DE102022113516A1

DE102022113516A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeuginnenausstattungsteil mit homogener lichtverteilung

Info

Publication number: DE102022113516A1
Application number: DE102022113516.0A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Graf
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2023-11-30

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Beleuchtungseinrichtung (100), die u.a. einem homogene Beleuchtung eines Fahrzeuginnenausstattungsteils (1) ermöglicht. Die Beleuchtungseinrichtung (100) für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) weist einen Lichtleiter (120), der dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) zu hinterleuchten, wenigstens eine Lichtquelle (110), die dazu angeordnet und eingerichtet ist, Licht von einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) abgewandten Seite in den Lichtleiter (120) einzukoppeln, und wenigstens ein optisches Element (130) auf, das zwischen der Lichtquelle (110) und dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) angeordnet ist und ein Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten (131) und lichtdurchlässigen Elementabschnitten (132) aufweist, wobei das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle (110) lichtdurchlässiger ist als in einem geringeren Abstand von der Lichtquelle (110).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeuginnenausstattungsteil mit einer solchen Beleuchtungseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen.
Stand der Technik
In Fahrzeugen, wie etwa in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwagen, Zugwaggons usw., kann ein darin verbautes Fahrzeuginnenausstattungsteil, wie etwa ein Innenverkleidungsteil, eine Türverkleidung, eine Instrumententafel, Dekorelement, oder dergleichen, mittels einer Beleuchtungseinrichtung beleuchtet oder hinterleuchtet werden. Hierzu kann die Beleuchtungseinrichtung an einer einer Sichtseite des Fahrzeuginnenausstattungsteils abgewandten Seite desselben eine oder mehrere Lichtquellen aufweisen, die das Fahrzeuginnenausstattungsteil beleuchten oder hinterleuchten können. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass, wenn mehrere einzelne Lichtquellen innerhalb einer Ebene mit einem Abstand zueinander angeordnet werden, um so eine flächige Beleuchtung des Fahrzeuginnenausstattungsteil zu erreichen, diese einzelnen Lichtquellen als Lichtflecken erkennbar sind und somit keine homogen leuchtende Fläche an dem Fahrzeuginnenausstattungsteil ermöglichen. Um die Lichtflecken zu reduzieren ist entweder eine vergleichsweise hohe Anzahl von Lichtquellen erforderlich, um eine einigermaßen homogen leuchtende Fläche zu erreichen. Oder der Abstand zwischen Fahrzeuginnenausstattungsteil und Lichtquelle wird erhöht, damit sich durch die mit größeren Abstand zunehmende Streuung des Lichts oder ähnliche Effekte die einzelnen Lichtquelle weniger stark als wahrnehmbare Lichtflecken abzeichnen. Dies würde jedoch die Baugröße deutlich erhöhen.
Beschreibung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine möglichst homogene leuchtende Fläche an einem Fahrzeuginnenausstattungsteil zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Vorgeschlagen wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil. die Beleuchtungseinrichtung weist einen Lichtleiter auf, der dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil zu hinterleuchten. Zudem weist die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine Lichtquelle auf, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, Licht von einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil abgewandten Seite in den Lichtleiter einzukoppeln. Des Weiteren weist die Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein optisches Element auf, das zwischen dem Fahrzeuginnenausstattungsteil und der Lichtquelle angeordnet ist und ein Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten und lichtdurchlässigen Elementabschnitten aufweist, wobei das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle lichtdurchlässiger ist als in einem geringeren Abstand von der Lichtquelle.
Damit lässt sich die Ausleuchtung an einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite der Beleuchtungseinrichtung bzw. die Ausleuchtung des Fahrzeuginnenausstattungsteil homogenisieren und eine gleichmäßig ausgeleuchtete Lichtfläche bewerkstelligen. Das optische Element ermöglicht es durch sein Muster, die Lichtkonzentrierung und/oder Lichtintensität nahe zu der Lichtquelle zu reduzieren und in dem zunehmenden Abstand davon beizubehalten bzw. demgegenüber zu erhöhen. Dies wird also dadurch erreicht, dass das optische Element dort, wo es der Lichtquelle näher ist, z.B. in der Mitte des optischen Elements, mehr oder größere lichtundurchlässigen Elementabschnitte aufweist als dort, wo der Abstand zu der Lichtquelle größer ist. Ein mit der vorgeschlagenen Beleuchtungseinrichtung ausgestattetes bzw. beleuchtetes und/oder hinterleuchtet des Fahrzeuginnenausstattungsteil zeichnet sich durch eine homogene Beleuchtung aus, bei der sich eine einzelne Lichtquelle kaum oder gar nicht als Lichtfleck abzeichnet. Das Muster des optischen Elements ermöglicht es auch, den Abstand zwischen Lichtquelle und Fahrzeuginnenausstattungsteil bzw. auch zwischen Lichtquelle und Lichtleiter zu minimieren, ohne dass sich deshalb die Lichtquelle als Lichtfleck abzeichnet.
In anderen Worten, erlaubt die Beleuchtungseinrichtung eine, möglichst homogen, flächige Beleuchtung durch Verteilung von auch mehreren Lichtquellen auf eine Fläche. Eine Möglichkeit zur dynamischen Beleuchtung, da die mehreren Lichtquellen auch individuell ansteuerbar sein können, so dass auch bewegte Lichtszenarien dargestellt werden können. Die Beleuchtungseinrichtung erlaubt eine homogen ausgeleuchtete Fläche. Sie erlaubt auch eine freie Designgestaltung der Sichtfläche. Zudem ist ein großer oder größerer Abstand der Lichtquellen zueinander möglich, da das optische Element dennoch die Abzeichnung als Lichtfleck verhindert. Die Anzahl der Lichtquellen und Treiberelektronik kann reduziert werden; und dadurch kann auch der Konstruktions- und Produktionsaufwand reduziert werden. Die Beleuchtungseinrichtung hat einen Aufbau mit geringer Bauhöhe, wodurch Bauraum eingespart und die Beleuchtungseinrichtung einfacher in das Fahrzeug integriert werden kann. Zudem stellt die Beleuchtungseinrichtung eine kostengünstige Alternative zu Vollmatrixbeleuchtungen mit vielen Lichtquellen oder eines Bildschirms dar. Die Beleuchtungseinrichtung kann dreidimensionale Oberflächen ausbilden und erlaubt dadurch mehr Designfreiheit als z.B. mit Bildschirmen. Zudem ist die Beleuchtungseinrichtung mit wenigen Elementen ausgebildet, da beispielsweise keine zusätzlichen Reflektoren, Lichtleiter, Trägerbauteile usw. notwendig sind.
Die Beleuchtungseinrichtung kann einen schichtweisen Aufbau mit einer Dicke bzw. Dickenrichtung haben. Die einzelnen Schichten der Beleuchtungseinrichtung können plattenförmig, folienförmig usw. sein. Dabei kann die Lichtquelle eine untere Schicht und der Lichtleiter eine obere Schicht bilden, wobei die Beleuchtungseinrichtung mit seiner Oberseite an dem Fahrzeuginnenausstattungsteil angeordnet wird. Wie oben beschrieben, ermöglicht es das Muster des optischen Elements, dass die Lichtquelle in möglichst geringem Abstand zu dem Lichtleiter oder dem Fahrzeuginnenausstattungsteil angeordnet werden kann, so dass die Beleuchtungseinrichtung eine geringe Dicke aufweist.
Die Lichtquelle kann vorzugsweise als Punktlichtquelle, beispielsweise als Leuchtdiode (LED) oder dergleichen, ausgebildet sein. Die Lichtquelle kann beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnet sein und von dieser oder über diese angesteuert werden. Die Beleuchtung des Fahrzeuginnenausstattungsteils kann beispielsweise durch eine Schalterbetätigung oder ähnliches aktiviert und deaktiviert werden.
Das optische Element, das auch als Matrixfilter bezeichnet werden kann, kann als Schicht, Folie, Druck, Platte oder dergleichen ausgebildet sein. Das Muster kann so ausgebildet sein, dass, wenn die Lichtquelle und das optische Element in Dickenrichtung der Beleuchtungseinrichtung übereinander angeordnet sind, der Anteil der zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitte nahe einer Normalen der Lichtquelle zu dem optischen Element höher ist und in weiter werdenden radialen Abstand von dieser Normalen der Anteil der lichtdurchlässigen Elementabschnitte höher ist. In anderen Worten, kann das Muster des optischen Elements so ausgebildet sein, dass es mit zunehmenden radialen Abstand von der Normalen, die auch die Hauptstrahlrichtung der Lichtquelle sein kann, das Muster lichtdurchlässiger wird. Demnach kann sich auch der zunehmende oder geringer werdende Abstand des optischen Elements auf eine Normale oder eine gemeinsame Achse in Dickenrichtung der Beleuchtungseinrichtung zwischen der Lichtquelle und dem optischen Element beziehen.
Es können eine Mehrzahl von Lichtquellen vorgesehen sein, die auf einer, auch gemeinsamen, Leiterplatte angeordnet sind, wobei die Anzahl der optischen Elemente der Anzahl von Lichtquellen entsprechen kann. Dabei können die optischen Elemente, je nach Herstellungsart, auch auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein.
Gemäß einer Weiterbildung, kann das Muster des optischen Elements ein Lochmuster sein, bei dem die lichtundurchlässigen Elementabschnitte durch ein zumindest lichtabsorbierendes oder lichtundurchlässiges Material und die lichtdurchlässigen Elementabschnitte durch Aussparung dieses Materials ausgebildet sein können. Die lichtdurchlässigen Elementabschnitte können jede geeignete Form aufweisen, sofern dort ein Material des optischen Elements ausgespart ist. Dadurch lässt sich genau einstellen, wo das Licht der Lichtquelle durchgelassen oder geblockt, absorbiert, gefiltert usw. werden soll.
In einer Weiterbildung, kann der Anteil der zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitte des optischen Elements mit dem zunehmenden Abstand geringer sein, d.h. das Muster dichter sein, als in dem geringeren Abstand von der Lichtquelle, wo das Muster löchriger ist. Wie oben beschrieben, kann sich der Abstand auf eine Normale zwischen oder eine gemeinsame Achse in Dickenrichtung von der Lichtquelle und dem optischen Element beziehen. In anderen Worten kann dort, wo, z.B. durch die Strahlungscharakteristik der Lichtquelle bedingt oder durch andere Effekte, die Lichtkonzentration oder Lichtintensität der Lichtquelle größer ist, mehr lichtundurchlässiges oder lichtabsorbierendes, ggf. auch lichtreflektierendes, Material angeordnet sein als dort, wo die Lichtkonzentration oder Lichtintensität der Lichtquelle geringer ist. Dadurch lässt sich eine besonders homogen leuchtende Fläche an dem Lichtleiter und/oder dem Fahrzeuginnenausstattungsteil bewerkstelligen.
Gemäß einer Weiterbildung, können die zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitte des optischen Elements lichtreflektierend ausgebildet sein. Dies kann eine Eigenschaft des zum Ausbilden des optischen Elements verwendeten Materials sein. Beispielsweise kann das optische Element eine lichtreflektierende Materialeigenschaft, Farbe, wie z.B. reinweiß, usw. aufweisen. Durch die Ausführung des optischen Elements, oder Matrixfilters, als reflektierend, wird das Licht, das auf das optische Element trifft, zurückreflektiert und kann dann durch Rückreflektion auf z.B. einer reflektierenden Beschichtung der Leiterplatte, auf der die eine oder mehrere Lichtquellen angeordnet sind, wieder genutzt werden und wird wieder Richtung Fahrzeuginnenausstattungsteil bzw. Sichtfläche gestrahlt. Dadurch wird die „Abschattung“ zumindest weitgehend ausgeglichen.
In einer Weiterbildung, kann der Lichtleiter und/oder die Lichtquelle lichtreflektierend ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Lichtleiter und/oder die Lichtquelle eine lichtreflektierende Beschichtung oder ähnliches aufweisen. Dadurch kann von z.B. dem optischen Element reflektiertes Licht nochmals genutzt und in den Lichtleiter angekoppelt werden. Dadurch lässt sich die Lichtausbeute und/oder die Homogenität der Beleuchtung weiter verbessern.
Gemäß einer Weiterbildung, kann der Lichtleiter diffus ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Lichtleiter aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein, dass diffuse Eigenschaften für das Licht aufweist, ähnlich einem Milchglas oder dergleichen. Dadurch lässt sich die Sichtbarkeit des optischen Elements und/oder der Lichtquelle weiter reduzieren. Außerdem lässt sich dadurch eine noch bessere Homogenität der Lichterscheinung erreichen.
In einer Weiterbildung, kann die Beleuchtungseinrichtung ferner ein Deckelement aufweisen, das auf einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite des Lichtleiters angeordnet ist, wobei das optische Element auf das Deckelement aufgedruckt ist. in diesem Fall, kann das Deckelement die oberste Schicht der Beleuchtungseinrichtung ausbilden. Das Deckelement kann als Deckfolie, Deckschicht, Deckbeschichtung, Deckplatte, usw. ausgebildet sein. Da das Deckelement unterschiedliche Eigenschaften, wie z.B. Materialeigenschaften Formeigenschaften, usw., aufweisen kann, lässt sich dadurch die Lichterscheinung der Beleuchtungseinrichtung bzw. des Fahrzeuginnenausstattungsteil noch genauer einstellen bzw. beeinflussen.
Gemäß einer Weiterbildung, kann das Deckelement diffus ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Deckelement aus einem Material mit diffusen Eigenschaften für das Licht gefertigt sein, ähnlich einem Milchglas oder dergleichen. Dadurch lässt sich die Sichtbarkeit des optischen Elements und/oder der Lichtquelle weiter reduzieren. Außerdem lässt sich dadurch eine noch bessere Homogenität der Lichterscheinung erreichen.
Vorgeschlagen wird zudem ein Fahrzeuginnenausstattungsteil mit einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einer oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Beleuchtungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil zu beleuchten und/oder zu hinterleuchten.
Die für oder mit dem Fahrzeuginnenausstattungsteil verwendete Beleuchtungseinrichtung erlaubt eine homogene oder homogenere Beleuchtung und/oder Hinterleuchtung des Fahrzeuginnenausstattungsteils, da das optische Element durch sein Muster die Lichtkonzentration und/oder Lichtintensität am Ausgangspunkt der Lichtquelle, z.B. in der Mitte der Lichtquelle, reduziert, aber außen herum, d.h. mit zunehmendem Abstand zu der Lichtquelle, erlaubt. Bezüglich der weiteren Vorteile und der Weiterbildungen der Beleuchtungseinrichtung wird auf die vorstehende Beschreibung der Beleuchtungseinrichtung verwiesen.
Vorgeschlagen wird zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen von einem Lichtleiter, der dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil zu beleuchten und/oder zu hinterleuchten. Das Verfahren umfasst zudem ein Anordnen von wenigstens einer Lichtquelle derart, dass damit Licht von einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil abgewandten Seite in den Lichtleiter einkoppelbar ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Anordnen von wenigstens einem optischen Element an einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite des Lichtleiters, wobei das optische Element ein Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten und lichtdurchlässigen Elementabschnitten aufweist, wobei das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle lichtdurchlässiger ist als in einem geringeren Abstand von der Lichtquelle.
Die damit hergestellte Beleuchtungseinrichtung erlaubt eine homogenere Beleuchtung und/oder Hinterleuchtung des Fahrzeuginnenausstattungsteils, da das optische Element durch sein Muster die Lichtkonzentration und/oder Lichtintensität am Ausgangspunkt der Lichtquelle, z.B. in der Mitte der Lichtquelle, reduziert, aber außen herum, d.h. mit zunehmendem Abstand zu der Lichtquelle, erlaubt. Zudem lässt sich die Beleuchtungseinrichtung so mit einer geringen Baugröße bzw. mit geringer Dicke herstellen. Bezüglich der weiteren Vorteile und der Weiterbildungen der Beleuchtungseinrichtung wird auf die vorstehende Beschreibung der Beleuchtungseinrichtung verwiesen, da sich die vorstehend beschriebene Beleuchtungseinrichtung durch das Verfahren herstellen lässt.
Zudem kann gemäß einer Weiterbildung ein Deckelement an einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite des Lichtleiters angeordnet werden. Das Deckelement kann beispielsweise eine Deckschicht, Deckfolie, Dekorschicht, Dekorfolie oder dergleichen sein. Das Deckelement kann aus einem geeigneten transparenten oder diffusen Material, z.B. Kunststoffmaterial, ausgebildet sein. Dabei kann das Deckelement an dem Lichtleiter, der auch ein Träger des Fahrzeuginnenausstattungsteil sein oder mit ausbilden kann, flächig anliegen.
In einer Weiterbildung, wird das optische Element auf den Lichtleiter gedruckt. Dabei kann das Material auf die der Lichtquelle zugewandte Seite des Lichtleiters oder auf die dieser entgegengesetzten, dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite des Lichtleiters gedruckt werden. Insbesondere, wenn der Lichtleiter das nächste bzw. direkt benachbarte Element zu der Lichtquelle ist, ist das optische Element dadurch nahe der Lichtquelle bzw. bezogen auf eine Dickenrichtung der Beleuchtungseinrichtung direkt über der Lichtquelle angeordnet. Das begünstigt eine gute Homogenisierung des Lichts aus der Lichtquelle durch das optische Element. Wenn das optische Element auf der der Lichtquelle zugewandten Seite des Lichtleiters angeordnet ist und das Deckelement auf der gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters, d.h. auf der dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite, angeordnet ist, kann die Beleuchtungseinrichtung ein noch besser homogenisiertes Licht erzeugen, da der Lichtleiter und das Deckelement gemeinsam eine dickere diffuse Schicht ausbilden können. Dabei kann der Druck des optischen Elements gemäß dem zu erzeugenden Muster auf den Lichtleiter aufgebracht werden. Alternativ dazu, kann das optische Element auch als flächiger Druck aufgebracht werden. Das Drucken kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich dazu, kann das optische Element auf das Deckelement gedruckt werden, vorzugsweise auf eine dem Lichtleiter zugewandte bzw. dem Fahrzeuginnenausstattungsteil abgewandten Seite des Deckelements. Dabei kann der Druck des optischen Elements gemäß dem zu erzeugenden Muster auf das Deckelement aufgebracht werden. Alternativ dazu, kann das optische Element auch als flächiger Druck, als flächige Beschichtung oder als flächige Lackierung aufgebracht werden, wobei mittels eines Lasers, mit dem das Material des optischen Elements partiell ausgespart wird, das Muster erzeugt wird. Dabei sind die mittels des Lasers ausgesparten Abschnitte die lichtdurchlässigen Elementabschnitte und die als Materialauftrag verbleibenden Abschnitte die lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitte des optischen Elements. Das Drucken kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren erfolgen. Alternativ kann das optische Element auch als Beschichtung, Lackierschicht oder dergleichen aufgebracht werden.
Es ist auch möglich, dass zunächst das Deckelement mit dem optischen Element bedruckt wird, ggf. zur Mustererzeugung gelasert wird, und dann das Deckelement, das beispielsweise als Folie ausgebildet sein kann, dreidimensional in eine Sollgeometrie, z.B. entsprechend des Fahrzeuginnenausstattungsteils und/oder eines Trägers usw., umgeformt wird und anschließend mit dem Material des Lichtleiters hinterspritzt wird. Dadurch ist das optische Element zwischen dem Deckelement und dem Lichtleiter angeordnet bzw. eingeschlossen. Die Verwendung einer Folie als Deckelement erlaubt eine besonders einfache Herstellung, wenn die Folie noch vor ihrer Umformung bedruckt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung, können die lichtdurchlässigen Elementabschnitte dadurch gebildet werden, dass in dem Druck bzw. Druckbild der das optische Element ausbildet, mittels eines Lasers das gedruckte Material gemäß dem zu erzeugenden Muster des optischen Elements abgetragen wird. Dadurch kann das optische Element noch feiner hergestellt werden und bewirkt dadurch einen noch bessere Homogenisierung des Lichts der Lichtquelle. Zudem kann die Position und/oder Lage des optischen Elements noch genauer bewerkstelligt werden, da der Laser äußerst genau auf die Lage und/oder Position der Lichtquelle ausgerichtet werden kann.
In einer Weiterbildung, kann das Deckelement mit einem den Lichtleiter ausbildenden Material, wie etwa einem geeigneten Kunststoffmaterial oder dergleichen, mit transparenten oder diffusen Eigenschaften, hinterspritzt werden. Dabei kann das optische Element als Druck, insbesondere flächiger Druck, auf das Material des Lichtleiters aufgebracht werden, vorzugsweise an einer der Lichtquelle zugewandten bzw. dem Fahrzeuginnenausstattungsteil abgewandten Seite des Lichtleiters. Wenn der Druck des optischen Elements ein flächiger Druck ist, kann mittels eines Lasers das zu erzeugende Muster durch entsprechend partielles Aussparen des gedruckten Materials des optischen Elements ausgebildet werden.
Gemäß einer Weiterbildung, kann das Material des optischen Elements reflektierende Eigenschaften aufweisen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen und den begleitenden Figuren.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
2 in einer Draufsicht ein optisches Element einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform.
3 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
4 in einer Explosionsdarstellung eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
5 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
6 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
7 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
8 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
9 in einer Seiten- bzw. Schnittansicht eine Schnittansicht eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.
10 einen Teilaspekt eines Verfahrens zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil gemäß einer Ausführungsform.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein Fahrzeuginnenausstattungsteil 1, wie es etwa in einer Fahrzeuginnenverkleidung, einer Instrumententafel, einer Mittelkonsole, einer Türverkleidung, oder ähnlichem eingesetzt werden kann. Das Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 ist beleuchtbar oder hinterleuchtbar, für welchen Zweck es eine Beleuchtungseinrichtung 100 aufweist. Das Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 kann für diesen Zweck durchleuchtbar oder hinterleuchtbar ausgestaltet sein, z.B. durch partielle Lichtdurchlässe, wie etwa eine Perforation, ein lichtdurchlässiges Material usw.
Die Beleuchtungseinrichtung 100 für das Fahrzeuginnenausstattungsteil weist wenigstens eine Lichtquelle 110 auf, bei der es sich hier exemplarisch um eine Leuchtdiode (LED) handelt. Die Lichtquelle 110 kann beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnet und von dieser oder über diese angesteuert werden. Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl von Lichtquellen 110 auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind.
Ein solche Lichtquelle 110 strahlt Licht mit einer Charakteristik ab, die in 1 mit drei Pfeilen A1, A2 und A3 angedeutet ist. Der Pfeil A2 im Zentrum der Lichtquelle 110 gibt einen Bereich der Lichtquelle 110 an, in der sie eine besonders hohe, evtl. auch maximale, Lichtkonzentration und/oder Lichtintensität aufweist. Dagegen geben die Pfeile A1 und A3 Bereiche der Lichtquelle 110 an, in denen sie eine geringere, bis zu minimale, Lichtkonzentration und/oder Lichtintensität aufweist. Gemäß 1, nimmt die Lichtkonzentration und/oder Lichtintensität also mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle 110 ab. In anderen Worten, ist die Lichtquelle 110 in der Nähe ihres Zentrums, wobei zumindest ein Teil des Pfeils A2 als eine Normale der Lichtquelle 110 angesehen werden kann, heller als in Abständen zu ihrem Zentrum.
Die Beleuchtungseinrichtung 100 weist zudem einen Lichtleiter 120 auf, der dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 zu hinterleuchten. Aus 1 geht hervor, dass der Lichtleiter 120 und die Lichtquelle 110 zueinander so angeordnet und jeweils dazu eingerichtet sind, dass die Lichtquelle 110, Licht von einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 abgewandten Seite in den Lichtleiter 120 einkoppeln kann. Der Lichtleiter 120 kann beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial gefertigt sein, das mit einem Spritzgussverfahren verarbeitet werden kann. Der Lichtleiter 120 kann Eigenschaften, z.B. Materialeigenschaften, geometrische Eigenschaften usw., aufweisen, um entweder transparent oder diffus, z.B. ähnlich einem Milchglas, zu sein.
Des Weiteren weist die Beleuchtungseinrichtung 100 wenigstens ein optisches Element 130 auf, das zwischen dem Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 und der Lichtquelle 110 angeordnet ist. Das optische Element 130, das auch als Matrixfilter bezeichnet werden kann, weist ein Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten 131 und lichtdurchlässigen Elementabschnitten 132 auf, wobei das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle 110 lichtdurchlässiger ist als in einem geringeren Abstand von der Lichtquelle 110. Der Abstand lässt sich anhand der Pfeile A1, A2 und A3 in 1 erklären, da dies bedeutet, dass das optische Element 130 beispielsweise im Bereich der Pfeile A1 und A3 lichtdurchlässiger ist und im Bereich des Pfeils A2 weniger lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig ist. 1 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt außerdem ein exemplarisches Muster des optischen Elements 130. In diesem exemplarischen Muster ist erkennbar, dass das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle 110, insbesondere in Bezug auf ihr dem Pfeil A2 zugeordnetes Zentrum, lichtdurchlässiger wird und entsprechend in geringerem Abstand, insbesondere Nahe ihres Zentrums, lichtundurchlässiger ist. Es sei angemerkt, dass insbesondere bei einem insgesamt runden oder elliptischen Muster das Muster mit zunehmenden Abstand von seinem Zentrum, also nach radial außen, lichtdurchlässiger werden kann. In 1 ist zudem erkennbar, dass das optische Element 130 ein flächiges Element ist, das z.B. als Schicht, Folie, Platte oder dergleichen ausgebildet sein kann. Das optische Element 130 kann auch reflektierend ausgebildet sein. In diesem Fall, kann auch die Lichtquelle 110, z.B. durch eine reflektierende Schicht oder Beschichtung der Leiterplatte 111 reflektierend ausgebildet sein, damit von dem optischen Element 130 reflektiertes Licht wieder in Lichtleiter 120 eingekoppelt werden kann.
Gemäß 1, können die die Lichtquelle 110, der Lichtleiter 120 und das optische Element 130 einen Schichtaufbau, in dem die genannten Elemente in einer Dickenrichtung der Beleuchtungseinrichtung 100 übereinander angeordnet sind. Das Licht der Beleuchtungseinrichtung 100 kann dann in das Fahrzeuginnenausstattung 1 eingekoppelt werden.
Es sei angemerkt, dass das optische Element 130 nicht zwingend an einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil zugewandten Seite des Lichtleiters 120 angeordnet sein muss, sondern beispielsweise auch an der gegenüberliegenden Seite des Lichtleiters 120 und auch an anderer Stelle, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
2 zeigt das optische Element 130, d.h. den Matrixfilter, noch einmal detaillierter und in einer Ausführungsform, bei der mehrere Lichtquellen 110 in einer gemeinsamen Ebene in einer Matrixform angeordnet sind. Entsprechend der Matrixform, weist das optische Element 130 mehrere Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten 131 und lichtdurchlässigen Elementabschnitten 132 auf, wobei jedes der Muster einer der mehreren Lichtquellen 110 zugeordnet ist. Es sei angemerkt, dass die mehreren Muster entweder zusammenhängend oder zueinander separat ausgebildet sein können. Die Ausgestaltung als 3x4-Matrix in 2 ist lediglich exemplarisch, da auch weniger oder mehr, auch deutlich mehr, als zwölf Lichtquellen 110 und/oder Muster bzw. optische Elemente 130 vorgesehen sein können.
3 zeigt die Beleuchtungseinrichtung 100 in einer weiteren Seitenansicht bzw. teilweisen Schnittansicht. Zusätzlich oder alternativ zu der Ausführungsform gemäß 1, weist die Beleuchtungseinrichtung 100 hier zusätzlich ein Deckelement 140 auf, das als weitere Schicht in Dickenrichtung oberhalb des optischen Elements 130 angeordnet ist. Das Deckelement 140 kann beispielsweise als Folie, Dekorfolie, Platte, Beschichtung oder dergleichen ausgebildet sein. Es kann Eigenschaften, z.B. Materialeigenschaften, geometrische Eigenschaften usw., aufweisen, um entweder transparent oder diffus, z.B. ähnlich einem Milchglas, zu sein.
Zudem zeigt 3, dass die Beleuchtungseinrichtung 100 zusätzlich einen Träger 150 aufweisen kann, der z.B. die in Dickenrichtung unterste Schicht der Beleuchtungseinrichtung 100 ausbilden kann. Gemäß 3 sind mehrere Lichtquelle 110 auf einer Leiterplatte 111 angeordnet, die wiederum an oder auf dem Träger 150 angeordnet und daran befestigt ist. Der Träger 150 kann auch ein Teil des Fahrzeuginnenausstattungsteils 1 sein.
Wie oben erwähnt, können der Lichtleiter 110 und/oder das Deckelement 140 entweder transparent oder diffus ausgestaltet sein. Bei diffuser Ausgestaltung kann zusätzlich zu dem optischen Element ein Durchscheinen der Lichtquellen 110 vermieden oder reduziert werden und/oder wahrnehmbare Lichtflecken vermieden oder reduziert werden.
4 zeigt die Beleuchtungseinrichtung 100 aus 3, jedoch auch mit sämtlichen Elementen der 1, in einer Explosionsdarstellung. Dabei sind der Schichtaufbau der Beleuchtungseinrichtung 100, die flächig ausgeformte Leiterplatte 111 mit mehreren, in einer Matrix mit Abständen dazwischen angeordneten Lichtquellen 110, der flächig ausgeformte Lichtleiter 120 und das ebenfalls flächig ausgeführte optische Element mit mehreren, der Matrix der Lichtquellen 110 entsprechenden Mustern zur Lichtbeeinflussung zu erkennen. Es sei angemerkt, dass es das optische Element 130 durch sein Muster und der gezielten Verdunkelung bzw. Lichtführung ermöglicht, dass die Lichtquellen 110 besonders nahe zu dem Lichtleiter 120 und/oder dem Deckelement 140 und letztlich dem Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 angeordnet werden können, da das optische Element 130 eine gleichmäßig beleuchtete Fläche auch bei geringem Abstand begünstigt und sich kaum oder keine Lichtflecken abzeichnen können.
Es sei angemerkt, dass das optische Element 130 als fertiges Muster irgendwo zwischen der Lichtquelle(n) 110 und dem Fahrzeuginnenausstattungsteil 1 angeordnet werden kann. Dies kann z.B. als Folie, Platte oder dergleichen erfolgen. Zudem kann das optische Element 130 aber auch auf mindestens eine der anderen Schichten, insbesondere den Lichtleiter 120 oder das Deckelement 140 aufgedruckt werden. Wie weiter unten noch beschrieben, können dabei die lichtdurchlässigen Elementabschnitte 132 durch nachträgliches Entfernen des Druckmaterials ausgebildet werden.
5 zeigt in einer Seitenansicht bzw. zumindest teilweisen Schnittansicht die Beleuchtungseinrichtung 100. Hieran lässt sich beschreiben, dass das optische Element 130 auf eine zunächst plane Deckfolie, d.h. dem Deckelement 140 in Folienform, aufgedruckt wird. Dies kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren oder ein anderes geeignetes Verfahren erfolgen. Dann wird die Folie dreidimensional verformt, wenn das Deckelement 140 z.B. der Form des Fahrzeuginnenausstattungsteils 1 folgen soll. Diese verformte Folie kann dann mit einem Material, z.B. Kunststoffmaterial, hinterspritzt werden, um so den Lichtleiter 120 auszubilden. Dadurch ist das optische Element zwischen dem Deckelement 140 und dem Lichtleiter 120 eingeschlossen. Vorzugsweise, wird das optische Element 130 in diesem Fall mit dem gewünschten Muster aufgedruckt.
6 veranschaulicht den oben beschriebenen Aspekt der Herstellung der Beleuchtungseinrichtung 100 noch einmal. Demnach kann in einer Ausführungsform, das optische Element 130 auf das Deckelement 140, das z.B. also verformbare Folie ausgebildet sein kann, aufgedruckt werden. Dies kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren oder ähnliches erfolgen. Dann wird der Lichtleiter 120 auf das Deckelement 140 z.B. durch ein Spritzgussverfahren aufgebracht, also das Deckelement 140 mit dem Material des Lichtleiters 120 hinterspritzt. Wie oben erwähnt, kann der Lichtleiter 110 und/oder das Deckelement 140 transparent oder diffus sein.
7 zeigt in einer Seitenansicht bzw. zumindest teilweisen Schnittansicht die Beleuchtungseinrichtung 100. Hier ist das optische Element 110 auf einer der Lichtquelle 110 zugewandten Seite des Lichtleiters 120 angeordnet. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass das Deckelement 140 mit dem Material des Lichtleiters 120 hinterspritzt wird, ähnlich oder gleich wie oben, dann jedoch das optische Element 130 auf die dem Deckelement 140 abgewandte Seite des Lichtleiters 120 gedruckt wird. Dies kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren oder ähnliches erfolgen. Dadurch ist das optische Element in unmittelbarer Nähe zu der Lichtquelle 110 angeordnet, so dass eine noch bessere Homogenisierung des Lichts erfolgen kann.
8 veranschaulicht den oben beschriebenen Aspekt der Herstellung der Beleuchtungseinrichtung 100 noch einmal. Demnach kann in einer Ausführungsform, der Lichtleiter 120 auf das Deckelement 140 z.B. durch ein Spritzgussverfahren aufgebracht werden, also das Deckelement 140 mit dem Material des Lichtleiters 120 hinterspritzt werden. Das optische Element 130 kann auf den Lichtleiter 120 aufgedruckt werden. Dies kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren oder ähnliches erfolgen. Wie oben erwähnt, kann der Lichtleiter 110 und/oder das Deckelement 140 transparent oder diffus sein.
9 zeigt in einer Seitenansicht bzw. zumindest teilweisen Schnittansicht die Beleuchtungseinrichtung 100. Hier ist das optische Element 110 auf einer der Lichtquelle 110 zugewandten Seite des Lichtleiters 120 angeordnet. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass das Deckelement 140 mit dem Material des Lichtleiters 120 hinterspritzt wird, ähnlich oder gleich wie oben, dann jedoch das optische Element 130 auf die dem Deckelement 140 abgewandte Seite des Lichtleiters 120 gedruckt wird. Dies kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren oder ähnliches erfolgen. Hier kann das Muster des optischen Elements 130 noch nicht mit dem Druck ausgebildet werden, sondern dieser ein flächiger Druck sein. Nach dem flächigen Aufdrucken wird dann das Material des optischen Elements zum Ausbilden der zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten 131 und lichtdurchlässigen Elementabschnitten 132 partiell abgetragen bzw. beibehalten werden. Letzteres kann z.B. durch einen Laser L (siehe 10) erfolgen.
10 veranschaulicht den oben beschriebenen Aspekt der Herstellung der Beleuchtungseinrichtung 100 noch einmal. Demnach kann in einer Ausführungsform, der Lichtleiter 120 auf das Deckelement 140 z.B. durch ein Spritzgussverfahren aufgebracht werden, also das Deckelement 140 mit dem Material des Lichtleiters 120 hinterspritzt werden. Das optische Element 130 kann auf den Lichtleiter 120 aufgedruckt werden. Dies kann z.B. durch ein Siebdruckverfahren oder ähnliches erfolgen, jedoch flächig erfolgen. Dann wird mittels z.B. des Lasers L dort Material von dem Druck abgetragen, wo das optische Element 130 die lichtdurchlässigen Elementabschnitte 132 aufweisen soll. Ansonsten verbleibt das aufgedruckte Material des optischen Elements 130 auf dem Lichtleiter 120, um die zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten 131 auszubilden. Es sei angemerkt, dass das gleiche Verfahren angewendet werden kann, wenn das optische Element 130 auf das Deckelement 130 aufgedruckt wird, wobei dies dann auch zunächst flächig erfolgt und dann das Material wie beschrieben partiell abgetragen wird. Wie oben erwähnt, kann der Lichtleiter 110 und/oder das Deckelement 140 transparent oder diffus sein.
Es sei nochmals angemerkt, dass in sämtlichen Ausführungsformen die Leiterplatte 111 an einer dem Lichtleiter 120 zugewandten Fläche reflektierend ausgeführt sein kann. Ebenso kann das optische Element 130 an der der Lichtquelle 110 zugewandten Seite reflektierend ausgeführt sein.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Fahrzeuginnenausstattungsteil
100: Beleuchtungseinrichtung
110: Lichtquelle
111: Leiterplatte
120: Lichtleiter
130: optisches Element
131: lichtabsorbierender oder lichtundurchlässiger Elementabschnitt
132: lichtdurchlässiger Elementabschnitt
140: Deckelement
150: Träger
A1, A2, A3: Bereiche unterschiedlicher Lichtkonzentration und/oder Lichtintensität

Claims

Beleuchtungseinrichtung (100) für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil (1), aufweisend: einen Lichtleiter (120), der dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) zu hinterleuchten, wenigstens eine Lichtquelle (110), die dazu angeordnet und eingerichtet ist, Licht von einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) abgewandten Seite in den Lichtleiter (120) einzukoppeln, und wenigstens ein optisches Element (130), das zwischen der Lichtquelle (110) und dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) angeordnet ist und ein Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten (131) und lichtdurchlässigen Elementabschnitten (132) aufweist, wobei das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle (110) lichtdurchlässiger ist als in einem geringeren Abstand von der Lichtquelle (110).
Beleuchtungseinrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Muster des optischen Elements (130) ein Lochmuster ist, bei dem die lichtundurchlässigen Elementabschnitte (131) durch ein zumindest lichtabsorbierendes oder lichtundurchlässiges Material und die lichtdurchlässigen Elementabschnitte (132) durch Aussparung dieses Materials ausgebildet sind.
Beleuchtungseinrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anteil der zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitte (131) des optischen Elements (130) mit dem zunehmenden Abstand geringer ist, d.h. das Muster dichter ist, als in dem geringeren Abstand von der Lichtquelle (110), wo das Muster löchriger ist.
Beleuchtungseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitte (131) des optischen Elements (130) lichtreflektierend ausgebildet sind.
Beleuchtungseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtleiter (120) und/oder die Lichtquelle (110) lichtreflektierend ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtleiter (120) diffus ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Deckelement (130), das auf einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) zugewandten Seite des Lichtleiters (120) angeordnet ist, wobei das optische Element (130) auf das Deckelement (130) aufgedruckt ist.
Beleuchtungseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deckelement (130) diffus ausgebildet ist.
Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) mit einer Beleuchtungseinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) zu hinterleuchten.
Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungseinrichtung (100) für ein Fahrzeuginnenausstattungsteil (1), mit den Schritten: Bereitstellen eines Lichtleiters (120), der dazu eingerichtet ist, das Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) zu hinterleuchten, Anordnen von wenigstens einer Lichtquelle (110) derart, dass damit Licht von einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) abgewandten Seite in den Lichtleiter (120) einkoppelbar ist, und Anordnen von wenigstens einem optischen Element (130) an einer dem Fahrzeuginnenausstattungsteil (1) zugewandten Seite des Lichtleiters (120), wobei das optische Element ein Muster aus zumindest lichtabsorbierenden oder lichtundurchlässigen Elementabschnitten (131) und lichtdurchlässigen Elementabschnitten (132) aufweist, wobei das Muster mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle (110) lichtdurchlässiger ist als in einem geringeren Abstand von der Lichtquelle (110).