DE102012112076A1 - Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Mehrzahl von Lichtquellen zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtfunktionen und mit einem Lichtleitkörper, der über jeweils den Lichtquellen zugeordnete Lichteinkoppelflächen und über eine gemeinsame Lichtauskoppelfläche verfügt, wobei der Lichtleitkörper ein erstes Lichtleitsegment mit einer ersten Umlenkfläche aufweist, an der ein von einer ersten Lichtquelle über eine erste Lichteinkoppelfläche in den Lichtleitkörper eingekoppeltes erstes Lichtbündel in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche totalreflektierbar ist, dass der Lichtleitkörper ein zweites Lichtleitsegment mit einer zweiten Umlenkfläche aufweist, an der ein von einer zweiten Lichtquelle über eine zweite Lichteinkoppelfläche in den Lichtleitkörper eingekoppeltes zweites Lichtbündel in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche totalreflektierbar ist, wobei das zweite Lichtleitsegment eine solche in Hauptabstrahlrichtung hinter der ersten Umlenkfläche des ersten Lichtleitsegmentes angeordnete Lichtauskoppelfläche aufweist, dass das zweite Lichtbündel über die erste Umlenkfläche des ersten Lichtleitsegmentes in dasselbe einkoppelbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Mehrzahl von Lichtquellen zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtfunktionen und mit einem Lichtleitkörper, der über jeweils den Lichtquellen zugeordnete Lichteinkoppelflächen und über eine gemeinsame Lichtauskoppelfläche verfügt.
  • Aus der EP 2 161 494 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem Lichtleitkörper bekannt, in dem Licht unterschiedlicher Lichtquellen zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtfunktionen eingekoppelt und über eine gemeinsame Lichtauskoppelfläche ausgekoppelt wird. Die gemeinsame Lichtauskoppelfläche verläuft im Wesentlichen senkrecht zu einer optischen Achse der Lichtquellen, so dass die Lichtquellen in Hauptabstrahlrichtung hinter dem Lichtleitkörper angeordnet sind. Insofern weist die bekannte Beleuchtungsvorrichtung eine in Hauptabstrahlrichtung verlaufende relativ große Länge auf.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass Bauraum sparend und auf einfache Weise Licht mehrerer Lichtquellen über eine gemeinsame Lichtauskoppelfläche eines Lichtleitkörpers abstrahlbar ist, wobei die Lichtquellen im Wesentlichen seitlich zu dem Lichtleitkörper angeordnet sind.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitkörper ein erstes Lichtleitsegment mit einer ersten Umlenkfläche aufweist, an der ein von einer ersten Lichtquelle über eine erste Lichteinkoppelfläche in den Lichtleitkörper eingekoppeltes erstes Lichtbündel in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche totalreflektierbar ist, dass der Lichtleitkörper ein zweites Lichtleitsegment mit einer zweiten Umlenkfläche aufweist, an der ein von einer zweiten Lichtquelle über eine zweite Lichteinkoppelfläche in den Lichtleitkörper eingekoppeltes zweites Lichtbündel in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche totalreflektierbar ist, wobei das zweite Lichtleitsegment eine solche in Hauptabstrahlrichtung hinter der ersten Umlenkfläche des ersten Lichtleitsegmentes angeordnete Lichtauskoppelfläche aufweist, dass das zweite Lichtbündel über die erste Umlenkfläche des ersten Lichtleitsegmentes in dasselbe einkoppelbar ist.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Lichtleitkörpers eine Mehrzahl von Lichtquellen seitlich zum Lichtleitkörper und nicht in Verlängerung desselben angeordnet sein können, um das von den Lichtquelle abgestrahlte Licht über eine gemeinsame Lichtauskoppelfläche in die Umgebung abzustrahlen. Erfindungsgemäß weist der Lichtleitkörper mindestens zwei Lichtleitsegmente auf, die jeweils über solche Umlenkflächen verfügen, dass von unterschiedlichen Lichtquellen abgestrahlte Lichtbündel mit vorzugsweise unterschiedlicher Lichtfunktion über die gemeinsame Lichtauskoppelfläche in Hauptabstrahlrichtung emittiert werden können. Die Lichtleitsegmente sind derart geformt, dass eine Umlenkfläche eines ersten Lichtleitsegmentes zum einen zur Totalreflexion eines in dasselbe eingekoppelte Lichtbündels und zum anderen zur Brechung eines in einem anderen Lichtleitsegmente eingekoppelten Lichtbündels dient. Die Erfindung ermöglicht eine Platzsparende Formung von Lichtbündeln unterschiedlicher Lichtfarbe und/oder gegebenenfalls unterschiedlichen Signalfunktionen, wobei eine gemeinsame Lichtaustrittsfläche genutzt wird. Wenn mehrere Lichtleitkörper nebeneinander angeordnet sind, können diese auch segmentweise zeitabhängig ein- und ausgeschaltet werden, so dass eine Lauflichtfunktion entsteht. Beispielsweise kann hierdurch die Lichtfunktion eines „wischendes Blinkers“ erzeugt werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Lichtleitsegmente in einem Bereich zwischen benachbarten Lichtleitsegmenten eine Lichtauskoppelfläche und eine Umlenkfläche auf, die in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass das aus dem Lichtleitsegment ausgekoppelte Licht wieder in das benachbarte Lichtleitsegment eingekoppelt und in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche weitergeführt wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung laufen Umlenkflächen der Lichtleitsegmente parallel versetzt zueinander, so dass in Verbindung mit der anschließenden Lichtauskoppelfläche eine sägezahnförmige Kontur des Lichtleitkörpers gebildet ist.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Lichtleitsegmente jeweils auf einer den Lichtquellen abgewandten Seite eine weitere Umlenkfläche auf, mittels derer das eingekoppelte Licht in Hauptabstrahlrichtung umgelenkt wird. Die Umlenkfläche schließt mit einer Längsmittelebene der Lichtleitsegmente einen spitzen Winkel ein.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Lichtleitsegmente jeweils ein Lichtzuführungselement auf, das quer zur Längsmittelebene der Lichtleitsegmente derart abragt, dass Lichtquellen auf einem gemeinsamen ebenen Träger angeordnet sein können. Vorteilhaft kann somit der Kostenaufwand weiter reduziert werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die gemeinsame Lichtauskoppelfläche Optikelemente auf, so dass die von unterschiedlichen Lichtquellen in den Lichtleitkörper eingekoppelten Lichtbündel überlagert in Hauptabstrahlrichtung abgestrahlt werden können.
  • 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 Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrichtung,
  • 2 eine Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung,
  • 3 eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung und
  • 4 einen Längsschnitt durch die Beleuchtungsvorrichtung mit eingezeichneten Lichtstrahlen.
  • Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge kann zur Erzeugung von Signalfunktionen in vorderseitigen Scheinwerfern oder Heckleuchten des Kraftfahrzeugs integriert sein. Es können mehrere Signalfunktionen unterschiedlicher Farbe erzeugt werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, die einen Lichtleitkörper 1 und zwei seitlich zu demselben angeordnete Lichtquellen 2, 3 aufweist. Eine erste Lichtquelle 2 kann beispielsweise zur Erzeugung einer Blinklichtfunktion und eine zweite Lichtquelle 3 zur Erzeugung einer Tagfahrlichtfunktion genutzt werden. Die erste Lichtquelle 2 strahlt beispielsweise ein erstes Lichtbündel L1 gelben Lichtfarbe und die zweite Lichtquelle 3 ein zweites Lichtbündel L2 weißer Lichtfarbe ab. Die erste Lichtquelle 2 und die zweite Lichtquelle 3 sind auf einem gemeinsamen ebenen Träger 4 angeordnet, der als Leiterplatte ausgebildet ist. Auf der Leiterplatte 4 kann beispielsweise auch die Ansteuerung für die Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein. Die Lichtquellen 2, 3 sind jeweils als LED-Lichtquellen ausgebildet.
  • Der Lichtleitkörper 1 weist ein erstes Lichtleitsegment 5 auf, das der ersten Lichtquelle 2 zugeordnet ist. Ferner weist der Lichtleitkörper 1 ein vorzugsweise einstückig mit dem ersten Lichtleitsegment 5 verbundenes zweites Lichtleitsegment 6 auf, das der zweiten Lichtquelle 3 zugeordnet ist.
  • Das erste Lichtleitsegment 5 und das zweite Lichtleitsegment 6 sind im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und erstrecken sich in einer gemeinsamen Erstreckungsebene E, die senkrecht zu einer optischen Achse A1 der ersten Lichtquelle 2 und einer optischen Achse A2 der der zweiten Lichtquelle 3 verläuft.
  • Damit die Lichtquellen 2, 3 auf der gemeinsamen ebenen Leiterplatte 4 angeordnet sein können, erstreckt sich zwischen der ersten Lichtquelle 2 und dem ersten Lichtleitsegment 5 ein erstes Lichtzuführungselement 7, das über eine erste Lichteinkoppelfläche 8 verfügt. Zwischen der zweiten Lichtquelle 3 und dem zweiten Lichtleitsegment 6 ist ein zweites Lichtzuführungselement 9 mit einer zweiten Lichteinkoppelfläche 10 angeordnet. Die beiden Lichtzuführungselemente 7, 9 sind geradlinig und im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Auf einer den Lichtquellen 2, 3 zugewandten Seite verjüngen sich das erste Lichtzuführungselement 7 und das zweite Lichtzuführungselement 9 konusförmig. Die beiden Lichtzuführungselemente 7, 9 weisen eine gleiche Länge auf und sind einstückig mit dem ersten Lichtleitsegment 5 bzw. zweiten Lichtleitsegment 6 verbunden.
  • Das erste Lichtleitsegment 5 weist auf einer der ersten Lichtquelle 2 abgewandten Seite eine obere erste Umlenkfläche 11 auf, an der das erste Lichtbündel L1 in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung H umgelenkt wird. Das zweite Lichtleitsegment 6 weist auf einer der zweiten Lichtquelle 3 abgewandten Seite eine obere zweite Umlenkfläche 12 auf, an der das zweite Lichtbündel L2 in Hauptabstrahlrichtung H umgelenkt wird. Die erste Umlenkfläche 11 und die zweite Umlenkfläche 12 schließen mit einer Längsmittelebene 13 des ersten Lichtleitsegmentes 5 bzw. des zweiten Lichtleitsegmentes 6 einen spitzen Winkel α ein.
  • Ferner weist das erste Lichtleitsegment 5 eine seitliche erste Umlenkfläche 14 auf, an der das eingekoppelte Lichtbündel L1 in Richtung der Hauptabstrahlrichtung H totalreflektierbar ist. Das zweite Lichtleitsegment 6 weist eine seitliche zweite Umlenkfläche 15, an der das eingekoppelte Lichtbündel L2 in Richtung Hauptabstrahlrichtung H totalreflektierbar ist. Ferner weist das zweite Lichtleitsegment 6 eine seitliche Lichtauskoppelfläche 16 auf, an der das zweite Lichtbündel L2 nach Umlenkung an der seitlichen zweiten Umlenkfläche 15 aus dem zweiten Lichtleitsegment 6 ausgekoppelt und dann an der seitlichen ersten Umlenkfläche 14 des ersten Lichtleitsegmentes 5 wieder in den Lichtleitkörper 1 eingekoppelt wird. Nach Einkopplung in das erste Lichtleitsegment 5 wird das Licht L2 dann an einer gemeinsamen Lichtauskoppelfläche 17 des ersten Lichtleitsegmentes 5 aus dem Lichtleitkörper 1 ausgekoppelt. Die gemeinsame Lichtauskoppelfläche 17 dient zur Auskopplung des im ersten Lichtleitsegment 5 umgelenkten ersten Lichtbündels L1 und des in dem zweiten Lichtleitsegment 6 umgelenkten zweiten Lichtbündels L2.
  • Die seitliche erste Umlenkfläche 14 des ersten Lichtleitsegmentes 5 und die seitliche Lichtauskoppelfläche 16 des zweiten Lichtleitsegmentes 6 schließen einen spitzen Winkel φ ein, der eine Ebene aufspannt, die senkrecht verläuft zu den optischen Achse A1, A2 der Lichtquellen 2, 3. Die eben ausgebildete seitliche erste Umlenkfläche 14, die seitliche zweite Umlenkfläche 15 und die seitliche Lichtauskoppelfläche 16 verlaufen in einem Winkel zu einer Quermittelebene Q der Lichtleitsegmente 5, 6, wobei die Quermittelebene Q senkrecht zur Längsmittelebene 13 derselben verläuft.
  • Das erste Lichtleitsegment 5 und das zweite Lichtleitsegment 6 bzw. der Lichtleitkörper 1 verlaufen symmetrisch zu der Quermittelebene Q.
  • Vorzugsweise verläuft die seitliche erste Umlenkfläche 14 des ersten Lichtleitsegmentes 5 parallel zu der seitlichen zweiten Umlenkfläche 15 des zweiten Lichtleitsegmentes 6. Sind mehrere Lichtleitkörper 1 nebeneinander angeordnet, ergibt sich eine in Hauptabstrahlrichtung H verlaufende sägezahnförmige Kontur der Lichtleitsegmente 5, 6. Durch eine zeitabhängige sequentielle Ansteuerung der ersten Lichtquellen 2 kann auf diese Weise eine Lauflichtfunktion („wischenden Blinker“) erzeugt werden, der insbesondere beim Einschalten der Blinklichtfunktion vorgenommen werden kann.
  • Wie sich aus 4 ersehen lässt, bilden die seitliche erste Umlenkfläche 14 und die seitliche Lichtauskoppelfläche 16 des zweiten Lichtleitsegmentes 6 jeweils Schenkel, die in dem spitzen Winkel φ zueinander stehen.
  • Die seitliche erste Umlenkfläche 14, die seitliche zweite Umlenkfläche 15 und die seitliche Lichtauskoppelfläche 16 verlaufen in einem spitzen Winkel zu der Quermittelebene Q, wobei sich die optischen Achsen A1, A2 der ersten Lichtquelle 2 und der zweiten Lichtquelle 3 in der Quermittelebene Q erstrecken.
  • Das erste Lichtleitsegment 5 weist die gemeinsame Lichtauskoppelfläche 17 auf. Das erste Lichtleitsegment 5 weist eine Länge a1 auf, die größer ist als eine Länge a2 des zweiten Lichtleitsegmentes 6.
  • Die gemeinsame Lichtauskoppelfläche 17 weist kissenförmige Optikelemente 18 auf, mittels derer das eingekoppelte Licht L1, L2 gestreut wird.
  • Der Lichtleitkörper 1 besteht vorzugsweise aus einem massiven und transparenten Kunststoffmaterial.
  • Nach einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Lichtleitsegmente auch bogenförmig ausgebildet sein. Gegebenenfalls können die Lichtzuführungselemente auch eine unterschiedliche Länge aufweisen, wenn beispielsweise die Lichtquellen stufenförmig zueinander angeordnet sein sollen. Gegebenenfalls können sich an parallel zueinander verlaufenden seitlichen Schmalseiten 19 des ersten Lichtleitsegmentes 5, die sich jeweils in Verlängerung der seitlichen ersten Umlenkflächen 14 in Hauptabstrahlrichtung H erstrecken, weitere Lichtleitkörper 1 bzw. weitere erste Lichtleitsegmente 5 anschließen, so dass eine längere linienförmige Lichtauskopplung der Beleuchtungsvorrichtung gewährleistet ist. Insbesondere kann hierdurch eine sequentielle Ansteuerung der Lichtquellen zur Erzeugung einer Lauflichtfunktion erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtleitkörper
    2
    Lichtquelle
    3
    Lichtquelle
    4
    Träger
    5
    erstes Lichtleitsegment
    6
    zweites Lichtleitsegment
    7
    erstes Lichtzuführungselement
    8
    erste Lichteinkoppelfläche
    9
    zweites Lichtzuführungselement
    10
    zweite Lichteinkoppelfläche
    11
    obere erste Umlenkfläche
    12
    obere zweite Umlenkfläche
    13
    Längsmittelebene
    14
    seitliche erste Umlenkfläche
    15
    seitliche zweite Umlenkfläche
    16
    seitliche Lichtauskoppelfläche
    17
    gemeinsame Lichtauskoppelfläche
    18
    Optikelement
    a1
    Länge
    a2
    Länge
    A1
    optische Achse
    A2
    optische Achse
    E
    Erstreckungsebene
    H
    Hauptabstrahlrichtung
    L1
    erstes Lichtbündel
    L2
    zweites Lichtbündel
    Q
    Quermittelebene
    α
    spitzer Winkel
    φ
    spitzer Winkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2161494 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Mehrzahl von Lichtquellen zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtfunktionen und mit einem Lichtleitkörper, der über jeweils den Lichtquellen zugeordnete Lichteinkoppelflächen und über eine gemeinsame Lichtauskoppelfläche verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitkörper (1) ein erstes Lichtleitsegment (5) mit einer ersten Umlenkfläche (14) aufweist, an der ein von einer ersten Lichtquelle (2) über eine erste Lichteinkoppelfläche (8) in den Lichtleitkörper (1) eingekoppeltes erstes Lichtbündel (L1) in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche (17) totalreflektierbar ist, dass der Lichtleitkörper (1) ein zweites Lichtleitsegment (6) mit einer zweiten Umlenkfläche (15) aufweist, an der ein von einer zweiten Lichtquelle (3) über eine zweite Lichteinkoppelfläche (10) in den Lichtleitkörper (1) eingekoppeltes zweites Lichtbündel (L2) in Richtung der gemeinsamen Lichtauskoppelfläche (17) totalreflektierbar ist, wobei das zweite Lichtleitsegment (6) eine solche in Hauptabstrahlrichtung (H) hinter der ersten Umlenkfläche (14) des ersten Lichtleitsegmentes (5) angeordnete Lichtauskoppelfläche (16) aufweist, dass das zweite Lichtbündel (L2) über die erste Umlenkfläche (14) des ersten Lichtleitsegmentes (5) in dasselbe einkoppelbar ist.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (16) des zweiten Lichtleitsegmentes (6) einen spitzen Winkel (φ) mit der ersten Umlenkfläche (14) des ersten Lichtleitsegmentes (5) einschließt.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitkörper (1), das erste Lichtleitsegment (5) und/oder das zweite Lichtleitsegment (6) symmetrisch zu einer in Hauptabstrahlrichtung (H) verlaufenden Quermittelebene (Q) ausgebildet sind.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkfläche (14) des ersten Lichtleitsegmentes (5) und die zweite Umlenkfläche (15) des zweiten Lichtleitsegmentes (6) parallel versetzt zueinander verlaufen.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkfläche (14) des ersten Lichtleitsegmentes (5) und die zweite Umlenkfläche (15) des zweiten Lichtleitsegmentes (6) seitlich von der Quermittelebene (Q) des ersten Lichtleitsegmentes (5) und des zweiten Lichtleitsegmentes (6) abragen, wobei die Quermittelebene (Q) senkrecht zu einer optischen Achse (A1, A2) der ersten Lichtquelle (2) bzw. der zweiten Lichtquelle (3) verläuft.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von dem ersten Lichtleitsegment (5) ein erstes Lichtzuführungselement (7) mit einer solchen Länge und von dem zweiten Lichtleitsegment (6) ein zweites Lichtzuführungselement (9) mit einer solchen Länge abragt, dass die erste Lichtquelle (2) und die zweite Lichtquelle (3) auf einem gemeinsamen ebenen Träger (4) positionierbar sind.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lichtleitsegment (5) und das zweite Lichtleitsegment (6) in einer gemeinsamen Erstreckungsebene (E) verlaufen, die senkrecht zu dem ersten Lichtzuführungselement (7) und dem zweiten Lichtzuführungselement (9) angeordnet ist.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lichtleitsegment (5) eine größere Länge (a1) aufweist als das zweite Lichtleitsegment (6).
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtquelle (2) und die zweite Lichtquelle (3) jeweils als LED-Lichtquellen unterschiedlich abstrahlender Lichtfunktionen ausgebildet sind.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Lichtauskoppelfläche (17) mit Optikelementen (18) versehen ist.
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