-
ERFINDUNGSGEBIET
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Lichtkammern, die homogene Lichtstärke bereitstellen, und insbesondere auf luftgefüllte Fahrzeuglichtkammern, die von LED-Lichtquellen erleuchtet werden.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Hohllichtleiter und Lichtleiter werden verwendet, um einen weiten Bereich für Styling- und andere Funktionen zu erleuchten. Diese Lichtleiter und Hohllichtleiter besitzen normalerweise starke Wandungen. Dementsprechend ist die Herstellung dieser Komponenten schwierig. Als solche weisen Hohllichtleiter eingeschränkte Design- und Formflexibilität auf, besonders bei großen Anwendungen. Zusätzlich besitzen die meisten Hohllichtleiter-Designs Hot Spots und erzeugen somit keine sehr homogenen Lichtverteilungen.
-
Dementsprechend besteht ein Bedarf für Hohllichtleiter und Lichtleiter, die ein hohes Maß an Lichthomogenität besitzen, während sie wirkliche Herstellungs- und Designflexibilität bieten.
-
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lichtleiter bereitzustellen, der eine Lichtkammer enthält, die durch isotrop strahlende obere, untere und rückseitige Oberflächen und eine vordere Oberfläche, die eine durchscheinende Linse aufweist, definiert ist. Der Lichtleiter enthält ebenfalls eine reflektierende Membran innerhalb der Kammer, die einen oberen Spalt zwischen der Membran und der oberen Oberfläche und einen unteren Spalt zwischen der Membran und der unteren Oberfläche definiert. Der Lichtleiter enthält weiterhin eine LED-Lichtquelle, die zwischen der Membran und der rückseitigen Oberfläche der Kammer angeordnet ist.
-
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lichtleiter bereitzustellen, der eine Lichtkammer enthält, die durch isotrop strahlende obere, untere und rückseitige Oberflächen und eine vordere Oberfläche, die eine teilweise lichtdurchlässige Linse aufweist, definiert ist. Der Lichtleiter enthält auch eine LED-Lichtquelle innerhalb der Kammer. Weiterhin weist die teilweise lichtdurchlässige Linse eine Lichtdurchlässigkeit von ungefähr 15 bis 40% der Summe aus dem von der LED-Lichtquelle einfallenden Licht und dem von den isotrop strahlenden Oberflächen gestreuten Licht auf.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe bereitzustellen, die mehrere miteinander verbundene Lichtkammerabschnitte aufweist, wobei jeder Abschnitt durch eine vordere Oberfläche, die ein Linsenelement aufweist, und isotrop strahlende obere, untere und rückseitige Oberflächen definiert ist. Die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe enthält auch eine LED-Lichtquelle innerhalb von jedem Abschnitt. Zusätzlich strahlt jede LED-Lichtquelle Licht ab, das von den isotrop strahlenden Oberflächen gestreut wird und die Abschnitte durch die Linsenelemente verlässt.
-
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von Fachleuten beim Studium der folgenden Spezifikation, der Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen verstanden und geschätzt werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
In den Zeichnungen:
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Lichtleiters, der eine mit einer LED-Lichtquelle erleuchtete Lichtkammer aufweist, die durch isotrop strahlende Oberflächen definiert ist und eine reflektierende Membran und eine durchscheinende Linse gemäß einem Aspekt der Offenbarung enthält;
-
1A ist eine Querschnittansicht entlang der Linie IA-IA des in 1 aufgezeigten Lichtleiters;
-
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Lichtleiters gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung, der eine mit einer LED-Lichtquelle erleuchtete Lichtkammer aufweist, die durch isotrop strahlende Oberflächen definiert ist und eine teilweise lichtdurchlässige Linse enthält;
-
2A ist eine Querschnittansicht entlang der Linie IIA-IIA des in 2 aufgezeigten Lichtleiters;
-
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung mit miteinander verbundenen Lichtkammerabschnitten, von denen jeder von einer LED-Lichtquelle erleuchtet wird, durch isotrop strahlende Oberflächen definiert ist und eine reflektierende Membran und eine durchscheinende Linse enthält; und
-
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Offenbarung mit miteinander verbundenen Lichtkammerabschnitten, von denen jeder von einer LED-Lichtquelle erleuchtet wird, durch isotrop strahlende Oberflächen definiert ist und eine teilweise lichtdurchlässige Linse enthält.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Zum Zwecke der Beschreibung sollen sich die Begriffe „oberer”, „unterer”, „rechts”, „links”, „rückseitig”, „vorne”, „vertikal” und „horizontal” und davon abgeleitete Ausdrücke auf die Erfindung beziehen, wie sie in 1. ausgerichtet ist. Allerdings kann die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen, außer dort, wo ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Ebenso sind die angegebenen Einrichtungen und Prozesse, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und in der folgenden Spezifikation beschrieben werden, lediglich Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Konzepte, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. Demzufolge sollen spezifische Abmessungen und andere physikalische Charakteristika, die sich auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beziehen, nicht als einschränkend betrachtet werden, es sei denn, die Ansprüche geben ausdrücklich etwas Anderes an.
-
Wie in den 1 und 1A dargestellt ist, ist ein Lichtleiter 10 angeordnet, um homogene Lichtstärke für verschiedene Beleuchtungsanwendungen gemäß einem Aspekt der Offenbarung bereitzustellen. Der Lichtleiter 10 enthält eine Lichtkammer 2, die durch isotrop strahlende, innenliegende Oberflächen – die obere Oberfläche 21, die untere Oberfläche 22 und die rückseitige Oberfläche 23 – definiert ist. Die Lichtkammer 2 wird auch durch eine vordere Oberfläche 24 definiert, die eine durchscheinende Linse 16 aufweist. Die Linse 16 sollte über ein weites Spektrum im Wesentlichen durchscheinend sein. Die Lichtkammer 2 kann weiterhin durch eine Kammerlänge 13, die sich über die längste Achse der Kammer erstreckt, und ein rechtes Ende 11 und ein linkes Ende 12 definiert sein.
-
Der Lichtleiter 10 enthält weiterhin eine reflektierende Membran 6, die innerhalb der Lichtkammer 2 angeordnet ist. Insbesondere ist die reflektierende Membran 6 innerhalb der Kammer so angeordnet, dass sie einen oberen Spalt 7 zwischen ihrem oberen Rand und der oberen Oberfläche 21 definiert. Weiterhin ist die reflektierende Membran 6 innerhalb der Kammer so angeordnet, dass sie auch einen unteren Spalt 8 zwischen ihrem unteren Rand und der unteren Oberfläche 22 definiert. Dementsprechend ist innerhalb der Kammer 2 ein Paar Spalte vorhanden, einer auf jeder Seite der reflektierenden Membran 6.
-
Der Lichtleiter 10 enthält auch eine LED-Lichtquelle 4, die innerhalb der Lichtkammer 2 angeordnet ist und in die Kammer einfallendes Licht ausstrahlt. Insbesondere ist die LED-Lichtquelle 4 zwischen der reflektierenden Membran 6 und der rückseitigen Oberfläche 23 positioniert. Die LED-Lichtquelle 4 kann an einem Ende der Lichtkammer 2 (rechtes Ende 11 oder linkes Ende 12) angeordnet sein und so ausgerichtet sein, dass sie einfallendes Licht 19 in Richtung des anderen Endes der Kammer 2 lenkt. Wie in 1 gezeigt wird, ist die Lichtquelle 4 am linken Ende 12 der Kammer 2 positioniert und so ausgerichtet, dass sie einfallendes Licht 19 in Richtung des rechten Endes 11 abstrahlt
-
Die Lichtkammer 2 kann durch eine über ihre Länge 13 im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche definiert sein. Die Lichtkammer 2 kann auch in der Form eines rechteckigen Quaders eingerichtet sein, der ein Paar gegenüberliegender, paralleler Enden aufweist, z. B. das rechte Ende 11 und das linke Ende 12 (wie in den 1 und 1A gezeigt wird). Dennoch sind andere Formen für die Lichtkammer 2 machbar, unter der Voraussetzung, dass sie ausreichend Platz aufweisen, um die Lichtquelle 4 und die reflektierende Membran 6 zu umschließen. Zum Beispiel kann die Lichtkammer 2 in Form eines langen Zylinders mit entgegengesetzten, parallelen Enden ausgelegt sein. In dieser zylindrischen Anordnung kann die vordere Oberfläche 24 der Kammer 2 eine flache, facettierte Oberfläche des Zylinders sein. Diese flache Oberfläche kann dann die durchscheinende Linse 16, die als ein „Fenster” für die zylinderförmige Kammer 2 fungiert, umfassen. In ähnlicher Weise ist bzw. sind die verbleibende Oberfläche oder Oberflächen innerhalb der Kammer 2, die in einer zylindrischen Form angeordnet sind, durch isotrop strahlende Oberflächen definiert. In anderen Konfigurationen der Lichtkammer 2 kann die Querschnittsfläche über die Länge 13 der Kammer 2 stetig oder in wenigen oder vielen diskreten Schritten variieren. Dementsprechend kann die Kammer 2 viele Varianten von Formen, die auf die endgültige Anwendung zugeschnitten sind, besitzen.
-
Die Lichtkammer 2 kann auch ein im Wesentlichen gasförmiges Medium umschließen, zum Beispiel Raumluft. Andere gasförmige Medien können innerhalb der Kammer 2 ebenso eingesetzt werden. Zum Beispiel sind Mischungen aus Stickstoff, Argon, Helium und/oder Sauerstoff möglich. Es können verschiedene Mischungen, Drücke und Volumina des gasförmigen Mediums innerhalb der Kammer 2 ausgewählt werden, um spezielle Beleuchtungswirkungen, einschließlich Farben, mit der LED-Lichtquelle 4 zu erzeugen.
-
Die isotrop strahlenden Oberflächen 21 (obere), 22 (untere) und 23 (rückseitige) innerhalb der Kammer 2 sind so angeordnet, dass sie aus dem von der LED-Lichtquelle 4 einfallenden Licht 19 Streulicht 17 bereitstellen. Insbesondere trifft einfallendes Licht 19 auf die isotrop strahlenden Oberflächen 21, 22 und 23 auf und streut in alle Richtungen (d. h. 180 Grad). Um diese Wirkung zu erzeugen, können verschiedene Materialien, wie sie in diesem Erfindungsgebiet der Lichtleiter bekannt sind, für die Oberflächen 21, 22 und 23 verwendet werden. Zum Beispiel können für diese Oberflächen 21, 22 und 23 Materialien mit 96%-igem oder höherem Reflexionsgrad gewählt werden. Beispielsweise können weiße matte Anstriche für die isotrop strahlenden Oberflächen 21, 22 und 23 verwendet werden, um isotrope Streuung von einfallendem Licht 19 sicherzustellen. Getönte Polymermaterialien können ebenso zur Verwendung als isotrop strahlende Oberflächen 21, 22 und 23 geeignet sein. Folglich streut einfallendes Licht 19, das auf diese isotrop strahlenden Oberflächen innerhalb der Kammer 2 auftrifft, weiter und breitet sich weiter innerhalb der Kammer 2 entlang ihrer Länge 13 aus.
-
Die reflektierende Membran 6 kann aus einem von der Vielzahl der bekannten Materialien angefertigt sein, um eine Oberfläche zu erzeugen, die im Wesentlichen einfallendes Licht 19 und Streulichtstrahlen 17 reflektiert. Zum Beispiel kann die Membran 6 ein spiegelartiges Element, das aus Metallbestandteilen angefertigt ist, sein. Dementsprechend sollten die für die reflektierende Membran 6 eingesetzten Materialien durch ein hohes optisches Reflexionsvermögen gekennzeichnet sein und/oder mit solchen Materialien überzogen, lackiert, besprüht worden sein oder mit solchen eine Oberflächenbehandlung erhalten haben. Zum Beispiel können Überzüge, die Aluminium und/oder Silber beinhalten, zum Anfertigen der Membran 6 verwendet werden. Als solche breiten sich die Lichtstrahlen 17 und 19, die auf die reflektierende Membran 6 auftreffen, weiter innerhalb der Kammer 2 als reflektierte Lichtstrahlen 18 aus. Vorzugsweise ist die Stärke der Membran 6 gering relativ zum Gesamtabstand von der rückseitigen Oberfläche 23 und der vorderen Oberfläche 24 innerhalb der Kammer 2.
-
Es ist ebenfalls vorzuziehen, die reflektierende Membran 6 näher an der durchscheinenden Linse 16 als an der rückseitigen Oberfläche 23 zu positionieren. Zum Beispiel kann die reflektierende Membran 6 in der Nähe der Linse 16 positioniert werden, etwa im Bereich eines Drittels des Abstands zwischen der Linse 16 und der rückseitigen Oberfläche 23. Zusätzlich kann die Membran 6 so ausgerichtet werden, dass ihre Hauptoberflächen (d. h. ihre größten Oberflächen) parallel zu den rückseitigen bzw. vorderen Oberflächen 23 bzw. 24 liegen (siehe 1 und 1A).
-
Es ist ebenfalls vorzuziehen, die Abmessungen der oberen und unteren Spalte 7 und 8 zwischen der Membran 6 und der oberen bzw. unteren Oberfläche 21 bzw. 22 zu steuern. Ein Ansatz ist es, die Spalte 7 und 8 so anzuordnen, dass ihre Gesamtlänge relativ zum Abstand zwischen oberer und unterer Oberfläche 21 und 22 in einem Verhältnis im Bereich von ungefähr 1:4 bis 1:9 liegt. Zum Beispiel ist dieses Verhältnis 1:4, wenn der obere und untere Spalt jeweils auf 0,5 cm gesetzt werden und der Abstand zwischen der oberen und der unteren Oberfläche 21 und 22 4 cm beträgt. Es ist ebenfalls vorzuziehen, die Größe der Spalte 7 und 8 zu steuern, so dass sie einander annähernd gleich sind.
-
Verschiedene bekannte LED-Technologien können für die LED-Lichtquelle 4 eingesetzt werden. Eine große Bandbreite von Lichtabgaben und Leistungsdichten stehen zur Verwendung als Lichtquelle 4 zur Verfügung. Ebenso können gewisse LED-Technologien als die LED-Lichtquelle 4 eingesetzt werden, um einfallende Lichtstrahlen 19 mit speziellen, gewünschten Farben zu erzeugen. Alternativ kann die Linse 16 getönt oder mit einem Farbfilter modifiziert werden, so dass die ausgesendeten Lichtstrahlen 20, die sie passieren (wie unten in weiteren Einzelheiten beschrieben wird), in einer gewünschten Farbe und/oder ästhetischem Aussehen erscheinen, wenn sie von außerhalb der Lichtkammer 2 gesehen werden.
-
Wie in den 1 und 1A dargestellt ist, wird der Lichtleiter 10 betrieben, um eine im Wesentlichen homogene, ausgesendete Lichtverteilung über die Länge 13 der Kammer 2 zu erzeugen. Insbesondere erzeugt die LED-Lichtquelle 4 innerhalb der Kammer 2 einfallende Lichtstrahlen 19. Ein Teil dieser einfallenden Lichtstrahlen 19 trifft auf die reflektierende Membran 6 und dieser Lichtstrahlen breiteten sich weiter innerhalb der Kammer 2 als reflektierte Lichtstrahlen 18 aus. Ein anderer Teil der einfallenden Lichtstrahlen 19 trifft auf die isotrop strahlenden Oberflächen 21, 22 und 23 innerhalb der Kammer 2 auf. Diese Lichtstrahlen 19 werden dann von diesen Oberflächen 21, 22 und 23 als Streulichtstrahlen 17 in alle (oder fast alle) Richtungen gestreut. Viele dieser Streulichtstrahlen 17 werden wiederum von der reflektierenden Membran 6 als reflektierte Lichtstrahlen 18 reflektiert. Schließlich passieren und/oder entweichen die einfallenden Lichtstrahlen 19, die reflektierten Lichtstrahlen 18 und die Streulichtstrahlen 17 durch die Spalte 7 und 8 entlang dem Rand der reflektierenden Membran 6. Diese „entwichenen” Strahlen treten dann entlang der Länge 13 der Kammer 2 als ausgesendete Lichtstrahlen 20 aus der Linse 16 heraus. Gemeinsam schaffen alle ausgesendeten Lichtstrahlen 20, die durch die Spalte 7 und 8 entlang der Länge 13 entweichen und die Kammer durch die Linse 16 verlassen, eine sehr homogene Lichtverteilung, die vom Lichtleiter 10 abgestrahlt wird.
-
Viele Faktoren beeinflussen den Grad der Homogenität und Intensität der ausgesendeten Lichtstrahlen 20, die die im Wesentlichen homogene, ausgesendete Lichtverteilung aus dem Leiter 10 bilden. Diese Faktoren enthalten: die Wahl der LED-Lichtquelle als Quelle 4, die Anzahl der LED-Lichtquellen 4 innerhalb der Kammer 2, die Größe der Spalte 7 und 8, die Position der Membran 6 relativ zur Linse 16 und zur rückseitigen Oberfläche 23, die Querschnittsfläche innerhalb der Kammer 2 und die Position und Ausrichtung der LED-Lichtquelle 4 innerhalb der Kammer 2. Zum Beispiel kann das Reduzieren der Größe der Spalte 7 und 8 auf Maße, die annähernd ein Verhältnis Gesamtspalt zu Gesamtkammerstärke (d. h. zum Abstand zwischen der Linse 16 und der rückseitigen Oberfläche 23) von 1:9 ergeben, die Wirkung aufweisen, einen sehr homogenen Satz ausgesendeter Lichtstrahlen 20 zu erzeugen, der die Linse 16 verlässt. Das kommt daher, dass der Teil der einfallenden Lichtstrahlen 19, die direkt die Spalte 7 und 8 passieren, im Verhältnis zur Menge des Lichts, das gestreut wird, sich ausbreitet und von den isotrop strahlenden Oberflächen 21, 22 und 23 innerhalb der Kammer 2 zusammen mit der reflektierenden Membran 6 reflektiert wird, gering ist.
-
Auf der anderen Seite führt das Auslegen der Spalte 7 und 8 mit einer kleineren Größe tendenziell zu zusätzlicher Lichtstreuung innerhalb der Kammer 2, was den Gesamtwirkungsgrad der Lichterzeugung des Leiters 10 reduziert. Dies ist besonders der Fall bei kleinen Spaltgrößen, mit Verhältnissen von Gesamtspalt (d. h. dem Gesamtabstand der Spalte 7 und 8) zur Gesamtkammerstärke deutlich unter 1:9.
-
Wie in den 2 und 2A gezeigt ist, wird ein Lichtleiter 30 dargestellt, um homogene Lichtstärke für verschiedene Beleuchtungsanwendungen gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung bereitzustellen. Der Lichtleiter 30 ist eine modifizierte Version des Lichtleiters 10 mit üblichen Merkmalen und üblichem Betrieb. Der Lichtleiter 30 enthält die gleichen oder ähnliche Elemente wie der Lichtleiter 10, es sei denn, es ist etwas Anderes angegeben. Zum Beispiel enthält der Lichtleiter 30 eine Lichtkammer 32, die durch isotrop strahlende Oberflächen 51 (oben), 52 (unten) und 53 (rückseitig) definiert ist. Weiterhin ist die Lichtkammer 32 durch eine vordere Oberfläche 54 definiert, die eine teilweise lichtdurchlässige Linse 46 aufweist. Die Lichtkammer 32 kann auch in der gleichen Weise wie die Lichtkammer 2 (siehe 1) ein im Wesentlichen gasförmiges Medium umschließen, zum Beispiel Raumluft. Der Lichtleiter 30 enthält auch eine LED-Lichtquelle 34 innerhalb der Kammer 32, die vorzugsweise an einem Ende der Kammer 32 positioniert und in Richtung des anderen Endes ausgerichtet ist.
-
Die 2 und 2A legen dar, dass es zwei Hauptunterschiede zwischen den Lichtleitern 10 und 30 gibt. Erstens enthält der Lichtleiter 30 kein reflektierendes Membranelement (siehe z. B. die reflektierende Membran 6 in 1). Zweitens beruht der Lichtleiter 30 auf einer teilweise lichtdurchlässigen Linse 46 anstatt auf einer durchscheinenden Linse (siehe z. B. die durchscheinende Linse 16 in 1). Hier weist die teilweise lichtdurchlässige Linse 46 eine Lichtdurchlässigkeit von ungefähr 15 bis 40% der Summe des von der LED-Lichtquelle 34 einfallenden Lichts 49 und des von den isotrop strahlenden Oberflächen 51, 52 und 53 gestreuten Lichts 47 auf. Die Lichtkammer 32 kann weiterhin durch eine Kammerlänge 43, die sich über die längste Achse der Kammer erstreckt, und ein rechtes Ende 41 und ein linkes Ende 42 definiert sein. Die Lichtkammer 32 kann auch eine über die Kammerlänge 43 im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche besitzen. Die Lichtkammer 32 kann ebenso in der Form eines rechteckigen Quaders mit gegenüberliegende parallelen Enden 41 und 42 ausgestaltet sein. Weiterhin kann die Kammer 32 andere Formen, Konfigurationen und Querschnittsflächen besitzen, als zuvor in dieser Offenbarung in Verbindung mit Kammer 2 beschrieben wurden (siehe 1).
-
Mit Bezug auf die 2 und 2A wird der Lichtleiter 30 betrieben, um eine im Wesentlichen homogene, ausgesendete Lichtverteilung über die Länge 43 der Kammer 32 zu erzeugen. Insbesondere erzeugt die LED-Lichtquelle 34 einfallende Lichtstrahlen 49 innerhalb der Kammer 32. Ein Teil dieser einfallenden Lichtstrahlen 49 trifft auf die teilweise lichtdurchlässige Linse 46 und diese Lichtstrahlen breiten sich weiter innerhalb der Kammer 32 als reflektierte Lichtstrahlen 48 aus. Ein anderer Teil der einfallenden Lichtstrahlen 49 trifft auf die isotrop strahlenden Oberflächen 51, 52 und 53 innerhalb der Kammer 32 auf. Diese Lichtstrahlen 49 werden dann als Streulichtstrahlen 47 in viele Richtungen von den Oberflächen 51, 52 und 53 aus gestreut. Einige dieser Streulichtstrahlen 47 werden wiederum von der teilweise lichtdurchlässigen Linse 46 als zusätzliche reflektierte Lichtstrahlen 48 reflektiert. Schließlich passiert oder entweicht ein Teil der einfallenden Lichtstrahlen 49, der reflektierten Lichtstrahlen 48 und der Streulichtstrahlen 47 durch die teilweise lichtdurchlässige Linse 46 entlang der Länge 43 der Kammer 32. Diese „entwichenen” Strahlen treten dann aus der teilweise lichtdurchlässigen Linse 46 als ausgesendete Lichtstrahlen 50 heraus. Gemeinsam schaffen alle ausgesendeten Lichtstrahlen 50, die durch die teilweise lichtdurchlässige Linse 46 entweichen, eine sehr homogene Lichtverteilung, die vom Lichtleiter 30 abgestrahlt wird.
-
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, können Lichtkammerabschnitte, die mit den Lichtleitern 10 und 30 vergleichbar sind (siehe 1, 1A, 2, 2A), in Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppen 60 (3) und 90 (4) gemäß anderen Aspekten der Offenbarung eingesetzt werden. Insbesondere kann die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 60 drei miteinander verbundene Lichtkammerabschnitte 70 enthalten, die in einer modischen Fahrzeug-Heckleuchtenkonfiguration angeordnet sind, wie in 3 gezeigt ist. Die Lichtkammerabschnitte 70 sind hinsichtlich Konfiguration und Funktion mit den Lichtleitern 10 und der Lichtkammer 2 vergleichbar (siehe 1). Jeder Lichtkammerabschnitt 70 wird durch eine vordere Oberfläche 84, die ein durchscheinendes Linsenelement 76 aufweist, zusammen mit isotrop strahlenden oberen, unteren und rückseitigen Oberflächen 81, 82 bzw. 83 definiert. Weiterhin enthält jeder Lichtkammerabschnitt 70 eine LED-Lichtquelle 74. Wie in 3 gezeigt ist, enthalten die Abschnitte 70, die sich in der horizontalen Richtung von links nach rechts erstrecken, rechte und linke Enden 71 bzw. 72. Seinerseits enthält der Abschnitt 70, der in der vertikalen Richtung angeordnet ist, das obere Ende 73a und das untere Ende 73b. Jeder Kammerabschnitt 70 kann auch durch eine über seine Länge im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche definiert sein. Dennoch kann jeder Kammerabschnitt 70 (und somit die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 60) eine Vielzahl anderer Formen besitzen, vergleichbar dem Spektrum an Konfigurationen, die für Lichtkammer 2 (siehe 1) verfügbar sind.
-
Jeder Abschnitt 70 enthält weiterhin eine reflektierende Membran 66, die innerhalb seiner Grenzen angeordnet ist. Insbesondere ist die reflektierende Membran 66 innerhalb des Abschnitts so angeordnet, dass sie einen oberen Spalt 67 zwischen ihrem oberen Rand und der oberen Oberfläche 82 definiert. Weiterhin ist die reflektierende Membran 66 innerhalb des Abschnitts 70 so angeordnet, dass sie ebenfalls einen unteren Spalt 68 zwischen ihrem unteren Rand und der unteren Oberfläche 82 definiert. Dementsprechend ist innerhalb von jedem Abschnitt 70 ein Paar Spalte 67 und 68 vorhanden, einer auf jeder Seite der reflektierenden Membran 66.
-
Die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 60 wird gemäß den folgenden Richtlinien und Grundsätzen betrieben. Zunächst strahlt in jedem Abschnitt 70 die LED-Lichtquelle 74 einfallende Lichtstrahlen 79 ab. Ein Teil dieser einfallenden Lichtstrahlen 79 trifft auf die reflektierende Membran 66 und breitet sich weiter innerhalb des Abschnitts 70 als reflektierte Lichtstrahlen 78 aus. Ein anderer Teil der einfallenden Lichtstrahlen 79 trifft auf die isotrop strahlenden Oberflächen 81, 82 und 83 innerhalb des Abschnitts 70 auf. Diese Lichtstrahlen 79 werden dann von den isotrop strahlenden Oberflächen aus als Streulichtstrahlen 77 in alle (oder fast alle) Richtungen gestreut. Viele dieser Streulichtstrahlen 77 werden wiederum von der reflektierenden Membran 66 als reflektierte Lichtstrahlen 78 reflektiert. Schließlich passieren und/oder entweichen die einfallenden Lichtstrahlen 79, die reflektierten Lichtstrahlen 78 und die Streulichtstrahlen 77 durch die Spalte 67 und 68 entlang dem Rand der reflektierenden Membran 66. Diese „entwichenen” Strahlen treten dann entlang dem Abschnitt 70 aus der Linse 76 als ausgesendete Lichtstrahlen 80 heraus. Gemeinsam schaffen alle ausgesendeten Lichtstrahlen 80, die durch die Spalte 67 und 68 entweichen und den Abschnitt 70 durch die Linse 76 verlassen, eine sehr homogene Lichtverteilung. Kollektiv stellen die von jedem Abschnitt 70 ausgesendeten Lichtstrahlen 80 eine sehr homogene Lichtverteilung bereit, die von der Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 60 abstrahlt.
-
Wie vorher in Verbindung mit der Lichtkammer 2 (siehe 1) beschrieben wurde, ist es ebenfalls vorzuziehen, innerhalb von jedem Abschnitt 70 die Abmessungen der oberen und unteren Spalte 67 und 68 zwischen der Membran 66 und der oberen bzw. unteren Oberfläche 81 bzw. 82 zu steuern. Ein Ansatz ist es, die Spalte 67 und 68 so anzuordnen, dass ihre Gesamtlänge relativ zum Abstand zwischen der oberen und unteren Oberfläche 81 und 82 in einem Verhältnis im Bereich von ungefähr 1:4 bis 1:9 liegt. Zum Beispiel ist dieses Verhältnis 1:4, wenn der obere und untere Spalt jeweils auf 0,5 cm eingestellt wird und der Abstand zwischen der oberen und unteren Oberfläche 81 und 82 4 cm beträgt. Es ist ebenfalls vorzuziehen, die Größe der Spalte 67 und 68 so zu steuern, dass sie einander annähernd gleich sind.
-
Bezugnehmend auf 4 enthält die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 90 drei miteinander verbundene Lichtkammerabschnitte 100, die in einer modischen Fahrzeug-Heckleuchtenkonfiguration angeordnet sind. Die Lichtkammerabschnitte 100 sind hinsichtlich Konfiguration und Funktion mit den Lichtleitern 30 vergleichbar (siehe 2). Jeder Lichtkammerabschnitt 100 wird durch eine vordere Oberfläche 114, die ein teilweise lichtdurchlässiges Linsenelement 106 aufweist, zusammen mit isotrop strahlenden oberen, unteren und rückseitigen Oberflächen 111, 112 bzw. 113 definiert. Weiterhin enthält jeder Lichtkammerabschnitt 100 eine LED-Lichtquelle 104. Wie in 4 gezeigt ist, enthalten die Abschnitte 100, die sich in der horizontalen Richtung von links nach rechts erstrecken, rechte und linke Enden 101 bzw. 102. Zusätzlich enthält der Abschnitt 100, der in der vertikalen Richtung angeordnet ist, ein oberes Ende 103a und ein unteres Ende 103b. Jeder Kammerabschnitt 100 kann auch durch eine über seine Länge im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche definiert sein. Zusätzlich kann jeder Kammerabschnitt 100 auch eine Vielzahl anderer Formen und Konfigurationen besitzen, vergleichbar mit dem großen Konfigurationsspektrum, das für die Lichtkammer 32 (siehe 2) zur Verfügung steht. Dementsprechend besitzt die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 90 auch erhebliche Formflexibilität.
-
Jeder Lichtkammerabschnitt 100 wird betrieben, um eine im Wesentlichen über die Länge des Abschnitts homogene, ausgesendete Lichtverteilung zu erzeugen. Insbesondere erzeugt die LED-Lichtquelle 104 einfallende Lichtstrahlen 109. Ein Teil dieser einfallenden Lichtstrahlen 109 trifft auf die teilweise lichtdurchlässige Linse 106 und breitet sich weiter innerhalb des Abschnitts 100 als reflektierte Lichtstrahlen 108 aus. Ein anderer Teil der einfallenden Lichtstrahlen 109 trifft auf die isotrop strahlenden Oberflächen 111, 112 und 113 innerhalb des Abschnitts 100 auf. Diese Lichtstrahlen 109 werden dann in viele Richtungen von diesen isotrop strahlenden Oberflächen aus als Streulichtstrahlen 107 gestreut. Einige dieser Streulichtstrahlen 107 werden wiederum von der teilweise lichtdurchlässigen Linse 106 als zusätzliche reflektierte Lichtstrahlen 108 reflektiert. Hier kann die teilweise lichtdurchlässige Linse 106 eine Lichtdurchlässigkeit von ungefähr 15 bis 40% der Summe des von der LED-Lichtquelle 104 einfallenden Lichts 109 und des von den isotrop strahlenden Oberflächen 111, 112 und 113 gestreuten Lichts 107 aufweisen.
-
Schließlich passiert und/oder entweicht ein Teil der einfallenden Lichtstrahlen 109, der reflektierten Lichtstrahlen 108 und der Streulichtstrahlen 107 die teilweise lichtdurchlässige Linse 106 entlang der Länge des Abschnitts 100. Diese „entwichenen” Strahlen passieren dann aus der teilweise lichtdurchlässigen Linse 106 als ausgesendete Lichtstrahlen 50 heraus. Gemeinsam schaffen alle ausgesendeten Lichtstrahlen 110, die durch die teilweise lichtdurchlässige Linse 106 entweichen, eine sehr homogene Lichtverteilung, die von jedem Abschnitt 100 abgestrahlt wird. Kollektiv stellen die von jedem Abschnitt 100 ausgesendeten Lichtstrahlen 110 eine sehr homogene Lichtverteilung bereit, die von der Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppe 90 abstrahlt.
-
Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, können die Lichtkammerabschnitte 70 und 100 auf verschiedene Arten miteinander verbunden werden, um Baugruppen zu schaffen, wie zum Beispiel die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppen 60 und 90. Zusätzlich können Kombinationen aus einer Anzahl von Abschnitten 70 und 100 zusammen angeordnet werden, um eine mit den Baugruppen 60 und 90 vergleichbare Baugruppe zu bilden. Jeder Abschnitt (z. B. die Abschnitte 70 und 100) sollte seine eigene LED-Lichtquelle aufweisen (z. B. die LED-Lichtquellen 74 und 104). Dennoch ist keine Isolierung der miteinander verbundenen Abschnitte 70 und/oder 100 erforderlich. Mit anderen Worten: Einfallende Lichtstrahlen 79 oder 109 aus einer LED-Lichtquelle 74 oder 104 innerhalb eines Abschnitts können abstrahlen, gestreut werden, reflektiert werden oder breiten sich anderweitig innerhalb anderer der miteinander verbundenen Abschnitte aus. Schließlich können die Abschnitte 70 und 100 in verschiedenen Formen ausgelegt sein, wie vorher beschrieben wurde, und dann auf verschiedene Arten miteinander verbunden werden, um die gewünschten Beleuchtungsbaugruppenformen und -konfigurationen zu schaffen.
-
Die Lichtleiter 10 und 30, die Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppen 60 und 90 und Abwandlungen dieser Leiter und Baugruppen können in verschiedenen Anwendungen für Fahrzeugbeleuchtung und andere Beleuchtungen verwendet werden. Zum Beispiel können die Lichtleiter 10 und 30 in Fahrzeug-Heckleuchtenbaugruppen (vergleichbar mit den Baugruppen 60 und 90) eingesetzt werden, um sehr homogene Lichtstärke mit erheblicher Flexibilität beim Kammerdesign und bei der Herstellbarkeit zu erzeugen. Andere Fahrzeuganwendungen für die Lichtleiter 10 und 30 enthalten erleuchtete Einstiegsschwellerblenden, Pfützenlichter und Innenraumbeleuchtung. Die Lichtleiter 10 und 30, zusammen mit Baugruppen, die mit den Fahrzeugbeleuchtungsbaugruppen 60 und 90 vergleichbar sind, können auch in anderen Haushaltsanwendungen eingesetzt werden, bei denen homogene Lichtabgabe und Flexibilität beim Design erforderlich ist. Zum Beispiel können diese Lichtleiter und Baugruppen für versenkte Innenbeleuchtung für stilistische Effekte verwendet werden. Andere Anwendungen dieser Lichtleiter und Baugruppen enthalten Beleuchtung für Spielzeug und andere Konsumgüter, bei denen erhebliche Formflexibilität und homogene Lichtstärke erforderlich ist.
-
Diese Lichtleiter und Baugruppen bieten viele Vorteile gegenüber konventionellen Lichtleiteransätzen. Zum Beispiel können sie in Konfigurationen mit relativ dünnen Wandungen eingesetzt werden, wodurch verbesserte Herstellbarkeit gegeben ist. Die Wirkungsgrade der Lichterzeugung dieser Leiter und Baugruppen sind mit konventionellen Hohllichtleiterkonfigurationen vergleichbar und können diese übertreffen. Die Lichtstärkeverteilung dieser Lichtleiter und Baugruppen ist auch homogener als bei ihren konventionellen Gegenspielern. Schließlich ist es relativ einfach, innerhalb der vorher beschriebenen Lichtkammern und -abschnitte LED-Lichtquellen hinzuzufügen oder wegzunehmen – ein anderer Aspekt der verbesserten Herstellbarkeit.
-
Varianten und Modifikationen können an den vorher erwähnten Strukturen vorgenommen werde, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Weiterhin ist beabsichtigt, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sind, es sei denn, diese Ansprüche geben durch ihre Sprache ausdrücklich etwas Anderes an.
