DE102011089575B3

DE102011089575B3 - Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem gestuften Lichtleiter

Info

Publication number: DE102011089575B3
Application number: DE201110089575
Authority: DE
Inventors: Hubert Zwick; Hermann Kellermann
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-12-23
Also published as: EP2607776A3; EP2607776A2

Abstract

Vorgestellt wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur, die einen flächigen Lichtleiterbereich aufweist, der eine erste breite Seite und eine zweite breite Seite aufweist, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt, sowie mit schmalen Seiten, die die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite verbinden, wobei eine zweite schmale Seite dazu eingerichtet ist, von einer ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht zu parallelisieren und auf eine dritte schmale Seite zu richten. Die Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite schmale Seite eine erste parallelisierende Teilfläche und eine zweite parallelisierende Teilfläche aufweist, wobei die zweite parallelisierende Teilfläche gegenüber der ersten parallelisierenden Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist aus der US 2010/0046242 A1 sowie aus der US 6398988 B1 bekannt.
Die bekannte Beleuchtungseinrichtung besitzt eine Lichtleiterstruktur, die mehrere Einkoppelbereiche und einen flächigen Lichtleiterbereich aufweist. Letzterer weist eine erste breite Seite und eine zweite breite Seite auf. Die erste Seite wird von einem ersten Rand begrenzt und die zweite Seite wird von einem zweiten Rand begrenzt. Die zweite breite Seite liegt der der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber. Schmale Seiten, die zwischen dem ersten Rand und dem zweiten Rand liegen, verbinden die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite. Zweite schmale Seiten sind insofern dazu eingerichtet, von einer ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht einer Lichtquelle auf eine dritte schmale Seite zu richten. Die zweite schmale Seite besitzt eine erste Teilfläche und eine zweite Teilfläche, wobei die zweite Teilfläche gegenüber der ersten Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereichs versetzt angeordnet ist.
In Bezug auf die Lichtaustrittsfläche einer solchen Lichtleiterstruktur ergibt sich die Eigenschaft, dass nur solche Krümmungen realisiert werden können, die der Randkurve einer entsprechend geschnittenen ebenen Platine entsprechen, auf der seitlich abstrahlende Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen angeordnet sind. Seitlich zu ihrer Montagefläche abstrahlende LEDs sind auf dem Markt nicht so breit verfügbar wie Standard-LEDs, die parallel, bzw. antiparallel zur Flächennormalen ihrer Montagefläche abstrahlen. Im Vergleich zu den Standard-LEDs gibt es bei seitlich abstrahlenden LEDs nur eine geringere Auswahl. Darüber hinaus liefern sie einen geringeren Lichtstrom, was, wenn man in der Summe über mehrere LEDs einen bestimmten Lichtstrom fordert, mehr LEDs erfordert, was wiederum zu höheren Kosten und einer höheren Ausfallwahrscheinlichkeit führt.
Aus den 5 und 6 der DE 10 2008 048 765 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt, bei der jeweils nur ein sehr begrenzter Anteil des von einer LED abgegebenen Lichtstroms auf eine Parabelfläche trifft und dadurch in die gewünschte Richtung umgelenkt wird. Als Folge erscheint die Lichtaustrittsfläche ungleichmäßig hell, da an jeder Stelle Licht auftrifft, das ohne eine Licht richtende Reflexion an einer Parabelfläche direkt von der LED kommt. Die nicht ausgerichteten Strahlen weisen alle eine unterschiedliche Richtung auf. An den Stellen, die vor den Parabelflächen liegen, addiert sich hierzu ein starkes, paralleles Lichtbündel, was zu dem insgesamt unerwünscht inhomogenen Erscheinungsbild führt.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art, die diese Nachteile nicht oder allenfalls in einer verminderten Form aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Von dem eingangs genannten Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, dass die erste Teilfläche von dem ersten Rand und dem zweiten Rand begrenzt wird und die zweite Teilfläche von dem zweiten Rand, nicht aber von dem ersten Rand begrenzt wird.
Die zweite schmale Seite wirkt homogenisierend auf einen Teil des Lichts. Diese Wirkungen werden durch die genannte Unterteilung der zweiten Schmalseite in eine erste Teilfläche und eine zweite Teilfläche, die gegenüber der ersten parallelisieren Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist und durch die angegebenen Begrenzungen erreicht.
Durch die genannte Unterteilung der zweiten Schmalseite wird das auf die zweite Schmalseite auftreffende Licht in Teilbündel zerlegt, die eine individuelle Ausrichtung der Lichtbündel erlauben. Jede Teilfläche erzeugt dabei eine eigene Lichtverteilung, die in der Summe eine andere Lichtverteilung ergeben als wenn die zweite Teilfläche nicht vorhanden wäre.
Dies erlaubt es insbesondere, durch die zweite Teilfläche Licht aus dem von der ersten Teilfläche reflektierten Lichtbündel auszublenden. Es ist insbesondere möglich, einen Teil des Lichts dieses Lichtbündels auszublenden, der ohne diese Maßnahme einen schon ausreichend hellen ersten Teilbereich der von der ersten Teilfläche erzeugten Lichtverteilung noch heller beleuchten würde. Darüber hinaus erlaubt es die Erfindung ferner, das aus dem ersten Lichtbündel ausgeblendete Licht in einen zweiten Teilbereich der von der ersten Teilfläche erzeugten Lichtverteilung zu richten, der ohne diese Maßnahme vergleichsweise dunkler wäre als andere Teilbereiche der ersten Lichtverteilung.
Dadurch wird die Homogenität des insgesamt resultierenden Lichtbündels erheblich verbessert. Das resultierende Lichtbündel wird über die dritte schmale Seite ausgekoppelt. Die dritte schmale Seite erscheint dem Betrachter bei eingeschalteter Lichtquelle dann homogen, also als mit gleichmäßig verteilter Helligkeit leuchtendes schmales Lichtband. Ein solches Erscheinungsbild wird angestrebt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite schmale Seite dazu eingerichtet ist, von der ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht zu parallelisieren und auf die dritte schmale Seite zu richten, wobei die erste Teilfläche eine parallelisierende Teilfläche ist und wobei auch die zweite Teilfläche eine parallelisierende Teilfläche ist.
Dadurch wird die Lichtaustrittsfläche aus dem Inneren der Lichtleiterstruktur mit parallelem Licht beleuchtet.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste schmale Seite einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Bereich zusammenhängenden Einkoppelbereichs zu dem flächigen Bereich bildet, welcher Einkoppelbereich dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite zu richten, dass die erste Teilfläche (soweit sie nicht durch die zweite Teilfläche abgeschattet wird) und die zweite Teilfläche der zweiten Schmalseite beleuchtet wird.
Durch die Beleuchtung der nicht durch die zweite Teilfläche abgeschatteten ersten Teilfläche und der zweiten Teilfläche werden dunkle Bereiche auf der Lichtaustrittsfläche vermieden, die dann auftreten könnten, wenn nur ein Teil der Summe aus der ersten Teilfläche und der zweiten Teilfläche beleuchtet werden würde. Bevorzugt ist auch, dass genau die erste Teilfläche, soweit sie nicht durch die zweite Teilfläche abgeschattet wird, und die zweite Teilfläche der zweiten Schmalseite beleuchtet wird.
Das über den Einkoppelbereich eingekoppelte Licht wird also vollständig für die Beleuchtung der genannten beiden Teilflächen verwendet. Dadurch wird alles eingekoppelte Licht letztlich auf die Lichtaustrittsfläche gerichtet, so dass die Effizienz optimiert wird, die man als Verhältnis von ausgekoppeltem Licht zu eingekoppeltem Licht definieren kann.
Bevorzugt ist auch, dass sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert.
Dies bietet eine weitere Möglichkeit zur Homogenisierung der Helligkeitsverteilung. Durch die mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite abnehmende Breite der zweiten Teilfläche ergibt sich gewissermaßen unterhalb der zweiten Teilfläche ein sich aufweitender Lichtleiterquerschnitt, der für eine erwünschte weitere Parallelisierung sorgt.
Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Teilfläche eine trapezförmige oder dreieckige Kontur aufweist.
Bevorzugt ist auch, dass die zweite Teilfläche näher an der ersten Schmalseite als an der dritten Schmalseite angeordnet ist.
Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Schmalseite in mehr als zwei Teilflächen aufgeteilt ist.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine weiter innen liegende Teilfläche eine kleinere Brennweite besitzt als eine weiter außen liegende Teilfläche.
Bevorzugt ist auch, dass die zweite Schmalseite eine Parabelform aufweist. Das bedeutet, dass die Kanten, mit denen die die zweite Schmalseite an die erste Seite und an die zweite Seite stößt, Parabeln sind.
Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Schmalseite eine Reihe von aneinander angrenzenden Flächensegmenten aufweist, wobei Kanten, mit der die Flächensegmente an die erste breite Seite und an die zweite breite Seite anstoßen, eine Parabel als Einhüllende aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtleiterstruktur mehrere stoffschlüssig miteinander zusammenhängende flächige Lichtleiterbereiche und Einkoppelbereiche aufweist, wobei die Einkoppelbereiche so gekrümmt verlaufen, dass ihre Lichteintrittsflächen in einer Ebene liegen.
Ferner ist bevorzugt, dass die Lichtleiterstruktur einen der Erzeugung einer leuchtenden Lichtaustrittsfläche dienenden Bereich aufweist, der ein stoffschlüssiger Bestandteil der Lichtleiterstruktur ist und der im Lichtweg hinter den parallelisierenden Teilflächen der zweiten schmalen Seite liegt.
Ferner ist bevorzugt, dass die dritte schmale Seite in stufenartig versetzte Teilflächen aufgeteilt ist. Dadurch kann eine Krümmung einer Lichtaustrittsfläche mit diskreten Stufen nachgebildet werden, ohne dass ein unerwünschtes Auftreten interner Totalreflexionen ausgelöst wird. Interne Totalreflexionen treten bekanntlich dann auf, wenn der Einfallswinkel des Lichtes auf die gekrümmte Lichtaustrittsfläche aufgrund von deren Krümmung den Grenzwinkel der Totalreflexion überschreitet.
Bevorzugt ist auch, dass die stufenartig versetzten Teilflächen sozusagen auch in Richtung einer Flächennormalen der breiten Seiten zueinander stufenartig versetzt angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung kann auch eine Krümmung in einer weiteren Raumrichtung erzeugt werden, so dass sich die Möglichkeit ergibt, dreidimensional gekrümmt erscheinende leuchtende Lichtaustrittsflächen bereit zu stellen.
Ferner ist bevorzugt, dass die breiten Seiten ebene parallele Flächen sind. Dadurch wird eine plattenförmige Lichtleiterstruktur bereit gestellt, die sich insbesondere zum Stapeln eignet. Eine dazu alternative Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die breiten Seiten Flächen sind, die im Raum gekrümmt verlaufen. Dies ist zur Erzielung von dreidimensional im Raum gekrümmten Lichtaustrittsflächen vorteilhaft.
Weitere Vorteile ergeben sich aus Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
2 verschiedene Ansichten eines Einkoppelbereichs einer Lichtleiterstruktur aus der 1;
3 einen Einkoppelbereich und einen flächigen Lichtleiterbereich zusammen mit exemplarisch herausgegriffenen Strahlen eines Lichtbündels;
4 verschiedene Ansichten eines flächigen Lichtleiterbereichs, dessen winkelverändernde zweite schmale Seite noch nicht in eine erste und zweite Teilfläche aufgeteilt ist;
5 eine Draufsicht auf einen solchen flächigen Lichtleiterbereich zusammen mit einer resultierenden Helligkeitsverteilung;
6 eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich, dessen zweite schmale Seite in zwei Teilflächen unterteilt ist;
7 einen Schnitt durch den Gegenstand der 6;
8 eine Draufsicht auf einen gestuft unterteilten flächigen Lichtleiterbereich zur Veranschaulichung einer Abschattungswirkung;
9 eine Draufsicht auf einen solchen flächigen Lichtleiterbereich zusammen mit einer resultierenden Helligkeitsverteilung;
10 eine weitere Ausgestaltung einer Lichtleiterstruktur einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung in einer Schrägansicht;
11 den Gegenstand der 10 in einer Draufsicht;
12 eine bevorzugte Ausgestaltung, bei sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert;
13 einen Verbund aus mehreren stoffschlüssig zusammenhängenden Lichtleiterstrukturen;
14 eine Ausgestaltung, die sich zur Verwendung in Verbindung mit einer ebenen Platine eignet;
15 eine erste Möglichkeit, eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zur erzeugen;
16 eine zweite Möglichkeit, eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zu erzeugen;
17 eine Möglichkeit, mehrere Lichtleiterstrukturen zu stapeln um komplexe Lichtaustrittsflächen aus einzelnen Lichtleiterstrukturen zu erhalten; und
18 eine Ausgestaltung, bei der die winkelverändernde Fläche durch ebene Flächensegmente verwirklicht wird.
Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach gleiche Elemente.
Im Einzelnen zeigt die 1 eine Beleuchtungseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur 12. Die Lichtleiterstruktur 12 ist in einem Gehäuse 2 der Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Das Gehäuse 2 weist eine Lichtaustrittsöffnung auf, die von einer transparenten Abdeckscheibe abgedeckt wird.
Die Lichtleiterstruktur 12 weist einen Einkoppelbereich 14 und wenigstens einen flächigen Lichtleiterbereich 16 auf. Der flächige Lichtleiterbereich 16 weist eine erste breite Seite 18 auf, die von einem ersten Rand 18.1 begrenzt wird. Darüber hinaus weist der flächige Lichtleiterbereich 16 eine zweite breite Seite auf, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt und die von einem zweiten Rand 20.1 begrenzt wird. In der 1 wird die zweite breite Seite von dem Volumen des flächigen Lichtleiterbereichs 16 verdeckt. Schmale Seiten liegen zwischen dem ersten Rand 18.1 und dem zweiten Rand 20.1 und verbinden die erste breite Seite 18 mit der zweiten breiten Seite.
Eine erste schmale Seite, von der in der 1 nur ein Rand 22.1 dargestellt ist, grenzt den flächigen Lichtleiterbereich 16 gegen den Einkoppelbereich 14 ab.
Eine zweite schmale Seite 24 ist dazu eingerichtet, von einer ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite 24 einfallendes Licht zu parallelisieren und auf eine dritte schmale Seite 26 zu richten. Die dritte schmale Seite 26 stellt eine Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterstruktur 12 dar.
Die zweite schmale Seite 24 weist eine erste parallelisierende Teilfläche 28 und eine zweite parallelisierende Teilfläche 30 auf. Die zweite parallelisierende Teilfläche 30 ist gegenüber der ersten parallelisierenden Teilfläche 28 stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches 16 versetzt angeordnet.
Der Einkoppelbereich 14 weist ein dem flächigen Lichtleiterbereich abgewandtes erstes Ende und ein dem flächigen Lichtleiterbereich zugewandtes zweites Ende auf.
An dem ersten Ende ist eine Lichtquelle 32 so angeordnet, dass das von ihr emittierte Licht in das dem flächigen Lichtleiterbereich 16 abgewandte Ende des Einkoppelbereichs 14 eingekoppelt wird. Bei der Lichtquelle 32 handelt es sich bevorzugt um eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere um eine einzelne Leuchtdiode oder Laserdiode oder um eine räumliche Zusammenfassung mehrerer solcher Dioden. Für Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen, und so bevorzugt auch hier, werden üblicherweise Leuchtdioden verwendet, die eine viereckige, ebene Lichtaustrittsfläche mit einer Kantenlänge von 0,3 mm bis etwa 2 mm aufweisen. Die Anordnung erfolgt so, dass der Abstand zwischen der Lichtaustrittsfläche der Halbleiterlichtquelle und der Lichteintrittsfläche des Einkoppelbereichs kleiner als 1 mm ist.
Es ist ein Ziel, eine lange und schmale Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterstruktur 12 homogen mit parallelem Licht aus dem Inneren der Lichtleiterstruktur 12 zu beleuchten. Dabei soll die Beleuchtung möglichst effizient, also mit einem möglichst hohen Anteil am eingekoppelten Licht, erfolgen.
In Bezug auf die als Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterstruktur 12 dienende dritte schmale Seite 26 und den in Lichtrichtung davor liegenden flächigen Lichtleiterbereich 16 wird die x-Richtung als Richtung einer Tiefe des flächigen Lichtleiterbereichs, die y-Richtung als Richtung einer Breite des flächigen Lichtleiterbereiches und der Lichtaustrittsfläche und die z-Richtung als Dicke des flächigen Lichtleiterbereiches und Höhe der Lichtaustrittsfläche definiert.
Aus einer Blickrichtung, die der angegebenen x-Richtung entgegengesetzt ist, ist die leuchtende Fläche bei der Ausgestaltung, die in der 1 dargestellt ist, ein Rechteck der Höhe delta z und der Breite delta y. Im Folgenden wird die x- y-Ebene als horizontale Ebene und die x- z-Ebene als vertikale Ebene betrachtet. Es versteht sich aber, dass sich diese Betrachtung nur auf die Erläuterung der dargestellten Ausgestaltungen bezieht und damit in gewisser Weise ein mitgeführtes Koordinatensystem definiert. Dies soll die mögliche Orientierungen der Beleuchtungseinrichtung in einem Fahrzeug oder aber auch die möglichen Orientierungen von Lichtleiterstrukturen 12 innerhalb einer Beleuchtungseinrichtung 1 nicht einschränken. Soweit im Folgenden von horizontalen Winkeln die Rede ist, sollen diese in der x- y-Ebene liegen, während vertikale Winkel in der x- z-Ebene liegen sollen.
Die Angabe dieser Richtungen in den verschiedenen Figuren stellt daher einen Bezug zwischen den Ausrichtungen der jeweils dargestellten Gegenstände her. Die Lichtquelle 32 befindet sich im Ursprung des dargestellten Koordinatensystems.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Länge der als Lichtaustrittsfläche dienenden dritten schmalen Seite 26 in y-Richtung größer als deren vierfache Breite in z-Richtung, insbesondere größer als deren sechsfache Breite und besonders bevorzugt größer als deren achtfache Breite. Diese Angaben beziehen sich dabei jeweils auf ein Lichtleitervolumen, das von einer Lichtquelle, sei es eine einzelne Halbleiterlichtquelle oder eine räumlich zusammengefasste Anordnung mehrerer Halbleiterlichtquellen, beleuchtet wird. Sofern mehrere räumlich voneinander getrennte Lichtquellen verwendet werden, wird ein Lichtleitervolumen jeder Lichtquelle zugeordnet, wobei eine solche Anordnung als Elementarzelle betrachtet wird. Auch die Tiefe des flächigen Lichtleiterbereichs beträgt bevorzugt ein mehrfaches, insbesondere wenigstens ein vierfaches seiner Dicke, was die Bezeichnung als flächiger Lichtleiter rechtfertigt.
Moderne Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen liefern Signallicht-Lichtverteilungen und/oder Scheinwerfer-Lichtverteilungen. Eine Signallicht-Lichtverteilung dient dazu, anderen Verkehrsteilnehmern die Anwesenheit eines Kraftfahrzeugs und/oder die Absichten seines Fahrers anzuzeigen. Scheinwerfer-Lichtverteilungen sollen dagegen Objekte im Fahrweg des Kraftfahrzeuges beleuchten und damit für den Fahrer wahrnehmbar machen. Das Erzeugen einer Lichtverteilung wird auch als Lichtfunktion bezeichnet. Häufig erfüllt eine Beleuchtungseinrichtung mehrere Lichtfunktionen mit Hilfe von einem oder mehreren Lichtmodulen, die in einer solchen Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind.
Die hier vorgestellte Erfindung erfüllt bevorzugt Signallichtfunktionen, insbesondere eine Tagfahrlicht-Lichtfunktion, eine Blinklicht-Lichtfunktion, eine Positionslicht-Lichtfunktion, eine Schlusslicht-Lichtfunktion oder eine Bremslicht-Lichtfunktion. Bei einer Zusammenschaltung mehrerer Lichtleiterstrukturen können auch Scheinwerfer-Lichtfunktionen verwirklicht werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtungen 1 neben einer durch die Erfindung erfüllten Lichtfunktion noch weitere Lichtfunktionen erfüllen, wozu sie gegebenenfalls weitere Lichtmodule aufweisen. Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtungen können daher insbesondere separate Bugleuchten für Blinklicht- oder Tagfahrlicht-Lichtfunktionen sein, oder es kann sich um mehrere Lichtfunktionen erfüllende Frontscheinwerfer oder auch Heckleuchten handeln.
Im Folgenden werden Einzelheiten von Elementen und/oder Ausgestaltungen von Lichtleiterstrukturen 12 erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtungen erläutert. Dabei wird die Lichtleiterstruktur zunächst anhand einer ebenen Ausgestaltung, wie sie auch in der 1 dargestellt ist, erläutert. Weiter unten werden auch dreidimensional gekrümmte Ausgestaltungen vorgestellt.
Prinzipiell setzt sich eine Elementarzelle einer Lichtleiterstruktur 12 einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus dem Einkoppelbereich 14, dem flächigen Lichtleiterbereich 16 und gegebenenfalls noch einem weiteren Bereich zusammen, der zur Erzeugung einer vorbestimmten Kontur der Lichtaustrittsfläche dient und auf den weiter unten noch näher eingegangen wird.
Die 2 zeigt in ihrem Teil a) eine Schrägansicht und in ihrem Teil b) eine Draufsicht auf den Einkoppelbereich 14. Durch die der Lichtquelle 32 zugewandte Lichteintrittsfläche tritt Licht in den Einkoppelbereich 14 ein und propagiert innerhalb des Licht leitenden Materials des Einkoppelbereichs 14 zu einer Endfläche 34. Dort beginnt der in der 2 nicht dargestellte flächige Bereich 16 der Lichtleiterstruktur 12. Der Einkoppelbereich 14 weist einen ersten Bereich 14.1 und einen Übergangsbereich 14.2 auf. In dem ersten Bereich 14.1 weitet sich der Querschnitt des Einkoppelbereichs 14, ausgehend von der Lichteintrittsfläche bis zum Beginn des Übergangsabschnitts 14.2 kontinuierlich auf. Dabei ist die Aufweitung in der x- y-Ebene unter Umständen nicht mit der Aufweitung in der z-Richtung identisch. Beim Durchlaufen des ersten Bereichs 14.1 des Einkoppelbereichs 14 erfährt ein großer Anteil des eingekoppelten Lichtes einmal oder mehrmals interne Totalreflexionen an den Längsflächen des ersten Bereichs 14.1. Als Folge erfährt das Licht dort eine Parallelisierung. Dabei wird hier unter einer Parallelisierung eine Verengung des Öffnungswinkels des Lichtkegels verstanden, die aber noch nicht in eine Bündelung mit fokussierender Wirkung übergeht, also bei maximaler Bündelverengung parallel propagierendes Licht zur Folge hat.
Mit Bezug auf die vertikale Richtung gilt, dass sich das Licht im weiteren Verlauf bis auf weiter unten noch zu beschreibende Sonderfälle nur noch zwischen den zur z-Richtung senkrechten Flächen bewegt. Es bewegt sich also zwischen der ersten Fläche 18 aus der 1, die im Folgenden auch als Deckel bezeichnet wird, und der dem Deckel gegenüberliegenden Fläche, die im Folgenden auch als Boden bezeichnet wird. Das bedeutet, dass die Verteilung der vertikalen Winkel des Lichtes, das durch die Endfläche 34 in den flächigen Lichtleiterbereich 16 übertritt, beim Durchlaufen des flächigen Lichtleiterbereichs 16 erhalten bleibt und dass die zugehörigen Lichtstrahlen an der als Lichtaustrittsseite dienenden dritten schmalen Seite des flächigen Lichtleiterbereichs 16 unter winkelvergrößernder Brechung austreten. Das bedeutet wiederum, dass am Ende des Einkoppelbereichs 12 die vertikale Wunsch – Winkelverteilung bis auf die winkelvergrößernde Austrittsbrechung vorliegen muss. Es ist daher bevorzugt, dass der Einkoppelbereich gerade so ausgestaltet ist, dass er eine vorbestimmte Winkelverteilung in vertikaler Richtung erzeugt.
Mit Bezug auf die horizontale Richtung gilt, dass die horizontale Winkelverteilung im flächigen Lichtleiterbereich 16 noch gezielt verändert wird. Die Veränderung erfolgt dabei durch die parallelisierende Wirkung der zweiten schmalen Seite 24 des flächigen Lichtleiterbereichs 16.
In einer Ausgestaltung besitzt der Einkoppelbereich 14 eine gebogene Form. Ein solcher gebogener Einkoppellichtleiter besitzt nur zwei ebene Flächen. Bei einer solchen Ausgestaltung ist bevorzugt, dass der Einkoppelabschnitt einen rechteckigen Querschnitt aufweist und dass dieser Querschnitt zwischen der Einkoppelfläche und dem Übergangsbereich in Form der ersten Schmalseite 22 des flächigen Abschnitts 16 der Lichtleiterstruktur mit einer quadratischen Abhängigkeit von der Länge des Einkoppelbereichs anwächst.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einkoppelbereich dazu eingerichtet, dass er das Licht der Lichtquelle 32 gerade soweit parallelisiert, dass das parallelisierte Lichtbündel, das vom Einkoppelbereich 12 in den flächigen Lichtleiterbereich 16 übertritt, die gesamte winkelverändernde Fläche des flächigen Lichtleiterbereichs 16 beleuchtet. Dabei soll das Lichtbündel nicht mehr beleuchten als diese Fläche, um sonst auftretende Effizienzeinbußen zu vermeiden. Es soll aber auch nicht weniger als diese Fläche beleuchten, da sonst dunkle Bereiche auf der als Lichtaustrittsseite dienenden dritten schmalen Seite 26 auftreten können.
Dies ist ein eigenständiger Aspekt, der auch ohne die Stufe in der winkelverändernden Fläche schon eine recht gute Homogenität und vor allem dieselbe Effektivität ergibt.
Mit Blick auf diesen Aspekt wird auch die folgende Kombination von Merkmalen als eigenständige, die oben angegebene Aufgabe lösende Lehre betrachtet: Beleuchtungseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur 12, die wenigstens einen Einkoppelbereich 14 und wenigstens einen flächigen Lichtleiterbereich 16 aufweist, der eine erste breite Seite 18 aufweist, die von einem ersten Rand 18.1 begrenzt wird, und der eine zweite breite Seite 20 aufweist, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt und die von einem zweiten Rand 20.1 begrenzt wird, sowie mit schmalen Seiten 22, 24, 26, 28, die zwischen dem ersten Rand 18.1 und dem zweiten Rand 20.1 liegen und die die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite verbinden, wobei eine zweite schmale Seite 24 dazu eingerichtet ist, von einer ersten schmalen Seite 22 her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht auf eine dritte schmale Seite 26 zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite schmale Seite 24 dazu eingerichtet ist, von der ersten schmalen Seite 22 her auf die zweite schmale Seite 24 einfallendes Licht zu parallelisieren und auf die dritte schmale Seite 26 zu richten, wobei die erste schmale Seite einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Bereich zusammenhängenden Einkoppelbereichs 14 zu dem flächigen Lichtleiterbereich 16 bildet, welcher Einkoppelbereich dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle 32 zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite zu richten, dass nur die zweite Schmalseite beleuchtet wird.
3 zeigt den Einkoppelbereich 12 und den flächigen Lichtleiterbereich 16 zusammen mit exemplarisch herausgegriffenen Strahlen eines Lichtbündels 36, das die als winkelverändernde Fläche des flächigen Lichtleiterbereichs 16 dienende zweite schmale Seite 24 des flächigen Lichtleiterbreichs 16 in diesem Sinne exakt passend ausleuchtet.
Der Einkoppelbereich 12 hängt in einer bevorzugten Ausgestaltung stoffschlüssig mit dem flächigen Lichtleiterbereich 16 zusammen, so dass die erste schmale Seite 22 des flächigen Lichtleiterbereichs mit der Endfläche 34 des Einkoppelbereichs 12 zusammenfällt. Die Lichtleiterstuktur besteht bevorzugt aus einem üblichen Lichtleitermaterial wie Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder einem anderen glasklaren Material wie Glas oder Silikon.
Die 3 zeigt damit insbesondere eine Ausgestaltung, bei der die erste schmale Seite 22 des flächigen Lichtleiterbereichs 16 einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Lichtleiterbereich 16 zusammenhängenden Einkoppelbereichs 14 zu dem flächigen Lichtleiterbereich bildet, welcher Einkoppelbereich 14 dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle 32 zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite 24 des flächigen Lichtleiterbereichs zu richten, dass die winkelverändernde Fläche des flächigen Lichtleiterbereichs, also insbesondere die erste Teilfläche 28 und die zweite Teilfläche 30 der zweiten Schmalseite 24 des flächigen Lichtleiterbereichs 16 beleuchtet wird.
Gelingt es nicht, durch Änderungen des Anstellwinkels, mit dem sich die Seitenflächen des Einkoppelbereichs 14 aufweiten, die winkelverändernde Fläche 24 im flächigen Lichtleiterbereich 16 exakt auszuleuchten, kann eine Drehung des Einkoppelbereichs 16 um einen Winkel α hilfreich sein. Der Drehpunkt liegt etwa in der Mitte 38 der Endfläche 34 des Einkoppelbereichs 12. Führt dies nicht zum Ziel, muss die Breite delta y der dritten schmalen Seite des flächigen Lichtleiterbereichs 16 beim Entwurf der Lichtleiterstruktur 12 angepasst werden.
Die der winkelverändernden Seite 24 gegenüberliegende vierte schmale Seite 40 des flächigen Lichtleiterbereichs 26 hat bei den hier vorgestellten Ausgestaltungen keine optische Funktion. Analog zu dieser Fläche ist auch der Abschnitt 35, der zwischen dem Einkoppelbereich 14 und der zweiten schmalen Seite 24 ohne optische Funktion.
Diese Abschnitte werden in bevorzugten Ausgestaltungen für das Anbringen von Verbindungs- und Befestigungselementen wie beispielsweise den Stegen zwischen den erfindungsgemäßen Lichtleitern in den 13 und 14 verwendet. Alternativ oder ergänzend ist bevorzugt, dass der für den Kunststoffspritzguss erforderliche Anspritzbereich dort positioniert ist.
4 zeigt in ihrem Teil a) eine Schrägansicht und in ihrem Teil b) eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich 16, bei dem die winkelverändernde zweite schmale Seite 24 noch nicht in eine erste und zweite Teilfläche aufgeteilt ist. Die winkelverändernde Fläche erhält man in einer bevorzugten Ausgestaltung durch Extrudieren einer in der x- y-Ebene liegenden Parabel in z-Richtung.
Die 5 zeigt eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich 16, dessen winkelverändernde Fläche 24 noch nicht in einer erste und zweite Teilfläche unterteilt ist, zusammen mit einer resultierenden Verteilung der Helligkeit H des über die dritte schmale Seite 26 austretenden Lichtes über der Breite delta y der dritten schmalen Seite 26. Die Verteilung ist dabei stark schematisiert dargestellt. Die winkelverändernde Fläche hat hier eine Parabelform. Wesentlich ist, dass ein näher an der winkelverändernden Seite 24 liegender vierter Abschnitt der Lichtaustrittsfläche 26 deutlich heller ist als der Durchschnitt der anderen Abschnitte, während ein weiter von der winkelverändernden Seite 24 entfernt liegender achter Abschnitt deutlich weniger hell erscheint als der Durchschnitt der anderen Bereiche. Insgesamt weist die Helligkeitsverteilung also eine ausgeprägte und störende Inhomogenität auf.
6 zeigt wieder eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich 16. Dieser unterscheidet sich vom flächigen Lichtleiterbereich aus der 5 dadurch, dass die zweite schmale Seite eine erste parallelisierende Teilfläche 28 und eine zweite parallelisierende Teilfläche 30 aufweist, wobei die zweite parallelisierende Teilfläche 30 gegenüber der ersten parallelisierenden Teilfläche 28 stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches 16 versetzt angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind beide Teilflächen 28, 30 parabelförmig, wobei die beiden Parabeln den gleichen Brennpunkt und die gleiche Richtung besitzen. Bevorzugt ist auch, dass die Parabel der stufenförmig nach innen versetzten Teilfläche 30 eine im Vergleich zur Brennweite der außen liegenden Teilfläche 28 kleinere Brennweite aufweist. Ein Strahlenbündel 42, dessen vertikale Winkelverteilung derjenigen am Ende des Einkoppelbereichs entspricht, wird zu einem Teil 42b an der zweiten Teilfläche 30 reflektiert, der Rest 42a wird an der ersten Teilfläche 28 reflektiert. Insgesamt ergibt sich also eine Aufspaltung in zwei Bündel 42a und 42b, welche den flächigen Lichtleiterbereich 16 an zwei unterschiedlichen y-Orten verlassen.
7 zeigt einen Schnitt durch den Gegenstand der 6 längs der Linie VII-VII. Der dort dargestellte flächige Lichtleiterbereich 16 besitzt in z-Richtung eine Dicke d. In dieser z-Richtung besitzt die erste Teilfläche 28 eine Dicke oder Breite a, und die zweite Teilfläche 30 besitzt eine Dicke oder Breite b. Das Verhältnis a zu b steuert in etwa die Lichtmenge in den Bündeln 42a und 42b. Im dargestellten Fall, in dem a = b ist, sind die beiden entstehenden Bündel etwa gleich hell.
Eine weitere Konsequenz der Verminderung der Schichtdicke im Lichtweg hinter der eingestuften zweiten Teilfläche 42b ist in der 8 dargestellt. Die erste Teilfläche 28 wird im schraffiert dargestellten Bereich nur von der halben Lichtmenge beleuchtet, wobei hier wieder a = b vorausgesetzt ist. Wenn man sich nicht nur auf zwei Teilflächen 28, 30 beschränkt, sondern darüber hinaus mehr eingestufte Teilflächen zulässt, ergibt sich insgesamt eine sehr wirkungsvolle Methode, um die Austrittsfläche über die gesamte Breite Delta y homogen auszuleuchten.
9 verdeutlicht die Auswirkung der Aufteilung der winkelverändernden Fläche auf die beiden stufenförmig versetzten Teilflächen. Wie eigentlich auch schon die 6 zeigt, wird ein Teilbündel 42b des Lichtbündels 42, das ohne eine Unterteilung der winkelverändernden Fläche 24 im Strahlengang des Teilbündels 42a liegen würde, nach innen versetzt. Das bedeutet, dass ein Lichtstrom entgegen der y-Richtung nach rechts verschoben wird. Im Vergleich mit der 5 zeigt sich dies in der 9 dadurch, dass die Intensitätsverteilung beim Gegenstand der 9 homogener ist als beim Gegenstand der 5. Der überschüssige Lichtstrom aus dem mittleren Bereich in 5 ist in den zu schwach beleuchteten rechten Bereich verschoben worden.
Die 10 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Lichtleiterstruktur 12 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung in einer Schrägansicht. Die 11 zeigt den Gegenstand der 10 in einer Draufsicht. Die Lichtleiterstruktur 12 nach den 10 und 11 weist einen Konturerzeugungsbereich 44 auf, der der Erzeugung einer leuchtenden Lichtaustrittsfläche dient, bevorzugt ein stoffschlüssiger Bestandteil der Lichtleiterstruktur 12 ist, und der im Lichtweg hinter den parallelisierenden Teilflächen 28, 30 der zweiten schmalen Seite 24 liegt. Wie die 10 und 11 zeigen, ist die dritte schmale Seite 26 bei dieser Ausgestaltung in stufenartig versetzte Teilflächen aufgeteilt.
Dadurch kann eine gekrümmte Lichtaustrittsfläche mit diskreten Stufen nachgebildet werden, ohne dass ein unerwünschtes Auftreten interner Totalreflexionen ausgelöst wird, wie es an tatsächlich gekrümmten Flächen auftritt, wenn der Einfallswinkel des Lichtes auf die gekrümmte Lichtaustrittsfläche aufgrund von deren Krümmung den Grenzwinkel der Totalreflexion überschreitet.
Die Lichtaustrittsflächen der einzelnen Stufen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung als Licht in vorbestimmte Richtungen brechende Flächen, zum Beispiel als Zylinderflächen ausgestaltet.
Die 10 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die zweite Teilfläche 30 über ihre ganze Länge eine gleichbleibende Breite in z-Richtung besitzt.
Die 12 zeigt dagegen eine bevorzugte Ausgestaltung, bei sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert.
Dies bietet eine weitere Möglichkeit zur Homogenisierung der Helligkeitsverteilung. Durch die mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite, also von dem Einkoppelbereich 14, abnehmende Breite der zweiten Teilfläche 30 ergibt sich gewissermaßen in z-Richtung unterhalb der zweiten Teilfläche 30 ein sich aufweitender Lichtleiterquerschnitt, der für eine erwünschte weitere Parallelisierung sorgt.
Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Teilfläche eine trapezförmige oder dreieckige Kontur aufweist.
Bevorzugt ist auch, dass die zweite Teilfläche näher an der ersten Schmalseite als an der dritten Schmalseite angeordnet ist, beziehungsweise, was das gleiche ist, dass die zweite Teilfläche 30 näher an dem Einkoppelbereich 14 als an der Lichtaustrittsfläche 26 angeordnet ist.
14 zeigt, wie durch mehrere, hier fünf, bevorzugt stoffschlüssig zusammenhängende Lichtleiterstrukturen 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, auch eine Scheinwerfer-Lichtfunktion verwirklicht werden kann. Die der Einkopplung von Licht und der Parallelisierung des Lichtes dienenden Bereiche sind in diesem Beispiel jeweils identisch, einzig die Konturerzeugungsbereiche variieren in der Länge (parallel zu x). Die Kontur wird durch Treppenstufen gebildet, deren Stufen parallel und senkrecht zu x stehen.
Dies ist deshalb nötig, damit das Licht den Lichtleiter parallel zu x verlassen kann. Würde man auf die Treppenstufen verzichten, würde das Licht aufgrund von Totalreflexionen an der dann gekrümmten Fläche im Lichtleiter verbleiben.
Die senkrecht zur x-Richtung liegenden Absätze der Stufen sind gekrümmt, hier konvex ausgestaltet, um das parallel zur x-Richtung aus dem Lichtleiterinneren einfallende Licht in eine gewünschte Lichtverteilung zu brechen.
Die in der 13 dargestellte Anordnung weist noch den Nachteil auf, dass die Lichtquellen nicht auf einer ebenen Platine angeordnet werden können. Ebene Platinen sind vor allem kostengünstiger als flexible Platinen, so dass eine Verwendung ebener und starrer Platinen vorteilhaft ist.
14 zeigt eine Ausgestaltung, bei der am Beispiel des ersten Einkoppelbereichs 14.1 dargestellt ist, wie durch entsprechende Krümmung desselben die Verbindung zu einer ebenen Platine, beziehungsweise zu einer auf einer ebenen Platine montierten Standard-LED als Lichtquelle 32 verwirklicht werden kann. Eine Standard-LED zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Lichtaustrittsfläche ihrer Montagefläche gegenüberliegt, mit der sie an einer Platine 46 befestigt wird.
Natürlich kann diese Krümmung des Einkoppelbereichs 14.1 auch auf den flächigen Lichtleiterbereich 16 und/oder den Konturerzeugungsbereich 44 ausgedehnt werden. Bis hierher wurde lediglich gezeigt, wie mit Hilfe des Konturerzeugungsbereichs 44 eine ebene leuchtende Kurve erzeugt werden kann.
15 zeigt eine erste Möglichkeit, von einer ebenen Kurve auf eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zu gelangen. Hierzu wird der Konturerzeugungsbereich 46 in einzelne Stäbe aufgeteilt, die im Folgenden so gekrümmt werden, dass die Lichtaustrittsfläche 26 auch in der z-Richtung der gewünschten Kurve folgt. Die Beschränkung der Krümmung auf den Konturerzeugungsbereich 46 erfolgte in der 15 nur der einfacheren Darstellung wegen. Alternativ oder ergänzend können auch diejenigen Bereiche des flächigen Lichtleiterbereichs 16, in denen sich ausschließlich bereits parallelisiertes Licht ausbreitet, in dieser Weise verformt werden.
Eine zweite Möglichkeit, eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zu erzeugen, ist in den drei Ansichten eines dreidimensional gekrümmten Konturerzeugungsbereichs 46 der 16 dargestellt. 16a) zeigt eine Schrägansicht, 16b zeigt eine Ansicht aus Richtung des Einkoppelbereichs, und 16c zeigt eine Draufsicht auf einen solchen Konturerzeugungsbereich. Wiederum erfolgt der einfachen Darstellung wegen eine Beschränkung auf den Konturerzeugungsbereich 46. Anstatt die Fläche in Stäbe aufzuteilen, wie es beim Gegenstand der 15 der Fall ist, und die Stäbe dann beim Entwurf der Lichtleiterstruktur entsprechend der zu erzielenden Kontur zu verbiegen, wird beim Gegenstand der 16 die gesamte Fläche des Konturerzeugungsbereichs 46 gekrümmt. Dies hat leider zur Folge, dass das darin propagierende Licht bei Reflexionen am Deckel und/oder am Boden horizontale Komponenten erhält. Als unerwünschte Folge geht dabei die durch die parabelförmige winkeländernde Reflexionsfläche erzeugte Parallelität verloren. Wenn die Anzahl der Reflexionen am Deckel und am Boden identisch ist, heben sich diese Horizontalkomponenten jedoch gegenseitig nahezu auf. Diejenigen Strahlen, bei denen dieser günstige Fall nicht zutrifft, erhalten eine horizontale Komponente, die auch nach dem Verlassen des Lichtleiters durch die Austrittsöffnung zumindest erhalten bleibt oder durch Brechung sogar noch vergrößert wird. Dies muss bei der Definition der brechenden Fläche auf den Austrittsflächen beim Entwurf der Lichtleiterstruktur berücksichtigt werden, um eine unerwünscht große horizontale Streuwirkung zu vermeiden.
17 zeigt eine Möglichkeit, mehrere Lichtleiterstrukturen 12 zu stapeln um komplexe Lichtaustrittsflächen aus als Elementarzellen dienenden einzelnen Lichtleiterstrukturen 12 zu erhalten. Durch Kombinationen von Übereinanderanordnungen, Nebeneinanderanordnungen und Aneinanderanordnungen solcher Elementarzellen oder auch verschiedener Ausgestaltungen von Lichtleiterstrukturen 12 erhält man weitere Möglichkeiten. Liegen die einzelnen Lichtleiterstrukturen 12 schräg im Raum, was sich zum Beispiel durch Kippen des linken oberen Endes der in 18 dargestellten Anordnung nach unten ergibt, müssen die auf den einzelne Stufen der gekippten Lichtaustrittsfläche liegenden Streuelemente (zum Beispiel Zylinder) beim Entwurf entgegengesetzt gekippt werden, weiter eine rein horizontale Streuung zu erhalten.
18 zeigt eine Möglichkeit auf, die eine weitere Verbesserung des gleichmäßig hellen Erscheinungsbildes der leuchtenden und gegebenenfalls dreidimensional gekrümmten Lichtaustrittsfläche erlaubt. Hierzu wird die winkelverändernde zweite schmale Seite nicht als echte Parabel verwirklicht, sondern eine solche Parabel wird durch Geradenabschnitte, beziehungsweise durch ebene Flächensegmente, angenähert. 18a) zeigt noch einmal eine Ausgestaltung eines flächigen Lichtleiterbereichs 16, der durch eine echte Parabel 52 begrenzt wird. Ein aus dem Einkopplungsbereich eintretendes Bündel 48 wird an der Parabel parallelisiert und beleuchtet genau ein brechendes Austrittselement 50. In 18b) trifft dasselbe Bündel 48 auf ein zur Veranschaulichung mit dicker Strichstärke gezeichnetes ebenes Flächensegment 54. Dies hat zur Folge, dass das Bündel 48 nicht parallelisiert, sondern unter Beibehaltung seines Öffnungswinkels umgelenkt wird und deshalb nicht wie im Fall der 18a) auf genau ein Austrittselement 50 trifft, sondern auf einen etwa zwei Austrittselemente breiten Bereich der Lichtaustrittsfläche 26. Da dasselbe für die beiden nicht dargestellten Nachbarbündel ebenfalls zutrifft, wird das Austrittselement 50 hier durch drei überlagerte Bündel beleuchtet. Dadurch werden in der resultierenden Lichtverteilung sonst möglicherweise sichtbare dunkle Streifen zwischen den Bildern benachbarter Austrittselemente verwischt. Dies muss beim Entwurf der brechenden Flächen auf den Austrittsflächen berücksichtigt werden, um eine sonst drohende zu breite horizontale Streuung zu verringern.

Claims

Beleuchtungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur (12), die wenigstens einen Einkoppelbereich (14) und wenigstens einen flächigen Lichtleiterbereich (16) aufweist, der eine erste breite Seite (18) aufweist, die von einem ersten Rand (18.1) begrenzt wird, und der eine zweite breite Seite (20) aufweist, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt und die von einem zweiten Rand (20.1) begrenzt wird, sowie mit schmalen Seiten (22, 24, 26, 28), die zwischen dem ersten Rand (18.1) und dem zweiten Rand (20.1) liegen und die die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite verbinden, wobei eine zweite schmale Seite (24) dazu eingerichtet ist, von einer ersten schmalen Seite (22) her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht auf eine dritte schmale Seite (26) zu richten, wobei die zweite schmale Seite eine erste Teilfläche (28) und eine zweite Teilfläche (30) aufweist, wobei die zweite Teilfläche (30) gegenüber der ersten Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilfläche (28) von dem ersten Rand (18.1) und dem zweiten Rand (20.1) begrenzt wird und die zweite Teilfläche (30) von dem zweiten Rand (20.1), nicht aber von dem ersten Rand (18.1) begrenzt wird.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite schmale Seite (24) dazu eingerichtet ist, von der ersten schmalen Seite (22) her auf die zweite schmale Seite (24) einfallendes Licht zu parallelisieren und auf die dritte schmale Seite (26) zu richten, wobei die erste Teilfläche (28) eine parallelisierende Teilfläche ist und wobei auch die zweite Teilfläche (30) eine parallelisierende Teilfläche ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste schmale Seite einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Bereich zusammenhängenden Einkoppelbereichs (14) zu dem flächigen Lichtleiterbereich (16) bildet, welcher Einkoppelbereich dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle (32) zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite zu richten, dass die erste Teilfläche und die zweite Teilfläche der zweiten Schmalseite beleuchtet wird.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche eine konstante Breite aufweist oder dass sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche eine rechteckige, trapezförmige oder dreieckige Kontur aufweist.
Beleuchtungseinrichtung nach (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche näher an der ersten Schmalseite als an der dritten Schmalseite angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmalseite in mehr als zwei Teilflächen aufgeteilt ist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weiter innen liegende Teilfläche eine kleinere Brennweite besitzt als eine weiter außen liegende Teilfläche.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmalseite eine Parabelform aufweist.
Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmalseite eine Reihe von aneinander angrenzenden Flächensegmenten aufweist, wobei Kanten, mit der die Flächensegmente an die erste breite Seite und an die zweite breite Seite anstoßen, eine Parabel als Einhüllende aufweisen.