DE102013105152A1

DE102013105152A1 - Lichtmodul für eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013105152A1
Application number: DE201310105152
Authority: DE
Inventors: Youssef Chahadi; Frank Krewet; Dirk Wilmes
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-12-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul (10) für eine Leuchtvorrichtung (100) eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest eine Lichtquelle (20) mit wenigstens einem Leuchtmittel (22), einen lichtdurchlässigen Leuchtkörper (30) und mindestens eine optische Vorrichtung (40), welche im Strahlengang (S) zwischen der zumindest einen Lichtquelle (20) und dem Leuchtkörper (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (20), der Leuchtkörper (30) und/oder die optische Vorrichtung (40) derart ausgebildet sind, dass von der Lichtquelle (20) emittiertes Licht auf unterschiedlichen Einkoppelbereichen (34a, 34b, 34c) der Einkoppelseite (32) des Leuchtkörpers (30) mit unterschiedlichen Einkoppelwinkeln (α1, α2, α3) auftrifft, um in Abhängigkeit der Einkoppelwinkel (α1, α2, α3) unterschiedliche Intensitätsbereiche (36a, 36b, 36c) des Leuchtkörpers (30) mit unterschiedlicher Lichtintensität auszubilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul für eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs sowie eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs.
Lichtmodule für Leuchtvorrichtungen von Fahrzeugen sind grundsätzlich bekannt. Sie weisen zumindest eine Lichtquelle mit wenigstens einem Leuchtmittel auf, um Licht zu emittieren. Auch sind üblicherweise lichtdurchlässige Leuchtkörper vorhanden, um z. B. eine Einfärbung des Lichts in roter, gelber oder anderweitiger Farbe zu ermöglichen. Weiter ist es bereits bekannt, dass optische Vorrichtungen, z. B. Linsen, Blenden oder Ähnliches, verwendet werden, um eine Beeinflussung des Strahlengangs von der Lichtquelle zum Leuchtkörper durchzuführen.
Nachteilhaft bei bekannten Lichtmodulen ist es, dass die Lichtverteilung bzw. die Verteilung der Intensität des Lichts innerhalb des Leuchtkörpers nur schwer einstellbar ist. Dies führt dazu, dass bei bekannten Lichtmodulen die Leuchtkörper zumeist homogen bzw. einheitlich ausgeleuchtet sind. Aufgrund der einheitlichen Ausleuchtung ist bei Kombinationen unterschiedlicher Lichtfunktionen, also z. B. eines Schlusslichts eines Fahrzeugs mit einem Bremslicht eines Fahrzeugs, eine Unterscheidungsmöglichkeit der Lichtfunktionen voneinander zu schaffen. Neben unterschiedlichen Leuchtstärken wird bei bekannten Lichtmodulen daher häufig eine Beabstandung zwischen einzelnen Lichtfunktionen vorgesehen, um sicherzustellen, dass Verkehrsteilnehmer die unterschiedlichen Lichtfunktionen optisch separat voneinander wahrnehmen können. Neben erhöhtem Materialbedarf führt dies zu höherem Platzbedarf am Fahrzeug selbst, sodass unter anderem auch der Freiraum hinsichtlich der Formgebung des Fahrzeugs bzw. hinsichtlich möglicher Durchladebereiche für den Kofferraum eingeschränkt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lichtmodul für eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs sowie eine entsprechende Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger und einfacher Weise eine optische Abgrenzung des Lichtbereichs dieses Lichtmoduls bzw. einzelner Lichtfunktionen voneinander ermöglicht.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Lichtmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Leuchtvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lichtmodul beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Lichtmodul für eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs weist zumindest eine Lichtquelle mit wenigstens einem Leuchtmittel auf. Weiter sind ein lichtdurchlässiger Leuchtkörper sowie mindestens eine optische Vorrichtung vorgesehen. Die mindestens eine optische Vorrichtung ist im Strahlengang zwischen der zumindest einen Lichtquelle und dem Leuchtkörper angeordnet. Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Lichtmodul dadurch aus, dass die Lichtquelle, der Leuchtkörper und/oder die optische Vorrichtung derart ausgebildet sind, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht auf unterschiedlichen Einkoppelbereichen der Einkoppelseite des Leuchtkörpers mit unterschiedlichen Einkoppelwinkeln auftrifft. Dies dient dazu, in Abhängigkeit der Einkoppelwinkel unterschiedliche Intensitätsbereiche des Leuchtkörpers mit unterschiedlicher Lichtintensität auszubilden.
Bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul wird also eine Variation der Lichtintensität im Leuchtkörper durchgeführt. Dies führt dazu, dass unterschiedliche Intensitätsbereiche des Leuchtkörpers einer Lichtfunktion zur Verfügung gestellt werden können. Grenzen nun eine oder mehrere Lichtfunktionen aneinander an, so kann durch die eindeutige definierte und vor allem konfigurierbare Intensitätsbereichsunterscheidung eine optische Abgrenzung der einzelnen Lichtfunktionen voneinander zur Verfügung gestellt werden. Dabei wird durch ein erfindungsgemäßes Lichtmodul insbesondere eine einfache, schnelle und vor allem kostengünstige Auslegung des Lichtmoduls möglich. Dies führt dazu, dass ein solches Lichtmodul kostengünstiger und schneller an einen Kundenwunsch angepasst werden kann, sowie sich die Zeit und die Kosten für eine solche Anpassung reduzieren. Nebeneinander angeordnete Lichtfunktionen sind durch unterschiedliche Intensitätsbereiche sauber und einfach voneinander abgrenzbar, ohne dass ein großer Abstand bzw. überhaupt ein Abstand zwischen diesen beiden Lichtfunktionen vorgesehen werden muss.
Die vorliegende Erfindung basiert darauf, dass der Leuchtkörper in unterschiedlicher Weise, nämlich mit unterschiedlichen Einkoppelwinkeln, das von der Lichtquelle emittierte Licht einkoppelt. Das Einkoppeln in den Leuchtkörper in Abhängigkeit unterschiedlicher Einkoppelwinkel führt dazu, dass der Strahlengang innerhalb des Leuchtkörpers in Abhängigkeit der Einkoppelwinkel unterschiedlich verläuft. So ist insbesondere die Streuung im Inneren des Materials des Leuchtkörpers abhängig von den Einkoppelwinkeln. Dabei wird vorzugsweise bei besonders steilen Einkoppelwinkeln, also im Bereich von ca. 90°, eine starke Lichtintensität des Leuchtkörpers erzeugt. Je flacher der Einkoppelwinkel ausgebildet ist, also insbesondere bei besonders spitzen Einkoppelwinkeln im Bereich von kleiner als ca. 30, reduziert sich dementsprechend die Lichtintensität dieser Bereiche des Leuchtkörpers. Die einzelnen Intensitätsbereiche können dabei klar voneinander getrennt vorliegen, oder aber ineinander, insbesondere nahtlos und/oder kontinuierlich, übergehen.
Durch die Erzeugung unterschiedlicher Intensitätsbereiche in erfindungsgemäßer Weise wird ein Effekt erzeugt, welcher auch als Glühen des Leuchtkörpers ausgebildet sein kann. Dieses Glühen ist dabei nicht als ein Pulsieren der Lichtintensität zu verstehen, sondern vielmehr als eine konstante, aber unterschiedliche Intensitätsverteilung des Lichts über den Leuchtkörper. Die gesamte Oberfläche des Leuchtkörpers bzw. der gesamte Leuchtkörper selbst erscheint mit unterschiedlich verteilt ausgeleuchteter Lichtintensität für den Betrachter.
Eine erfindungsgemäße Lichtvorrichtung dient der Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs. Eine solche Leuchtvorrichtung kann z. B. der Scheinwerfer eines Fahrzeugs sein, wie auch dessen Rückleuchten. Insbesondere wird durch den Leuchtkörper wenigstens eine Lichtfunktion zur Verfügung gestellt. Diese Lichtfunktion kann sowohl eine sekundäre Lichtfunktion als auch eine primäre Lichtfunktion sein. Insbesondere können auf diese Weise Lichtfunktionen zur Verfügung gestellt werden, welche in Abgrenzung zu temporären Sonderlichtfunktionen dienen. So kann z. B. durch den Leuchtkörper ein konstantes Positionslicht oder ein konstantes Schlusslicht des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, und damit eine optische Abgrenzung gegen direkt benachbarte Sonderlichtfunktionen, z. B. eine Abbiegelichtfunktion oder eine Bremslichtfunktion bzw. eine Nebelschlussleuchtenfunktion durchgeführt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein „lichtdurchlässiger“ Leuchtkörper dahingehend zu verstehen, dass er zumindest abschnittsweise aus einem transluzenten Material hergestellt ist. Dabei ist eine Lichtdurchlässigkeit vorzugsweise in einem Bereich von mindestens ca. 20% vorgesehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, deutlich höhere Lichtdurchlässigkeiten, insbesondere vollständig transparente Leuchtkörper mit einer Lichtdurchlässigkeit von bis zu ca. 100% einzusetzen. Erfindungsgemäß ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Leuchtkörper eine Einfärbung aufweist, sodass die Lichtquelle weißes Licht emittiert und der Leuchtkörper in entsprechender Weise eine Einfärbung des Lichtes durchführt. Insbesondere sind dies bei Fahrzeugen einsetzbare Lichtfarben wie rot oder gelb.
Grundsätzlich ist es für die vorliegende Erfindung unerheblich, wie die unterschiedlichen Einkoppelwinkel explizit erzielt werden. Aus konstruktiver Sicht können unterschiedliche Punkte angepasst werden, um unterschiedliche Einkoppelwinkel zu erzeugen. So kann z. B. die Ausrichtung der Lichtquelle bei der Konstruktion in erfindungsgemäßer Weise angepasst werden. Auch die Ausbildung des Leuchtkörpers selbst hinsichtlich seiner geometrischen Flächen und Formen, insbesondere die geometrische Anordnung der einzelnen Einkoppelbereiche zueinander bzw. relativ zum Strahlengang, kann angepasst werden. Auch die optische Vorrichtung kann in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet sein, um unterschiedliche Einkoppelwinkel zu erzeugen. So kann z. B. eine Blende oder eine Linse vorgesehen sein bzw. eine Kombination derselben, um den Strahlengang in erfindungsgemäßer Weise zu erzeugen und die unterschiedlichen Einkoppelwinkel zu beeinflussen.
Der Leuchtkörper weist insbesondere eine Innenseite und eine Außenseite auf, welche auch als Einkoppelfläche bzw. als Auskoppelfläche bzw. als Einkoppelseite und als Auskoppelseite ausgebildet sind. Damit kann der Leuchtkörper vorzugsweise einen Innenraum abschließen, in welchem insbesondere die optische Vorrichtung, wie auch die Lichtquelle angeordnet sind. Im Vergleich zu bekannten Lichtmodulen kann bei der vorliegenden Erfindung der Leuchtkörper besonders dünn ausgeführt werden. So sind z. B. Materialstärken im Bereich von ca. 2 mm bis ca. 5 mm denkbar. Vorzugsweise werden als Material für den Leuchtkörper Kunststoffmaterialien eingesetzt, welche insbesondere im Spritzgussverfahren herstellbar sind.
Die vorliegende Erfindung kann dahin gehend weitergebildet sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Lichtmodul die Einkoppelseite der Leuchtkörper wenigstens zwei Einkoppelbereiche ausweist, welche zueinander winklig und/oder zueinander gekrümmt angeordnet sind. Damit ist eine Möglichkeit dargestellt, wie die unterschiedlichen Einkoppelwinkel erzeugt werden können. Bei Strahlengang auf den Leuchtkörper zu wird durch die winklige Anstellung bzw. gekrümmte Anstellung von unterschiedlichen Einkoppelbereichen zueinander automatisch eine entsprechende Unterschiedlichkeit der Einkoppelwinkel des Strahlengangs erzeugt. Insbesondere bei Situationen, welche einen Strahlengang mit fast parallelen Lichtstrahlen aufweist, kann durch eine entsprechende geometrische Anpassung der einzelnen Einkoppelbereiche und die winklige bzw. gekrümmte Anordnung zueinander die erfindungsgemäße Unterschiedlichkeit der Einkoppelwinkel erzeugt werden. Dies ist insbesondere mit Hinblick auf die konstruktive Auslegung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls von Vorteil, da einfach, kostengünstig und schnell auch eine Simulation des Strahlenganges und damit des Abgrenzungseffekts des Lichtmoduls zu anderen Lichtfunktionen möglich wird.
Von Vorteil ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul die optische Vorrichtung wenigstens eines der folgenden Mittel aufweist:

– Blende
– Linse
– Spiegel

Selbstverständlich ist auch eine Kombination der in der voranstehenden, nicht abschließenden Liste aufgeführten optischen Vorrichtungen denkbar. Vorzugsweise kann eine Blende verwendet werden, welche insbesondere aus Kostengesichtspunkten und mit Bezug auf den Materialverbrauch besonders vorteilhaft ist. Dabei kann die Blendenöffnung als geometrischer Wert bzw. geometrischer Parameter eingesetzt werden, welcher durch Veränderung während der Konstruktion eine Veränderung der unterschiedlichen Einkoppelwinkel zur Folge hat. Die Position und der Abstand zwischen dem wenigstens einen Leuchtmittel und der optischen Vorrichtung können bei der optischen Vorrichtung je nach Größe und geometrischer Form der Lichtauskoppelfläche konfiguriert werden. Selbstverständlich können auch komplexe Blenden bzw. Spiegel-, Linsen- und/oder Blendensysteme verwendet werden, um die unterschiedlichen Einkoppelwinkel zu erzeugen. Auch die Kombination mit einer entsprechenden geometrischen Ausbildung des Leuchtkörpers ist selbstverständlich denkbar. In der Summe ist auch bei der entsprechenden Anpassung der optischen Vorrichtung eine besonders einfache und kostengünstige Vorhersagbarkeit der optischen Beeinflussung des Strahlengangs und damit der entsprechenden Einkoppelwinkel in den Leuchtkörper möglich. So kann schnell und kostengünstig der Strahlengang simuliert werden, sodass die Abgrenzungsfunktionen eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls schnell und kostengünstig an potenzielle Kundenwünsche angepasst werden können.
Weiter ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul nebeneinander liegende Intensitätsbereiche des Leuchtkörpers ineinander übergehen, sodass sich wenigstens abschnittsweise ein Intensitätsverlauf, vorzugsweise ein kontinuierlicher Intensitätsverlauf ausbildet. Dies führt aus optischer Sicht zu einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, da harte Unterscheidungen zwischen einzelnen Intensitätsbereichen nur außerhalb bzw. zwischen zwei separaten Lichtfunktionen vorhanden sind. Ein harter Unterschied zwischen zwei unterschiedlichen Lichtintensitäten wird somit von einem Betrachter als Grenze zwischen zwei Lichtfunktionen wahrgenommen und damit diese Grenze optisch hervorgehoben. Vorzugsweise ist dieser Intensitätsverlauf derart ausgebildet, dass am Rand einer Lichtfunktion eine geringe Intensität und Richtung des Zentrums der Lichtfunktion eine höhere Lichtintensität vorhanden ist. Durch die Abgrenzung des Randes hinsichtlich einer reduzierten Lichtintensität wird bei einer benachbarten Lichtfunktion mit höherer Lichtintensität an deren Rand, z. B. vorzugsweise mit einer einheitlichen bzw. homogenen Lichtintensität, eine saubere, klare und damit verbesserte Abgrenzung der beiden Lichtfunktionen voneinander aus optischer Sicht erreicht.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul der Leuchtkörper wenigstens abschnittsweise fingerförmig ausgebildet ist, sodass die Einkoppelseite die Innenseite des Leuchtkörpers ausbildet und durch die Außenseite des Leuchtkörpers eine Auskoppelfläche gebildet wird. Der Leuchtkörper ist vorzugsweise als ein Lichtleiter ausgebildet, an dessen Innenseite die Einkopplung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes stattfindet. Nach Leitung durch den Leuchtkörper hindurch erfolgt eine Auskopplung auf der Außenseite des Leuchtkörpers, welche als Beleuchtung des Leuchtkörpers von außen wahrgenommen werden kann. Dadurch, dass an der Auskoppelseite in Bezug auf die einzelnen Intensitätsbereiche auch unterschiedliche Lichtintensität ausgekoppelt wird, kann von einem Betrachter eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls der dadurch erzeugte Intensitätsverlauf wahrgenommen werden. Mit anderen Worten wird durch die Auskopplung auf der Auskoppelseite vorzugsweise der entsprechende Intensitätsbereich ausgebildet. So kann insbesondere der jeweilige Einkoppelbereich auf der Innenseite des Leuchtkörpers angeordnet sein, während vorzugsweise alle Auskoppelbereiche und damit alle Intensitätsbereiche auf der Außenseite des Leuchtkörpers vorhanden sind. Die einzelnen Flächen, insbesondere Einkoppelflächen und/oder Auskoppelflächen, des Leuchtkörpers können sowohl glatt, als auch strukturiert ausgebildet sein. So kann eine weitere Einflussnahme auf die optische Wahrnehmbarkeit des Leuchtkörpers bei dessen Beleuchtung wahrgenommen werden. Als Struktur sind z. B. raue bzw. prismenartige Oberflächenstrukturen denkbar. Auch Kissenoptiken sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung genauso wie andersgeartete Strukturen möglich. Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere geometrische Formen des Leuchtkörpers eingesetzt werden. Beispielhaft seien hier runde, eckige oder trapezförmige Leuchtkörper genannt.
Weiter ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul zwischen wenigstens zwei Intensitätsbereichen des Leuchtkörpers wenigstens ein Funktionsbereich für die Ausbildung einer weiteren Lichtfunktion, insbesondere mit einheitlicher Lichtintensität, angeordnet ist. Ein solcher weiterer Funktionsbereich ist insbesondere eine Warnfunktion mit besonders heller Ausstrahlung bzw. besonders hoher Lichtintensität. Dies kann z. B. ein Abbiegelicht oder ein Bremslicht sein. Durch ein erfindungsgemäßes Lichtmodul wird die Abgrenzung aus optischer Sicht besonders deutlich. Insbesondere kann ein direktes Angrenzen der beiden Intensitätsbereiche an diesen Funktionsbereich erfolgen. So kann eine erste Lichtfunktion durch den Leuchtkörper mit Hilfe des Intensitätsverlaufs dargestellt werden, welche einen zusätzlichen Funktionsbereich einer zweiten Lichtfunktion einschließen bzw. an wenigstens zwei Seiten umgeben. Der zusätzliche Funktionsbereich kann selbstverständlich eigene optische Vorrichtungen aufweisen, um zusätzlich die weitere Lichtfunktion zur Verfügung zu stellen.
Es kann von Vorteil sein, bei einem Lichtmodul gemäß der im voranstehenden Absatz beschriebenen Ausführungsform, dass es sich bei einer weiteren Lichtfunktion um wenigstens eine der folgenden Lichtfunktionen handelt:

– Schlusslicht
– Bremslicht
– Nebelschlussleuchte
– Funktionslicht
– Abbiegelicht

Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste, wobei für die weitere Lichtfunktion insbesondere eine lichtstarke Lichtfunktion, vorzugsweise eine Warnfunktion, z. B. das Bremslicht oder das Abbiegelicht eingesetzt werden. Durch die vorliegende Erfindung erfolgt die besonders gute Abtrennung der beiden Lichtfunktionen in optischer Hinsicht, sodass die erfindungsgemäßen Vorteile hier besonders klar zum Ausdruck kommen. Selbstverständlich kann der Funktionsbereich mit einer eigenen Linse, z. B. mit einem System aus einer Fresnellinse, einer Kissenoptik oder in Kombination solcher optischer Bauteile ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei der zusätzlichen Lichtfunktion bzw. bei dem zusätzlichen Funktionsbereich um einen Bereich mit einer einheitlichen bzw. einer homogenen Lichtintensität.
Weiter ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul der Leuchtkörper wenigstens zwei Seitenwände und eine die beiden Seitenwände verbindende Stirnwand aufweist. Somit wird ein innerer Hohlraum ausgebildet, in welchem die optische Vorrichtung wie auch die Lichtquelle angeordnet sein können. Diese Anordnung ermöglicht darüber hinaus das Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur des Leuchtkörpers, sodass auch aus optischer Sicht eine besonders vorteilhafte und angenehme Anmutung des Lichtmoduls bei Klarglasscheinwerfern eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Durch die dreidimensionale Struktur bzw. die Relation der einzelnen Wände zueinander verbessert sich auch die Einflussnahmemöglichkeit auf die Erzeugung der unterschiedlichen Einkoppelwinkel. Damit ist wiederum die geometrische Ausbildung des Leuchtkörpers ein möglicher Einflussfaktor für die Ausbildung der unterschiedlichen Einkoppelwinkel in erfindungsgemäßer Weise.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Lichtmodul alle Lichtquellen und/oder alle Leuchtmittel auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind. Dies führt zu einer besonders kostengünstigen und einfachen Herstellmöglichkeit der Lichtquellen, sodass insbesondere die Stromversorgung bzw. die Ansteuerung der einzelnen Leuchtmittel bzw. der einzelnen Lichtquellen kostengünstig und einfach erfolgen kann. Auch der Einbau einer einzigen Leiterplatte ist besonders schnell und einfach und vor allem sicher durchführbar. Der Platzbedarf einer solchen gemeinsamen Leiterplatte ist mit Bezug auf einen Vergleich zu einzelnen Leuchtmitteln ebenfalls deutlich reduziert. Durch frühzeitige Abstimmung mit dem Fahrzeughersteller können damit auch zusätzliche Freiräume im Fahrzeug, z. B. im Kofferraum, geschaffen werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Leuchtvorrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest ein erfindungsgemäßes Lichtmodul. Damit bringt eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Lichtmodul erläutert worden sind.
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls,
3 eine Ausführungsform einer optischen Vorrichtung und
4 eine weitere Ausführungsform einer optischen Vorrichtung.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10 dargestellt, welches in einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 100 eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Anordnung des Lichtmoduls 10 erfolgt hinter einer Abschlussscheibe 110, welche entweder transparent bzw. transluzent, vorzugweise aus einem farbigen Material ausgebildet ist.
Das Lichtmodul 10 dieser Ausführungsform weist eine fingerförmige Ausbildung eines Leuchtkörpers 30 auf. Hier ist dieser Leuchtkörper 30 mit zwei Fingern versehen, sodass jeweils zwei Seitenwände 30a und 30b von jeweils einer Stirnwand 30c abgeschlossen werden. Die beiden Stirnwände 30c haben unterschiedliche Höhenerstreckungen, sodass eine komplexe dreidimensionale optische Struktur erzeugt wird. Die Finger können selbstverständlich auch auf unterschiedlichen Höhen liegen. Durch die Höhenunterschiede der Finger ergibt sich im Zusammenhang mit den Leuchtmitteln automatisch eine Anpassung der Öffnungen der optischen Vorrichtungen 40, die hier als Blende ausgebildet sind.
Die Leuchtmittel 22 erzeugen Leuchtkegel, welche durch den Strahlengang S verdeutlicht sind. Schneidet man diesen Leuchtkegel auf der Höhe der optischen Vorrichtung, so ergeben sich zwei idealisierte trapezförmige Flächen. Idealisiert bedeutet dies, dass die Auszugsrichtungen und Radien für die Werkzeug-Entformungen bei der Herstellung des Leuchtkörpers 30 vernachlässigt werden können. Die Lichtauskoppelbereiche des Leuchtkörpers 30, welche mit den Intensitätsbereichen 36a, 36b und 36c korrespondieren, wie auch die Einkoppelbereiche 34a, 34b, 34c können in unterschiedlichsten Formen ausgebildet werden. Insbesondere sind drei Varianten, nämlich gerade, schiefe und kurvige Ausbildung, zu unterscheiden. Auch eine Kombination dieser Ausführungsform ist denkbar.
Bei geradem Einkoppelbereich 34a, 34b, 34c handelt es sich um die Breite der Einkoppelbereiche 34a, 34b, 34c, die parallel zur X-Achse verläuft. b definiert die Breite des Leuchtkegels eines Leuchtmittels 22 auf der Höhe a. Die zugehörigen Flächen (in der Formel mit A bezeichnet) lassen sich nach der Trapez-Formel ermitteln.
Bei einem schiefen Einkoppelbereich 34a, 34b, 34c um einen Winkel β haben die beiden seitlichen Trapezschenkel (Seitenwände 30a und 30b) unterschiedliche Höhen. Die zugehörige Fläche lässt sich durch abstrahieren/addieren der Dreiecksfläche mit dm Winkel β erhalten. Komplexere Trapezflächen lassen sich durch Angaben der XY-Koordinaten der Trapez-Eckpunkte mit der Gaußschen Trapezformel ermitteln.
Auch gekrümmte Einkoppelbereiche 34a, 34b, 34c sind denkbar. Da der Leuchtkegel direkt auf einer kreisförmigen Fläche auftreffen kann gilt hier eine Annährung wie bei einem geraden Einkoppelbereich 34a, 34b, 34c. Der Unterschied dabei ist, dass zum einen, der dreidimensionale Effekt anders wahrgenommen wird und zum anderen die kurvigen Einkoppelbereiche 34a, 34b, 34c so genutzt werden, dass die gesetzlichen Werte bei komplexeren Bauräumen erfüllt werden, insbesondere die seitlichen Lichtwerte.
Auf diese Weise lässt sich generell durch die Breite c der optischen Vorrichtung das große Trapez in zwei voneinander abhängige Trapeze aufteilen. Je nach Bauraumgröße und Kundenanforderungen können verschiedene Möglichkeiten konfiguriert werden. Die Definition und die Randbedingungen der einzelnen Konfigurationsparameter werden nachfolgend erläutert. Mit der Ziffer d ist der Abstand zwischen Leuchtmittel 22 und der Breite c der Öffnung in der optischen Vorrichtung 40 angegeben. Er entspricht der Höhe des kleineren Trapez. Je nach Anforderung kann der Abstand d variiert werden. Er darf aber nicht null sein, da ansonsten die optische Vorrichtung 40 keine Funktion mehr hat.
Mit der Ziffer a ist der Abstand zwischen der Breite c Öffnung der optischen Vorrichtung 40 und dem Einkoppelbereich 34a eines Leuchtkörpers 30 angegeben. Er entspricht der Höhe des größeren Trapez. Je nach Baumraum und optischen Designanforderungen kann der Abstand a variiert werden. Bei einem Abstand a = 0 liegt der Einkoppelbereich 34a des Leuchtkörpers 30 direkt auf der optischen Vorrichtung 40. Dabei ist die Trapezfläche gleich null. Durch Vorgabe verschiedener Öffnungswerte der Breite c der optischen Vorrichtung 40 lassen sich bei a = 0 annähernd eine genaue Ausbildung der Lichteinkopplung auf dem Einkoppelbereich 34a darstellen. Der 3D-Effekt ist zwar damit nicht mehr so wahrnehmbar wie bei a ≠ 0, aber damit können Bauraumprobleme drastisch reduziert werden. Bei a ≠ 0 entstehen die zwei Trapeze. Abhängig vom Bauraum und dem gewünschten Design des Einkoppelbereichs 34a und des Intensitätsbereichs 36a kann a in Abhängigkeit von d und c variiert werden. Es gilt bei konstantem d und konstantem b, dass a durch die Öffnung c der optischen Vorrichtung 40 bestimmt wird.
Mit der Ziffer c ist die Öffnungsbreite der optischen Vorrichtung 40 angegeben. Abhängig von dem Abstand a und der Breite b des Einkoppelbereichs kann c eingestellt und variiert werden. Dadurch, dass es sich bei einer Blende als optische Vorrichtung 40 um ein opakes Material handeln kann, ist c immer größer null. Die minimalen Werte für c ergeben sich abhängig von der realen werkzeugtechnischen Realisierung. Damit immer die Möglichkeit gegeben wird, dass eine gezielte und gerichtete Beleuchtung der Einkoppelbereiche 34a, 34b, 34c und des Leuchtkörpers 30 erfolgt, darf c auf der Höhe der optischen Vorrichtung 40 nicht breiter als die Leuchtkegelbreite des Leuchtmittels 22 auf dieser Höhe werden. Sonst müssen die Seitenwände der optischen Vorrichtung 40 sehr nah an das Leuchtmittel 22 gebracht und auch gegebenenfalls höher gestreckt werden. Die Breite c der optischen Vorrichtung 40 ist bei allen möglichen Konfigurationen einer optischen Vorrichtung 40 somit einer der wichtigsten Parameter, um den 3D-Effekt zu generieren. Dementsprechend ist c abhängig von der Fläche der beiden Trapeze. Dabei gilt:
Bei der Ziffer b handelt es sich um die effektive Breite des direkt beleuchteten Einkoppelbereichs 34a, 34b, 34c des Leuchtkörpers 40. Die Breite b ist meistens kundenseitig bestimmt. Durch die gewünschte Breite b lässt sich dann die Breite c einstellen und umgekehrt. Bei konstantem Abstand a (z. B. durch Bauraumeinschränkungen) ist der Abstand c zu variieren (vergrößern/verkleinern), um den gewünschten Einkoppelbereich 34a, 34b, 34c des Leuchtkörpers 30 direkt zu beleuchten. Abhängig von der Breite c der optischen Vorrichtung 40 sollte die Breite b immer kleiner als die Breite des Lichtkegels auf der Höhe a sein.
Im Inneren des Leuchtkörpers 30 ist ein Hohlraum vorgesehen, in welchem für jeden der beiden Finger eine optische Vorrichtung 40 in Form einer Blende vorgesehen ist. Hinter dieser Blende befindet sich jeweils eine Lichtquelle 20 mit jeweils zumindest einem Leuchtmittel 22. Selbstverständlich kann in einer Achsrichtung aus der Zeichnungsebene heraus sich der Leuchtkörper 30 auch weiter erstrecken, sodass die jeweilige Lichtquelle 20 mit entsprechenden weiteren Leuchtmitteln 22 ausgestattet sein kann. Für die optische Vorrichtung 40 können die verschiedensten geometrischen Formen und Öffnungen konfiguriert werden, sodass abhängig von der geometrischen Form der optischen Vorrichtung 40 der erfindungsgemäße 3D-Effekt erreicht werden kann. Dabei ist die Breite der optischen Vorrichtung 40, der Abstand d zum Leuchtmittel 22 sowie der Abstand a und die Breite b des Einkoppelbereichs 34a, 34b, 34c auf dem Leuchtkörper proportional veränderbar zueinander.
In erfindungsgemäßer Weise erfolgt eine Beeinflussung des Strahlengangs S des von der Lichtquelle 20 emittierten Lichts. Durch die Blende der optischen Vorrichtung 40 wird die Beeinflussung des Strahlengangs erst dahingehend vorgenommen, dass eine Abgrenzung ungewünschter Strahlengänge erfolgt. Den Strahlengängen S folgend, treffen die emittierten Lichtstrahlen auf unterschiedliche Einkoppelbereiche 34a, 34b und 34c des Leuchtkörpers 30. Dies gilt für beide Finger, links und rechts in 1. Durch die unterschiedliche Auftreffrichtung des jeweiligen Strahlenganges S auf die unterschiedlichen Einkoppelbereiche 34a, 34b und 34c auf der Einkoppelseite 32 des Leuchtkörpers 30, bilden sich auch unterschiedliche Einkoppelwinkel α₁, α₂ und α₃ aus. Diese unterschiedlichen Einkoppelwinkel erzeugen unterschiedliche Lichtintensitäten des Leuchtkörpers 30. Auf diese Weise bilden sich am bzw. im Leuchtkörper 30 unterschiedliche Intensitätsbereiche 36a, 36b und 36c aus. Bei einer Ausführungsform, wie sie die 1 zeigt, herrscht eine Abhängigkeit zwischen den Einkoppelwinkeln α₁, α₂ und α₃ und der entsprechenden Stärke der Lichtintensität. Je steiler der Einkoppelwinkel α₁, α₂ und α₃ ausgebildet ist, umso stärker wird die Lichtintensität sein. Dementsprechend sind die Bereiche des Intensitätsbereichs 36a besonders leuchtstarke Bereiche, während z. B. die Intensitätsbereiche 36b und 36c eine deutlich geringere Lichtintensität aufweisen.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist ein Funktionsbereich 50 zwischen zwei erfindungsgemäßen Intensitätsbereichen 36c angeordnet. Hierfür ist eine eigene Funktionsoptik 52 vorgesehen, welche vorzugsweise eine Kombination aus einer Fresneloptik und einer eigenen Lichtquelle 20, die insbesondere mittig unterhalb der Fresneloptik angeordnet ist, zur Verfügung stellt. Darüber hinaus ist eine Kissenoptik vorgesehen, um den parallelisierten Strahlengang S diffus nach außen weiterzugeben. Dieser Bereich kann als eine zusätzliche Lichtfunktion z. B. das Bremslicht darstellen. Durch die erfindungsgemäße Intensitätsverteilung wird eine verbesserte Abgrenzung aus optischer Sicht zwischen dem Funktionsbereich 50 und den benachbarten Intensitätsbereichen 36c zur Verfügung gestellt.
Durch die Höhenunterschiede des Leuchtkörpers 30 in Form eines Fingers können verschiedene Funktionen miteinander kombiniert werden. So kann beispielsweise eine Bremslichtfunktion mit einer Schlusslichtfunktion zusammen geschaltet und miteinander die gesetzlich vorgeschriebenen Werte erfüllen. Dies ist meist dann sinnvoll, wenn der Bauraum sehr eng ist und das geforderte Design die Erfüllung der gesetzlichen Werte behindert. In diesem Fall können beispielsweise die Reflektionen der Seitenwände 30b und 36c mit/ohne Einschaltung der Schlusslichtfunktion aktiv mitbenutzt werden, um die gesetzlichen Werte des Bremslichtes zu erfüllen. Für diesen Zweck können verschiedene optische Vorrichtungen 40 oder Kombinationen derselben z. B. Fresneloptiken mit Kissenoptiken verwendet werden. Diese dienen auch dazu, die Lichtstrahlen insbesondere in den Ecken der Funktionsoptik 52 so zu lenken, dass diese den notwendigen Reflektionsgrad weiterhin realisieren kann. Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls 10. Hier sind zwei unterschiedliche Varianten in einer Zeichnung dargestellt, sodass eine im Wesentlichen gerade Stirnwand 30c sowie eine im Wesentlichen angewinkelte Stirnwand 30c dargestellt ist. Dabei liegt zwischen diesen beiden Varianten ein Wandwinkel β.
Bei dieser Ausführungsform wird noch mal eindeutig ersichtlich, wie die unterschiedlichen geometrischen Anpassungsmöglichkeiten einfach und schnell zu veränderten Einkoppelwinkeln α₁, α₂ und α₃ führen. So ist z. B. der Abstand a zwischen der optischen Vorrichtung 40 und dem Einkoppelbereich 34a der Einkoppelfläche 32 mitentscheidend für die Ausbildung unterschiedlicher Einkoppelwinkel α₁, α₂ und α₃. Auch die Blendenöffnung also die Breite c der optischen Vorrichtung 40 nimmt hierauf entscheidenden Einfluss. Ebenfalls wichtig ist die Breite b der Einkoppelfläche 32, z. B. der Einkoppelbereich 34a. Auch der Abstand d zwischen der Lichtquelle 20 und der optischen Vorrichtung 40 nimmt starken Einfluss. Selbstverständlich ist auch die winklige Anstellung der einzelnen Wände, also der Seitenwände 30a und 30b sowie der Stirnwand 30c zueinander von großer Einflussnahme auf die Ausbildung unterschiedlicher Einkoppelwinkel α₁, α₂ und α₃.
Die 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen von optischen Vorrichtungen 40. So ist in der 3 eine Variante mit sechseckiger Form dargestellt. Die 4 zeigt eine Variante mit runder Form. In beiden Ausführungsformen halten Stege 42 den Spalt und damit die Breite c der optischen Vorrichtung offen und definieren deren Wert. Auch sieht man den mittig angeordneten Funktionsbereich 50.
Die voranstehende Beschreibung der Ausführungsformen erläutert die vorliegende Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Lichtmodul
20: Lichtquelle
22: Leuchtmittel
30: Leuchtkörper
30a: Seitenwand
30b: Seitenwand
30c: Stirnwand
32: Einkoppelseite
34a: Einkoppelbereich
34b: Einkoppelbereich
34c: Einkoppelbereich
36a: Intensitätsbereich
36b: Intensitätsbereich
36c: Intensitätsbereich
38: Auskoppelfläche
40: Optische Vorrichtung
42: Steg
50: Funktionsbereich
52: Funktionsoptik
60: Leiterplatte
100: Leuchtvorrichtung
110: Abschlussscheibe
S: Strahlengang
α₁: Einkoppelwinkel
α₂: Einkoppelwinkel
α₃: Einkoppelwinkel
β: Wandwinkel
a: Abstand zwischen Einkoppelfläche und optischer Vorrichtung
b: Breite einer Einkoppelfläche
c: Breite der optischen Vorrichtung
d: Abstand zwischen Lichtquelle und optischer Vorrichtung

Claims

Lichtmodul (10) für eine Leuchtvorrichtung (100) eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest eine Lichtquelle (20) mit wenigstens einem Leuchtmittel (22), einen lichtdurchlässigen Leuchtkörper (30) und mindestens eine optische Vorrichtung (40), welche im Strahlengang (S) zwischen der zumindest einen Lichtquelle (20) und dem Leuchtkörper (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (20), der Leuchtkörper (30) und/oder die optische Vorrichtung (40) derart ausgebildet sind, dass von der Lichtquelle (20) emittiertes Licht auf unterschiedlichen Einkoppelbereichen (34a, 34b, 34c) der Einkoppelseite (32) des Leuchtkörpers (30) mit unterschiedlichen Einkoppelwinkeln (α₁, α₂, α₃) auftrifft, um in Abhängigkeit der Einkoppelwinkel (α₁, α₂, α₃) unterschiedliche Intensitätsbereiche (36a, 36b, 36c) des Leuchtkörpers (30) mit unterschiedlicher Lichtintensität auszubilden.
Lichtmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppelseite (32) des Leuchtkörpers (30) wenigstens zwei Einkoppelbereiche (34a, 34b, 34c) aufweist, welche zueinander winklig und/oder zueinander gekrümmt angeordnet sind.
Lichtmodul (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung (40) wenigstens eines der folgenden Mittel aufweist: – Blende – Linse – Spiegel
Lichtmodul (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander liegende Intensitätsbereiche (36a, 36b, 36c) des Leuchtkörpers (30) ineinander übergehen, sodass sich wenigstens abschnittsweise ein Intensitätsverlauf, vorzugsweise ein kontinuierlicher Intensitätsverlauf, ausbildet.
Lichtmodul (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper (30) wenigstens abschnittsweise fingerförmig ausgebildet ist, so dass die Einkoppelseite (32) die Innenseite des Leuchtkörpers (30) ausbildet und durch die Außenseite des Leuchtkörpers (30) eine Auskoppelfläche (38) gebildet wird.
Lichtmodul (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei Intensitätsbereichen (36a, 36b, 36c) des Leuchtkörpers (30) wenigstens ein Funktionsbereich (50) für die Ausbildung einer weiteren Lichtfunktion, insbesondere mit einheitlicher Lichtintensität, angeordnet ist.
Lichtmodul (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der weiteren Lichtfunktion um wenigstens eine der folgenden Lichtfunktionen handelt: – Schlusslicht – Bremslicht – Nebelschlussleuchte – Positionslicht – Abbiegelicht
Lichtmodul (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper (30) wenigstens zwei Seitenwände (30a, 30b) und eine die beiden Seitenwände (30a, 30b) verbindende Stirnwand (30c) aufweist.
Lichtmodul (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lichtquellen (20) und/oder alle Leuchtmittel (22) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (60) angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (100) eines Fahrzeugs, aufweisend zumindest ein Lichtmodul (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9.