DE102020101875A1

DE102020101875A1 - Beleuchtungsanordnung für ein Fahrzeugdach und Fahrzeugdach für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020101875A1
Application number: DE102020101875.4A
Authority: DE
Inventors: Robert Pasquarelli
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-07-29
Also published as: CN113251342A; CN113251342B

Abstract

Eine Beleuchtungsanordnung (10) für ein Fahrzeugdach (103) weist eine Lichtquelle (4) und ein plattenförmiges Lichtleitelement (1) auf, das mit der Lichtquelle (4) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (4) eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Beleuchtungsanordnung (10) weist ferner ein plattenförmiges Halteelement (2) auf, das mit dem Lichtleitelement (1) und der Lichtquelle (4) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist. Die Beleuchtungsanordnung (10) weist weiter ein längliches Diffusorelement (5), das zwischen dem ersten Lichtleitelement (1) und der Lichtquelle (4) angeordnet ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das von der Lichtquelle (4) emittierte Licht auszubilden, sodass mittels des Diffusorelements (5) emittiertes Licht der Lichtquelle (4) mit einer vorgegebenen Lichtstreuung in das Lichtleitelement (1) 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 Fahrzeugdach für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Beleuchtungsanordnung.
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 mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Beleuchtungsanordnung sind in den 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 ferner ein plattenförmiges Lichtleitelement auf, das mit der Lichtquelle gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Beleuchtungsanordnung weist ferner ein plattenförmiges Halteelement auf, das mit dem Lichtleitelement gekoppelt ist. Insbesondere ist das Halteelement als ein Scheibenaußenkörper einer Verbundscheibe realisiert, welcher mit dem Lichtleitelement in Verbund ist. Außerdem weist die Beleuchtungsanordnung ein längliches Diffusorelement auf, das zwischen dem Lichtleitelement und der Lichtquelle angeordnet ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das von der Lichtquelle emittierte Licht auszubilden, sodass mittels des Diffusorelements emittiertes Licht der Lichtquelle mit einer vorgegebenen Lichtstreuung in das 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.
In der folgenden Beschreibung wird die erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung überwiegend im Zusammenhang mit einem Scheibenaußenkörper einer Verbundscheibe beschrieben, welcher eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Halteelements repräsentiert. Alternativ kann das Halteelement aber auch als eine Dachhaut oder eine Komponente eines Deckels für ein Fahrzeugdach realisiert, welche gegebenenfalls keine Durchsicht erlauben. Die beschriebenen Eigenschaften und Merkmale der Beleuchtungsanordnung im Zusammenhang mit einem Scheibenaußenkörper sind aber analog auf ein allgemeines plattenförmiges Halteelement übertragbar.
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. Um solchen unerwünschten Randerscheinungen entgegenzuwirken, können Mischelemente eingesetzt werden, die aber auch zu einem verringerten Sicht- oder Emissionsfeld eines Beleuchtungskonzepts führen.
Mittels der beschriebenen Beleuchtungsanordnung und des darin gezielt verbauten Diffusorelements 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 ist das Diffusorelement bezogen auf einen Querschnitt quer zu einer Haupterstreckungsebene des plattenförmigen Lichtleitelements L-förmig ausgebildet und mit dem Scheibenaußenkörper bzw. mit dem Haltelement gekoppelt. Alternativ kann das Diffusorelement auch zylinder- oder stabförmig ausgebildet sein und einen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Das Diffusorelement ist dabei an einer Seite des Lichtleitelements angeordnet und erstreckt sich entlang dieser, um Licht der Lichtquelle mit einer vorgegebenen Streuung einzukoppeln.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist das L-förmig ausgebildete Diffusorelement zwei aneinandergrenzende, längliche Abschnitte auf, von denen einer an einer Unterseite, die Innenraumseite, des Lichtleitelements angeordnet ist, welche dem Scheibenaußenkörperabgewandt ist und bezogen auf einen verbauten Zustand der Beleuchtungsanordnung in einem Kraftfahrzeug eine Innenraumseite des Fahrzeuginnenraums ausbildet. Alternativ ist ein länglicher Abschnitt des L-förmigen Diffusorelements zwischen dem Scheibenaußenkörper und dem Lichtleitelement angeordnet. Insbesondere kann die Beleuchtungsanordnung auch eine optisch transparente Laminierungsschicht zwischen dem Scheibenaußenkörper und dem Lichtleitelement aufweisen, in der ein Abschnitt des L-förmige ausgestalteten Diffusorelements integriert ist. Mittels der beschriebenen Ausführungsformen kann ein zuverlässiger Halt der Komponenten miteinander realisiert werden und zu einer vorteilhaften Lichtstreuung und Innenraumbeleuchtung beigetragen werden.
Ferner kann das L-förmige Diffusorelement gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung so mit der Lichtquelle gekoppelt sein, dass die länglichen Abschnitte zusammen mit dem Scheibenaußenkörper die Lichtquelle umgeben. Auf diese Weise kann die Lichtquelle bezogen auf einen Querschnitt quer zu der Haupterstreckungsebene des Lichtleitelements zum Beispiel von drei Seiten schützend umgeben werden. Zudem wird eine größere Kontakt- oder Einkopplungsfläche für das in das Diffusorelement einzukoppelnde Licht bereitgestellt als dies zum Beispiel bei einem stab- oder zylinderförmigen Diffusorelement der Fall wäre.
Darüber hinaus kann das Diffusorelement gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung eine lichtstreuende Folie aufweisen, die mittels einer optisch transparenten Klebeschicht an einem Rand des Lichtleitelements angeordnet ist, welcher der Lichtquelle zugewandt ist. Mittels der Folie kann insbesondere gewünschte Lichtstreuung bereitgestellt werden. Die Klebeschicht dient der zuverlässigen und einfachen Anbringung des Diffusorelements bzw. der Folie und ist insbesondere in Bezug auf die spektralen Eigenschaften des von der Lichtquelle emittierten Lichts abgestimmt ausgebildet. Der Klebstoff bzw. die Klebeschicht ist insbesondere so ausgestaltet oder ausgewählt, dass eine optische Lichtleitung nicht oder nur geringfügig nachteilig beeinflusst wird. Die Klebeschicht ist vorzugsweise klar oder transparent ausgebildet und weist eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf. Die Klebeschicht ist zum Beispiel durchgängig oder abschnittsweise an vorgegebenen Positionen zwischen dem Diffusorelement und dem Lichtleitelement angeordnet und hinsichtlich einer zuverlässigen Lichtleitfunktion hin ausgewählt.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung sind die Lichtquelle und das Diffusorelement in einem gemeinsamen Gehäuse eingebettet. Das Gehäuse kann die beiden Komponenten umgeben oder umschließen und einen zuverlässigen Halt und eine besonders stabile Konfiguration einrichten, bei denen die Lichtquelle und das Diffusorelement sandwichartig eingespannt sind. Das Halteelement kann zum Beispiel eine obere plattenförmige Komponente des Gehäuses ausbilden und mit einer unteren plattenförmigen Komponente zusammenwirken. Ferner kann in dem Gehäuse eine Öffnung vorgesehen sein, in die sich ein Abschnitt des Lichtleitelements bis zum Diffusorelement erstreckt. Eine solche Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung hat einen Vorteil für Lichtleitelemente aus Folien, dadurch dass die lichtleitende Folie in Bezug auf die Lichtquelle und das Diffusorelement zentriert angeordnet werden kann und damit größtmögliche Einkopplung des Lichts in die Folie erzielbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung ist das Diffusorelement so eingerichtet, dass es das von der Lichtquelle emittierte Licht größtenteils linear oder hochelliptisch in eine Ebene streut, die der Haupterstreckungsebene des Lichtleitelements entspricht. Eine lineare oder hochelliptische Lichtstreuung ist vorteilhaft, weil Lichtverluste aufgrund von unkontrollierter Streuung reduziert werden im Vergleich zu einer ovalen oder kreisförmigen Lichtstreuung, bei der gegebenenfalls weiter außen befindliche Lichtanteile nicht oder nur teilweise in das Lichtleitelement einkoppeln. Eine hochelliptische Lichtstreuung bezeichnet dabei eine Verteilung des Lichts, bei der die Hauptachse oder die Nebenachse deutlich größer ausgebildet ist als die jeweils andere. Anders formuliert hat die hochelliptische Lichtstreuung einen elliptischen Querschnitt mit einer numerischen Exzentrizität größer 0 und nahe 1. Eine hochelliptische Lichtverteilung ähnelt daher einer linearen Lichtverteilung entlang einer Linie oder innerhalb einer Ebene.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist das Diffusorelement auf einer Oberfläche, welche der Lichtquelle abgewandt und dem Lichtleitelement zugewandt ist, eine Mikrostrukturierung auf, die als mikrostrukturierte Beschichtung aufgebracht und/oder die mittels Spritzguss ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine kontrollierte lineare oder hochelliptische Lichtstreuung eingerichtet werden. Die Mikrostrukturierung realisiert eine geordnete Struktur und kann als Druck oder als Beschichtung auf einer Oberfläche des Diffusorelements ausgebildet sein. Alternativ kann das Diffusorelement im Rahmen eines Spritzgussprozesses als Kunststoffformteil mit vorgegebener Mikrostrukturierung ausgebildet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist das Diffusorelement an einer Oberfläche, welche der Lichtquelle abgewandt und dem Lichtleitelement zugewandt ist, eine Mehrzahl von Fresnel-Prismen aufweist, die in einer Array-Form angeordnet sind. Auch die gezielte Anordnung eines solchen lichtstreuenden Fresnel-Elements ermöglicht das Ausbilden einer hochelliptischen Lichtverteilung entlang des Lichtleitelements. Solche lichtstreuenden Prismen haben zum Beispiel Abmessungen im Bereich von Mikrometern bis Millimetern und sind auf der dem Lichtleitelement zugewandten Seite des Diffusorelements vorgegeben platziert.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist das Diffusorelement eine Mehrzahl von Streupartikel auf, die in dem Diffusorelement integriert und/oder an einer Oberfläche des Diffusorelements angeordnet sind, welche der Lichtquelle abgewandt und dem Lichtleitelement zugewandt ist. Das kontrollierte Einbringen und/oder Aufbringen von Streupartikeln kann als ungeordnete Strukturierung bezeichnet werden und zum Beispiel eine raue Oberfläche des Diffusorelements ausbilden, welche eine eher zirkulare Lichtverteilung verursacht. Die Streupartikel sind zum Beispiel aus einem Polymer und/oder einem Metalloxid gefertigt oder weisen ein solches Material auf. Das Diffusorelement ist zum Beispiel aus einem Kunststoff, wie Acrylglas bzw. Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) gefertigt oder weist ein solches Material auf. Das Material oder die Materialkombination der Streupartikel weist bevorzugt einen anderen Brechungsindex auf als das Material des Diffusorelements.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung sind das Lichtleitelement und/oder das Scheibenaußenkörper aus einem anorganischen Glas und/oder einem Polymerglas ausgebildet oder weisen ein solches auf. Das Lichtleitelement ist zum Beispiel als dünne Glasscheibe ausgebildet, in die das Licht der Lichtquelle mittels des Diffusorelements gestreut eingekoppelt wird. Das Lichtleitelement kann auch als lichtleitende Folie ausgebildet sein. Die lichtleitende Folie ist insbesondere dünner oder schmaler ausgebildet als eine Glasscheibe, sodass ein deutlicher Dickenunterschied im Vergleich der möglichen Ausgestaltungen besteht. Eine Glasscheibe weist zum Beispiel eine Dicke von 1 mm bis 2 mm auf, während die lichtleitende Folie zum Beispiel bezogen auf eine Dicke quer zu der flächigen Haupterstreckungsebene eine Abmessung von maximal 500 µm aufweist. Somit kann eine besonders flache und platzsparende Beleuchtungsanordnung realisiert werden.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Beleuchtungsanordnung weist ein Abstand zwischen der Lichtquelle und einer Oberfläche des Diffusorelements, die der Lichtquelle abgewandt ist und die dem Lichtleitelement zugewandt ist, einen Wert zwischen einschließlich 0 mm und einschließlich 10 mm auf. Der Abstand entspricht insbesondere einer Breite des Diffusorelements. Ein größerer Abstand entspricht einer stärkeren Streuwirkung und einer besseren Wirksamkeit des Diffusorselements.
Mittels des Diffusorelements, das gezielt zwischen der Lichtquelle und dem Lichtleitelement eingebracht ist, kann eine Lichtstreuung eingerichtet werden, welche sich vorteilhaft auf eine Innenraumbeleuchtung eines Kraftfahrzeugs auswirken kann. Insbesondere kann mittels des Diffusorelements ein relativ großer Streuwinkel des in das Lichtelement einzuspeisenden Lichts realisiert werden, sodass deutlich weniger LEDs erforderlich sind und diese weiter beabstandet voneinander platziert werden können. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die aufzubringenden Kosten und eine Montage der Beleuchtungsanordnung aus.
Darüber hinaus wirkt sich die mittels des Diffusorelements bereitgestellte Lichtstreuung auch nutzbringend auf eine Lichtmischung verschiedener Spektralanteile des Lichts aus. Somit können zusätzliche Mischkomponenten eingespart werden oder solche können zumindest deutlich schmaler und platzsparender ausgebildet werden. Dies ermöglicht ferner das Ausbilden eines vergrößerten Sicht- oder Beleuchtungsfelds der Beleuchtungsanordnung für eine Innenraumbeleuchtung. Darüber hinaus sind auch unerwünschte Randeffekte, wie nicht vermischte Farbübergänge, mittels der beschriebenen Beleuchtungsanordnung reduzierbar.
Die Beleuchtungsanordnung ermöglicht ein homogenes Farbbild mit gleichmäßig verteilter Helligkeit entlang des Lichtleitelements, sodass eine Innenraumbeleuchtung mit einem Erscheinungsbild einstellbar ist, das von Fahrzeuginsassen als komfortabel und angenehm empfunden wird. Insbesondere durch Ausbilden einer linearen oder hochelliptischen Lichtverteilung kann mittels der Beleuchtungsanordnung eine effiziente Innenraumbeleuchtung eingerichtet werden, bei der Lichtverluste aufgrund von Intensitätseinbußen an Rändern des Lichtleitelements gering gehalten werden.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugdach für ein Kraftfahrzeug weist eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Beleuchtungsanordnung auf, die in dem Fahrzeugdach integriert oder an diesem angeordnet oder 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Fahrzeugdach in perspektivischer Ansicht,
2-6 verschiedene Ausführungsbeispiele einer Beleuchtungsanordnung für das Fahrzeugdach,
7 schematische Darstellung einer Lichtverteilung der Beleuchtungsanordnung, und
8-13 weitere Ausführungsbeispiele der Beleuchtungsanordnung für das 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 mit einer Fahrzeugdachverglasung aufweist, die 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. Die Fahrzeugdachverglasung weist insbesondere eine Verbundglasscheibe auf.
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. Wie anhand der nachfolgenden 2 bis 7 erläutert wird, ist mittels der Beleuchtungsanordnung 10 eine effiziente und kostengünstige Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums des Kraftfahrzeugs 100 realisierbar, die zu einem erhöhten Komfort des Kraftfahrzeugs 100 beitragen kann.
Die 2 bis 6 zeigen in schematischen Schnittdarstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Beleuchtungsanordnung 10. Die 2 bis 6 illustrieren zum Beispiel eine Ansicht von vorne oder von hinten auf das Kraftfahrzeug 100 gemäß 1 in Richtung der Haupterstreckungsebene des Lichtleitelements 1. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist eine Lichtquelle 4 auf, die dazu eingerichtet ist, Licht mit vorgegebenen spektralen Eigenschaften zu emittieren. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist ferner ein plattenförmiges Lichtleitelement 1 auf, das mit der Lichtquelle 4 gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle 4 eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums bereitzustellen. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist ferner einen plattenförmigen Scheibenaußenkörper 2 auf, der mit dem Lichtleitelement 1 und mit der Lichtquelle 4 gekoppelt ist. Der Scheibenaußenkörper 2 kann zudem als Halteelement für die Lichtquelle 4 und/oder weitere Komponenten der Beleuchtungsanordnung 10 dienen. Außerdem weist die Beleuchtungsanordnung 10 ein längliches Diffusorelement 5 auf, das zwischen dem Lichtleitelement 1 und der Lichtquelle 4 angeordnet ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das von der Lichtquelle 4 emittierte Licht auszubilden, sodass mittels des Diffusorelements 5 emittiertes Licht der Lichtquelle 4 mit einer vorgegebenen Lichtstreuung in das Lichtleitelement 1 einkoppelbar ist.
Gemäß den 2 und 6 ist das Diffusorelement 5 zum Beispiel als quaderförmiger Stab ausgebildet, der sich entlang einer Seite des Lichtleitelements 1 erstreckt. Gemäß den 3 bis 5 ist das Diffusorelement 5 bezogen auf den jeweils illustrierten Querschnitt L-förmig ausgebildet. Das Diffusorelement 5 ist vorzugsweise direkt an der Lichtquelle 4 und dem Lichtleitelement 5 angeordnet.
Die Beleuchtungsanordnung 10 weist ferner eine transparente Laminierungsschicht 3 auf, die den Scheibenaußenkörper 2 mit dem Lichtleitelement 1 koppelt. Das Lichtleitelement 1, der Scheibenaußenkörper 2 und die dazwischen liegende Laminierungsschicht 3 bilden eine Verbundscheibe aus, die gemäß dem Aufbau der Beleuchtungsanordnung 10 effizient zu einer komfortablen Innenraumbeleuchtung des Kraftfahrzeugs 100 beitragen kann.
Das Lichtleitelement 1 und der Scheibenaußenkörper 2 sind zum Beispiel aus anorganischem Glas oder Polymerglas gefertigt oder weisen solches auf. Das Lichtleitelement 1 kann insbesondere als dünne lichtleitende Polymer- oder Kunststofffolie ausgebildet sein und eine Dicke von lediglich 500 µm oder weniger aufweisen. Alternativ ist das Lichtleitelement 1 beispielsweise als dünne Glasscheibe mit einer Dicke von 1 mm bis 2 mm ausgestaltet.
Die transparente Laminierungsschicht 3 ist zum Beispiel aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinylacetat (EVA), thermoplastischem Kunststoff, wie thermoplastisches Polyurethan (TPU), oder optisch klarem druckempfindlichen Klebstoff (PSA, pressure sensitive adhesive) gefertigt oder weist eines oder mehrere dieser Materialien auf.
Gemäß 2 ist zwischen dem Diffusorelement 5 und einem Rand 6 des Lichtleitelements 1 eine optisch transparente Klebeschicht 11 angeordnet, die unter anderem eine zuverlässige Anhaftung der Komponenten aneinander ausbildet. Das Diffusorelement 5 kann zum Beispiel eine strukturierte Folie 13 aufweisen, die eine vorgegebene Lichtstreuung ermöglicht und die an einer Oberfläche 54 des Diffusorelements 5 angebracht und mittels der Klebeschicht 11 an dem Diffusorelement 5 befestigt ist(S. 8). Das Diffusorelement 5 kann ferner mit einer weiteren Klebeschicht 7 an dem Scheibenaußenkörper 2 und/oder dem Lichtleitelement 1 befestigt sein (s. 3 und 9).
Die Oberfläche 54 des Diffusorelements 5 ist dem Lichtleitelement 1 zugewandt. Entsprechend ist eine gegenüberliegende Oberfläche 53 des Diffusorelements 5 der Lichtquelle 4 zugewandt. Zwischen den Oberflächen 53 und 54 ist eine vorgegebene Breite B eingerichtet, die vorzugsweise einen Wert bis zu 10 mm aufweist.
Das Diffusorelement 5 kann eine mikrostrukturierte Beschichtung aufweisen, die auf der Oberfläche 54 des Diffusorelements 5 aufgebracht ist und eine vorgegebene Lichtstreuung bereitstellt. Insbesondere kann auf diese Weise eine lineare oder hochelliptische Lichtstreuung erzielt werden, welche effizient in das Lichtleitelement 1 eingekoppelt werden kann. 7 illustriert schematisch, dass mittels des Diffusorelements 5 aus kegelförmigen Lichtquellen eine hochelliptische Lichtstreuung erzielt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann das Diffusorelement 5 eine mikrostrukturierte Oberflächenstruktur 12 aufweisen (s 9 bis 13), die zum Beispiel im Rahmen eines Spritzgussprozess bei der Herstellung des Diffusorelements 5 vorgegeben ausgebildet wurde. Alternativ kann eine gewünschte Oberflächenstruktur laserstrukturiert ausgebildet werden. Das Diffusorelement 5 kann auch ein Array mit Fresnel-Prismen und/oder eingebrachte bzw. aufgebracht Streupartikel aufweisen, die eine kontrollierte Lichtstreuung ausbilden.
Ist das Diffusorelement 5 bezogen auf seinen Querschnitt L-förmig ausgebildet, so kann sich ein länglicher Abschnitt 52 in die Laminierungsschicht 3 erstrecken und zumindest teilweise zwischen dem Scheibenaußenkörper 2 und dem Lichtleitelement 1 angeordnet sein (s. 4). Somit ist das Diffusorelement 5 stabil und zuverlässig fixiert. Alternativ kann der längliche Abschnitt 52 an einer Unterseite 8 des Lichtleitelements 1 angeordnet sein und einen zusätzlichen Halt für das Lichtleitelement 1 ausbilden (s. 3). Die Unterseite 8 des Lichtleitelements 1 bildet dabei die Seite, welche in einem verbauten Zustand der Beleuchtungsanordnung 10 dem Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs 100 zugewandt ist.
Ferner kann das L-förmige Diffusorelement 5 so ausgerichtet sein, dass es mit seinen länglichen Abschnitten 51 und 52 die Lichtquelle 4 umgibt (s. 5). Auf diese Weise kann im Zusammenwirken mit dem Scheibenaußenkörper 2 ein Schutz und ein sicherer Halt für die Lichtquelle 4 eingerichtet werden.
6 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung 10, bei dem das Diffusorelement 5 zusammen mit der Lichtquelle 4 in einem Gehäuse 9 angeordnet oder sandwichartig eingebettet sind. Das Gehäuse 9 weist bevorzugt eine schlitz- oder spaltförmige Öffnung auf, in die sich der Rand 6 des Lichtleitelements 1 erstreckt. Auf diese Weise kann das Lichtleitelement 1, insbesondere in Ausgestaltung als lichtleitendes Folienelement, einfach und zuverlässig positioniert und justiert werden, um eine nutzbringende Lichteinkopplung zu ermöglichen und zu einer effizienten Innenraumbeleuchtung beizutragen.
Die 8 bis 13 zeigen weitere Ausführungsformen der Beleuchtungsanordnung 10. Die Beleuchtungsanordnung 10 weist zum Beispiel, wie in 8 illustriert, ein lichtleitendes Folienelement 13 auf, das zwischen der transparenten Klebeschicht 11 und dem Lichtleitelement 1 angeordnet ist und zur streuenden Lichteinkopplung beiträgt. Gemäß den weiteren 9 bis 13 weist das Diffusorelement 5 der Beleuchtungsanordnung 10 eine Mikrostrukturierung an der Oberfläche 54 auf, die eine bevorzugte Ausgestaltung zur streuenden Lichteinkopplung realisiert.
Die beschriebenen Ausgestaltungen der Beleuchtungsanordnung 10 können jeweils zu einer homogenen Licht- und Helligkeitsverteilung einer Innenraumbeleuchtung beitragen. 7 illustriert schematisch, dass mittels der Beleuchtungsanordnung 10 eine Lichtverteilung 20, die aus einem bereitgestellten LED-Streifen mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden resultiert, eine bevorzugte lineare oder hochelliptische Lichtverteilung 21 erzielt werden kann, die sich innerhalb der Haupterstreckungsebene des plattenförmigen Lichtleitelement 1 ausbreiten kann.
Eine Farbmischung der Beleuchtung erfolgt bereits auf kurzer Distanz, sodass eine besonders homogene Farbverteilung der Beleuchtung erzielbar ist. Zudem kann ein besonders flacher Aufbau der Beleuchtungsanordnung 10 ausgebildet werden und es wird zum Beispiel dazu beigetragen, dass nicht gemischte Farbanteile des Lichts in Randbereichen der Beleuchtungsanordnung 10 nicht auftreten oder zumindest reduziert sind. Somit wird zu einer vorteilhaften Gesamtwahrnehmung der durch die Beleuchtungsanordnung 10 bereitgestellten Beleuchtung beigetragen. Die beschriebene Beleuchtungsanordnung weist einen übersichtlichen und einfach einzustellenden Aufbau auf und ist kostengünstig realisierbar.
Bezugszeichenliste

1: Lichtleitelement / Lichtleitscheibe
2: Halteelement / Scheibenaußenkörper
3: Laminierungsschicht
4: Lichtquelle
5: Diffusorelement
51: erster länglicher Abschnitt des Diffusorelements
52: erster länglicher Abschnitt des Diffusorelements
53: Oberfläche des Diffusorelements
54: Oberfläche des Diffusorelements
6: Rand des Lichtleitelements
7: Klebeschicht
8: Unterseite des Lichtleitelements
9: Gehäuse
10: Anordnung
11: transparente Klebeschicht
12: Mikrostrukturierung des Diffusorelements
13: Folienelement des Diffusorelements
20: Lichtverteilung eines LED-Streifens
21: hochelliptische Lichtverteilung
100: Kraftfahrzeug
103: Fahrzeugdach
105: Fahrzeugdachverglasung
B: Breite des Diffusorelements zwischen der Lichtquelle und dem Diffusor- Microstrukturierung /-Folie auf Oberfläche 54 des Diffusorelements

Claims

Beleuchtungsanordnung (10) für ein Fahrzeugdach (103), aufweisend: - eine Lichtquelle (4), die dazu eingerichtet ist, Licht mit vorgegebenen spektralen Eigenschaften zu emittieren, - ein plattenförmiges Lichtleitelement (1), das mit der Lichtquelle (4) gekoppelt ist und das dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (4) eingespeistes Licht zu führen und für eine vorgegebene Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bereitzustellen, - ein plattenförmiges Halteelement (2), das mit dem Lichtleitelement (1) und der Lichtquelle (4) gekoppelt ist, und - ein längliches Diffusorelement (5), das zwischen dem Lichtleitelement (1) und der Lichtquelle (4) angeordnet ist und das dazu eingerichtet ist, eine vorgegebene Lichtstreuung in Bezug auf das von der Lichtquelle (4) emittierte Licht auszubilden, sodass mittels des Diffusorelements (5) emittiertes Licht der Lichtquelle (4) mit einer vorgegebenen Lichtstreuung in das Lichtleitelement (1) einkoppelbar ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 1, bei der das Halteelement (2) als ein Scheibenaußenkörper ausgebildet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 2, bei der das Diffusorelement (5) mittels Kleben an dem Scheibenaußenkörper (2) angebracht ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Diffusorelement (5) bezogen auf einen Querschnitt quer zu einer Haupterstreckungsebene des Lichtleitelements (1) L-förmig ausgebildet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 4, bei der ein länglicher Abschnitt (51) des L-förmigen Diffusorelements (5) an einer Unterseite (8) des Lichtleitelements (1) angeordnet ist, die dem Halteelement (2) abgewandt ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 4, bei der ein länglicher Abschnitt (52) des L-förmigen Diffusorelements (5) zwischen dem Halteelement (2) und dem Lichtleitelement (1) angeordnet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 6, bei der eine Laminierungsschicht (3) zwischen dem Halteelement (2) und dem Lichtleitelement (1) angeordnet ist und der längliche Abschnitt (52) des L-förmigen Diffusorelements (5) in der Laminierungsschicht (3) integriert ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Lichtquelle (4) und das Diffusorelement (5) in einem Gehäuse (9) angeordnet sind und das Diffusorelement (5) in Kontakt mit dem Lichtleitelement (1) ist und bei der das Lichtleitelement (1) als lichtleitende Folie ausgebildet ist und eine Dicke von 500 µm oder weniger aufweist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Diffusorelement (5) eine lichtstreuende Folie (13) aufweist, die mittels einer optisch transparenten Klebeschicht (7) an einem Rand (6) des Lichtleitelements (1) angeordnet ist, welcher der Lichtquelle (4) zugewandt ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Diffusorelement (5) so eingerichtet ist, dass es das von der Lichtquelle (4) emittierte Licht größtenteils linear oder hochelliptisch in eine Ebene streut, die der Haupterstreckungsebene des Lichtleitelements (1) entspricht.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 10, bei der das Diffusorelement (5) auf einer Oberfläche (54), welche der Lichtquelle (4) abgewandt und dem Lichtleitelement (1) zugewandt ist, eine Mikrostrukturierung (12) aufweist, die als mikrostrukturierte Beschichtung aufgebracht und/oder die mittels Spritzguss ausgebildet ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach Anspruch 10 oder 11, bei der das Diffusorelement (5) an einer Oberfläche (54), welche der Lichtquelle (4) abgewandt und dem Lichtleitelement (1) zugewandt ist, eine Mehrzahl von Fresnel-Prismen aufweist, die in einer Array-Form angeordnet sind.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der das Diffusorelement (5) eine Mehrzahl von Streupartikel aufweist, die in dem Diffusorelement (5) integriert und/oder an einer Oberfläche (54) des Diffusorelements (5) angeordnet sind, welche der Lichtquelle (4) abgewandt und dem Lichtleitelement (1) zugewandt ist.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Lichtleitelement (1) und/oder das Halteelement (2) ein anorganisches Glas und/oder ein Polymerglas aufweisen.
Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der eine Breite (B)des Diffusorelements (5) bezogen auf eine Ausdehnung zwischen der Lichtquelle (4) und dem Lichtleitelement (1) einen Wert bis einschließlich 10 mm aufweist.
Fahrzeugdach (103) für ein Kraftfahrzeug (100), aufweisend: eine Beleuchtungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die mit einer Karosserie des Fahrzeugdachs (103) gekoppelt ist.