DE102013221067A1

DE102013221067A1 - Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Laserlichtquellen

Info

Publication number: DE102013221067A1
Application number: DE201310221067
Authority: DE
Inventors: Henning Kiel; Alexander Thiel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung (60) für ein Kraftfahrzeug, umfassend – eine erste Laserlichtquelle (1), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren, – eine zweite Laserlichtquelle (2), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren; – eine dritte Laserlichtquelle (3), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Es ist vorgesehen, dass die Leuchtvorrichtung (60) je Laserlichtquelle (1, 2, 3) mindestens ein Lichtleitelement (10) mit jeweils einer Einkoppelseite (12) und jeweils einer Auskoppelseite (14) aufweist, wobei jeweils mindestens ein Lichtleitelement (10) mit seiner jeweiligen Einkoppelseite (12) vor jeweils einer Emissionsöffnung einer Laserlichtquelle (1, 2, 3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine erste, eine zweite und eine dritte Laserlichtquelle umfasst, wobei die erste Laserlichtquelle dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren, während die zweite Laserlichtquelle dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren und wobei die dritte Laserlichtquelle dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren.
Aus der DE 10 2008 022 795 A1 ist ein KFZ-Scheinwerfer mit zumindest einem Halbleiterlaser als Lichtquelle des KFZ-Scheinwerfers und zumindest einem Lichtmodulator bekannt, welcher die Abstrahlcharakteristik des von dem Halbleiterlaser abgestrahlten Lichts in vorgegebener Weise verändert.
Ferner sind dem Stand der Technik bereits einige Ansätze bekannt, welche darauf abzielen, Laserlicht in den Leuchtvorrichtungen von Kraftfahrzeugen zur Lichterzeugung einzusetzen. So existieren beispielsweise KFZ-Scheinwerfer, bei welchen weißes Licht durch die Einspeisung von Laserlicht in ein Superkontinuum erzeugt wird. Andere Ansätze basieren darauf, einen in den Scheinwerfereinrichtungen eines Kraftfahrzeugs angeordneten Phosphor bevorzugt mittels Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum anzuregen, welcher daraufhin ebenfalls weißes Laserlicht abstrahlt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche die Superposition unterschiedlichen Laserlichtes dazu nutzt, ein in seinem Farbton frei wählbares Licht für den Straßenverkehr bei gleichzeitig erhöhter Sichtbarkeit der Leuchtvorrichtung selbst bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welche eine erste Laserlichtquelle umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Ferner umfasst die Leuchtvorrichtung eine zweite Laserlichtquelle, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Des Weiteren umfasst die Leuchtvorrichtung eine dritte Laserlichtquelle, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Erfindungsgemäß weist die Leuchtvorrichtung je Laserlichtquelle mindestens ein Lichtleitelement mit jeweils einer Einkoppelseite und jeweils einer Auskoppelseite auf, wobei jeweils mindestens ein Lichtleitelement mit seiner jeweiligen Einkoppelseite vor jeweils einer Emissionsöffnung einer Laserlichtquelle angeordnet ist.
Der Vorteil einer derartigen Leuchtvorrichtung ist, dass des Laserlicht dreier Farben zur Erzeugung von Licht mit einer im Farbton beziehungsweise im Farbverlauf nahezu beliebig gestaltbaren Lichtverteilung erzeugt werden kann. Es kann mittels der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung also beispielsweise ein mehrfarbiges Abblendlicht und/oder ein mehrfarbiges Fernlicht erzeugt werden, welches zur besseren Erkennbarkeit oder geringeren Blendung des Gegenverkehrs genutzt werden kann. Des Weiteren kann durch die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung ein sehr klar abgegrenztes Licht beziehungsweise eine sehr klar abgegrenzte Lichtverteilung erzeugt werden.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Begriff der Wellenlänge um die Zentralwellenlänge einer Laserlichtquelle, ist also die erste Laserlichtquelle bevorzugt dazu ausgebildet, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren, während die zweite Laserlichtquelle bevorzugt dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren und ist die dritte Laserlichtquelle bevorzugt dazu ausgebildet, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Des Weiteren bevorzugt umfasst das rote Lichtspektrum Wellenlängen von 630 nm bis 790 nm. Ferner bevorzugt umfasst das grüne Lichtspektrum Wellenlängen von 480 nm bis 560 nm. Darüber hinaus bevorzugt umfasst das blaue Lichtspektrum Wellenlängen von 420 nm bis 480 nm.
Bevorzugt sind die Lichtleitelemente als optische Lichtleiter ausgeführt.
Vorzugsweise sind die Auskoppelseiten der Lichtleitelemente vor einem Farbmischelement angeordnet, welches dazu ausgebildet ist, in das Farbmischelement eingekoppeltes Laserlicht in seiner Lichtverteilung ganzheitlich oder selektiv zu mischen und auszukoppeln. Durch ein derartiges Farbmischelement kann mittels der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung ein Licht erzeugt und emittiert werden, welches eine sowohl im Farbverlauf als auch im Farbton beliebig einstellbare Lichtverteilung aufweist.
Vorzugsweise weist die Leuchtvorrichtung ferner ein optisches Element auf, welches räumlich auf das Farbmischelement folgend angeordnet und dazu ausgebildet ist, von dem Farbmischelement ausgekoppeltes und in das optische Element eingestrahltes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen. Mit anderen Worten ausgedrückt dient das optische Element der Strahlformung, beispielsweise der Erzeugung eines Lichtkegels, welcher eine vorbestimmte Form aufweist. Beispielsweise kann mittels eines derartigen optischen Elementes ein Abblendlicht oder ein Fernlicht oder aber auch ein beliebig anders geformtes Licht erzeugt werden. Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um eine Freiformlinse handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leuchtvorrichtung ferner ein diffraktives optisches Element, welches räumlich auf das Farbmischelement folgend angeordnet und dazu ausgebildet ist, von dem Farbmischelement ausgekoppeltes und in das diffraktive optische Element eingestrahltes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen. Durch ein derartiges diffraktives optisches Element kann die Aufweitung des stark gebündelt aus den Lichtleitelementen austretenden Lichtes erreicht werden. Diffraktive optische Elemente, wie beispielsweise diffraktive Optiken sind beispielsweise im Vergleich zu refraktiven Optiken sehr klein und leicht und erlauben ferner auch eine bei weitem vielfältigere Lichtverteilung als refraktive Optiken.
Vorzugsweise ist das diffraktive optische Element zwischen dem Farbmischelement und dem optischen Element angeordnet und ist das optische Element ferner dazu ausgebildet, von dem diffraktiven optischen Element ausgeworfenes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen, wobei von dem optischen Element ausgeworfenes Licht eine erste Lichtfunktion bereitstellt. In einem derartigen Ausführungsbeispiel, bei welchem das aus den Lichtleitelementen austretende Licht zunächst durch ein diffraktives optisches Element, wie beispielsweise eine diffraktive Optik geleitet und im Anschluss daran durch ein weiteres optisches Element geleitet wird, kann eine noch genauere Lichtformung erreicht werden. Beispielsweise kann das aus den Lichtleitelementen austretende, sehr intensive Laserlicht, durch die diffraktiven optischen Elemente zunächst aufgefächert werden, so dass es für das menschliche Auge keine Gefahr mehr birgt. Die eigentliche Formung des Lichtes erfolgt dann durch das optische Element.
Bevorzugt handelt es sich bei der ersten Lichtfunktion um eine Abblendlichtfunktion oder um eine Fernlichtfunktion. Ferner bevorzugt handelt es sich bei der ersten Lichtfunktion um ein Blink- beziehungsweise Abbiegelicht, ein Positionslicht, ein Autobahnlicht, ein Standlicht, ein Tagfahrlicht, ein Rückfahrlicht, ein Bremslicht und/oder ein sonstiges Licht. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann das über die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung erzeugbare Abblend- beziehungsweise Fernlicht über die genau Einstellung von Farbverlauf, Farbton und Intensität besser an bestimmte Verkehrssituationen angepasst werden. So kann beispielsweise die Erkennbarkeit eines Kraftfahrzeugs verbessert und die Blendung des Führers eines anderen Kraftfahrzeugs verringert werden. Somit kann durch die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Mittels der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung kann prinzipiell Licht einer jeden Farbe erzeugt und emittiert werden.
Ferner wird erfindungsgemäß eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welche eine erste Laserlichtquelle umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Des Weiteren umfasst die Leuchtvorrichtung eine zweite Laserlichtquelle, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Ferner umfasst die Leuchtvorrichtung eine dritte Laserlichtquelle, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Darüber hinaus umfasst die Leuchtvorrichtung ein der Lichtvermischung dienendes Lichtleitelement, welches eine Einkoppelseite und eine Auskoppelseite aufweist und dazu ausgebildet ist, in das Lichtleitelement eingekoppeltes Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen miteinander zu vermischen. Erfindungsgemäß wird von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht in die Einkoppelseite des Lichtleitelementes eingekoppelt, in welchem von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle emittiertes Laserlicht in seiner Lichtverteilung ganzheitlich oder selektiv gemischt und über die Auskoppelseite ausgekoppelt wird.
Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform ist darin gegeben, dass eine Vermischung des Laserlichtes der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle nicht durch ein von dem Lichtleitelement separates Farbmischelement erfolgen muss, sondern bereits in dem Lichtleitelement erfolgen kann. Dadurch können Kosten durch die Reduktion von Bauteilen eingespart werden.
Bevorzugt ist das der Lichtvermischung dienende Lichtleitelement als Lichtleiter ausgeführt.
Bevorzugt weist die Leuchtvorrichtung ferner ein räumlich auf die Auskoppelseite des Lichtleitelementes folgend angeordnetes optisches Element und/oder ein diffraktives optisches Element auf, welches dazu ausgebildet ist, das von dem Lichtleitelement ausgekoppelte Licht in seiner Form verändert auszuwerfen, wobei dem ausgeworfenen Licht eine erste Lichtfunktion zuordenbar ist. Durch eine diffraktive Optik wird das gemischte, aus dem der Lichtvermischung dienende Lichtleitelement austretende Licht aufgefächert und wahlweise auf ein optisches Element, beispielsweise auf eine strahlformende Optik geführt, wo das Licht in seiner Form vorbestimmt verändert wird. Dem von der Leuchtvorrichtung emittierten Licht kann eine erste Lichtfunktion zugeordnet werden, bei welcher es sich um eine beliebige Lichtfunktion handeln kann, zu deren Emission ein Kraftfahrzeug im Straßenverkehr in der Lage sein muss oder in der Lage sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Lichtfunktion um eine Abblendlichtfunktion oder um eine Fernlichtfunktion. Ferner bevorzugt handelt es sich bei der ersten Lichtfunktion um ein Blink- beziehungsweise Abbiegelicht, ein Positionslicht, ein Autobahnlicht, ein Standlicht, ein Tagfahrlicht, ein Rückfahrlicht, ein Bremslicht und/oder ein sonstiges Licht. In einem solchen Ausführungsbeispiel ist das Abblend- beziehungsweise Fernlicht in seinem Farbton, seiner Intensität beziehungsweise seinem Farbverlauf genauer beziehungsweise besser an die Verkehrsverhältnisse anpassbar, was eine Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr bewirkt.
Bevorzugt ist die Intensität des von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle abstrahlbaren Laserlichtes jeweils frei wählbar einstellbar. In einer derartigen Ausführungsform weist das von der Leuchtvorrichtung emittierbare Licht eine in der Farbverteilung beliebig einstellbare Lichtverteilung auf und/oder ist das von der Leuchtvorrichtung emittierbare Licht in seinem Farbton veränderbar, also ein beliebiges, mehrfarbiges Licht mittels der Leuchtvorrichtung erzeugbar, wobei Farbton und Farbverlauf der Lichtverteilung des von der Leuchtvorrichtung emittierbaren Lichtes durch die Wahl der Intensitäten des von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle abstrahlbaren Laserlichtes vorbestimmt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ermöglicht eine derartige Ausführungsform eine flexible Farbsteuerung des mittels der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung emittierbaren Lichtes.
Ferner bevorzugt ist mindestens ein Lichtleitelement der Leuchtvorrichtung in einem in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand der Leuchtvorrichtung für einen außenstehenden Betrachter der Leuchtvorrichtung zumindest teilweise sichtbar. Besonders bevorzugt sind alle der in der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung vorgesehenen Lichtleitelemente in einem in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand der Leuchtvorrichtung für einen außenstehenden Betrachter der Leuchtvorrichtung zumindest teilweise sichtbar. In einem solchen Ausführungsbeispiel ist also die Zuleitung des roten, grünen und blauen Laserlichtes der drei Laserlichtquellen durch jeweils mindestens ein Lichtleitelement, beispielsweise zu einem Farbmischelement, beziehungsweise die Vermischung des roten, grünen und blauen Laserlichtes der drei Laserlichtquellen innerhalb des der Lichtvermischung dienenden Lichtleitelementes für einen äußeren Betrachter der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung sichtbar. Neben der optisch eindrucksvollen Anmutung, die sich daraus für einen äußeren Betrachter ergibt, wird die Leuchtvorrichtung und damit das Kraftfahrzeug, in welchem die Leuchtvorrichtung verbaut ist, für einen äußeren Betrachter auch besser sichtbar, was die Sicherheit im Straßenverkehr beziehungsweise die Verkehrssicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht.
Ferner bevorzugt ist mindestens eine der drei Laserlichtquellen räumlich von dem Ort der Lichtauskopplung durch das der mindestens einen Laserlichtquelle zuordenbare Lichtleitelement entkoppelt. Des Weiteren bevorzugt sind alle drei Laserlichtquellen räumlich von dem Ort der jeweiligen Lichtauskopplung durch die den drei Laserlichtquellen jeweils zuordenbaren Lichtleitelemente entkoppelt. Darüber hinaus bevorzugt ist mindestens eine der drei Laserlichtquellen räumlich von dem dieser Laserlichtquelle zuordenbaren diffraktiven optischen Elementes und/oder dem dieser Laserlichtquelle zuordenbaren optischen Element entkoppelt. Ferner bevorzugt sind alle drei Laserlichtquellen räumlich von den Laserlichtquellen jeweils zuordenbaren diffraktiven optischen Elementen und/ oder den Laserlichtquellen jeweils zuordenbaren optischen Elementen entkoppelt. In einem derartigen Ausführungsbeispiel können die drei Laserlichtquellen beispielsweise an einer für einen Monteur leicht zugänglichen Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet sein, während die Lichtauskopplung über die Lichtleitelemente beziehungsweise die diffraktiven optischen Elemente und/oder optischen Elemente in den Scheinwerfern eines Kraftfahrzeugs erfolgen kann. In einem derartigen Ausführungsbeispiel ist der durch die drei Laserlichtquellen in Anspruch genommene Bauraum an einen anderen Ort im Kraftfahrzeug verlagert.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung mit vergrößerten Teilansichten von der Lichtauskopplung sowie von den drei Laserlichtquellen;
2 verschiedene schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtungen im Querschnitt und
3 eine schematische Darstellung der Einstellung der Farbverteilung und des Farbtons der Lichtverteilung des von einem Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung emittierbaren Lichtes.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 mit vergrößerten Teilansichten von der Lichtauskopplung sowie von den drei Laserlichtquellen 1, 2, 3. Mit anderen Worten ausgedrückt ist in 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, welche eine erste Laserlichtquelle 1 umfasst, die dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Die erste Laserlichtquelle 1 ist also dazu ausgebildet, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge zu emittieren, welche in einem Wellenlängenbereich von 630 nm bis 790 nm liegt. Ferner umfasst die Leuchtvorrichtung 60 eine zweite Laserlichtquelle 2, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Die zweite Laserlichtquelle 2 ist also dazu ausgebildet, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge zu emittieren, welche in einem Wellenlängenbereich von 480 nm bis 560 nm liegt. Des Weiteren umfasst die Leuchtvorrichtung 60 eine dritte Laserlichtquelle 3, welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren. Die dritte Laserlichtquelle 3 ist also dazu ausgebildet, Laserlicht mit einer Zentralwellenlänge zu emittieren, welche in einem Wellenlängenbereich von 420 nm bis 480 nm liegt.
In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den drei Laserlichtquellen 1, 2, 3 rein beispielhaft jeweils um Hochleistungs-Laserdioden. Es können allerdings auch erfindungsgemäße Leuchtvorrichtungen 60 ausgeführt werden, bei welchen andere Laserlichtquellen zum Einsatz kommen, beispielsweise eigenständige Lasermodule mit verschiedenen Lasermedien.
Je Laserlichtquelle 1, 2, 3 weist die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 60 in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft drei Lichtleitelement 10 mit jeweils einer Einkoppelseite 12 und jeweils einer Auskoppelseite 14 auf, wobei jeweils drei Lichtleitelemente 10 je Laserlichtquelle 60 mit ihrer jeweiligen Einkoppelseite 12 vor jeweils einer Emissionsöffnung einer der drei Laserlichtquellen 1, 2, 3 angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt weist die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 60 in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft neun Lichtleitelemente 10 auf, wobei die drei ersten der Lichtleitelemente 10 mit ihren Einkoppelseiten 12 vor der Emissionsöffnung der ersten Laserlichtquelle 1 angeordnet sind, während drei weitere der Lichtleitelemente 10 mit ihren Einkoppelseiten 12 vor der Emissionsöffnung der zweiten Laserlichtquelle 2 angeordnet sind und wobei die letzten drei Lichtleitelemente 10 mit ihren Einkoppelseiten 12 vor der Emissionsöffnung der dritten Laserlichtquelle 3 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Lichtleitelemente 10 rein beispielhaft als längliche Lichtleiter ausgeführt.
Die Lichtleitelemente 10 sind in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft in das Gehäuse des Frontscheinwerfers 70 eines Kraftfahrzeugs hineingeführt, während die drei Laserlichtquellen 1, 2, 3 in diesem Ausführungsbeispiel räumlich entkoppelt an einem anderen Ort im Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 60 drei Farbmischelemente 20, welche dazu ausgebildet sind, jeweils in die Farbmischelemente 20 eingekoppeltes Laserlicht in seiner Lichtverteilung ganzheitlich oder selektiv zu mischen und auszukoppeln. Dabei sind die Auskoppelseiten 14 von je Laserlichtquelle 1, 2, 3 jeweils einem Lichtleitelement 10 vor jeweils einem der drei Farbmischelemente 20 angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Auskoppelseiten 14 von je Farbmischelement 20 drei Lichtleitelementen 10 vor dem jeweiligen Farbmischelement 20 angeordnet, so dass in jeweils einen Farbmischelement 20 Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten, dem grünen und dem blauen Lichtspektrum emittiert wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Farbmischelemente 20 rein beispielhaft in jeweils einem zylindrischen Gehäuse eingefasst. Ebenfalls in diese Gehäuse eingefasst ist jeweils ein diffraktives optisches Element 40, welches räumlich auf das Farbmischelement 20 folgend angeordnet und dazu ausgebildet ist, von dem Farbmischelement 20 ausgekoppeltes und in das diffraktive optische Element 40 eingestrahltes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen. In diesem Ausführungsbeispiel ist also innerhalb der Gehäuse, in welchen die Farbmischelemente 20 angeordnet sind, jeweils ein diffraktives optisches Element 40 angeordnet, welches jeweils dazu ausgebildet ist, das von dem Farbmischelement 20 ausgeworfene Licht aufzufächern beziehungsweise aufzuweiten.
Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 60 weist des Weiteren drei optische Elemente 30 auf, wobei jeweils ein optisches Element 30 räumlich jeweils auf ein Farbmischelement 20 beziehungsweise auf ein diffraktives optisches Element 40 folgend angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist in diesem Ausführungsbeispiel jeweils ein optisches Elemente 30 in Richtung des Strahlengangs auf ein diffraktives optisches Element 40 folgend angeordnet. Die optischen Elemente 30 sind jeweils dazu ausgebildet, von den Farbmischelementen 20 ausgekoppeltes und von den diffraktiven optischen Elementen 40 aufgefächertes beziehungsweise vorgeformtes Licht, welches in die optischen Elemente 30 eingestrahlt wird, in seiner Form verändert auszustrahlen beziehungsweise auszuwerfen. Mit anderen Worten ausgedrückt dienen die optischen Elemente 40 in diesem Ausführungsbeispiel der Strahlformung. Bei den optischen Elementen 40 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft um Freiformoptiken, welche das Licht in durch die Form der jeweiligen Freiformoptik vorbestimmter Art und Weise formen. Dem auf diese Weise durch die Leuchtvorrichtung 60 emittierbaren Lichtkegel kann eine erste Lichtfunktion zugeordnet werden, bei welcher es sich in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft um ein Abblendlicht handelt. Es können allerdings auch erfindungsgemäße Leuchtvorrichtungen 60 realisiert sein, mittels welchen eine andere Lichtfunktion emittierbar ist. Beispielsweise kann mittels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 ein Fernlicht, ein Blink- beziehungsweise Abbiegelicht, ein Positionslicht, ein Autobahnlicht, ein Standlicht, ein Tagfahrlicht, ein Rückfahrlicht, ein Bremslicht und/oder ein sonstiges Licht emittierbar sein.
2 zeigt verschiedene schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtungen 60 im Querschnitt. Genauer ausgedrückt sind in 2 vier verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtungen 60 im Querschnitt dargestellt. Bei der von dem Standpunkt des Betrachters aus gesehen oben links in 2 schematisch dargestellten Leuchtvorrichtung 60 handelt es sich um die in 1 gezeigte und zuvor beschriebene Leuchtvorrichtung 60. Da die zuvor beschriebene Leuchtvorrichtung 60 in 2 oben links im Querschnitt dargestellt ist, sind von den neun Lichtleitelementen 10 lediglich drei und ist von den drei Farbmischelementen 20, den drei diffraktiven optischen Elementen 40 und den drei optischen Elementen 30 jeweils lediglich eines oben links in 2 zu sehen. Oben rechts in 2 ist eine gegenüber dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel leicht abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 dargestellt. Bei diesem wird das aus dem Farbmischelement 20 ausgestrahlte Licht in ein diffraktives optisches Element 40 eingestrahlt, welches das Licht senkrecht zur Hauptstrahlrichtung in ein als angenähert parabolisch geformten Reflektor ausgeführtes optisches Element 40 auswirft. Das in den Reflektor eingestrahlte Licht wird wiederum im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung aus dem Frontscheinwerfer 70 ausgestrahlt.
Das von dem Standpunkt des Betrachters aus gesehen unten links in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet im Gegensatz zu allen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen lediglich ein der Lichtvermischung dienendes Lichtleitelement 45, welches eine Einkoppelseite 12 und eine Auskoppelseite 14 aufweist und dazu ausgebildet ist, in das Lichtleitelement 45 eingekoppeltes Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen miteinander zu vermischen. Mit anderen Worten ausgedrückt ist in dem unten links in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich ein der Vermischung von Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen dienendes Lichtleitelement 45 vorgesehen, welches mit seiner Einkoppelseite 12 vor den Emissionsöffnungen der ersten, zweiten und dritten Laserlichtquellen 1, 2 und 3 angeordnet ist. Das der Lichtvermischung dienende Lichtleitelement 45 ist mit seinem die Auskoppelseite 14 aufweisenden Ende in den Frontscheinwerfer 70 eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) geführt, während die drei Laserlichtquellen 1, 2, 3 an einem anderen Ort im Kraftfahrzeug verbaut sind.
Das von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle 1, 2, 3 emittierte Laserlicht wird in die Einkoppelseite 12 des der Lichtvermischung dienenden Lichtleitelementes 45 eingekoppelt, in welchem es in seiner Lichtverteilung ganzheitlich oder selektiv gemischt und über die Auskoppelseite 14 ausgekoppelt wird. Da die Vermischung des Laserlichtes also direkt in dem der Lichtvermischung dienenden Lichtleitelement 45 erfolgt, ist in dem unten links in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 kein Farbmischelement 20 vorgesehen. Das im Lichtleitelement 45 vermischte Licht der drei Laserlichtquellen 1, 2 und 3 wird über die Auskoppelseite 14 des Lichtleitelementes 45 direkt in das diffraktive optische Element 40 eingestrahlt, aus welchem es in diesem Ausführungsbeispiel aufgefächert austritt und in das als Freiformoptik 30 ausgeführte optische Element 30 eingestrahlt wird. Aus der Freiformoptik 30 tritt das Licht wiederum gebündelt aus, wodurch in diesem Ausführungsbeispiel rein beispielhaft ein Fernlicht bereitgestellt wird.
Bei dem von dem Standpunkt des Betrachters aus gesehen unten rechts in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich im Wesentlichen um das unten links in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel, wobei in dem unten rechts in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das optische Element 30 abermals als angenähert parabolisch geformter Reflektor 30 ausgeführt ist. Das aus dem der Lichtvermischung dienende Lichtleitelement 45 in das diffraktive optische Element 40 eingestrahlte Licht wird aus diesem in den Reflektor 30 eingestrahlt. Dieser reflektiert das in ihn eingestrahlte Licht in Hauptabstrahlrichtung aus dem Frontscheinwerfer 70 heraus.
In 3 ist eine schematische Darstellung der Einstellung der Farbverteilung und des Farbtons der Lichtverteilung des von einem Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 emittierbaren Lichtes gezeigt. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 handellt es sich rein beispielhaft um das zuvor, von dem Standpunkt des Betrachters aus gesehen oben links in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60. Die gleich bezeichneten Komponenten in 3 entsprechen also jenen des oben links in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels. In 3 ist schematisch für jede der drei Laserlichtquellen 1, 2 und 3 jeweils eine Skala dargestellt, welche die Intensität angibt, mit der die jeweils einer Skala zugeordnete Laserlichtquelle 1, 2, 3 das Laserlicht ihrer jeweiligen Lichtfarbe abstrahlt. Rechts in 3 sind die zu diesen Intensitäten zuordenbaren Lichtbilder angedeutet, welche mittels des in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtungen 60 erzeugbar sind. In dem von dem Standpunkt des Betrachters aus gesehen in 3 oberen Ausführungsbeispiel liegt die Intensität des mittels der dritten Laserlichtquelle 3 emittierbaren blauen Laserlichtes bei einem Wert, welcher die Intensität des mittels der zweiten Laserlichtquelle 2 emittierbaren grünen Laserlichtes und die Intensität des mittels der ersten Laserlichtquelle 1 emittierbaren roten Laserlichtes übersteigt. Bei einer derartigen Wahl der Intensitäten weist das durch das obige Ausführungsbeispiel der 3 abstrahlbare Licht eine gelbliche Lichtfarbe 55 beziehungsweise eine orange Lichtfarbe 56 auf. Dabei kann das mittels des oben in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 abstrahlbare Licht auch einen Farbverlauf aufweisen, bei welchem verschiedene Farben ineinander übergehen.
Wird die Intensität der zweiten und der dritten Leuchtvorrichtung 2, 3 weiter erhöht, während die Intensität der ersten Leuchtvorrichtung 1 gesenkt wird, bekommt das mittels des in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 abstrahlbare Licht einen bläulichen Farbton. Dies ist mit dem von dem Standpunkt des Betrachters aus gesehen unteren Ausführungsbeispiel in 3 dargestellt. Bei einer derartigen Wahl der Intensitäten weist das von dem in 3 unten dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 abstrahlbare Licht eine bläuliche Lichtfarbe 57 beziehungsweise eine gelbliche Lichtfarbe 55 auf. Dabei kann das mittels des unten in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung 60 abstrahlbare Licht auch einen Farbverlauf aufweisen, bei welchem verschiedene Farben ineinander übergehen. Die beiden in 3 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich in der Wahl beziehungsweise in der Einstellung der Intensitäten des mittels der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle 1, 2, 3 abstrahlbaren Laserlichtes.
Bezugszeichenliste

1: erste Laserlichtquelle
2: zweite Laserlichtquelle
3: dritte Laserlichtquelle
10: Lichtleitelement
12: Einkoppelseite
14: Auskoppelseite
20: Farbmischelement
30: optisches Element
40: diffraktives optisches Element
45: der Lichtvermischung dienendes Lichtleitelement
55: gelbliche Lichtfarbe
56: orange Lichtfarbe
57: bläuliche Lichtfarbe
60: Leuchtvorrichtung
70: Frontscheinwerfer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008022795 A1 [0002]

Claims

Leuchtvorrichtung (60) für ein Kraftfahrzeug, umfassend – eine erste Laserlichtquelle (1), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren, – eine zweite Laserlichtquelle (2), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren; – eine dritte Laserlichtquelle (3), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtvorrichtung (60) je Laserlichtquelle (1, 2, 3) mindestens ein Lichtleitelement (10) mit jeweils einer Einkoppelseite (12) und jeweils einer Auskoppelseite (14) aufweist, wobei jeweils mindestens ein Lichtleitelement (10) mit seiner jeweiligen Einkoppelseite (12) vor jeweils einer Emissionsöffnung einer Laserlichtquelle (1, 2, 3) angeordnet ist.
Leuchtvorrichtung (60) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelseiten (14) der Lichtleitelemente (10) vor einem Farbmischelement (20) angeordnet sind, welches dazu ausgebildet ist, in das Farbmischelement (20) eingekoppeltes Laserlicht in seiner Lichtverteilung ganzheitlich oder selektiv zu mischen und auszukoppeln.
Leuchtvorrichtung (60) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtvorrichtung (60) ferner ein optisches Element (30) aufweist, welches räumlich auf das Farbmischelement (20) folgend angeordnet und dazu ausgebildet ist, von dem Farbmischelement (20) ausgekoppeltes und in das optische Element (30) eingestrahltes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen.
Leuchtvorrichtung (60) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtvorrichtung (60) ferner ein diffraktives optisches Element (40) umfasst, welches räumlich auf das Farbmischelement (20) folgend angeordnet und dazu ausgebildet ist, von dem Farbmischelement (20) ausgekoppeltes und in das diffraktive optische Element (40) eingestrahltes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen.
Leuchtvorrichtung (60) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element (40) zwischen dem Farbmischelement (20) und dem optischen Element (30) angeordnet und das optische Element (30) ferner dazu ausgebildet ist, von dem diffraktiven optischen Element (40) ausgeworfenes Licht in seiner Form verändert auszuwerfen, wobei von dem optischen Element (30) ausgeworfenes Licht eine erste Lichtfunktion bereitstellt.
Leuchtvorrichtung (60) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Lichtfunktion um eine Abblendlichtfunktion oder um eine Fernlichtfunktion handelt.
Leuchtvorrichtung (60) für ein Kraftfahrzeug, umfassend – eine erste Laserlichtquelle (1), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem roten Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren, – eine zweite Laserlichtquelle (2), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem grünen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren; – eine dritte Laserlichtquelle (3), welche dazu ausgebildet ist, Laserlicht mit einer Wellenlänge aus dem blauen Lichtspektrum aus einer Emissionsöffnung zu emittieren; – ein der Lichtvermischung dienendes Lichtleitelement (45), welches eine Einkoppelseite (12) und eine Auskoppelseite (14) aufweist und dazu ausgebildet ist, in das Lichtleitelement (45) eingekoppeltes Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen miteinander zu vermischen, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle (1, 2, 3) emittiertes Laserlicht in die Einkoppelseite (12) des Lichtleitelementes (45) eingekoppelt wird, in welchem von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle (1, 2, 3) emittiertes Laserlicht in seiner Lichtverteilung ganzheitlich oder selektiv gemischt und über die Auskoppelseite (14) ausgekoppelt wird.
Leuchtvorrichtung (60) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtvorrichtung (60) ferner ein räumlich auf die Auskoppelseite (14) des Lichtleitelementes (45) folgend angeordnetes optisches Element (30) und/oder ein diffraktives optisches Element (40) aufweist, welches dazu ausgebildet ist, dass von dem Lichtleitelement (45) ausgekoppelte Licht in seiner Form verändert auszuwerfen, wobei dem ausgeworfenen Licht eine erste Lichtfunktion zuordenbar ist.
Leuchtvorrichtung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des von der ersten, der zweiten und der dritten Laserlichtquelle (1, 2, 3) abstrahlbaren Laserlichtes jeweils frei wählbar einstellbar ist.
Leuchtvorrichtung (60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lichtleitelement (10, 45) der Leuchtvorrichtung (60) in einem in einem Kraftfahrzeug verbauten Zustand der Leuchtvorrichtung (60) für einen außenstehenden Betrachter der Leuchtvorrichtung (60) zumindest teilweise sichtbar ist.