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Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Kennzeichen,
mit einer Aufnahme für
eine hinterleuchtbare Kennzeichenplatte und mit mindestens einem
Leuchtmittel zum Hinterleuchten der Kennzeichenplatte.
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Eie
derartige Beleuchtungseinrichtung ist aus
DE 39 12 646 C2 bekannt.
Sie weist eine Aufnahme für
eine Kennzeichenplatte auf, aus der beleuchtbare Kennzeichenelemente
ausgestanzt sind, die mit einer lichtdurchlässigen Kunststoffabdeckung
versehen sind. An der Rückseite
der Kennzeichenplatte sind hinter den ausgestanzten Kennzeichenelementen
zwei Glühlampen
angeordnet. Zwischen der Kennzeichenplatte und den Glühlampen
ist eine Lichtstreuplatte vorgesehen, die pyramidenförmige Vorsprünge aufweist,
an denen das durch die Lichtstreuplatte hindurchtretende Licht gestreut
wird. Die Lichtstreuplatte ist im Bereich der Glühlampen mit aufgeklebten schwarzen
Bereichen versehen, deren Dichte zum Rand hin abnimmt. Die Beleuchtungseinrichtung
weist zwar einen einfachen Aufbau auf, hat jedoch den Nachteil,
dass die Hinterleuchtung der Kennzeichenplatte trotz der schwarzen
Bereichen, die im Bereich der Glühlampen
die Helligkeit reduzieren, noch relativ ungleichmäßig ist.
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Aus
der Praxis kennt man auch bereits eine Beleuchtungseinrichtung,
die zur Erzeugung eines homogenen Erscheinungsbildes eine Elektrolumineszenzfolie
als Leuchtmittel aufweist. Diese, von der Firma FER hergestellte
Beleuchtungseinrichtung wird im VW Phaeton verbaut. Zur Ansteuerung
der Elektrolumineszenzfolie ist eine Vorschaltelektronik vorgesehen,
welche aus der Bordgleichspannung des Kraftfahrzeugs eine höhere, zum
Betrieb der Elektrolumineszenzfolie erforderliche Wechselspannung
erzeugt. Damit die von der Vorschaltelektronik erzeugten elektrischen
Signale nicht zu elektromagnetischen Störungen in der Bordelektronik
des Kraftfahrzeugs führen,
sind entsprechende Abschirmmaßnahmen
vorgesehen. Um die empfindliche Elektrolumineszenzfolie gegen Feuchtigkeit
zu schützen, ist
diese gekapselt. Aufgrund dieser Maßnahmen ist die Beleuchtungseinrichtung
aufwendig und teuer. Ungünstig
ist außerdem,
dass die Leuchtdichte der Elektrolumineszenzfolie mit der Lebensdauer
relativ schnell abnimmt.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, eine Beleuchtungseinrichtung zu schaffen,
die kostengünstig herstellbar
ist, aber dennoch eine homogene Lichtabgabe ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass hinter der Kennzeichenplatte quer zu einer Normalen auf die
Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte zueinander versetzte Reflektorelemente
vorgesehen sind, dass zum Projizieren des von dem mindestens einen
Leuchtmittel abgestrahlten Lichts auf die Reflektorelemente eine
Lichtführungseinrichtung
vorgesehen ist, und dass die Reflektorelemente derart ausgebildet
sind, dass sie das auf sie auftreffende Licht in Richtung auf die
Kennzeichenplatte ablenken.
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Das
von dem mindestens einen Leuchtmittel abgestrahlte Licht wird also
mittels der Lichtführungseinrichtung
zu hinter der Kennzeichenplatte angeordneten Reflektorelementen
geleitet, welche das Licht auf die Rückseite der Kennzeichenplatte
projizieren. Bei entsprechender Anordnung der Reflektorelemente
und/oder Ausbildung der Lichtführungseinrichtung kann
das von dem Leuchtmittel abgestrahlte Licht auf einfache Weise gleichmäßig über die
Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte verteilt werden. In vorteilhafter
Weise ergibt sich somit eine Beleuchtungseinrichtung, die eine homogene
Hinterleuchtung der Kennzeichenplatte ermöglicht. Das mindestens eine Leuchtmittel
ist vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildet. Dadurch wird eine
hohe Lebensdauer des Leuchtmittels und eine über die Lebensdauer der Beleuchtungseinrichtung
weitestgehend konstante Lichtabgabe ermöglicht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Leuchtmittel mit seiner Abstrahlseite der
Rückseite
der Kennzeichenplatte zugewandt, wobei die Lichtführungseinrichtung
zwischen dem Leuchtmittel und der Kennzeichenplatte mindestens ein
Umlenkelement aufweist, welches ein darauf auftreffendes, von dem
Leuchtmittel abgestrahltes Lichtbündel in Richtung auf die Reflektorelemente
umlenkt. Dabei ist es sogar möglich,
mehrere Leuchtmittel an der Rückseite
der Kennzeichenplatte verteilt anzuordnen, wodurch eine noch gleichmäßigere Hinterleuchtung
der Kennzeichenplatte erreicht werden kann.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung weist die Lichtführungseinrichtung
mehrere voneinander beabstandete Umlenkelemente auf, denen jeweils
mindestens ein Leuchtmittel zugeordnet ist, wobei diese Umlenkelemente
durch Verbindungsstücke
vorzugsweise einstückig
miteinander verbunden sind. Durch diese Maßnahme wird an der Rückseite
der Kennzeichenplatte eine noch gleichmäßigere Lichtverteilung ermöglicht.
Die einstückig miteinander
verbunden Lichtumlenkelemente können
als massives Bauteil kostengünstig
hergestellt und an den Leuchtmitteln montiert werden. Die Lichtumlenkele mente
sind vorzugsweise in mindestens einer etwa parallel zur Längsachse
der Kennzeichenplatte verlaufenden Reihe hintereinander angeordnet.
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Vorteilhaft
ist, wenn das Umlenkelement als Lichtleiterelement ausgebildet ist,
das mindestens eine dem Leuchtmittel zugewandte Lichteintrittsfläche und
mindestens eine den Reflektorelementen zugewandte Lichtaustrittsfläche aufweist.
Das von dem mindestens einen Leuchtmittel abgestrahlte Licht kann
dann in dem mindestens einen Lichtleiterelement unter Ausnutzung
der Totalreflexion verlustarm in Richtung auf die Reflektorelemente
umgelenkt werden. Das Lichtleiterelement ist als Kunststoffspritzgussteil
kostengünstig
herstellbar, vorzugsweise aus Polycarbonat oder PMMA.
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Das
Umlenkelement ist bevorzugt im Wesentlichen rotationssymmetrisch
zu einer Normalen auf die Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte und
vorzugsweise trichterförmig
ausgebildet. Das von dem mindestens einen Leuchtmittel abgestrahlte Licht
kann dann an dem (den) Umlenkelement(en) nach allen Seiten gleichmäßig seitlich
auf die Reflektorelemente umgelenkt werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weist das Umlenkelement etwa mittig eine Durchtrittsöffnung auf,
durch welche ein Teil des von dem Leuchtmittel abgestrahlten Lichts
auf eine hinter der Durchtrittsöffnung
befindliche, vorzugsweise an einer Lichtscheibe angeordnete Optik
auftrifft, wobei die Optik derart ausgestaltet ist, dass sie das
durch die Durchtrittsöffnung
hindurchgetretene Lichtbündel in
ein Lichtbündel
mit vorzugsweise etwa normal zur Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte
verlaufenden Lichtstrahlen aufweitet. Mit dem durch die Durchtrittsöffnung hindurchtretenden
Anteil des von dem Leuchtmittel abgestrahlten Lichts kann dann auch
der hinter dem Umlenkelement befindliche Bereich der Kennzeichenplatte
gleichmäßig beleuchtet werden.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Lichtscheibe die Reflektorelemente überdeckt
und im Abstrahlbereich der Reflektorelemente Optikelemente aufweist,
welche die Lichtstrahlen des von den Reflektorelementen abgestrahlten
Lichts etwa normal zur Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte ausrichten.
Dadurch wird eine noch homogeneres Erscheinungsbild der Kennzeichnungsplatte
ermöglicht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung bilden die Reflektorelemente zumindest einen Ausschnitt
mindestens einer Fresnellinse, die vorzugsweise rotations symmetrisch
bezüglich
einer etwa normal zur Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte verlaufenden
Achse ausgebildet ist. Durch die Fresnellinse kann das von den Leuchtmitteln
abgestrahlte Licht aufgeweitet werden, um die Lichtscheibe noch
gleichmäßiger auszuleuchten.
Die Fresnellinse kann kreis- oder bogenförmige Konturen aufweisen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lichtführungseinrichtung
eine Lichtleiterplatte auf, die an mindestens einer ihrer Stirnseiten
eine dem mindestens einen Leuchtmittel zugewandte Lichtkoppelfläche hat,
wobei die Lichtleiterplatte an ihrer der Kennzeichenplatte abgewandten Rückseite
die Reflektorelemente aufweist und wobei die Reflektorelemente derart
ausgebildet sind, dass das innerhalb der Lichtleiterplatte auf die
Reflektorelemente auftreffende Licht derart reflektiert wird, dass es
an der gegenüberliegenden
Vorderseite in Richtung auf die Kennzeichenplatte aus der Lichtleiterplatte
austritt. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher und kostengünstiger
Aufbau der Beleuchtungseinrichtung. Die Reflektorelemente können durch
eine diffus reflektierende Bedruckung gebildet sein, die beispielsweise
im Siebdruckverfahren aufgebracht sein kann. Die Bedruckung kann
Titandioxid als Farbstoffanteil aufweisen. Vorzugesweise variiert die
Dichte der beispielsweise als Punktraster ausgebildeten Bedruckung
entsprechend der in der Lichtleiterplatte vorhandenen Lichtmenge.
Dabei weist die Bedruckung an einer Stelle, an der eine große Lichtmenge
in der Lichtleiterplatte vorhanden ist, eine kleine Dichte und an
einer Stelle, an der eine kleine Lichtmenge in der Lichtleiterplatte
vorhanden ist, eine große
Dichte auf. Die Dichte kann bei der Entwicklung der Beleuchtungseinrichtung
durch Variation der Fläche
der Reflektorelemente und/oder des Abstands zwischen den Reflektorelementen
verändert
werden. Sie kann an Hand von Beleuchtungsstärke-Isolinien des unbedruckten
Lichtleiters vorzugsweise simulativ ermittelt werden. Die Lichteinkoppelfläche der
Lichtleiterplatte kann als Optik zur Aufweitung des in die Lichtleiterplatte
eingekoppelten Lichtbündels
ausgebildet sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist zum Zurückreflektieren
von Fremdlicht hinter der Kennzeichenplatte eine transparente, retroreflektierende
Schicht angeordnet. Die retroreflektierende Schicht kann als Folie
ausgebildet sein, die an ihrer der Kennzeichenplatte abgewandten
Seite Mikrotripelprismen aufweisen kann. Durch die retroreflektierende
Schicht kann die in manchen Ländern gesetzlich
vorgeschriebene Rückreflektion
des von außen
auf die Kennzeichenplatte fallendes Fremdlichts gewährleistet
werden.
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Nachfolgend
sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Querschnitt durch
eine Beleuchtungseinrichtung für
ein Kraftfahrzeug-Kennzeichen, wobei
der Strahlengang des von einem Leuchtmittel abgestrahlen Lichts
durch Lichtstrahlen markiert ist,
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2 eine vergrößerte Teildarstellung
zu 1, welche ein Leuchtmittel,
ein Umlenkelement, einen Reflektor und eine Lichtscheibe der Beleuchtungseinrichtung
zeigt,
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3 eine dreidimensionale
Ansicht auf die Vorderseite des Reflektors mit den daran angeordneten
Umlenkelementen,
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4 eine Vorderansicht eines
Umlenkelements,
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5 eine Ansicht auf die Rückseite
eines Umlenkelements,
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6 eine dreidimensionale
Ansicht auf die Vorderseite der Lichtscheibe mit dem dahinter befindlichen
Reflektor,
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7 einen Querschnitt durch
eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Beleuchtungseinrichtung,
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8 eine Beleuchtungseinrichtung
für ein Kraftfahrzeug-Kennzeichen,
die hinter einer Kennzeichnplatte eine Lichtleiterplatte aufweist,
die rückseitig
eine diffus reflektierende Bedruckung hat, und
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9 eine Darstellung ähnlich 8, wobei der Strahlengang
in der Lichtleiterplatte anhand von Lichtstrahlen dargestellt.
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Eine
im Ganzen mit 1 bezeichnete Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Kennzeichen weist
eine Aufnahme für
eine hinterleuchtbare Kennzeichenplatte 2 und mehrere als
Leuchtdioden ausgebildete Leuchtmittel 3 zum Hinterleuchten
der Kennzeichenplatte 2 auf. Die Kennzeichenplatte 2 hat
eine transparente, vorzugsweise gelbe Trägerplatte 4, auf deren
Rückseite
lichtundurchlässige Kennzeichenelemente 5,
beispielsweise Buchstaben und/oder Zahlen, aufgebracht sind. Die
Kennzeichenelemente 5 können
auf die Trägerplatte 4 aufgeklebt
sein. Hinter der Kennzeichenplatte ist ein Reflektor angeordnet,
der eine Vielzahl von Reflektorelementen 6 aufweist, die
quer zu einer Normalen auf die Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte
zueinander versetzt sind. Zum Projizieren des von den Leuchtmitteln 3 abgestrahlten
Lichts auf die Reflektorelemente 6 ist eine Lichtführungseinrichtung
vorgesehen, welche das von den Leuchtmitteln 3 abgestrahlte
Licht derart auf die Reflektorelemente 6 projiziert, dass
es an diesen in Richtung auf die Kennzeichenplatte 2 abgelenkt
wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 1 bis 6 weist die Lichtführungseinrichtung
mehrere Umlenkelemente 7 auf, die jeweils im Abstrahlbereich
eines ihnen zugeordneten Leuchtmittels 3 angeordnet sind.
In 1 und 2 ist erkennbar, dass das Leuchtmittel 3 jeweils
mit seiner Abstrahlseite der Rückseite der
Kennzeichenplatte 2 zugewandt ist und dass die Umlenkelemente 7 das
Licht des Leuchtmittels 3 in Richtung auf die Reflektorelemente 6 ablenken.
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In 4 und 5 ist erkennbar, dass die Umlenkelemente 7 als
trichterförmige
Lichtleiterelemente ausgebildet sind, die an ihrer der Kennzeichenplatte 2 abgewandten
Rückseite
eine dem ihnen jeweils zugeordneten Leuchtmittel 3 zugewandte
Lichteintrittsfläche 8 und
eine den Reflektorelementen 6 zugewandte Lichtaustrittsfläche 9 aufweisen.
In 5 ist erkennbar,
dass die Lichteintrittsfläche 8 konkav ausgebildet
ist und dass benachbart zu der Lichteintrittsfläche 8 stegförmige Vorsprünge 10 an
das Umlenkelement 7 angeformt sind, über die das Umlenkelement 7 an
dem Reflektor befestigt ist. In 3 ist erkennbar,
dass die Beleuchtungseinrichtung 1 mehrere in einer etwa
parallel zur Längsachse
der Kennzeichenplatte 2 verlaufenden Reihe angeordnete Umlenkelemente 7 aufweist.
Die Umlenkelemente 7 sind voneinander beabstandet und durch
Verbindungsstücke
einstückig
miteinander verbunden.
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Die
Vorderseite der Umlenkelemente 7 ist jeweils als Totalreflexionsfläche ausgebildet,
an welcher das jeweils durch die Lichteintrittsfläche 8 in
das Umlenkelement 7 eingekoppelte Licht derart in Richtung
auf dessen Lichtaustrittsfläche 9 abgelenkt
wird, dass es an dieser aus dem Lichtleiterelement austritt. In 1, 4 und 5 ist
erkennbar, dass die Umlenkelemente 7 jeweils rotationssymmetrisch
zu einer Normalen auf die Erstreckungs ebene der Kennzeichenplatte 2 ausgebildet
ist, die durch die Abstrahlstelle des dem Umlenkelement 7 zugeordneten
Leuchtmittels 3 verläuft.
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Etwa
mittig zu der Lichteintrittsfläche 8 weisen
die Umlenkelemente 7 jeweils eine Durchtrittsöffnung 12 auf,
durch die ein Teil des von dem dem betreffenden Umlenkelemente 7 zugeordneten
Leuchtmittel 3 abgestrahlten Lichts unter Umgehung des Umlenkelements 7 auf
eine zwischen den Umlenkelementen 7 und der Kennzeichenplatte 2 angeordnete,
etwa parallel zu der Kennzeichenplatte 2 verlaufende Lichtscheibe 13 projiziert
wird. Jeder Durchtrittsöffnung 12 ist
jeweils eine in die Lichtscheibe 13 integrierte Optik 14 zugeordnet,
die derart ausgestaltet ist, dass sie das durch die Durchtrittsöffnung 12 hindurchgetretene
Lichtbündel
in ein Lichtbündel
mit etwa normal zur Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte 2 verlaufenden
Lichtstrahlen aufweitet. Die Optik 14 ist jeweils rotationssymmetrisch
zu einer normal zu der Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte 2 angeordneten,
durch die Abstrahlstelle des der Optik zugeordneten Leuchtmittels 3 verlaufenden Achse
ausgebildet. In 2 ist
erkennbar, dass das in die Optik 14 eingekoppelte Licht
des Leuchtmittels 3 an einer parabelförmigen Totalreflexionsfläche 22 etwa
in radiale Richtung umgelenkt wird, um es auf ring- oder bogenförmige Auskoppelelemente
zu leiten, die an der Rückseite
der Lichtscheibe 13 angeordnet sind. Mit Hilfe der Auskoppelelemente
wird das Licht zur Vorderseite der Lichtscheibe 13 abgelenkt,
an der es in Richtung auf die Kennzeichenplatte 2 aus der
Lichtscheibe 13 austritt. In 2 ist
noch erkennbar, dass ein Zentralstrahl gerade durch die Lichtplatte 13 hindurchtritt.
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Wie
in 1 besonders gut erkennbar
ist, überdeckt
die Lichtscheibe 13 auch die Reflektorelemente 6.
Im Abstrahlbereich der Reflektorelemente 6 hat die Lichtscheibe 13 Optikelemente 15,
welche die Lichtstrahlen des von den Reflektorelementen 6 abgestrahlten
Lichts beim Durchtritt durch die Lichtscheibe 13 etwa normal
zur Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte 2 ausrichten.
Die Optikelemente 15 weisen kreis- oder bogenförmige Konturen
auf.
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In 3 ist erkennbar, dass die
den einzelnen Leuchtmitteln 3 zugeordneten Reflektorelemente 6 jeweils
einen rechteckigen Ausschnitt einer Fresnellinse bilden, die rotationssymmetrisch
zu einer durch die Abstrahlstelle des Leuchtmittels 3 verlaufenden
Normalen auf die Erstreckungsebene der Kennzeichenplatte 2 angeordnet
ist. Deutlich sind die bogenförmigen
Konturen der Fresnellinsen des Reflektors erkennbar. Wie in 1 und 2 erkennbar ist, wird mit Hilfe der Fresnellinsen
das von den Leuchtmitteln 3 abgestrahlte Lichtbündel aufgeweitet,
um die Lichtscheibe 13 gleichmäßig auszuleuchten.
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Zum
Zurückreflektieren
von Fremdlicht ist zwischen der Lichtscheibe 13 und der
Kennzeichenplatte 2 eine transparente, retroreflektierende
Schicht 16 angeordnet, die an ihrer der Kennzeichenplatte 2 abgewandten
Rückseite
Tripelprismen aufweist. In 1 ist
erkennbar, dass ein von außen
durch die Kennzeichenplatte 2 hindurch auf die Schicht 16 auftreffender
Fremdlichtstrahl 17 an der Schicht 16 etwa in
eine Richtung zurückreflektiert
wird, aus der er auf die Schicht 16 auftrifft.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 7 sind die Umlenkelemente 7 als
verspiegelte Reflektoren ausgebildet. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach 4 und 5 weisen die Umlenkelemente 7 eine
etwa trichterförmige
Gestalt auf, wobei mittig an den Umlenkelemente 7 jeweils
eine Durchtrittsöffnung 12 vorgesehen
ist, die dem jeweils dem Umlenkelement 7 zugeordneten Leuchtmittel 3 gegenüberliegt.
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In 7 ist noch erkennbar, dass
die Aufnahme für
die Kennzeichenplatte 2 an einer rahmenförmigen Halterung 18 angeordnet
ist, die in Gebrauchstellung den Rand der Kennzeichenplatte 2 gabelförmig übergreift.
Die Halterung 18 weist Befestigungsstellen zum Verbinden
mit der Karosserie des Fahrzeugs auf.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 8 und 9 weist die Lichtführungseinrichtung
eine Lichtleiterplatte 19 auf, die hinter der Kennzeichenplatte 2 angeordnet
ist und etwa parallel zu dieser verläuft. An einem stirnseitigen
Randbereich hat die Lichtleiterplatte 19 eine etwa halbzylinderförmige Aussparung,
an der eine Lichtkoppelfläche 20 angeordnet ist.
Durch die zylindrische Formgebung der Lichtkoppelfläche 20 wird
der von dem Leuchtmittel 3 abgestrahlte Lichtkegel beim
Eintritt in die Lichtleiterplatte 19 aufgeweitet.
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Wie
in 9 besonders gut erkennbar
ist, weist die Lichtleiterplatte 19 an ihrer der Kennzeichenplatte 2 abgewandten
Rückseite
bedruckte Bereiche auf, welche die Reflektorelemente 6 bilden.
An den Reflektorelementen 6 wird das in der Lichtleiterplatte 19 geführte Licht
derart diffus in Richtung auf die gegenüberliegende Vorderseite der
Lichtleiterplatte 19 reflektiert, dass es an dieser in
Richtung auf die Kennzeichenplatte 2 aus der Lichtleiterplatte 19 austritt.
Die Dichte der Reflektorelemente 6 nimmt mit zunehmendem
Abstand von den Leuchtmitteln 3 derart zu, dass sich an
der Vorderseite der Lichtleiterplatte 19 ein etwa homogene
Lichtabstrahlung ergibt. Die Lichtleiterplatte 19 ist in
einer Innenhöhlung
eines Leuchtengehäuses 21 angeordnet,
die durch die Kennzeichenplatte 2 abgedeckt ist. Diese
ist über
ein Dichtelement feuchtigkeits- und Staubdicht mit dem Leuchtengehäuse 21 verbunden.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach 1 ist an der Rückseite
der Kennzeichenplatte 2 eine retroreflektierende Schicht angeordnet,
welche sich durchgängig über die
Kennzeichenelemente 5 erstreckt.