DE102018203810A1

DE102018203810A1 - Asymmetrische lichtleiteranordnung

Info

Publication number: DE102018203810A1
Application number: DE102018203810.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hartmann
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-19

Abstract

Offenbart wird eine Lichtleiteranordnung (1) mit einer solchen asymmetrischen Ausgestaltung, dass eine Sekundärlumineszenz (24) vermeidend/reduzierend von einem benachbarten Lichtleiterabschnitt (2) kommende Lichtstrahlen (18) nicht zu einer Einkoppelfläche (4) intern reflektiert werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Lichtleiteranordnung aufweisend zumindest zwei parallel geschaltete Lichtleiterabschnitte, die zum benachbarten Abgeben eines von einer jeweiligen Einkoppelfläche geleiteten Lichts in einen gemeinsamen Auskoppelabschnitt konfiguriert und angeordnet sind. Die Erfindung geht ferner aus von einem Scheinwerfer mit einer solchen Lichtleiteranordnung und von einem Fahrzeugscheinwerfer damit.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, die als Zusatzausstattung einen Matrix-Scheinwerfer bzw. Adaptive Driving Beam (ADB) aufweisen. Hierfür können beispielsweise matrixartig angeordnete Licht emittierende Dioden (LEDs) eingesetzt sein, wobei die LEDs Teil eines Moduls sind. Jede einzelne oder Gruppen von LED(s) in dem Modul kann/können dann separat ansteuerbar und dadurch ein- und ausschaltbar sowie dimmbar sein, was auch als pixeliertes Licht bezeichnet werden kann. In Kombination mit einem Kamerasystem und einer bildverarbeitenden Elektronik werden beispielsweise ein Gegenverkehr und vorausfahrende Fahrzeuge erkannt und zumindest bereichsweise ausgeblendet. Hierdurch ist denkbar, beispielsweise dauerhaft, insbesondere bei Vorliegen bestimmter Bedingungen, mit „Fernlicht“ zu fahren, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu blenden. Als Bedingungen können vorgesehen sein, dass das Fahrzeug außerorts fährt, und/oder dass es eine Geschwindigkeit von über 50 km/h aufweist. Neben anderen Verkehrsteilnehmern können auch Hindernisse, wie beispielsweise Schilder, Fußgänger und/oder Fahrradfahrer lokal ausgeblendet werden. Gegenüber beispielsweise manuell geschalteten Scheinwerfern mit einer Fernlicht-Lichtquelle ergibt sich eine deutlich erhöhte Anschaltzeit. Gleichzeitig wird eine breitere Ausleuchtung ermöglicht, ohne beispielsweise einen Gegenverkehr zu blenden. Derartig ausgestaltete Matrix-System werden zum Beispiel von OSRAM unter dem Namen SMARTRIX angeboten.
ADB-Scheinwerfer werden marktüblich nicht nur bezüglich einer Lichtstärke in einem angeschalteten/beleuchteten Pixel spezifiziert, sondern auch bezüglich einer maximalen Lichtstärke in einem ausgeschalteten/unbeleuchteten Pixel. Diese Forderung dient dazu, beim Anwenden des Scheinwerfers im Straßenverkehr ein Blenden anderer Verkehrsteilnehmer zuverlässig zu vermeiden / verhindern. Um eine möglichst geringe Lichtstärke in den ausgeschalteten Pixeln zu erreichen, sollen möglichst viele potentielle Streulichtquellen reduziert / vermieden werden.
Eine wesentliche Streulichtabgabe ist als Sekundärlumineszenz bekannt. Dabei trifft ein Licht / eine Strahlung auf eine emittierende Oberfläche einer ausgeschalteten/unbeleuchteten Lichtquelle, und wird sodann von dieser Oberfläche wieder emittiert. Beispielsweise im Fall von als Lichtquelle verwendeten Konversionsleuchten gilt dies sowohl für eintreffende Konversionsstrahlung, wie auch für eintreffende Anregungsstrahlung.
Eine mögliche Streulichtquelle sind eine oder mehrere zu einer ausgeschalteten Lichtquelle benachbarte eingeschaltete Lichtleiter, deren Strahlung an beispielsweise der gemeinsamen Auskoppelfläche oder einem vergleichbaren optischen Element intern reflektiert wird, und so die unerwünschte Sekundärlumineszenz bewirkt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichtleiteranordnung mit reduzierter Eignung zur Sekundärlumineszenzabgabe vorzusehen. Dabei sollen Aspekte der Serienfertigung und -anwendung und/oder Anwendungs-/Branchen-spezifische Aspekte Beachtung finden.
Eine erfindungsgemäße Lichtleiteranordnung weist zumindest zwei parallel geschaltete Lichtleiterabschnitte und zumindest einen Auskoppelabschnitt auf. Die Lichtleiteranordnung kann einstückig oder mehrstückig sein. Dabei sind die Lichtleiterabschnitte dazu konfiguriert und angeordnet, in einen gemeinsamen Auskoppelabschnitt ein jeweiliges Licht benachbart abzugeben. Unter einem benachbarten Abgeben kann ein Abgeben / Übermitteln / Aus-und-Ein-Koppeln verstanden werden, welches zumindest teilweise räumlich getrennt vollzogen wird. Die Lichtleiter sind ferner dazu konfiguriert und angeordnet, das Licht von einer jeweiligen Einkoppelfläche des jeweiligen Lichtleiterabschnitts zu einer Abgabefläche des jeweiligen Lichtleiterabschnitts zu leiten. Die Einkoppelfläche kann eine interne/gedachte Fläche/Ebene oder bevorzugt eine Oberfläche des Lichtleiterabschnitts sein. Die Abgabefläche kann eine Oberfläche oder bevorzugt eine interne/gedachte Fläche/Ebene des Lichtleiterabschnitts / der Lichtleiteranordnung sein. Besonders bevorzugt ist die Abgabefläche eine interne Geometrie, an welcher Licht zwischen dem jeweiligen einzelnen Lichtleiterabschnitt und dem Auskoppelabschnitt Lichtleiteranordnungs-intern übertragbar ist.
Dabei wird die Aufgabe unabhängig beanspruchbar durch eine asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung gelöst. Durch die asymmetrische Gestalt wird, insbesondere bei regelmäßig angeordneten Lichtleiterabschnitten, eine Eignung zur Sekundärlumineszenz deutlich vermindert. Die Asymmetrie kann sich auf eine Relativanordnung der Lichtleiterabschnitte beziehen. Bevorzugt kann sich die Asymmetrie auf die (optische) Gestaltung, insbesondere relativ zu einer jeweiligen optischen Achse, entlang zumindest eines jeweiligen Strahlengangs / Strahlenbündels beziehen.
Unabhängig beanspruchbar wird die Aufgabe weiter durch eine derartige asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung gelöst, sodass ein von einem ersten Lichtleiter abgegebener, intern reflektiertet Lichtstrahl auf einem nicht auf eine Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts führenden Pfad reflektiert wird. Ebenfalls unabhängig beanspruchbar wird die Aufgabe weiter durch eine derartige asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung gelöst, sodass ein von einem ersten Lichtleiter abgegebener, intern reflektiertet Lichtstrahl auf einem an einer Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts vorbeiführenden Pfad reflektiert wird. Weiters unabhängig beanspruchbar wird die Aufgabe durch eine derartige asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung gelöst, sodass ein von einem ersten Lichtleiter abgegebener, intern reflektiertet Lichtstrahl auf einem (an einer Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts vorbeiführend) auf einen Absorber führenden Pfad reflektiert wird. Die Asymmetrie ist somit ein geometrisches, über einen Strahlengang definiertes Merkmal.
Die Sekundärlumineszenz beruht im Wesentlichen auf der Lichteinstrahlung in der Einkoppelfläche, sodass die vorgeschlagene Strahlführung zu einer vorteilhaften Reduzierung / Verhinderung der Sekundärlumineszenz führt.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Wenn zumindest ein Lichtleiterabschnitt zumindest einen Absorber, insbesondere eine Blende, umfasst, kann ein an der jeweiligen Einkoppelfläche vorbeiführender und/oder nicht auf die jeweilige Einkoppelfläche führender Lichtstrahl absorbiert, wie an einer weiteren Reflexion im Wesentlichen gehindert, werden. Der Absorber kann beispielsweise in dem Lichtleiterabschnitt entlang der optischen Achse unter einem Winkel dazu positioniert sein. Vorzugsweise ist der Absorber an einer Stufe und/oder endseitig angeordnet. Vorzugsweise ist der Absorber etwa orthogonal zur optischen Achse positioniert. Der Absorber kann beispielsweise als eine eine Strahlung zumindest teilweise nicht und/oder diffus streuende Oberfläche gestaltet sein. Beispielsweise kann eine Einkoppelfläche als zumindest teilweise diffus streuende Oberfläche ausgestaltet sein, sodass die erfindungsgemäße Asymmetrie unterstützend einen auf die Einkoppelfläche reflektierten Lichtteil nicht oder zumindest stark vermindert zu einer Streulichtabgabe führt.
Wenn der von einem unmittelbar benachbarten Lichtleiterabschnitt abgegebene, intern reflektierte Lichtstrahl an der Einkoppelfläche vorbeiführt und/oder nicht auf die Einkoppelfläche führt, wird eine besonders lichtstarke Sekundärlumineszenz vermieden. Wenn der von einem mittelbar benachbarten Lichtleiterabschnitt abgegebene, intern reflektierte Lichtstrahl an der Einkoppelfläche vorbeiführt und/oder nicht auf die Einkoppelfläche führt, kann in mehreren beieinander angeordneten (unbeleuchteten) Lichtleiterabschnitte eine großflächige Sekundärlumineszenz vermieden werden.
Eine vorteilhaft freiförmig wählbare Lichtleiteranordnung weist Lichtleiterabschnitte auf, deren optische Achse jeweils eine plane, gekrümmte und/oder geknickte Ebene in einer oder zwei Dimensionen verteilt orthogonal schneidet.
Vorzugsweise ist die Anordnung von Lichtleiterabschnitten und/oder der zugeordneten Strahlungsquellen beliebig. Die Strahlungsquellen und/oder Lichtleiter sind beispielsweise in einer Spalte oder mehreren Spalten und/oder in einer Zeile oder mehreren Zeilen angeordnet. Vorzugsweise sind also die Strahlungsquellen und/oder Lichtleiter matrixartig angeordnet. Die Gruppierung der jeweilige Lichtquellen kann in Bezug auf eine Mittenebene symmetrisch aufgebaut erfolgen. Alternativ oder zusätzlich, wie abschnittsweise, kann vorgesehen sein, dass die Lichtleiter und/oder die Strahlungsquellen konzentrisch angeordnet sind. Beispielsweise können sie konzentrisch auf einem Kreis oder Teilkreis oder konzentrisch auf mehreren Kreisen oder Teilkreisen angeordnet sein.
Beispielsweise können vier, zwölf, vierundzwanzig, fünfzig, neunzig, oder beliebig viele geradzahlige oder ungeradzahlige Strahlungsquellen und/oder Lichtleiter vorgesehen sein. Beispiele umfassen Lichtleiteranordnungen mit 5 Reihen mit je 9 Lichtleitern (5x9 genannt), oder 4x30, oder 3x28. In Zukunft sind Lichtleiteranordnungen mit hundert oder (deutlich) über hundert Lichtleitern anstrebbar.
Eine bevorzugte Variante der Lichtleiteranordnung weist in zumindest einer Reihe angeordnete Lichtleiterabschnitte bzw. zum Einkoppeln von Licht von in einer Reihe angeordneten Lichtquellen angeordnete Lichtleiterabschnitte auf. Bevorzugt sind in einer Reihe zumindest 5 Lichtleiter/Lichtquellen, bis zu 200 Lichtleiter/Lichtquellen und/oder mehr als 200 Lichtleiter/Lichtquellen angeordnet. Die Anzahl der Lichtleiter kann zu der Anzahl von den Lichtleitern bzw. von der Lichtleiteranordnung zuordenbaren Lichtquellen unterschiedlich sein.
Weisen die Lichtleiterabschnitte einkoppelflächenseitig einen kleineren Querschnitt als der auskoppelabschnittseitige Abgabequerschnitt auf, kann beispielsweise eine flächig wirkende Lichtleiteranordnung aus einer Punktlichtquellenmenge erzeugt werden. Bevorzugt sind die Lichtleiterabschnitte im Wesentlichen als Aufweitungsleiter, auch Taper genannt, gestaltet. Die Lichtleiteranordnung kann daneben weitere anders gestaltete Lichtleiterabschnitte umfassen. Die Lichtleiterabschnitte können zumindest teilweise gleich gestaltet und/oder dimensioniert sein, sodass beispielsweise ein homogenes Leuchtbild einfach umsetzbar ist. Die Lichtleiterabschnitte können zusätzlich und/oder alternativ auch zumindest teilweise ungleich gestaltet und/oder ungleich dimensioniert sein, um einfach mehrere Lichtfunktionen umzusetzen.
Die Lichtleiteranordnung ist vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren geformt / formbar, wobei 1-Komponenten-Spritzgussverfahren, 2-Komponenten-Spritzgussverfahren, Umspritzgussverfahren und/oder Anspritzgussverfahren besonders bevorzugt sind. Bevorzugte Materialien für die Lichtleiteranordnung sind spritzgussfähige Materialien. Beispiele besonders bevorzugter Werkstoffe umfassen ein Silikon, ein Polymethylmethacrylat (PMMA), ein Polycarbonat (PC), ein Glas und/oder einen Werkstoff der Klasse optisch thermoplastischer Materialien.
Besonders effizient ist es, wenn zwischen die Einkoppelfläche des Lichtleiterabschnitts und einen Hauptabschnitt, wie einen Aufweitungsabschnitt, des Lichtleiterabschnitts eine TIR-Geometrie zwischengeschaltet ist. Mit anderen Worten, eine dem Lichtleiterabschnitt vorgeschaltete TIR-Geometrie, welche bevorzugt die jeweilige Einkoppelfläche aufweist, ist besonders effizient, weil bspw. von einer Lichtquelle seitlich abgegebenes Licht einkoppelbar und nutzbar ist. TIR bedeutet dabei totale interne Reflexion. Die TIR-Geometrie hat eine refraktive Einkoppelfläche (und vorzugsweise eine refraktive Auskoppelfläche). Eine Außenmantelfläche der Geometrie kann etwa paraboloidförmig ausgestaltet sein, und sie ist als TIR Oberfläche ausgebildet. In die TIR-Geometrie können ein zentraler Lichtpfad und eine seitlicher Lichtpfad eintreten. Die Strahlung im seitlichen Lichtpfad wird an der TIR Oberfläche reflektiert.
Der Begriff „etwa“ kann beispielsweise bedeuten, dass eine Abweichung in den fachüblichen Toleranzen oder von bis zu 5% vorhanden sein kann.
Besonders zuverlässig Sekundärlumineszenz-reduzierend ist die Konfiguration, wenn der intern reflektierte Lichtstrahl auf einem an einer Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts zumindest direktvorbeiführenden Pfad und/oder auf einem nicht auf eine Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts zumindest direkt-führenden Pfad reflektiert wird.
Wenn der auf einem an einer Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts vorbeiführenden Pfad reflektiere Lichtstrahl und/oder der auf einem nicht auf eine Einkoppelfläche eines benachbarten Lichtleiterabschnitts führenden Pfad reflektierte Lichtstrahl zumindest einmal intern reflektiert ist, ist die Lichtleiteranordnung besonders vielfältig gestaltbar.
Die asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung kann insbesondere eine, vorzugsweise bezüglich un-/mittelbar benachbarter Lichtleiterabschnitte, asymmetrisch gekrümmte Auskoppelfläche des Auskoppelabschnitts umfassen. Die Auskoppelfläche ist eine Hauptquelle der gestreuten Strahlung, welche zu der unerwünschten Sekundärlumineszenz führt. Daher ist eine asymmetrische Auskoppelfläche ein besonders effizientes Mittel zum Reduzieren / Verhindern der Sekundärlumineszenz. Beispielsweise kann die Auskoppelfläche des Auskoppelabschnitts beidseits einer durch zwei optische Achsen benachbarter Lichtleiterabschnitte aufgespannten Ebene unterschiedlich gekrümmte Oberflächenabschnitte aufweisen. Wegen des Reflexionsverhaltens an der Oberfläche wird so eine Fokussierung / Konzentration des Lichts vermieden.
Die asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung kann insbesondere als ein Versatz des Flächenmittelpunkts eines Querschnitts zumindest eines Lichtleiterabschnitts gegenüber der optischen Achse des jeweiligen Lichtleiterabschnitts ausgeführt sein. Somit wird eine Konzentration des Lichts von einem benachbarten Lichtleiterabschnitt zuverlässig vermieden.
Die asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung kann insbesondere als eine Ausbauchung zumindest eines Lichtleiterabschnitts ausgeführt sein, welche sich zumindest richtungsmäßig entlang etwa von der Einkoppelfläche zu der Abgabefläche hin erstreckt. Die Ausbauchung führt zu einem Lichtleiterabschnitt-intern unregelmäßigen Reflexionsverhalten, sodass eine Sekundärlumineszenz zuverlässig reduziert wird.
Unabhängig beanspruchbar ist ferner ein Scheinwerfer aufweisend eine Lichtleiteranordnung wie vorstehend beschrieben, sowie zumindest zwei Lichtquellen.
Als Lichtquelle kommt jede Art Strahlungsquelle in Betracht, solange sie zumindest einen Anteil einer emittierten Strahlung im sichtbaren Bereich abgibt. Alle Lichtquellen einer Matrix-Lichtquellenanordnung können von einem Typ, von zumindest einem Typ und/oder mehr als einem Typ sein. Besonders bevorzugt kann sein, dass die unterschiedlichen Farben durch unterschiedliche Lichtquellentypen erzeugt werden.
Die Lichtquelle kann beispielsweise ausgebildet sein: als eine Glühlampe; als eine Halogenlampe; als eine Entladungslampe; als eine Licht emittierende Diode (LED); als ein Laser; als eine LED oder ein Laser oder eine andere Lichtquelle, die jeweils ein nach dem Prinzip Laser Activated Remote Phosphor (LARP) arbeitendes System sind; als ein nach einem Digital Light Processing (DLP)-Prinzip arbeitender Projektor; als eine IR-Strahlungsquelle; oder als eine andere eine elektromagnetische Strahlung in und/oder teilweise in und/oder nahe bei und/oder teilweise nahe bei dem sichtbaren Bereich abgebende, wiedergebende und/oder erzeugende Vorrichtung.
Eine Entladungslampe kann als High Intensity Discharge (HID) bezeichnet sein, und/oder sie kann beispielsweise eine Gasentladungslampe sein.
Unter einer Licht emittierenden Diode sollen insbesondere eine LED mit einem nachgelagerten Leuchtstoff zur teilweisen Umwandlung von Primärlicht (Emissionslicht der LED) in Sekundärlicht (Konversionslicht des Leuchtstoffs); eine ein warmweißes Licht emittierende LED; eine ein kaltweißes Licht emittierende LED; eine LED, welche in Vollkonversion betrieben wird; eine LED ohne einen nachgelagerten Leuchtstoff; eine pixelierte LED-Matrixanordnung; eine organische LED (OLED) und/oder dergleichen verstanden werden. Weiterbildend kann eine LED eine LED-Anordnung, wie rein beispielsweise eine zum Erzeugen mehrfarbigen Lichts vorbereitete LED-Anordnung, sein. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter. Einsetzbar und bevorzugt sind auch MikroLEDs bzw. µLEDs mit beispielsweise einer Fläche von 0,25mm² bzw. 500µm Kantenlänge. Bei mehrfarbigen LEDs kann durch ein Zusammenschalten ein weißes Licht erzeugt werden.
Bei der LARP-Technologie wird ein von einer Strahlungsquelle meist beabstandet angeordnetes Konversionselement, das einen Leuchtstoff (Hinweis: der Begriff Phosphor umfasst fachsprachlich auch Phosphor-freie Leuchtstoffe) aufweist oder daraus besteht, mit einer Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl oder Pumpstrahl oder Pumplaserstrahl, bestrahlt, insbesondere mit dem Anregungsstrahl einer Laserdiode. Die Anregungsstrahlung wird vom Leuchtstoff zumindest teilweise absorbiert und zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung oder in ein Konversionslicht umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Bei der Down-Konversion wird die Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle durch den bestrahlten Leuchtstoff in eine Konversionsstrahlung mit längeren Wellenlängen als die Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements eine blaue Anregungsstrahlung, insbesondere ein blaues Laserlicht, in eine rote und/oder grüne und/oder gelbe Konversionsstrahlung konvertiert werden. Bei einer teilweisen Konversion ergibt dann beispielsweise eine Überlagerung eines nichtkonvertierten blauen Anregungslichts und eines gelben Konversionslichts ein weißes Nutzlicht. Aus dem Stand der Technik sind LARP-Systeme oder µLARP-Systeme beispielsweise aus der DE102012223854 A1 und der DE102012201307 A1 , sowie den Patentschriften US20160290856 , DE102015213460 und DE102015220838 bekannt. Das Konversionselement ist üblicherweise mit einem Substrat verbunden, und es bildet dann zusammen mit dem Substrat einen Konverter. Der Konverter kann hierbei transmittierend ausgestaltet sein, wobei jeweils eine Einkoppelseite und eine Auskoppelseite des Konversionselements für die Strahlung vorgesehen sind. Alternativ kann der Konverter als reflektiver Konverter ausgestaltet sein, wobei eine Seite als Ein- und Auskoppelseite dient. Hierbei ist das Substrat vorzugsweise reflektierend ausgebildet.
Eine IR-Strahlungsquelle kann insbesondere eine IR-Laserdiode sein.
Besonders bevorzugt sind die Lichtquellen vom Typ Licht emittierende Dioden (LEDs), weil LEDs sehr platz- und energiesparende Lichtquellen sind.
Weiterbildend wird besonders bevorzugt, wenn die Lichtquellen, wie LEDs, ihrem Binning gemäß zum Abgeben der unterschiedlichen Lichtfarben angeordnet sind. Unter einem Binning wird eine Klassierung gefertigter Lichtquellen, insbesondere LEDs, nach zumindest einer Eigenschaft, wie vorliegend nach der abgebbaren Lichtfarbe, verstanden. Hierdurch wird erreicht, dass die unterschiedlichen Lichtfarben sehr präzise bestimmbar sind. Vorteilhaft können unterschiedliche Lichtfarben mit Lichtquellen gleichen Typs (und damit beispielsweise gleichen Anforderungen und gleicher Ansteuerung) verwendet werden.
Die Lichtquellen des Scheinwerfers können einer Lichtquellengruppe angehören. Eine Lichtquellengruppe kann gleiche Lichtquellen (wie LEDs gleichen Binnings), zumindest typgleiche Lichtquellen (wie LEDs), zumindest typähnliche Lichtquellen (wie LEDs und Laserdioden) und/oder verschiedene Lichtquellen umfassen. Eine bevorzugte Lichtquellengruppe kann jeweils eine rote, eine blaue und eine grüne Lichtquelle umfassen. Eine andere bevorzugte Lichtquellen-gruppe kann nur aus kaltweißen und/oder warmweißen Lichtquellen bestehen, also Lichtquellen unterschiedlicher Farbtemperatur. Eine andere bevorzugte Licht-quellengruppe kann eine kaltweiße, ein warmweiße, eine rote, eine grüne und eine blaue Lichtquelle umfassen.
Es kann vorgesehen sein, dass eine jeweilige Lichtquelle oder bevorzugt Einzellichtquelle hinsichtlich ihrer Licht emittierenden Fläche eine Größe aufweist, die aus folgenden Größen ausgewählt ist: 0,3 mm², 0,5 mm², 0,7 mm², 1 mm², 2 mm², und so weiter.
Ferner weisen jeweilige Lichtquellen bevorzugt eine Leuchtdichte aus folgenden Leuchtdichten auf, wobei unterschiedliche Leuchtdichten in einem Scheinwerfer bevorzugt sein können: 50 cd/mm², 100 cd/mm², 350 cd/mm², 1000 cd/mm², usw. Somit können sich die Lichtquellen hinsichtlich ihrer optischen Performance unterscheiden. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass sich die Lichtquellen hinsichtlich ihrer Lichtverteilung oder Abstrahlcharakteristik unterscheiden.
Ein besonders gleichmäßiges Erscheinungsbild ergibt sich, wenn bei dem Scheinwerfer jeder Einkoppelfläche eine jeweilig Lichtquelle zugeordnet ist.
Der Scheinwerfer kann zur Lichtkegelformung oder dergleichen zumindest ein der Lichtleiteranordnung nachgeschaltetes optisches Element enthalten. Dadurch kann der Scheinwerfer an Anwendungsbedingungen leicht angepasst werden. Beispielsweise kann so auch einzelnen Lichtleiterabschnitten und/oder Lichtleiterabschnittgruppen mit zumindest einem unterschiedlichen jeweils zugeordnet nachgeschalteten optischen Element eine jeweilige unterschiedliche Funktion (bei einem Fahrzeugscheinwerfer beispielsweise Standlicht, Abblendlicht bzw. Nahlicht, Fernlicht, Abbiegelicht oder dergleichen) zugewiesen werden.
Anwendungsbereiche für den Scheinwerfer können beispielsweise Effektlichtbeleuchtungen, Entertainmentbeleuchtungen, Architainmentbeleuchtungen, Allgemeinbeleuchtungen, medizinische und therapeutische Beleuchtungen oder Beleuchtungen für den Gartenbau (Horticulture) sein.
Der Scheinwerfer kann insbesondere auch ein Fahrzeugscheinwerfer sein. Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nicht-autonomes oder teilautonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein. Wird der Scheinwerfer für ein Fahrzeug eingesetzt, so handelt es sich dann bei diesem vorzugsweise um einen Frontscheinwerfer. Eine Eignung für eine Verwendung in einem Fahrzeug kann eine Eignung für einen Dauerbetrieb bei einer Temperatur zwischen -40°C bis +120°C, wie etwa bei 85°C, sein.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung,
2 eine Längsschnittansicht einer bekannten Lichtleiteranordnung, und
3 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung.

Eine erfindungsgemäße Lichtleiteranordnung 1 ist in den 1 und 3 gezeigt. Sie umfasst eine Vielzahl, hier elf, Lichtleiterabschnitte 2, die einstückig mit einem gemeinsamen Auskoppelabschnitt 4 verbunden sind. Die Lichtleiteranordnung 1 ist beispielhaft aus Silikon. Die Lichtleiterabschnitte 2 erstrecken sich vorliegend etwa parallel. Ferner sind die Lichtleiterabschnitte 2 parallel geschaltet angeordnet, sodass sie unabhängig voneinander Licht übertragen können.
Jeder der Lichtleiterabschnitte 2 erstreckt sich von einer Einkoppelfläche 6 hin zu einer Abgabefläche 8 entlang einer somit definierten optischen Achse 10. An die Abgabefläche 8 schließt sich im Wesentlichen entlang der optischen Achse 10 der als gemeinsame Linse gebildete Auskoppelabschnitt 4 an. Der Auskoppelabschnitt 4 wird entlang der jeweiligen optischen Achse 10 durch eine gemeinsame Auskoppelfläche 12 abgeschlossen. Die Einkoppelfläche 6 und die Auskoppelfläche 12 sind vorliegend Oberflächen.
Die Darstellung der 1 zeigt anhand der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung 1 eine interne Reflexion, welche in vergleichbarer Weise bei der in der 2 gezeigten Lichtleiteranordnung des Standes der Technik leicht(er) zu einer Sekundärlumineszenz führen kann. Einer ersten Lichtleitergruppe 14 zugeordnete (nicht dargestellte) Lichtquellen sind eingeschaltet und geben ein Licht ab, wohingegen einer zweiten Lichtleitergruppe 16 zugeordnete (ebenfalls nicht dargestellte) Lichtquellen ausgeschaltet sind und kein Licht abgeben. Ein von einer Lichtquelle abgegebener Lichtstrahl 18 wird von einer Einkoppelfläche 6-1 eines Lichtleiterabschnitts 2-1 durch diesen Lichtleiterabschnitt 2-1 zu der Abgabefläche 8 geleitet, und dort in den Auskoppelabschnitt 4 bis zu den Auskoppelfläche 12 übertragen. Dort wird ein Großteil des Lichts des Lichtstrahls 18 ausgekoppelt und als ausgekoppelter Lichtstrahl 20 abgestrahlt. Eine Teilmenge des Lichts des Lichtstrahls 18 wird an der Auskoppelfläche intern reflektiert, und als Lichtstrahl 22 durch den Auskoppelabschnitt 4, die Abgabefläche 8 und den unmittelbar benachbarten Lichtleiterabschnitt 2-2 zu der (unmittelbar benachbarten) Einkoppelfläche 6-2 übertragen, um dann von dort als Sekundärlumineszenz 24 wieder abgestrahlt zu werden.
In der 2 sind mögliche abgegebene Lichtstrahlen 18-1 bis 18-4 illustriert, die von einer (nicht dargestellten) benachbarten Lichtquelle abgegeben werden, die einem zu dem Längsschnitt benachbarten Lichtleiterabschnitt 2 zugeordnet ist. Diese Lichtstrahlen 18-1 bis 18-4 werden an der Auskoppelfläche 12 intern reflektiert, und die intern reflektierten Lichtstrahlen 22-1 bis 22-4 treffen auf die Einkoppelfläche 6 dieses Lichtleiterabschnitts. Dabei kommt es bei den Lichtstrahlen 22-1, 22-2 und 22-3 zu einer weiteren internen Reflexion an einer Wand 26 des Lichtleiterabschnitts 2. In der Folge kommt es zur (nicht dargestellten) Sekundärlumineszenz.
Der Längsschnitt der 3 zeigt gegenüber dem Längsschnitt der 2 mehrere Veränderungen. Zum Einen ist die Auskoppelfläche 12 in vorliegend zwei Auskoppelflächenabschnitte 12-1, 12-2 unterteilt, die sich hinsichtlich ihrer Krümmungsradien unterschieden, und die zwei Winkelbereichen 28, 30 beidseits einer benachbarte optische Achsen 10 verbindenden Ebene 42 zugeordnet sind. Zum Nächsten erstreckt sich richtungsmäßig längs des geschnittenen Lichtleiterabschnitts 2 eine Ausbauchung 30. Axial endseitig an der Ausbauchung 32 ist ein als Blende gestalteter Absorber 34 angeordnet.
Im Ergebnis trifft beispielsweise der intern reflektierte Lichtstrahl 22-4 unter einem so stumpfen Winkel auf die Wand 26, dass er nicht intern reflektiert, sondern durchgelassen wird. Die intern reflektierten Lichtstrahlen 22-1 und 22-2 hingegen werden in die Ausbauchung 32 reflektiert, und treffen dort dann axial endseitig auf den Absorber 34.
Die Lichtleiterabschnitte 2 umfassen vorliegend optional zur effektiveren Lichtquellennutzung neben einem Aufweitungsabschnitt 36 einkoppelseitig einen TIR-Abschnitt 38, welche an einer Übergangsfläche 40 aneinander anliegen.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante ist innerhalb der Ausbauchung 30 zumindest ein Absorber angeordnet, um auf die Einkoppelfläche gerichtete Lichtstrahlen zu absorbieren. Dabei dient die Ausbauchung zumindest teilweise als den Absorber aufnehmender Raum.
Offenbart wird somit eine Lichtleiteranordnung mit einer solchen asymmetrischen Ausgestaltung, dass eine Sekundärlumineszenz vermeidend/reduzierend von einem benachbarten Lichtleiterabschnitt kommende Lichtstrahlen nicht zu einer Einkoppelfläche intern reflektiert werden.
Bezugszeichenliste

Lichtleiteranordnung	1
Lichtleiterabschnitt	2, 2-1, 2-2
Auskoppelabschnitt	4
Einkoppelfläche	6, 6-1, 6-2
Abgabefläche	8
optische Achse	10
Auskoppelfläche	12
Auskoppeloberflächenabschnitte	12-1, 12-2
Lichtleitergruppen	14, 16
abgegebener Lichtstrahl	18, 18-1 ... 18-4
ausgekoppelter Lichtstrahl	20
intern reflektierter Lichtstrahl	22, 22-1 ... 22-4
Sekundärlumineszenz	24
Wand	26
Winkelbereich	28, 30
Ausbauchung	32
Absorber	34
Aufweitungsabschnitt	36
TIR-Abschnitt	38
Übergangsfläche	40
Ebene	42

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012223854 A1 [0032]
DE 102012201307 A1 [0032]
US 20160290856 [0032]
DE 102015213460 [0032]
DE 102015220838 [0032]

Claims

Lichtleiteranordnung aufweisend zumindest zwei parallel geschaltete Lichtleiterabschnitte (2), die zum benachbarten Abgeben eines von einer jeweiligen Einkoppelfläche (6) geleiteten Lichts in einen gemeinsamen Auskoppelabschnitt (4) konfiguriert und angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiteranordnung (1) eine derart asymmetrische Gestalt aufweist, sodass ein von einem ersten Lichtleiterabschnitt (2) abgegebener, intern reflektierter Lichtstrahl (22) auf einem nicht auf eine Einkoppelfläche (6) eines benachbarten Lichtleiterabschnitts (2) führenden Pfad (22-1, 22-2, 22-4) reflektiert wird.
Lichtleiteranordnung gemäß dem Anspruch 1, wobei der nicht auf die Einkoppelfläche (6) eines benachbarten Lichtleiterabschnitts (2) führende Pfad (22-1, 22-2, 22-4) an der Einkoppelfläche (6) des benachbarten Lichtleiterabschnitts (2) vorbei führt.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei zumindest ein Lichtleiterabschnitt (2) zumindest einen Absorber (34), insbesondere eine Blende, umfasst.
Lichtleiteranordnung gemäß dem Anspruch 3, wobei der Absorber (34) seitlich an dem Lichtleiterabschnitt und/oder etwa orthogonal zur optischen Achse positioniert ist.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der intern reflektierte Lichtstrahl (22) von einem unmittelbar oder mittelbar benachbarten Lichtleiterabschnitt (2) abgegeben wird.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lichtleiterabschnitte (2) in einer oder zwei Dimensionen einer planen, gekrümmten und/oder geknickten Ebene benachbart angeordnet sind.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lichtleiterabschnitte (2) einkoppelseitig einen kleineren Querschnitt als ein auskoppelabschnittseitiger Abgabequerschnitt aufweisen.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei dem Lichtleiterabschnitt (2) einkoppelseitig eine TIR-Geometrie (38) vorgeschaltet ist.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der intern reflektiertet Lichtstrahl (22) auf einem an einer Einkoppelfläche (6) eines benachbarten Lichtleiterabschnitts (2) zumindest direktvorbeiführenden Pfad (22-4) reflektiert wird.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der auf einem an einer Einkoppelfläche (6) eines benachbarten Lichtleiterabschnitts (2) vorbeiführenden Pfad reflektierte Lichtstrahl (22-1, 22-2) zumindest einmal intern reflektiert ist.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die asymmetrische Gestalt der Lichtleiteranordnung (1) eine asymmetrisch gekrümmte Auskoppelfläche (12) des Auskoppelabschnitts (4) umfasst, wobei vorzugsweise die Auskoppelfläche (12) des Auskoppelabschnitts (4) beidseits einer durch zwei optische Achsen (10) benachbarter Lichtleiterabschnitte (2) aufgespannten Ebene (42) unterschiedlich gekrümmte Oberflächenabschnitte (12-1, 12-2) aufweist.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Flächenmittelpunkt eines Querschnitts zumindest eines Lichtleiterabschnitts (2) gegenüber der optischen Achse (10) versetzt ist.
Lichtleiteranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zumindest ein Lichtleiterabschnitt (2) eine sich zumindest richtungsmäßig etwa von der Einkoppelfläche (6) zu der Abgabefläche (8) entlang erstreckende Ausbauchung (32) umfasst.
Scheinwerfer aufweisend eine Lichtleiteranordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und zumindest zwei Lichtquellen, wobei vorzugsweise jeder Einkoppelfläche (6) eine jeweilige Lichtquelle zugeordnet ist.
Fahrzeugscheinwerfer gemäß dem Anspruch 14.