelement 40 als eine Beschichtung 31 gemäß 5b an den Einkoppelflächen 32 der Lichtleitelemente 30 aus 1a, 1b, 2 und 3 ausgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lichtleitsystem
- 20
- Lichtquelle
- 30
- Lichtleitelement
- 31
- Beschichtung des Lichtleitelements
- 32
- Einkoppelfläche des Lichtleitelements
- 33, 34
- Lichtleitkörper
- 40
- Optikelement
- 41
- Beschichtung des Optikelements
- 42
- Viereckiges Plättchen
- 43
- Rundes Plättchen
- 44
- Linse
- 50
- Lichtformendes Element
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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