DE102012007227A1

DE102012007227A1 - Beleuchtungsvorrichtung und Fahrzeugleuchte mit einer Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012007227A1
Application number: DE102012007227A
Authority: DE
Inventors: Dr.rer.nat. Moisel Jörg; Bernd Schneider
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-04-07
Filing date: 2012-04-07
Publication date: 2012-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einem optischen Element (2) und zumindest einer Lichtquelle (3, 5). Erfindungsgemäß umfasst das optische Element (2) zur Erzeugung zumindest einer Lichtfunktion zumindest einen Reflexionsbereich (4) zur Reflexion von mittels der Lichtquelle (3, 5) erzeugtem Licht (L1, L2) und zur Erzeugung zumindest einer weiteren Lichtfunktion zumindest eine Einkoppelstelle (2.2) zur Einkopplung von mittels der zumindest einen Lichtquelle (3, 5) erzeugtem Licht (L1, L2) und zumindest eine Auskoppelstelle (2.3) zur Auskopplung dieses Lichts (L1, L2). Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrzeugleuchte, umfassend eine solche Beleuchtungsvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem optischen Element und zumindest einer Lichtquelle.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrzeugleuchte, umfassend eine solche Beleuchtungsvorrichtung.
Aus der DE 103 37 615 B3 ist eine Leuchtvorrichtung für ein fahrzeugspezifisches Nachtdesign von Fahrzeugen bekannt, wobei mindestens ein Leuchtmittel innerhalb eines durch Karosserieaußenteile des Fahrzeugs begrenzten Raums angeordnet ist. Das Leuchtmittel hinterleuchtet in den Karosserieaußenteilen und zwischen den Karosserieaußenteilen vorgesehene Öffnungen. Eine Abstrahlrichtung und ein Abstrahlwinkel des Leuchtmittels sind in Abhängigkeit einer Neigung einer Motorraumhaube des Fahrzeugs derart einstellbar, dass das Leuchtmittel bei geöffneter Motorraumhaube zur Beleuchtung des Motorinnenraums und bei geschlossener Motorraumhaube zur Hinterleuchtung eines Kühlergrills des Fahrzeugs geeignet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsvorrichtung sowie eine Fahrzeugleuchte, umfassend eine solche Beleuchtungsvorrichtung anzugeben.
Hinsichtlich der Beleuchtungsvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Fahrzeugleuchte durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein optisches Element und zumindest eine Lichtquelle. Erfindungsgemäß umfasst das optische Element zur Erzeugung zumindest einer Lichtfunktion zumindest einen Reflexionsbereich zur Reflexion von mittels der Lichtquelle erzeugtem Licht und zur Erzeugung zumindest einer weiteren Lichtfunktion zumindest eine Einkoppelstelle zur Einkopplung von mittels der zumindest einen Lichtquelle erzeugtem Licht und zumindest eine Auskoppelstelle zur Auskopplung dieses Lichts.
Dadurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, mehrere Lichtfunktionen mittels des einen optischen Elements zu realisieren. Auch ist es möglich, unter Verwendung von nur einer Lichtquelle mehrere komplexe Lichtgrafiken mit geringem Aufwand zu erzeugen. Dadurch ergibt sich ein verringerter Kosten- und Materialaufwand. Weiterhin ist die Beleuchtungsvorrichtung besonders kleinbauend realisierbar. Insbesondere bei einer Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung in einer Fahrzeugleuchte, beispielsweise einem Fahrzeugscheinwerfer oder einer Fahrzeugrückleuchte, ergibt sich der besondere Vorteil, dass bei geringen Bauraumerfordernissen dennoch mehrere Lichtfunktionen erzeugt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Schnittdarstellung einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik,
2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung,
3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung,
4 schematisch eine Frontalansicht auf eine Vorderseite eines optischen Elements der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 oder 3 und
5 schematisch eine perspektivische Ansicht des optischen Elements gemäß 4.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung 1 nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 1 ein optisches Element 2 und eine Lichtquelle 3 umfasst. Das optische Element 2 ist als Reflektor ausgebildet und weist auf einer der Lichtquelle 3 zugewandten Vorderseite V einen die Vorderseite V vollständig bedeckenden Reflexionsbereich 4 auf.
Das von der Lichtquelle 3 abgestrahlte Licht L1 wird in der dargestellten Weise vom Reflexionsbereich 4 in eine vorgegebene Richtung abgelenkt.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein optisches Element 2, welches einen Grundkörper 2.1 aufweist. Der Grundkörper 2.1 ist vollständig transparent ausgebildet. In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Grundkörper 2.1 vollständig oder in Abschnitten zumindest transluzent ausgebildet. Auch ist es möglich, dass der Grundkörper 2.1 abschnittsweise transparent, abschnittsweise transluzent und/oder abschnittsweise lichtundurchlässig ausgebildet ist.
Auf der Vorderseite V des Grundkörpers 2.1 ist der Reflexionsbereich 4 als optisch reflektierende Schicht aufgebracht, wobei die optisch reflektierende Schicht aus einem Metallfilm und/oder aus einem dielektrischen Schichtensystem besteht. Ein dielektrisches Schichtensystem ermöglicht eine Kontrolle eines Reflexionsgrades zwischen 0% und 100% auch in sehr schmalen Spektralbereichen und eine Beeinflussung einer Polarisation des transmittierten bzw. reflektierten Lichts L1. Insbesondere zeichnen sich dielektrische Schichtensysteme dadurch aus, dass Reflexionseigenschaften von bereits reflektierenden Oberflächen nochmals verbessert werden können.
Der Reflexionsbereich 4 wird mittels der Lichtquelle 3 beleuchtet und lenkt das von dieser ausgesendete Licht L1 in eine vorgegebene Richtung ab.
Zusätzlich umfasst das optische Element 2 an einer Unterseite U des Grundkörpers 2.1 eine Einkoppelstelle 2.2 für Licht L2 einer weiteren Lichtquelle 5. Die weitere Lichtquelle 5 ist dabei derart angeordnet, dass ein Strahlengang des Lichts L2 in Richtung der Einkoppelstelle 2.2 gerichtet ist.
An einer Rückseite R des optischen Elements 2, d. h. der Rückseite R des Grundkörpers 2.1, ist ebenfalls ein Reflexionsbereich 6 ausgebildet. Dieser Reflexionsbereich 6 weist eine in Richtung des Grundkörpers 2.1 ausgerichtete das Licht L2 reflektierende Oberfläche auf. Ferner ist auch die dem Grundkörper 2.1 zugewandte Seite des Reflexionsbereiches 4 das Licht L2 reflektierend ausgebildet. Somit wird das Licht L2 durch den Grundkörper 2.1 unter mehrfacher Ablenkung an den Reflexionsbereichen 4, 6 geführt und an einer Auskoppelstelle 2.3 aus dem Grundkörper 2.1 ausgekoppelt. Die zum Inneren des Grundkörpers 2.1 gerichteten Oberflächen der Reflexionsbereiche 4, 6 können auch mehrere lichtreflektierende Facetten aufweisen.
Um eine definierte Einkopplung und somit Führung des Lichts L2 in den Grundkörper 2.1 zu realisieren, weist die Einkoppelstelle 2.2 in nicht näher dargestellter Weise mehrere lichtablenkende Facetten auf. Mittels dieser Facetten wird das Licht L2 derart abgelenkt, dass es an vorgegebenen Positionen in einem vorgegebenen Winkel auf die Reflexionsbereiche 4, 6 trifft und somit in einem vorgegebenen Winkel möglichst vollständig aus der Auskoppelstelle 2.3 wieder austritt.
Um die Auskopplung in einer definierten Richtung zu ermöglichen, weist auch die Auskoppelstelle 2.3 mehrere nicht dargestellte lichtablenkende Facetten auf.
Zur Erzeugung vorgegebener Streuungen des Lichts L1 und des Lichts L2 weisen die Einkoppelstelle 2.2 und/oder die Auskoppelstelle 2.3 ebenfalls in nicht näher dargestellter Weise gegenüber dem Reflexionsbereich 4 eine abweichende Oberflächenstruktur auf. Die abweichende Oberflächenstruktur zeichnet sich insbesondere durch eine unterschiedliche Rauheit aus.
Weiterhin sind in nicht gezeigten Weiterbildungen im Strahlengang der Lichtquelle 3 und/oder der Lichtquelle 5 ein oder mehrere diffraktive Optikelemente zur Formung des jeweils von den Lichtquellen 3, 5 erzeugten Lichtstrahlen angeordnet.
Daraus folgend ist es möglich, mit nur einem optischen Element 2 zwei Lichtfunktionen zu realisieren, wobei eine erste Lichtfunktion durch Reflexion des Lichts L1 am Reflexionsbereich 4 und eine zweite Lichtfunktion durch Einkopplung des Lichts L2 in den Grundkörper 2.1, mehrfache Ablenkung innerhalb desselben und Auskopplung an der Auskoppelstelle 2.3 erzeugt werden.
Beide Lichtquellen 3, 5 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als Leuchtdioden ausgebildet, mittels welchen jeweils Licht L1, L2 mit einer oder mehreren Lichtfarben erzeugbar ist. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen sind weitere, insbesondere als Leuchtdioden ausgebildete Lichtquellen vorgesehen, mittels welchen ebenfalls Licht einer oder mehrerer Lichtfarben erzeugbar ist.
Alternativ oder zusätzlich sind in nicht gezeigter Weise auch andere Lichtquellen, beispielsweise Glühlampen und Gasentladungslampen, vorgesehen.
In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 dargestellt. Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Lichtquelle 3 vorgesehen, wobei das von dieser ausgesendete Licht L1 sowohl in Richtung des Reflexionsbereiches 4 ausgesendet wird als auch in die Einkoppelstelle 2.2 eingekoppelt.
Zu diesem Zweck ist zum einen die Lichtquelle 3 in einem zum ersten Ausführungsbeispiel abweichenden Winkel zum optischen Element 2 angeordnet und zum anderen ist die Einkoppelstelle 2.2 im unteren Bereich an der Vorderseite V des optischen Elements 2, d. h. an der Vorderseite V des Grundkörpers 2.1, ausgebildet.
Zur definierten Einkopplung und somit Führung des Lichts L1 in den Grundkörper 2.1 und zur Auskopplung des Lichts L1 in einer definierten Richtung weisen die Einkoppelstelle 2.2 und die Auskoppelstelle 2.3 in nicht gezeigter Weise dementsprechend ausgerichtete lichtablenkende Facetten auf.
Die 4 und 5 zeigen das optische Element 2 des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels der Beleuchtungsvorrichtung 1 in unterschiedlichen Ansichten.
Die Auskoppelstelle 2.3 umgibt dabei den Reflexionsbereich 4 in der der dargestellten Weise randseitig.
Sowohl das erste Ausführungsbeispiel als auch das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1 sind insbesondere zur Verwendung in einer nicht dargestellten Fahrzeugleuchte vorgesehen. Bei der Fahrzeugleuchte handelt es sich um einen Frontscheinwerfer, eine Rückleuchte oder eine beliebige andere an oder in einem Fahrzeug verbaute Leuchte.
Dabei erfüllt das in den Grundkörper 2.1 eingekoppelte und an der Auskoppelstelle 23 wieder ausgekoppelte Licht L1 und/oder Licht L2 alleine oder teilweise eine Lichtfunktion, beispielsweise die Funktion eines Positionslichts, Seitenmarkierungslichts, Tagfahrlichts, Schlusslichts, Bremslichts oder anderen Lichts.
Alternativ dient das in den Grundkörper 2.1 eingekoppelte und an der Auskoppelstelle 2.3 wieder ausgekoppelte Licht L1 und/oder Licht L2 als Zusatz zu der Lichtfunktion.
In einer weiteren Ausführung dient das in den Grundkörper 2.1 eingekoppelte und an der Auskoppelstelle 2.3 wieder ausgekoppelte Licht L1 und/oder Licht L2 als Zusatz zu der mittels der Reflexionsfläche 4 gebildeten Lichtfunktion.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungsvorrichtung
2: optisches Element
2.1: Grundkörper
2.2: Einkoppelstelle
2.3: Auskoppelstelle
3: Lichtquelle
4: Reflexionsbereich
5: Lichtquelle
6: Reflexionsbereich
L1: Licht
L2: Licht
R: Rückseite
U: Unterseite
V: Vorderseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10337615 B3 [0003]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einem optischen Element (2) und zumindest einer Lichtquelle (3, 5), dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2) zur Erzeugung zumindest einer Lichtfunktion zumindest einen Reflexionsbereich (4) zur Reflexion von mittels der Lichtquelle (3, 5) erzeugtem Licht (L1, L2) und zur Erzeugung zumindest einer weiteren Lichtfunktion zumindest eine Einkoppelstelle (2.2) zur Einkopplung von mittels der zumindest einen Lichtquelle (3, 5) erzeugtem Licht (L1, L2) und zumindest eine Auskoppelstelle (2.3) zur Auskopplung dieses Lichts (L1, L2) umfasst.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2) einen Grundkörper (2.1) umfasst, wobei auf einer der zumindest einen Lichtquelle (3, 5) zugewandten Vorderseite (V) des Grundkörpers (2.1) der Reflexionsbereich (4) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2.1) transluzent und/oder transparent ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionsbereich (4) aus einer optisch reflektierenden Schicht gebildet ist, wobei die optisch reflektierende Schicht aus einem Metallfilm und/oder aus einem dielektrischen Schichtensystem besteht.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppelstelle (2.2) und/oder die Auskoppelstelle (2.3) jeweils zumindest eine lichtablenkende Facette aufweisen oder aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppelstelle (2.2) und/oder die Auskoppelstelle (2.3) gegenüber dem Reflexionsbereich (4) eine abweichende Oberflächenstruktur, insbesondere eine unterschiedliche Rauheit, aufweisen oder aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückseite (R) des Grundkörpers (2.1) zumindest eine lichtablenkende Facette aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lichtquelle (3, 5) eine Leuchtdiode ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang der zumindest einen Lichtquelle (3, 5) zumindest ein diffraktives Optikelement angeordnet ist.
Fahrzeugleuchte, umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.