DE102018125758A1 - Optical element with wavelength-selective coating and vehicle light equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Optikelement (01) für eine Fahrzeugleuchte (100) und eine mit einem solchen Optikelement (01) ausgestattete Fahrzeugleuchte (100) beschrieben. Das Optikelement (01) ist im Strahlengang von mindestens einer zur Erfüllung einer Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte (100) vorgesehenen Lichtquelle (40) ausgestrahlten und/oder von außerhalb in die Fahrzeugleuchte (100) einstrahlenden Lichts anordbar. Das Optikelement (01) umfasst eine auf zumindest einer Oberfläche des Optikelements (01) angeordnete wellenlängenselektive Beschichtung (02). Die wellenlängenselektive Beschichtung (02) umfasst ein optisches Mehrschichtsystem, das einen hohen Transmissionsgrad für mindestens eine Wellenlänge wenigstens einer zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte (100) vorgeschriebenen Lichtfarbe aufweist. Das optische Mehrschichtsystem besitzt darüber hinaus einen hohen Reflexionsgrad für Licht, dessen Wellenlänge nicht mit der Wellenlänge des Lichts der vorgeschriebenen Lichtfarbe für die Lichtfunktion übereinstimmt. Die Fahrzeugleuchte (100) ist mit einem von einem Leuchtengehäuse (20) und einer Lichtscheibe (10) zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum (30) und mindestens einem darin beherbergten, mindestens eine Lichtquelle (40) umfassenden Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion ausgestattet. Sie umfasst ein im Strahlengang von außerhalb des Leuchteninnenraums (30) in die Fahrzeugleuchte (100) einstrahlenden Lichts und/oder des von der Lichtquelle (40) ausgesendeten Lichts von der Lichtquelle (40) bis zum Verlassen des Leuchteninnenraums (30) angeordnetes, zuvor erwähntes Optikelement (01, 10, 11). An optical element (01) for a vehicle lamp (100) and a vehicle lamp (100) equipped with such an optical element (01) are described. The optical element (01) can be arranged in the beam path of at least one light emitted to fulfill a light function of the vehicle light (100) and / or radiated from outside into the vehicle light (100). The optical element (01) comprises a wavelength-selective coating (02) arranged on at least one surface of the optical element (01). The wavelength-selective coating (02) comprises a multilayer optical system which has a high transmittance for at least one wavelength of at least one light color prescribed to fulfill at least one light function of the vehicle lamp (100). The multilayer optical system further has a high reflectance for light whose wavelength does not match the wavelength of the light of the prescribed light color for the light function. The vehicle lamp (100) is equipped with one of a lamp housing (20) and a lens (10) at least partially enclosed lamp interior (30) and at least one housed therein, at least one light source (40) comprising light source for at least one light function. It comprises a light incident in the beam path from outside the lamp interior (30) into the vehicle lamp (100) and / or the light emitted by the light source (40) from the light source (40) until leaving the lamp interior (30) Optic element (01, 10, 11).
Description
Die Erfindung betrifft ein Optikelement mit wellenlängenselektiver Beschichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine mit einem solchen Optikelement ausgestattete Fahrzeugleuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The invention relates to an optical element with wavelength-selective coating according to the preamble of claim 1 and to a vehicle light equipped with such an optical element according to the preamble of claim 15.
Eine Fahrzeugleuchte umfasst beispielsweise einen im Wesentlichen von einem Leuchtengehäuse und einer Lichtscheibe umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens ein darin beherbergtes, mindestens eine Lichtquelle umfassendes Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte.A vehicle lamp comprises, for example, a luminaire interior substantially enclosed by a luminaire housing and a lens, and at least one light source accommodating at least one light source housed therein for at least one light function of the vehicle light.
Jede Fahrzeugleuchte erfüllt je nach Ausgestaltung eine oder mehrere Aufgaben bzw. Funktionen. Zur Erfüllung jeder Aufgabe bzw. Funktion ist eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgesehen. Lichtfunktionen sind beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Scheinwerfer eine die Fahrbahn ausleuchtende Funktion, oder bei einer Ausgestaltung als Signalleuchte eine Signalfunktion, wie beispielsweise eine Wiederholblinklichtfunktion zur Fahrtrichtungsanzeige oder eine Bremslichtfunktion zur Anzeige einer Bremstätigkeit, oder z.B. einer Begrenzungslichtfunktion, wie etwa einer Rücklichtfunktion, zur Sicherstellung einer Sichtbarkeit des Fahrzeugs bei Tag und/oder Nacht, wie etwa bei einer Ausgestaltung als Heckleuchte oder Tagfahrleuchte.Each vehicle lamp fulfills one or more tasks or functions depending on the design. To fulfill each task or function, a light function of the vehicle lamp is provided. Light functions are, for example, in a configuration as a headlamp a function illuminating the road surface, or in a configuration as a signal light, a signal function, such as a Wiederblinklichtfunktion to the direction indicator or a brake light function to indicate a braking action, or. a limiting light function, such as a taillight function, to ensure visibility of the vehicle during the day and / or night, such as in a taillight or daytime running light configuration.
Beispiele für Fahrzeugleuchten sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Wiederholblinkleuchten, Ausstiegsleuchten, beispielsweise zur Umfeldbeleuchtung, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten, Rückfahrleuchten, sowie typischerweise hoch gesetzte dritte Bremsleuchten, so genannte Central, High-Mounted Braking Lights, Tagfahrleuchten, Scheinwerfer und auch als Abbiege- oder Kurvenlicht verwendete Nebelscheinwerfer, sowie Kombinationen hiervon.Examples of vehicle lights are the Fahrzeugbug, on the vehicle flanks and / or on the side mirrors and arranged at the rear of vehicle rear lights, exit lights, such as ambient lighting, marker lights, brake lights, fog lamps, reversing lights, and typically high set third brake lights, so-called Central, High-Mounted Braking lights, daytime running lights, headlamps and fog lights used as turning or cornering lights, as well as combinations thereof.
Eine solche Kombination ist beispielsweise regelmäßig in den bekannten Heckleuchten verwirklicht. In diesen kommen beispielsweise Wiederholblinkleuchten, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten sowie Rückfahrleuchten zum Einsatz, um nur eine von vielen in Heckleuchten verwirklichten Kombinationen zu nennen. Weder erhebt diese Aufzählung Anspruch auf Vollständigkeit, noch bedeutet dies, dass in einer Heckleuchte alle genannten Leuchten kombiniert werden müssen. So können beispielsweise auch nur zwei oder drei der genannten oder auch anderer Leuchten in einem gemeinsamen Leuchtengehäuse einer Heckleuchte miteinander kombiniert sein.Such a combination is realized, for example, regularly in the known taillights. These include, for example, repeating flashing lights, marker lights, brake lights, fog lights and reversing lights are used to name just one of many realized in tail lights combinations. Neither does this enumeration claim to be complete, nor does this mean that in a tail light all the aforementioned lights must be combined. Thus, for example, only two or three of the mentioned or else other lights in a common luminaire housing a tail light be combined.
Jede Lichtfunktion muss dabei eine beispielsweise gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung erfüllen. Die Lichtverteilung legt dabei mindestens einzuhaltende, umgangssprachlich als Helligkeit bezeichnete Lichtströme in zumindest einzuhaltenden Raumwinkelbereichen fest.Each light function must fulfill an example prescribed by law light distribution. The light distribution sets at least to be observed, colloquially known as brightness luminous flux in at least to be observed solid angle ranges.
Für die einzelnen Lichtfunktionen sind zum Teil unterschiedliche Helligkeiten bzw. Sichtweiten sowie zum Teil unterschiedliche Lichtfarben zugeordnet.For the individual lighting functions, there are sometimes different brightnesses or visibility ranges and, in some cases, different light colors.
Wenigstens einer Lichtquelle des Leuchtmittels einer Fahrzeugleuchte können ein oder mehrere zur Ausformung einer Lichtverteilung beitragende Optikelemente zur Lichtlenkung zugeordnet sein.At least one light source of the luminous means of a vehicle lamp can be assigned one or more optical elements contributing to the shaping of a light distribution for directing the light.
Bei den erwähnten Optikelementen kann es sich um wenigstens einen Lichtleiter und/oder um mindestens eine Linse und/oder um eine oder mehrere im Strahlengang zwischen wenigstens einer Lichtquelle des Leuchtmittels und der Lichtscheibe angeordnete Optikscheiben oder dergleichen handeln.The optical elements mentioned can be at least one optical waveguide and / or at least one lens and / or one or more optical disks or the like arranged in the beam path between at least one light source of the illuminant and the light disk.
Auch kann es sich bei einem Optikelement um einen Reflektor handeln, wobei ein solcher im Unterschied zu den erwähnten anderen Beispielen von Optikelementen keine Lichtdurchtrittsfläche aufweist, durch welche das Licht in seinem Strahlengang von der Lichtquelle aus der Fahrzeugleuchte heraus hindurchtritt, sondern eine Reflexionsfläche, an welcher das Licht reflektiert wird.Also, an optical element may be a reflector, such that, in contrast to the other examples of optical elements mentioned, there is no light passage area through which the light passes from the vehicle light in its beam path from the light source, but a reflection surface on which the light is reflected.
Beispielsweise kann in dem Leuchteninnenraum mindestens ein hinter wenigstens einer Lichtquelle zumindest eines Leuchtmittels angeordneter Reflektor untergebracht sein. Der Reflektor kann zumindest zum Teil durch ein separates Bauteil und/oder durch wenigstens einen Teil des Leuchtengehäuses selbst gebildet sein, beispielsweise vermittels einer zumindest teilweisen, reflektierenden Beschichtung.For example, at least one reflector arranged behind at least one light source of at least one luminous means can be accommodated in the luminaire interior. The reflector may be formed at least in part by a separate component and / or by at least one part of the luminaire housing itself, for example by means of an at least partially reflective coating.
Die Lichtscheibe selbst kann alternativ oder zusätzlich als ein Optikelement ausgebildet sein, beispielsweise indem sie vorzugsweise an deren Innenseite mit einer zur Erzeugung einer oder mehrerer zuvor erwähnter Lichtverteilungen beitragenden optischen Struktur versehen ist. Hierdurch kann gegebenenfalls auf eine Optikscheibe verzichtet werden.The lens itself may alternatively or additionally be formed as an optical element, for example by being preferably provided on the inside with an optical structure contributing to the production of one or more light distributions mentioned above. This may possibly be dispensed with an optical disk.
Die Lichtscheibe ist durch eine heutzutage meist aus einem Kunststoff hergestellte, transparente Abdeckung gebildet, welche den Leuchteninnenraum abschließt und die darin beherbergten Bauteile, wie etwa ein oder mehrere Leuchtmittel, Reflektoren sowie alternativ oder zusätzlich vorgesehene Optikelemente gegen Witterungseinflüsse schützt.The lens is formed by a transparent cover which is usually made of a plastic material today, which closes off the interior of the lamp and protects the components housed therein, such as one or more lamps, reflectors and alternatively or additionally provided optical elements against the effects of weathering.
Das Leuchtengehäuse bzw. der Leuchteninnenraum kann in mehrere Kammern mit jeweils eigenen Lichtquellen und/oder Leuchtmitteln und/oder Optikelementen sowie gegebenenfalls Lichtscheiben unterteilt sein, von denen mehrere Kammern gleiche und/oder jede Kammer eine andere Lichtfunktionen erfüllen kann. The luminaire housing or the interior of the luminaire can be subdivided into a plurality of chambers, each with its own light sources and / or illuminants and / or optical elements and, if appropriate, light disks, of which several chambers can be identical and / or each chamber can fulfill a different lighting function.
Der überwiegende Teil der Lichtfunktionen einer Heckleuchte erfordert rotes Licht. Weil dieses Licht durch Optikelemente in der Heckleuchte und durch die Lichtscheibe der Heckleuchte hindurchtreten muss, sind die Farben der eingesetzten transparenten und transluzenten Materialien nach dem Stand der Technik dahingehend beschränkt, dass sie einen hohen Transmissionsgrad für rotes Licht aufweisen müssen. Dementsprechend sind rot, orange, gelb, gelbgrün, farblos und pink als Farben möglich. Zumeist werden rote oder transparente Lichtscheiben verwendet. Rote Lichtscheiben bieten zudem den Vorteil, dass sie durch das Absorbieren der kurzwelligen Strahlung tiefrote Lichtfarben ermöglichen. Hierdurch wirken sogenannte super-red-LEDs, bei denen es sich um rotes Licht abstrahlende, kurz als LED bezeichnete, anorganische Leuchtdioden handelt, noch tiefer rot. Für Rückstrahler ist rot als Lichtfarbe sogar zwingend erforderlich, weil alle nicht-roten Wellenlängen des Lichts unterdrückt werden müssen.The majority of the lighting functions of a taillight requires red light. Because this light must pass through optical elements in the taillight and through the taillight of the taillight, the colors of the prior art transparent and translucent materials employed are limited in that they must have a high transmittance of red light. Accordingly, red, orange, yellow, yellow-green, colorless and pink are possible as colors. Mostly red or transparent lenses are used. Red lenses also have the advantage that they allow deep red light colors by absorbing the short-wave radiation. As a result, so-called super-red LEDs, which are red light emitting, in short called LED, inorganic light-emitting diodes, are even deeper red. For reflectors, red is even mandatory as a light color because all non-red wavelengths of light must be suppressed.
Eine Grundvoraussetzung um die Wahrnehmbarkeit beziehungsweise Wahrnehmungskraft von Lichtfunktionen einer Fahrzeugleuchte für andere Verkehrsteilnehmer zu erhöhen ist deren eindeutige Erkennbarkeit.A basic prerequisite for increasing the perceptibility or perceptual power of light functions of a vehicle lamp for other road users is their unambiguous recognizability.
Der so genannte Phantomlichteffekt, welcher durch Reflexionen beispielsweise von Fremdlicht, wie etwa Sonnenlicht, an zum Erhalt vorgegebener Lichtverteilungen vorgesehener Einrichtungen, unter anderem der Lichtquellen selbst, verursacht wird, lässt Lichtfunktionen scheinbar aufleuchten. Dadurch wird die Verkehrssicherheit nachteilig beeinflusst.The so-called phantom light effect, which is caused by reflections from, for example, extraneous light, such as sunlight, to devices provided for obtaining predetermined light distributions, among other things the light sources themselves, apparently illuminates lighting functions. This adversely affects road safety.
Der Phantomlichteffekt tritt beispielswesie bei ungünstigem Sonnenstand auf. Bei ungünstigem Sonnenstand kann es vorkommen, dass die Sonne derartig in eine Heckleuchte hineinscheint, dass ihre Reflexion an den in der Leuchte verbauten Reflektoren einem anderen Verkehrsteilnehmer so erscheint als würde eine Lichtfunktion (bspw. das Bremslicht) aufleuchten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das reflektierte Sonnenlicht durch Optikelemente rot gefärbt wird. Die Reflexion kann auch Lichtfunktionen der Leuchte überstrahlen. Diese Gefahr besteht insbesondere, wenn konkave Reflektorflächen in der Leuchte, das Sonnenlicht bündeln.The phantom light effect occurs, for example, in unfavorable position on the sun. In unfavorable position of the sun, it may happen that the sun shines into a rear light in such a way that its reflection on the reflectors installed in the luminaire appears to another road user as if a light function (for example the brake light) were lighting up. This is especially the case when the reflected sunlight is colored red by optical elements. The reflection can also outshine light functions of the luminaire. This danger exists in particular if concave reflector surfaces in the luminaire bundle the sunlight.
Eine zusätzliche Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit erfahren insbesondere moderne Fahrzeugleuchten, welche LEDs und organische Leuchtdioden, so genannte OLEDs als Lichtquellen aufweisen, dadurch, dass die in Ihnen verbauten Elektronikbauteile, einschließlich LEDs und/oder OLEDs mit zunehmender Temperatur schneller altern und damit ein immer höheres Ausfallrisiko einer einzelnen oder mehrerer ihrer Lichtfunktionen aufweisen.An additional impairment of road safety experienced in particular modern vehicle lights, which LEDs and organic light-emitting diodes, so-called OLEDs as light sources, characterized in that the built-in electronic components, including LEDs and / or OLEDs age faster with increasing temperature and thus an ever higher risk of default have one or more of their light functions.
Wenn die Sonne auf eine Heckleuchte strahlt, wird ein großer Teil der eindringenden Strahlung in Wärme umgewandelt und erhöht die Temperatur im Leuchteninnenraum der Fahrzeugleuchte. Dadurch wird die Kühlung der Elektronik im Leuchteninneren erschwert. Bei eingefärbten Optikelementen wird der absorbierte Teil der Sonnenstrahlung direkt in Wärmeenergie umgewandelt und erhöht dadurch die thermische Last unter Sonneneinstrahlung.When the sun shines on a taillight, a large part of the penetrating radiation is converted into heat and raises the temperature in the luminaire interior of the vehicle lamp. This makes it difficult to cool the electronics inside the lamp. In the case of colored optical elements, the absorbed part of the solar radiation is converted directly into heat energy, thereby increasing the thermal load under sunlight.
Bekannt ist, semitransparente Lack- und/oder Metallschichten auf Lichtquellen aufzudampfen, um ein spiegelndes Erscheinungsbild der Lichtquelle zu erhalten.It is known to vaporize semitransparent paint and / or metal layers on light sources in order to obtain a reflective appearance of the light source.
Um ein spiegelndes Erscheinungsbild einer Lichtscheibe oder eines transparenten oder transluzenten Optikelements zu erhalten, können dünne metallische Schichten auf die entsprechenden Elemente aufgedampft werden. Diese Metallschichten reflektieren einen Teil des auftreffenden Lichts und erzeugen einen metallischen Glanz. Leider reduzieren sie in gleichem Maße die Transmission für das ausgesandte Licht der Leuchte. Um weiterhin die gewünschte Lichtstärke zu erreichen, sind daher entsprechend lichtstärkere Lichtquellen erforderlich.In order to obtain a specular appearance of a lens or a transparent or translucent optical element, thin metallic layers can be evaporated on the corresponding elements. These metal layers reflect some of the incident light and create a metallic sheen. Unfortunately, they equally reduce the transmission for the emitted light of the lamp. In order to continue to achieve the desired intensity, therefore, correspondingly brighter light sources are required.
Dies ist dadurch bedingt, dass die Metallschichten einen Teil sowohl des auftreffenden, als auch des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts reflektieren. Hierdurch werden lichtstärkere Lichtquellen benötigt, einhergehend mit einem höheren Wärmeeintrag in die Fahrzeugleuchte und verringerter Lebensdauer sowohl der Lichtquelle, als auch gegebenenfalls in der Fahrzeugleuchte verbauter Elektronikbauteile.This is because the metal layers reflect part of both the incident and emitted light from the light source. As a result, brighter light sources are required, along with a higher heat input into the vehicle lamp and reduced life of both the light source, and possibly in the vehicle lamp built electronic components.
Bekannt sind außerdem Glühlampen in gelb und rot mit „Anti-Spiegelei-Effekt“. Die gelben bzw. roten Kolben sind mit einer dünnen, semitransparenten Metallschicht verspiegelt, um ein silbernes Erscheinungsbild zu erzeugen und die Farbe des Kolbens zu überdecken. Durch die höhere Lichtstärke, die benötigt wird, sinkt die Lebensdauer der Glühbirnen. Mit längerer Lebensdauer gibt es diese Glühbirnen in einer bläulich schimmernden Ausführung. Dabei kann es sich zumindest bei der bläulichen Variante um einen bläulich schimmernden Lack anstelle einer aufgedampften Interferenz-Beschichtung handeln.Also known are bulbs in yellow and red with "anti-fried effect". The yellow and red pistons are mirrored with a thin, semi-transparent metal layer to create a silver appearance and to mask the color of the piston. The higher light intensity required reduces the life of the light bulbs. With longer life there are these bulbs in a bluish shimmering design. At least the bluish variant may be a bluish-shimmering lacquer instead of a vapor-deposited interference coating.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Optikelement und eine hiermit ausgestattete Fahrzeugleuchte zu schaffen, welche die Lebensdauer der in einer Fahrzeugleuchte verbauten Lichtquellen einschließlich zu deren Betrieb vorgesehener, in der Fahrzeugleuchte beherbergter Elektronikbauteile erhöhen und damit die Verkehrssicherheit nachhaltig steigern.An object of the invention is to provide an optical element and a vehicle light equipped therewith, which the life Increase the built in a vehicle light sources including their intended operation, housed in the vehicle lamp electronic components and thus increase road safety sustainable.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, den Zeichnungen sowie in der nachfolgenden Beschreibung, einschließlich der zu den Zeichnungen zugehörigen, wiedergegeben.The object is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are set forth in the claims, the drawings and the following description, including those associated with the drawings.
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach ein Optikelement für eine Fahrzeugleuchte.A first subject of the invention accordingly relates to an optical element for a vehicle lamp.
Das Optikelement ist vorteilhaft beispielsweise zwischen der Lichtscheibe und der Lichtquelle im Strahlengang von mindestens einer zur Erfüllung einer Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgesehenen Lichtquelle ausgestrahlten Lichts und/oder im Strahlengang von außerhalb in die Fahrzeugleuchte einstrahlenden Lichts anordbar.The optical element is advantageously, for example, between the lens and the light source in the beam path of at least one provided to fulfill a light function of the vehicle light light source emitted light and / or in the beam path from outside into the vehicle light einstrahlenden light can be arranged.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Optikelement den hohen Transmissionsgrad für von Seiten einer Lichtquelle eintreffendes Licht auf.According to an advantageous embodiment of the invention, the optical element has the high transmittance for incoming light from the side of a light source.
Alternativ oder zusätzlich kann das Optikelement den hohen Reflexionsgrad für von Seiten einer Lichtquelle entgegengesetzt eintreffendes Licht aufweisen.Alternatively or additionally, the optical element can have the high degree of reflection for light which is incident in the opposite direction from the side of a light source.
Alternativ oder zusätzlich kann das Optikelement den hohen Reflexionsgrad für von Seiten einer Lichtquelle eintreffendes Licht aufweisen.Alternatively or additionally, the optical element can have the high degree of reflection for light arriving from the side of a light source.
Das Optikelement ist mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung versehen.The optical element is provided with a wavelength-selective coating.
Die wellenlängenselektive Beschichtung ist auf zumindest einer eine Lichtdurchtrittsfläche für das von der Lichtquelle ausgestrahlte und/oder von außerhalb in die Fahrzeugleuchte einstrahlende Licht bildenden oder umfassenden, oder von einer Lichtdurchtrittsfläche für das von der Lichtquelle ausgestrahlte und/oder von außerhalb in die Fahrzeugleuchte einstrahlende Licht umfassten Oberfläche des Optikelements angeordnet.The wavelength-selective coating is included on at least one of a light passage surface for the radiated from the light source and / or from outside into the vehicle light illuminating light or comprehensive, or from a light passage surface for the radiated from the light source and / or radiated from outside into the vehicle lamp light Surface of the optical element arranged.
Mindestens eine Lichtdurchtrittsfläche im Strahlengang von einem Ursprung, beispielsweise einer Lichtquelle im Leuchteninnenraum einer Fahrzeugleuchte, ausgestrahlten Lichts des Optikelements ist demnach mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung versehen.At least one light passage area in the beam path from an origin, for example a light source in the interior of a lamp of a vehicle lamp, emitted light of the optical element is thus provided with a wavelength-selective coating.
Bei der wellenlängenselektiven Beschichtung handelt es sich um ein optisches Mehrschichtsystem, das einen hohen Reflexionsgrad für Licht einer von der Wellenlänge einer für eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgeschriebenen Lichtfarbe verschiedenen Wellenlänge aufweist.The wavelength-selective coating is a multi-layer optical system which has a high reflectance for light of a wavelength different from the wavelength of a light color prescribed for a light function of the vehicle lamp.
Darüber hinaus weist das optische Mehrschichtsystem einen hohen Transmissionsgrad für mindestens eine Wellenlänge wenigstens einer zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte vorgeschriebenen Lichtfarbe auf.In addition, the optical multilayer system has a high transmittance for at least one wavelength of at least one prescribed to fulfill at least one light function of the vehicle lamp light color.
Das Optikelement kann außerdem - beispielsweise im Strahlengang von außerhalb in die Fahrzeugleuchte einstrahlenden Lichts, jedoch außerhalb des Strahlengangs des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts angeordnet - einen Rückstrahler bilden oder umfassen.The optical element can also - for example, in the beam path from outside into the vehicle light irradiating light, but arranged outside the beam path of the light emitted from the light source - form or comprise a retroreflector.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung zur Lösung der Aufgabe unter Beseitigung der Nachteile des Standes der Technik demnach eine Bedampfung mindestens einer im Strahlengang des Lichts vom Ort seiner Lichtemission bis zum mit dem Austritt aus der Lichtscheibe stattfindenden Verlassen der Fahrzeugleuchte liegenden Lichtdurchtrittsfläche mit einem optischen Mehrschichtsystem vorschlägt, das einen hohen Reflexionsgrad für Licht einer von der Wellenlänge einer für eine Lichtfunktion vorgeschriebenen Lichtfarbe verschiedenen Wellenlänge aufweist.It can be seen that the object of the invention, while eliminating the disadvantages of the prior art, is to evaporate at least one light passage surface with a multilayer optical system in the beam path of the light from the location of its light emission to the exit of the vehicle light from the lens which has a high reflectance for light of a wavelength different from the wavelength of a light color prescribed for a light function.
Dieses Licht kann - da nicht zur Abstrahlung geeignet - auch als Fremdlicht bezeichnet werden.This light can - as not suitable for radiation - also be referred to as extraneous light.
Mit anderen Worten weist das optische Mehrschichtsystem einen hohen Reflexionsgrad für Licht mit solcher Wellenlänge auf, die nicht mit der Wellenlänge der für eine Lichtfunktion vorgeschriebenen Lichtfarbe übereinstimmt.In other words, the multilayer optical system has a high reflectivity for light of such wavelength that does not agree with the wavelength of the light color prescribed for a light function.
Ferner weist das optische Mehrschichtsystem einen hohen Transmissionsgrad für mindestens eine Wellenlänge wenigstens einer zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion vorgeschriebenen Lichtfarbe aus der Heckleuchte austretenden Lichts auf.Furthermore, the optical multilayer system has a high degree of transmittance for at least one wavelength of at least one light color emitted from the taillight for discharging at least one light function.
Dieses Licht kann - da von der Fahrzeugleuchte zur Abstrahlung erzeugt - auch als Eigenlicht bezeichnet werden.This light can - as generated by the vehicle lamp for radiation - are also referred to as own light.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind ein wesentlich höherer Reflexionsgrad für Fremdlicht einhergehend mit einem wesentlich höheren Transmissionsgrad für Eigenlicht.Advantages over the prior art are a much higher reflectance for extraneous light along with a much higher transmittance for own light.
Hiermit einher geht eine im Vergleich zum Stand der Technik geringere Erwärmung und ein geringerer Phantomlichteffekt durch Fremdlicht einher, bei gleichzeitig geringer notwendiger Lichtleistung zur Erfüllung einer vorgegebenen Lichtverteilung, was zu einem geringeren Wärmeeintrag bei der Erzeugung von Eigenlicht führt.This is accompanied by a lower heating compared to the prior art and a lesser phantom light effect by extraneous light, while at the same time requiring less light to fulfill a given light output Light distribution, which leads to a lower heat input in the generation of own light.
Beides verringert die Wärmebelastung erheblich, wodurch die Lebensdauer der in einer Fahrzeugleuchte beherbergten Elektronikbauteile, einschließlich von als Lichtquellen vorgesehener Halbleiterlichtquellen, wie etwa LEDs und OLEDs, und damit die Verkehrssicherheit erhöht wird.Both greatly reduce the heat load, thereby increasing the life of the electronic components housed in a vehicle lamp, including semiconductor light sources provided as light sources, such as LEDs and OLEDs, and thus the road safety.
Selektive Spiegel werden vielfach in der Optik eingesetzt. Für den Einsatz in einer insbesondere als eine Heckleuchte ausgeführten Fahrzeugleuchte kann vorteilhaft eine Beschichtung verwendet werden, die kostengünstig aufzubringen ist. Die optischen Eigenschaften wie hoher Reflexionsgrad und eine steile Abschneidekante sind deutlich weniger relevant als für viele andere optische Anwendungen. Aus Kostengründen ist es daher vorteilhaft, ein Mehrschichtsystem aus wenigen Schichten zu wählen.Selective mirrors are widely used in optics. For use in a vehicle lamp designed, in particular, as a taillight, it is possible with advantage to use a coating which is cost-effective to apply. The optical properties such as high reflectivity and a steep cut-off edge are significantly less relevant than for many other optical applications. For cost reasons, it is therefore advantageous to choose a multilayer system of a few layers.
Eine Option dafür ist ein Schichtsystem aus einer dünnen metallischen Schicht, einer dielektrischen Schicht und einer weiteren metallischen Schicht. Dieser Schichtaufbau kann dem Aufbau eines Fabry-Perot-Interferometers entsprechen. Für die Anwendung als Beschichtung von Optikelementen einschließlich Lichtscheiben einer insbesondere als Heckleuchte ausgeführten Fahrzeugleuchte muss die Finesse des Interferrometers ausreichend gering sein, weil in der Fahrzeugleuchte als Lichtquellen zur Erfüllung einer oder mehrerer ihrer Lichtfunktionen verbaute LEDs verschiedene dominate Lichtwellenlängen besitzen können und auch eine endliche spektrale Breite aufweisen. Auch unter größeren Einfallswinkeln muss die Transmission für das Signallicht noch ausreichend hoch sein. Der Vorteil dieses Schichtaufbaus liegt darin, dass nur drei Schichten und nur zwei Materialien benötigt werden. Ein alternativer Aufbau besteht in einem Stapel aus dielektrischen Schichten mit genau abgestimmter Dicke, die abwechselnd einen hohen und einen niedrigen Brechungsindex besitzen. Es sind jedoch auch diverse andere Schichtaufbauten möglich, um einen Bandpass, der nur den gewünschten Wellenlängenbereich hindurch lässt, oder einen Langpass/Tiefpass, der alles Licht unterhalb einer definierten Wellenlänge hindurch lässt, zu erzeugen. Der Aufdampfprozess erfolgt beispielsweise in einer Sputteranlage. Ein großer Teil der Prozesszeit wird dabei für das Abpumpen der Luft aus der Anlage benötigt. Die einzelnen Schichten können dann in direkter Folge hintereinander aufgebracht werden. Daher steigen die Prozesskosten nicht linear mit der Anzahl der Schichten. Daher kann es wirtschaftlich sein, ein System mit mehr Schichten zu wählen, wenn dafür die benötigten Materialien kostengünstiger sind.One option for this is a layer system comprising a thin metallic layer, a dielectric layer and a further metallic layer. This layer structure may correspond to the structure of a Fabry-Perot interferometer. For the application as a coating of optical elements including lenses of a running especially as rear light vehicle lamp, the finesse of the interferometer must be sufficiently low, because in the vehicle lamp as light sources to fulfill one or more of their light functions built LEDs can have different dominant light wavelengths and a finite spectral width respectively. Even at larger angles of incidence, the transmission for the signal light must still be sufficiently high. The advantage of this layer structure is that only three layers and only two materials are needed. An alternative construction consists in a stack of dielectric layers of precisely tuned thickness, which alternately have a high and a low refractive index. However, various other layer constructions are also possible to produce a band pass that passes only the desired wavelength range or a long pass / low pass that allows all light to pass below a defined wavelength. The vapor deposition process takes place, for example, in a sputtering system. A large part of the process time is required for pumping out the air from the system. The individual layers can then be applied in direct succession. Therefore, the process costs do not increase linearly with the number of layers. Therefore, it can be economical to choose a system with more layers if the required materials are less expensive.
Vorteilhaft entspricht der Aufbau des optischen Mehrschichtsystems dem Aufbau eines Fabry-Perot-Interferometers.Advantageously, the structure of the optical multilayer system corresponds to the structure of a Fabry-Perot interferometer.
Das Fabry-Perot-Interferometer besteht aus zwei jeweils durch mindestens eine Schicht des optischen Mehrschichtsystems gebildeten teilreflektierenden Spiegeln hoher Reflektivität, die miteinander einen optischen Resonator bilden. Das Transmissionsspektrum dieser Anordnung zeigt schmale Transmissions-Maxima für Wellenlängen, welche die Resonanzbedingung erfüllen, während andere Spektralbereiche in der Transmission nahezu vollständig ausgelöscht werden. Dies geschieht durch konstruktive beziehungsweise destruktive Interferenz der Teilstrahlen.The Fabry-Perot interferometer consists of two partially reflecting mirrors of high reflectivity, each formed by at least one layer of the optical multilayer system, which together form an optical resonator. The transmission spectrum of this arrangement shows narrow transmission maxima for wavelengths which satisfy the resonance condition, while other spectral regions in the transmission are almost completely extinguished. This is done by constructive or destructive interference of the partial beams.
Je ein teilreflektierender Spiegel des Fabry-Perot-Interferometers kann durch einen Bragg-Spiegel gebildet sein.Depending on a partially reflecting mirror of the Fabry-Perot interferometer may be formed by a Bragg mirror.
Bei dem Optikelement kann es sich um eine zwischen Lichtquelle und Lichtscheibe einer Fahrzeugleuchte anordbare beziehungsweise angeordnete Optikscheibe handeln.The optical element can be an optical disk which can be arranged or arranged between the light source and the lens of a vehicle lamp.
Bei dem Optikelement kann es sich alternativ um eine Lichtscheibe einer Fahrzeugleuchte handeln.The optical element may alternatively be a lens of a vehicle lamp.
Bei dem Optikelement kann es sich alternativ um ein Lichtleiterelement handeln.The optical element may alternatively be a light guide element.
Bei einem Lichtleiterelement handelt es sich um ein auch als Lichtleiter bezeichnetes, durch Totalreflexion (TIR; Total Internal Reflection) in seinem Inneren in es eingekoppeltes Licht leitendes Element mit einem Lichteinkoppelbereich und einem Lichtauskoppelbereich, welches das in es am Lichteinkoppelbereich eingekoppelte Licht von einer beispielsweise verborgen angeordneten Lichtquelle in Richtung Lichtauskoppelbereich leitet und es dort wieder auskoppelt. Das ausgekoppelte Licht kann dabei direkt, ohne einen Reflektor in der gewünschten Richtung abgestrahlt werden, oder indirekt, indem es in einen Reflektor eingestrahlt wird, der es dann in die gewünschte Richtung reflektiert.An optical waveguide element is a light-conducting element, also referred to as an optical waveguide, which is internally coupled into it by a total internal reflection (TIR) having a light input region and a light outcoupling region, which conceals the light coupled thereto at the light input region from, for example arranged light source in the direction Lichtauskoppelbereich passes and decouples there again. The decoupled light can be emitted directly without a reflector in the desired direction, or indirectly by being irradiated in a reflector, which then reflects it in the desired direction.
Der Lichtauskoppelbereich umfasst eine Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters, welche die mit der wellenlängenselektiven Beschichtung versehene Lichtdurchtrittsfläche umfasst oder von dieser umfasst wird.The light extraction region comprises a light exit surface of the light guide, which comprises or is covered by the light passage surface provided with the wavelength-selective coating.
Der Lichtleiter kann flächig als so genannter Flächenlichtleiter ausgebildet sein, mit einer auf seiner beispielsweise normal zur Hauptabstrahlrichtung einer Fahrzeugleuchte orientierten Vorderseite angeordneten Lichtauskoppelfläche.The optical waveguide can be embodied as a so-called planar optical waveguide, with a light output surface arranged on its front side oriented, for example, normal to the main emission direction of a vehicle light.
Durch die der Erfindung zugrunde liegende Idee lassen sich beispielsweise Oberflächen von Lichtleitern und/oder Lichtleiterelementen in ihrer optischen Anmutung an das Erscheinungsbild von OLEDs annähern, insbesondere auch im Kaltzustand, wodurch diese als OLED-Ersatz eingesetzt werden können. By the idea underlying the invention, for example, surfaces of optical fibers and / or optical waveguide elements approach the appearance of OLEDs in their optical appearance, especially in the cold state, whereby they can be used as an OLED replacement.
OLEDs weisen den Nachteil auf, dass sie anders als noch vor wenigen Jahren vorausgesagt, nicht so temperaturstabil sind, wie LEDs. Dies schränkt deren Verwendbarkeit im Automobilbereich sehr stark ein. Schadstellen, wie etwa auch als so genannte Dark-Spots bezeichnete Dunkelstellen in der leuchtenden Oberfläche von OLEDs beeinträchtigen den Qualitätseindruck bei Fahrzeugleuchten derart stark, dass nur ein aufwändig zu selektierender geringer Teil der hergestellten OLEDs überhaupt im Automobilbereich zum Einsatz kommen können.OLEDs have the disadvantage that, unlike a few years ago, they are predicted to be less temperature stable than LEDs. This limits their usability in the automotive sector very much. Defects, such as dark spots in the luminous surface of OLEDs referred to as so-called dark spots, impair the quality impression in vehicle lights so strongly that only a small part of the manufactured OLEDs that can be elaborately selected can even be used in the automotive sector.
Durch die Erfindung kann der Eindruck, auf eine leuchtende Fläche einer OLED zu blicken, auch bei Lichtaustrittsflächen von Lichtleiterelementen oder Lichtdurchtrittsflächen von Optik- und/oder Lichtscheiben erzeugt werden. Diese weisen gegenüber den verfügbaren OLEDs den zusätzlichen Vorteil einer freien und kostengünstigen Gestaltbarkeit auf.By means of the invention, the impression of looking at a luminous surface of an OLED can also be produced in the case of light exit surfaces of optical waveguide elements or light passage surfaces of optical and / or light disks. Compared with the available OLEDs, these have the additional advantage of free and cost-effective designability.
Bevorzugt bildet das optische Mehrschichtsystem ein dichroitisches Interferenzfilter und -spiegel, welches den Effekt der Interferenz nutzt, um Licht frequenzabhängig, entsprechend innerhalb des kurz als sichtbares Licht bezeichneten, für das menschliche Auge sichtbaren Teils des elektromagnetischen Spektrums farbabhängig zu filtern und zu reflektieren. Im Gegensatz zu einem reinen Interferenzfilter, welches nur Licht eines Wellenlängenbereichs passieren lässt und die verbleibenden Wellenlängenbereiche teils absorbiert, und im Gegensatz zu einem Interferenzspiegel, welcher nur Licht eines Wellenlängenbereichs reflektiert und die verbleibenden Wellenlängenbereiche teils absorbiert und transmittiert, wird das nicht transmittierende Licht nicht absorbiert, sondern reflektiert, und das nicht reflektierte Licht nicht absorbiert, sondern transmittiert.Preferably, the multilayer optical system forms a dichroic interference filter and mirror utilizing the effect of interference to color-dependently filter and reflect light as a function of frequency, corresponding to that portion of the electromagnetic spectrum which is briefly referred to as visible light. In contrast to a pure interference filter, which passes only light of a wavelength range and partially absorbs the remaining wavelength ranges, and unlike an interference mirror, which reflects only light of a wavelength range and partially absorbs and transmits the remaining wavelength ranges, the non-transmissive light is not absorbed but reflects, and does not absorb the unreflected light, but transmits it.
Das optische Mehrschichtsystem kann wenigstens zwei durch mindestens eine dielektrische Schicht voneinander getrennte metallische Schichten umfassen.The multilayer optical system may comprise at least two metallic layers separated by at least one dielectric layer.
Das beispielsweise ein Leuchtenbauteil darstellende Optikelement, welches die mit dem optischen Mehrschichtsystem versehene Lichtdurchtrittsfläche aufweist oder umfasst, kann vorteilhaft aus PC hergestellt sein, da dies sich einfacher beschichten lässt als beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA).The optical element, for example, which represents a luminaire component and which comprises or comprises the light passage area provided with the optical multilayer system, may advantageously be made of PC, since this is easier to coat than, for example, polymethylmethacrylate (PMMA).
Das optische Mehrschichtsystem kann mit einer Schutzschicht bedeckt sein.The multilayer optical system may be covered with a protective layer.
Denkbar ist, den Werkstoff des beispielsweise ein Leuchtenbauteil darstellenden Optikelements, welches die mit dem optischen Mehrschichtsystem versehene Lichtdurchtrittsfläche aufweist, zunächst mit einer Beschichtung aus einem für das Aufbringen des optischen Mehrschichtsystems verträglichen Material zu versehen.It is conceivable to provide the material of the optical element, for example a lighting component, which has the light passage area provided with the optical multilayer system, first with a coating of a material which is compatible with the application of the optical multilayer system.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft eine mit einem entsprechenden Optikelement ausgestattete Fahrzeugleuchte.A second subject of the invention relates to a vehicle light equipped with a corresponding optical element.
Die Fahrzeugleuchte umfasst einen von einem Leuchtengehäuse und einer Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens einem wenigstens zum Teil in dem Leuchteninnenraum beherbergten, mindestens eine Lichtquelle umfassenden Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion.The vehicle lamp comprises a luminaire interior which is at least partially enclosed by a luminaire housing and a lens, and at least one illuminant for at least one light function comprising at least one light source accommodated at least partially in the luminaire interior.
Im Strahlengang von außerhalb des Leuchteninnenraums in die Fahrzeugleuchte einstrahlenden Lichts und/oder des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts von der Lichtquelle bis zum Verlassen des Leuchteninnenraums ist ein Optikelement mit einer mit einem optischen Mehrschichtsystem versehenen Lichtdurchtrittsfläche angeordnet.An optical element with a light transmission surface provided with an optical multi-layer system is arranged in the beam path from outside of the lamp interior into the vehicle light and / or light emitted by the light source from the light source until leaving the lamp interior.
Beim zweiten Gegenstand der Erfindung handelt es sich demnach um eine Fahrzeugleuchte mit einem von einem Leuchtengehäuse und einer Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens einem darin beherbergten, mindestens eine Lichtquelle umfassenden Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion, umfassend ein vorzugsweise zwischen der Lichtquelle und der Lichtscheibe im Strahlengang von außerhalb des Leuchteninnenraums in die Fahrzeugleuchte einstrahlenden Lichts und/oder des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts von der Lichtquelle bis zum Verlassen des Leuchteninnenraums angeordnetes Optikelement mit einer mit einem optischen Mehrschichtsystem versehenen Lichtdu rchtrittsfl äche.The second subject of the invention is accordingly a vehicle lamp with a luminaire interior at least partially enclosed by a luminaire housing and a lens and at least one light source accommodating at least one light source for at least one light function, comprising preferably between the light source and the lens in the beam path from outside of the lamp interior in the vehicle light incident light and / or of the light emitted from the light source from the light source to the exit of the lamp interior arranged optical element with a surface provided with a multi-layer optical Lichtdu rctrittsfl surface.
Bei dem Optikelement kann es sich um die Lichtscheibe oder zumindest einen Teil der Lichtscheibe handeln. Mit anderen Worten kann das Optikelement die Lichtscheibe umfassen oder von dieser umfasst sein.The optical element may be the lens or at least a part of the lens. In other words, the optical element may comprise or be encompassed by the lens.
Somit kann der zweite Gegenstand der Erfindung auch beschrieben werden als eine Fahrzeugleuchte mit einem von einem Leuchtengehäuse und einer Lichtscheibe zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens einem darin beherbergten, mindestens eine Lichtquelle umfassenden Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion, umfassend eine im Strahlengang von außerhalb des Leuchteninnenraums in die Fahrzeugleuchte einstrahlenden Lichts und/oder des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts angeordnete, mit einem optischen Mehrschichtsystem versehene Lichtdurchtrittsfläche.Thus, the second subject of the invention can also be described as a vehicle lamp with a luminaire interior at least partially enclosed by a luminaire housing and a lens and at least one light source accommodating at least one light source housed therein for at least one light source Light function, comprising a light incident in the beam path from outside of the lamp interior into the vehicle light and / or of the light emitted by the light source, provided with an optical multilayer light passage surface.
Vorzugsweise ist das Optikelement zwischen der Lichtquelle und der Lichtscheibe im Strahlengang von außerhalb des Leuchteninnenraums in die Fahrzeugleuchte einstrahlenden Lichts und/oder des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts von der Lichtquelle bis zum Verlassen des Leuchteninnenraums angeordnet.Preferably, the optical element between the light source and the lens in the beam path from outside of the lamp interior in the vehicle lamp incident light and / or emitted by the light source from the light source to the exit of the lamp interior is arranged.
Bei dem Optikelement kann es sich alternativ um eine zwischen Lichtquelle und Lichtscheibe der Fahrzeugleuchte angeordnete Optikscheibe handeln.The optical element may alternatively be an optical disk arranged between the light source and the lens of the vehicle lamp.
Bei dem Optikelement kann es sich ferner um ein Lichtleiterelement handeln.The optical element may also be a light guide element.
Bei einer Fahrzeugleuchte können ein oder mehrere Lichtleiterelemente vorgesehen sein, beispielsweise um eine gewünschte Lichtverteilung z.B. über die Lichtscheibe hinweg des von einer oder mehreren Lichtquellen ausgestrahlten Lichts zu erhalten und/oder um einer gewünschten Lichtverteilung beizutragen.In a vehicle lamp, one or more optical fiber elements may be provided, for example to provide a desired light distribution e.g. across the lens of the light emitted by one or more light sources and / or to contribute to a desired light distribution.
Lichtleiterelemente weisen einen Lichteinkoppelbereich und einem Lichtauskoppelbereich auf. Sie leiten das in sie am Lichteinkoppelbereich eingekoppelte Licht vermittels Totalreflexion von einer verborgen angeordneten Lichtquelle in Richtung Auskoppelbereich und koppeln es dort wieder aus. Das ausgekoppelte Licht kann dabei direkt in der gewünschten Richtung abgestrahlt werden, oder indirekt, indem es in einen Reflektor eingestrahlt wird, der es dann in die gewünschte Richtung reflektiert.Light guide elements have a Lichteinkoppelbereich and a Lichtauskoppelbereich. They direct the light coupled into them at the light input region by means of total reflection from a concealed light source in the direction of the coupling-out region and couple it there again. The decoupled light can be emitted directly in the desired direction, or indirectly, by being irradiated in a reflector, which then reflects it in the desired direction.
Unter anderem kann hierdurch zumindest zum Teil auf andere Optikelemente zur Ausformung vorgegebener Lichtverteilungen erfüllender definierter Abstrahlcharakteristiken verzichtet werden. Hierdurch können innovative Leuchtsignaturen mit kleinem Querschnitt und wenig Bauraumbedarf verwirklicht werden, die mit anderen technischen Lösungen als mit Lichtleiterelementen nur schwer oder gar nicht erhalten werden können.Among other things, this makes it possible to dispense at least partially with other optical elements for shaping predetermined light distributions of defined emission characteristics. As a result, innovative light signatures can be realized with a small cross-section and little space requirements that can be difficult or impossible to obtain with other technical solutions than with light guide elements.
Ein Lichtleiterelement, in welches Licht mindestens einer Lichtquelle an mindestens einer Lichteinkoppelfläche wenigstens eines Lichteinkoppelbereichs ein- und an mindestens einer von der Lichteinkoppelfläche verschiedenen Lichtauskoppelfläche zumindest eines Lichtauskoppelbereichs wieder ausgekoppelt wird, kann dabei als ein separates Bauteil im Leuchteninnenraum beherbergt oder Teil eines Leuchtmittels sein.An optical waveguide element into which light of at least one light source is coupled on at least one light input surface of at least one light coupling-in area and coupled back to at least one light outcoupling surface of at least one light outcoupling region that is different from the light coupling surface can be accommodated as a separate component in the interior of the luminaire or be part of a light source.
Beispielsweise kann ein Leuchtmittel ein oder mehrere Lichtleiterelemente sowie eine oder mehrere, das von ihnen ausgestrahlte Licht zumindest zum Teil in das wenigstens eine Lichtleiterelement einkoppelnde Lichtquellen umfassen. Ein Lichtleiterelement eines solchen Leuchtmittels kann beispielsweise als Primäroptik einer oder mehrerer LEDs dienen bzw. als eine solche Primäroptik ausgebildet sein.By way of example, a luminous means may comprise one or more optical waveguide elements and one or more light sources emitting light from them, at least in part into the light sources coupling in at least one optical waveguide element. An optical waveguide element of such a luminous means can serve, for example, as a primary optic of one or more LEDs or be designed as such a primary optic.
Vorteilhaft kann die mit dem optischen Mehrschichtsystem versehene Lichtdurchtrittsfläche in einem Winkel zwischen Hauptbetrachtungsrichtung und Rückstrahleroberflächennormalen von mindestens 11° zur Seite und mindestens 6° nach oben oder unten angeordnet sein.Advantageously, the light transmission surface provided with the optical multilayer system can be arranged at an angle of at least 11 ° to the side and at least 6 ° upwards or downwards at an angle between the main viewing direction and the reflector surface normal.
Bei der Lichtquelle, im Strahlengang des von ihr ausgesendeten Lichts das Optikelement angeordnet ist, handelt es sich besonders bevorzugt um eine Halbleiterlichtquelle. Im Gegensatz zu Wärmestrahlern, wie etwa Glühbirnen, oder Gasentladungslampen weisen Halbleiterlichtquellen, wie etwa LEDs (anorganische Leuchtdioden) und/oder OLEDs (organische Leuchtdioden) und/oder Laserlichtquellen aufgrund ihres physikalischen Prinzips der Lichtabstrahlung einen engen Wellenlängenbereich der von ihnen abgestrahlten Lichtfarbe auf. In Verbindung mit nur in einem engen, idealerweise mit der zur Erfüllung einer Lichtfunktion vorgeschriebenen Lichtfarbe übereinstimmenden Wellenlängenbereich abstrahlenden Halbleiterlichtquellen treten die Vorteile der Erfindung besonders hervor, da Erwärmung im Inneren der Fahrzeugleuchte begünstigende Reflexionen von von der Lichtfarbe verschiedenem Licht, das von der Lichtquelle abgestrahlt wird, aufgrund der weitgehenden Übereinstimmung der Lichtfarbe des von der Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Lichts mit der Lichtfarbe, für die die wellenlängenselektive Beschichtung einen hohen Transmissionsgrad aufweist, nur sehr begrenzt auftreten.In the light source, the optical element is arranged in the beam path of the light emitted by it, is particularly preferably a semiconductor light source. In contrast to heat radiators, such as light bulbs, or gas discharge lamps have semiconductor light sources, such as LEDs (inorganic light emitting diodes) and / or OLEDs (organic light-emitting diodes) and / or laser light sources due to their physical principle of light emission to a narrow wavelength range of the emitted light color. The advantages of the invention are particularly evident in connection with semiconductor light sources which only emit in a narrow wavelength range which ideally corresponds to the light color prescribed for fulfilling a light function, since favorable reflections of light different from the light color emitted by the light source occur inside the vehicle lamp due to the fact that the light color of the light emitted by the semiconductor light source is largely in agreement with the light color for which the wavelength-selective coating has a high transmittance, this occurs only to a very limited extent.
Durch die von außerhalb des Leuchteninnenraums erkennbare optische Anmutung des Optikelements ergibt sich ein Alleinstellungsmerkmal für entsprechend ausgestaltete Fahrzeugleuchten.By recognizable from outside the lamp interior optical appearance of the optical element results in a unique feature for appropriately designed vehicle lights.
Es ist ersichtlich, dass die Erfindung verwirklicht sein kann, indem im Gegensatz zum Stand der Technik anstelle einer einfachen dünnen Metallschicht ein optisches Mehrschichtsystem aufgedampft wird, das einen hohen Reflexionsgrad für Licht besitzt, dessen Wellenlänge nicht mit der Wellenlänge des Lichts für die Lichtfunktion übereinstimmt. Das optische Schichtsystem besitzt dagegen eine hohe Transmission für das von der Heckleuchte ausgesandte Licht.It can be seen that the invention can be realized by, in contrast to the prior art, instead of a simple thin metal layer, depositing a multilayer optical system which has a high reflectance for light whose wavelength does not coincide with the wavelength of the light for the light function. In contrast, the optical layer system has a high transmission for the light emitted by the tail light.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bekannten semitransparenten metallischen Schichten, die das Licht der Signalfunktion ebenso reflektieren wie alles andere Licht. Durch die selektive Reflektion des optischen Mehrschichtsystems ist es, einen wesentlich höheren Reflexionsgrad als mit einer semitransparenten Schicht zu erzielen, während gleichzeitig das Licht der Signalfunktion mit wesentlich geringeren Verlusten durch die Schicht hindurchtreten kann. This is a significant advantage over the known semitransparent metallic layers, which reflect the light of the signal function as well as all other light. The selective reflection of the multilayer optical system is to achieve a much higher reflectance than with a semi-transparent layer, while at the same time the light of the signal function can pass through the layer with much lower losses.
Vorteile ergeben sich beispielsweise hinsichtlich neuer Design- beziehungsweise Gestaltungsmöglichkeiten.Advantages arise, for example, in terms of new design or design options.
Die Erfindung ermöglicht es demnach, einer Heckleuchte oder Optikelementen innerhalb einer Heckleuchte einen starken, futuristisch bläulich-metallischen Glanz zu geben. Insbesondere können Oberflächen von Lichtleitern und/oder Lichtleiterelementen die ein metallisch-glänzendes Erscheinungsbild erhalten, wie es auch OLEDs besitzen. Gleichzeitig treten keine oder nur geringe Lichtverluste für das abgestrahlte Licht auf. Durch die selektive Reflexion der optischen Schicht wird zudem das Signallicht gefiltert, so dass ein tiefrotes Leuchtbild erzeugt werden kann.The invention thus makes it possible to give a tail light or optical elements within a tail light a strong, futuristic bluish-metallic sheen. In particular, surfaces of light guides and / or light guide elements can obtain a shiny metallic appearance, as OLEDs possess. At the same time, little or no light loss occurs for the emitted light. The selective reflection of the optical layer also filters the signal light so that a deep red light image can be generated.
Darüber hinaus ist es möglich, Rückstrahler zu bauen, die rotes Licht zurückwerfen, jedoch einem Betrachter selbst nicht rot erscheinen, sondern metallisch glänzen. Bei ausreichender Wellenlängenselektivität der Beschichtung, kann der darunterliegende Rückstrahler sogar aus transparentem Material gefertigt sein. Unabhängig von der Materialfarbe kann das gleiche Spritzgussteil in eine herkömmliche Leuchte mit roter Lichtscheibe verbaut werden und entsprechend beschichtet in eine Leuchte mit farbloser Lichtscheibe. In letzterem Fall wird der rote Farbeindruck durch die Beschichtung stark reduziert.In addition, it is possible to build reflectors that reflect red light, but do not appear red to a viewer, but shine metallic. With sufficient wavelength selectivity of the coating, the underlying reflector can even be made of transparent material. Regardless of the material color, the same injection molded part can be installed in a conventional luminaire with a red lens and coated accordingly in a luminaire with colorless lens. In the latter case, the red color impression is greatly reduced by the coating.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich durch eine Verringerung des Phantomlichteffekts. Weil die metallisch glänzenden Oberflächen auch den blauen und grünen Anteil des Sonnenlichts reflektieren, wird das insgesamt von der Leuchte reflektierte Licht deutlich weißer erscheinen, als bei herkömmlichen Leuchten mit roten Optikelementen oder Lichtscheiben. Durch geeignete Optikelemente vor konkaven Reflektoren in der Leuchte ist es darüber hinaus möglich, den Großteil des eingestrahlten Sonnenlichts - nämlich die Grün- und Blauanteile - in alle Richtungen zu streuen. Dadurch besteht weniger die Gefahr, dass Sonnenlicht gerichtet reflektiert wird und so sicherheitsrelevante Lichtsignale überstrahlt.Advantages over the prior art result from a reduction of the phantom light effect. Because the shiny metallic surfaces also reflect the blue and green parts of the sunlight, the total light reflected by the luminaire will appear much whiter than with conventional luminaires with red optical elements or lenses. By means of suitable optical elements in front of concave reflectors in the luminaire, it is also possible to scatter the majority of the irradiated sunlight - namely the green and blue parts - in all directions. As a result, there is less danger that sunlight will be reflected in a directed manner and thus outshines safety-relevant light signals.
Zusätzliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich durch eine Verringerung des Aufheizens der Fahrzeugleuchte. Dadurch, dass die mit einem optischen Mehrschichtsystem versehenen - kurz beschichteten - Optikelemente das Licht reflektieren und nicht wie eingefärbte Optikkomponenten absorbieren, reduziert sich der Energieeintrag der Fahrzeugleuchte durch Solarstrahlung und die Fahrzeugleuchte heizt sich in der Sonne weniger auf. Dies kann sich insbesondere in sonnenreichen Regionen positiv auf die Lebensdauer aller Komponenten in der Fahrzeugleuchte auswirken.Additional advantages over the prior art result from a reduction in the heating of the vehicle lamp. The fact that the - provided with a multi-layer optical system - briefly coated - optical elements reflect light and not absorbed as dyed optical components, the energy input of the vehicle lamp is reduced by solar radiation and the vehicle lamp heats up less in the sun. This can have a positive effect on the service life of all components in the vehicle light, especially in sunny regions.
Eine Möglichkeit besteht darin, das kurz als die Beschichtung bezeichnete optische Mehrschichtsystem auf eine Lichtscheibe aufzubringen. Hierbei kann jedoch die Schwierigkeit entstehen, dass diese in der Regel aus PMMA gefertigt werden. Dieses Material zu beschichten ist technisch schwierig. Einfacher wäre es, die Lichtscheibe aus PC zu fertigen. Das macht wiederum eine Schutzschicht auf der Außenseite der Lichtscheibe erforderlich, um die Kratzfestigkeit zu erhöhen und um das PC vor UV-Strahlung zu schützen. Um die Verschweißbarkeit zu gewährleisten, muss eventuell auch der für das Leuchtengehäuse der Fahrzeugleuchte verwendete Werkstoff geändert werden. Die Spiegelschicht ließe sich auf der Innenseite der Lichtscheibe oder weniger gut geschützt auf der Außenseite unter der Schutzschicht aufbringen. Insgesamt erscheint der Einsatz einer erfindungsgemäßen Beschichtung auf der Lichtscheibe relativ aufwändig und damit kostenintensiv. Eine möglicherweise günstigere Alternative ist es, hinter der Lichtscheibe eine beschichtete Optikscheibe aus transparentem PC einzusetzen, die im Wesentlichen der Kontur der Lichtscheibe folgt. Dadurch ist es darüber hinaus einfacher möglich, Lichtfunktionen wie den Fahrtrichtungsanzeiger und den Rückfahrscheinwerfer auszusparen, da deren Licht eine abweichende Beschichtung bzw. einen unbeschichteten Bereich erfordern würde.One possibility is to apply the optical multilayer system, which is referred to as the coating for short, to a lens. However, this can cause the difficulty that these are usually made of PMMA. To coat this material is technically difficult. It would be simpler to manufacture the lens from PC. This in turn requires a protective layer on the outside of the lens to increase scratch resistance and protect the PC from UV radiation. To ensure weldability, the material used for the lamp housing of the vehicle lamp may also need to be changed. The mirror layer could be applied to the inside of the lens or less well protected on the outside under the protective layer. Overall, the use of a coating according to the invention on the lens appears relatively complex and therefore expensive. A possibly cheaper alternative is to use behind the lens a coated optical disc made of transparent PC, which follows substantially the contour of the lens. This also makes it easier to eliminate lighting functions such as the direction indicator and the reversing light, since their light would require a different coating or an uncoated area.
Weitere Einsatzmöglichkeiten für die Beschichtung bieten sich auf Optikscheiben aller Art, wie etwa Linsen, Streuscheiben, im kurz auch als das Leuchteninnere bezeichneten Leuchteninnenraum an, vorzugsweise in Kombination mit einer farblosen Lichtscheibe. Besonders attraktiv erscheint hier das Beschichten von mittels versteckt angeordneten Lichtquellen ausgeleuchteten, flächig ausgebildeten Lichtleitern, womit deren Erscheinungsbild noch dichter an das einer OLED heran rückt, die im ausgeschalteten Kaltzustand metallisch glänzt. Auch das Einfügen von Optikscheiben, die keine weitere Funktion erfüllen, außer die Beschichtung zu tragen, ist denkbar. So können beispielsweise Reflektoren oder streuende Lichtschalen hinter einer spiegelnden Optikscheibe versteckt werden.Further possible applications for the coating are offered on optical discs of all kinds, such as lenses, lenses, in the short also referred to as the interior lights interior, preferably in combination with a colorless lens. Especially attractive here is the coating of illuminated by means of hidden light sources, surface trained optical fibers, bringing their appearance closer to that of an OLED approaching, which shines metallic in the off state cold. Also, the insertion of optical disks that fulfill no other function, except to carry the coating, is conceivable. For example, reflectors or scattering light shells can be hidden behind a specular optical disk.
Nach dem Stand der Technik wird ein roter Rückstrahler in einer Heckleuchte entweder hinter einer roten Lichtscheibe platziert oder er besteht selbst aus rot eingefärbtem Material. Eine wellenlängenselektive optische Beschichtung bietet die Möglichkeit, einen Rückstrahler mit metallisch glänzendem Erscheinungsbild zu bauen. Dazu wird die optische Beschichtung auf die Vorderseite des Rückstrahlers aufgebracht und sorgt entweder allein durch ihre wellenlängenselektiven Eigenschaften oder in Kombination mit einem rot gefärbten Material des Rückstrahlers dafür, dass nur rotes Licht zurückgestrahlt wird. Vorteilhaft ist es hier, wenn die Oberflächennormale der Vorderseite des Rückstrahlers einen deutlichen Winkel zur Einfallsrichtung des Lichts aufweist. Dadurch wird das an der Oberfläche reflektierte blaue Licht nicht zur Lichtquelle zurückgeworfen. Zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben ist hier ein Winkel zwischen Hauptbetrachtungsrichtung und Rückstrahleroberflächennormale von min. 11° zur Seite oder von min. 6° nach oben oder unten sinnvoll. Die optischen Eigenschaften der Schicht sollten auf einen entsprechend schrägen Lichteinfall ausgelegt sein.According to the prior art, a red reflector in a tail light is either placed behind a red lens or it is itself made of red dyed material. A wavelength-selective optical coating offers the Possibility to build a reflector with a shiny metallic appearance. For this purpose, the optical coating is applied to the front of the reflector and ensures either only by their wavelength-selective properties or in combination with a red-colored material of the retroreflector that only red light is reflected back. It is advantageous here if the surface normal of the front side of the retroreflector has a clear angle to the direction of incidence of the light. As a result, the blue light reflected at the surface is not thrown back to the light source. To comply with the legal requirements here is an angle between the main viewing direction and Rückstrahleroberflächennormale of min. 11 ° to the side or from min. 6 ° upwards or downwards makes sense. The optical properties of the layer should be designed for a corresponding oblique incidence of light.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind unter anderem ein Entgegenwirken gegen den Phantomlichteffekt, welcher durch Reflexionen an zum Erhalt vorgegebener Lichtverteilungen vorgesehener Einrichtungen, unter anderem der Lichtquelle selbst, verursacht wird.Advantages over the prior art include counteracting the phantom light effect which is caused by reflections on devices provided for obtaining predetermined light distributions, inter alia the light source itself.
Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind eine Verbesserung der Verkehrssicherheit von Fahrzeugleuchten im Allgemeinen unter Anderem durch eine Vermeidung von Phantomlicht in der Farbe insbesondere einer roten Lichtfunktion, sowie einer die Lebensdauer der in einer Fahrzeugleuchte beherbergten Elektronikbauteile einschließlich Halbleiter-Lichtquellen erhöhenden Verringerung des Aufheizens des Leuchteninnenraums durch Fremdlichteinstrahlung, insbesondere durch Sonnenlicht.Further advantages of the invention over the prior art are an improvement in the traffic safety of vehicle lights in general, inter alia by avoiding phantom light in the color, in particular a red light function, as well as the life of the housed in a vehicle lamp electronic components including semiconductor light sources increasing reduction of Heating the lamp interior by external light radiation, in particular by sunlight.
Zusätzliche Vorteile ergeben sich durch ein neuartiges Erscheinungsbild mit bläulich metallisch schimmerndem Erscheinungsbild im Kaltzustand.Additional advantages result from a novel appearance with a bluish metallic shimmering appearance in the cold state.
Die Erfindung ermöglicht ein vollkommen neuartiges Erscheinungsbild der Leuchte, in der die Lichtscheibe, Optikscheiben oder Rückstrahler ein bläulich metallisch spiegelndes Erscheinungsbild besitzen.The invention enables a completely new appearance of the lamp in which the lens, optical discs or reflectors have a bluish metallic reflective appearance.
Das Optikelement kann einzelne oder eine Kombination der zuvor und/oder nachfolgend in Verbindung mit der Fahrzeugleuchte beschriebene Merkmale aufweisen, ebenso wie die Fahrzeugleuchte einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor und/oder nachfolgend in Verbindung mit dem Optikelement beschriebene Merkmale aufweisen und/oder verwirklichen kann.The optical element may have individual or a combination of the features described above and / or below in connection with the vehicle lamp, just as the vehicle lamp may have and / or implement individual or a combination of a plurality of features previously and / or subsequently described in connection with the optical element.
Das Optikelement oder alternativ die Fahrzeugleuchte oder das Optikelement und die Fahrzeugleuchte können alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer einleitend in Verbindung mit dem Stand der Technik und/oder in einem oder mehreren der zum Stand der Technik erwähnten Dokumente und/oder in der nachfolgenden Beschreibung zu den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebene Merkmale aufweisen.The optical element or alternatively the vehicle lamp or the optical element and the vehicle lamp may alternatively or additionally be single or a combination of several in connection with the prior art and / or in one or more of the documents mentioned in the prior art and / or in the following description Having the features described in the drawings illustrated embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die Erfindung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar. Es zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Optikelements mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung umfassend ein optisches Mehrschichtsystem und einer dieses schützenden Schutzschicht in einem Querschnitt. -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Optikelements mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung umfassend ein optisches Mehrschichtsystem und einer dieses schützenden Schutzschicht in einem Querschnitt. -
3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugleuchte mit einer Optikscheibe, die mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung umfassend ein optisches Mehrschichtsystem versehen ist, in einer teils geschnittenen, perspektivischen Ansicht. -
4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugleuchte mit einer Optikscheibe, die mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung umfassend ein optisches Mehrschichtsystem versehen ist, in einer teils geschnittenen, perspektivischen Ansicht -
5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugleuchte mit einer Optikscheibe, die mit einer wellenlängenselektiven Beschichtung umfassend ein optisches Mehrschichtsystem versehen ist, in einer teils geschnittenen, perspektivischen Ansicht.
-
1 a first embodiment of an optical element having a wavelength-selective coating comprising a multilayer optical system and a protective layer protecting this in a cross section. -
2 A second embodiment of an optical element having a wavelength-selective coating comprising a multilayer optical system and a protective protective layer in a cross section. -
3 a first embodiment of a vehicle lamp with an optical disk, which is provided with a wavelength-selective coating comprising a multilayer optical system, in a partially sectioned, perspective view. -
4 a second embodiment of a vehicle lamp with an optical disk, which is provided with a wavelength-selective coating comprising a multilayer optical system, in a partially sectioned, perspective view -
5 a third embodiment of a vehicle lamp with an optical disk, which is provided with a wavelength-selective coating comprising a multilayer optical system, in a partially sectioned, perspective view.
In
Ein in
Die wellenlängenselektive Beschichtung
Die wellenlängenselektive Beschichtung
Das Optikelement
Bei der Lichtquelle
Das Leuchtmittel kann darüber hinaus einen Leuchtmittelträger umfassen.The lighting means may further comprise a light source carrier.
Die mindestens eine Lichtquelle
Zum Betrieb sowohl von LEDs, als auch von OLEDs als Lichtquellen
Beispiele hierfür sind elektronische Steuerschaltungen:
- - zur Angleichung unterschiedlicher Helligkeiten einzelner LEDs oder von LED-Strängen innerhalb einer Gruppe gemeinsam betriebener, auf einem oder mehreren Leuchtmittelträgern angeordneter LEDs,
- - zur Ausfallerkennung,
- - zur Regelung und/oder Steuerung der Helligkeit bzw. Leuchtkraft der LEDs und/oder OLEDs, beispielsweise durch eine pulsweitenmodulierte Taktung der Stromversorgung für einen außerhalb des für das menschliche Auge wahrnehmbaren Bereichs gepulsten Betrieb,
- - zur Kompensation oder Vermeidung elektromagnetischer Störungen, beispielsweise aufgebaut aus Kondensatoren und/oder Ferriten,
- - zum Schutz der LEDs und/oder OLEDs z.B. vor einer Überspannung des Bordnetzes oder vor fehlerhafter Polung, beispielsweise umfassend eine oder mehrere Zenerdioden.
- for equalizing different brightness levels of individual LEDs or LED strands within a group of jointly operated LEDs arranged on one or more illuminant carriers,
- - for failure detection,
- for controlling and / or controlling the brightness or luminosity of the LEDs and / or OLEDs, for example by a pulse-width-modulated clocking of the power supply for a pulsed operation outside the range perceptible to the human eye,
- - for compensation or avoidance of electromagnetic interference, for example composed of capacitors and / or ferrites,
- - To protect the LEDs and / or OLEDs eg against an overvoltage of the electrical system or against incorrect polarity, for example comprising one or more Zener diodes.
Bei den in Verbindung mit einem Leuchtmittelträger zum Einsatz kommenden Leiterbahnträgern
Leiterbahnträger
Das Optikelement
Der Werkstoff des beispielsweise ein Leuchtenbauteil darstellenden Optikelements
Die wellenlängenselektive Beschichtung
Der Aufbau des optischen Mehrschichtsystems kann beispielsweise dem Aufbau eines Fabry-Perot-Interferometers entsprechen.The structure of the optical multilayer system may correspond, for example, to the construction of a Fabry-Perot interferometer.
Das Fabry-Perot-Interferometer umfasst zwei jeweils durch mindestens eine Schicht des optischen Mehrschichtsystems gebildete teilreflektierende Spiegel hoher Reflektivität, die miteinander einen optischen Resonator bilden. Das Transmissionsspektrum dieser Anordnung zeigt schmale Transmissions-Maxima für Wellenlängen, welche die Resonanzbedingung erfüllen, während andere Spektralbereiche in der Transmission nahezu vollständig ausgelöscht werden. Dies geschieht durch konstruktive beziehungsweise destruktive Interferenz der Teilstrahlen. wobei je ein teilreflektierender Spiegel des Fabry-Perot-Interferometers durch einen Bragg-Spiegel gebildet sein kann.The Fabry-Perot interferometer comprises two partially reflecting mirrors of high reflectivity, each formed by at least one layer of the multilayer optical system, which together form an optical resonator. The transmission spectrum of this arrangement shows narrow transmission maxima for wavelengths which satisfy the resonance condition, while other spectral regions in the transmission are almost completely extinguished. This is done by constructive or destructive interference of the partial beams. wherein each a partially reflecting mirror of the Fabry-Perot interferometer may be formed by a Bragg mirror.
Das optische Mehrschichtsystem kann ein dichroitisches Interferenzfilter und - spiegel bilden, welches den Effekt der Interferenz nutzt, um Licht frequenzabhängig, entsprechend innerhalb des kurz als sichtbares Licht bezeichneten, für das menschliche Auge sichtbaren Teils des elektromagnetischen Spektrums farbabhängig zu filtern und zu reflektieren.The multilayer optical system may form a dichroic interference filter and mirror which uses the effect of interference to color-dependently filter and reflect light as a function of frequency, corresponding to that portion of the electromagnetic spectrum that is briefly visible as visible light.
Das optische Mehrschichtsystem umfasst bevorzugt wenigstens zwei durch mindestens eine dielektrische Schicht voneinander getrennte metallische Schichten.The multilayer optical system preferably comprises at least two metallic layers separated by at least one dielectric layer.
Das optische Mehrschichtsystem kann mit einer Schutzschicht
Vorteilhaft kann die mit dem optischen Mehrschichtsystem versehene Lichtdurchtrittsfläche in einem Winkel zwischen Hauptbetrachtungsrichtung und Rückstrahleroberflächennormalen von mindestens 11° zur Seite und mindestens 6° nach oben oder unten angeordnet sein.Advantageously, the light transmission surface provided with the optical multilayer system can be arranged at an angle of at least 11 ° to the side and at least 6 ° upwards or downwards at an angle between the main viewing direction and the reflector surface normal.
Das beispielsweise ein Leuchtenbauteil darstellende Optikelement
Bei dem Optikelement
Alternativ kann es sich es sich bei dem Optikelement um eine Lichtscheibe
Darüber hinaus kann es sich bei dem Optikelement
Bei einer Fahrzeugleuchte
Unter anderem kann hierdurch zumindest zum Teil auf andere Optikelemente zur Ausformung vorgegebener Lichtverteilungen erfüllender definierter Abstrahlcharakteristiken verzichtet werden. Hierdurch können innovative Leuchtsignaturen mit kleinem Querschnitt und wenig Bauraumbedarf verwirklicht werden, die mit anderen technischen Lösungen als mit Lichtleiterelementen nur schwer oder gar nicht erhalten werden können.Among other things, this makes it possible to dispense at least partially with other optical elements for shaping predetermined light distributions of defined emission characteristics. As a result, innovative light signatures can be realized with a small cross-section and little space requirements that can be difficult or impossible to obtain with other technical solutions than with light guide elements.
Ein Lichtleiterelement, in welches Licht mindestens einer Lichtquelle an mindestens einer Lichteinkoppelfläche wenigstens eines Lichteinkoppelbereichs ein- und an mindestens einer von der Lichteinkoppelfläche verschiedenen Lichtauskoppelfläche zumindest eines Lichtauskoppelbereichs wieder ausgekoppelt wird, kann dabei als ein separates Bauteil im Leuchteninnenraum beherbergt oder Teil eines Leuchtmittels sein.An optical waveguide element into which light of at least one light source is coupled on at least one light input surface of at least one light coupling-in area and coupled back to at least one light outcoupling surface of at least one light outcoupling region that is different from the light coupling surface can be accommodated as a separate component in the interior of the luminaire or be part of a light source.
Vorteilhaft kann das Optikelement
Indem durch die wellenselektive Beschichtung nur Licht einer für eine Lichtfunktion vorgeschriebenen Lichtfarbe in den Rückstrahler
Wichtig ist hervorzuheben, dass das Optikelement
Die wellenlängenselektive Beschichtung
Mindestens eine Lichtdurchtrittsfläche des im Strahlengang von einer Lichtquelle
Bei der wellenlängenselektiven Beschichtung
Der Reflexionsgrad beträgt hierbei bevorzugt mindestens 60%, bei einem Transmissionsgrad von gleichzeitig höchstens 40% für Licht einer von der Wellenlänge einer für eine Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte
Darüber hinaus weist das optische Mehrschichtsystem einen hohen Transmissionsgrad für mindestens eine Wellenlänge wenigstens einer zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte
Der Transmissionsgrad beträgt hierbei bevorzugt mindestens 70%, bei einem Reflexionsgrad von gleichzeitig höchstens 30% für Licht einer Wellenlänge wenigstens einer zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte
Es ist demnach ersichtlich, dass die Erfindung eine Bedampfung mindestens einer im Strahlengang des Lichts vom Ort seiner Lichtemission bis zum mit dem Austritt aus der Lichtscheibe stattfindenden Verlassen der Fahrzeugleuchte liegenden Lichtdurchtrittsfläche mit einem optischen Mehrschichtsystem vorschlägt, das einen hohen Reflexionsgrad für Licht einer von der Wellenlänge einer für eine Lichtfunktion vorgeschriebenen Lichtfarbe verschiedenen Wellenlänge aufweist.It is therefore apparent that the invention proposes a vapor deposition of at least one in the beam path of the light from the location of its light emission to the exiting the lens disc leaving the vehicle light passing light passage surface with a multi-layer optical system, which has a high reflectivity for light one of the wavelength having a prescribed for a light function light color of different wavelength.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind ein wesentlich höherer Reflexionsgrad für Fremdlicht einhergehend mit einem wesentlich höheren Transmissionsgrad für Eigenlicht.Advantages over the prior art are a much higher reflectance for extraneous light along with a much higher transmittance for own light.
Hiermit einher geht eine im Vergleich zum Stand der Technik geringere Erwärmung und ein geringerer Phantomlichteffekt durch Fremdlicht einher, bei gleichzeitig geringer notwendiger Lichtleistung zur Erfüllung einer vorgegebenen Lichtverteilung, was zu einem geringeren Wärmeeintrag bei der Erzeugung von Eigenlicht führt.This is accompanied by a lower compared to the prior art heating and a lesser phantom light effect accompanied by extraneous light, at the same time low required light power to fulfill a predetermined light distribution, which leads to a lower heat input in the generation of intrinsic light.
Beides verringert die Wärmebelastung erheblich, wodurch die Lebensdauer der in einer Fahrzeugleuchte beherbergten Elektronikbauteile, einschließlich von als Lichtquellen vorgesehener Halbleiterlichtquellen, wie etwa LEDs und OLEDs, und damit die Verkehrssicherheit erhöht wird.Both greatly reduce the heat load, thereby increasing the life of the electronic components housed in a vehicle lamp, including semiconductor light sources provided as light sources, such as LEDs and OLEDs, and thus the road safety.
Wichtig ist hervorzuheben, dass jede wellenlängenselektive optische Interferenzschicht gleichzeitig eine Winkelabhängigkeit der Wellenlänge des transmittierten Lichts aufweist. Daher muss für die meisten erfindungsgemäßen Anwendungsfälle darauf geachtet werden, dass die Winkelabhängigkeit ausreichend gering ist, um gesetzlichen und ästhetischen Vorgaben zu genügen. Insbesondere als Beschichtung auf Lichtleitern oder Streuscheiben, kann die Winkelabhängigkeit jedoch auch genutzt werden, um die Richtung des abgestrahlten Lichts gezielt zu beeinflussen. So kann das optische Mehrschichtsystem für das von einer monochromatischen Lichtquelle
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if that feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or embodiments.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Fahrzeugleuchten, insbesondere Kraftfahrzeugleuchten gewerblich anwendbar.The invention is particularly industrially applicable in the field of manufacturing vehicle lights, in particular motor vehicle lights.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The invention has been described with reference to preferred embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications or changes may be made to the invention without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 0101
- Optikelementoptical element
- 0202
- wellenlängenselektive Beschichtungwavelength-selective coating
- 0303
- Schutzschicht protective layer
- 1010
- LichtscheibeLens
- 1111
- Optikscheibe optical disk
- 2020
- Leuchtengehäuse luminaire housing
- 3030
- Leuchteninnenraum Lights Interior
- 4040
- Lichtquelle light source
- 5050
- Leiterbahnträger Conductor carrier
- 6060
- Reflektor reflector
- 7070
- Rückstrahler reflector
- 8080
- Pfeil arrow
- 9090
- Pfeil arrow
- 100100
- Fahrzeugleuchtevehicle light
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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