DE102012108855A1 - Lichtleiter für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lichtleiter für Fahrzeuge mit einem Lichteinkoppelabschnitt zur Einkopplung von Licht an einem ersten Ende und/oder an einem zweiten Ende des Lichtleiters, mit einem Hauptabschnitt, der eine sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Lichtleiters erstreckende Vorderseite zur Lichtauskopplung und ein sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Lichtleiters erstreckende Rückseite enthaltend Auskoppelelemente zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtes in Richtung der Vorderseite aufweist, wobei der Lichteinkoppelabschnitt als ein sich zwischen einer Lichteinkoppelfläche und dem Hauptabschnitt verlaufender Defokussierkörper ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lichtleiter für Fahrzeuge mit einem Lichteinkoppelabschnitt zur Einkopplung von Licht an einem ersten Ende und/oder an einem zweiten Ende des Lichtleiters, mit einem Hauptabschnitt, der eine sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Lichtleiters erstreckende Vorderseite zur Lichtauskopplung und ein sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Lichtleiters erstreckende Rückseite enthaltend Auskoppelelemente zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtes in Richtung der Vorderseite aufweist.
  • Aus der DE 10 2006 038 759 A1 ist ein Lichtleiter für Fahrzeuge bekannt, der über einen Lichteinkoppelabschnitt zur Einkopplung des Lichtes in den Lichtleiter und einen Hauptabschnitt zur Verteilung und Auskopplung des Lichtes entlang einer Erstreckungsrichtung des Lichtleiters verfügt. Der Hauptabschnitt weist zum einen eine Vorderseite auf, an der das eingekoppelte Licht in die Umgebung ausgekoppelt wird. Zum anderen weist der Hauptabschnitt eine mit Auskoppelelementen versehene Rückseite auf, an der das eingekoppelte Licht in Richtung der Vorderseite umgelenkt wird. Der Lichteinkoppelabschnitt ist derart geformt, dass das eingekoppelte Licht in einer Brennlinie innerhalb des Hauptabschnitts zusammenläuft. Hierdurch wird im Vergleich zu einer aus der DE 199 24 411 A1 bekannten ellipsoidförmigen Konturierung des Lichteinkoppelabschnitts bzw. einer aus der DE 10 2009 054 543 A1 bekannten Ausgestaltung des Lichteinkoppelabschnitts als eine Linse eine homogenere Ausleuchtung des Lichtleiters bewirkt. Allerdings findet ebenfalls eine Fokussierung des eingekoppelten Lichtes, nämlich in der Brennlinie, statt, so dass unerwünschte Helligkeitsmaxima innerhalb des Hauptabschnitts des Lichtleiters auftreten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Lichtleiter für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass eine verbesserte homogene Ausleuchtung des Lichtleiters gewährleistet ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinkoppelabschnitt als ein sich zwischen einer Lichteinkoppelfläche und dem Hauptabschnitt verlaufender Defokussierkörper ausgebildet ist
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass im Lichteinkoppelabschnitt hohe Leuchtdichten vermieden werden, so dass eine gleichmäßige Ausleuchtung des Hauptabschnitts des Lichtleiters erreicht werden kann. Dies erfolgt ohne signifikante Beeinflussung einer Abstrahlcharakteristik des Lichtleiters im Hauptabschnitt. Auch ermöglicht der erfindungsgemäße Defokussierkörper eine Verwirbelung und räumliche Vermischung der Lichtstrahlen, noch bevor das Licht den Hauptabschnitt des Lichtleiters erreicht, ohne dass lichttechnische Verluste oder Effizienzeinbußen zu verzeichnen sind. Hohe Helligkeitsmaxima werden zum einen in dem Hauptabschnitt und zum anderen in dem Lichteinkoppelabschnitt vermieden. Die Erfindung ermöglicht insbesondere auch den Einsatz von RGB-Leuchtdioden als Lichtquelle, wobei die Farben rot, grün und blau im Lichteinkoppelabschnitt zur Erzeugung von weißem Licht optimal vermischt werden. Weiterhin lässt sich der Defokussierkörper mit relativ geringem Herstellungsaufwand ausformen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Defokussierkörper aus einem sich an die Lichteinkoppelfläche anschließenden Verbreiterungsteil und einem sich zwischen dem Verbreiterungsteil und dem Hauptabschnitt erstreckenden Geradteil gebildet. Vorteilhaft wird hierdurch eine unerwünschte Bündelung der Lichtstrahlen vermieden, wobei der Geradteil des Defokussierkörpers zur Weiterleitung und Bereitstellung des Lichtes für den Hauptabschnitt dient. In dem so gebildeten Defokussierkörper wird dem eingekoppelten Licht die Möglichkeit verschafft, sich räumlich weiter auszubreiten und zu durchmischen, so dass es in gleichmäßiger Leuchtdichte auf Auskoppelelemente des Hauptabschnitts treffen kann. Der Verbreiterungsteil kann beispielsweise eine Freiformkontur oder eine konische Kontur aufweisen. Hierdurch wird eine Bündelung der Lichtstrahlen vermieden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Defokussierkörper eine defokussierende bzw. lichtstreuende Außenfläche auf, die eine verbesserte Verwirbelung und räumliche Vermischung der Lichtstrahlen bewirken.
  • Ist der Lichtleiter stabförmig ausgebildet, kann die Vermeidung hoher Leuchtdichten im Lichteinkoppelabschnitt bzw. im Hauptabschnitt durch ein konusförmiges Verbreiterungsteil und ein zylinderförmiges Geradteil bewirkt werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines Lichtleiters an einem ersten Ende desselben,
  • 2 einen teilweisen Horizontalschnitt durch den erfindungsgemäßen Lichtleiter mit einem eingezeichneten Lichtstrahlenverlauf,
  • 3 einen teilweisen Horizontalschnitt durch einen vorbekannten Lichtleiter mit einem eingezeichneten Lichtstrahlenverlauf und
  • 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Lichteinkoppelabschnitts des erfindungsgemäßen Lichtleiters.
  • Ein erfindungsgemäßer Lichtleiter kann als Signalleuchte für Fahrzeuge im Heck- oder Bugbereich eingesetzt werden, beispielsweise als Tagfahr- oder Markierungslicht. Alternativ kann der erfindungsgemäße Lichtleiter auch zur Ausleuchtung von Bedienelementen oder Konturausleuchtung von Türen oder Armaturenbrettern Kraftfahrzeuginnenraum eingesetzt werden.
  • Der erfindungsgemäße Lichtleiter kann flächig oder stabförmig ausgebildet sein. Der flächige Lichtleiter ermöglicht eine großflächige Lichtabstrahlung, wobei der flächige Lichtleiter der Kontur beispielsweise einer Innenverkleidung des Kraftfahrzeugs angepasst sein kann.
  • Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen ein stabförmiger Lichtleiter 1 beschrieben, der im Wesentlichen an einem ersten Ende 2 und/oder an einem gegenüberliegenden nicht dargestellten zweiten Ende einen Lichteinkoppelabschnitt 3 und einen sich dem Lichteinkoppelabschnitt 3 anschließenden Hauptabschnitt 4 aufweist.
  • Der Hauptabschnitt 4 erstreckt sich zwischen dem ersten Ende 2 und dem zweiten Ende. Der Hauptabschnitt 4 weist eine Vorderseite 5 zur Auskopplung des über den Lichteinkoppelabschnitt 3 eingekoppelten Lichtes L1 auf. Ferner weist der Hauptabschnitt 4 eine zu der Vorderseite 5 gegenüberliegende Rückseite 6 auf, die mit einer Mehrzahl von prismenförmigen Auskoppelelementen 7 versehen ist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtes L1 in Richtung der lichtauskoppelnden Vorderseite 5.
  • Der Lichteinkoppelabschnitt 3 ist als ein Defokussierkörper ausgebildet, mittels dessen das von einer Lichtquelle 8 abgestrahlte und über eine vorzugsweise sphärische Lichteinkoppelfläche 9 in den Lichtleiter 1 eintretende Licht L1 so gestreut wird, dass keine Leuchtdichtekonzentration eintritt. Wie aus 2 ersichtlich ist, werden die Lichtstrahlen L1 mittels des Defokussierkörpers 3 defokussiert bzw. räumlich aufgeweitet, ohne dass helle Leuchtdichtemaximal entstehen.
  • In 3 ist ein bekannter Lichtleiter 1’ dargestellt, der den gleichen Hauptabschnitt 4, aber einen ellipsoidförmigen Lichteinkoppelabschnitt 3’ aufweist, wie er aus der DE 199 24 411 A1 bekannt ist. Es ist deutlich eine Bündelung 10 eines Teils der eingekoppelten Lichtstrahlen L2 erkennbar, die dann zu relativ hohen Leuchtdichtebereichen 11 innerhalb des Hauptabschnitts 4 des Lichtleiters 1’ führen. Es ist ersichtlich, dass der bekannte Lichteinkoppelabschnitt 3’ eine Länge l2 aufweist, die einem Durchmesser d des Hauptabschnitts 4 des Lichtleiters 1, 1’ entspricht. Der erfindungsgemäße Defokussierkörper 3 weist eine Länge l1 auf, die größer ist als der Durchmesser d des Hauptabschnitts 4 des Lichtleiters 1. Vorzugsweise ist die Länge l1 des Defokussierkörpers 3 mindestens doppelt so groß wie der Durchmesser d des Hauptabschnitts 4.
  • Der Defokussierkörper 3 besteht aus einem der Lichtquelle 8 zugewandten Verbreiterungsteil 12 und einem sich in Richtung des Hauptabschnitts 4 anschließenden Geradteils 13. Der Verbreiterungsteil 12 ist konusförmig ausgebildet. Der Geradteil 13 ist zylinderförmig, vorzugsweise mit einem zu dem Hauptabschnitt 4 übereinstimmenden Durchmesser d, ausgebildet.
  • Wie besser aus 4 ersichtlich ist, weist der Defokussierkörper 3 bzw. der Verbreiterungsteil 12 und der Geradteil 13 defokussierende Außenflächen 14 bzw. 15 auf, die in Umfangsrichtung des Lichtleiters 1 konvexförmige Abschnitte 16 bzw. 17 aufweisen. Diese benachbarten konvexförmigen Abschnitte 16 bzw. 17 sind über bogenförmige Abschnitte 18 bzw. 19 miteinander verbunden. Die konvexförmigen Abschnitte 16, 17 der Außenflächen 14, 15 des Verbreiterungsteils 12 und des Geradteils 13 bilden eine in Längsrichtung des Lichtleiters 1 durchgehende Rinnenform, während die bogenförmigen Abschnitte 18, 19 des Verbreiterungsteils 12 bzw. des Geradteils 13 als wulstförmige Linie in Erstreckungsrichtung des Lichtleiters 1 verlaufen. Die defokussierende Außenfläche 14, 15 des Verbreiterungsteils 12 bzw. des Geradteils 13 weisen somit in Umfangsrichtung und in Längsrichtung des Lichtleiters 1 eine stetige Kontur auf.
  • Die defokussierenden Außenflächen 14, 15 bewirken eine weitere Vergleichmäßigung des Lichtes L1 bzw. Verringerung des Auftretens von Leuchtdichtekonzentrationen. Die defokussierenden Außenflächen 14, 15 bewirken, dass die Lichtstrahlen L1 innerhalb des Lichtleiters 1 noch stärker räumlich getrennt und durchmischt werden. Dies wird durch den in 4 dargestellten Strahlenverlauf eines in einer Ebene 20 des Defokussierkörpers 3 abgestrahlten Lichtstrahls L3 verdeutlicht. Die Ebene 20 ist durch die Schnittlinie 21 begrenzt. Bei einem herkömmlichen Lichteinkoppelabschnitt 3’ gemäß 3 würden die Lichtstrahlen nach Totalreflexion an den Flächen des ellipsoidförmigen Lichteinkoppelabschnitts 3’ in der Ebene 20 verbleiben. Nach dem erfindungsgemäßen Defokussierkörper 3 werden die Lichtstrahlen L3 aus der Ebene 20 heraus in unterschiedliche Richtungen reflektiert, so dass ein erstes Teillichtbündel 22 zu einer ersten Seite und ein zweites Teillichtbündel 23 zu einer gegenüberliegenden Seite der Ebene 20 hin reflektiert werden. Hierdurch wird ein streuender bzw. defokussierender Effekt auf die Lichtstrahlen L3 bewirkt, der sich bei jeder Reflexion an den defokussierenden Außenflächen 15 des Geradteils 13 fortsetzt. Das Auftreten von Leuchtdichtemaxima kann wesentlich verringert werden, so dass ein homogenes Erscheinungsbild des Lichtleiters 1 gewährleistet ist.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können die defokussierenden Außenflächen 14, 15 auch konkavförmig ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise ist der Hauptabschnitt 4 einstückig mit dem Lichteinkoppelabschnitt 3 verbunden. Der Lichtleiter 1 besteht vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoffmaterial.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1’
    Lichtleiter
    2
    erstes Ende
    3, 3’
    Lichteinkoppelabschnitt
    4
    Hauptabschnitt
    5
    Vorderseite
    6
    Rückseite
    7
    Auskoppelelement
    8
    Lichtquelle
    9
    Lichteinkoppelfläche
    10
    Bündelung
    11
    Leuchtdichtebereich
    12
    Verbreiterungsteil
    13
    Geradteil
    14
    defokussierende Außenfläche
    15
    defokussierende Außenfläche
    16
    konvexförmige Abschnitte
    17
    konvexförmige Abschnitte
    18
    bogenförmiger Abschnitt
    19
    bogenförmiger Abschnitt
    20
    Ebene
    21
    Schnittlinie
    22
    erstes Teillichtbündel
    23
    zweites Teillichtbündel
    L1, L2, L3
    Licht
    l1, l2
    Länge
    d
    Durchmesser
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006038759 A1 [0002]
    • DE 19924411 A1 [0002, 0021]
    • DE 102009054543 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Lichtleiter für Fahrzeuge mit einem Lichteinkoppelabschnitt zur Einkopplung von Licht an einem ersten Ende und/oder an einem zweiten Ende des Lichtleiters, mit einem Hauptabschnitt, der eine sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Lichtleiters erstreckende Vorderseite zur Lichtauskopplung und ein sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Lichtleiters erstreckende Rückseite enthaltend Auskoppelelemente zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtes in Richtung der Vorderseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinkoppelabschnitt als ein sich zwischen einer Lichteinkoppelfläche (9) und dem Hauptabschnitt (4) verlaufender Defokussierkörper (3) ausgebildet ist.
  2. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Defokussierkörper (3) einen sich an die Lichteinkoppelfläche (9) anschließenden Verbreiterungsteil (12) und einen sich zwischen dem Verbreiterungsteil (12) und dem Hauptabschnitt (4) erstreckenden Geradteil (13) aufweist.
  3. Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Defokussierkörper (3) defokussierende Außenflächen (14, 15) aufweist.
  4. Lichtleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die defokussierenden Außenflächen (14, 15) konvexförmig oder konkavförmig ausgebildet sind.
  5. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (1) stabförmig ausgebildet ist, wobei der Verbreiterungsteil (12) des Defokussierkörpers (3) konusförmig und der Geradteil (13) des Defokussierkörpers (3) zylinderförmig verlaufen.
  6. Lichtleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die defokussierende Außenfläche (14, 15) in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von konvexförmigen Abschnitte (16, 17) oder konkavförmigen Abschnitte aufweist.
  7. Lichtleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexförmigen Abschnitte (16, 17) oder konkavförmigen Abschnitte durch bogenförmige Übergangsabschnitte (18, 19) miteinander verbunden sind.
  8. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die konvexförmigen Abschnitte (16, 17) oder die konkavförmigen Abschnitte durchgehend von der Lichteinkoppelfläche (9) zu dem Hauptabschnitt (4) erstrecken.
  9. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die defokussierende Außenfläche (14, 15) eine stetige Kontur aufweist.
  10. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (9) eine sphärische Kontur aufweist.
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