DE102019122470A1

DE102019122470A1 - Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach, Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach und Fahrzeugdach für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019122470A1
Application number: DE102019122470.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Pasquarelli; Johannes Thannheimer
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-02-25

Abstract

Eine Beleuchtungsanordnung (10) für ein Fahrzeugdach (103) weist eine Lichtquelle (4), ein längliches, erstes Lichtleitelement (1) und ein plattenförmiges, zweites Lichtleitelement (3) auf, das mit dem ersten Lichtleitelement (1) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeistes Licht zu führen und für eine Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Beleuchtungsanordnung (10) weist ferner ein Lichtauskopplungselement (2) auf, das mit dem ersten Lichtleitelement (1) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das in dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeiste Licht auszubilden, sodass mittels des Lichtauskopplungselements (2) eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement (1) auskoppelbar und in das zweite Lichtleitelement (3) einkoppelbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach, die dazu geeignet ist, eine komfortable und effiziente Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Beleuchtungsanordnung sowie ein Fahrzeugdach für ein Kraftfahrzeug.
Eine Anordnung zum Beleuchten eines Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs weist zum Beispiel einen Grundkörper mit vorgegebenen Kanälen und Öffnungen auf, die für einen Einsatz oder ein Durchführen von Leuchtmitteln ausgebildet sind. Die Leuchtmittel sind dann beispielsweise mittels Leiterbahnen mit einer Stromversorgung gekoppelt und ermöglichen so eine vorgegebene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums. Diese Kenntnisse entsprechen zumindest einem firmeninternen Vorgehen bei Beleuchtungskonzepten in Kraftfahrzeugen.
Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, eine Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach bereitzustellen, die eine komfortable und effiziente Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsanordnung bzw. durch ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsanordnung mit den Merkmalen des jeweils unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Beleuchtungsanordnung bzw. des Verfahrens sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach weist eine Lichtquelle auf, die dazu eingerichtet ist, Licht mit vorgegebenen spektralen Eigenschaften zu emittieren. Die Beleuchtungsanordnung weist weiter ein längliches, erstes Lichtleitelement auf, das zur Lichteinkopplung mit der Lichtquelle gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle eingespeistes Licht zu führen. Die Beleuchtungsanordnung weist weiter ein plattenförmiges, zweites Lichtleitelement auf, das mit dem ersten Lichtleitelement gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von dem ersten Lichtleitelement eingespeistes Licht zu führen und für eine Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Beleuchtungsanordnung weist weiter ein Lichtauskopplungselement, das mit dem ersten Lichtleitelement gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das in dem ersten Lichtleitelement eingespeiste Licht auszubilden, sodass mittels des Lichtauskopplungselements eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement auskoppelbar und in das zweite Lichtleitelement einkoppelbar ist.
Mittels der beschriebenen Beleuchtungsanordnung ist eine effiziente und kostengünstige Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs realisierbar, die zu einem erhöhten Komfort des Kraftfahrzeugs beitragen kann. Die Beleuchtungsanordnung weist einen übersichtlichen und platzsparenden Aufbau auf und ist zum Beispiel an einer Unterseite eines Fahrzeugdachs angeordnet und ermöglicht eine homogene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums.
Es ist eine Erkenntnis im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass zum Beispiel ein Einsatz eines LED-Streifens als Lichtquelle mit einer Vielzahl von Leuchtdioden kostspielig ist und zu einer Anordnung beiträgt, die einen relativ großen Bauraum benötigt. Zudem erfordert ein Einsatz eines solchen LED-Streifens eine sehr genaue Positionierung und eine relativ aufwendige Justage.
Es ist eine weitere Erkenntnis im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass zum Beispiel bei einem Einsatz von Leuchtdioden, die direkt mit einem Lichtleiter gekoppelt werden, eine gewisse optische Weglänge erforderlich ist, um eine gewünschte Mischung roter, grüner und blauer Spektralanteile des emittierten Lichts zu erzielen, um eine vorgegebene Lichtfarbe einzustellen und eine homogene Farberscheinung zu ermöglichen. Andernfalls besteht das Risiko, dass in einem Randbereich einer solchen Anordnung ungemischte Lichtfarben beobachtbar sind.
Es ist eine weitere Erkenntnis im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass bei einem Einsatz von einem Prismenstab eine relativ winkelstarke Lichtstreuung stattfindet und daher ein Großteil des Lichts nicht für eine effiziente Beleuchtung zur Verfügung steht. Demgemäß kann zum Beispiel lediglich eine relativ schwache Helligkeit einer Beleuchtung erzielt werden. Mittels eines sogenannten whitebed-Lichtleiters kann eine unerwünscht große Lichtstreuung in einer Anordnung zur Beleuchtung reduziert werden. Allerdings ist eine Helligkeit und Lichtauskopplung aus einem solchen Lichtleiter über seine Länge nicht homogen. Ein solcher whitebed- oder Weißbett-Lichtleiter weist zum Beispiel zwei Komponenten auf, von denen eine zum Beispiel ein weißer Kunststoff co-extrudiert mit einem klaren Kunststoff zusammenwirkt. Dabei dienen der weiße Kunststoff der Lichtauskopplung und der klare Kunststoff der Lichtleitung.
Mittels der beschriebenen Beleuchtungsanordnung und des flächigen oder plattenförmigen zweiten Lichtleitelements können die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten gelöst oder umgangen werden und es kann auf kostengünstige Weise eine homogene und effiziente Beleuchtung für einen Fahrzeuginnenraum bereitgestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung sind das erste Lichtleitelement und das zweite Lichtleitelement in Bezug auf ihre jeweiligen Materialien vorgegeben brechzahlabgestimmt miteinander gekoppelt. Beispielsweise sind die beiden Lichtleitelemente aus demselben Material gefertigt oder weisen zwischen einander ein Kopplungsmedium auf, welches eine nutzbringende Lichtauskopplung aus dem ersten Lichtleitelement und Lichteinkopplung in das zweite Lichtleitelement ermöglicht. Vorzugsweise ist kein Luftspalt zwischen den Lichtleitelementen ausgebildet, welcher sich nachteilig auf einen optischen Kontakt und eine kontrollierte Lichtführung auswirken kann. Die Lichtleitelemente können zum Beispiel direkt miteinander verbunden sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung sind das erste Lichtleitelement und das zweite Lichtleitelement mittels eines optischen Klebstoffes miteinander gekoppelt. Der Klebstoff ist insbesondere so ausgestaltet oder ausgewählt, dass er eine optische Lichtleitung nicht nachteilig beeinflusst. Der Klebstoff ist vorzugsweise klar oder transparent ausgebildet und weist eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf. Der Klebstoff ist zum Beispiel an vorgegebenen Positionen zwischen den Lichtleitelementen angeordnet und hinsichtlich einer zuverlässigen Lichtleitfunktion hin ausgewählt. Zum Beispiel ist der Klebstoff brechzahlabgestimmt auf das Material des ersten und/oder des zweiten Lichtleiters ausgebildet und ermöglicht ein nutzbringendes Ein- und Auskoppeln des zu führenden Lichts.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist das erste Lichtleitelement eine Ausnehmung, zum Beispiel in Form eines Spalts oder einer Nut, auf, in die sich ein Abschnitt des zweiten Lichtleitelements erstreckt. Auf diese Weise kann zu einem stabilen und zuverlässigen Halt der Komponenten der Beleuchtungsanordnung beigetragen werden. Zudem ermöglicht eine solche Ausführung eine relativ hohe optische Effizienz in Bezug auf das Auskoppeln des Lichts aus dem ersten Lichtleitelement und das Einkoppeln des Lichts in das zweite Lichtleitelement.
Darüber hinaus trägt eine solche Kopplung der Lichtleitelemente miteinander zu einer einfachen Montage und Fertigung der Beleuchtungsanordnung bei. Dabei kann das zweite Lichtleitelement in die Ausnehmung des ersten Lichtleitelements eingesteckt und gegebenenfalls zusätzlich verklebt sein. Außerdem kann mittels der beschriebenen Kopplung eine relativ große Kontaktfläche zwischen den Lichtleitelementen ausgebildet werden, die sich nutzbringend auf eine Lichtführung und somit auf die Beleuchtung auswirken kann.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung ist das erste Lichtleitelement aus einem anorganischen Glas und/oder einem Polymerglas ausgebildet oder weist ein solches auf. Das erste Lichtleitelement ist zum Beispiel als Glasstab ausgebildet und weist einen runden oder eckigen Querschnitt auf.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung ist das zweite Lichtleitelement als lichtleitende Folie ausgebildet. Die lichtleitende Folie ist insbesondere dünner oder schmaler ausgebildet als das erste Lichtleitelement, sodass ein deutlicher Dickenunterschied im Vergleich der beiden Lichtleitelemente besteht. Das erste Lichtleitelement weist zum Beispiel bezogen auf einen Querschnitt quer zu einer Längsachse eine Abmessung von mindestens 2 mm auf, während das zweite Lichtleitelement zum Beispiel bezogen auf eine Dicke quer zu einer flächigen Haupterstreckungsebene des zweiten Lichtleitelements eine Abmessung von maximal 500 µm aufweist. Alternativ kann das zweite Lichtleitelement zum Beispiel auch als dünne, plattenförmige Glasscheibe ausgebildet sein, die ein flächiges Lichtleitelement ausbildet, die allerdings dicker ausgestaltet wäre als eine lichtleitende Folie.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung ist das Lichtauskopplungselement als ein Druck und/oder eine Beschichtung ausgebildet, der und/oder die an einer dem zweiten Lichtleitelement gegenüberliegenden Position an dem ersten Lichtleitelement vorgegeben aufgebracht ist. Der Druck oder die Beschichtung kann ferner eine vorgegebene Struktur oder ein vorgegebenes Muster aufweisen, welches sich nutzbringend auf die Lichtstreuung auswirken kann. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Lichtauskopplungselement als eine Oberflächenstruktur an einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements vorgegeben ausgebildet, die dem zweiten Lichtleitelement gegenüberliegt.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung sind das erste Lichtleitelement und das Lichtauskopplungselement mittels Spritzgießen vorgegeben ausgebildet. Insbesondere können die beiden Elemente in einem Spritzgussprozess zusammen ausgebildet werden und eine einstückige, lichtleitende und lichtauskoppelnde Komponente der Beleuchtungsanordnung ausbilden.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist das Lichtauskopplungselement eine Mehrzahl von Auskopplungsabschnitten auf, die zum Beispiel beabstandet voneinander zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtleitelement angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst die Beleuchtungsanordnung weiter eine Linsenoptik, die mit dem ersten und dem zweiten Lichtleitelement gekoppelt ist und die dazu eingerichtet ist, eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement zu bündeln und in das zweite Lichtleitelement einzukoppeln. Mittels einer solchen Linsenoptik kann Licht aus dem ersten Lichtleiter in den zweiten Lichtleiter fokussiert bzw. gebündelt werden und zu einer erhöhten optischen Effizienz, insbesondere in Bezug auf eine Helligkeit und eine Farbdarstellung, der Beleuchtung beitragen.
Die beschriebene Beleuchtungsanordnung ermöglicht es, auf einen Einsatz eines LED-Streifens zu verzichten. Sie weist einen übersichtlichen und einfach einzustellenden Aufbau auf und ist kostengünstig realisierbar. Ferner kann die beschriebene Beleuchtungsanordnung mit einem platzsparenden und besonders flachen Aufbau ausgebildet werden. Mittels einer Ausnehmung oder eines Spalts an dem ersten Lichtleitelement können eine einfache Positionierung des zweiten Lichtleitelements und Montage der Beleuchtungsanordnung eingerichtet werden. Somit können unter anderem auch größere Toleranzen der Komponenten bereitgestellt bzw. ausgeglichen werden. Außerdem kann eine Komplexität des Aufbaus der Beleuchtungsanordnung verringert werden, da zum Beispiel keine Klammern oder anderweitige Profil- oder Halteelemente erforderlich sind, um die Lichtleitelemente zuverlässig miteinander zu koppeln.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugdach für ein Kraftfahrzeug weist eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Beleuchtungsanordnung auf, die in dem Fahrzeugdach angeordnet oder integriert ist oder die mit einer Karosserie des Fahrzeugdachs gekoppelt ist. Dadurch, dass das Fahrzeugdach eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Beleuchtungsanordnung aufweist, sind Merkmale und Eigenschaften der Beleuchtungsanordnung auch für das korrespondierende Fahrzeugdach offenbart und umgekehrt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach umfasst ein jeweiliges Bereitstellen und Koppeln der zuvor beschriebenen Komponenten der Beleuchtungsanordnung.
Das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements und das Koppeln des Lichtauskopplungselements mit dem ersten Lichtleitelement kann insbesondere ein Aufbringen eines Drucks und/oder einer Beschichtung auf einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements umfassen, die dem zweiten Lichtleitelement gegenüberliegend ist. Das Lichtauskopplungselement wird somit mittels Aufdrucken und/oder Beschichten ausgebildet.
Das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements und das Koppeln des Lichtauskopplungselements mit dem ersten Lichtleitelement kann ferner ein Ausbilden einer Oberflächenstruktur mittels eines Lasers an einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements umfassen. Das Lichtauskopplungselement wird somit mittels Laserbestrahlung in Form einer vorgegebenen Oberflächenstrukturierung des ersten Lichtleitelements ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung des Verfahrens kann das Bereitstellen des ersten Lichtleitelements, das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements und das Koppeln des Lichtauskopplungselements mit dem ersten Lichtleitelement auch ein Ausbilden des ersten Lichtleitelements und Ausbilden des Lichtauskopplungselements mittels Spritzgießen umfassen. Insbesondere können das Lichtauskopplungselement und das erste Lichtleitelement in einem gemeinsamen Spritzgussprozess einstückig hergestellt werden. Alternativ können die beiden Komponenten auch getrennt hergestellt werden.
Das beschriebene Verfahren und die beschriebenen Weiterbildungen realisieren insbesondere Herstellungsmöglichkeiten einer jeweiligen Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Beleuchtungsanordnung, sodass Merkmale und Eigenschaften der Beleuchtungsanordnung auch für das korrespondierende Herstellungsverfahren offenbart sind und umgekehrt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Fahrzeugdach in perspektivischer Ansicht,
2-7 Ausführungsbeispiele einer Beleuchtungsanordnung für das Fahrzeugdach, und
8 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht alle dargestellten Elemente in sämtlichen Figuren mit Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht schematisch ein Fahrzeugdach 103 eines Kraftfahrzeugs 100, das einen Deckel 105 aufweist, der zum Beispiel ein zu dem Fahrzeugdach 103 unbewegliches Festglaselement realisiert. Alternativ ist der Deckel 105 relativ zu dem Fahrzeugdach 103 beweglich ausgebildet, um wahlweise eine Dachöffnung in dem Fahrzeugdach 103 freizugeben und zu verschließen. Das Kraftfahrzeug 100 weist ferner eine Beleuchtungsanordnung 10 auf, die mit dem Fahrzeugdach 103 gekoppelt ist und die einem Fahrzeuginnenraum zugeordnet ist, um diesen bei Bedarf zu beleuchten.
In 2 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanordnung 10 in einer eine Ansicht aus dem Fahrzeuginnenraum illustriert. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist eine Lichtquelle 4 auf, die dazu eingerichtet ist, Licht mit vorgegebenen spektralen Eigenschaften zu emittieren. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist weiter ein längliches, erstes Lichtleitelement 1 und ein plattenförmiges, zweites Lichtleitelement 3 auf. Das erste Lichtleitelement 1 ist zur Lichteinkopplung mit der Lichtquelle 4 gekoppelt und ist dazu eingerichtet, von der Lichtquelle 4 eingespeistes Licht zu führen. Das zweite Lichtleitelement 3 ist mit dem ersten Lichtleitelement 1 gekoppelt und ist dazu eingerichtet, von dem ersten Lichtleitelement 1 eingespeistes Licht zu führen und für eine Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums bereitzustellen.
Die Beleuchtungsanordnung 10 weist außerdem ein Lichtauskopplungselement 2 auf, das mit dem ersten Lichtleitelement 1 gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das in dem ersten Lichtleitelement 1 eingespeiste Licht auszubilden. Somit ist mittels des Lichtauskopplungselements 2 eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement 1 auskoppelbar und in das zweite Lichtleitelement 3 einkoppelbar. Die Beleuchtungsanordnung 10 ermöglicht das Ausbilden einer komfortablen Stimmungs- oder Umgebungsbeleuchtung in dem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs 100.
Die Lichtquelle 4 ist zum Beispiel als ein hochleistungsfähiges, lichtemittierendes Diodenmodul realisiert und so positioniert, dass Licht kontrolliert in das erste Lichtleitelement 1 einkoppelbar ist. Das in dem ersten Lichtleitelement 1 eingespeiste Licht propagiert zum Beispiel gemäß den illustrierten Reflexionen 5 innerhalb des ersten Lichtleitelements 1. Mittels des Lichtauskopplungselements 2 wird gezielt ein lichtstreuendes Element bereitgestellt, sodass das Licht, wie anhand von Lichtstreuungen 6 illustriert, in Richtung des zweiten Lichtleitelements 3 umgelenkt wird.
Das zweite Lichtleitelement 3 steht zum Beispiel in direktem optischen Kontakt mit dem ersten Lichtleitelement 1, sodass kein Luftspalt zwischen den Lichtleitelementen 1 und 3 vorhanden ist. Insbesondere können beide Lichtleitelemente 1 und 3 miteinander verklebt sein. Eine solche adhäsive Kopplung ist insbesondere brechzahlabgestimmt ausgebildet, sodass eine für die Beleuchtung vorteilhafte Lichtführung eingerichtet ist.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanordnung 10 in einer schematischen Seitenansicht. Das erste Lichtleitelement 1 und das Lichtauskopplungselement 2 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Das Lichtauskopplungselement 2 ist zum Beispiel als „whitebed“-Auskopplungselement ausgestaltet.
Das zweite Lichtleitelement 3 ist als Lichtleitfolie 3 ausgestaltet und steht in direktem optischem Kontakt mit dem ersten Lichtleitelement 1, sodass gestreutes Licht gemäß der illustrierten Lichtstreuung 7 in Richtung der Lichtleitfolie 3 gelenkt wird und in die Lichtleitfolie 3 einkoppelt. Die Lichtleitfolie 3 kann aus Kunststoff gefertigt sein und eine Art Blatt oder Schicht ausbilden, die bezogen auf eine vertikale Richtung eine Dicke von 500 µm oder weniger aufweist. Somit kann die Lichtleitfolie 3 zuverlässig auf eine Scheibe des Deckels 105 laminiert werden. Zum Beispiel weist die Lichtleitfolie 3 eine Dicke von 200 µm bis 300 µm auf. Das erste Lichtleitelement 1 weist zum Beispiel eine Dicke oder einen Durchmesser von 2 mm bis 5 mm auf und ermöglicht im Rahmen der Lichtführung eine zuverlässige Farbdurchmischung des eingespeisten Lichts. Das Lichtauskopplungselement 2 trägt zu einer ausgleichenden Homogenität in Bezug auf das in die Lichtleitfolie 3 einzuspeisende Licht bei.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanordnung 10 in einer schematischen Seitenansicht illustriert. Das erste Lichtleitelement 1 weist eine Ausnehmung in Form eines Spalts 8 auf, in den ein Abschnitt der Lichtleitfolie 3 eingebracht ist. In Bezug auf eine vertikale Richtung gemäß der illustrierten Darstellung ist eine Breite des Spalts 8 vorzugsweise in Abstimmung auf eine Dicke der Lichtleitfolie 3 ausgebildet. Die Breite des Spalts 8 sollte daher zumindest gleich der Dicke der Lichtleitfolie 3 sein, sodass ein einfaches und zuverlässiges Anordnen möglich ist.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanordnung 10 in einer schematischen Seitenansicht. Das Lichtauskopplungselement 2 und das erste Lichtleitelement 1 weisen in dieser Ausführungsform jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf. Dies kann sich zum Beispiel nutzbringend auf eine Fertigung und Montage der Beleuchtungsanordnung 10 an dem Fahrzeugdach 103 auswirken.
Die Geometrie oder Form des Lichtauskopplungselements 2 und des ersten Lichtleitelements 1 sowie die Kopplung mit dem zweiten Lichtleitelement bzw. der Lichtleitfolie 3 sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt und ausgebildet, dass ein größtmöglicher Lichtanteil mittels des Lichtauskopplungselements 2 in die Lichtleitfolie 3 gestreut und/oder reflektiert wird. Zum Beispiel kann die Form des Lichtauskopplungselements 2 und des ersten Lichtleitelements 1 mittels Spritzgießen oder mittels Extrusion vorgegeben ausgebildet werden.
Licht der Lichtquelle 4 wird in das erste Lichtleitelement 1 eingekoppelt und mittels des Lichtauskopplungselements 2 aus diesem ausgekoppelt und in die Lichtfolie 3 als zweites Lichtleitelement eingekoppelt. Das Lichtauskopplungselement 2 kann in Form eines Drucks oder einer Beschichtung gegebenenfalls mit vorgegebenem Strukturmuster ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist das Lichtauskopplungselement 2 als laserstrukturierte Oberflächenstruktur an einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements 1 ausgebildet. Ferner kann Lichtauskopplungselement 2 mittels Spritzgießen ausgebildet sein oder ein „whitebed“-Auskopplungselement darstellen. Eine Dichte, eine Form oder eine Transluzenz oder Lichtdurchlässigkeit des Lichtauskopplungselements 2 kann variieren und zum Beispiel in Bezug auf die Länge des ersten Lichtleitelements 1 vorgegeben ausgebildet sein, um zu einer homogenen Licht- und Helligkeitsverteilung der Beleuchtung beizutragen.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanordnung 10, in welcher das Lichtauskopplungselement 2 mehrere Abschnitte aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtleitelement 1 und 3 angeordnet sind. Zum Beispiel ist das Lichtauskopplungselement 2 in Form einer Beschichtung innerhalb des Spalts 8 strukturiert angeordnet. Das Lichtauskopplungselement 2 ist zum Beispiel eine transparente partikelbasierte oder laserstrukturierte Beschichtung, die eine gezielte Lichtstreuung bewirkt.
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanordnung 10 gezeigt, welche zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Komponenten eine Linsenoptik 9 aufweist. Die Linsenoptik 9 ist in dem Spalt 8 innerhalb des ersten Lichtleitelements 1 angeordnet und mit der Lichtleitfolie 3 gekoppelt, um Licht aus dem ersten Lichtleitelement 1 in die Lichtleitfolie 3 zu fokussieren oder zu bündeln.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung 10.
In einem Schritt S1 werden zum Beispiel die Lichtquelle 4 und das längliche, erste Lichtleitelement 1 und das plattenförmige, zweite Lichtleitelement 3 zum Beispiel in Form einer Lichtleitfolie bereitgestellt. Außerdem wird zum Beispiel das Lichtauskopplungselement 2 bereitgestellt bzw. ausgebildet.
In einem Schritt S2 wird dann zum Beispiel die Lichtquelle 4 mit dem ersten Lichtleitelement 1 gekoppelt, sodass Licht der Lichtquelle 4 in das erste Lichtleitelement 1 eingekoppelt oder eingespeist werden kann.
In einem Schritt S3 wird das zweite Lichtleitelement 3 mit dem ersten Lichtleitelement 1 gekoppelt, sodass in das ersten Lichtleitelement 1 eingespeiste Licht aus diesem in das zweite Lichtleitelement 3 einkoppeln kann.
In einem weiteren Schritt S4 wird das Lichtauskopplungselements 2 mit dem ersten Lichtleitelement 1 gekoppelt, sodass mittels des Lichtauskopplungselements 2 eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement 1 ausgekoppelt und in das zweite Lichtleitelement 3 eingekoppelt werden kann.
Das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements 2 und das Koppeln des Lichtauskopplungselements 2 mit dem ersten Lichtleitelement 1 kann insbesondere mittels Aufbringen eines Drucks und/oder einer Beschichtung auf einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements 1 erfolgen. Das Lichtauskopplungselement 2 wird somit an dem ersten Lichtleitelement 1 vorgegeben ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich kann das Lichtauskopplungselement 2 mittels eines Lasers an einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements 1 ausgebildet werden und eine vorgegebene Oberflächenstruktur an dem ersten Lichtleitelement 1 realisieren. Ferner kann das Lichtauskopplungselement 2 mittels Spritzguss ausgebildet werden.
Mittels der beschriebenen Beleuchtungsanordnung 10 ist eine effiziente und kostengünstige Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums des Kraftfahrzeugs 100 realisierbar, die zu einem erhöhten Komfort des Kraftfahrzeugs 100 beitragen kann. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist einen übersichtlichen und platzsparenden Aufbau auf und ermöglicht eine homogene Beleuchtung.
Eine Farbmischung der Beleuchtung erfolgt bereits in dem ersten Lichtleitelement 1 vor der Lichteinkopplung in die Lichtleitfolie 3. Somit kann eine besonders homogene Farbverteilung der Beleuchtung erzielt werden und es kann ein besonders flacher Aufbau der Beleuchtungsanordnung 10 ausgebildet werden. Es wird keine relativ dicke Ausführung der Lichtleitelemente 1, 3 benötigt und zudem wird zum Beispiel dazu beigetragen, dass nicht gemischte Farbanteile des beleuchtenden Lichts in Randbereichen der Beleuchtungsanordnung 10 auftreten. Somit wird weiter zu einer vorteilhaften Gesamtwahrnehmung der durch die Beleuchtungsanordnung 10 bereitgestellten Beleuchtung beigetragen.
Durch das Ausbilden der Komponenten der Beleuchtungsanordnung 10 mit einer jeweils vorgegebenen Geometrie, wie eine Form, eine Größe, und eine Verteilung oder Anordnung der Komponenten relativ zueinander, kann weiter zu einer homogenen Lichtverteilung in dem ersten und dem zweiten Lichtleitelement 1 und 3 beigetragen werden. Dies trägt ferner zu einer einheitlichen Helligkeit der durch das zweite Lichtleitelement bereitgestellten Beleuchtung bei.
Bezugszeichenliste

1: erstes Lichtleitelement / Lichtleitstab
2: Lichtauskopplungselement
3: zweites Lichtleitelement / Lichtleitfolie
4: Lichtquelle
5: Lichtreflektion
6: Lichtstreuung
7: Lichtstreuung
8: Ausnehmung
9: Linsenoptik
10: Anordnung
100: Kraftfahrzeug
103: Fahrzeugdach
105: Deckel
S(i): Schritte eines Verfahrens zum Herstellen der Beleuchtungsanordnung für das Fahrzeugdach

Claims

Beleuchtungsanordnung (10) für ein Fahrzeugdach (103), aufweisend: - eine Lichtquelle (4), die dazu eingerichtet ist, Licht mit vorgegebenen spektralen Eigenschaften zu emittieren, - ein längliches, erstes Lichtleitelement (1), das zur Lichteinkopplung mit der Lichtquelle (4) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (4) eingespeistes Licht zu führen, - ein plattenförmiges, zweites Lichtleitelement (3), das mit dem ersten Lichtleitelement (1) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeistes Licht zu führen und für eine Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen, und - ein Lichtauskopplungselement (2), das mit dem ersten Lichtleitelement (1) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das in dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeiste Licht auszubilden, sodass mittels des Lichtauskopplungselements (2) eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement (1) auskoppelbar und in das zweite Lichtleitelement (3) einkoppelbar ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 1, bei der das erste Lichtleitelement (1) und das zweite Lichtleitelement (3) in Bezug auf ihre jeweiligen Materialien vorgegeben brechzahlabgestimmt miteinander gekoppelt sind.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der das erste Lichtleitelement (1) und das zweite Lichtleitelement (3) mittels eines Klebstoffes miteinander gekoppelt sind.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das erste Lichtleitelement (1) eine Ausnehmung (8) aufweist, in die sich ein Abschnitt des zweiten Lichtleitelements (3) erstreckt.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das erste Lichtleitelement (1) ein anorganisches Glas und/oder ein Polymerglas aufweist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das zweite Lichtleitelement (3) als lichtleitende Folie ausgebildet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das erste Lichtleitelement (1) zylinderförmig oder stabförmig ausgebildet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Lichtauskopplungselement (2) als ein Druck und/oder eine Beschichtung ausgebildet ist, der und/oder die an einer dem zweiten Lichtleitelement (3) gegenüberliegenden Position an dem ersten Lichtleitelement (1) vorgegeben aufgebracht ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Lichtauskopplungselement (2) als eine Oberflächenstruktur an einer dem zweiten Lichtleitelement (3) gegenüberliegenden Position an einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements (1) vorgegeben ausgebildet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das erste Lichtleitelement (1) und das Lichtauskopplungselement (2) mittels Spritzgießen vorgegeben ausgebildet sind.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Lichtauskopplungselement (2) eine Mehrzahl von Auskopplungsabschnitten aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtleitelement (1, 3) angeordnet sind.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend: eine Linsenoptik (9), die mit dem ersten und dem zweiten Lichtleitelement (1, 3) gekoppelt ist und die dazu eingerichtet ist, eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement (1) zu bündeln und in das zweite Lichtleitelement (3) einzukoppeln.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das erste Lichtleitelement (1) bezogen auf einen Querschnitt quer zu einer Längsachse des ersten Lichtleitelements (1) eine Abmessung von mindestens 2 mm aufweist und bei der das zweite Lichtleitelement (3) bezogen auf eine Dicke quer zu einer flächigen Haupterstreckungsebene des zweiten Lichtleitelements (3) eine Abmessung von maximal 500 µm aufweist.
Fahrzeugdach (103) für ein Kraftfahrzeug (100), aufweisend: eine Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die mit einer Karosserie des Fahrzeugdachs (103) gekoppelt ist.
Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsanordnung (10) für ein Fahrzeugdach (103), umfassend: - Bereitstellen einer Lichtquelle (4), die dazu eingerichtet ist, Licht mit vorgegebenen spektralen Eigenschaften zu emittieren, - Bereitstellen eines länglichen, ersten Lichtleitelements (1), das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (4) eingespeistes Licht zu führen, - Bereitstellen eines plattenförmigen, zweiten Lichtleitelements (3), das dazu eingerichtet ist, von dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeistes Licht zu führen und für eine Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen, und - Bereitstellen eines Lichtauskopplungselements (2), das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf ein in dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeistes Licht auszubilden, - Koppeln der Lichtquelle (4) mit dem ersten Lichtleitelement (1), sodass Licht der Lichtquelle (4) in das erste Lichtleitelement (1) einkoppelbar ist, - Koppeln des zweiten Lichtleitelements (3) mit dem ersten Lichtleitelement (1), sodass von dem ersten Lichtleitelement (1) eingespeistes Licht in das zweite Lichtleitelement (3) einkoppelbar ist, - Koppeln des Lichtauskopplungselements (2) mit dem ersten Lichtleitelement (1), sodass mittels des Lichtauskopplungselements (2) eingespeistes Licht aus dem ersten Lichtleitelement (1) auskoppelbar und in das zweite Lichtleitelement (3) einkoppelbar ist.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements (2) und das Koppeln des Lichtauskopplungselements (2) mit dem ersten Lichtleitelement (1) umfassen: Aufbringen eines Drucks und/oder einer Beschichtung auf einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements (1), die dem zweiten Lichtleitelement (3) gegenüberliegend ist, und dadurch Ausbilden des Lichtauskopplungselements (2).
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements (2) und das Koppeln des Lichtauskopplungselements (2) mit dem ersten Lichtleitelement (1) umfassen: Ausbilden einer Oberflächenstruktur mittels eines Lasers an einer Oberfläche des ersten Lichtleitelements (1), die dem zweiten Lichtleitelement (3) gegenüberliegend ist, und dadurch Ausbilden des Lichtauskopplungselements (2) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem das Bereitstellen des ersten Lichtleitelements (1), das Bereitstellen des Lichtauskopplungselements (2) und das Koppeln des Lichtauskopplungselements (2) mit dem ersten Lichtleitelement (1) umfassen: Ausbilden des ersten Lichtleitelements (1) und Ausbilden des Lichtauskopplungselements (2) mittels Spritzguss.