DE102013104174A1

DE102013104174A1 - Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102013104174A1
Application number: DE102013104174.4A
Authority: DE
Inventors: Carmen Bungenstock; Christoph Geister; Martin Mügge; Heinrich Schäfer
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: US10018314B2; CN104121530B; US20140321139A1; US20170167687A1; US9759396B2; CN104121530A; US20180142851A1; DE102013104174B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem langgestrecktem Lichtleiter, der eine stirnseitige Lichteinkoppelfläche aufweist, in die von einer Lichtquelle abgestrahltes Lichtbündel einkoppelbar ist, und der Auskoppelelemente aufweist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtbündels in Richtung einer vorderen Mantelfläche des langgestreckten Lichtleiters, an der das Lichtbündel zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion auskoppelbar ist, dass die vordere Mantelfläche des langgestreckten Lichtleiters über eine gekrümmte Streufläche mit einer hinteren Mantelfläche verbunden ist, wobei zwischen einer Reihe von Lichtquellen und dem Lichtleiter mindestens ein Lichtführungselement derart angeordnet ist, das Licht der reihenförmig angeordneten Lichtquellen in die hintere Mantelfläche oder die gekrümmte Streufläche des Lichtleiters einkoppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem langgestrecktem Lichtleiter, der eine stirnseitige Lichteinkoppelfläche aufweist, in die von einer Lichtquelle abgestrahltes Lichtbündel einkoppelbar ist, und der Auskoppelelemente aufweist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtbündels in Richtung einer vorderen Mantelfläche des langgestreckten Lichtleiters, an der das Lichtbündel zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion auskoppelbar ist, dass die vordere Mantelfläche des langgestreckten Lichtleiters über eine gekrümmte Streufläche mit einer hinteren Mantelfläche verbunden ist.
Aus der DE 10 2008 038 668 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die einen langgestreckten Lichtleiter aufweist. Dieser Lichtleiter weist an einer hinteren Mantelfläche Auskoppelelemente auf, mittels derer in dem Lichtleiter eingekoppeltes und weitergeleitetes Licht in Richtung einer vorderen Mantelfläche umgelenkt und an derselben ausgekoppelt werden kann zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion. Die Lichteinkopplung erfolgt mittels einer an einer Stirnseite des langgestreckten Lichtleiters angeordneten Lichtquelle. Die Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht somit eine linienförmige Lichtauskopplung, die beispielsweise für eine Blinklichtfunktion genutzt werden kann. Üblicherweise wird die Lichtfunktion dadurch bewirkt, dass die stirnseitig angeordnete Lichtquelle eingeschaltet wird, womit schlagartig über die gesamte Länge des Lichtleiters eine Leuchtwirkung erzielt wird. Es gibt Bestrebungen, die gesetzlichen Anforderungen an die Lichtfunktion dahingehend zu lockern, dass von dem Lichtleiter eine sequenzielle Lichtabstrahlung entsprechend einer wandernden Lichtfunktion oder einer Lauflichtfunktion bereitgestellt werden kann. Hierdurch kann beispielsweise die Lichtfunktion eines „wischenden Blinkers“ erzeugt werden. Diese wandernde Lichtfunktion kann beispielsweise durch sequenzielles Einschalten von reihenförmig angeordneten Lichtquellen bewirkt werden, denen jeweils gesonderte Lichtleitelemente vorgelagert sind. Würde der langgestreckte Lichtleiter segmentiert bzw. in einzelne Segmentabschnitte aufgeteilt werden, denen jeweils eine Lichtquelle zugeordnet ist, verliert der Lichtleiter jedoch die Eigenschaft eines durchgehenden Erscheinungsbildes mit einer homogenen Ausleuchtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass ein langgestreckter Lichtleiter auf einfache und kompakte Weise zur Nutzung einer Lichtfunktion eingesetzt werden kann, bei der sich die Beleuchtung des Lichtleiters örtlich in Längsrichtung desselben verändert, wobei ein durchgehendes Erscheinungsbild des Lichtleiters erhalten bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Reihe von Lichtquellen und dem Lichtleiter mindestens ein Lichtführungselement derart angeordnet ist, das Licht der reihenförmig angeordneten Lichtquellen in die hintere Mantelfläche oder die gekrümmte Streufläche des Lichtleiters einkoppelbar ist.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch ein langgestrecktes Lichtführungselement, das einem langgestrecktem Lichtleiter zugeordnet ist, auf einfache Weise dem langgestrecktem Lichtleiter zusätzliches Licht zugeführt werden kann, welches für eine örtlich veränderbarer Beleuchtung des Lichtleiters genutzt werden kann. Auf diese Weise kann eine wandernde Lichtfunktion bzw. eine wischende Blinklichtfunktion erzeugt werden, bei der der langgestreckte Lichtleiter von einer Stirnseite zu der gegenüberliegenden Stirnseite nach und nach bzw. sequenziell beleuchtet wird. Das von dem langgestrecktem Lichtführungselement weitergeleitete zweite Lichtbündel wird zielgerichtet einer gekrümmten Streufläche des langgestrecktem Lichtleiters zugeführt, von der es so weitergeleitet wird, dass es an der vorderen Mantelfläche des Lichtleiters austritt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft das langgestreckte Lichtführungselement derart parallel zu dem Lichtleiter, dass das zweite Lichtbündel ausschließlich auf die gekrümmte Streufläche des langgestreckten Lichtleiters trifft.
Vorteilhaft wird hierdurch eine definierte Lichteinkopplung von einer Längsseite her in den Lichtleiter gewährleistet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Lichtleiter im Querschnitt trompetenförmig und symmetrisch ausgebildet, wobei an gegenüberliegenden Seiten gleich geformte gekrümmte Streuflächen vorgesehen sind. Vorteilhaft kann hierdurch insbesondere eine Streuung senkrecht zur Längsmittelebene des Lichtleiters erfolgen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die dem Lichtführungselement zugeordneten Lichtquellen sequentiell einschalt – und/oder ausschaltbar, so dass eine örtlich veränderbare Beleuchtung des Lichtleiters in Längsrichtung desselben gewährleistet ist. Auf diese Weise können zur Erzeugung einer „wischenden Blinklichtfunktion“ die reihenförmig angeordneten Lichtquellen nacheinander eingeschaltet werden, vorzugsweise von einer fahrzeuginneren Seite zu einer fahrzeugäußeren Seite, bis der Lichtleiter über die gesamte Länge beleuchtet ist. Danach wird die stirnseitig des Lichtleiters angeordnete Lichtquelle eingeschaltet, so dass die Beleuchtungsstärke des Lichtleiters schlagartig über seine gesamte Länge ansteigt. Gegebenenfalls können dann die dem Lichtführungselement zugeordneten Lichtquellen gleichzeitig ausgeschaltet werden. Handelt es sich bei der Lichtfunktion um eine Blinklichtfunktion, wird nach einem vorgegebenen Zeitintervall die dem Lichtleiter zugeordnete Lichtquelle ausgeschaltet und der Vorgang kann von neuem beginnen. Handelt es sich bei der Lichtfunktion beispielsweise um ein Schlusslicht, bleiben die entsprechenden Lichtquellen so lange im Einschaltzustand, bis die Lichtfunktion ausgeschalter werden soll.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Lichtführungselement derart ausgebildet, dass das über die gekrümmte Streufläche eingekoppelte zweite Lichtbündel die gleiche Streuung aufweist wie ein erstes Lichtbündel, das stirnseitig in den Lichtleiter eingekoppelt und über Auskoppelelemente desselben in Richtung der vorderen Mantelfläche umgelenkt wird. Vorteilhaft weisen somit das erste Lichtbündel und das zweite Lichtbündel die gleiche Streuwirkung, insbesondere quer zur Längsmittelebene des Lichtleiters auf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Lichtführungselement als ein Reflektor ausgebildet, der über bis in die Nähe der Streufläche verlaufende Reflektorflächen aufweist. Gegebenenfalls kann der Reflektor zusätzlich innere Reflektorflächen aufweisen, damit eine verbesserte Lichtausbeute zur Einkopplung desselben in den Lichtleiter gewährleistet ist.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist das Lichtführungselement als ein Lichtleitelement ausgebildet, das als massiver Körper zwischen der Reihe von Lichtquellen und dem Lichtleiter angeordnet ist. Das in das Lichtleitelement eingekoppelte zweite Lichtbündel wird durch Totalreflexion an Seitenflächen des Lichtleitelementes in Richtung des Lichtleiters weitergeleitet.
Vorzugsweise ist das Lichtleitelement klauenförmig ausgebildet, wobei das zweite Lichtbündel im Wesentlichen in einem Endbereich der beiden Schenkel des Lichtleitelementes in Richtung der Streufläche abgestrahlt wird.
Weitere Vorteile der Erfindung gegebenen sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer als Reflektor ausgebildeten Lichtleitelement,
2 eine schematische Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1 mit einer alternativen Lichtquellenanordnung nach einer zweiten Ausführungsform,
3 eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 ohne Darstellung eines Lichtleiters,
4 eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2 mit eingezeichnetem Lichtleiter,
5 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform mit einem als Lichtleitelement ausgebildeten Lichtführungselement,
6 eine schematische Darstellung des Einschaltvorgangs der reihenförmig in Erstreckungsrichtung des Lichtleiters angeordneten zusätzlichen Lichtquellen,
7 eine Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform mit einer Zwischenscheibe,
8 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß 7,
9 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform mit einem in Erstreckungsrichtung durchgehenden Lichtführungselement,
10 eine Draufsicht auf ein mit Schlitzen versehenden Lichtführungselement,
11 eine Draufsicht auf ein mit geschlossenen Schlitzen versehenden Lichtführungselement,
12 eine Seitenansicht eines Lichtführungselementes mit gerichteter Lichtauskoppelfläche,
13 eine Seitenansicht des Lichtführungselementes mit prismenförmiger Lichtauskoppelfläche,
14 eine Seitenansicht des Lichtleitelementes mit kissenförmigen Optikelementen an der Lichtauskoppelfläche,
15 eine Seitenansicht des Lichtführungselementes mit geätzter Lichtauskoppelfläche,
16 eine Seitenansicht eines Lichtführungselementes mit einer Einkoppeloptik nach einer ersten Ausführungsform,
17 eine Seitenansicht des Lichtführungselementes mit einer Einkoppeloptik nach einer zweiten Ausführungsform,
18 eine Seitenansicht des Lichtführungselementes mit einer Einkoppeloptik nach einer dritten Ausführungsform,
19 eine Seitenansicht des Lichtführungselementes mit einer Einkoppeloptik nach einer vierten Ausführungsform und
20 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit zwei Lichtführungselementen.
Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge ist in einem Heck- oder Bugbereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Beleuchtungsvorrichtung kann zur Erzeugung einer Lichtfunktion genutzt werden, bei der das Licht örtlich und/oder zeitlich veränderbar abgestrahlt wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung weist nach einer ersten Ausführungsform gemäß 1 einen langgestreckten Lichtleiter 1 auf, dem in Hauptabstrahlrichtung H hinten ein als Reflektor 2 ausgebildetes Lichtführungselement zugeordnet ist. Der Reflektor 2 ist – wie der Lichtleiter 1 – langgestreckt ausgebildet und erstreckt sich vorzugsweise in einer horizontalen Richtung parallel zu demselben. Auf einer dem Lichtleiter 1 abgewandten Rückseite des Reflektors 2 ist eine Reihe von Lichtquellen 3 angeordnet, die in Längsrichtung des Reflektors 2 beabstandet zueinander angeordnet sind.
Der Lichtleiter 1 ist im Querschnitt trompetenförmig ausgebildet und weist eine hintere Mantelfläche 4, eine vordere Mantelfläche 5 sowie die hintere Mantelfläche 4 mit der vorderen Mantelfläche 5 verbindende gekrümmte Streufläche 6, 6’ auf. Der Reflektor 2 ist bezüglich einer Längsmittelebene M des Lichtleiters 1 symmetrisch angeordnet, wobei die gleich geformten gegenüberliegenden Streuflächen 6, 6’ die eben ausgebildete schmale hintere Mantelfläche 4 mit der zylinderförmig ausgebildeten vorderen Mantelfläche 5 verbinden. An einer nicht dargestellten Stirnseite des Lichtleiters 1 ist eine Lichtquelle angeordnet, die ein ersten Lichtbündel L1 in den Lichtleiter 1 abstrahlt, an einer Stirnfläche des Lichtleiters 1 eingekoppelt wird und an den Mantelflächen 4, 5, 6, 6’ des Lichtleiters 1 in Längserstreckung E desselben weitergeleitet wird.
Die hintere Mantelfläche 4 weist als Auskoppelelemente 7 prismenförmige Optikelemente auf, mittels derer auf sie treffender Lichtstrahlen L1 in Richtung der vorderen Mantelfläche 5 umgelenkt werden. Diese Lichtstrahlen L1 werden dann an der vorderen Mantelfläche 5 zur Erzeugung der Lichtfunktion ausgekoppelt.
Der Reflektor 2 ist vorzugsweise symmetrisch zu der Längsmittelebene M ausgebildet und weist äußere Reflektorflächen 2’ und innere Reflektorflächen 2’’ auf. Die gegenüberliegenden äußeren Reflektorflächen 2’ erstrecken sich bis in einen Bereich in der Nähe der gekrümmten Streufläche 6 bzw. 6’, so dass jeweils von den Lichtquellen 3 abgestrahlte Lichtbündel L2 in den gekrümmten Streuflächen 6, 6’ in den Lichteiter 1 eingekoppelt wird. Die innere Reflektorfläche 2’’ erstreckt sich in einem zu der Längsmittelebene M nahen Bereich derart, dass auf dieselbe treffende Lichtstrahlen L2’ (Teillichtbündel) in Richtung der äußeren Reflektorfläche 2’ reflektiert werden. Die inneren Reflektorflächen 2’’ laufen vorzugsweise in der Längsmittelebene M zusammen, so dass kein von den Lichtquellen 3 abgestrahltes Licht L2 direkt auf die hintere Mantelfläche 4 und/oder auf die gekrümmten Streuflächen 6, 6’ treffen kann. Die Lichtstrahlen L2 treffen ausschließlich auf die gekrümmten Streuflächen 6, 6’, nachdem sie ein oder mehrmals an der äußeren Reflektorfläche 2’ umgelenkt worden sind.
Nach Eintritt des Lichtbündels L2 in den Lichtleiter 1 wird dieses mittels der gekrümmtes Streufläche 6, 6’ so umgelenkt, dass es an der vorderen Mantelfläche 5 in Hauptabstrahlrichtung H ausgekoppelt wird. Hierbei weist die Streuung des zweiten Lichtbündels L2 vorzugsweise die gleiche Streuung auf wie die des ersten Lichtbündels L1. Die Lichtverteilung insbesondere in vertikaler Richtung ist somit identisch.
Die Reflektorflächen 2’, 2’’ können glattflächig oder mit einer optischen Strukturierung versehen sein. Beispielsweise kann die optische Strukturierung durch Kissenoptikelemente oder Streifenoptikelemente gebildet seinen. Alternativ kann die optische Strukturierung auch durch Erodieren oder Ätzen oder Lasern erzeugt werden.
Der Reflektor 2 kann in einem Halteelement oder Abdeckrahmen der Beleuchtungsvorrichtung, in dem der Lichtleiter 1 geführt ist befestigt sein.
Nach der ersten Ausführungsform gemäß 1 sind die Lichtquellen 3 als LED-Lichtquellen ausgebildet, die auf einer gemeinsamen starren Trägerplatte 8 angeordnet sind.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß den 2 bis 4 kann im Unterschied zu der ersten Ausführungsform dem Reflektor 2 eine Reihe von Seiten-LED-Lichtquellen 3’ zugeordnet sein. Diese sind im Unterschied zu der ersten Ausführungsform nicht auf einer Leiterplatte angeordnet, die senkrecht zur Längsmittelebene M verläuft, sondern auf einer Leiterplatte 8’, die parallel zur Längsmittelebene M bzw. parallel zu der Hauptabstrahlrichtung H.
Gleiche Bauteile bzw. gleiche Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Nach einer dargestellten alternativen Ausführungsform können die Lichtquellen auch als OLED-Lichtquellen ausgebildet sein, bei der das Lichtbündel L2 nicht – wie nach den obigen Ausführungsbeispielen – punktförmig, sondern von einer Leuchtfläche abgestrahlt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 kann das Lichtführungselement als ein Lichtleitelement 12 ausgebildet sein, das sich als massiver Körper zwischen der Reihe von Lichtquellen 3’ und dem Lichtleiter 1 erstreckt. Das Lichtleitelement 12 ist im Querschnitt klauenförmig ausgebildet und weist zwei Lichtleitschenkel 12’, 12’’, die sich zu beiden Seiten der Längsmittelebene M erstrecken. Vordere Enden der Lichtleitschenkel 12’, 12’’ erstrecken sich bis in einen Bereich in der Nähe der gekrümmten Streuflächen 6, 6’. Die beiden Lichtleitschenkel 12’, 12’’ weisen jeweils äußere Seitenflächen 13 und innere Seitenflächen 14 auf, an denen das eingekoppelte Lichtbündel L2 totalreflektierbar ist. In einem freien Endbereich der Lichtleitschenkel 12’, 12’’ werden die Lichtstrahlen L2 an den inneren Seitenflächen 14 ausgekoppelt, damit sie an den gekrümmten Streuflächen 6, 6’ des Lichtleiters 1 in denselben eintreten können. Nachfolgend erfolgt eine bereits oben beschriebene Umlenkung innerhalb des Lichtleiters 1, so dass sie an der vorderen Mantelfläche 5 in gleicher Weise in Hauptabstrahlrichtung H ausgekoppelt werden.
Zum Einschalten der Beleuchtungsvorrichtung werden die Lichtquellen 3, 3’ mittels einer nicht dargestellten Ansteuervorrichtung sequenziell eingeschaltet, und zwar beginnend von einer vorzugsweise fahrzeuginneren Seite zu einer fahrzeugäußeren Seite. Somit wird in Längserstreckung E nach und nach mittels des Lichtführungselementes 2, 12 Licht L2 in den Lichtleiter 1 eingekoppelt und an dessen vorderen Mantelfläche 5 abgestrahlt. Es ergibt sich hierdurch eine wandernde Lichtfunktion bzw. ein nach und nach verlängerter Leuchtstreifen entlang der Erstreckungsrichtung E des Lichtleiters 1. Es entsteht ein wischender Effekt, der beim Einschalten beispielsweise einer Blinklichtfunktion, einer Schlusslichtfunktion oder Tagfahrlichtfunktion genutzt werden kann.
In 6 ist schematisch das von dem Lichtleiter 1 in Erstreckungsrichtung E abgegebene Licht in Abhängigkeit von den Einschaltpunkten dargestellt. Zu Beginn des Einschaltvorganges wird zum Zeitpunkt t₀ vorzugsweise eine dem Fahrzeuginneren zugewandte Lichtquelle 3, 3’ eingeschaltet, so dass eine Lichtabstrahlung L2 in Erstreckungsrichtung E über einen ersten Teilabschnitt E1 des Lichtleiters 1 erfolgt. Nach Ablauf eines Zeitintervalls ∆t wird die benachbarte Lichtquelle 3, 3’ dazugeschaltet, so dass eine Ausleuchtung des Lichtleiters 1 über einen Teilabschnitt E2 erfolgt, der größer ist als der Teilabschnitt E1. Nachfolgend werden sequenziell in einem zeitlichen Abstand von ∆t weitere Lichtquellen 3, 3’ dazugeschaltet, bis eine Ausleuchtung des Lichtleiters 1 über seine gesamte Länge vorliegt. Von dem Lichtleiter 1 wird dann über seine gesamte Länge das von dem Lichtführungselement 2, 12 bereitgestellte Licht L2 abgestrahlt. Der Einschaltvorgang der Lichtquellen 3, 3’ ist somit beendet. Nachfolgend kann durch Einschalten der an der stirnseitigen Lichteinkoppelfläche des Lichtleiters 1 angebrachten Lichtquelle zusätzlich das erste Lichtbündel L1 über die vordere Mantelfläche 5 abgestrahlt werden, so dass über die gesamte Länge des Lichtleiters 1 eine erhöhte Beleuchtungsstärke erzeugt wird. Entweder können die dem Lichtführungselements 2, 12 zugeordneten Lichtquellen 3, 3’ eingeschaltet bleiben oder sie werden ausgeschaltet, so dass der Lichtleiter 1 ausschließlich mittels des ersten Lichtbündels L1 beleuchtet wird.
Zur Erzeugung der Blinklichtfunktion werden nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls die dem Lichtführungselement 2, 12 zugeordneten Lichtquellen 3, 3’ sowie dem Lichtleiter 1 zugeordneten Lichtquellen gleichzeitig abgeschaltet, so dass nach einer vorgegebenen Pause der beschriebene Einschaltvorgang erneut ablaufen kann. Das Einschalten der Beleuchtungsvorrichtung bewirkt somit die Erzeugung eines sich in Längsrichtung verlängernden Leuchtstreifens, wobei der Leuchtstreifen durch die Erstreckung des Lichtleiters 1 vorgegeben ist.
Der Lichtleiter 1 und das Lichtführungselement 2, 12 können gradlinig oder bogenförmig verlaufen.
Die Lichtquellen 3, 3’ weisen Hauptachsen A auf, die in Hauptabstrahlrichtung H bzw. senkrecht zur Längserstreckung E des Lichtleiters 1 bzw. des Lichtführungselementes 2, 12 verlaufen. Die Lichtquellen 6, 6’ sind vorzugsweise in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet. Die dem Lichtleiter 1 zugeordnete Lichtquelle, die an der stirnseitigen Lichteinkoppelfläche desselben angeordnet ist, weist eine Hauptachse auf, die senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung H bzw. in Richtung der Längserstreckung E des Lichtleiters 1 verläuft, wenn der Lichtleiter 1 gradlinig verläuft. Wenn der Lichtleier 1 bogenförmig verläuft, ist die Hauptachse dieser Lichtquelle vorzugsweise in Richtung einer Normalen der stirnseitigen Lichteinkoppelfläche des Lichtleiters 1 angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den 7 und 8 kann ein zwischen der Reihe der Lichtquellen 6 und dem Lichtleiter 1 angeordnetes Lichtführungselement als ein im Wesentlichen quaderförmiges Lichtleitelement 22 und eine sich an demselben in Hauptabstrahlrichtung H anschließende Zwischenscheibe 22’ ausgebildet sein. Das Lichtleitelement 22 ist segmentiert ausgebildet und weist jeweils gegenüberliegende Schmalseiten 23, 23’ auf. Parallel zu der Längsmittelebene M des Lichtleiters 1 ist das Lichtleitelement 22 durch gegenüberliegende Flachseiten 24, 24’ begrenzt. Auf einer dem Lichtleiter 1 zugewandten vorderen Seite sind die Lichtleitelemente 22 jeweils einstückig mit der in Längserstreckung E durchgehenden Zwischenscheibe 22’ verbunden. Die Zwischenscheibe 22’ weist eine dem Verlauf des Lichtleiters 1 folgende Kontur 25 auf, an der das Licht L2 in Richtung der hinteren Mantelfläche 4 des Lichtleiters 1 ausgekoppelt wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das Lichtbündel L2 ausschließlich an der hinteren Mantelfläche 4 des Lichtleiters 1 eingekoppelt. Die hintere Mantelfläche 4 weist vorzugsweise eine prismenförmige Struktur als Auskoppelelemente auf, die zum einen eine Umlenkung des in Längsrichtung E des Lichtleiters 1 eingekoppelten Lichtes L1 in Richtung der vorderen Mantelfläche 5 und zum anderen einen Durchtritt des zweiten Lichtbündels L2 ermöglichen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 9 kann ein Lichtleitelement 26 in Erstreckungsrichtung E durchgehend ausgebildet sein. Die Zwischenscheibe 22’ kann optional weggelassen sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 10 kann ein Lichtleitelement 27 Schlitze 28 aufweisen, die eine Tiefe t1 aufweisen, die kleiner ist als eine Tiefe t2 des einstückig ausgebildeten Lichtleitelementes 27. Die Schlitze 28 erstrecken sich von einer Lichteinkoppelseite des Lichtführungselementes 27 in Richtung einer Lichtauskoppelseite desselben, ohne das diese erreicht wird. Die so voneinander getrennten Lichtleitsegmente 27’ sind jeweils einer Lichtquelle 3 zugeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 11 kann ein Lichtleitelement 29 vorgesehen sein, das im Unterschied zu dem Lichtleitelements 27 gemäß 10 jeweils geschlossene Schlitze 30 aufweist.
An einer dem Lichtleiter 1 zugewandten Lichtauskoppelseite kann ein Lichtleitelement 31 eine gerichtete Optikstruktur 32, beispielsweise eine Fresnelstruktur aufweisen. Alternativ kann ein Lichtleitelement 33 auch einen prismenförmige Struktur 34 an der Lichtauskoppelseite aufweisen. Alternativ kann ein Lichtleitelement 35 auch eine mit Kissenoptikelementen 36 versehene optische Strukturierung an der Lichtauskoppelseite aufweisen. Alternativ kann ein Lichtleitelement 37 auch eine geätzte oder lackierte Struktur 38 an der Lichtauskoppelseite aufweisen.
Nach einer Variante der Erfindung kann ein Lichtleitelement 39 an einer Lichteinkoppelseite eine konkavförmige Vertiefung 40 aufweisen. Nach einer weiteren Alternative gemäß 17 kann ein Lichtleitelement 41 in Richtung der Lichteinkoppelseite verjüngend ausgebildet sein, wobei eine Vertiefung 42 der LED-Lichtquelle 3 zugeordnet ist. In Abhängigkeit von dem Bauraum kann die LED-Lichtquelle 3 auch in einem Winkel, beispielsweise 45 Grad, zu einer Längserstreckung eines Lichtleitelementes 43 angeordnet sein. Das Lichtleitelement 43 weist zu diesem Zweck an der Lichteinkoppelseite eine seitliche Vertiefung 44 auf. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 19 kann die Lichtquelle 3 auch in einem rechten Winkel zu der Längserstreckung eines Lichtleitelementes 45 angeordnet sein. Das Lichtleitelement 45 weist eine Umlenknase 46 mit einer Reflexionsfläche 47 auf, an der das über eine Vertiefung 48 eingekoppelte Licht L2 in Längserstreckung des Lichtleitelementes 45 umgelenkt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 20 sind zu beiden Seiten einer Mittelebene M des Lichtleiters 1 jeweils plattenförmige Lichtleitelemente 46, 46’ angeordnet, denen auf einer Lichteinkoppelseite jeweils eine Reihe von Lichtquellen 3 zugeordnet sind. Die Lichtleitelemente 46, 46’ weisen jeweils lichtauskoppelseitig eine Bogenförmige Lichtauskoppelfläche 47, 47’ auf, die der Kontur der gekrümmten Streufläche 6, 6’ des Lichtleiters 1 folgend ist. Vorzugsweise liegt ein konstanter Abstand b zwischen der Kontur der Lichtauskoppelfläche 47, 47’ einerseits und der gekrümmten Streufläche 6, 6’ andererseits vor.
Bezugszeichenliste

1: Lichtleiter
2, 2’, 2’’: Reflektor außen, innen
3, 3’: Lichtquelle
4: hintere Mantelfläche
5: vordere Mantelfläche
6, 6’: gekrümmte Streufläche
7: Auskoppelelemente
8, 8’: Trägerplatte
9
10
11
12, 12’, 12’’: Lichtleitschenkel
13: äußere Seitenflächen
14: innere Seitenflächen
22, 22’: Lichtleitelement/Zwischenscheibe
23, 23’: Schmalseiten
24, 24’: Flachseiten
25: Kontur
26: Lichtleitelement
27: Lichtleitelement
28: Schlitze
29: Lichtleitelement
30: Schlitz
31: Lichtleitelement
A: Achse
H: Hauptabstrahlrichtung
M: Längsmittelebene
E: Längsrichtung
L1, L2: Lichtbündel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008038668 A1 [0002]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einem langgestrecktem Lichtleiter, der eine stirnseitige Lichteinkoppelfläche aufweist, in die von einer Lichtquelle abgestrahltes Lichtbündel einkoppelbar ist, und der Auskoppelelemente aufweist zur Umlenkung des eingekoppelten Lichtbündels in Richtung einer vorderen Mantelfläche des langgestreckten Lichtleiters, an der das Lichtbündel zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion auskoppelbar ist, dass die vordere Mantelfläche des langgestreckten Lichtleiters über eine gekrümmte Streufläche mit einer hinteren Mantelfläche verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Reihe von Lichtquellen (3, 3’) und dem Lichtleiter (1) mindestens ein Lichtführungselement (2, 2’, 2’’, 12) derart angeordnet ist, das Licht (L2) der reihenförmig angeordneten Lichtquellen (3, 3’) in die hintere Mantelfläche (4) oder die gekrümmte Streufläche (6, 6’) des Lichtleiters (1) einkoppelbar ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der vorderen Mantelfläche (5) abgewandten Seite des langgestreckten Lichtleiters (1) ein langgestrecktes Lichtführungselement (2, 2’, 2’’, 12) angeordnet ist, dem auf einer dem langgestreckten Lichtleiter (1) abgewandten Seite einer Anzahl von Lichtquellen (6, 6’) zugeordnet ist, so dass ein von den Lichtquellen (3, 3’) abgestrahltes zweites Lichtbündel (L2) vermittels des Lichtführungselementes (2, 2’, 2’’, 12) derart weitergeleitet wird, dass es an der gekrümmtes Streufläche (6, 6’) des langgestreckten Lichtleiters (1) in denselben eingekoppelt und in Richtung der vorderen Mantelfläche (5) weitergeleitet wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Lichtführungselement (2, 2’, 2’’, 12) parallel zu dem langgestrecktem Lichtleiter (1) verläuft und dass das langgestreckte Lichtführungselement (2, 2’, 2’’, 12) derart ausgebildet ist, dass das zweite Lichtbündel (L2) ausschließlich auf die gekrümmte Streufläche (6, 6’) des langgestreckten Lichtleiters (1) trifft.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der langgestreckte Lichtleiter (1) im Querschnitt trompetenförmig und zu einer in Hauptabstrahlrichtung (H) des langgestreckten Lichtleiters (1) verlaufenden Längsmittelebene (M) symmetrisch ausgebildet ist, wobei sich zwischen der hinteren Mantelfläche (4) und der vorderen Mantelfläche (5) gegenüberliegende Streuflächen (6, 6’) erstrecken.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem langgestreckten Lichtführungselement (2, 2’, 2’’, 12) zugeordneten Lichtquellen (3, 3’) sequenziell einschalt-/oder ausschaltbar sind zur Erzeugung einer in Längsrichtung (E) des Lichtleiters (1) örtlich veränderbaren Beleuchtung.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Streufläche (6, 6’) derart geformt ist, dass das eingekoppelte zweite Lichtbündel (L2) die gleiche Streuung in Richtung der vorderen Mantelfläche (5) des Lichtleiters (1) aufweist wie das an der hinteren Mantelfläche (4) umgelenkte erste Lichtbündel (L1), das durch die an der stirnseitigen Lichteinkoppelfläche des Lichtleiters (1) angeordneten Lichtquelle abgestrahlt wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Lichtführungselement als eine Reflektor (2) ausgebildet ist, der über eine zwischen der Reihe von Lichtquellen (3, 3’) und der gekrümmten Streufläche (6, 6’) des Lichtleiters (1) sich erstreckende Reflektorfläche (2’, 2’’) verfügt, die parabelförmig oder kugelförmig oder als Freiformfläche ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (2) einer der Längsmittelebene (M) des Lichtleiters (1) nahe innere Reflektorfläche (2’’) und einer der Längsmittelebene (M) des Lichtleiters (1) ferne äußere Reflektorfläche (2’) aufweist, wobei die innere Reflektorfläche (2’’) derart ausgebildet ist, dass das auf sie treffende Teillichtbündel (L2) in Richtung der äußeren Reflektorfläche (2’) reflektiert wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorfläche (2’, 2’’) glattflächig ist oder eine optische Strukturierung aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Lichtführungselement als ein Lichtleitelement (12) ausgebildet ist, das sich zwischen der Reihe von Lichtquellen (3, 3’) und dem Lichtleiter (1) erstreckt, wobei das an einer den Lichtquellen (3, 3’) zugewandten Lichteinkoppelfläche des Lichtleitelements (12) eingekoppelte zweite Lichtbündel (L2) durch Totalreflexion an Seitenflächen (13, 14) des Lichtleitelements (12) in Richtung des Lichtleiter (1) weiterleitbar ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (12) klauenförmig ausgebildet ist mit zwei Lichtleitschenkel (12’, 12’’), die bis in die Nähe der gekrümmten Streufläche (6, 6’) des Lichtleiters (1) reichen.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Lichtführungselement (2, 2’, 2’’, 12) zugeordneten Lichtquellen (3, 3’) als LED-Lichtquellen oder als OLED-Lichtquellen oder als Seiten-LED-Lichtquellen ausgebildet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtführungselement (22, 26, 27, 29) quaderförmig und in Längserstreckung (E) desselben segmentiert oder durchgehend ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtführungselement (27, 29) auf einer der Reihe von Lichtquellen (3) zugewandten Seite mit offenen Schlitzen (29) oder mit geschlossenen Schlitzen (30) versehen ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten einer Mittelebene (M) des Lichtleiters (2) Lichtführungselemente (46, 46’) angeordnet sind, denen jeweils eine Reihe von Lichtquellen (3, 3’) an einer dem Lichtleiter (1) abgewandten Lichteinkoppelseite zugeordnet sind und die eine der Kontur der gekrümmten Streufläche (6, 6’) des Lichtleiters (1) folgende Lichtauskoppelfläche(47, 47’) an der dem Lichtleiter (1) zugewandten Lichtauskoppelseite aufweisen.