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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Lichtquelle, ein linienförmiges Lichtemissionselement zum Emittieren von Licht, das von der Lichtquelle über eine Einkopplungsfläche des Lichtemissionselements in das Lichtemissionselement gespeist wird, und ein Lichtleiterelement zur Verteilung und/oder Richtung von Licht, das von dem Lichtemissionselement in das Lichtleiterelement gespeist wird, umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Innenausstattungsteil.
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Es ist bekannt, für die Innenraumbeleuchtung eines Fahrzeugs eine Konturlinienbeleuchtung zu verwenden, welche primär den Zweck einer Akzentbeleuchtung erfüllt.
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Aus der
DE 10 2010 030 660 A1 ist ein Innenausstattungsteil für ein Fahrzeug bekannt, das einen von einer Lichtquelle gespeisten Lichtleiter zum Emittieren von Licht und ein streifenförmiges Lichtleiterelement umfasst. Das Lichtleiterelement weist eine erste und eine zweite Oberfläche auf, wobei die erste Oberfläche eine der beiden größten Oberflächen des Lichtleiterelements ist. Die zweite Oberfläche ist eine von diesen abweichende Oberfläche und umfasst eine Einkopplungsfläche. Das Lichtleiterelement und der Lichtleiter sind so angeordnet und ausgestaltet, dass Licht von dem Lichtleiter über die Einkopplungsfläche in der ersten Oberfläche in das Lichtleiterelement einkoppelbar und über die zweite Oberfläche auskoppelbar ist. Dadurch wird eine Punkt- und Linienbeleuchtung mit geringen Ausmaßen bereitgestellt.
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Die
DE 10 2012 015 057 A1 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Lichtquelle und einen Flächenlichtleiter umfasst, wobei die Lichtemission der Lichtquelle über eine als Lichteinkoppelfläche ausgebildete Stirnfläche eines Flächenlichtleiters in den Flächenlichtleiter eingekoppelt wird.
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Bei diesen Beleuchtungsvorrichtungen sind lediglich statische Lichteffekte möglich, d.h. mittels der Lichtquelle kann die Helligkeit zwischen 0 und 100 % reguliert werden, wobei die Helligkeit des Lichtleiters über dessen Länge jedoch immer konstant ist. In Abhängigkeit der von der Lichtquelle abgegebenen Lichtfarbe ist es darüber hinaus möglich, einen bestimmten Farbeffekt zu erzielen, der ebenfalls über die Länge des Lichtleiters konstant ist.
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Da eine hochwertige Innenraumbeleuchtung ein wesentliches Designmerkmal für ein Fahrzeug darstellt, besteht der Wunsch, die Innenraumbeleuchtung flexibler gestalten zu können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Innenausstattungsteil anzugeben, welche baulich und/oder funktional gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen verbessert sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Innenausstattungsteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Die Erfindung schlägt eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug vor, das eine Lichtquelle, ein linienförmiges Lichtemissionselement zum Emittieren von Licht, das von der Lichtquelle über eine Einkopplungsfläche des Lichtemissionselements in das Lichtemissionselement gespeist wird, und ein Lichtleiterelement zur Verteilung und/oder Richtung von Licht, das von dem Lichtemissionselement in das Lichtleiterelement gespeist wird, umfasst. Die Beleuchtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtquelle linienförmig ausgebildet ist und parallel zu dem Lichtemissionselement verlaufend angeordnet ist, so dass Licht von der Lichtquelle an einer Längsseite des Lichtemissionselements in die Einkopplungsfläche in das Lichtemissionselement einkoppelbar ist.
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Während bei den aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungsvorrichtungen punktförmige Lichtquellen eine Einkopplung des Lichts an einer oder zwei Stirnseiten des Lichtemissionselements vornehmen, sieht die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung vor, die Lichtquelle linienförmig auszubilden und zumindest über einen Abschnitt der Längserstreckung des Lichtemissionselements seitlich in das Lichtemissionselement einzukoppeln. Dadurch ist es möglich, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung dynamische Leuchteffekte erzielt werden.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung erstreckt sich die Lichtquelle über einen Teil der Länge oder über die gesamte Länge des Lichtemissionselements. Insbesondere weist die Lichtquelle eine Mehrzahl an Leuchteinheiten auf, die auf einem Träger beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Lichtquelle kann beispielsweise als ein sog. Band von Leuchtdioden (kurz: LED-Band) ausgebildet werden. Bei einem solchen LED-Band sind in vorgegebenen Abständen Leuchtdioden in Chipform auf einem Träger angeordnet. Dadurch ist es möglich, über die Länge des Lichtemissionselements eine Vielzahl von Leuchteinheiten vorzusehen, welche jeweils Licht an der Längsseite des Lichtemissionselements in das Lichtemissionselement einspeisen.
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Zweckmäßigerweise sind die Leuchteinheiten durch eine Steuervorrichtung individuell hinsichtlich ihrer Leuchtintensität und/oder ihrem Einschaltzustand und/oder ihrer Lichtfarbe ansteuerbar. Dadurch kann die Beleuchtungsvorrichtung ein dynamisches Licht, beispielsweise einen entlang des Lichtleiterelements wandernden Lichtpunkt oder eine wandernde Lichtstrecke, erzeugen.
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Die Lichtquelle und das Lichtemissionselement können auf einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet sein. Über das Trägerelement erfolgt die elektrische Verbindung der Leuchteinheiten mit Spannungs- und Steuerleitungen. Dadurch ist es möglich, die Einheit aus Lichtquelle und Lichtemissionselement als eine Bauteileinheit mit dem Lichtleiterelement zur Verteilung und/oder Richtung von Licht, das von dem Lichtemissionselement in das Lichtleiterelement gespeist wird, zu verbinden.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Lichtemissionselement einen solchen Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung auf, so dass das von der Lichtquelle eingespeiste Licht zwischen der Einkopplungsfläche und einer Auskopplungsfläche eine vorgegebene Mindestlänge zurücklegt. Dadurch ist sichergestellt, dass bei Leuchteinheiten, welche in der Lage sind, Licht in mehreren Lichtfarben abzugeben, eine Mischung zu einer gewünschten Lichtfarbe stattfindet. Solche Leuchteinheiten umfassen z.B. einen RGB-Chip, d.h. einen LED-Chip, der zur Abgabe von rotem, grünem und blauem Licht ausgebildet ist, wobei beliebige Farben durch Mischung der Einzelfarben erzeugbar sind.
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Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der Querschnitt des Lichtemissionselements streifenförmig ist, wobei dieses eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, wobei die erste Oberfläche eine der beiden größten Oberflächen des Lichtemissionselements und die zweite Oberfläche eine von diesem abweichende Oberfläche ist, wobei die erste Oberfläche die Einkopplungsfläche und die zweite Oberfläche die Auskopplungsfläche umfasst. Dies bedeutet, die Lichtquelle und das Lichtemissionselement sind so angeordnet und ausgestaltet, dass Licht von der Lichtquelle über die größere Einkopplungsfläche in das Lichtemissionselement einkoppelbar und über die zweite, kleinere Oberfläche auskoppelbar ist. Dadurch kann der Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung minimiert werden, da es gemäß dieser Ausgestaltung möglich ist, dass die Lichtquelle in Bezug auf die Längsseite des Lichtemissionselements seitlich angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Querschnitt des Lichtemissionselements im Wesentlichen die Form eines Pentaprismas auf. Dadurch kann die vorgegebene Mindestlänge des von der Lichtquelle eingespeisten Lichts zwischen der Einkopplungsfläche und der Auskopplungsfläche durch mehrfache Umlenkung gezielt im Inneren des Lichtemissionselements erfolgen, wodurch der für den Bauraum benötigte Platz der Beleuchtungsvorrichtung bzw. der Einheit aus Lichtemissionselement und Lichtquelle minimiert ist.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Lichtquelle und das Lichtemissionselement so angeordnet und ausgestaltet, dass das Licht in das Lichtemissionselement quer zur Längserstreckung des Lichtemissionselements einkoppelbar ist. Dies bedeutet, dass das Licht von der Lichtquelle an der Längsseite des Lichtemissionselements in die Einkopplungsfläche in das Lichtemissionselement einkoppelbar ist.
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Zweckmäßigerweise sind die Lichtquelle und das Lichtemissionselement so angeordnet und ausgestaltet, dass die Richtung der Auskopplung des Lichts aus dem Lichtemissionselement im Wesentlichen quer zur Richtung der Einkopplung des Lichts in das Lichtemissionselement ist. Dies ermöglicht einen kleinen Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung.
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Die Erfindung schlägt ferner ein Innenausstattungsteil für ein Fahrzeug vor, welches eine Beleuchtungsvorrichtung der in dieser Beschreibung wiedergegebenen Beleuchtungsvorrichtung umfasst. Das Innenausstattungsteil weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit der Beleuchtungsvorrichtung beschrieben wurden.
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Zweckmäßigerweise umfasst das Innenausstattungsteil ein Dekorelement.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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2 einen Schnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung; und
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3a bis 3d verschiedene Ausgestaltungen von erfindungsgemäß ausgebildeten Lichtemissionselementen.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine herkömmliche Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das als Innenausstattungsteil, z.B. an der Innenseite der Türen, für das Fahrzeug genutzt wird.
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Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein linienförmiges Lichtemissionselement 2, ein Lichtleiterelement 3 sowie ein Dekor- oder Zierelement 9. Das Lichtemissionselement 2, das Lichtleiterelement 3 und das Zierelement 9 erstrecken sich parallel und senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Das Lichtemissionselement 2, das hier lediglich beispielhaft einen kreisrunden Durchmesser aufweist, besteht aus einem Kunststoff oder Glas und ist klar oder teiltransparent. Das Lichtemissionselement 2 liegt in einer, an die Querschnittgestalt des Lichtemissionselements 2 angepassten Ausnehmung des Lichtleiterelements 3. An einer oder beiden Stirnseiten des Lichtemissionselements 2 ist eine Lichtquelle (nicht dargestellt) angeordnet. Das von der oder den Lichtquellen, z.B. Leuchtdioden, in das Lichtemissionselement 2 eingespeiste Licht breitet sich innerhalb des Lichtemissionselements 2 aus und tritt durch eine Auskopplungsfläche 2a aus dem Lichtemissionselement 2 aus. Dabei liegt die Auskopplungsfläche 2a des Lichtemissionselements 2 an einer Einkopplungsfläche 3e des Lichtleiterelements 3 an. Innerhalb des Lichtleiterelements 3 aus diffusem Material wird das in dieses eintretende Licht verteilt und gerichtet. Das Lichtleiterelement 3 besteht aus einem diffusen Material. Da das Zierelement 9 für das sich in dem Lichtleiterelement 3 ausbreitende Licht nicht durchlässig ist, tritt das Licht an der schmalen Seite unterhalb des Zierelements 9 aus. Die Auskopplungsfläche des Lichtleiterelements 3 ist an dieser Stelle mit dem Bezugszeichen 3a gekennzeichnet.
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Dadurch, dass lediglich an einer oder beiden Stirnseiten des Lichtemissionselements 2 eine jeweilige Lichtquelle vorgesehen werden kann, ist nur die Erzeugung eines statischen Lichts möglich. Unter einem statischen Licht wird in dieser Beschreibung eine Beleuchtungsvorrichtung verstanden, bei der das an der Auskopplungsfläche 3a des Lichtleiterelements 3 austretende Licht über seine gesamte Länge (d.h. die Erstreckung in Blattebene hinein) gleichförmig hinsichtlich Lichtfarbe und/oder Lichtintensität und/oder Helligkeit ist.
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Demgegenüber ermöglicht die in 2 gezeigte, erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ein dynamisches Licht, bei dem die Lichtfarbe und/oder Lichtintensität und/oder Helligkeit punkt- oder abschnittsweise variieren kann. Gegenüber der in 1 gezeigten Anordnung ist lediglich die Einheit aus Lichtemissionselement 2 und Lichtquelle 1 verändert. Die Einheit aus Lichtquelle 1 und Lichtemissionselement 2 wird nachfolgend auch als Lichtmodul bezeichnet. Die Gestaltung des Zierelements 9 sowie des Lichtleiterelements 3 und insbesondere die Ausgestaltung der Einkopplungsfläche 3e des Lichtleiterelements 3 ist unverändert. Durch den Austausch des Lichtmoduls kann damit ein Innenausstattungsteil mit dynamischen Lichteffekten versehen werden.
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Wie aus der Querschnittsdarstellung der 2 ohne weiteres ersichtlich ist, erfolgt die Einspeisung des Lichts in das Lichtemissionselement nicht an den Stirnseiten, sondern seitlich an dessen Längsseite. Dadurch kann die Lichtquelle 1 linienförmig ausgebildet werden und parallel zu dem Lichtemissionselement 2 verlaufend angeordnet werden. Mit anderen Worten erstreckt sich die Lichtquelle 1, wie das Lichtemissionselement 2, in die Blattebene hinein. Die Lichtquelle 1 und das Lichtemissionselement 2 können die gleiche Länge aufweisen. Dadurch kann Licht von der Lichtquelle 1 über die gesamte Längsseite des Lichtemissionselements 2 in die Einkopplungsfläche 2e in das Lichtemissionselement 2 eingekoppelt werden. Das Licht ist somit in das Lichtemissionselement 2 quer zur Längserstreckung des Lichtemissionselements 2 einkoppelbar.
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Die Lichtquelle 1 umfasst einen Träger 5, auf dem eine Mehrzahl an Leuchteinheiten 4 angeordnet ist. Die Leuchteinheiten 4 sind regelmäßig und/oder unregelmäßig zueinander beanstandet auf dem Träger 5 angeordnet. Eine solche Lichtquelle ist als LED-Band verfügbar. Die Leuchteinheiten 4, z.B. in Gestalt von RGB-Chips, sind durch eine in der Figur nicht näher gezeigte Steuervorrichtung individuell hinsichtlich ihrer Lichtintensität und/oder ihrem Einschaltzustand und/oder ihrer Helligkeit und/oder ihrer Lichtfarbe ansteuerbar. Dadurch kann das Lichtemissionselement 2 punkt-abschnittsweise unterschiedlich hinsichtlich der Leuchtintensität und/oder ihrer Lichtfarbe und/oder ihres Einschaltzustands beleuchtet werden, wobei sich das in den Lichtleiter 2 eingestrahlte Licht entsprechend in das Lichtleiterelement 3 fortsetzt. So ist es beispielsweise möglich, über die Länge des Lichtleiterelements Lichtstrecken oder Lichtpunkte wandern zu lassen, indem entsprechende Leuchtdioden hinsichtlich ihrer Leuchtintensität und/oder ihres Einschaltzustands und/oder ihrer Lichtfarbe entsprechend angesteuert werden. Solche dynamischen Lichteffekte erhöhen den Fahrkomfort für den Fahrer und die Sicherheit. Darüber hinaus ergibt sich eine höhere Designfreiheit.
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Die Lichtquelle 1 und das Lichtemissionselement 2 sind auf einem Trägerelement 6 angeordnet. Das Trägerelement 6 weist zwei, lediglich beispielhaft in einem rechten Winkel zueinander stehende Schenkel 11, 12 auf. Beispielhaft ist die Lichtquelle 1 auf dem ersten Schenkel 11 des Trägerelements 6 angeordnet. Dazu ist die Lichtquelle 1 in einer Nut 13 des ersten Schenkels 11 angeordnet. Der zweite Schenkel 12 weist zwei Haltenasen 14 auf, zwischen denen und durch die das Lichtemissionselement 2 gehalten ist. Ein Haltearm 15 des Trägerelements 6, der an dem von dem ersten Schenkel beabstandeten Ende des zweiten Schenkels 12 vorgesehen ist, stellt eine mechanische Verbindung zu dem Lichtleiterelement 3 her.
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Es ist anzumerken, dass dieser Aufbau lediglich schematisch und zur Illustration der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung dient. Das Trägerelement sowie die Anordnung der Lichtquelle und des Lichtemissionselements 2 können in vielfacher Weise entsprechend den Bedürfnissen und vorherrschenden Platzverhältnissen angepasst werden.
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In dem hier in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt des Lichtemissionselements streifenförmig. Dieses weist eine erste Oberfläche 7 und eine zweite Oberfläche 8 auf (vgl. 3a), wobei die Oberfläche 7 eine der beiden größten Oberflächen des Lichtemissionselements 2 ist und die Oberfläche 8 eine von diesen abweichende Oberfläche ist. Die zweite, kleinere Oberfläche 8 umfasst dabei die Auskopplungsfläche 2a. Die erste Oberfläche 7 umfasst die Einkopplungsfläche 2e. Hierdurch ergibt sich, dass die Lichtquelle 1 und das Lichtemissionselement 2 so zueinander angeordnet und ausgestaltet sind, dass die Richtung der Auskopplung des Lichts aus dem Lichtemissionselement 2 im Wesentlichen quer zur Richtung der Einkopplung des Lichts in das Lichtemissionselement 2 ist.
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Ein ähnliches Prinzip weist das in 3b im Querschnitt dargestellte Lichtemissionselement 2 auf. Hier weist der von der Auskopplungsfläche 2a entfernt liegende Abschnitt eine schräge Fläche 16 auf, um die Lichtumlenkung in Richtung der Auskopplungsfläche 2a zu verbessern. Obwohl in 3b die schräge Fläche als Ebene dargestellt ist, versteht es sich, dass diese sinngemäß auch durch eine gewölbte Fläche zur Richtung des Lichts ausgebildet werden könnte.
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In der in 3c dargestellten Ausgestaltung ist der Körper des Lichtemissionselements 2, der wiederum im Querschnitt gezeigt ist, gebogen ausgebildet, so dass die Einkopplungsfläche 2e eine Stirnseitenfläche darstellt. Die Stirnseitenfläche 2e stellt im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Stirnseitenflächen jedoch nicht die schmale Seite, sondern eine Seitenkante, welche sich über die gesamte Länge des Lichtemissionselements 2 erstreckt, dar.
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Die in den 3a bis 3c dargestellten Lichtemissionselemente weisen eine wesentlich längere erste Oberfläche 7 auf als die Länge der zweiten Oberfläche 8 ist. Dies ergibt sich dadurch, dass das von der Lichtquelle 1 eingespeiste Licht zwischen der Einkopplungsfläche 2e und der Auskopplungsfläche 2a eine vorgegebene Mindestlänge zurücklegen muss, um für den Fall, dass die Leuchteinheiten zur Abgabe von farbigem Licht ausgebildet sind, eine gute Mischung der jeweiligen Farben sicherzustellen.
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Dadurch ergibt sich bei den hier beispielhaft dargestellten Ausgestaltungsformen der Lichtemissionselemente 2 eine verhältnismäßig lange Bauform, wodurch auch die Beleuchtungseinrichtung insgesamt gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen einen größeren Platzbedarf aufweist.
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Das in 3d im Querschnitt gezeigte Lichtemissionselement kommt demgegenüber mit einem geringen Bauraum aus. Im Querschnitt weist das Lichtemissionselement 2 im Wesentlichen die Form eines Pentaprismas auf. Die Seitenkanten können dabei grundsätzlich eine beliebige Länge aufweisen, solange sichergestellt ist, dass die Umlenkung des von der Lichtquelle 1 abgegebenen Lichts in der schematisch dargestellten Form erfolgt. Die Lichtquelle 1 ist parallel zu einer Fläche 24 des Pentaprismas angeordnet. Dadurch wird das von der Lichtquelle 1 abgegebene Licht an der Fläche 24 nicht oder nur gering abgelenkt. Demgegenüber erfolgt eine gezielte Umlenkung an den Flächen 21, 22 und 23, so dass der im Ergebnis resultierende Lichtstrahl eine 90°-Veränderung gegenüber der Abstrahlrichtung der Lichtquelle 1 erfährt. Die Fläche 25 stellt die Auskopplungsfläche 2a des Lichtelements 2 dar. Durch die mehrfache, gezielte Umlenkung wird der zur Mischung der Farben des von der Lichtquelle eingespeisten Lichts innerhalb des Pentaprismas benötigten Wegs sichergestellt. Gleichzeitig wird lediglich ein geringer Bauraum beansprucht.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann auf einfache Weise realisiert werden. Bestehende Komponenten, wie das Lichtleiterelement und das Zierelement, können weiter verwendet werden. Lediglich der Austausch des Lichtemissionselements und der Lichtquelle 1, d.h. des Lichtmoduls, sind erforderlich, um ein bislang statisches Licht zu einem dynamischen Licht umrüsten zu können. Dadurch ergibt sich eine große Kostenersparnis. Ferner ist die Herstellung einzelner Komponenten im Baukastenprinzip möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtquelle
- 2
- Lichtemissionselement
- 2e
- Einkopplungsfläche des Lichtemissionselements 2
- 2a
- Auskopplungsfläche des Lichtemissionselements 2
- 3
- Lichtleiterelement
- 3e
- Einkopplungsfläche des Lichtleiterelements 3
- 3a
- Auskopplungsfläche des Lichtleiterelements 3
- 4
- Leuchteinheit
- 5
- Träger für eine Mehrzahl an Leuchteinheiten
- 6
- Trägerelement
- 7
- erste Oberfläche des Lichtemissionselements 2
- 8
- zweite Oberfläche des Lichtemissionselements 2
- 9
- Zierelement
- 10
- Aufnahme des Lichtleiterelements
- 11
- erster Schenkel des Trägerelements
- 12
- zweiter Schenkel des Trägerelements
- 13
- Nut zur Aufnahme der Lichtquelle 1
- 14
- Haltenase
- 15
- Haltearm
- 21, ..., 25
- Flächen eines Pentaprismas
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010030660 A1 [0003]
- DE 102012015057 A1 [0004]
