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Die Erfindung betrifft eine Zusatzlichtscheibe oder
Abdeckscheibe für
eine Fahrzeugleuchte mit einer ersten Fläche, auf der erste Bereiche
als linsenförmige
Optikelemente ausgebildet sind.
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Eine solche Zusatzlichtscheibe oder
Abdeckscheibe gibt einer Fahrzeugleuchte ein besonderes Design und
erfüllt
gleichzeitig die gewünschte
bzw. vom Gesetzgeber vorgeschriebene Photometrie.
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Es ist bekannt, auf einer Zusatzlichtscheibe eine
Fresnellinse vorzusehen, die auf die Lichtquelle fokussiert ist,
um austrittsseitig eine im Wesentlichen parallele Lichtstrahlung
herbeizuführen,
wobei eine Abdeckscheibe Kugel- oder Ringflächen mit horizontaler und vertikaler
Streuung des Lichts enthält.
Eine solche bekannte Leuchte weist im Allgemeinen ein wenig originelles
Design auf.
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Darüber hinaus ist es bekannt,
auf einer Zusatzlichtscheibe eine Reihe von Ablenkprismen vorzusehen,
die elementartig angeordnet sind, um der Leuchte ein blättchenartiges
Aussehen zu geben und gleichzeitig die photometrischen Vorschriften
zu erfüllen.
Eine solche Ausgestaltung weist jedoch die Nachteile auf, dass sowohl
im eingeschalteten als auch im ausgeschalteten Zustand ein Aussehen
entsteht, das sich sehr deutlich verändert, wenn sich der Betrachter
um das Fahrzeug herum bewegt.
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Aus der
DE 198 26 905 A1 ist es
bekannt, eine Zusatzlichtscheibe mit einer Reihe von optischen Zellen
auszustatten, die direkt aneinander anschließen und jeweils auf einer Innenseite
eine gekrümmte
Fläche
zum Richten und zur Streuung des Lichts aufweisen. Darüber hinaus
weisen diese optischen Zellen auf ihrer Außenseite eine Gruppe von mindestens
zwei im Verhältnis
zu einer Ebene der Zusatzlichtscheibe schräg angeordneten Ebene Facetten
auf. Dadurch wird erreicht, dass eine Fahrzeugleuchte mit einer
solchen Zusatzlichtscheibe einen ästhetischen Eindruck vermittelt,
als ob sie eine Vielzahl einzelner elementarer Lichtquellen aufweist. Dieser
LED-Look wird jedoch nur dadurch erreicht, dass eine äußerst aufwendig
herzustellende Zusatzlichtscheibe verwendet wird. Insbesondere durch
das Ausformen der Facetten an der Außenseite der Zusatzlichtscheibe
ist diese in ihrer Entwicklung und Herstellung sehr kostspielig.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht deswegen darin, eine Zusatzlichtscheibe oder eine Abdeckscheibe
für eine
Fahrzeugleuchte vorzustellen, die den vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Photometrievorschriften
entspricht, den ästhetisch ansprechenden
LED-Look erzeugt
und gleichzeitig preiswert und einfach herzustellen ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Zusatzlichtscheibe
bzw. Abdeckscheibe für
eine Fahrzeugleuchte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch,
dass auf der ersten Fläche
linsenförmige Optikelemente
ausgebildet sind, wird für
den Betrachter im eingeschalteten Zustand der Fahrzeugleuchte der
gewünschte
LED-Look erzeugt. Dies geschieht dadurch, dass die linsenförmigen Optikelemete
das Licht einer Glühlampe
so bündeln,
dass für den
Betrachter der Eindruck entsteht, als ob eine Lichtquelle hinter
jedem linsenförmigen
Element angeordnet wäre
und kein Reflektor mit zentraler Lichtquelle. Das Licht der Glühlampe,
das durch die nichtlinsenförmige
Optikelemente hindurchtritt, wird dagegen so gestreut, dass für den Betrachter
der Eindruck entsteht, als ob die gesamte Zusaztlichtscheibe oder Abdeckscheibe
bis auf die Bereiche, in denen die linsenförmigen Optikelemente angeordnet
sind, gleichmäßig beleuchtet
wäre. Durch
diese An der Beleuchtung wird den vom Gesetzgeber auferlegten Photometrievorschriften
Rechnung getragen. Dazu ist es nötig,
dass eine Streuung im vertikalen Bereich von ±10° und im horizontalen Bereich
von ±20° vorliegt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der
Erfindung sieht vor, dass die linsenförmigen Optikelemente ein fest
definiertes erstes Optikraster aufweisen und die nichtlinsenförmigen Optikelemente
kein Optikraster oder ein zweites Optikraster aufweisen, das von
dem ersten Optikraster verschieden ist. Dadurch wird erreicht, dass
die Fahrzeugleuchte in den ersten Bereichen mit den linsenförmigen Optikelementen
für den Betrachter
klar von den zweiten Bereichen mit den nichtlinsenförmigen Optikelementen
unterschieden werden können.
Die linsenförmigen
Optikelemente und die nichtlinsenförmigen Optikelemente sind dabei
so aufeinander abgestimmt, dass insgesamt kein Optikraster erzeugt
wird, da ein solches den LED-Look stören bzw. zerstören würde.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass das erste Optikraster und der Durchmesser
der linsenförmigen
Optikelemente variabel ist. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Ausgestaltungen
der Fahrzeugleuchte zu erreichen, wobei auf die individuellen Bedürfnisse
der Abnehmer der Fahrzeugleuchten eingegangen werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass die linsenförmigen Optikelemente konvex
ausgebildet sind, wobei sie insbesondere die Form eines Torus, einer
Kugelfläche
oder eine freie Form aufweisen. Die angegebenen Flächen sind
zum einen einfach herzustellen und zum anderen kann mit ihnen den
Bedürfnissen
hinsichtlich der Wünsche
der Abnehmer bzw. der Photometrievorschriften des Gesetzgebers optimal
Folge geleistet werden. Durch die konvexe Ausbildung der linsenförmigen Optikelemente
wird insbesondere bei einer Zusatzlichtscheibe erreicht, dass die
linsenförmigen
Optikelemente wie Sammellinsen wirken, deren Brennpunkte so gelegt
werden können,
dass sie in der Abdeckscheibe liegen. Dadurch wird ein für den Betrachter
besonders ästhetischer
Eindruck erzeugt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass die nichtlinsenförmigen Optikelemente tangential
ineinander übergehen.
Dadurch wird erreicht, dass das Licht, welches durch die nichtlinsenförmigen Optikelemente
hindurchtritt, keine hellen Kanten oder Bereiche aufweist, sondern
für den
Betrachter eine gleichmäßige Ausleuchtung
aller zweiten Bereiche vorliegt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass die zweiten Bereiche als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet
sind. Eine solche Ausgestaltung ist sehr einfach herzustellen und
bietet darüber
hinaus einen sehr guten LED-Look, da die einzelnen ersten Bereiche
mit den linsenförmigen
Optikelementen, die wie einzelne LEDs aussehen, voneinander getrennt
sind.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der
Erfindung sieht vor, dass die zweiten Bereiche als planare Flächen ausgebildet
sind, die mit einer Struktur versehen sind. Eine solche Ausgestaltung
ist sehr einfach herzustellen, da planare Flächen nicht so aufwändig zu
produzieren sind wie tangential ineinander übergehende. Eine reine planare
Fläche
wäre jedoch
aufgrund der von Gesetzes wegen vorgegebenen Photometrievorschriften
nicht möglich,
da die Intensität der
Fahrzeugleuchte dann in der Abstrahlrichtung des Reflektors zu hoch
wäre. Deswegen
ist es nötig, eine
solche planare Fläche
mit einer Struktur zu versehen oder den Reflektor so auszugestalten,
dass diese Bereiche der Lichtscheibe nicht mit gerichtetem Licht
beaufschlagt werden. Dadurch erfolgt eine. Streuung, wie sie auch
bei den tangential ineinander übergehenden
nichtlinsenförmigen
Optikelementen erfolgt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass die Struktur erodiert, gestählt oder
als farbiger Druck ausgeführt
ist. Solchermaßen
ausgeführte
Strukturen sind sehr einfach und preiswert herzustellen, insbesondere
gilt dies für
einen farbigen Druck. Ein farbiger Druck auf einer planaren Fläche der
zweiten Bereiche ist besonders dann sehr einfach herzustellen, wenn
die zweiten Bereiche gegenüber
den ersten Bereichen erhöht
sind. Im ausgestalteten Zustand der Fahrzeugleuchte ist zwar der
LED-Look bei einer Ausbildung, bei der die ersten Bereiche mit den
linsenförmigen
Optikelementen gegenüber
den zweiten Bereichen mit den nichtlinsenförmigen Optikelementen erhöht sind,
besser zu erkennen, jedoch ist auch die inverse Ausgestaltung, nämlich dass
die zweiten Bereiche gegenüber den
ersten Bereichen erhöht
sind, durchaus noch so vom Betrachter wahrzunehmen, dass der LED-Look gegeben
ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass ihre zweite, von der ersten Fläche abgewandte
Fläche
planar ausgebildet ist. Eine solche Ausgestaltung ist besonders
einfach herzustellen, da nur die erste Fläche eine der vorgeschriebenen
Strukturen aufweisen muss, jedoch die zweite Fläche ohne solche Strukturen
auskommt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung werden weiter anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele
erläutert.
Hierbei zeigen:
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1 einen
vertikalen Schnitt durch eine erste erfindungsgemäße Zusatzlichtscheibe
mit tangential ineinander übergehende
nichtlinsenförmige Optikelementen,
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2 eine
schematische Darstellung eines Strahlengangs durch ein linsenförmiges Optikelement
der Zusatzlichtscheibe aus 1,
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3 eine
schematische Darstellung eines Strahlengangs durch ein nichtlinsenförmiges Optikelement
der Zusatzlichtscheibe aus 1,
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4 eine
schematische Darstellung eines Strahlengangs durch einen Ausschnitt
der Zusatzlichtscheibe aus 1,
der im Wesentlichen aus einer Überlagerung
der beiden in den 2 und 3 dargestellten Strahlengängen besteht,
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5 eine
zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Zusatzlichtscheibe mit planar ausgeführten nichtlinsenförmigen Optikelementen und
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6 eine
Ansicht in Richtung der Abstrahlrichtung Z einer Lampe des zweiten
Ausführungsbeispiels
gemäß 5.
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1 zeigt
einen Vertikalschnitt zur Abstrahlrichtung Z einer nicht dargestellten
Lampe durch eine Zusatzlichtscheibe 1, die sich links dieser Zusatzlichtscheibe 1 befindet.
Rechts der Zusatzlichtscheibe 1 befindet sich eine Abdeckscheibe,
die ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Zusatzlichtscheibe 1 ist
auf ihrer ersten Fläche 2,
die der Lampe zugewandt ist, mit einer Struktur versehen. Die Struktur weist
erste Bereiche 21 auf, die als linsenförmige Optikelemente 22 ausgebildet
sind. Diese linsenförmigen
Optikelemente 22 haben eine konvexe Oberfläche und
sind kugelflächenförmig ausgebildet.
Sie stehen über
zweite Bereiche 26 heraus, die zwischen den ersten Bereichen 21 angeordnet
sind. Die zweiten Bereiche 26 sind als nichtlinsenförmige Optikelemente 27 ausgebildet.
Diese nichtlinsenförmigen
Optikelemente 27 gehen tangential ineinander über, so dass
lediglich in ihrem Grenzbereich zu den linsenförmigen Optikelementen 22 ein
Sprung in der Krümmung
der Oberfläche
vorhanden ist. Die zweiten Bereiche 26 sind zusammenhängend um
die ersten Bereiche 21 herum angeordnet, wie dies unten
zu 6 bezüglich des
zweiten Ausführungsbeispiels
beschrieben wird. Die nichtlinsenförmigen Optikelemente 27 sind
demnach als konkav-konvexe Flächen ausgebildet,
die sich sowohl in Richtung der X-Achse erstrecken als auch in die
aus der Blattebene herausweisende, nicht dargestellte, Y-Richtung.
Auf ihrer zweiten Fläche 3,
die der ersten Fläche 2 abgewandt ist
und der Abdeckscheibe gegenüberliegt,
ist die Zusatzlichtscheibe 1 planar ausgebildet.
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In 2 ist
der Strahlengang eines einfallenden Lichtbündels 23, das von
einem Reflektor im Wesentlichen parallel ankommt, durch ein linsenförmiges Optikelement 22 dargestellt.
Dieses linsenförmige
Optikelement 22 ist so ausgebildet, dass das einfallende
Lichtbündel 23 in
einem Brennpunkt 24 des linsenförmigen Optikelements 22 gebündelt wird.
Dadurch wird für
den Betrachter der Eindruck erweckt, dass im Brennpunkt 24 des
einfallenden Lichtbündels 23 eine
punktförmige
Lichtquelle, beispielsweise eine LED, angeordnet ist. Der hier exemplarisch
dargestellte Strahlengang für
das einfallende Lichtbündel 23 wiederholt
sich bei den anderen linsenförmigen
Optikelementen 22 in gleichem Maße. Die Oberfläche des
linsenförmigen
Optikelements kann auch so ausgebildet sein, dass sich zwar in vertikaler
Richtung, d.h. parallel zur X-Achse, eine sehr geringe Aufstreuung
des Lichtbündels 23 ergibt,
dies jedoch in horizontaler Richtung, d.h. senkrecht zur Blattebene, eine
breite Aufstreuung erfolgt. Prinzipiell ist auch eine umgekehrte
Streuung des einfallenden Lichtbündels 23 möglich, d.h.
eine breitere Aufstreuung in vertikaler Richtung entlang der X-Achse
und eine geringe Aufstreuung entlang der senkrecht zur Blattebene
verlaufenden Y-Achse. Da jedoch die gesetzlichen Photometrievorschriften
von einem vertikalen Bereich von ±10° und einem horizontalen Bereich von ±20° ausgehen,
ist die erste Ausführungsform
zu bevorzugen. Außerdem
wird im vertikalen Bereich durch die Wendelausdehnung der Lampe
schon eine ausreichende Beleuchtung in dem einzuhaltenden Bereich
erzielt.
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In 3 ist
der Strahlengang eines einfallenden Lichtbündels 25 durch ein
nichtlinsenförmiges Optikelement 27 dargestellt.
Durch die nichtlinsenförmige
Ausgestaltung der Oberfläche
dieses Optikelements 27, wobei die Oberfläche abwechselnd
tangential ineinander übergehend
konkav und konvex ist, ergibt sich eine Aufweitung des einfallenden Lichtbündels 25 nach
dem Austritt aus der zweiten Fläche 3 in
Richtung der Abdeckscheibe. Das gestreute Lichtbündel 29 ist so aufgestreut,
dass sich zum einen die geforderten Photometrievorschriften ergeben
und zum anderen die Zusatzlichtscheibe 1 gleichmäßig ausgeleuchtet
erscheint, ohne dass in diesem punktförmige oder auch linienförmige Lichtquellen
angeordnet sind.
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In 4 ist
ein parallel einfallendes Lichtbündel
dargestellt, welches im Wesentlichen aus dem beiden Lichtbündeln 23, 25 der 2 und 3 zusammengesetzt ist. Es ragt jedoch
an seinen Rändern
jeweils noch zur Hälfte
in den angrenzenden ersten Bereich 21 bzw. zweiten Bereich 26 hinein.
In dem auf der zweiten Fläche 3 austretenden
aufgestreuten Strahlenbündel 29 sind
die beiden Brennpunkte 24 der einfallenden Strahlenbündel 23,
die durch die linsenförmigen
Optikelemente 22 hindurchtreten, zu erkennen. Außerdem ist
zu erkennen, dass die einfallenden Strahlenbündel 25, die durch
die nichtlinsenförmigen
Optikelemente 27 hindurchtreten, zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung
rechts der Zusatzlichtscheibe 1 führen. Dies bewirkt, dass das sichtbare
Optikraster der linsenförmigen
Optikelemente 22 durch den konvex-konkav ausgeführten Bereich
der nichtlinsenförmigen
Optikelemente 27 aufgehoben wird. Im Ergebnis führt dies
dazu, dass ein Betrachter sowohl punktförmige Lichtquellen, die in
den Brennpunkten 24 angeordnet scheinen, als auch eine
gleichmäßige Ausleuchtung
der gesamten Abdeckscheibe der Fahrzeugleuchte erkennen kann. Durch
die gleichmäßige Ausleuchtung
innerhalb des vorgegebenen horizontalen Bereichs von ±20° und des
vertikalen Bereichs ±10° werden die
gesetzlich geforderten Photometrievorschriften erfüllt. Dafür sind die
Oberflächen
sowohl der linsenförmigen
Optikelemente 22 als auch der nichtlinsenförmigen Optikelemente 27 in
geeigneter Art und Weise ausgebildet. Dem Hersteller stehen dabei
mannigfaltige Ausgestaltungen zur Verfügung, da lediglich in der Kombination
der beiden vorgenannten Elemente die vom Gesetzgeber geforderten
Photometrievoraussetzungen erfüllt
werden müssen.
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Das in 5 dargestellte
zweite Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem in den 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer
Zusatzlichtscheibe 1 lediglich dadurch, dass die zweiten
Bereiche 26 als eine planare Fläche und nicht als tangential
ineinander übergehende
Flächen ausgebildet
sind. Um die geforderten Photometrievorschriften zu erfüllen, ist
auf den planaren Flächen der
nichtlinsenförmigen
Optikelementen 27 eine Struktur aufgebracht, die zu den
in 3 beschriebenen Aufstreueffekten
bzw. vergleichbaren Aufstreueffekten führen. Diese Strukturen sind
beispielsweise als farbiger Druck ausgeführt, können aber auch erodiert oder
gestählt
sein. Ein farbiger Druck ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine,
nicht dargestellte, Ausgestaltung der Zusatzlichtscheibe 1 in
der Form vorliegt, dass die nichtlinsenförmigen Optikelemente 27 gegenüber den
linsenförmigen
Optikelementen 22 erhöht
sind.
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In 6 ist
eine Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß 5 in Z-Richtung dargestellt.
Daraus kann sehr gut eine bevorzugte Anordnung der linsenförmigen Optikelemente 22 erkannt werden.
Es handelt sich hier um eine sehr geordnete und symmetrische Anordnung
der linsenförmigen Optikelemente 22.
Hierbei sind vertikal, in X-Richtung, angeordnete Reihen linsenförmiger Optikelemente 22 gegenüber ihrer
benachbarten Reihe linsenförmiger
Optikelemente 22 auf Lücke
versetzt. Dies gilt auch hinsichtlich der horizontal, in Y-Richtung,
angeordneten Reihen linsenförmiger
Optikelemente 22. Die einzelnen eingezeichneten Abstände A, B,
C sind hierbei charakterisierend für die optische Wahrnehmung
des LED-Looks. Neben dieser sehr symmetrisch aufgebauten Anordnung
sind auch andere Anordnungen möglich,
wie beispielsweise eine Anordnung der linsenförmigen Optikelemente 22,
bei der sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Ausrichtung
die linsenförmigen
Optikelemente 22 nicht auf Lücke angeordnet sind, sondern
alle jeweils in einer Flucht. Darüber hinaus ist es auch möglich, die linsenförmigen Optikelemente 22 in
der Form eines Umrisses eines speziellen Gegenstandes, wie beispielsweise
eines Herzes, anzuordnen. Des weiteren kann der Durchmesser jedes
einzelnen linsenförmigen
Optikelements 22 individuell festgelegt werden. Damit ist
es auch möglich,
größere linsenförmige Elemente 26 mit
kleineren zu kombinieren oder die gesamte Zusatzlichtscheibe 1 mit
größeren oder
kleineren als den abgebildeten linsenförmigen Optikelementen 22 auszustatten.
Bei unterschiedlichen Ausgestaltungen der Anordnung bzw. der Größer der Durchmesser
der linsenförmigen
Optikelemente entsteht für
den Betrachter immer ein anderer Eindruck, der jedoch stets als
LED-Look erscheint. Dies gilt sowohl bei eingeschalteter als auch
bei ausgeschalteter Fahrzeugleuchte.
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Es ist auch möglich, die Zusatzlichtscheibe 1 so
innerhalb der Fahrzeugleuchte anzuordnen, dass die planare zweite
Fläche 3 der
Lampe und die strukturierte erste Fläche 2 der Abdeckscheibe
zugewandt ist. Dadurch wird für
den Betrachter sogar noch der Eindruck eines LED-Looks verstärkt.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, auf
eine Zusatzlichtscheibe 1 zu verzichten, wenn die Abdeckscheibe
so ausgebildet ist wie dies oben für die Zusatzlichtscheibe 1 ausgeführt ist.
Zwar ist dabei zu beachten, dass bei einer gewölbten Außenfläche der Abdeckscheibe die einzelnen
linsenförmigen
Optikelemente 22 und die nichtlinsenförmigen Optikelemente 27 von
ihrer Geometrie her variiert werden müssen, dieses ist jedoch prinzipiell
im voraus berechenbar.
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Zusammenfassend bleibt festzuhalten,
dass mittels der erfindungsgemäßen Zusatzlichtscheibe 1 oder
Abdeckscheibe eine Fahrzeugleuchte geschaffen werden kann, die den ästhetisch
gewünschten LED-Look
erzeugt, aber mit einfachen Mitteln preiswert hergestellt werden
kann.
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- 1
- Zusatzlichtscheibe
- 2
- Erste
Fläche
- 3
- Zweite
Fläche
- 21
- Erster
Bereich
- 22
- Linsenförmiges Optikelement
- 23
- Einfallendes
Lichtbündel
- 24
- Brennpunkt
- 25
- Einfallendes
Lichtbündel
- 26
- Zweiter
Bereich
- 27
- Nichtlinsenförmiges Optikelement
- 28
- Austretendes
Strahlenbündel
- 29
- Austretendes
Strahlenbündel
- A,
B, C
- Abstand
zwischen linsenförmigen
Optikelementen
- D
- Durchmesser
eines linsenförmigen
Optikelements
- X
- Vertikale
Richtung
- Y
- Horizontale
Richtung
- Z
- Abstrahlrichtung