DE102022112949A1

DE102022112949A1 - Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102022112949A1
Application number: DE102022112949.7A
Authority: DE
Inventors: Heiko Schöne; Robin Hofner; Christian Nutto; Jürgen Griebel; Ana Bizal
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2023-11-23
Also published as: US20230406202A1; CN117103556A

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung und die Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend einen flächigen Lichtleiter, der sich in eine z-Richtung erstreckt, wobei der Lichtleiter eine Dicke, eine Rückseite, eine Vorderseite sowie umlaufende Schmalseiten aufweist und in seinem Volumen Streupartikel angeordnet sind. Ein Reflektor ist an der Rückseite des Lichtleiters angeordnet und mindestens eine Lichtquelle steht zum Einkoppeln von Licht mit einer der Schmalseiten des Lichtleiters optisch in Verbindung. Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Oberflächenbelag auf, der ausgehend von der mindestens Lichtquelle in z-Richtung eine Lichtdurchlässigkeit aufweist, die in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität der mindestens einen Lichtquelle abnimmt. Um eine homogene Ausleuchtung des Innenraums und eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung zu ermöglichen, weist der Oberflächenbelag ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle in z-Richtung eine Lichtdurchlässigkeit auf, die in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität der mindestens einen Lichtquelle abnimmt und der Lichtleiter ist durch stoffschlüssiges Hinterspritzen einer Trägerfolie mit dem Oberflächenbelag ausgebildet. Der flächige Lichtleiter bildet einen festen Verbund aus Reflektor und Oberflächenbelag oder Reflektor und Trägerfolie mit Oberflächenbelag.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung zum Hinterleuchten eines Verkleidungselements im Innenraum eines Fahrzeugs, aufweisend einen flächigen Lichtleiter zum Führen von Licht, der sich in eine z-Richtung erstreckt, wobei der Lichtleiter eine Dicke, eine Rückseite, eine Vorderseite sowie umlaufende Schmalseiten aufweist und in seinem Volumen Streupartikel aufweist. Ein Reflektor ist an der Rückseite des Lichtleiters angeordnet und mindestens eine Lichtquelle steht zum Einkoppeln von Licht mit einer der Schmalseiten des Lichtleiters optisch in Verbindung. Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Oberflächenbelag auf, der ausgehend von der mindestens Lichtquelle in z-Richtung eine Lichtdurchlässigkeit aufweist, die in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität der mindestens einen Lichtquelle abnimmt. Der Oberflächenbelag ist auf einer Trägerfolie aufgebracht und der Lichtleiter ist durch stoffschlüssiges Hinterspritzen der Trägerfolie mit dem Oberflächenbelag ausgebildet. Der flächige Lichtleiter bildet einen festen Verbund aus Reflektor und Oberflächenbelag oder aus Reflektor und Trägerfolie mit Oberflächenbelag.
Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser Beleuchtungsvorrichtung und ein hinterleuchtetes Inneneinrichtungsteil.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung zum Hinterleuchten eines Verkleidungselements im Innenraum eines Fahrzeugs, umfasst die Schritte, dass eine Trägerfolie bereitgestellt wird, die sich in eine z-Richtung erstreckt und eine Oberflächenbelag aufweist, der eine Lichtdurchlässigkeit zulässt. Die Trägerfolie wird in eine Spritzgussform eingelegt, so dass der Oberflächenbelag in den Aufnahmeraum der Spritzgussform weist. Anschließend wird die Trägerfolie mit einem Kunststoff hinterspritzt, der Streupartikel enthält, so dass ein flächiger Lichtleiter mit einer Vorderseite, einer Rückseite und umlaufenden Schmalseiten angefertigt wird, der in seinem Volumen Streupartikel enthält und an dessen Vorderseite der Oberflächenbelag abgebildet ist. Die Trägerfolie wird entfernt, wobei der Oberflächenbelag auf der Vorderseite des flächigen Lichtleiters verbleibt. Ein Reflektor wird an der Rückseite des flächigen Lichtleiters angeordnet, so dass ein stoffschlüssiger Verbund aus Lichtleiter mit Oberflächenbelag und Reflektor gebildet wird. Mindestens eine Lichtquelle wird an einer Schmalseite des flächigen Lichtleiters angeordnet, wobei der Oberflächenbelag derart auf die Trägerfolie aufgebracht wird, dass ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle in z-Richtung der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit des Oberflächenbelags in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität der mindestens einen Lichtquelle abnimmt.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung zum Hinterleuchten eines Verkleidungselements im Innenraum eines Fahrzeugs, umfasst die Schritte, dass eine Trägerfolie bereitgestellt wird, die sich in eine z-Richtung erstreckt und einen Oberflächenbelag aufweist, der eine Lichtdurchlässigkeit zulässt. Die Trägerfolie wird in eine Spritzgussform eingelegt, so dass der Oberflächenbelag dem Aufnahmeraum der Spritzgussform abgewandt ist. Anschließend wird die Trägerfolie mit einem Kunststoff hinterspritzt, der Streupartikel enthält, so dass ein flächiger Lichtleiter mit einer Vorderseite, einer Rückseite und umlaufenden Schmalseiten angefertigt wird, der in seinem Volumen Streupartikel enthält, wobei sich die Vorderseite mit der Trägerfolie stoffschlüssig verbindet. Ein Reflektor wird an der Rückseite des flächigen Lichtleiters angeordnet, so dass ein stoffschlüssiger Verbund aus Lichtleiter, Trägerfolie mit Oberflächenbelag und Reflektor gebildet wird. Mindestens eine Lichtquelle wird an einer Schmalseite des flächigen Lichtleiters angeordnet und der Oberflächenbelag wird derart auf die Trägerfolie aufgebracht, dass ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle in z-Richtung der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit des Oberflächenbelags in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität der mindestens einen Lichtquelle abnimmt.
Beleuchtungsvorrichtungen werden in der Innenausstattung von Fahrzeugen verbaut, um eine ambiente Beleuchtung mittels flächigen Lichtleitern zu gestalten. Das Licht breitet sich in dem Lichtleiter nach dem Stand der Technik unter den Bedingungen der Totalreflexion aus, damit das Licht von der Lichtquelle bis zur Lichtauskopplung in dem Lichtleiter verbleibt und eine homogene Flächenbeleuchtung realisiert werden kann.
Um eine Totalreflexion des eingekoppelten Lichts im Lichtleiter zu bewirken, besteht der flächige Lichtleiter aus einem optisch dichteren Medium als die umgebenden Bereiche. Der Brechungsindex in den angrenzenden Medien ist kleiner als der im Lichtleiter, damit das Licht den Bedingungen der Totalreflexion unterliegt. Dies setzt voraus, dass entweder ein Luftspalt den Lichtleiter umgibt oder ein optisch dünneres Medium, also ein anderes Material verwendet wird, als der Kunststoff aus dem der Lichtleiter hergestellt ist. Um das Licht aus dem Lichtleiter auszukoppeln, werden Auskoppelelemente benötigt, die derart angeordnet sind, dass das Licht an definierten bzw. gewünschten Stellen ausgekoppelt wird.
Ein flächiger Lichtleiter zur Beleuchtung einer Baugruppe, die in der Innenausstattung eines Fahrzeugs verbaut wird, ist in der DE 10 2013 008 433 A1 beschrieben. Der Lichtleiter wird durch eine optische Lackschicht geschützt, besonders an den Stellen, an denen eine Verschmutzung zu befürchten ist. Weiterhin hat die optische Lacksicht einen definierten Brechungsindex, der auf den Lichtleiter abgestimmt sein muss, damit er kleiner ist, als der des Kunststoffs aus dem der Lichtleiter besteht. Auch enthält die Beleuchtungsvorrichtung weitere zusätzliche Elemente, wie die Auskoppelelemente, die bei Lichtausbreitung unter Totalreflexion benötigt werden. Die unterschiedlichen Materialkomponenten und die zusätzlichen Elemente erhöhen den Herstellungsaufwand.
Nachteilig bei dem Prinzip der Lichtleitung in flächigen Lichtleitern im Stand der Technik, die auf der Totalreflexion beruhen, sind die zusätzlichen Schichten, die die lichtführende Schicht umgeben müssen, damit am Übergang von dem optisch dichteren hin zum optisch dünnerem Medium die Totalreflexion des sich ausbreitenden Lichts stattfindet kann. Falls das Prinzip des Luftspalts verwendet wird, kommt es im Stand der Technik häufig zu unerwünschten Reibungen, da die Beleuchtungsvorrichtung im eingebauten Zustand im Fahrzeug Bewegungen und Erschütterungen erfährt. Die Reibung wiederum verursacht unangenehme Geräusche, die die Insassen des Fahrzeugs stören können. Ein weiterer Nachteil ist der höhere Aufbau und damit das zusätzliche Gewicht, das entsteht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren anzugeben, durch die eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art einfach herzustellen ist und eine Beleuchtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die kompakt mit wenigen, materialeinheitlichen Bauteilen ausgestaltet ist und eine homogene flächige Hintergrundbeleuchtung im Innenraum ermöglicht, die auch aus der Nähe betrachtet keine hotspots erkennen lässt.
Auch ist es Aufgabe ein hinterleuchtetes Inneneinrichtungsteil bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit den Merkmalen des Anspruchs 2 sowie bezüglich der Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 11 und bezüglich des hinterleuchteten Inneneinrichtungsteils mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Das Verfahren nach Anspruch 1 umfasst die Schritte:

a) Bereitstellen einer Trägerfolie, die sich in eine z-Richtung erstreckt, mit einem Oberflächenbelag, der eine Lichtdurchlässigkeit zulässt,
b) Einlegen der Trägerfolie in eine Spritzgussform, so dass der Oberflächenbelag in den Aufnahmeraum der Spritzgussform weist,
c) Hinterspritzen der Trägerfolie mit einem Kunststoff, der Streupartikel enthält, so dass ein flächiger Lichtleiter mit einer Vorderseite, einer Rückseite und umlaufenden Schmalseiten angefertigt wird, der in seinem Volumen Streupartikel enthält und an dessen Vorderseite der Oberflächenbelag abgebildet ist,
d) Entfernen der Trägerfolie, wobei der Oberflächenbelag auf der Vorderseite des flächigen Lichtleiters verbleibt,
e) Anordnen eines Reflektors an der Rückseite des flächigen Lichtleiters, so dass ein stoffschlüssiger Verbund aus Lichtleiter mit Oberflächenbelag und Reflektor gebildet wird und
f) Anordnen mindestens einer Lichtquelle an einer Schmalseite des flächigen Lichtleiters,

Das gemäß Anspruch 1 der Oberflächenbelag auf die Trägerfolie aufgebracht wird, der sich während des Spritzgussverfahrens über Druck und Temperatur mit der Kunststoffschmelze verbindet und somit auf der Vorderseite des flächigen Lichtleiters abbildet, hat den Vorteil, dass die Trägerfolie entfernt werden kann und die Beleuchtungsvorrichtung noch kompakter in ihrem Aufbau ist. Der Aufbau kann zwischen 2 mm und 5 mm liegen. Dadurch, dass ein stoffschlüssiger Verbund aus Lichtleiter mit Oberflächenbelag und Reflektor gebildet wird, werden einzelne Bauelemente vermieden, die sich gegeneinander verschieben können und störende Geräusche, wie beispielsweise Quietschen, im Fahrzeuginneren erzeugen. Auch weist die Beleuchtungsvorrichtung eine niedrige Einbauhöhe und geringeres Gewicht, aufgrund der geringen Anzahl von Einzelkomponenten, auf.
Da der Oberflächenbelag in der Nähe der Lichtquelle eine Transmission von 0% aufweist, so dass ein vollflächig opaker Bereich entsteht, wird durch Oberflächenbelag und Reflektor ein Lichtaustritt in der Nähe der Lichtquelle vermieden und somit verbleibt das Licht vorerst im flächigen Lichtleiter. Da in z-Richtung die Transmission aufgrund des teilweise lichtdurchlässigen Oberflächenbelags zunimmt, und zwar genau invers zur Intensität des eingekoppelten Lichts der Lichtquelle, erscheint dem Betrachter eine homogene Ausleuchtung der kompletten Fläche.
Dadurch, dass ein Oberflächenbelag vorgesehen ist, der ausgehend von der mindestens Lichtquelle in z-Richtung eine Lichtdurchlässigkeit aufweist, die in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität der mindestens einen Lichtquelle abnimmt, hat den Vorteil, dass die gesamte Fläche des Lichtleiters das Licht der mindestens einen Lichtquelle homogen abstrahlt. Die Wahrnehmung der abgestrahlten Intensität des Lichts ist somit unabhängig von dem Abstand in z-Richtung zur Lichtquelle.
Gemäß Anspruch 2 ist der Oberflächenbelag dem Aufnahmeraum der Spritzgussform abgewandt, so dass vorteilhafterweise die Trägerfolie hinterspritzt wird und der Oberflächenbelag dem zu beleuchtenden Innenraum zugewandt ist. Somit wird die Durchleuchtung des Oberflächenbelags nicht durch die Trägerfolie beeinträchtigt und wird schärfer bzw. deutlicher abgebildet. Vorteilhafterweise wird durch diese oberflächennahe Anordnung eine eventuell vorhandene Dekorschicht oder Gewebestruktur abgebildet werden.
Das gemäß Anspruch 2 die Trägerfolie mit dem Oberflächenbelag in der Beleuchtungsvorrichtung verbleibt hat den Vorteil, dass ein Verfahrensschritt gespart wird und das Verfahren zur Herstellung der Beleuchtungsvorrichtung beschleunigt erfolgt. Vorteilhafterweise entsteht ein Schutzfilm an der Vorderseite des Lichtleiters, der je nach Anwendungsfall benötigt wird und den Lichtleiter vor Kratzern und ähnlichen Verunreinigungen schützt.
Vorteilhafterweise wird der Oberflächenbelag mittels eines Raster-Druckverfahrens, insbesondere mittels Dithering-Verfahren, auf die Trägerfolie aufgebracht. Da der Software, die das Dithering-Verfahren steuert, entsprechende Eingabewerten der verwendeten Lichtquellen vorgegeben wird, entsteht ein Oberflächenbelag, der dem gewünschten Verlauf entspricht. Der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle in z-Richtung ermöglicht eine homogene Ausleuchtung und Vermeidung von hotspots.
Dadurch, dass der Oberflächenbelag aus einer Vielzahl von opaken Flächenelementen und transparenten Flächenelementen gebildet wird und dass durch die opaken Flächenelemente ein Füllgrad einer Flächeneinheit gebildet wird, erhöht sich die Möglichkeit der Gestaltung des Verlaufs der Lichtdurchlässigkeit des Oberflächenbelags. Somit können mehrere Lichtquellen, auch mit unterschiedlicher Lichtintensität, angeordnet werden, unter Einhaltung des Erfordernisses eines homogenen Erscheinungsbildes.
Dadurch, dass der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit durch einen unterschiedlichen Füllgrad je Flächeneinheit gebildet wird, kann eine sehr feine Abstufung im Verlauf der Lichtdurchlässigkeit erreicht werden. Somit wird ein feiner Gradient der Lichtdurchlässigkeit erzeugt, der aus der Nähe betrachtet weder sogenannte Hotspots erkennen lässt, noch einzelne Partikel des Oberflächenbelags, da für den Betrachter lediglich stufenlos ineinander übergehende Helligkeitsabstufungen erkennbar sind.
Der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit wird von einem lichtundurchlässigen Bereich zu einem lichtdurchlässigen Bereich derart gebildet, dass die opaken Flächenelemente in Anzahl und Abstand je Flächeneinheit variieren, so dass der Füllgrad in z-Richtung kontinuierlich abnimmt. Vorteilhafterweise variiert nicht nur die Anzahl der opaken Flächenelemente je Flächeneinheit, sondern auch der Abstand der Mittelpunkte der opaken Flächenelemente zueinander. Dadurch erhalten die Flächeneinheiten unterschiedliche Füllgrade, die den jeweiligen Tonwert ergeben. Der sich ergebende Anschein eines kontinuierlichen Verlaufs in z-Richtung, ermöglicht den feinen Übergang von einem lichtundurchlässigen Bereich, über einen teilweise lichtundurchlässigen Bereich hin zu einem lichtdurchlässigen Bereich. Diese scheinbar zufällige Verteilung der opaken Flächenelemente ist vorteilhafterweise abgestimmt auf die eingekoppelte Lichtintensität.
Vorteilhafterweise werden die opaken Flächenelementen aus einem einzigen Farbton, insbesondere weiß, gebildet, so dass an den weiß opaken Flächenelementen, bzw. an den Bereichen, die dadurch gebildet werden, eine Reflexion des Lichts zurück in den Lichtleiter erfolgt.
Dadurch, dass die opaken Flächenelementen gleichgroß sind, kann der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit sehr fein abgestuft werden und für den Betrachter aus einem normalen Sehabstand von ca. 30 cm die Strukturgröße der Flächenelemente nicht wahrnehmbar ist.
Vorteilhafterweise wird die Rückseite des flächigen Lichtleiters zur Anfertigung des Reflektors mit demselben Kunststoff hinterspritzt, wie der flächige Lichtleiter, sodass im 2K-Spritzgussverfahren ein Verbund hergestellt wird, der stabil und einstückig ist. Durch diese einstückige Ausbildung können sich die einzelnen Elemente nicht gegeneinander verschieben und es entstehen keine Geräuschbelästigungen der Fahrzeuginsassen bei Erschütterungen oder Bewegungen während der Fahrt. Auch wird die Montage vereinfacht, da es sich nur um ein Bauteil handelt, das gehandhabt werden muss. Dadurch schließen sich auch Toleranzfehler aus, die hinsichtlich einer Anordnung der Bauteile, wie z.B. Reflektor und Lichtleiter, zueinander entstehen.
Dass die Rückseite des flächigen Lichtleiters zur Anfertigung des Reflektors mit reflektierender Farbe beschichtet wird, hat den Vorteil, dass der Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung sehr niedrig gehalten werden kann und das Gewicht reduziert wird.
Vorteilhafterweise ist die Trägerfolie ebenfalls aus demselben Kunststoff angefertigt, wie der flächige Lichtleiter. Damit werden in der Beleuchtungsvorrichtung keine unterschiedlichen Materialien verarbeitet. Die Verwendung desselben Materials für die zu verbauenden Teile beschleunigt nicht nur das Herstellungsverfahren, sondern gestaltet es auch einfacher. Weiterhin wird der Beschaffungsprozess erleichtert und ein nachhaltiger Recycling-Prozess ermöglicht. Zweckmäßig ist vorgesehen, dass als Material für den Kunststoff ein thermoplastischer, transparenter oder transluzenter Kunststoff, insbesondere Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet wird.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls bezüglich der Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Dadurch, dass der Lichtleiter durch stoffschlüssiges Hinterspritzen einer Trägerfolie mit dem Oberflächenbelag ausgebildet ist und der flächige Lichtleiter einen festen Verbund aus Reflektor und Oberflächenbelag oder Reflektor und Trägerfolie mit Oberflächenbelag bildet, wird eine kompakte Vorrichtung erhalten, die dieselben Vorteile wie oben zum Verfahren beschrieben aufweist. In der Einbausituation werden störende Geräusche vermieden, da eine einstückige und kompakte Beleuchtungsvorrichtung zur Verfügung gestellt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform verjüngt sich die Dicke des Lichtleiters von der mindestens einen Lichtquelle ausgehend von einer ersten Dicke in z-Richtung zu einer zweiten Dicke hin. Dadurch wird der Lichtverlust entlang der z-Richtung reduziert.
Die Vorteile der Beleuchtungsvorrichtung entsprechen den oben mit Bezug auf die Verfahren genannten Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Beleuchtungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer flächigen Hintergrundbeleuchtung aus dem Stand der Technik,
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung,
3 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels,
4 eine Seitenansicht der 3,
5 Frontansicht der Beleuchtungsvorrichtung,
6 Schnittdarstellung der 5,
7A-7C Einzelansicht,
8A-8C Einzelansicht eins Ausführungsbeispiels,
9 eine schematische Seitenansicht der Beleuchtungsvorrichtung,
10 eine Verlaufsgrafik
11 Bedruckung im Stand der Technik und
12 Oberflächenbelag mit Detailansicht.

Die 1 zeigt die schematische Anordnung einer Beleuchtungsvorrichtung zum Hinterleuchten von Verkleidungen, wie beispielsweise Türverkleidungen in einem Innenraum eines Fahrzeugs, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Derartige flächige Hintergrundbeleuchtungen weisen eine lichtleitende Schicht 10 auf, in die das Licht eingekoppelt wird, das sich unter Totalreflexionsbedingungen ausbreitet. Rückseitig an der lichtleitenden Schicht 10 werden üblicherweise ein Gehäuseteil oder eine reflektierende Schicht 30 und eine Auskoppelstruktur angeordnet, so dass das Licht zum Innenraum des Fahrzeugs hin in einer Lichtaustrittsrichtung LA ausritt. Dabei tritt das Licht durch eine transluzente Trägerschicht 20, an der eine Gewebestruktur 700 und/ oder ein Dekor 800 aufgebracht sein kann. Damit sich das Licht in der lichtleitenden Schicht 10 durch Totalreflexion ausbreiten kann, werden an den flächigen Seiten unterschiedliche Brechungsindizes des umgebenden Mediums benötigt. Üblicherweise wird an diesen Seiten der lichtleitenden Schicht 10 je ein Spalt gelassen, der mit der darin enthaltenen Luft einen niedrigeren optischen Brechungsindex als die lichtleitende Schicht 10 hat, um die Bedingungen für die Totalreflexion zur erfüllen. Weiterhin werden Auskoppelpartikel benötigt, um das Licht in den zu beleuchtenden Innenraum auszukoppeln. Dies hat den Nachteil, dass durch den mehrteiligen Aufbau kein fester Verbund der Beleuchtungsvorrichtung vorhanden ist und es durch Erschütterungen während sich das Fahrzeug bewegt, zu unangenehmen bzw. störenden Geräuschen kommen kann.
2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 100 mit einem flächigen Lichtleiter 200, der aus einem festen Verbund mit Reflektor 300 und Oberflächenbelag 400 oder Trägerfolie 450 mit Oberflächenbelag 400 besteht. Das Licht der Lichtquelle 500 propagiert nicht unter den Bedingungen der Totalreflexion, sondern durch Streupartikel 600, die im Volumen des Lichtleiters 200 angeordnet sind. Optional können an der Lichtaustrittsseite LA der Beleuchtungsvorrichtung 100 eine Gewebestruktur 700 und/ oder eine Dekorschicht 800 aufgebracht sein. Die Lichteinkopplung durch die mindestens einen Lichtquelle 500 erfolgt an einer der umlaufenden Schmalseite 230 des flächigen Lichtleiters 200, der eine Dicke d aufweist. Die Lichtintensität nimmt in z-Richtung ab, da das Licht an den internen Streupartikeln 600 in alle Richtungen streut. Der Reflektor 300, der an der Rückseite 210 angeordnet ist, reflektiert das Licht in Richtung Vorderseite 220 des flächigen Lichtleiters und somit in Richtung Lichtaustritt LA. Ebenso wird das Licht von dem Oberflächenbelag 400 zurückreflektiert, falls dieser lichtundurchlässige Bereiche 415 aufweist. Die Lichtquelle 500 kann als monochromatische LED oder RGB LED ausgestaltet sein. Da sich das Licht nicht unter den Bedingungen der Totalreflexion ausbreitet, wird bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100 kein Luftspalt benötigt. Auch können die an den flächigen Lichtleiter 200 anliegenden Bauteile, wie beispielsweise der Reflektor 300 und/oder Trägerfolie 450, aus dem gleichen Material wie der Lichtleiter 200 hergestellt sein und somit den gleichen Brechungsindex aufweisen. Dadurch reduziert sich die Einbauhöhe der zu verbauenden Beleuchtungsvorrichtung. Bei dieser Form der Lichtausbreitung im Lichtleiter 200 wird auf Auskoppelelemente verzichtet, die beispielsweise durch Einprägen von Strukturen, einen weiteren Herstellungsschritt umfassen müssten und zusätzliche Kosten verursachen. Durch die Art der Lichtausbreitung ergibt sich auch der Vorteil, dass der Lichtleiter 200 und der Reflektor 300 aus demselben Material, wie beispielsweise Polycarbonat (PC) hergestellt werden kann oder dass beide Bauteile aus Polymethylmethacrylat (PMMA) bestehen. Ebenfalls kann die Trägerfolie 400 aus demselben Kunststoffmaterial bestehen, da sie nicht für die Einhaltung von Totalreflexionsbedingungen verwendet wird. Anstelle eines Spritzgussteils kann der Reflektor 300 auch als reflektierende Farbschicht auf die Rückseite des flächigen Lichtleiters 200 aufgebracht werden, um einen Lichtaustritt aus der Rückseite zu vermeiden. Vorteilhaft ist eine gut reflektierende Farbschicht, insbesondere weiß.
Bei der Kanteneinspeisung des Lichts über die Schmalseite 230 können mehrere Einkoppelstellen für mehrere Lichtquellen 500 vorgesehen sein. Der Oberflächenbelag 400 wird in Bezug auf die Transmission in z-Richtung entsprechend der Lichteinkopplung angepasst.
In 3 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100 dargestellt, die den flächigen Lichtleiter 200 zeigt, dessen Dicke d sich als Funktion f(z) des Abstandes gleichmäßig von einer ersten Dicke d₁ von der mindestens einen Lichtquelle 500 ausgehend in z-Richtung zu einer zweiten Dicke d₂ hin verjüngt. Dadurch, dass sich der Lichtleiter 200 verjüngt, wird eine weitere Sicherstellung der homogenen Lichtauskopplung ermöglicht. An diese spezielle Geometrie kann der Reflektor 300 als Spritzgussteil angepasst sein. Durch die Verjüngung des flächigen Lichtleiters 200 wird dem Verlust an Lichtintensität I mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle 500 in z-Richtung entgegengewirkt. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, indem die Anzahl der Streupartikel 600 ausgehend von der Lichtquelle 500 in z-Richtung zunimmt. Der flächige Lichtleiter 200 wird durch Hinterspritzen der Trägerfolie 450 hergestellt, um einen festen Verbund der Beleuchtungseinrichtung 100 zu erhalten. Die Trägerfolie 450 ist transparent und kann aus demselben Kunststoffmaterial wie der flächige Lichtleiter 200 und der Reflektor 300 bestehen, da die Lichtausbreitung in dem Lichtleiter 200 unabhängig von der optischen Dichte der umgebenden Materialien erfolgt. Da der Reflektor 300 im 2k-Spritzgussverfahren passend für die Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet wird, sind in diesem Ausführungsbeispiel Stege zwischen den einzelnen Beleuchtungsflächen zu erkennen, die zwischen den Lichtquellen 500 angeordnet sind und diese voneinander trennen. Vorteilhafterweise entstehen so keine Überlagerungen bei der Ausbreitung des Lichts der einzelnen Lichtquellen 500 in z-Richtung.
4 stellt die Lichtausbreitung in dem flächigen Lichtleiter 200 des Ausführungsbeispiels nach 3 dar. Das Licht der Lichtquelle 500 tritt an einer Schmalseite 230 ein, wird an den Streupartikeln 600 diffus gestreut und nimmt an Lichtintensität in z-Richtung ab. Um einen unerwünschten Lichtaustritt zur Rückseite 210 des flächigen Lichtleiters 200 zu verhindern, ist mittels 2-Komponenten Spritzgussverfahren der Reflektor 300 mit der Rückseite 210 des flächigen Lichtleiters verbunden. Alternativ kann der Reflektor 300 als eine reflektierende Beschichtung ausgebildet sein, die ebenfalls gewährleistet, dass das eingekoppelte Licht nicht rückseitig aus dem Lichtleiter 200 entweichen kann. An der Vorderseite 220 des Lichtleiters 200 befindet sich der Oberflächenbelag 400, der eine Lichtdurchlässigkeit T bewirkt, die dem Verlauf der Lichtintensität I invers verläuft. Mit zunehmender Abnahme der Lichtintensität I nimmt die Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400 zu. Somit wird zusätzlich zur Verjüngung des Lichtleiters 200 in z-Richtung einen homogen Lichtaustritt in Lichtaustrittsrichtung LA bewirkt.
Der Oberflächenbelag 400 der Trägerfolie 450 ist in 5 in einer Vorderansicht dargestellt. Der flächige Lichtleiter 200 wird in einem ersten Schritt durch Hinterspritzen der Trägerfolie 450 hergestellt. Dazu wird die Trägerfolie 450 mit Oberflächenbelag 400 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt, mittels Vakuum fixiert und anschließend mit dem Kunststoff hinterspritzt. Unter Wärme und Druck verschweißt sich der eingebrachte Kunststoff, zur Bildung des flächigen Lichtleiters 200, mit der Trägerfolie 450. Der Reflektor 300 wird mit der Rückseite 210 des flächigen Lichtleiters 200 in einem zweiten Schritt im Spritzgussprozess stoffschlüssig verbunden. Der Oberflächenbelag 400 kann dabei auf der Trägerfolie 450 verbleiben. Nach einem IML-Verfahren (In Mould Labelling) werden Trägerfolie 450 mit Oberflächenbelag 400 und Lichtleiter 200, zusammen mit dem Reflektor 300, zu einer untrennbaren Einheit, und es wird auf diese Weise die dauerhafte und exakte Platzierung des Oberflächenbelags 400 ermöglicht. Damit kommt es weder zur Ablösung noch zu einer Vergilbung oder zu einem Verrutschen des Oberflächenbelags 400.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsvorrichtung 100 wird ermöglicht, indem sich während des Spritzgießens der Oberflächenbelag 400 auf die Vorderseite 220 des flächigen Lichtleiters 200 durch ein IMD-Verfahren (In Mould Decoration) haftfest überträgt bzw. abbildet und die Trägerfolie 450 entfernt wird. Dadurch bekommt die Beleuchtungsvorrichtung 100 einen geringeren Aufbau und sie wird leichter. Das Licht der Lichtquelle 500 wird über die Kante des flächigen Lichtleiters 200 eingespeist und tritt durch die lichtdurchlässigen Bereiche bzw. durch die teilweisen lichtdurchlässigen Bereiche des Oberflächenbelags 400 aus. Ein Schnitt A-A durch die Beleuchtungsvorrichtung 100 ist in 6 zu sehen.
6 ist zeigt den Schnitt A-A aus der 5. Die Transmission des Oberflächenbelags 400 der 5 nimmt in z-Richtung derart zu, wie die Lichtintensität der Lichtquelle 500 abnimmt. Dafür werden lichtundurchlässiger Bereich 415 und lichtdurchlässiger Bereich 425 des Oberflächenbelags 400 durch ein Raster-Druckverfahren, insbesondere Dithering-Verfahren, ausgebildet. Der Schnitt A-A durch die Beleuchtungsvorrichtung 100 liegt bei einer lokalen Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400 von ca. 50%, bei der eine Gleichverteilung von opaken Flächenelementen 410 und transparenten Flächenelementen 420 vorliegt. Optional kann auf dem Oberflächenbelag 400 eine Gewebestruktur 700 und/oder eine Dekorschicht 800 angebracht sein, um das Interieur aufzuwerten. Auch entfällt damit ein zusätzliches Trägerteil für das Dekor, da der flächige Lichtleiter 200 als Träger beispielsweise für die Dekorschicht 800 dient. Diese Schicht, beispielsweise aus Leder oder Textil ist, zumindest teilweise transparent. Wird der Lichtleiter 200 mit den im Kunststoff enthaltenden Streupartikeln 600 durch Hinterspritzen der Trägerfolie 450 im IML-Verfahren (In-Mould-Labelling) hergestellt, verbleibt die Trägerfolie 450 mit dem Oberflächenbelag 400 in der Beleuchtungsvorrichtung 100, wie in diesem Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Reflektor 300 ist stoffschlüssig an die Rückseite 210 des Lichtleiters 200 angespritzt oder beschichtet.
In den 7A, 7B und 7C sind Intensitätsverlauf im Lichtleiter 200, Oberflächenbelag 400 und als Leuchtfläche 900 das Ergebnis des Zusammenwirkens dargestellt. 7A zeigt den Intensitätsverlauf der Lichtintensität I des eingekoppelten Lichts im flächigen Lichtleiter 200. Ausgehend von der Lichtquelle 500 bis zum gegenüberliegendem Ende des flächigen Lichtleiters 200 nimmt die Lichtintensität I in z-Richtung ab. Durch die Abnahme der Lichtintensität I entsteht eine inhomogenen Flächenbeleuchtung, die unerwünscht ist. Dies wird durch den Oberflächenbelag 400 ausgeglichen. Der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags in z-Richtung ist in 7B dargestellt. Dadurch, dass der Oberflächenbelag 400 durch die erfindungsgemäß Anordnung der opaken und der transparenten Flächenelemente 410, 420 ausgestaltet ist, entsteht ein sehr feiner Verlauf, der fließende Übergänge zwischen lichtundurchlässigen Bereichen und lichtdurchlässigen Bereichen aufweist. Die einzelnen Flächenelemente 410, 420 sind nicht erkennbar, da die Anordnung dieser sehr kleinen Elemente einen sehr feinen Gradienten ergeben. Dieser fließende Verlauf in z-Richtung ist schematisch in 7B gezeigt. Die Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400 ist invers zu dem Verlauf der Lichtintensität I, die auch abhängig von der Anzahl der Lichtquellen 500 und auch ihrer einzelnen Leistung bzw. Lichtstärke ist. Da der Oberflächenbelag 400 entsprechend an der Vorderseite 220 des flächigen Lichtleiters 200, also in Lichtaustrittsrichtung LA, angeordnet ist, zeigt 7C als Resultat die Leuchtfläche 900. Das Ergebnis ist eine homogene Beleuchtung, ohne dass hotspots oder einzelne opake Flächenelemente erkennbar wären. Die Beleuchtung in den Innenraum eines Fahrzeugst ist hier als vollflächige Leuchtfläche 900 dargestellt.
Durch den fein strukturieren Gradienten des im Raster-Druckverfahren hergestellten Oberflächenbelags 400 entsteht ein allmählicher, stufenloser Übergang von der Stelle der hellsten Beleuchtung bei Lichteinkopplung zu den weiter entfernten Bereichen, die nicht so stark ausgeleuchtet werden. Bei Hinterleuchtung des flächigen Lichtleiters 200, auch bei Betrachtung aus einem normalen Sichtabstand von beispielsweise 30 cm, sind keine einzelnen Partikel zu erkennen, auch nicht auf kleineren auszuleuchtenden Bereichen, wie beispielsweise in 8C als Symbol-Kontur gezeigt.
Die 8A bis 8C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel. Der abnehmende Intensitätsverlauf des Lichtes im flächigen Lichtleiter 200, von der Lichtquelle 500 in z-Richtung, ist analog zu der 7A in 8A gezeigt. 8B zeigt den Oberflächenbelag 400, der bis auf die zwei Aussparungen, hier beispielhaft als kreisförmige Geometrien eine Symbol-Kontur ausgebildet, vollflächig als lichtundurchlässiger Bereich 415 gestaltet ist. Die Aussparungen sollen für den Betrachter homogen beleuchtet erscheinen. Um diesen Leuchtflächen 900 ein homogenes Erscheinungsbild zu geben, ist die Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400 genau an diesen Aussparungen entsprechend invers zum Verlauf der Intensität I des Lichts ausgestaltet. In 8C ist das Resultat als homogen ausgeleuchtete Leuchtfläche 900 zu sehen.
Es wird durch den Oberflächenbelag 400 nicht nur eine homogene Beleuchtung einer größeren Fläche von ca. 600 mm x 200 mm ermöglicht, sondern auch eine Konturenschärfe von hinterleuchteten Symbolen.
Die 9 und 10 stellen die Wechselwirkung des Verlaufs der Lichtintensität I zu dem inversen Verlauf der Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400, in Abhängigkeit der z-Richtung, dar. Ausgehend von der Lichtquelle 500 breitet sich das Licht in z-Richtung durch Streuung an den Streuelementen 600 aus. Die Anzahl und Anordnung der Streupartikel 600 kann zusätzlich zu dem Oberflächenbelag 400 bewirken, dass die Lichtintensität z-Richtung langsamer abnimmt. Werden weniger Streupartikel 600 in der Nähe der Lichtquelle 500 im Volumen des flächigen Lichtleiters 200 angeordnet, erfolgt ein Lichttransport in z-Richtung, der in einer größeren Entfernung zur Lichtquelle 500 eine höhere Intensität aufweist als bei gleichmäßiger Verteilung der Streupartikel 600 entlang der z-Richtung. Die Streupartikel 600 können als Nanopartikel mit einem mittleren Durchmesser von kleiner als 500 nm, vorzugsweise kleiner als 300 nm, ausgebildet sein, insbesondere werden light diffusing (LD) Elemente LD12 bis LD96 verwendet. Durch die Verwendung dieser Elemente als Streupartikel 600 können zusätzlich hotspots vermieden werden. Das Licht wird am Reflektor 300 und den lichtundurchlässigen Bereichen 415 des Oberflächenbelags reflektiert und in z-Richtung weitergeleitet. Da die Lichtintensität L in z-Richtung abnimmt, würde das Licht in Lichtaustrittsrichtung LA als inhomogene Beleuchtung wahrgenommen. Der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400 nimmt entsprechend der Lichtintensität I in z-Richtung derart zu, dass als Ergebnis eine homogene Beleuchtung für den Betrachter erzielt wird. Das Resultat ist durch die gestrichelte Linie in 10 dargestellt. Damit wird deutlich, dass über die gesamte Erstreckung in z-Richtung eine gleichmäßige Beleuchtung erfolgt.
11 zeigt eine bekannte Bedruckung einer Folie mit beispielsweise INK-JET-Partikeln, die in Größe und Dichte variieren, allerdings wird der Abstand der einzelnen Mittelpunkte der Partikel zueinander beibehalten. Dadurch soll in der Nähe der Lichtquelle 500 eine Abschattung erfolgen, die die Hotspots vermeidet und die Lichtdurchlässigkeit in z-Richtung wird erhöht.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass die Partikel der 11 in einem normalen Sehabstand von ca. 30 cm als unangenehme Störung vom Betrachter wahrgenommen werden. Um den Verlauf kontinuierlich zu gestalten, so dass beim Betrachter keine Irritationen auftreten, wird erfindungsgemäß ein Gradient erzeugt, der keine sprunghaften Änderungen zwischen dem lichtundurchlässigen Bereich 415 in der Nähe der Lichtquelle 500 und dem in z-Richtung weiter von der Lichtquelle entfernten lichtdurchlässigem Bereich 425 aufweist, siehe 12. Auch soll der Bereich, der zwischen diesen beiden Bereichen liegt und als teilweise lichtundurchlässig bezeichnet wird, einen ruhigen bzw. kontinuierlichen Verlauf der Lichtdurchlässigkeit T ergeben. Dazu wird der Oberflächenbelag 400, bestehend aus opaken Flächenelementen 410 und transparenten Flächenelementen 420 so gestaltet, dass eine genau berechnete Zufallsverteilung der Elemente ein kontinuierlicher Verlauf erreicht wird. Die genaue Berechnung der Verteilung erfolgt mit Hilfe eines Computer-Programms, in Abhängigkeit von Prozessparametern, wie Lichtintensität oder Anzahl der Lichtquellen.
Bei einer Bedruckung der Oberfläche des Lichtleiters, wie es im Stand der Technik üblich ist, besteht die Gefahr von Beschädigungen der Oberfläche, die einen negativen Effekt auf den Lichtaustritt bewirken würden. Nachteiligerweise ist ein hoher Arbeitsaufwand damit verbunden, da der Lichtleiter sorgfältig bearbeitet werden muss. Dies bewirkt einen langsamen und damit kostenintensiven Herstellungsprozess. Weiterhin erhöht das Handling der Lichtleiter bei der Bedruckung die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche durch Kratzer und somit eines erhöhten Ausschusses.
In 12 sind neben dem Verlauf die einzelnen opaken Flächenelemente 410, deren Anordnung nach Maßgabe der Erfordernisse der Beleuchtungsvorrichtung 100 vorab ermittelt wurde und die transparenten Flächenelemente 420, in einer vergrößerten Ansicht, gezeigt. Sie werden mittels Raster-Druckverfahren, insbesondere mittels Dithering-Verfahren, auf die Trägerfolie 450 aufgebracht. Der Oberflächenbelag 400 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100 zeigt einen Verlauf in z-Richtung, in dem die Lichtdurchlässigkeit T zunimmt. Durch die enge Anordnung der opaken Flächenelemente 410 wird eine sehr feine Struktur des Oberflächenbelags 400 realisiert. Für den Betrachter ergibt sich bei Hinterleuchtung des Oberflächenbelags 400 weder Abstufungen, noch störende Partikel oder hotspots.
Wird beispielsweise die erste Stelle A in 12 betrachtet, bei der die lokale Transmission bei 50% liegt, sind die opaken Flächenelemente 410 und die transparenten Flächenelemente 420 auf einer betrachteten Flächeneinheit, hier als ein Quadrat dargestellt, gleichverteilt. Durch diese Gleichverteilung der opaken Flächenelemente 410 und transparenten Flächenelemente 420 ergibt sich ein Füllgrad einer Flächeneinheit von 50%, der durch die opaken Flächenelemente 410 bestimmt wird. Mit anderen Worten, der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit des Oberflächenbelags 400 ergibt sich an dieser Stelle durch eine gleiche Anzahl von opaken Flächenelementen 410 und transparenten Flächenelementen 420 pro Flächeneinheit. Der Füllgrad der Flächeneinheit verringert sich in z-Richtung, da sich die Anzahl der opaken Flächenelemente 410 verringert, je weiter der Transmissions-Verlauf in z-Richtung betrachtet wird. Die Flächeneinheit an Stelle B zeigt eine Transmission von ca. 75%, bei der die Anzahl, bzw. der Füllgrad der opaken Flächenelemente 410, der betrachteten Flächeneinheit, abnimmt und dadurch die transparenten Flächenelemente 420 zunehmen.
Ein Schema der berechneten Zufallsverteilung der opaken Flächenelemente 410 ist ebenfalls in 12 dargestellt. Ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle 500 in z-Richtung ist der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit T des Oberflächenbelags 400 durch die schematische Anordnung von opaken und transparenten Flächenelementen 410, 420 gezeigt. Die verschiedenen Füllwerte der Flächeneinheiten, beispielsweise in dem lichtundurchlässigen Bereich 415 ist der Füllwert 100%, ergeben den kontinuierlichen Verlauf von lichtundurchlässig nach lichtdurchlässig. Der Füllwert in dem lichtdurchlässigen Bereich 425 ist 0%, da keine opaken Flächenelement 410 angeordnet sind. Dicht an dicht gesetzte opake Flächenelemente 410 ergeben den lichtundurchlässigen Bereich 415 und an Stellen, an denen die opaken Flächenelemente nur vereinzelt über eine größere Fläche verstreut sind, ergeben sich teilweise lichtdurchlässige bzw. teilweise lichtundurchlässige Bereiche, die zwischen den Bereichen 415 und 425 liegen. Dadurch ist ein Verlauf von dem lichtundurchlässigem Bereich 415 zu dem lichtdurchlässigem Bereich 425 möglich, der durch den Füllgrad gebildet wird. Dadurch, dass sich Anzahl und Abstand der opaken Flächenelemente 410 pro Flächeneinheit kontinuierlich reduzieren, geht der lichtundurchlässigen Bereich 415 kontinuierlich in den lichtdurchlässigen Bereich 425 über. Wird das opake Flächenelement 410 mit weißer Druckfarbe gestaltet, ergibt sich zusätzlich eine gute Reflexion des Lichts in den flächigen Lichtleiter 200 zurück. Alternativ kann als Druckfarbe auch ein beliebig anderer Farbton aus dem CMYK-Farben gewählt werden, wobei die transparenten Flächenelemente 420 als nicht bedruckter Punkt anzusehen sind.
Bezugszeichenliste

10: lichtleitende Schicht
20: rückseitige Schicht
30: reflektierende Schicht
100: Beleuchtungsvorrichtung
200: flächiger Lichtleiter
210: Rückseite
220: Vorderseite
230: umlaufende Schmalseite
300: Reflektor
400: Oberflächenbelag
410: opakes Flächenelement
415: lichtundurchlässiger Bereich
420: transparentes Flächenelement
425: lichtdurchlässiger Bereich
450: Trägerfolie (mit Bedruckung)
500: Lichtquelle
600: Streupartikel
700: Gewebestruktur
800: Dekorschicht
900: Leuchtfläche
I: Intensität des Lichtes
T: Lichtdurchlässigkeit
LA: Lichtaustrittsrichtung
z: Längserstreckung
d: Dicke des flächigen Lichtleiters
d1: erste Dicke
d2: zweite Dicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013008433 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung (100) zum Hinterleuchten eines Verkleidungselements im Innenraum eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Trägerfolie (450), die sich in eine z-Richtung erstreckt, mit einem Oberflächenbelag (400), der eine Lichtdurchlässigkeit (T) zulässt, b) Einlegen der Trägerfolie (450) in eine Spritzgussform, so dass der Oberflächenbelag (400) in den Aufnahmeraum der Spritzgussform weist, c) Hinterspritzen der Trägerfolie (450) mit einem Kunststoff, der Streupartikel (600) enthält, so dass ein flächiger Lichtleiter (200) mit einer Vorderseite (220), einer Rückseite (210) und umlaufenden Schmalseiten (230) angefertigt wird, der in seinem Volumen Streupartikel (600) enthält und an dessen Vorderseite (220) der Oberflächenbelag (400) abgebildet ist, d) Entfernen der Trägerfolie (450), wobei der Oberflächenbelag (400) auf der Vorderseite (220) des flächigen Lichtleiters (200) verbleibt, e) Anordnen eines Reflektors (300) an der Rückseite (210) des flächigen Lichtleiters (200), so dass ein stoffschlüssiger Verbund aus Lichtleiter (200) mit Oberflächenbelag (400) und Reflektor (300) gebildet wird und f) Anordnen mindestens einer Lichtquelle (500) an einer Schmalseite (230) des flächigen Lichtleiters (200), wobei der Oberflächenbelag (400) derart auf die Trägerfolie (450) aufgebracht wird, dass ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle (500) in z-Richtung der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit (T) des Oberflächenbelags (400) in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität (I) der mindestens einen Lichtquelle (500) abnimmt.
Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung (100) zum Hinterleuchten eines Verkleidungselements im Innenraum eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Trägerfolie (450), die sich in eine z-Richtung erstreckt, mit einem Oberflächenbelag (400), der eine Lichtdurchlässigkeit (T) zulässt, b) Einlegen der Trägerfolie (450) in eine Spritzgussform, so dass der Oberflächenbelag (400) dem Aufnahmeraum der Spritzgussform abgewandt ist, c) Hinterspritzen der Trägerfolie (450) mit einem Kunststoff, der Streupartikel (600) enthält, so dass ein flächiger Lichtleiter (200) mit einer Vorderseite (220), einer Rückseite (210) und umlaufenden Schmalseiten (230) angefertigt wird, der in seinem Volumen Streupartikel (600) enthält, wobei sich die Vorderseite (220) mit der Trägerfolie (450) stoffschlüssig verbindet, d) Anordnen eines Reflektors (300) an der Rückseite (210) des flächigen Lichtleiters (200), so dass ein stoffschlüssiger Verbund aus Lichtleiter (200), Trägerfolie (450) mit Oberflächenbelag (400) und Reflektor (300) gebildet wird und e) Anordnen mindestens einer Lichtquelle (500) an einer Schmalseite (230) des flächigen Lichtleiters (200), wobei der Oberflächenbelag (400) derart auf die Trägerfolie (450) aufgebracht wird, dass ausgehend von der mindestens einen Lichtquelle (500) in z-Richtung der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit (T) des Oberflächenbelags (400) in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität (I) der mindestens einen Lichtquelle (500) abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbelag (400) mittels eines Raster-Druckverfahrens, insbesondere eines Dithering-Verfahrens, auf die Trägerfolie (450) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbelag (400) aus einer Vielzahl von opaken Flächenelementen (410) und transparenten Flächenelementen (420) gebildet wird, wobei durch die opaken Flächenelemente (410) ein Füllgrad einer Flächeneinheit gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit (T) durch einen unterschiedlichen Füllgrad je Flächeneinheit gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Lichtdurchlässigkeit (T) von einem lichtundurchlässigen Bereich (415) zu einem lichtdurchlässigen Bereich (425) derart gebildet wird, dass die opaken Flächenelemente (410) in Anzahl und Abstand je Flächeneinheit variieren, so dass der Füllgrad in z-Richtung kontinuierlich abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die opaken Flächenelementen (410) aus einem einzigen Farbton, insbesondere weiß, gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die opaken Flächenelementen (410) gleichgroß sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (210) des flächigen Lichtleiters (200) zur Anfertigung des Reflektors (300) mit demselben Kunststoff hinterspritzt wird, wie der flächige Lichtleiter (200) oder dass die Rückseite (210) des flächigen Lichtleiters (200) zur Anfertigung des Reflektors (300) mit reflektierender Farbe beschichtet wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (450) aus demselben Kunststoff angefertigt ist, wie der flächige Lichtleiter (200).
Beleuchtungsvorrichtung (100) zum Hinterleuchten eines Verkleidungselements im Innenraum eines Fahrzeugs, aufweisend: - einen flächigen Lichtleiter (200) zum Führen von Licht, der sich in eine z-Richtung erstreckt, wobei der Lichtleiter (200) eine Dicke (d), eine Rückseite (210), eine Vorderseite (220) sowie umlaufende Schmalseiten (230) aufweist und der in seinem Volumen Streupartikel (600) aufweist, - einen Reflektor (300), der an der Rückseite (210) des Lichtleiters (200) angeordnet ist, - mindestens eine Lichtquelle (500), die zum Einkoppeln von Licht mit einer der Schmalseiten (230) des Lichtleiters (200) optisch in Verbindung steht und - einen Oberflächenbelag (400), der ausgehend von der mindestens Lichtquelle (500) in z-Richtung eine Lichtdurchlässigkeit (T) aufweist, die in dem Maße zunimmt, wie der Verlauf der Lichtintensität (I) der mindestens einen Lichtquelle (500) abnimmt, wobei der Oberflächenbelag (400) auf einer Trägerfolie (450) aufgebracht ist und wobei der Lichtleiter (200) durch stoffschlüssiges Hinterspritzen der Trägerfolie (450) mit dem Oberflächenbelag (400) ausgebildet ist und der flächige Lichtleiter (200) einen festen Verbund aus Reflektor (300) und Oberflächenbelag (400) oder aus Reflektor (300) und Trägerfolie (450) mit Oberflächenbelag (400) bildet.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der flächigen Lichtleiter (200) mit dem Oberflächenbelag (400) und mit dem Reflektor (300) einstückig ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbelag (400) pro Flächeneinheit eine unterschiedliche Anzahl opaker Flächenelementen (410) aufweist, die mit variierendem Mittelpunktabstand zueinander angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke (d) des Lichtleiters (200) von der mindestens einen Lichtquelle (500) ausgehend von einer ersten Dicke d₁ in z-Richtung zu einer zweiten Dicke d₂ hin verjüngt.
Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderseite (210) des flächigen Lichtleiters (200) mit einer Dekorschicht (800) versehen ist.
Hinterleuchtetes Inneneinrichtungsteil, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Beleuchtungsvorrichtung (100) aufweist, die nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt wurde.
Hinterleuchtetes Inneneinrichtungsteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass seine Oberfläche eine lichtdurchlässige Gewebestruktur (700) und/oder Dekorschicht (800) aufweist und dass der flächige Lichtleiter (200) zum Hinterleuchten der Dekorschicht (800) und/oder Gewebestruktur (700) an der dem Fahrzeuginnenraum abgewandten Rückseite der Dekorschicht angeordnet ist.