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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
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Im Bereich der Lichttechnik, beispielsweise im Zusammenhang mit Fahrzeugen, besteht häufig die Anforderung, unterschiedliche Lichtfunktionen mit einer gemeinsamen Auskoppelfläche zu kombinieren.
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Bei bekannten Lösungen werden Effizienz und Homogenität wenigstens einer Lichtfunktion gegenüber einer anderen Lichtfunktion oft in ihrer Qualität vermindert. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn beispielsweise Lichtquellen mit unterschiedlichen Farben zum Zwecke ihrer Überlagerung räumlich dicht beieinander angeordnet werden, um dann Licht in einen gemeinsamen Lichtleiter einzukoppeln.
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Die
DE 10 2010 056 313 A1 beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung, bei der mehrere Lichtquellen mit einer gemeinsamen Vorsatzoptik angeordnet werden. Die Vorsatzoptik umfasst Bereiche, von denen einige im Fokus einer ersten Lichtquelle und einige im Fokus einer anderen Lichtquelle angeordnet sind.
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Die
WO 2014/165890 A1 beschreibt eine Leuchteinheit, bei der Lichtquellen mit individuellen Optikelementen ausgestattet sind, und die Lichtquellen und Optikelemente hinter einer gemeinsamen Streuscheibe angeordnet sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine neue Beleuchtungsanordnung zu schaffen, mit der Licht mehrerer Lichtquellen miteinander gemischt werden kann, ohne dass die Qualität der Lichtfunktion darunter leidet und die zugleich besonders einfach aufgebaut sein soll.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung, umfassend eine Lichtquelle und eine korrespondierende Lichtquelle sowie einen Lichtleiter, der eine Lichteinkopplungsfläche für Licht der Lichtquelle und eine korrespondierende Lichteinkopplungsfläche für Licht der korrespondierenden Lichtquelle umfasst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lichteinkopplungsfläche an ihrer Innenseite einen korrespondierenden Totalreflexionsbereich für Licht der korrespondierenden Lichtquelle umfasst und die korrespondierende Lichteinkopplungsfläche an ihrer Innenseite einen Totalreflexionsbereich für Licht der Lichtquelle umfasst und dass Licht der Lichtquelle und Licht der korrespondierenden Lichtquelle durch Totalreflexion an eine gemeinsame Lichtauskopplungsfläche leitbar ist.
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Mit anderen Worten ausgedrückt wird also jede Lichteinkopplungsfläche an ihrer Außenseite optisch auf jeweils eine Lichtquelle hin ausgelegt und an ihrer Innenseite optisch auf die jeweils andere Lichtquelle hin ausgelegt. Auslegungsparameter sind dabei insbesondere die Relativposition und Orientierung der Lichtquellen zur Lichteinkopplungsfläche sowie die Abstrahlcharakteristiken der jeweiligen Lichtquelle. Hieraus lässt sich eine eindeutige Gestaltung der Lichteinkopplungsfläche ableiten, wobei ihre Innenseite entsprechend ein Negativ der Gestaltung ihrer Außenseite darstellt.
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Dies bietet den Vorteil, dass die Lichtquellen nahezu beliebig relativ zum Lichtleiter positioniert werden können. Im Inneren des Lichtleiters wird das Licht der Lichtquellen gleichsam homogen und effizient zur Lichtauskopplungsfläche geleitet. Mit beispielsweise zwei Lichtquellen lassen sich so nach außen hin beispielsweise drei Lichtfunktionen realisieren, nämlich durch Aktivierung lediglich der Lichtquelle, durch Aktivierung lediglich der korrespondierenden Lichtquelle oder durch Aktivierung der Lichtquelle und der korrespondierenden Lichtquelle. Aufgrund der homogenen Durchmischung des Lichts der unterschiedlichen Lichtquellen ergibt sich im letztgenannten Fall nach außen hin eine homogene Lichtfunktion ohne störende Intensitätskonzentrationen in Teilbereichen.
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Darüber hinaus ist der Lichtleiter, der beispielsweise auch einteilig sein kann, äußerst einfach gestaltet. Der Lichtleiter kann beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff bestehen. Beispielsweise kann der Lichtleiter ein Kollimator oder eine totale interne Reflexionslinse (TIR-Linse) umfassen.
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Die Lichtquellen können beliebige Leuchtmittel umfassen und beispielsweise auch den Leuchtmitteln vorgelagerte Primäroptiken aufweisen. Auf diese Weise lässt sich Licht unterschiedlicher Farben sowie auch in seiner Abstrahlcharakteristik variables, beispielsweise diffuses oder kollimiertes Licht erzeugen und in den Lichtleiter einkoppeln.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lichtleiter eine Vielzahl von Lichteinkopplungsflächen und korrespondierenden Lichteinkopplungsflächen umfasst.
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Mit anderen Worten ausgedrückt ist für zu mischendes Licht der Lichtquellen jeweils eine Vielzahl von Lichteinkopplungsflächen vorgesehen. So können rein exemplarisch zwei, drei, vier, fünf oder mehr Lichteinkopplungsflächen für Licht der Lichtquelle vorgesehen sein und ebenso viele Lichteinkopplungsflächen für Licht der korrespondierenden Lichtquelle vorgesehen sein.
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Somit lässt sich mit der Beleuchtungsanordnung der Erfindung flexibel das Licht mehrerer Lichtquellen mischen und dabei auch eine flächenmäßig große gemischte Lichtfunktion realisieren.
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Auch können beispielsweise mehrere Paare von Lichtquellen und korrespondierenden Lichtquellen nebeneinander mit jeweils einem zugehörigen Lichtleiter platziert werden. Der Lichtleiter kann dabei auch einteilig für alle Paare ausgebildet sein.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Licht der Lichtquelle und das Licht der korrespondierenden Lichtquelle unterschiedliche Wellenlängen aufweisen.
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Die Wellenlängen können beispielsweise Farben entsprechen, die rein exemplarisch gelb und weiß sein können. Beispielsweise im Fahrzeugbereich lassen sich so vorteilhaft über die gemeinsame Lichtauskopplungsfläche beispielsweise ein Tagfahrlicht und ein Blinklicht realisieren.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle und die korrespondierende Lichtquelle ungleichartige Lichtquellen sind.
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Die Lichtquellen können ungleichartig zum einen hinsichtlich ihrer Abstrahlcharakteristik, also diffus oder gerichtet sein, sowie auch hinsichtlich des physikalischen Funktionsprinzips, beispielsweise im Falle einer LED und einer Glühlampe.
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Solche ungleichartigen Lichtquellen sind mit konventionellen Lösungen kaum im Sinne einer Lichtfarbenmischung miteinander kombinierbar, da beispielsweise LEDs und Glühlampen bereits aus thermischen sowie Bauraumgründen einen gewissen Mindestabstand zueinander benötigen. Dieser kann mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung ohne Probleme eingehalten werden.
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Ebenso kann bei Verwendung größerer Primäroptiken, welche die Lichtquellen umfassen können, um beispielsweise eine diffuse oder gerichtete Abstrahlcharakteristik zu erzeugen, in einfach benötigtem Abstand nebeneinander angeordnet werden.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle eine LED umfasst und die korrespondierende Lichtquelle eine Glühlampe umfasst.
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So lässt sich vorteilhaft, beispielsweise im Fahrzeugbereich, eine diffuse und warme Lichtbeleuchtung erzeugen und gleichzeitig eine hellere konzentrierte Lesebeleuchtung.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquelle gerichtetes Licht zu erzeugen vermag und die korrespondierende Lichtquelle diffuses Licht zu erzeugen vermag.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung gemäß der vorhergehenden Beschreibung.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug handeln.
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In bevorzugter Ausgestaltung des Fahrzeugs der Erfindung ist vorgesehen, dass über eine gemeinsame Lichtauskopplungsfläche der Beleuchtungsanordnung unterschiedliche Lichtfunktionen des Fahrzeugs erzeugbar sind.
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Die Lichtfunktionen des Fahrzeugs können Lichtfunktionen im Innenraum oder auch im Außenbereich des Fahrzeugs umfassen. Dabei kann, wie oben bereits angesprochen, eine Mischung diffusen und gerichteten Lichts und auch unterschiedlicher Farben erfolgen.
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In bevorzugter Ausgestaltung des Fahrzeugs der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtfunktionen ein Blinklicht und ein Tagfahrlicht umfassen.
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Natürlich können auch andere Lichtfunktionen vorgesehen sein, wie beispielsweise Rückleuchten, Scheinwerfer oder auch eine dritte Bremsleuchte.
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In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Fahrzeugs der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtfunktionen ein gerichtetes Leselicht und eine diffuse Innenraumbeleuchtung umfassen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung;
- 2 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung in einer weiteren Ausführungsform;
- 3 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung in einer weiteren Ausführungsform; und
- 4 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug;
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung 10. Diese ist lediglich abschnittsweise dargestellt und umfasst einen Lichtleiter 12 sowie relativ zu dem Lichtleiter 12 angeordnet eine Lichtquelle 14 und eine korrespondierende Lichtquelle 16.
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Exemplarisch handelt es sich bei der Lichtquelle 14 und auch der korrespondierenden Lichtquelle 16 jeweils um eine LED 40. Licht der Lichtquelle 18 ist vorliegend rein exemplarisch weiß und Licht der korrespondierenden Lichtquelle 20 ist vorliegend rein exemplarisch gelb. Mit anderen Worten weisen diese also unterschiedliche Wellenlängen auf.
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Der Lichtleiter 12 besteht vorliegend exemplarisch aus einem transparenten Kunststoff. Der Lichtleiter 12 weist eine Lichteinkopplungsfläche 22 für Licht der Lichtquelle 18 sowie eine korrespondierende Lichteinkopplungsfläche 24 für Licht der korrespondierenden Lichtquelle 20 auf.
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An ihrer Innenseite 26 weist die Lichteinkopplungsfläche 22 einen korrespondierenden Totalreflexionsbereich 28 auf. Somit kann Licht der korrespondierenden Lichtquelle 20 zunächst über die korrespondierende Lichteinkopplungsfläche 24 in den Lichtleiter 12 eintreten und zu dem korrespondierenden Totalreflexionsbereich 28 gelangen. Die Anordnung des Lichtleiters 12, der korrespondierenden Lichtquelle 16 sowie die Gestaltung der korrespondierenden Lichteinkopplungsfläche 24 und des korrespondierenden Totalreflexionsbereichs 28 sind derart aufeinander abgestimmt, dass Licht der korrespondierenden Lichtquelle 20 in Richtung einer gemeinsamen Lichtauskopplungsfläche 30 umgelenkt wird.
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Der Lichtleiter 12 weist darüber hinaus an einer Innenseite 32 der korrespondierenden Lichteinkopplungsfläche 24 einen Totalreflexionsbereich 34 für Licht der Lichtquelle 18 auf. Analog zu dem vorher Beschriebenen sind auch hier die Anordnung des Lichtleiters 12, der Lichtquelle 14 sowie die Gestaltung der Lichteinkopplungsfläche 22 und des Totalreflexionsbereichs 34 derart aufeinander abgestimmt, dass das Licht der Lichtquelle 18 zunächst durch die Lichteinkopplungsfläche 22 in den Lichtleiter 12 eintreten kann und dann an dem Totalreflexionsbereich 34 in Richtung der gemeinsamen Lichtauskopplungsfläche 30 umgelenkt wird.
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Im Ergebnis erfolgt im Lichtleiter 12 also eine homogene Durchmischung des Lichts der Lichtquelle 18 um das Licht der korrespondierenden Lichtquelle 20. Von außen her ist an der gemeinsamen Lichtauskopplungsfläche 30 somit stets eine homogene Lichtfunktion 36 sichtbar. Dies gilt unabhängig davon, ob entweder nur die Lichtquelle 14, nur die korrespondierende Lichtquelle 16 oder beide Lichtquellen 14, 16 aktiviert sind.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung 10 in einer weiteren Ausführungsform.
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Auch diese weist, wie in 1 beschrieben, die Lichtquelle 14 und die korrespondierende Lichtquelle 16 auf.
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Im Unterschied zu der vorangegangenen Ausführungsform umfasst der Lichtleiter 12 hier jedoch eine Vielzahl von Lichteinkopplungsflächen 22 und korrespondierenden Lichteinkopplungsflächen 24, rein exemplarisch jeweils fünf.
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Somit ergibt sich eine Vielzahl von Lichtleitersegmenten 38, vorliegend rein exemplarisch fünf Lichtleitersegmente 38, die nach dem in 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Prinzip ausgebildet sind.
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Die in 2 erzeugte Lichtfunktion 36 ist somit entsprechend großflächig.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung 10 in einer weiteren Ausführungsform.
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Diese unterschiedet sich von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass es sich bei den Lichtquellen 14, 16 um ungleichartige Lichtquellen handelt. Die Lichtquelle 14 ist wiederum in Form einer LED 40 realisiert, wobei diese mit einer Kollimationsoptik 42 kombiniert ist.
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Die korrespondierende Lichtquelle 16 ist vorliegend als Glühlampe 44 ausgebildet.
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In der Folge vermag die Lichtquelle 14 gerichtetes Licht 46 zu emittieren, wohingegen die korrespondierende Lichtquelle 16 diffuses Licht 48 aussendet.
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Entsprechend lässt sich an der gemeinsamen Lichtauskopplungsfläche 30 eine Lichtfunktion 36 erzeugen, die entweder durch gerichtetes Licht 46, diffuses Licht 48 oder deren Mischung gebildet wird.
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4 zeigt schließlich ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 50. Bei diesem handelt es sich exemplarisch um ein Kraftfahrzeug 52.
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Das Fahrzeug 50 umfasst erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnungen 10. Über diese sind unterschiedliche Lichtfunktionen 36 des Fahrzeugs 50 erzeugbar.
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Rein exemplarisch handelt es sich dabei zum einen um ein Blinklicht 54, das mit einem Tagfahrlicht 56 kombinierbar ist.
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Zum anderen handelt es sich wiederum rein exemplarisch um ein gerichtetes Leselicht 58, welches mit einer diffusen Innenraumbeleuchtung 60 kombinierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Beleuchtungsanordnung
- 12
- Lichtleiter
- 14
- Lichtquelle
- 16
- korrespondierende Lichtquelle
- 18
- Lichtquelle
- 20
- korrespondierende Lichtquelle
- 22
- Lichteinkopplungsfläche
- 24
- korrespondierende Lichteinkopplungsfläche
- 26
- Innenseite
- 28
- korrespondierender Totalreflexionsbereich
- 30
- Lichtauskopplungsfläche
- 32
- Innenseite
- 34
- Totalreflexionsbereich
- 36
- Lichtfunktionen
- 38
- Lichtleitersegment
- 40
- LED
- 42
- Kollimationsoptik
- 44
- Glühlampe
- 46
- gerichtetes Licht
- 48
- diffuses Licht
- 50
- Fahrzeug
- 52
- Kraftfahrzeug
- 54
- Blinklicht
- 56
- Tagfahrlicht
- 58
- Leselicht
- 60
- Innenraumbeleuchtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010056313 A1 [0004]
- WO 2014/165890 A1 [0005]
