DE102022129705A1

DE102022129705A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022129705A1
Application number: DE102022129705.5A
Authority: DE
Inventors: Carsten Hohmann; Alfons Michaelis; Martin Mügge
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-11-10
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2024-05-16
Also published as: CN118009273A; US20240159374A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (18), umfassend eine Mehrzahl von Lichtquellen (2), einen flächigen Lichtleiter (3), der eine Eintrittsfläche (8) und mindestens eine Austrittsfläche (9, 10) aufweist, eine Abdeckscheibe (11), wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, dass das von den Lichtquellen (2) erzeugte Licht zumindest teilweise durch die Eintrittsfläche (8) in den Lichtleiter (3) eintritt, zumindest teilweise aus der mindestens einen Austrittsfläche (9, 10) austritt und zumindest teilweise durch die Abdeckscheibe (11) aus der Beleuchtungsvorrichtung (1) austritt, sowie ein Gehäuse (13), das die Mehrzahl von Lichtquellen (2), den Lichtleiter (3) und die Abdeckscheibe (11) zumindest teilweise umgibt, wobei die Dicke (D1) der Beleuchtungsvorrichtung (1) in der zu der Längsrichtung und der Querrichtung des Lichtleiters (3) senkrechten Richtung in einem Bereich, in dem im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung (1) Licht aus der Abdeckscheibe (11) austritt, kleiner als 20 mm ist, beispielweise kleiner als 10 mm ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Für die Signalfunktionen eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein Schlusslicht, ein Bremslicht, einen Fahrtrichtungsanzeiger oder ein Tagfahrlicht, in Heckleuchten oder in Scheinwerfern ist das Design schon seit längerem ein bestimmender Faktor. Das Design dieser Beleuchtungsvorrichtungen ist seit der Einführung der LED-Technologie noch bedeutsamer geworden, weil die kleinen Leuchtdioden, die häufig in größerer Anzahl verwendet werden, viel flexibler als eine große Glühlampe als Leuchtmittel einer Signalfunktion eingesetzt werden können, so dass sich in Verbindung mit dem gewählten optischen System unterschiedlichste Gestaltungsmöglichkeiten bieten.
Eine Abwandlung der LED-Technologie findet sich in Form der OLED-Technologie, bei der das Leuchtmittel nicht punktförmig klein wie eine Leuchtdiode ist, sondern vielmehr flächig und größer gestaltet ist, um eine gewünschte Leuchtfläche zu bilden, die sehr homogen ausgeleuchtet werden kann. Als nachteilig bei der OLED-Technologie erweisen sich die im Vergleich zur LED-Technologie deutlich höheren Kosten der OLED-Technologie. Gründe für diese hohen Kosten sind ein komplexes Fertigungsverfahren, die jeweils vom Design vorgegebene unterschiedliche Formgebung und geringe Stückzahlen. Dazu kommen spezielle, hohe Anforderungen im Automotive-Bereich, wie beispielsweise eine Beständigkeit bei UV-Belastung und Krafteinwirkungen wie Vibrationen, Stöße und Schütteln sowie eine Temperaturbeständigkeit in einem Bereich zwischen -40°C bis +85°C oder +100°C. Diese Anforderungen sind für eine organische Leuchtdiode wesentlich schwieriger zu erfüllen als für Standard-Leuchtdioden.
Dies führt dazu, dass nach alternativen Möglichkeiten gesucht wird, um eine ähnliche Gestaltung wie mit organischen Leuchtdioden (OLED) zu realisieren, insbesondere also eine homogen ausgeleuchtete Fläche. Erreicht wird dies durch die Verwendung von Leuchtdioden (LED) mit einem flächigen Lichtleiter und vorgelagerten Optiken, in Form von mikrostrukturierten Folien oder dünnen Optikscheiben, zum Streuen des Lichts, das aus dem Lichtleiter abgestrahlt wird. Insgesamt wird dadurch ein Flat-Light-Modul bereitgestellt, das eine hohe Performance bei homogener Ausleuchtung der gesamten Fläche sowie einer beliebigen Formgebung und Größe bietet.
Genau wie bei organischen Leuchtdioden können dann bei der Integration in eine Heckleuchte mehrere Flat-Light-Module versetzt neben- und hintereinander positioniert werden, um das gewünschte individuelle Erscheinungsbild der Signalfunktion, beispielsweise des Schlusslichts oder des Schluss-Bremslichts, zu erzeugen.
Ein beispielhaftes Flat-Light-Modul besteht aus einem vorderen und einem hinteren Gehäuseteil, die durch eine Verrastung miteinander verbunden sind. Das vordere Gehäuseteil kann alternativ als Zweifach-Komponente mit einer transparenten Scheibe ausgeführt sein. Zwischen den Gehäuseteilen sind ein plattenförmiger Lichtleiter mit Mikrooptiken, eine weiße, diffus reflektierende Folie hinter dem Lichtleiter und zwei oder drei Mikrooptik-Folien vor dem Lichtleiter eingebracht, die insgesamt für die Lichtverteilung und Effizienz des Systems verantwortlich sind, indem die einzelnen Mikrooptikkomponenten aufeinander abgestimmt sind. Die Mikrooptikfolien können auch als dünne, gespritzte Optikscheiben ausgeführt sein.
Bei OLED-Leuchtelementen sind mit aktuellen Technologien nur planare, glasbasierte Elemente möglich, aus diesem Grund werden aktuell zumeist mehrere OLED-Leuchtelemente integriert und auf Grund ihrer geringen Leuchtdichte mit umlaufenden weiteren LED-Lichtflächen ergänzt, um letztlich die geforderten Lichtstärken für ein Schlusslicht zu erreichen. Die OLED-Technologie kann wegen der hohen technischen Automotive-Anforderungen bisher keine gekrümmten Flächen und damit auch keine großen Flächen für Beleuchtungsvorrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Verfügung stellen.
Weiterhin nachteilig an einem Einbau von OLED-Elementen oder FlatLight-Modulen in eine beispielsweise als Heckleuchte ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung ist, dass damit ein zusätzliches Gehäuse und eine zusätzliche Abschlussscheibe, sowie meistens auch innenliegende weiteren Bauteile, wie Blenden, erforderlich sind. Es sind also ein hoher Entwicklungsaufwand, ein Materialaufwand für Spritzgusswerkzeuge und Spritzgussteile sowie ein höherer Fertigungsaufwand notwendig. Auch für die Karosserie sind tiefe Einzüge für die Integration der Heckleuchte notwendig, die mehrfache Umformstufen und -Werkzeuge erforderlich machen sowie gegebenenfalls sogar separate Karosserietöpfe, die eingeschweißt werden müssen, wenn die Gesamttiefe nicht durch Umformprozesses realisiert werden kann.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist daher die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die möglichst flach ist sowie platzsparend und materialsparend ausgebildet sein kann beziehungsweise kostengünstig hergestellt werden kann.
Die wird erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Gemäß Anspruch 1 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung

- eine Mehrzahl von Lichtquellen,
- einen flächigen Lichtleiter, der eine Längsrichtung und eine dazu senkrechte Querrichtung sowie eine zu der Längsrichtung und eine zu der Querrichtung senkrechte Tiefe aufweist, wobei die Ausdehnung des Lichtleiters in Längsrichtung größer als in Querrichtung ist und die Ausdehnung in Querrichtung größer als in Richtung der Tiefe ist, wobei der Lichtleiter eine Eintrittsfläche und mindestens eine Austrittsfläche aufweist,
- eine Abdeckscheibe,
- wobei die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, dass das von den Lichtquellen erzeugte Licht zumindest teilweise durch die Eintrittsfläche in den Lichtleiter eintritt, dass das durch die Eintrittsfläche eingetretene Licht zumindest teilweise aus der mindestens einen Austrittsfläche austritt und dass das aus der mindestens einen Austrittsfläche des Lichtleiters ausgetretene Licht zumindest teilweise durch die Abdeckscheibe aus der Beleuchtungsvorrichtung austritt,
- ein Gehäuse, das die Mehrzahl von Lichtquellen, den Lichtleiter und die Abdeckscheibe zumindest teilweise umgibt,
- wobei die Dicke der Beleuchtungsvorrichtung in der zu der Längsrichtung und der Querrichtung senkrechten Tiefe in einem Bereich, in dem im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht aus der Abdeckscheibe austritt, kleiner als 20 mm ist, insbesondere kleiner als 15 mm ist, vorzugsweise kleiner als 12 mm ist, beispielweise kleiner als 10 mm ist.

Auf diese Weise kann im Unterschied zu mehreren nebeneinander angeordneten Flat-Light-Modulen eine Beleuchtungsvorrichtung geschaffen werden, die lediglich ein Gehäuse aufweist, so dass die Herstellungskosten gesenkt werden können. Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise als flache Heckleuchte mit größeren Abmessungen gestaltet sein kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ausdehnung der Beleuchtungsvorrichtung in Längsrichtung des Lichtleiters größer als 50 cm ist, insbesondere größer als 100 cm ist, vorzugsweise größer als 150 cm ist, und/oder dass die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, sich im eingebauten Zustand über die gesamte oder nahezu die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs zu erstrecken. Damit kann die Beleuchtungsvorrichtung beispielsweise als flache Heckleuchte gestaltet sein, die sich als streifenförmiges Element quer über die gesamte oder nahezu gesamte Breite des Kraftfahrzeugs erstreckt. Diese streifenförmige Fläche kann hierbei eine insbesondere nicht unterbrochene, einteilige Leuchtfläche bilden, die vorzugsweise unterschiedliche Signalfunktion generieren kann. Die insbesondere als flache Heckleuchte ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung kann auch wie bei einem klassischen Aufbau in eine linke und rechte fahrzeugaussenseitige Heckleuchte geteilt und gekürzt sein, ohne die Vorteile einer insgesamt flachen Gestaltung der Heckleuchte zu verlieren.
Es besteht die Möglichkeit, dass der Lichtleiter zwei in Längsrichtung endseitige Stirnflächen, zwei sich zumindest teilweise in Längsrichtung erstreckende schmale Flächen und zwei sich in Längsrichtung erstreckende breite Flächen aufweist, wobei die Eintrittsfläche des Lichtleiters an einer der sich in Längsrichtung erstreckenden schmalen Flächen des Lichtleiters ausgebildet ist. Dabei kann die mindestens eine Austrittsfläche des Lichtleiters an einer der sich in Längsrichtung erstreckenden breiten Flächen des Lichtleiters ausgebildet sein, insbesondere wobei an jeder der beiden sich in Längsrichtung erstreckenden breiten Flächen des Lichtleiters eine Austrittsfläche ausgebildet ist. Dabei kann ausgehend von einer Position der Eintrittsfläche beziehungsweise der Lichtquellen beispielsweise an der unteren sich in Längsrichtung erstreckenden schmalen Fläche des Lichtleiters die gegenüberliegende, obere Seite des Gehäuses unterschiedlich geformt sein. Die äußere Form der Heckleuchte ist dadurch beliebig gestaltbar, wobei abweichend von einer Rechteckfläche auch andere Variationen realisierbar sind.
Es kann vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung und/oder der Lichtleiter in Längsrichtung des Lichtleiters gekrümmt sind. Insbesondere durch eine entsprechende Wölbung der gesamten Beleuchtungsvorrichtung kann diese an den Konturverlauf der Karosserie angepasst werden, um eine harmonische Integration der Beleuchtungsvorrichtung in das Kraftfahrzeug zu gewährleisten.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, von außen auf die Karosserie des Kraftfahrzeugs aufgebracht zu werden oder in eine Einprägung der Karosserie des Kraftfahrzeugs eingebracht zu werden. Beide Nutzungsvarianten, sowohl als aufgesetzte flache Beleuchtungsvorrichtung, wie auch als freistehende Beleuchtungsvorrichtung ermöglichen somit ein hohes Einsparpotential im Aufwand und den Ressourcen für die Karosserieentwicklung und -fertigung sowie gleichzeitig auch für die Beleuchtungsvorrichtung selbst, die als sehr kompakte Beleuchtungsvorrichtung mit minimalen Materialeinsatz hergestellt werden kann.
Es kann vorgesehen, dass die Beleuchtungsvorrichtung zwei in Längsrichtung des Lichtleiters endseitige Vorsprünge aufweist, die dazu eingerichtet sind, im montierten Zustand in das Kraftfahrzeug hineinzuragen. Diese Vorsprünge können für eine gewählte, vorgesehene Halterung und Befestigung genutzt werden. Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise durch eine Karosserieöffnung geschoben und dann mittels einer Verschraubung befestigt sein. Dabei ist auch eine Verrastung in der Karosserie oder in hinter der Karosserie befindliche Träger möglich. Durch die Halterung der Vorsprünge kann beispielsweise auch die Kontaktierung der Beleuchtungsvorrichtung mit dem Kraftfahrzeug erfolgen. Alternativ kann jedoch auch an beliebiger Position auf der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise mittig, ein gesicherter Steckkontakt zum Kraftfahrzeug vorgesehen sein.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Lichtquellen in Längsrichtung des Lichtleiters nebeneinander angeordnet sind. Dabei können die Lichtquellen insbesondere als Leuchtdioden ausgebildet sein, die auf einer, insbesondere gemeinsamen, Leiterplatte angeordnet sind. Die Leiterplatte kann teilweise gegenüber der Eintrittsfläche des Lichtleiters angeordnet sein, insbesondere wobei die Leiterplatte in einer zu der Längsrichtung und zu der Querrichtung senkrechten Richtung von dem Lichtleiter wegragt, so dass die Dicke der Beleuchtungsvorrichtung in dem Bereich der Leiterplatte größer ist als in dem Bereich, in dem im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht aus der Abdeckscheibe austritt. Die größere Bautiefe der Beleuchtungsvorrichtung im Randbereich kann vorteilhaft für den Aufbau der Leuchte sein, weil dadurch der Randbereich stabiler ausgeführt sein kann und zur Gesamtstabilität einer beispielsweise dünnen und fragilen Heckleuchte beitragen kann. Zusätzlich kann unterhalb der Leiterplatte, bis in die seitlichen Befestigungen durch die Vorsprünge hinein ein Blech oder Aluminium-Formteil eingebracht sein, welches ebenfalls zur Versteifung der Beleuchtungsvorrichtung beiträgt und gleichzeitig eine bessere Wärmeabfuhr von den Leuchtdioden bewirken kann.
Es kann vorgesehen, dass mindestens eine erste und mindestens eine zweite der Lichtquellen hinsichtlich der Farbe des von Ihnen erzeugten Lichts voneinander verschieden sind, um unterschiedliche Signalfunktionen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein Schlusslicht, ein Bremslicht, einen Fahrtrichtungsanzeiger oder ein Tagfahrlicht zu realisieren. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung zwei in Längsrichtung nebeneinander angeordnete Segmente des Lichtleiters umfasst, die zur Farbtrennung der unterschiedlichen Signalfunktionen optisch nicht miteinander verbunden sind, und/oder dass die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest eine der Lichtquellen, vorzugsweise mehrere der Lichtquellen zur Farbtrennung der unterschiedlichen Signalfunktionen gezielt abzuschalten. Dadurch können Farbmischungen auf ein zulässiges Maß reduziert werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine mikrostrukturierte Folie und/oder mindestens eine mikrostrukturierte Optikscheibe umfasst, wobei die mindestens eine mikrostrukturierte Folie oder die mindestens eine mikrostrukturierte Optikscheibe beispielsweise zwischen dem Lichtleiter und der Abdeckscheibe angeordnet ist. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung eine zumindest teilweise reflektierende Fläche aufweisen, die auf der von der Abdeckscheibe abgewandten Seite des Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, dass aus der von der Abdeckscheibe abgewandten Austrittsfläche des Lichtleiters ausgetretenes Licht auf die reflektierende Fläche auftrifft, von dieser zu der Austrittsfläche zurückreflektiert wird und zumindest teilweise wieder in den Lichtleiter eintritt bevor es aus der der Abdeckscheibe zugewandten Austrittsfläche austritt und durch die mindestens eine Abdeckscheibe hindurchtritt. Auf diese Weise kann die Beleuchtungsvorrichtung wie bei einem Flat-Light-Module durch rückseitige Reflexion des aus dem Lichtleiter austretenden Lichts und durch gezielte Streuung an den mikrostrukturierte Folien und/oder Optikscheiben bei homogener Ausleuchtung der vorderen Fläche eine hohe Performance bieten.
Es kann vorgesehen, dass zwischen dem Lichtleiter und der Abdeckscheibe ein LC-Display, insbesondere ein passives LC-Display wie ein Guest-Host-Display oder ein Smartglass-Display, angeordnet ist, das zumindest teilweise zwischen einem Betriebszustand und einem Nichtbetriebszustand schaltbar ist, wobei in dem Betriebszustand das von dem Lichtleiter ausgehende Licht durch das LC-Display zumindest teilweise hindurchtritt und wobei in dem Nichtbetriebszustand das von dem Lichtleiter ausgehende Licht nicht durch das LC-Display hindurchtritt. Ein derartiges Display kann ebenfalls eine sehr geringe Dicke von beispielsweise 1 mm aufweisen, so dass durch das Display die Dicke der Beleuchtungsvorrichtung nicht oder nur unwesentlich vergrößert wird. Das Display kann in eine Anzahl schaltbarer Flächen segmentiert sein, die beispielsweise zwischen transparent und opak-schwarz geschaltet werden können. Hierdurch sind Animationen der Signalfunktionen möglich, aber auch eine direkte Beeinflussung der Farbtrennung zwischen verschiedenfarbigen Signalfunktionsbereichen, indem an der Farbtrennung eine Anzahl von Segmenten des Displays schwarz geschaltet werden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
2 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1;
3 eine vergrößerte Schnittansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1;
4a eine schematische Vorderansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1;
4b eine schematische Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
4c eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
4d eine schematische Vorderansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
5 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
6 eine weitere perspektivische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 5;
7 eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
8 eine weitere perspektivische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 7;
9 eine perspektivische Rückansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer in das Kraftfahrzeug eingebauten Beleuchtungsvorrichtung gemäß 7;
10 einen schematischen Schnitt durch den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer in das Kraftfahrzeug eingebauten siebten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
11 ein Detail gemäß dem Pfeil XI in 10;
12 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 5, in die zur Verdeutlichung der Funktion der Beleuchtungsvorrichtung Begrenzungen einzelner Bereiche angedeutet sind;
13 ein Detail einer achten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
14 ein Detail einer neunten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
15 eine perspektivische Ansicht einer zehnten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in den Figuren abgebildete Beleuchtungsvorrichtung 1 ist insbesondere als Heckleuchte ausgebildet. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst mehrere Lichtquellen 2, die als Leuchtdioden (LED) ausgebildet sind (siehe beispielsweise 13 und 14). Die mehreren Leuchtdioden können dabei auch unterschiedliche Farben aufweisen, beispielsweise um eine Doppelfunktion oder eine Dreifachfunktion zu realisieren. Bei diesen Funktionen kann es sich beispielsweise um ein Positionslicht, ein Tagfahrlicht und einen Fahrtrichtungsanzeiger handeln oder um ein Positionslicht, ein Tagfahrlicht und eine Autonom-Fahren-Funktion, wobei die Autonom-Fahren-Funktion eine Cyan-Farbe benötigt.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin einen flächigen Lichtleiter 3. Der Lichtleiter 3 weist eine Längsrichtung L und eine dazu senkrechte Querrichtung Q sowie eine zu der Längsrichtung L und zu der Querrichtung Q senkrechte Tiefe T auf (siehe beispielsweise 3 und 13). Die Ausdehnung des Lichtleiters 3 ist in Längsrichtung L deutlich größer als in Querrichtung Q. Weiterhin ist die Ausdehnung des Lichtleiters 3 in Querrichtung Q deutlich größer als in der Richtung der Tiefe T (siehe 3).
Der Lichtleiter 3 weist zwei in Längsrichtung L endseitige Stirnflächen auf, die in den Figuren nicht abgebildet sind. Der Lichtleiter 3 weist weiterhin zwei sich zumindest teilweise in Längsrichtung L erstreckende schmale Flächen 4, 5 auf, die den Stirnflächen in Querrichtung Q entsprechen. Der Lichtleiter 3 weist weiterhin zwei sich in Längsrichtung erstreckende breite Flächen 6, 7 auf, die der Vorderseite und Rückseite des flächigen Lichtleiters 3 entsprechen.
Die in Einbaustellung und in den Figuren untere schmale Fläche 4 ist als Eintrittsfläche 8 des Lichtleiters 3 ausgebildet. Es besteht durchaus auch die Möglichkeit, dass alternativ oder zusätzlich die obere schmale Fläche 5 als Eintrittsfläche ausgebildet ist.
Mindestens eine der breiten Flächen 6, 7 des Lichtleiters 3 ist als Austrittsfläche 9 ausgebildet. Vorzugsweise sind sowohl die in 3 rechte als auch die in 3 linke Fläche 6, 7 als Austrittsfläche 9, 10 ausgebildet.
Die Lichtquellen 2 sind unterhalb der Eintrittsfläche 8 angeordnet, so dass das von den Lichtquellen 2 ausgehende Licht in die Eintrittsfläche 8 eintreten kann (siehe 3 und 13). Die Lichtquellen 2 sind dabei in Längsrichtung L des Lichtleiters 3 nebeneinander angeordnet. Das in die Eintrittsfläche 8 eingetretene Licht kann sich in dem Lichtleiter 3 ausbreiten und sowohl nach vorne beziehungsweise nach rechts in 3 als auch nach hinten beziehungsweise nach links in 3 durch die Austrittsflächen 9, 10 aus dem Lichtleiter 3 austreten.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Abdeckscheibe 11, durch die das aus der vorderen Austrittsfläche 9 ausgetretene Licht hindurch aus der Beleuchtungsvorrichtung 1 austreten kann. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine zumindest teilweise reflektierende Fläche 12, die auf der von der Abdeckscheibe 11 abgewandten Seite des Lichtleiters 3 angeordnet ist. Dabei ist die Beleuchtungsvorrichtung 1 dazu eingerichtet ist, dass aus der von der Abdeckscheibe 11 abgewandten Austrittsfläche 10 des Lichtleiters 3 ausgetretenes Licht auf die reflektierende Fläche 12 auftrifft, von dieser zu der Austrittsfläche 10 zurückreflektiert wird und zumindest teilweise wieder in den Lichtleiter 3 eintritt bevor es aus der der Abdeckscheibe 11 zugewandten Austrittsfläche 9 austritt und durch die mindestens eine Abdeckscheibe 11 hindurchtritt.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann weiterhin mindestens eine nicht abgebildete mikrostrukturierte Folie und/oder mindestens eine nicht abgebildete mikrostrukturierte Optikscheibe umfassen, die beispielsweise zwischen dem Lichtleiter 3 und der Abdeckscheibe 11 angeordnet sind und das durch sie hindurchtretende Licht homogenisieren können. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin ein Gehäuse 13, das die Lichtquellen 2, den Lichtleiter 3, die Abdeckscheibe 11 und die reflektierende Fläche 12 sowie die gegebenenfalls vorgesehene mikrostrukturierte Folie und/oder die gegebenenfalls vorgesehene mikrostrukturierte Optikscheibe umgibt.
Dabei kann ausgehend von einer Position der Eintrittsfläche 8 beziehungsweise der Lichtquellen 2 beispielsweise an der unteren sich in Längsrichtung L erstreckenden schmalen Fläche 4 des Lichtleiters 3 die gegenüberliegende, obere Seite des Gehäuses 13 unterschiedlich geformt sein. Die äußere Form der insbesondere als Heckleuchte ausgebildeten Beleuchtungsvorrichtung 1 ist dadurch beliebig gestaltbar, wobei abweichend von einer Rechteckfläche (siehe 4a) auch andere Variationen realisierbar sind (siehe beispielhaft 4b, 4c und 4d).
Die Lichtquellen 2 sind auf einer Leiterplatte 14 unterhalb der Eintrittsfläche 8 angeordnet. Die Leiterplatte 14 ragt bei der ersten Ausführungsform in einer zu der Längsrichtung L und zu der Querrichtung Q senkrechten Richtung von dem Lichtleiter 3 weg, so dass die Dicke D₂ der Beleuchtungsvorrichtung 1 in dem Bereich der Leiterplatte 14 größer ist als in dem Bereich, in dem im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 1 Licht aus der Abdeckscheibe 11 austritt (siehe 3).
Die größere Bautiefe der Beleuchtungsvorrichtung 1 im unteren Randbereich kann vorteilhaft für den Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung 1 sein, weil dadurch der Randbereich stabiler ausgeführt sein kann und zur Gesamtstabilität einer beispielsweise dünnen und fragilen Heckleuchte beitragen kann. Zusätzlich ist im in 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel unterhalb der Leiterplatte 3 ein beispielsweise aus Aluminium bestehendes Formteil 15 eingebracht, das ebenfalls zur Versteifung der Beleuchtungsvorrichtung 1 beiträgt und gleichzeitig eine bessere Wärmeabfuhr von den Leuchtdioden bewirken kann.
Beispielsweise kann die Dicke D₁ der Beleuchtungsvorrichtung 1 in einem Bereich, in dem Licht aus der Abdeckscheibe 11 austritt, weniger als 12 mm oder sogar weniger als 10 mm betragen. Die Dicke D₂ im Bereich der Leiterplatte 3 kann beispielsweise zwischen 20 mm und 30 mm betragen.
Die Ausdehnung der Beleuchtungsvorrichtung 1 in Längsrichtung L des Lichtleiters 3 kann beispielsweise größer als 150 cm sein, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 1 insbesondere dazu eingerichtet ist, sich im eingebauten Zustand über die gesamte oder nahezu die gesamte Breite eines Kraftfahrzeugs zu erstrecken. Alternativ kann die insbesondere als flache Heckleuchte ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung 1 auch wie bei einem klassischen Aufbau in eine linke und rechte fahrzeugaussenseitige Heckleuchte geteilt und gekürzt sein.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform umfasst weiterhin zwei in Längsrichtung L des Lichtleiters 3 endseitige Vorsprünge 16 des Gehäuses 13, die dazu eingerichtet sind, im montierten Zustand in das Kraftfahrzeug hineinzuragen 8siehe dazu beispielsweise 1 und 2).
Bei einigen der abgebildeten Ausführungsformen sind die Beleuchtungsvorrichtung 1 und der Lichtleiter 3 in Längsrichtung L des Lichtleiters 3 gekrümmt (siehe beispielsweise 8). Dadurch kann die beispielsweise als Heckleuchte ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung 1 an die Heckkontur 17 eines Kraftfahrzeugs 18 angepasst sein (siehe 9).
Bei der in den 10 und 11 schematisch angedeuteten siebten Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 im Bereich der Leiterplatte keine größere Dicke auf als im Bereich der Abdeckscheibe 11 auf. Dadurch ergibt sich sehr geringe Dicke der Beleuchtungsvorrichtung 1, die sich in Querrichtung nicht verändert (siehe 11). Eine derart gestaltete Beleuchtungsvorrichtung 1 kann in einer sehr flachen Einprägung 19 eines Kraftfahrzeugs 18 angeordnet werden. Alternativ kann diese Ausführungsform auch einfach auf die Karosserie des Kraftfahrzeugs 18 aufgesetzt werden.
Funktional können in die gesamte, insbesondere als Heckleuchte ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung 1 beidseitig die geforderten Signalfunktionen eingebracht werden. Dazu sind auf der Leiterplatte 14 segmentweise Leuchtdioden unterschiedlicher Farbe vorgesehen, wobei insbesondere jeweils neben einer Leuchtdiode mit der Grundfarbe Rot eine Leuchtdiode mit einer von Rot abweichenden Farbe vorgesehen sein kann. 12 verdeutlicht eine typische Anordnung für die Signalfunktionen.
In einem ersten Segment 21 der Abdeckscheibe 11 beziehungsweise des Lichtleiters 3, das einem Zentralbereich von beispielsweise ± 300 mm um die Mittellinie 20 der Abdeckscheibe 11 entspricht, können rote Leuchtdioden für ein Schlusslicht und cyanfarbige Leuchtdioden für ein Autonom-Fahrsignal vorgesehen sein. In sich beidseitig außen daran anschließenden zweiten Segmenten 22 können rote Leuchtdioden für ein Schlusslicht und weiße Leuchtdioden für ein Rückfahrlicht vorgesehen sein. In sich beidseitig außen daran anschließenden dritten Segmenten 23 können rote Leuchtdioden für ein Schlusslicht und ein Bremslicht vorgesehen sein. In sich beidseitig außen daran anschließenden vierten Segmenten 24 können rote Leuchtdioden für ein Schlusslicht und gelbe Leuchtdioden für einen Fahrrichtungsanzeiger vorgesehen sein. In sich beidseitig außen daran anschließenden fünften Segmenten 25 können rote Leuchtdioden für ein Schlusslicht und ein Parklicht sowie gelbe Leuchtdioden für einen Fahrrichtungsanzeiger vorgesehen sein.
Die Größen der Segmente 21, 22, 23, 24, 25 sind in Bezug auf die Größe der Heckleuchte variabel. Für eine Vermeidung der Farbmischungen beziehungsweise eine Reduzierung der Farbmischung auf ein zulassungstechnisch erlaubtes Maß zwischen den Signalfunktionen, beispielsweise von einem Fahrtrichtungsanzeiger (gelb) zu einem Bremslicht (rot) oder von einem Bremslicht (rot) zu einem Rückfahrlicht (weiß) oder von einem Rückfahrlicht (weiß) zu einem Autonom-Fahrsignal (cyan), kann vorgesehen sein, dass die beidseitig direkt an einer Trennlinie 26 zwischen zwei Segmenten 21, 22, 23, 24, 25 positionierten Leuchtdioden abgeschaltet werden, um den Abstand des jeweils ersten Lichteintrags der Leuchtdiode jeder Farbe zueinander zu vergrößern.
Dies ist in 13 verdeutlicht, in der beispielsweise jede zweite der Lichtquellen 2 eine rote Leuchtdiode ist, so dass der Abstand A der roten Leuchtdioden in Längsrichtung L beispielsweise 10 bis 15 mm beträgt. Mit den Bezugszeichen 2' sind als Leuchtdioden ausgebildete Lichtquellen bezeichnet, die zur besseren Farbtrennung abgeschaltet sind.
In 14 ist eine alternative Variante dargestellt, bei der zur Farbtrennung entsprechende Segmente 3a, 3b des Lichtleiters 3 in Längsrichtung L voneinander getrennt sind.
15 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß Beleuchtungsvorrichtung 1, bei der zwischen dem Lichtleiter 3 und der Abdeckscheibe 11 ein nicht abgebildetes LC-Display, insbesondere ein passives LC-Display wie ein Guest-Host-Display oder ein Smartglass-Display, angeordnet ist. Das LC-Display kann zumindest teilweise zwischen einem Betriebszustand und einem Nichtbetriebszustand schaltbar sein, wobei in dem Betriebszustand das von dem Lichtleiter 3 ausgehende Licht durch das LC-Display zumindest teilweise hindurchtritt und wobei in dem Nichtbetriebszustand das von dem Lichtleiter 3 ausgehende Licht nicht durch das LC-Display hindurchtritt. Das LC-Display als kann glasbasiertes oder bei gekrümmten Heckleuchten folienbasiertes Element mit einer sehr geringen Dicke von beispielsweise 1 mm ausgebildet sein.
Eine beliebige grobe bis feine Segmentierung des LC-Displays bietet eine Anzahl an schaltbaren Flächen, die insbesondere zwischen transparent und opak-schwarz geschaltet werden können. Hierdurch sind Animationen der Signalfunktionen möglich, aber auch eine direkte Beeinflussung der Farbtrennung zwischen verschiedenfarbigen Signalfunktionsbereichen, indem an der Farbtrennung eine Anzahl von Segmenten des Displays schwarz geschaltet werden. 15 zeigt exemplarisch ein senkrechtes Streifenmuster 27 als Darstellung eines LC-Displays. Es sind jedoch auch jede beliebige andere Segmentierungen möglich.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungsvorrichtung
2: Lichtquelle
2': abgeschaltete als Leuchtdioden ausgebildete Lichtquelle
3: Lichtleiter
3a, 3b: Segment des Lichtleiters
4, 5: sich in Längsrichtung erstreckende schmale Fläche des Lichtleiters
6, 7: sich in Längsrichtung erstreckende breite Fläche des Lichtleiters
8: Eintrittsfläche des Lichtleiters
9, 10: Austrittsfläche des Lichtleiters
11: Abdeckscheibe
12: reflektierende Fläche
13: Gehäuse
14: Leiterplatte
15: zur Versteifung der Beleuchtungsvorrichtung dienendes Formteil
16: Vorsprung des Gehäuses
17: Heckkontur eines Kraftfahrzeugs
18: Kraftfahrzeug
19: Einprägung eines Kraftfahrzeugs
20: Mittellinie der Abdeckscheibe
21, 22, 23, 24, 25: Segment der Abdeckscheibe beziehungsweise des Lichtleiters
26: Trennlinie zwischen zwei Segmenten
27: Streifenmuster
L: Längsrichtung
Q: Querrichtung
T: Tiefe
D1: Dicke der Beleuchtungsvorrichtung in dem Bereich der Abdeckscheibe
D2: Dicke der Beleuchtungsvorrichtung in dem Bereich der Leiterplatte
A: Abstand der roten Leuchtdioden

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (18), umfassend - eine Mehrzahl von Lichtquellen (2), - einen flächigen Lichtleiter (3), der eine Längsrichtung (L) und eine dazu senkrechte Querrichtung (Q) sowie eine zu der Längsrichtung (L) und zu der Querrichtung (Q) senkrechte Tiefe (T) aufweist, wobei die Ausdehnung des Lichtleiters (3) in Längsrichtung (L) größer als in Querrichtung (Q) ist und die Ausdehnung in Querrichtung (Q) größer als in Richtung der Tiefe (T) ist, wobei der Lichtleiter (3) eine Eintrittsfläche (8) und mindestens eine Austrittsfläche (9, 10) aufweist, - eine Abdeckscheibe (11), - wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, dass das von den Lichtquellen (2) erzeugte Licht zumindest teilweise durch die Eintrittsfläche (8) in den Lichtleiter (3) eintritt, dass das durch die Eintrittsfläche (8) eingetretene Licht zumindest teilweise aus der mindestens einen Austrittsfläche (9, 10) austritt und dass das aus der mindestens einen Austrittsfläche (9, 10) des Lichtleiters (3) ausgetretene Licht zumindest teilweise durch die Abdeckscheibe (11) aus der Beleuchtungsvorrichtung (1) austritt, - ein Gehäuse (13), das die Mehrzahl von Lichtquellen (2), den Lichtleiter (3) und die Abdeckscheibe (11) zumindest teilweise umgibt, - wobei die Dicke (D₁) der Beleuchtungsvorrichtung (1) in der zu der Längsrichtung (L) und der Querrichtung (Q) senkrechten Tiefe (T) in einem Bereich, in dem im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung (1) Licht aus der Abdeckscheibe (11) austritt, kleiner als 20 mm ist, insbesondere kleiner als 15 mm ist, vorzugsweise kleiner als 12 mm ist, beispielweise kleiner als 10 mm ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Beleuchtungsvorrichtung (1) in Längsrichtung (L) des Lichtleiters (3) größer als 50 cm ist, insbesondere größer als 100 cm ist, vorzugsweise größer als 150 cm ist, und/oder dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, sich im eingebauten Zustand über die gesamte oder nahezu die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs (18) zu erstrecken.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (3) zwei in Längsrichtung (L) endseitige Stirnflächen, zwei sich zumindest teilweise in Längsrichtung (L) erstreckende schmale Flächen (4, 5) und zwei sich in Längsrichtung (L) erstreckende breite Flächen (6, 7) aufweist, wobei die Eintrittsfläche (8) des Lichtleiters (3) an einer der sich in Längsrichtung (L) erstreckenden schmalen Flächen (4, 5) des Lichtleiters (3) ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Austrittsfläche (9, 10) des Lichtleiters (3) an einer der sich in Längsrichtung (L) erstreckenden breiten Flächen (6, 7) des Lichtleiters (3) ausgebildet ist, insbesondere wobei an jeder der beiden sich in Längsrichtung (L) erstreckenden breiten Flächen (6, 7) des Lichtleiters (3) eine Austrittsfläche (9, 10) ausgebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) und/oder der Lichtleiter (3) in Längsrichtung (L) des Lichtleiters (3) gekrümmt sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, von außen auf die Karosserie des Kraftfahrzeugs (18) aufgebracht zu werden oder in eine Einprägung (19) der Karosserie des Kraftfahrzeugs (18) eingebracht zu werden.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) zwei in Längsrichtung (L) des Lichtleiters (3) endseitige Vorsprünge (16) aufweist, die dazu eingerichtet sind, im montierten Zustand in das Kraftfahrzeug (18) hineinzuragen.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2) in Längsrichtung (L) des Lichtleiters (3) nebeneinander angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (2) als Leuchtdioden ausgebildet sind, die auf einer, insbesondere gemeinsamen, Leiterplatte (14) angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (14) teilweise gegenüber der Eintrittsfläche (8) des Lichtleiters (3) angeordnet ist, insbesondere wobei die Leiterplatte (14) in einer zu der Längsrichtung (L) und zu der Querrichtung (Q) senkrechten Richtung von dem Lichtleiter (14) wegragt, so dass die Dicke (D₂) der Beleuchtungsvorrichtung (1) in dem Bereich der Leiterplatte (14) größer ist als in dem Bereich, in dem im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung (1) Licht aus der Abdeckscheibe (11) austritt.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste und mindestens eine zweite der Lichtquellen (2) hinsichtlich der Farbe des von Ihnen erzeugten Lichts voneinander verschieden sind, um unterschiedliche Signalfunktionen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein Schlusslicht, ein Bremslicht, einen Fahrtrichtungsanzeiger oder ein Tagfahrlicht zu realisieren.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) zwei in Längsrichtung (L) nebeneinander angeordnete Segmente (3a, 3b) des Lichtleiters (3) umfasst, die zur Farbtrennung der unterschiedlichen Signalfunktionen optisch nicht miteinander verbunden sind, und/oder dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, zumindest eine der Lichtquellen (2), vorzugsweise mehrere der Lichtquellen (2) zur Farbtrennung der unterschiedlichen Signalfunktionen gezielt abzuschalten.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) mindestens eine mikrostrukturierte Folie und/oder mindestens eine mikrostrukturierte Optikscheibe umfasst, wobei die mindestens eine mikrostrukturierte Folie oder die mindestens eine mikrostrukturierte Optikscheibe beispielsweise zwischen dem Lichtleiter (3) und der Abdeckscheibe (11) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (1) eine zumindest teilweise reflektierende Fläche (12) aufweist, die auf der von der Abdeckscheibe (11) abgewandten Seite des Lichtleiters (3) angeordnet ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, dass aus der von der Abdeckscheibe (11) abgewandten Austrittsfläche (10) des Lichtleiters (3) ausgetretenes Licht auf die reflektierende Fläche (12) auftrifft, von dieser zu der Austrittsfläche (10) zurückreflektiert wird und zumindest teilweise wieder in den Lichtleiter (3) eintritt bevor es aus der der Abdeckscheibe (11) zugewandten Austrittsfläche (9) austritt und durch die mindestens eine Abdeckscheibe (11) hindurchtritt.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lichtleiter (3) und der Abdeckscheibe (11) ein LC-Display, insbesondere ein passives LC-Display wie ein Guest-Host-Display oder ein Smartglass-Display, angeordnet ist, das zumindest teilweise zwischen einem Betriebszustand und einem Nichtbetriebszustand schaltbar ist, wobei in dem Betriebszustand das von dem Lichtleiter (3) ausgehende Licht durch das LC-Display zumindest teilweise hindurchtritt und wobei in dem Nichtbetriebszustand das von dem Lichtleiter (3) ausgehende Licht nicht durch das LC-Display hindurchtritt.