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Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchtvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Leuchtvorrichtungen für Kraftfahrzeuge werden für die unterschiedlichsten Zwecke benötigt. Zum Beispiel werden Leuchtvorrichtungen für die Ausleuchtung der Umgebung während einer Fahrt in der Dämmerung oder nachts benötigt. Aber auch für weitere Zwecke rund um das Kraftfahrzeug kommen Leuchtvorrichtungen zum Einsatz. So ist beispielsweise der Einsatz von Leuchten im Fahrzeuginnenraum gebräuchlich. Neben dem eigentlichen Sinn einer Ausleuchtung des Innenraums, um einen Benutzer die Orientierung während der Dunkelheit zu erleichtern, werden zunehmend auch Designaspekte von Leuchten berücksichtigt. Generell ist unabhängig vom Einsatzweck und Einsatzort zu erkennen, dass zunehmend entweder Funktionen auf eine Leuchte zusammengelegt werden oder neue Funktionen zu den bisherigen klassischen Funktionen hinzugefügt werden.
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Gleichzeitig ist zu erkennen, dass Benutzer von Kraftfahrzeugen zunehmend eine Individualisierung des eigenen Fahrzeuges auch im Bereich der Leuchtvorrichtung nachfragen. Diesen neuen Anforderungen an zukünftige Leuchtvorrichtung steht ein gleichbleibender Kostendruck bei der Fertigung gegenüber. Zudem sollen Komponenten und Bauteile leicht gewartet und ausgetauscht werden können. Dabei sind verschiedenste technische Ansätze in den letzten Jahren vorgeschlagen worden, um innovative Leuchtvorrichtungen oder allgemein gesprochen Fahrzeugleuchten hervorzubringen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2005 025 214 ist etwa eine Fahrzeugaußenleuchte und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Fahrzeugaußenleuchte bekannt. Dabei ist die Fahrzeugaußenleuchte insbesondere zur Befestigung an Lastfahrzeugen vorgesehen. Um eine langzeitstabile und dauerhaft wasserdichte Leuchtenanordnung zu erreichen, wird vorgeschlagen, lichtemittierende Elemente zusammen mit einer Leitungsanordnung und elektrischen Leitern hohlraumfrei mit einem transparenten Vergussmaterial zu ummanteln. Eine mögliche Variation der von den lichtemittierenden Elementen ausgehenden Lichtstrahlung soll dabei direkt von diesen Elementen ausgehen. Der Vergusskörper ist transparent ausgestaltet, so dass die Lichtstrahlen letztendlich auch außerhalb der Leuchte wahrgenommen werden können. Eine besondere Beeinflussung der Lichtstrahlen durch den Vergusskörper soll jedoch nicht bewusst herbei geführt werden und ist somit nicht Bestandteil dieser technischen Lösung. Insofern ist nur eine begrenzte Steuerung der ausgestrahlten Lichtleistung vorhanden, was für einen individuelleren Einsatz bei Kraftfahrzeugen als Nachteil empfunden werden könnte.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 016 000 offenbart eine Leuchtvorrichtung mit 3D-Wirkung. Der Zweck dieser technischen Erfindung besteht vor allem darin, Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug besser zu informieren. Dabei wird eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren flachen Lichtleitelementen, die zu einer Schichtanordnung geschichtet hintereinander angeordnet sind, bereitgestellt. Die einzelnen Lichtleitelemente berühren sich nicht und sind voneinander beabstandet. Jedes der Lichtleitelemente weist ein lichtstreuendes Strukturelement auf. Eine Beleuchtungseinrichtung ist optisch an jedes Lichtleitelement gekoppelt, um Licht in die Lichtleitelemente einzukoppeln. Durch die Strukturelemente wird Licht aus den Lichtleitelementen ausgekoppelt. Um eine vorbestimmte Beeinflussung der Lichtemission herbeizuführen, wird dabei weiterhin vorgeschlagen, die Leuchtvorrichtung mit einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Beleuchtungseinrichtung auszustatten. Damit sollen die Lichtleitelemente zeitabhängig so beleuchtet beziehungsweise durchleuchtet werden, dass die Strukturelemente mit einem Lauflichteffekt leuchten. Die Steuereinrichtung dient also nur dazu, dass die einzelnen Strukturelemente der jeweiligen Lichtleitelemente zeitlich versetzt beleuchtet werden. Mit anderen Worten wird eine Variabilität des Lichtemissionsverhaltens der Leuchtvorrichtung direkt durch die Art der Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung sichergestellt. Aus der Patentschrift geht zudem hervor, dass die Beleuchtungseinrichtung dabei punktuelle Lichtquellen wie LEDs sein sollen. Eine weitere Beeinflussung der Lichteffekte soll dabei lediglich durch den örtlichen Versatz der Strukturelemente untereinander hervorgebracht werden. Insofern schlägt diese Offenbarung auch nur eine begrenzte Steuerung der ausgestrahlten Lichtleistung vor, was ebenfalls für einen individuelleren Einsatz bei Kraftfahrzeugen als Nachteil empfunden werden könnte.
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In der
DE 10 2013 200 441 wird eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einem grabenartige Vertiefungen aufweisenden Lichtleiter offenbart. Dabei ist vorgesehen, dass Licht von einer Lichtquelle direkt in einen Lichtleiter eingespeist wird. Der Lichtleiter weist weiterhin Lichtaustrittsflächen und wenigstens eine Umlenkfläche auf. Um das eingespeiste Licht möglichst effizient zu nutzen, soll dieses mittels Totalreflexion in dem Lichtleiter beeinflusst werden, so dass letztendlich eine gewünschte Richtung des ausgehenden Lichtstrahls erreicht wird. Dazu wird eine spezielle Geometrie des Lichtleiters vorgeschlagen. Diese Ausgestaltung bewirkt dann, dass ein größerer Anteil des über die Lichteintrittsfläche eingekoppelten Lichtes über die Lichtaustrittsflächen in gewünschte Richtungen ausgekoppelt wird. Allerdings bedingt die vorgestellte Anordnung, dass eine einmal durch die Ausgestaltung des Lichtleiters bedingte Beeinflussung in einer nicht flexiblen Weise genutzt werden kann. Die einmal festgelegte Geometrie des Lichtleiters bedingt also die gezielte Beeinflussung des einfallenden Lichtes. Dies ist auch gewünscht, da eine bestimmte Richtung des abgelenkten Lichtstrahls erreicht werden soll. Als nachteilig könnte hierbei empfunden werden, dass die einmal festgelegte Anordnung während einer späteren Nutzungsphase der Leuchte keine weiteren Freiheitsgrade der Beeinflussung des auskoppelnden Lichtstrahls erlaubt.
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Aktuell wird also ein anspruchsvolles Lichtdesign häufig in nur einem Betriebszustand umgesetzt. Die Wischfunktion für den Blinker stellt dabei schon eine Ausnahme dar. Dabei werden einzelne LEDs zeitlich versetzt angesteuert, um so einen dynamischen Effekt bereitzustellen. Bekannt ist diese Funktion auch von Bremslichtern, wobei eine zeitlich versetzte Ansteuerung ein „flackerndes Bremslicht“ hervorbringt. Letztendlich wird hier also lediglich schnell hintereinander eine Aktivierung/Deaktivierung der LEDs ausgeführt. Auch werden Lichtfunktionen größtenteils getrennt voneinander umgesetzt oder - wenn sie durch eine gemeinsame Lichtquelle umgesetzt werden - bleibt das Lichtdesign gleich. Dies ist zum Beispiel beim Positionslicht durch gedimmtes Tagfahrlicht der Fall. Mit anderen Worten beschränkt sich ein variables Lichtdesign heute auf zeitlich versetzte oder wiederkehrende Aktivierung/Deaktivierung einzelner Elemente der Leuchte. Das Lichtdesign ist trotz Trennung der Funktion dabei identisch. Eine Individualisierung der Leuchte ist somit nicht möglich.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Leuchtvorrichtung bereitzustellen, welche es erlaubt, eine individuelle Ausgabe von Licht zu ermöglichen und dabei sowohl kostengünstig als auch einfach zu bedienen ist.
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Diese Aufgabe wird wie folgt gelöst:
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug wenigstens eine einstellbare Lichtquelle, welche ausgelegt ist, Lichtstrahlen zu emittieren, ein Gehäuse mit innenliegenden Begrenzungsflächen, welche einen Lichtstrahlen reflektierenden Teilbereich, einen Lichtstrahlen nicht-reflektierenden Teilbereich und einen Lichtstrahlen durchlässigen Teilbereich zum Auskoppeln von Lichtstrahlen außerhalb des Gehäuses umfassen, einen Leuchtkörper, welcher in dem Gehäuse angeordnet ist und an den Begrenzungsflächen anliegt, und wenigstens eine Optik umfasst. Dabei ist die wenigstens eine einstellbare Lichtquelle derart ausgelegt, dass sie Lichtstrahlen über die wenigstens eine Optik in den Leuchtkörper einkoppelt, wobei der Lichtkörper im Wesentlichen aus einem diffusen Material aufgebaut ist und die wenigstens eine Optik mittels wenigstens einer Antriebseinheit verstellbar ist. Aufgrund der verstellbaren Optik können die Lichtstrahlen, welche mittels der einstellbaren Lichtquelle bereits vorbestimmt emittiert werden, gezielt dreidimensional abgelenkt werden. Anschließend streut das diffuse Material die Lichtstrahlen im Inneren des Gehäuses, wo sie zusätzlich reflektiert werden. Die Kombination dieser Merkmale führt dazu, dass ein hoher Freiheitsgrad im Lichtdesign von der Leuchtvorrichtung erreicht werden kann. Mehrere Lichtfunktionen durch eine Lichtquelle können so bei unterschiedlichem und zeitveränderlichem Design hervorgebracht werden. Je nach Einstellung der verstellbaren Optik trifft der Lichtstrahl mehrfach auf starre Begrenzungsflächen, welche den Lichtstrahl reflektieren. Hierdurch kommt es im Bauraum beziehungsweise innerhalb des Gehäuses der Leuchte zu Mehrfachreflektionen, bis der Lichtstrahl die letzte Begrenzungsfläche mit einem nicht-reflektierenden Teilbereich trifft, also vor wiederholtem Auftreffen auf die erste Begrenzungsfläche. Die finale Begrenzungsfläche absorbiert den Lichtstrahl, so dass keine weitere Reflexion einsetzt. Durch Begrenzung der Verstellwinkel in der Optik wird dabei ein direkter Austritt des Lichtstrahls aus der Leuchte heraus verhindert. Die Verwendung einer Optik zur Umlenkung bei Mehrfachreflexion im Gehäuse ist günstiger gegenüber einer Lösung mit mehreren, nicht umlenkbaren Lichtquellen.
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Neben den zuvor genannten Vorteilen sind weitere Vorzüge vorhanden. Beispielsweise kann durch diese sichtbare Trennung der Funktionen bei veränderlichem Design die Aufmerksamkeit von Verkehrsteilnehmern gewonnen werden und somit die Sicherheit im Straßenverkehr gesteigert werden. Die Bandbreite der möglichen Lichteffekte lässt ein hohes Maß an Individualisierung zu, welche gegebenenfalls voreingestellt oder durch den Kunden auswählbar sind. Die dynamischen Lichteffekte lassen sich außer für Lichtfunktionen auch für weitere Anwendungen im Fahrzeug nutzen. Hierzu gehören Animationen für Coming Home / Leaving Home und Stand-Effekte.
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So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das diffuse Material ein transluzentes Material umfasst. Durch die gezielte Streuung des Lichtstrahls im transluzenten Medium im Bauraum, also innerhalb des Gehäuses, entsteht ein nach außen sichtbares Leuchtmuster. Dieses wird durch Verstellung der Optik nach der Lichtquelle verändert, indem Ein- und Ausfallwinkel der Begrenzungsflächen verändert werden. Bei höherer Anzahl der Reflexionen entsteht somit ein dichteres Muster. Die dadurch zunehmende Helligkeit kann gegebenenfalls durch eine Dimmung der Lichtquelle kompensiert oder falls gewünscht genutzt werden. So können unterschiedliche Lichtfunktionen erreicht werden. Durch Kombination von Dimmung der Lichtquelle und Ablenkung der Optik können dynamische Lichteffekte erzeugt werden. Das diffuse Medium füllt den Bauraum beziehungsweise das Gehäuse der Leuchtvorrichtung gänzlich aus und streut somit sämtliche Lichtstrahlen, was sich wiederum für die gewünschten Effekte positiv auswirkt.
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Des Weiteren ist in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das diffuse Material ein Aerogel umfasst. Es hat sich gezeigt, dass Aerogele als beispielhaftes Medium über hohe optische Transparenz verfügen und somit für den Zweck der Erfindung besonders geeignet sind.
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Außerdem ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Lichtstrahlen durchlässige Teilbereich zum Auskoppeln von Lichtstrahlen außerhalb des Gehäuses eine Außenscheibe ist, welche aus einem der folgenden Materialien ausgewählt ist: Fensterglas, Plexiglas (PMMA), Polycarbonat (PC), Glas, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere (ASA), transparentes Silikon/Latex/Gummi.
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Die genannten Materialien fördern das Auskoppeln der Lichtstrahlen in gewünschter Weise und eignen sich somit besonders gut für die vorgestellte Leuchtvorrichtung. Auch schützen diese Materialien das diffuse Material, so dass eine zuverlässige Nutzung der Leuchtvorrichtung gewährleistet ist.
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Ferner ist in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine einstellbare Lichtquelle eine Laserstrahllichtquelle ist. Laserstrahlen eignen sich besonders gut, um mit dem diffusen Material zusammen einen gewünschten Leuchteffekt der Leuchte zu gestalten.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leuchtvorrichtung wenigstens zwei einstellbare Lichtquellen umfasst, wobei wenigstens eine einstellbare Lichtquelle eine Laserstrahllichtquelle ist und die wenigstens eine weitere einstellbare Lichtquelle beispielsweise eine LED-Lichtquelle ist. Zwei unterschiedliche Lichtquellen sorgen für eine noch größere Freiheit bei der Auswahl des zu erzielenden Lichtdesigns der Leuchtvorrichtung. Wie bereits erwähnt können durch Kombination von Dimmung der Lichtquelle und Ablenkung der Optik dynamische Lichteffekte erzeugt werden. Diese können gegebenenfalls durch weitere Lichtquellen ergänzt werden, welche die Farbe des Lichtstrahls verändern. Dies kann beispielsweise durch eine Überlagerung der einzelnen Farben erreicht werden.
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Auch ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens zwei einstellbaren Lichtquellen separat jeweils Lichtstrahlen in wenigstens eine Optik einkoppeln, wobei die jeweiligen Optiken einzeln einer der Lichtquellen zugeordnet sind und jeweils mittels einer separaten Antriebseinheit verstellbar sind. Somit kann nicht nur über eine zusätzliche Lichtquelle für eine weitere Individualisierung des Lichtdesigns gesorgt werden, sondern zusätzlich mittels zweier separat zu steuernden beziehungsweise einstellbaren Optiken. Weiterhin ist eine Integration der oben beschriebenen Lichtstrahlen (Laserstrahlen) mit konventionellen Lichtquellen und deren Optiken innerhalb der Leuchte möglich. Diese durchdringen den durch die Lichtstrahlen erzeugten Lichtkäfig und können gemeinsam für eine oder separat als mehrere Lichtfunktionen umgesetzt werden.
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Zudem ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinheit ein Servomotor ist. Auf diese Weise kann die wenigstens eine verstellbare Optik besonders gezielt verstellt werden. Insbesondere kann der Kunde jederzeit durch die Steuerung des Servomotors das Lichtdesign verändern.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Oberfläche der Begrenzungsflächen, welche einen Lichtstrahlen reflektierenden Teilbereich umfassen, austauschbar ist. Auf diese Weise kann die Rückseite des Bauraums unterschiedliche Optiken beinhalten, welche das Lichtdesign entsprechend dem Stand der Technik weiter beeinflussen. Je nach Geometrie und Beschaffenheit dieser Flächen kann also die Art und Weise der Reflexion von Lichtstrahlen beeinflusst werden. Somit kann ein Benutzer auf einfache Weise die Leuchte nach individuellen Ansprüchen gestalten.
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Schlussendlich ist in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Leuchtvorrichtung entsprechend den zuvor genannten Ausgestaltungen vorgesehen.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Schnittansicht einer Leuchtvorrichtung mit Blende;
- 2 eine rückwärtige Schnittsicht einer Leuchtvorrichtung;
- 3 einen Querschnittsicht einer Leuchtvorrichtung.
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1 zeigt eine Schnittansicht einer Leuchtvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 12. In dem Gehäuse 12 ist ein diffuses Material 14 angeordnet. Des Weiteren ist ein Lichtstrahlen durchlässiger Teilbereich 16 (hier als Außenscheibe 16 dargestellt) des Gehäuses 12 zum Auskoppeln von Lichtstrahlen außerhalb des Gehäuses 12 dargestellt. Die Außenscheibe 16 wird von einer Blende 18 teilweise abgedeckt. Zu erkennen sind zudem innenliegende Begrenzungsflächen 20 von dem Gehäuse 12. Dabei verweist der Pfeil 20 auf die Begrenzungsflächen 20, welche einen Lichtstrahlen reflektierenden Teilbereich umfassen.
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2 zeigt eine rückwärtige Schnittsicht einer Leuchtvorrichtung 10. Zu erkennen ist das Gehäuse 12 mit innenliegenden Begrenzungsflächen 20, welche einen Lichtstrahlen reflektierenden Teilbereich umfassen sowie die äußeren Wände 22 von dem Gehäuse 12. Eine nicht dargestellte Optik 24 wird von den äußeren Wänden 22 von dem Gehäuse 12 verdeckt. Eine mit der Optik 24 verbundene Antriebseinheit 26 ist zu erkennen. In unmittelbarer Nähe der Antriebseinheit 26 befindet sich zudem die Lichtquelle 28.
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Die 3 zeigt eine Querschnittsicht einer Leuchtvorrichtung 10. Zu erkennen ist das Gehäuse 12 mit Begrenzungsfläche 20, welche einen reflektierenden Teilbereich umfasst, sowie die Begrenzungsfläche 30, welche einen nicht-reflektierenden Teilbereich umfasst. Zudem ist die Optik 24 zu erkennen, zwischen der Lichtquelle 28 und dem Gehäuse 12 mit dem innenliegend angeordneten diffusen Material 14.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Leuchtvorrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- diffuses Material
- 16
- Lichtstrahlen durchlässiger Teilbereich (Außenscheibe)
- 18
- Blende
- 20
- Begrenzungsfläche, reflektierender Teilbereich
- 22
- äußeren Wände
- 24
- Optik
- 26
- Antriebseinheit
- 28
- Lichtquelle
- 30
- Begrenzungsfläche, nicht-reflektierender Teilbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005025214 [0004]
- DE 102011016000 [0005]
- DE 102013200441 [0006]
