-
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Komponenten der Beleuchtungseinrichtung.
-
Zum Erzeugen von Signallichtfunktionen, wie beispielsweise Blinklicht oder Tagfahrlicht, ist aus dem Stand der Technik die Verwendung von LED-Displays, OLEDs und MikroLEDs bekannt. Die bekannten Displays werden als eine Art leuchtende Matrix verwendet, bei der gezielt Segmente an und ausgeschaltet werden können. Die bekannten Systeme sind bauartbedingt eben und können so einer Pfeilung oder Neigung eines Scheinwerfer-Designs nur begrenzt folgen. Im Übrigen verringert eine hohe Anzahl an nötigen Flüssigkristall-Filterschichten die Effizienz solcher Systeme.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die eine flexible Anpassung an eine Pfeilung und/oder Neigung eines Scheinwerfer-Designs ermöglicht, und bei erforderlichen gesetzlichen Intensitätswerte einer jeweiligen Signallichtfunktion bereitstellen kann, und gleichzeitig wenig Bauraum, insbesondere eine geringe Bautiefe, beansprucht.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsrichtung gemäß Anspruch 1.
-
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Mehrzahl an Lichtquellen und eine Optikeinrichtung zum Abbilden des von den Lichtquellen ausgesandte Licht in eine Beleuchtungsebene, wobei die Optikeinrichtung eine Mehrzahl an einer jeweiligen Lichtquelle zugeordneten Lichteintrittsflächen und wenigstens eine Lichtaustrittsfläche umfasst. Die Lichtaustrittsfläche kann eine Krümmung und/oder Wölbung und/oder Freiform umfassen und so flexibel an eine Pfeilung und/oder Neigung eines Scheinwerfer-Designs angepasst werden.
-
Unter einer Mehrzahl wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von mindestens zwei verstanden. Vorzugweise ist eine Mehrzahl eine Anzahl von wenigstens 10, insbesondere wenigstens 50 bis 100, insbesondere bis 1000, insbesondere bis 5000 oder mehr.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine zwischen den Lichtquellen und der Optikeinrichtung angeordnete erste Blendeneinrichtung und eine in Lichtaustrittsrichtung nach der Lichtaustrittsfläche der Optikeinrichtung angeordnete zweite Blendeneinrichtung vorgesehen ist, wobei die erste Blendeneinrichtung das von einer jeweiligen Lichtquelle ausgesandte Licht gegenüber Lichteintrittsflächen weiterer Lichtquellen abschattet, und die zweite Blendeneinrichtung das über die Lichtaustrittsfläche austretenden Licht segmentiert.
-
Über eine jeweilige Lichteintrittsfläche tritt also erfindungsgemäß das von der jeweiligen dieser Lichteintrittsfläche zugeordneten Lichtquelle ausgesandte Licht ein. Das Licht von weiteren Lichtquellen, die nicht dieser Lichteintrittsfläche zugeordnet sind, wird anhand der ersten Blendeneinrichtung abgeschattet.
-
Die zweite Blendeneinrichtung dient dazu, das über die Lichtaustrittsfläche austretende Licht zu segmentieren. Die Lichtaustrittsfläche erscheint als Fläche mit mehreren leuchtenden Segmenten.
-
Die Optikeinrichtung ist zumindest teilweise transparent, insbesondere transparent. Die erste und/oder die zweite Blendeneinrichtung sind nicht transparent. Die erste und/oder die zweite Blendeneinrichtung können auch teilweise Licht absorbierend ausgebildet sein. Beispielsweise umfassen die erste und/oder die zweite Blendeneinrichtung Bereiche mit einer schwarzen Färbung.
-
Die Optikeinrichtung ist ein monolithisches und formstabiles Bauteil. Beispielsweise kann eine solche Optikeinrichtung in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Optikeinrichtung ist hergestellt aus oder umfasst beispielsweise Kunststoff, beispielsweise einen Thermoplast, beispielsweise PC oder PMMA. Unter einem formstabilen Bauteil oder auch einem starren Bauteil wird ein Bauteil verstanden, welches nicht elastisch und nicht biegsam ist, also ein Bauteil, das sich unter Krafteinwirkung nicht verformt also in der Form beständig verbleibt.
-
Die Optikeinrichtung und die erste Blendeneinrichtung, oder die Optikeinrichtung und die zweite Blendeneinrichtung, oder die Optikeinrichtung und die erste Blendeneinrichtung und die zweite Blendeneinrichtung sind beispielsweise als ein integrales Bauteil bzw. als ein monolithisches Bauteil ausgebildet. Die Fertigung erfolgt beispielsweise in einem 2K-Spritzgussverfahren.
-
Mindestens ein Teil der Lichteintrittsflächen der Optikeinrichtung sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Das bedeutet, dass die den jeweiligen Lichteintrittsflächen zugeordneten Lichtquellen ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein können. Vorteilhafterweise können auch alle Lichteintrittsflächen der Optikeinrichtung in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein.
-
Über die Lichtaustrittsfläche tritt das Licht in Lichtaustrittsrichtung aus der Optikeinrichtung aus. Die Lichtaustrittsrichtung entspricht beispielsweise einer Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungseinrichtung. Die Lichtquellen können so angeordnet sein, dass eine Lichtabstrahlrichtung der einzelnen Lichtquellen nicht parallel zur Lichtabstrahlrichtung der Beleuchtungseinrichtung ist. Beispielsweise kann eine Lichtabstrahlrichtung der einzelnen Lichtquellen schräg zu einer Hauptabstrahlrichtung sein.
-
Es kann vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Ebene in der die Lichtquellen angeordnet sind, parallel zu einer die Lichtaustrittsfläche einhüllende oder zumindest schneidende oder die Lichtaustrittsfläche berührende Ebene verläuft.
-
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die erste Blendeneinrichtung und/oder die zweite Blendeneinrichtung eine Mehrzahl an, insbesondere gitterartigen, Segmenten umfasst.
-
Weiter kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die erste Blendeneinrichtung und/oder die zweite Blendeneinrichtung wenigstens eine Reflexionsfläche umfasst. Beispielsweise sind Innenseiten der, insbesondere gitterartigen, Segmente der ersten Blendeneinrichtung und/oder der zweiten Blendeneinrichtung als Reflexionsfläche(n) ausgebildet. An einer Reflexionsfläche der ersten Blendeneinrichtung auftreffendes Licht wird reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichteintrittsfläche der Optikeinrichtung, umgelenkt. An einer Reflexionsfläche der zweiten Blendeneinrichtung auftreffendes Licht wird reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichtaustrittsfläche bzw. der Lichtaustrittsflächenabschnitte der Optikeinrichtung, umgelenkt.
-
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn ein jeweiliges Segment der ersten und/oder der zweiten Blendeneinrichtung einer jeweiligen Lichtquelle zugeordnet ist.
-
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft, dass die Optikeinrichtung eine Mehrzahl an Einkoppelabschnitten umfasst, wobei ein jeweiliger Einkoppelabschnitt eine jeweilige Lichteintrittsfläche umfasst. Ein jeweiliger Einkoppelabschnitt ist vorteilhafterweise einer jeweiligen Lichtquelle zugeordnet. Über einen jeweiligen Einkoppelabschnitt wird von der jeweiligen Lichtquelle ausgesandtes Licht in die Optikeinrichtung eingekoppelt.
-
Ein jeweiliger Einkoppelabschnitt ist beispielsweise von der Optikeinrichtung abstehend in Richtung der Lichtquelle ausgebildet. Eine unterschiedliche Länge bzw. Tiefe der Einkoppelabschnitte ermöglicht einerseits das Anordnen der Lichteintrittsflächen und/oder der Lichtquellen in einer Ebene und andererseits eine Krümmung und/oder Wölbung der Optikeinrichtung, beispielsweise der Lichtaustrittsfläche der Optikeinrichtung.
-
Weiter kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Einkoppelabschnitt wenigstens eine Reflexionsfläche umfasst. Beispielsweise ist wenigstens eine Seitenfläche des Einkoppelabschnitts als Reflexionsfläche ausgebildet, so dass über die Lichteintrittsfläche eingekoppeltes und auf die Reflexionsfläche auftreffendes Licht durch Totalreflexion (TIR) reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichtaustrittsfläche der Optikeinrichtung, umgelenkt wird.
-
Weiter kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsfläche eine Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten und eine Mehrzahl an Auskoppelabschnitten umfasst, wobei ein jeweiliger Auskoppelabschnitt einen jeweiligen Lichtaustrittsflächenabschnitt umfasst. Vorteilhafterweise ist ein jeweiliger Lichtaustrittsflächenabschnitt und/oder ein jeweiliger Auskoppelabschnitt einer jeweiligen Lichtquelle zugeordnet. Das heißt, dass über den jeweiliger Auskoppelabschnitt Licht der jeweiligen Lichtquelle ausgekoppelt wird. Das Licht der jeweiligen Lichtquelle tritt über den der Lichtquelle zugeordneten Lichtaustrittsflächenabschnitt aus der Optikeinrichtung aus.
-
Es kann vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Ebene in der die Lichtquellen angeordnet sind, parallel zu einer die Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten der Lichtaustrittsfläche einhüllende oder zumindest schneidende Ebene verläuft. Anders ausgedrückt, es kann vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Ebene in der die Lichtquellen angeordnet sind, parallel zu einer gemeinsamen Tangentialebene der Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten verläuft. Unter einer Tangentialebene der Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten wird eine Ebene verstanden, die einen jeweiligen Lichtaustrittsflächenabschnitt zumindest in einem Punkt berührt.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass ein jeweiliger Auskoppelabschnitt wenigstens eine Reflexionsfläche umfasst. Beispielsweise ist wenigstens eine Seitenfläche des Auskoppelabschnitts als Reflexionsfläche ausgebildet, so dass auf die Reflexionsfläche auftreffendes Licht durch Totalreflexion (TIR) reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichtaustrittsfläche der Optikeinrichtung, umgelenkt wird.
-
Es kann sich weiter als vorteilhaft erweisen, dass ein jeweiliger Einkoppelabschnitt einem jeweiligen Auskoppelabschnitt zugeordnet ist. Damit sind ein jeweiliger Einkoppelabschnitt und ein jeweiliger Auskoppelabschnitt einer jeweiligen Lichtquelle zugeordnet. Die Ein- und Auskoppelabschnitte können vorteilhafterweise derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine Beleuchtungsstärke über die Lichtaustrittsfläche vorgegeben werden kann. Beispielsweise kann eine gleichmäßige Beleuchtungsstärke oder ein anderweitiger Verlauf vorgegeben werden. Dies erfolgt beispielsweise durch ein Anpassen der Lichteintrittsflächen und der Lichtaustrittsflächenabschnitte aufeinander.
-
Eine Länge bzw. Tiefe der Einkoppel- und/oder Auskoppelabschnitte kann variiert werden, sodass einerseits das Anordnen der Lichteintrittsflächen und/oder der Lichtquellen jeweils in einer Ebene möglich ist und andererseits eine Krümmung und/oder Wölbung der Optikeinrichtung, beispielsweise der Lichtaustrittsfläche der Optikeinrichtung bereitgestellt werden kann. Auf diese Weise kann einerseits eine kostengünstige und wenig Bauraum erfordernde Anordnung der Lichtquellen in einer gemeinsamen Ebene, beispielsweise auf einer gemeinsamen, insbesondere starren Trägervorrichtung, und andererseits eine flexible Anpassung der Lichtaustrittsfläche an eine Pfeilung und/oder Neigung eines Scheinwerfer-Designs ermöglicht werden.
-
Es kann sich weiter als vorteilhaft erweisen, dass ein jeweiliger Einkoppelabschnitt eine ausgehend von der Lichteintrittsfläche, insbesondere trichterförmig, aufweitende Form umfasst. Ein jeweiliger Einkoppelabschnitt weitet sich insbesondere bis zum Lichtaustrittsflächenabschnitt eines jeweiligen Auskoppelabschnitts auf.
-
Beispielsweise sind die Lichteintrittsflächen und/oder die Lichtaustrittsflächen und/oder die Lichtaustrittsflächenabschnitte der Optikeinrichtung, Freiformflächen. Die Lichteintrittsflächen können insbesondere als ebene oder gekrümmte Flächen, insbesondere glatt und/oder mit Stufen und/oder mit streuenden Optiken versehen, ausgebildet sein. Die Lichtaustrittsflächenabschnitte sind beispielsweise als gekrümmte, zueinander abgestufte Flächenabschnitte ausgebildet. Unter zueinander abgestuften Flächenabschnitten wird verstanden, dass die Lichtaustrittsflächenabschnitte in Stufen versetzt angeordnet sind. Beispielsweise ist ein Lichtaustrittsflächenabschnitt in bzw. entgegen der Lichtaustrittsrichtung nach vorne bzw. nach hinten versetzt in Bezug auf einen anderen Lichtaustrittsflächenabschnitt angeordnet.
-
Die Lichtaustrittsflächenabschnitte können als glatte Flächenabschnitte oder mit streuenden Optiken versehen sein. Alternativ kann die Lichtaustrittfläche als eine stetige Fläche ohne zueinander abgestufte oder abgeknickte Flächenabschnitte ausgebildet sein.
-
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die erste Blendeneinrichtung derart an der Optikeinrichtung angeordnet ist, dass die Einkoppelabschnitte zumindest teilweise in den, insbesondere gitterartigen, Segmenten der ersten Blendeneinrichtung angeordnet sind und/oder zumindest teilweise in die, insbesondere gitterartigen, Segmente der ersten Blendeneinrichtung hineinragen und/oder die, insbesondere gitterartigen, Segmente der ersten Blendeneinrichtung zumindest teilweise durchgreifen.
-
Die Optikeinrichtung und die erste Blendeneinrichtung können beispielsweise als zwei separate Bauteile gefertigt und in Anlage aneinandergefügt werden. Alternativ können die Optikeinrichtung und die erste Blendeneinrichtung als ein Bauteil gefertigt werden.
-
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zweite Blendeneinrichtung derart an der Optikeinrichtung angeordnet ist, dass die Auskoppelabschnitte zumindest teilweise in den, insbesondere gitterartigen, Segmenten der zweiten Blendeneinrichtung angeordnet sind und/oder zumindest teilweise in die, insbesondere gitterartigen, Segmente der zweiten Blendeneinrichtung hineinragen und/oder die, insbesondere gitterartigen, Segmenten der zweiten Blendeneinrichtung zumindest teilweise durchgreifen.
-
Die Optikeinrichtung und die zweite Blendeneinrichtung können beispielsweise als zwei separate Bauteile gefertigt und in Anlage aneinandergefügt werden. Alternativ können die Optikeinrichtung und die zweite Blendeneinrichtung als ein Bauteil gefertigt werden.
-
Gemäß weiteren Ausführungsformen ist eine in Lichtaustrittsrichtung nach der zweiten Blendeneinrichtung angeordnete Scheibe, insbesondere Zwischenlichtscheibe oder Abdeckscheibe, vorgesehen. Die Scheibe ist beispielsweise eine Streuscheibe, insbesondere mit streuenden Optiken versehen. Da das auf die Scheibe fallende Licht durch die Optikeinrichtung und die Blendeneinrichtungen sehr stark fokussiert ist, reicht die Brechkraft einer transparenten Scheibe möglicherweise nicht mehr aus, um eine gute Erkennbarkeit einzelner Segmente auch aus von der Fahrtrichtung stark abweichenden Betrachtungswinkeln zu gewährleisten. Um zum einen die Sichtbarkeit und zum anderen die gesetzlichen Anforderungen an Beleuchtungsstärke und Lichtverteilung zu gewährleisten, kann es vorteilhaft sein, zu den Streuoptiken zusätzliche Optikfelder auf der Scheibe einzubringen, die die Sichtbarkeit in einem von der Fahrtrichtung abweichenden Betrachtungswinkel gewährleisten, aber gleichzeitig geringere Leuchtdichten und Beleuchtungsstärken in Fahrtrichtung erzeugen. Die Optiken können beispielsweise Brechung und Totalreflexion nutzen.
-
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zweite Blendeneinrichtung an der Scheibe anliegt. Ein kleiner Abstand zwischen der zweiten Blendeneinrichtung und der Scheibe in der Größenordnung von bis zu 0,5 mm kann jedoch vorteilhaft sein, um zu gewährleisten, dass Bauteile, insbesondere in der Serienproduktion, trotz geometrischer Bauteiltoleranzen zuverlässig verbaut werden zu können. Die Scheibe ist insbesondere klar und/oder farblos und/oder mit einer Färbung oder auch bedampft, insbesondere teilbedampft und/oder freigelasert und/oder bedruckt, insbesondere teilweise bedruckt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eine Trägervorrichtung vorgesehen ist, wobei die Lichtquellen oder eine Teilmenge der Lichtquellen auf der Trägervorrichtung angeordnet sind. Die Trägervorrichtung ist beispielsweise eine Leiterplatte, insbesondere eine Platine. Die Trägervorrichtung umfasst insbesondere ein starres oder flexibles Material. Vorteilhafterweise ist die Trägervorrichtung flach in einer Ebene, die in Neigung und Pfeilung im Mittel der Lichtaustrittsfläche folgt, ausgebildet. Starre Platinen stellen in der Regel eine kostengünstige Lösung dar und beanspruchen lediglich eine geringe Bautiefe. Auf einer starren Trägervorrichtung sind die darauf angeordneten Lichtquellen vorteilhafterweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.
-
Die erste Blendeneinrichtung kann beispielsweise an der Trägervorrichtung angeordnet sein. Die erste Blendeneinrichtung kann beispielsweise in einem Abstand von etwa 0.1 mm bis 5 mm, insbesondere 0.3 mm bis 1 mm zu der Trägervorrichtung, auf der die Lichtquellen angeordnet sind, angeordnet sein.
-
Bei den Lichtquellen handelt es sich vorzugsweise um Leuchtdioden, LEDs. Die Lichtquellen können aber auch OLEDs oder MikroLEDs umfassen. Die Lichtquellen sind vorzugsweise einzeln aktivierbar, das umfasst insbesondere einschaltbar, ausschaltbar und/oder dimmbar. Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Lichtquellengruppen, umfassend eine Teilmenge der Lichtquellen, jeweils einzeln aktivierbar sind.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass einer jeweiligen Lichtquelle eine Primäroptik zugeordnet ist, zum Bündeln des von der jeweiligen Lichtquelle ausgesandten Lichts. Bei den Primäroptiken handelt es sich vorzugsweise um Sammellinsen. Es können aber auch andere optische Elemente, wie beispielsweise Reflektoren oder Vorsatzoptiken, insbesondere katadioptrische Vorsatzoptiken, vorgesehen werden. Jede Primäroptik bündelt das von einer Lichtquelle ausgesandte Licht, insbesondere in eine Vorzugsrichtung. Die Primäroptiken können gemeinsam mit den Lichtquellen auf der Trägervorrichtung angeordnet sein.
-
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise zum Erzeugen einer Leuchtenfunktion, insbesondere Signallichtfunktion, insbesondere einer Bremslichtfunktion, Blicklichtfunktion und/oder einer Tagfahrlichtfunktion ausgebildet. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung erzeugt die gesetzlich geforderten Intensitätswerte.
-
Vorteilhafterweise kann mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung eine entsprechenden Leuchtenfunktion über einen sehr großen Winkelbereich erzeugt werden. Die Beleuchtungseinrichtung also bei Kraftfahrzeugleuchten mit einer Pfeilung und/oder Neigung bis zu 90° verwendet werden.
-
Weitere Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum Herstellen von Komponenten der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
-
Gemäß einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass die Optikeinrichtung und die erste Blendeneinrichtung und/oder die Optikeinrichtung und die zweite Blendeneinrichtung in einem Mehrkomponenten, insbesondere Zweikomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt wird. Die erste Blendeneinrichtung und/oder die zweite Blendeneinrichtung wird in dem Herstellungsverfahren auf die Optikeinrichtung aufgebracht.
-
Die erste Blendeneinrichtung und die Optikeinrichtung und/oder die zweite Blendeneinrichtung und die Optikeinrichtung werden gemäß dem Verfahren als ein integrales Bauteil hergestellt. Das integrale Bauteil umfasst dann die, insbesondere transparente, Optikeinrichtung und die, insbesondere nicht transparente, erste Blendeneinrichtung und/die nicht transparente zweite Blendeneinrichtung.
-
Vorteilhafterweise werden die Einkoppelabschnitte und/oder die Auskoppelabschnitte derart ausgebildet, dass alle Abschnitte dieselbe bzw. die entgegengesetzte Entformungsrichtung erfordern.
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Bei der Beschreibung einzelner Figuren wird gegebenenfalls auch auf Elemente aus anderen Figuren Bezug genommen. Es zeigen jeweils in schematischer Form:
- 1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung;
- 2 Bauteile der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus 1 in einer Explosionsdarstellung;
- 3 ein Bauteil der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus 1 in einer ersten Ansicht;
- 4 ein Bauteil der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus 1 in einer weiteren Ansicht;
- 5 ein Bauteil der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus 1 in einer weiteren Ansicht;
- 6 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus 1, und
- 7 ein weiteres Bauteil der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus 1.
-
In 1 ist eine Beleuchtungseinrichtung gezeigt, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl an Lichtquellen 12. In der in 1 gezeigten Schnittdarstellung sind fünf Lichtquellen 12 gezeigt. Die Beleuchtungseinrichtung 10 wird anhand der 1 bis 7 beispielhaft mit einer matrixartigen Anordnung von einer Anzahl von 3 x 5 Lichtquellen beschrieben.
-
Die Lichtquellen 12 sind im Schnitt beispielhaft in einer Reihe auf einer Trägervorrichtung 14 angeordnet. Die Trägervorrichtung 14 ist beispielsweise eine Leiterplatte, insbesondere eine Platine.
-
Die Lichtquellen 12 sind durch die Anordnung auf der Trägervorrichtung 14 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Es ist auch denkbar, dass nur ein Teil der Lichtquellen 12 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Die Ebene ist gemäß der dargestellten Ausführungsform schräg zu einer Lichtaustrittsrichtung 14 angeordnet.
-
Die Lichtaustrittsrichtung 14 entspricht beispielsweise einer Hauptabstrahlrichtung der Beleuchtungseinrichtung 10. Die Lichtquellen 12 können so angeordnet sein, dass eine Lichtabstrahlrichtung der einzelnen Lichtquellen 12 nicht parallel zur Lichtabstrahlrichtung der Beleuchtungseinrichtung ist. Beispielsweise kann eine Lichtabstrahlrichtung der einzelnen Lichtquellen 12 schräg zu einer Hauptabstrahlrichtung sein, vgl. beispielsweise 7, und die in 7 eingezeichneten Strahlengänge.
-
Die Beleuchtungseinrichtung 10 umfasst weiter eine Optikeinrichtung 16 zum Abbilden des von den Lichtquellen 12 ausgesandte Licht in eine Beleuchtungsebene.
-
Die Optikeinrichtung 16 umfasst oder besteht aus einem transparenten Material, bevorzugt Kunststoff, beispielsweise Thermoplaste, beispielsweise PC oder PMMA.
-
Die Optikeinrichtung 16 ist ein monolithisches und formstabiles Bauteil. Beispielsweise kann eine solche Optikeinrichtung ein inem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Unter einem formstabilen Bauteil oder auch einem starren Bauteil wird ein Bauteil verstanden, welches nicht elastisch und nicht biegsam ist, also ein Bauteil, das sich unter Krafteinwirkung nicht verformt also in der Form beständig verbleibt.
-
Die Optikeinrichtung 16 umfasst eine Mehrzahl an Lichteintrittsflächen 18. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist jeder Lichtquelle 12 eine Lichteintrittsfläche 18 zugeordnet. Über die Lichteintrittsflächen 18 tritt das von einer jeweiligen Lichtquelle 12 ausgesandte Licht in die Optikeinrichtung 16 ein.
-
Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind mindestens ein Teil der Lichteintrittsflächen 18 der Optikeinrichtung 16 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Vorteilhafterweise können auch alle Lichteintrittsflächen 18 der Optikeinrichtung 16 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Die Ebene ist gemäß der dargestellten Ausführungsform schräg zu der Lichtaustrittsrichtung 14 angeordnet. Die Ebene, in der die Lichteintrittsflächen 18 angeordnet sind, ist gemäß der dargestellten Ausführungsform parallel zu der Ebene, in der die Lichtquellen 12 angeordnet sind, angeordnet.
-
Weiter umfasst die Optikeinrichtung 16 wenigstens eine Lichtaustrittsfläche 20. Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Lichtaustrittsfläche 20 eine Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten 22.
-
Über die Lichtaustrittsfläche 20 und die Lichtaustrittsflächenabschnitten 22 tritt das Licht in Lichtaustrittsrichtung 24 aus der Optikeinrichtung 16 aus.
-
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Ebene, in der die Lichtquellen 12 angeordnet sind, parallel zu einer gemeinsamen Tangentialebene der Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten 22. Unter einer Tangentialebene der Mehrzahl an Lichtaustrittsflächenabschnitten 22 wird eine Ebene verstanden, die einen jeweiligen Lichtaustrittsflächenabschnitt 22 zumindest in einem Punkt berührt. Die Tangentialebene ist in 1 beispielhaft durch eine gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 23 dargestellt.
-
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist zwischen der Optikeinrichtung 16 und den Lichtquellen 12 eine erste Blendeneinrichtung 26 angeordnet. Die erste Blendeneinrichtung 26 dient dazu, das von den Lichtquellen 12 ausgesandte Licht derart abzuschatten, dass das von einer jeweiligen Lichtquelle 12 ausgesandte Licht auf die dieser Lichtquelle 12 zugeordnete Lichteintrittsfläche 18 fällt und in die Optikeinrichtung 16 eintritt. Das Licht von weiteren Lichtquellen 12, die nicht dieser Lichteintrittsfläche 18 zugeordnet sind, wird anhand der ersten Blendeneinrichtung 26 abgeschattet.
-
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist in Lichtaustrittsrichtung 24 nach der Lichtaustrittsfläche 20 der Optikeinrichtung 16 eine zweite Blendeneinrichtung 28 angeordnet.
-
Die zweite Blendeneinrichtung 28 dient dazu, das über die Lichtaustrittsfläche 20 austretende Licht zu segmentieren.
-
Die Lichtaustrittsfläche 20 erscheint als Fläche mit mehreren leuchtenden Segmenten.
-
In 2 ist die Optikeinrichtung 16 sowie die erste Blendeneinrichtung 26 und die zweite Blendeneinrichtung 28 in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
-
Die erste Blendeneinrichtung 26 und die zweite Blendeneinrichtung 28 sind beispielsweise gitterartig ausgebildet. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist die gitterartige Ausbildung dreidimensional. Es ist auch eine annähernd zweidimensionale Ausbildung, also eine flache Ausbildung, insbesondere in eine Ebene, denkbar.
-
Die erste Blendeneinrichtung 26 umfasst eine Mehrzahl an gitterartigen Segmenten 30. Es sind drei beispielhafte Segmente mit 30a, 30b und 30c bezeichnet. Die einzelnen Segmente 30 sind durch dazwischen angeordnete Stege 32 voneinander getrennt.
-
Die zweite Blendeneinrichtung 28 umfasst eine Mehrzahl an gitterartigen Segmenten 34. Es sind drei beispielhafte Segmente mit 34a, 34b und 34c bezeichnet. Die einzelnen Segmente 34 sind durch dazwischen angeordnete Stege 36 voneinander getrennt.
-
Die erste Blendeneinrichtung 26 und/oder die zweite Blendeneinrichtung 28 erstrecken sich beispielsweise in einer Ebene. Durch eine Dicke bzw. Breite der Stege 32, 36 ist eine Art dreidimensionales Gitter gegeben. Alternativ können die erste Blendeneinrichtung 26 und/oder die zweite Blendeneinrichtung 28 an sich gewölbt oder gebogen ausgeführt sein. Beispielsweise entsteht die Form der ersten Blendeneinrichtung 26 und/oder der zweiten Blendeneinrichtung 28 durch Projizieren eines zweidimensionalen Gitters auf eine sich im Raum erstreckende Freiformfläche, insbesondere ein Ausschnitt aus einer Kugeloberfläche.
-
Beispielsweise ist ein jeweiliges Segment 30 der ersten Blendeneinrichtung 26 einer jeweiligen Lichtquelle 12 zugeordnet.
-
Eine beispielhafte Zuordnung der Segmente 30a und 30b zu den Lichtquellen 12a und 12b ist in 1 dargestellt.
-
3 zeigt die Optikeinrichtung 16 in einer Ansicht von hinten. Die Optikeinrichtung 16 umfasst gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl an Einkoppelabschnitten 38. Ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 umfasst eine jeweilige Lichteintrittsfläche 18. Ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 ist beispielsweise einer jeweiligen Lichtquelle 12 zugeordnet. Es sind drei beispielhafte Einkoppelabschnitte mit 38a, 38b und 38c bezeichnet. Beispielsweise ist der Einkoppelabschnitt 38a der Lichtquelle 12a und der Einkoppelabschnitt 38b der Lichtquelle 12b zugeordnet. Über einen jeweiligen Einkoppelabschnitt 38 wird von der jeweiligen Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht in die Optikeinrichtung 16 eingekoppelt.
-
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 von der Optikeinrichtung 16 abstehend in Richtung der Lichtquellen 12 ausgebildet, vgl. 3. Eine Länge bzw. Tiefe der Einkoppelabschnitte kann variiert werden, sodass einerseits das Anordnen der Lichteintrittsflächen 18 und/oder der Lichtquellen 12 jeweils in einer Ebene möglich ist und andererseits eine Krümmung und/oder Wölbung der Optikeinrichtung 16, beispielsweise der Lichtaustrittsfläche 20 der Optikeinrichtung 16 bereitgestellt werden kann.
-
Beispielsweise umfasst ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 eine ausgehend von der Lichteintrittsfläche 18, insbesondere trichterförmig, aufweitende Form. Ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 weitet sich in Richtung, insbesondere bis hin zu der Lichtaustrittsfläche 20 beziehungsweise einem jeweiligen Lichtaustrittsflächenabschnitt 22 auf.
-
Die Lichteintrittsflächen 18 der Optikeinrichtung 16 sind beispielsweise als ebene, glatte Flächen ausgebildet. Die Lichteintrittsflächen 18 können als Freiformflächen, insbesondere als ebene oder gekrümmte Flächen, insbesondere glatt und/oder mit Stufen und/oder mit streuenden Optiken versehen, ausgebildet sein.
-
Neben der jeweiligen Lichteintrittsfläche umfasst ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 weiter eine Reflexionsfläche 40. Beispielsweise sind die Seitenflächen oder wenigstens eine Seitenfläche eines jeweiligen Einkoppelabschnitts als Reflexionsfläche 40 ausgebildet. Über die Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht wird an der Reflexionsfläche 40 auftreffendes Licht durch Totalreflexion (TIR) reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichtaustrittsfläche 20 der Optikeinrichtung 16, umgelenkt, vgl. beispielsweise 6 die beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen 42. Die Lichtstrahlen 42-i, 42-ii und 42-iv treten über die Lichteintrittsflächen 18 in die Optikeinrichtung 16 und treffen jeweils auf die Reflexionsflächen 40 und werden daran in Richtung der Lichtaustrittsfläche 20 umgelenkt.
-
5 zeigt die die Optikeinrichtung 16 in einer Ansicht von vorne. Die Optikeinrichtung 16 umfasst gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Mehrzahl an Auskoppelabschnitten 44. Es sind drei beispielhafte Auskoppelabschnitte mit 44a, 44b und 44c bezeichnet.
-
Die Optikeinrichtung 16 umfasst beispielsweise dieselbe Anzahl an Einkoppelabschnitten 38 wie an Auskoppelabschnitten 44. Beispielsweise ist ein jeweiliger Einkoppelabschnitt 38 einem jeweiligen Auskoppelabschnitt 44 zugeordnet. Eine Länge bzw. Tiefe der Auskoppelabschnitte kann variiert werden, sodass einerseits das Anordnen der Lichteintrittsflächen 18 und/oder der Lichtquellen 12 jeweils in einer Ebene möglich ist und andererseits eine Krümmung und/oder Wölbung der Optikeinrichtung, beispielsweise der Lichtaustrittsfläche 20 der Optikeinrichtung 12 bereitgestellt werden kann.
-
Ein jeweiliger Auskoppelabschnitt 44 umfasst einen jeweiligen Lichtaustrittsflächenabschnitt 22. Vorteilhafterweise ist ein jeweiliger Lichtaustrittsflächenabschnitt 22 und/oder ein jeweiliger Auskoppelabschnitt 44 einer jeweiligen Lichtquelle 12 zugeordnet. Das bedeutet, dass über den jeweiligen Auskoppelabschnitt 44 Licht der jeweiligen Lichtquelle 12 ausgekoppelt wird. Das Licht der jeweiligen Lichtquelle 12 tritt über den der Lichtquelle 12 zugeordneten Lichtaustrittsflächenabschnitt 22 aus der Optikeinrichtung 16 aus.
-
Neben dem jeweiligen Lichtaustrittsflächenabschnitt ist vorgesehen, dass ein jeweiliger Auskoppelabschnitt 44 wenigstens eine Reflexionsfläche 46 umfasst. Beispielsweise sind die Seitenflächen oder ist wenigstens eine Seitenfläche des Auskoppelabschnitts als Reflexionsfläche 46 ausgebildet. Auf die Reflexionsfläche 46 auftreffendes Licht wird durch Totalreflexion (TIR) reflektiert und wird, insbesondere in Richtung der Lichtaustrittsfläche 20 der Optikeinrichtung 16, umgelenkt und tritt über die Lichtaustrittsfläche 20 bzw. die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 in der Lichtaustrittsrichtung 24 aus der Optikeinrichtung 16 aus, vgl. beispielsweise 6 die beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen 42. Die Lichtstrahlen 42-ii, 42-i und 42-iv treffen jeweils auf die Reflexionsflächen 46 und werden daran in Richtung der Lichtaustrittsfläche 20 bzw. der Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 umgelenkt, vgl. beispielsweise 6 die beispielhaft eingezeichneten Lichtstrahlen 42. Die Lichtstrahlen 42-ii, 42-i und 42-iv treffen jeweils auf die Reflexionsflächen 46 und werden daran in Richtung der Lichtaustrittsfläche 20 bzw. der Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 umgelenkt.
-
Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die erste Blendeneinrichtung 26 und/oder die zweite Blendeneinrichtung 28 wenigstens eine Reflexionsfläche umfasst. Beispielhafte Reflexionsflächen sind in den 2 und 6 mit den Bezugszeichen 50, 52 bezeichnet. Beispielsweise sind Innenseiten der, insbesondere gitterartigen, Segmente 30 der ersten Blendeneinrichtung 26 als Reflexionsflächen 50 ausgebildet. An einer Reflexionsfläche 50 der ersten Blendeneinrichtung 26 auftreffendes Licht wird reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichteintrittsfläche 18 der Optikeinrichtung 16, umgelenkt.
-
Beispielsweise sind Innenseiten der, insbesondere gitterartigen, Segmente 34 der zweiten Blendeneinrichtung 28 als Reflexionsflächen 52 ausgebildet. An einer Reflexionsfläche 52 der zweiten Blendeneinrichtung 28 auftreffendes Licht wird reflektiert und, insbesondere in Richtung der Lichtaustrittsfläche 20 bzw. der Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 der Optikeinrichtung 16, umgelenkt.
-
Alternativ oder ergänzend können Bereiche der ersten und/oder der zweiten Blendeneinrichtung 26, 28 zum Absorbieren von Licht ausgebildet sein. Eine beispielhafte absorbierende Fläche ist in 6 mit dem Bezugszeichen 54 bezeichnet. An dieser Fläche 54 wird der auftreffenden Lichtstrahl 42-iii absorbiert.
-
Die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 der Lichtaustrittsfläche 20 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform als gekrümmte, zueinander abgestufte Flächenabschnitte ausgebildet. Die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 können als glatte Flächenabschnitte oder mit streuenden Optiken versehen sein. Unter zueinander abgestuften Flächenabschnitten wird verstanden, dass die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 in Stufen versetzt angeordnet sind. Beispielsweise ist ein Lichtaustrittsflächenabschnitt 22 in bzw. entgegen der Lichtaustrittsrichtung nach vorne bzw. nach hinten versetzt in Bezug auf einen anderen Lichtaustrittsflächenabschnitt angeordnet. In 5 ist beispielweise ersichtlich, dass die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22c, 22b und ein weiterer dazwischen angeordneter Lichtaustrittsflächenabschnitt abgestuft zueinander, insbesondere treppenartig, angeordnet sind. Weiter sind auch die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22a, 22b und die dazwischen angeordneten Lichtaustrittsflächenabschnitte abgestuft zueinander, insbesondere treppenartig, angeordnet. Die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 der Lichtaustrittsfläche 20 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform über die gesamte Lichtaustrittsfläche 20 abgestuft zueinander ausgebildet. Alternativ kann eine Abstufung auch nur für einen Teil der Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 vorgesehen werden. Alternativ kann die Lichtaustrittfläche 20 als eine stetige Fläche ohne zueinander abgestufte oder abgeknickte Flächenabschnitte ausgebildet sein. Allgemein kann die Lichtaustrittfläche 20 oder die Lichtaustrittsflächenabschnitte 22 der Optikeinrichtung 16, als Freiformflächen ausgebildet sein.
-
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen sind die erste Blendeneinrichtung 26 und die zweite Blendeneinrichtung 28 an der Optikeinrichtung 16 angeordnet.
-
In den 1 und 6 ist dargestellt, dass die erste Blendeneinrichtung 26 derart an der Optikeinrichtung 16 angeordnet ist, dass die Einkoppelabschnitte 38 der Optikeinrichtung 16 zumindest teilweise in den gitterartigen Segmenten 30 der ersten Blendeneinrichtung 16 angeordnet sind. Die von der Optikeinrichtung 16 abstehenden Einkoppelabschnitte 38 ragen teilweise in die gitterartigen Segmente 30 der ersten Blendeneinrichtung 26 hinein und durchgreifen die gitterartigen Segmente 30 der ersten Blendeneinrichtung 26 zumindest teilweise.
-
Die Optikeinrichtung 16 und die erste Blendeneinrichtung 26 können beispielsweise als zwei separate Bauteile gefertigt und in Anlage aneinandergefügt werden. Alternativ können die Optikeinrichtung 16 und die erste Blendeneinrichtung 26 als ein Bauteil gefertigt werden.
-
Die Optikeinrichtung 16 und die erste Blendeneinrichtung 26 können beispielsweise in einem Mehrkomponenten, insbesondere Zweikomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt werden. Die erste Blendeneinrichtung 26 wird dabei beispielsweise auf die Optikeinrichtung 16 aufgebracht.
-
In den 1 und 6 ist dargestellt, dass die zweite Blendeneinrichtung 28 derart an der Optikeinrichtung 16 angeordnet ist, dass die Auskoppelabschnitte 44 der zweiten Blendeneinrichtung 28 zumindest teilweise in den gitterartigen Segmenten 34 der zweiten Blendeneinrichtung 28 angeordnet sind.
-
Die Auskoppelabschnitte 44 ragen teilweise in die, gitterartigen Segmente 34 der zweiten Blendeneinrichtung 28 hinein und durchgreifen die gitterartigen Segmente 34 der zweiten Blendeneinrichtung 28 zumindest teilweise.
-
Die Optikeinrichtung 16 und die zweite Blendeneinrichtung 28 können beispielsweise als zwei separate Bauteile gefertigt und in Anlage aneinandergefügt werden. Alternativ können die Optikeinrichtung 16 und die zweite Blendeneinrichtung 28 als ein Bauteil gefertigt werden.
-
Die Optikeinrichtung 16 und die zweite Blendeneinrichtung 28 können beispielsweise in einem Mehrkomponenten, insbesondere Zweikomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt werden. Die zweite Blendeneinrichtung 28 wird dabei beispielsweise auf die Optikeinrichtung 16 aufgebracht.
-
Gemäß 1 ist gezeigt, dass eine in Lichtaustrittsrichtung 24 nach der zweiten Blendeneinrichtung 28 angeordnete Scheibe 48, insbesondere Zwischenlichtscheibe oder Abdeckscheibe vorgesehen. Die Scheibe 48 ist beispielsweise eine Streuscheibe, insbesondere mit streuenden Optiken versehen. 7 zeigt eine beispielhafte Abdeckscheibe 48.
-
Da das auf die Abdeckscheibe 48 fallende Licht durch die Optikeinrichtung 16 und die Blendeneinrichtungen 26, 28 sehr stark fokussiert ist, reicht die Brechkraft einer transparenten Scheibe möglicherweise nicht mehr aus, um eine gute Erkennbarkeit einzelner Segmente auch aus von der Fahrtrichtung stark abweichenden Betrachtungswinkeln zu gewährleisten. Um zum einen die Sichtbarkeit und zum anderen die gesetzlichen Anforderungen an Beleuchtungsstärke und Lichtverteilung zu gewährleisten, kann es vorteilhaft sein, zu den Streuoptiken 56 zusätzliche Optikfelder 58 auf der Abdeckscheibe 48 einzubringen, die die Sichtbarkeit in einem von der Fahrtrichtung abweichenden Betrachtungswinkel gewährleisten, aber gleichzeitig geringere Leuchtdichten und Beleuchtungsstärken in Fahrtrichtung erzeugen. Die Optiken 58 können beispielsweise Brechung und Totalreflexion nutzen.
