DE10234110B4 - Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Leuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend mindestens eine Lichtquelle (10) zur Abstrahlung von Licht, mindestens einen der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiter (11), in den das von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht über eine Lichteinkoppelfläche (13) einkoppelbar ist und dessen Außenfläche zumindest abschnittsweise als mindestens ein Reflektor (12) zum Bündeln oder Umlenken des von der Lichtquelle (10) abgestrahlten und in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Lichtleiter (11) einen Lichtleitkörper zur Weiterleitung des von dem mindestens einen Reflektor (12) reflektierten Lichts aufweist in Richtung einer Lichtauskoppelfläche (16) zur Auskopplung des Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere in Lichtabstrahlrichtung nebeneinander angeordnete Lichtleiter vorgesehen sind, auf welchen weitere Lichtleiter in Form von Lichtleitstäben (20) angebracht sind, in die das Licht vom Lichtleiter (11) weitergeleitet wird, wo es an Lichtauskoppelflächen (16) ausgekoppelt wird, wobei die Lichtauskoppelflächen (16) mit facettenartigen Oberflächenelementen (17) zur Erzeugung einer Kissenoptik versehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend mindestens eine Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht, mindestens einen der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiter, in den das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht über eine Lichteinkoppelfläche einkoppelbar ist und dessen Außenflächen zumindest abschnittsweise als mindestens ein Reflektor zum Bündeln oder Umlenken des von der Lichtquelle abgestrahlten und in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Lichtleiter, einen Lichtleitkörper zur Weiterleitung des von dem mindestens einen Reflektor reflektierten Lichts aufweist in Richtung einer Lichtauskoppelfläche zur Auskoppelung des Lichts aus dem Lichtleiter.
  • Im Stand der Technik ist die Erzeugung notwendiger Beleuchtungswerte mittels Reflektoren bekannt. Sie weisen jedoch gerade bei Begrenzungs- und Blinklichtleuchten oft eine ungünstige Lichtverteilung auf, da sie mit den Reflektoren anderer Leuchten arbeiten, und sind somit nicht sehr effizient. Zudem können mit den bekannten Leuchten keine speziellen Stylingeffekte erzielt werden.
  • Dabei offenbart die DE 698 03 297 T2 eine doppelreflektierende Linse, wobei Licht aus einer Lichtquelle in einen Lichtleiter eingekoppelt und das Licht über Lichtauskoppelfacetten aus dem Lichtleiter ausgekoppelt wird, wobei die Lichtauskoppelfläche mit facettenartigen Oberflächenelementen zur Erzeugung einer Kissenoptik versehen ist.
  • Die EP 1 167 870 A2 betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge mit Lichtquellen zur Abstrahlung von Licht sowie einem zugeordneten Lichtleiter, in den das Licht ein und über Lichtauskoppelflächen wieder auskoppelbar ist, wobei ein Reflektor zum Umlenken des von der Lichtquelle abgestrahlten und in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts vorgesehen ist und wobei auf der Lichtauskoppelseite mehrerer Facettenelemente angeordnet sind. Dabei ist es bekannt, mehrere Lichtleiter nebeneinander anzuordnen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine derartige Leuchtenfunktion möglichst effizient zu erfüllen und ihr mittels neuer designerischer Elemente ein neuartiges Aussehen zu verleihen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Leuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Der Vorteil der Erfindung ist die effiziente Verwendung eines Lichtleiters als Leuchte, mit einer speziell ausgestalteten Auskoppelfläche, durch die neue gestalterische Effekte erzielt werden können.
  • Auf diese Weise können beliebige Leuchtenfunktionen am Kraftfahrzeug realisiert werden, beispielweise als Blinker, Begrenzungslicht, Tagfahrlicht usw. Alle Rückleuchtenfunktionen wie Nebelschlusslicht, Rückfahrleuchte, Schlussleuchte, Bremslicht und Blinker können in der gleichen Weise erzeugt werden.
  • Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Außenflächen des Lichtleiters zumindest abschnittsweise als Reflektor zum Umlenken im Wege der Totalreflexion des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts ausgebildet sind. Als Lichtquelle kann beispielsweise eine Glühlampe, LED oder Neonlampe verwendet werden. Die Lichtquelle kann im Brennpunkt mindestens eines der Reflektoren angeordnet sein, der als Teil einer rotierten Parabel bzw. rotierten Ellipse oder rotierten Bezierfläche ausgestaltet sein kann. Dieser mindestens eine Reflektor soll das von der Lichtquelle abgestrahlte und in den Lichtleiter eingekoppelte Licht bündeln bzw. umlenken und die Lichtstrahlen dadurch auf die Auskoppelfläche reflektieren. Sofern dies notwendig oder erwünscht ist, kann der Reflektor auch zumindest abschnittsweise verspiegelt sein, um die Lichtverluste möglichst gering zu halten.
  • Die Auskoppelfläche ist mit facettenartigen Oberflächenelementen versehen, die insbesondere in einer Ebene entlang der Auskoppelfläche konkav oder konvex ausgebildet sind. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist, dass eine sog. Kissenoptik entsteht, bei der eine gleichmäßige horizontale bis vertikale Lichtverteilung erreicht werden kann. In einer Draufsicht können die einzelnen Oberflächenelemente eine beliebige Form aufweisen, die je nach gewünschter Optik rund, elliptisch, quadratisch, rechteckig, sechseckig oder vieleckig sein kann. Diese Optik wirkt sich vorteilhaft auf das Design der Leuchte aus. Die Oberflächenelemente müssen dabei nicht unbedingt in einer Ebene liegen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass im Bereich der Lichteinkoppelfläche, die in Lichtabstrahlrichtung vor der Lichtquelle angeordnet ist, der Lichtleiter eine kugelabschnittförmige Aussparung aufweist, damit das Licht von der Lichtquelle beim Eintritt in den Lichtleiter möglichst wenig gebrochen wird. Hierdurch werden die Lichtverluste weiter minimiert.
  • Die Anzahl der Reflektoren kann beliebig sein. Die Breite des Lichtleiters und der Platzbedarf in Richtung des Scheinwerfergehäuses bestimmt die Anzahl der Reflektoren und auch deren Anordnung. Die Reflektoren können in Richtung der fortgehenden Lichtverteilung um 90° oder 180° oder einen anderen Winkel zur Lichtauskoppelrichtung je nach Breite des Lichtleiters und Platzbedarf gedreht angeordnet sein, und die Lichtstrahlen werden dann über einen zusätzlichen weiteren Reflektor umgelenkt.
  • Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann das Licht anstatt in einen einzigen Lichtleiter, der den Vorteil besitzt, aufgrund seiner einteiligen Gestaltung einfach herstellbar zu sein, auch in mehrere dünne Lichtleiter eingekoppelt werden, die nebeneinander oder in Lichtabstrahlrichtung übereinander gestapelt sein können. Je nach Platzbedarf können die Lichtleiter unterschiedlich lang, breit, tief oder irregulär geformt sein. Die Außenflächen der Lichtleiter können z. B. auch schief sein bzw. keinen rechten Winkel besitzen. Es können auch mehrere Lichtquellen beispielsweise in einer Ebene von der Lichtquelle zu den Auskoppelflächen übereinander angeordnet sein und in mehrere Lichtleiter Licht einkoppeln. Mehrere Systeme bestehend aus einer Lichtquelle und einem Lichtleiter können z. B. zu einem Gesamtsystem zusammengesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß wird anstatt eines langen bzw. tiefen Lichtleiters ein kurzer verwendet und auf den Lichtleiter werden einzelne längliche Lichtleiter in Form von Lichtleitstäben mit beliebigen aneinandersetzbaren Querschnitten (z. B. viereckig oder sechseckig) und Kissenoptiken aufgesetzt. Das Licht kann optional bei dieser Anordnung ohne Umlenkung vom Lichtleiter in die Lichtleitstäbe weitergeleitet werden, wo es an den Lichtauskoppelflächen ausgekoppelt wird. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass sie bei oberflächlichen Schäden an der Leuchte leicht zu ersetzen ist, wobei nicht die ganze Lichtleiteranordnung mit Lichtquelle ausgetauscht werden muss, sondern lediglich die Elemente mit den Lichtleitstäben.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unterlagen. Die Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander für die Erfindung wesentlich sein.
  • Ausführungsbeispiele der Leuchte werden im folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar:
  • 1 einen ersten Aufbau einer Leuchte im Schnitt;
  • 2 eine Draufsicht auf die Leuchte nach 1;
  • 3 eine alternative Ausgestaltung einer Leuchte im Schnitt;
  • 4 eine dreidimensionale Ausgestaltung einer Leuchte im Schnitt;
  • 5 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Leuchte im Schnitt;
  • 6 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Leuchte nach 5;
  • 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Leuchte.
  • 1 zeigt dabei eine erste Ausgestaltung einer nicht erfindungsgemäßen Leuchte im vertikalen Schnitt umfassend eine Lichtquelle 10, die aus einer LED besteht. Der Lichtquelle 10 ist ein Lichtleiter 11 zugeordnet, dessen Außenflächen zumindest abschnittsweise als Reflektor 12 zum Reflektieren des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts ausgebildet ist. Der Reflektor 12 ist als Teil einer rotierten Parabel ausgeformt. Um die Lichtverluste zu reduzieren, kann der Reflektor 12 zumindest abschnittsweise verspiegelt sein.
  • Die Lichtquelle 10 befindet sich am Brennpunkt des Reflektors 12. Das von der Lichtquelle 10 abgestrahlte Licht wird über die Lichteinkoppelfläche 13 in den Lichtleiter 11 eingekoppelt und durch den Reflektor 12 derart reflektiert, dass es in den Lichtleitkörper 14 des Lichtleiters 11 gelangt, von wo aus das Licht über die Lichtauskoppelfläche 16 ausgekoppelt wird. Der Lichtstrahl ist mit 15 bezeichnet. Die Lichtauskoppelfläche 16 ist mit facettenartigen Oberflächenelementen 17 versehen, die in der Draufsicht konvex sind. Die einzelnen Oberflächenelemente 17 sind mit 17, 17', 17'' usw. bezeichnet. Durch diese Oberflächenelemente 17, die eine Kissenoptik bilden, wird eine gleichmäßige horizontale bis vertikale Lichtverteilung des ausgekoppelten Lichts erzeugt.
  • Die Anzahl der Lichtquellen und der zugeordneten Reflektoren kann beliebig sein, wobei die Breite des Lichtleiters und der Platzbedarf nach hinten in Richtung des Scheinwerfergehäuses die Anzahl der Reflektoren und auch deren Anordnung bestimmt. In 1 sind insgesamt drei Lichtquellen 10, 10', 10'' dargestellt mit drei den Lichtquellen zugeordneten Reflektoren 12, 12', 12'' in einem einzigen Lichtleiter, wobei die eingekoppelten Lichtstrahlen 15, 15', 15'' je nach Einfallswinkel im Wege der Totalreflexion über die Reflektoren 12, 12', 12'' in den Lichtleitkörper 14 reflektiert werden und über die in die Lichtauskoppelfläche 16 integrierten konkaven Oberflächenelemente 17, 17', 17'' etc. verschiedene Richtungen gebrochen und ausgekoppelt werden.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf die Leuchte nach 1. Die facettenartigen Oberflächenelemente 17, 17', 17'' etc. sind in 2 quadratisch ausgebildet. Die Lichtquellen 10, 10', 10'' sind in 2 nur zur Verdeutlichung dargestellt und von außen nicht sichtbar. Je nach gewünschter Optik können die Oberflächenelemente 17 eine beliebige andere Form aufweisen und rund, elliptisch, rechteckig, sechseckig oder vieleckig sein. In 7 ist z. B. eine sechseckige Ausgestaltung der Oberflächenelemente 17 dargestellt.
  • In 3 wird eine alternative, ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Leuchte im Vertikalschnitt gezeigt. Der Reflektor 12 ist in einem Winkel α von 90° zur Lichtabstrahlrichtung der Leuchte angeordnet. Der Winkel ist dabei zwischen der Lichtabstrahlrichtung der Tangente an den Reflektor im Scheitelpunkt der rotationssymmetrischen Reflektorfläche aufgespannt, wobei der Reflektor 12 durch einen Teil der rotationssymmetrischen Fläche gebildet ist. Der Winkel kann auch anders dimensioniert sein. Dies bewirkt, dass der von der Lichtquelle 10 eingekoppelte Lichtstrahl 15 über einen ersten Reflektor 12 auf einen zweiten Reflektor 18 gelenkt und weiter in den Lichtleitkörper 14 umgelenkt wird, von wo aus der Lichtstrahl 15 über die konkaven facettenartigen Oberflächenelemente 17 der Lichtauskoppelfläche 16 ausgekoppelt wird. Auf diese Weise wird die ganze Fläche des zweiten Reflektors 18 ausgeleuchtet. Beide Reflektoren 12, 18 sind hierbei Außenflächen eines Lichtleiters 11. Die Reflektoren 12, 18 können zumindest abschnittsweise verspiegelt sein zur Reduzierung der Lichtverluste.
  • 4 zeigt in einer Draufsicht eine dreidimensionale Ausgestaltung einer Leuchte von der Lichteinkoppelfläche 13 in Richtung der der Lichteinkoppelfläche 13 gegenüberliegenden Lichtauskoppelfläche 16. Die facettenartigen Oberflächenelemente 17, 17' usw. sind in 4 nicht ersichtlich. An der Lichteinkoppelfläche 13 befinden sich kugelabschnittförmige konkave Aussparungen 19 im Lichtleiter 11. Dadurch wird die Lichtbrechung und Reflexion beim Eintritt des von der Lichtquelle 10 in den Lichtleiter 11 eingekoppelten Lichtes möglichst reduziert. Auf diese Weise können die Lichtverluste minimiert werden.
  • In der in 4 abgebildeten Ausgestaltung der Leuchte sind insgesamt drei dünne Lichtleiter 11, 11', 11'' in Lichtabstrahlrichtung nebeneinander gestapelt. Aus der dreidimensionalen Gestaltung der Abbildung ist ersichtlich, dass die Lichtleiter 11, 11', 11'' unterschiedlich dimensioniert und irregulär geformt sind, um eine platzsparende Anordnung des gesamten Lichtleitersystems innerhalb des Scheinwerfergehäuses zu ermöglichen. Das Licht wird in 4 von einer Lichtquelle gleichzeitig in die drei Lichtleiter 11, 11', 11'' eingekoppelt, die sich jeweils in Höhe der konkaven Aussparung in einer Ebene vor der Bildebene befinden und in 4 nicht abgebildet sind.
  • Die zu den 1 bis 4 beschriebenen Merkmale können auch in beliebiger Kombination bei erfindungsgemäßen Leuchten realisiert sein und werden daher im Folgenden nicht erneut beschrieben.
  • 5 entspricht der Gestaltung gemäß 1 einer erfindungsgemäßen Leuchte, wobei anstelle des quer zur Lichtabstrahlrichtung langgestreckten Lichtleitkörpers kurze Lichtleitkörper 14 verwendet werden, die nebeneinander angeordnet sind, auf welchen weitere Lichtleiter in Form von Lichtleitstäben 20 angebracht werden mit beliebig aneinandersetzbaren Querschnitten und Kissenoptiken. Das Licht wird analog zu 1 von der Lichtquelle 10 in den Lichtleiter 11 eingekoppelt, über den Reflektor 12 in den Lichtleitkörper 14 und weiter in die Lichtleitstäbe 20 geleitet. Die Auskoppelung erfolgt über die Oberflächenelemente 17 der Lichtauskoppelfläche 16.
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf die Gestaltung nach 5, wobei der Querschnitt der Lichtleitstäbe 20 und entsprechend dazu der facettenförmigen Oberflächenelemente 17 quadratisch sind. Die Lichtquellen 10, 10', 10'' sind in 6 nur zur Verdeutlichung dargestellt und von außen nicht sichtbar.
  • 7 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leuchte, wobei der Querschnitt der Lichtleitstäbe 20 und entsprechend dazu der facettenförmigen Oberflächenelemente 17 sechseckig ist.
  • Insgesamt kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung besonders platzsparend eine effiziente Leuchtenfunktion verwirklicht und aufgrund der facettenartigen Oberflächenelemente an der Auskoppelfläche eine spezielle Kissenoptik mit designerischen und lichttechnischen Gestaltungselementen realisiert werden.

Claims (9)

  1. Leuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend mindestens eine Lichtquelle (10) zur Abstrahlung von Licht, mindestens einen der Lichtquelle zugeordneten Lichtleiter (11), in den das von der Lichtquelle (10) abgestrahlte Licht über eine Lichteinkoppelfläche (13) einkoppelbar ist und dessen Außenfläche zumindest abschnittsweise als mindestens ein Reflektor (12) zum Bündeln oder Umlenken des von der Lichtquelle (10) abgestrahlten und in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts ausgebildet ist, wobei der mindestens eine Lichtleiter (11) einen Lichtleitkörper zur Weiterleitung des von dem mindestens einen Reflektor (12) reflektierten Lichts aufweist in Richtung einer Lichtauskoppelfläche (16) zur Auskopplung des Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere in Lichtabstrahlrichtung nebeneinander angeordnete Lichtleiter vorgesehen sind, auf welchen weitere Lichtleiter in Form von Lichtleitstäben (20) angebracht sind, in die das Licht vom Lichtleiter (11) weitergeleitet wird, wo es an Lichtauskoppelflächen (16) ausgekoppelt wird, wobei die Lichtauskoppelflächen (16) mit facettenartigen Oberflächenelementen (17) zur Erzeugung einer Kissenoptik versehen sind.
  2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenelemente (17) entlang der Lichtauskoppelfläche (16) konkav oder konvex gewölbt ausgebildet sind, wobei die Wölbung lediglich in eine Richtung oder beide Richtungen vorgesehen sein kann und wobei die Oberflächenelemente (17) insbesondere in einer Ebene liegen.
  3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere konkaven oder konvexen Oberflächenelemente (17) in der Draufsicht rund, elliptisch, quadratisch, rechteckig, sechseckig oder vieleckig sind.
  4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Reflektor (12) als rotierte Parabel, rotierte Ellipse oder rotierte Bezierfläche ausgebildet ist.
  5. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (12) um einen Winkel α, wobei α insbesondere 90° beträgt, zur Lichtauskoppelrichtung verdreht angeordnet ist und die Lichtstrahlen (15) über mindestens einen weiteren Reflektor (18) in Lichtauskoppelrichtung umgelenkt werden.
  6. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Reflektor (12, 18) zumindest abschnittsweise verspiegelt ist.
  7. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (11) im Bereich der Lichteinkoppelfläche (13) eine kugelabschnittförmige Aussparung (19) zur möglichst brechungsarmen Einkopplung des Lichtes in den Lichtleiter (11) aufweist.
  8. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtleitstäbe austauschbar sind.
  9. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Lichtleiter (11, 11', 11'') unterschiedlich lang, breit, tief oder irregulär geformt sein können.
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