DE10359182A1

DE10359182A1 - Leuchte für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10359182A1
Application number: DE10359182A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Albert Püttmann; Klaus Henneböhle
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-21

Abstract

Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Heckleuchte, mit mindestens einem lang gestreckten Lichtleitelement, das an einem ersten Ende eine erste Stirnfläche und an einem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende eine zweite Stirnfläche aufweist, wobei mindestens eine der Stirnflächen als Lichteinkoppelfläche ausgebildet ist, das entlang eines ersten Mantelflächenabschnitts des Lichtleitelementes eine Reflexionsoptik angeordnet ist, die das über die Lichteinkoppelfläche eingekoppelte Licht quer zu einer Längsachse des Lichtleitelementes zu einer dem ersten Mantelflächenabschnitt gegenüberliegenden Lichtaustrittsfläche reflektiert, das an einer Vorderseite einer Lichtscheibe angeordnet ist, durch die das Licht in Abstrahlrichtung aus der Leuchte austritt, wobei dem Lichtleitelement ein Reflektor zugeordnet ist, der das durch die Lichtaustrittsfläche abgestrahlte Licht in Richtung der Lichtscheibe reflektiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Heckleuchte, mit mindestens einem langgestrecktem Lichtleitelement, das an einem ersten Ende eine erste Stirnfläche und an einem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende eine zweite Stirnfläche aufweist, wobei mindestens eine der Stirnflächen als Lichteinkoppelfläche ausgebildet ist, das entlang eines ersten Mantelflächenabschnitts des Lichtleitelementes eine Reflexionsoptik angeordnet ist, die das über die Lichteinkoppelfläche eingekoppelte Licht quer zu einer Längsachse des Lichtleitelementes zu einer dem ersten Mantelflächenabschnitt gegenüberliegenden Lichtaustrittsfläche reflektiert, das an einer Vorderseite einer Lichtscheibe angeordnet ist, durch die das Licht in Abstrahlrichtung aus der Leuchte austritt.

Aus der DE 199 19 296 A1 ist eine Leuchte für Fahrzeuge mit einem langgestreckten Lichtleitelement und an Stirnfläche desselben angeordneten Leuchtdioden bekannt. Die Stirnflächen des Lichtleitelementes bilden jeweils eine Lichteinkoppelfläche, durch die das von den Leuchtdioden emittierte Licht eingekoppelt und durch Totalreflexion und insbesondere durch eine sich in Längsrichtung erstreckenden Reflexionsoptik an einer Mantelfläche des Lichtleitelementes in Querrichtung zu dem Lichtleitelement ausgekoppelt wird. Die Lichtauskoppelung bzw. der Lichtaustritt erfolgt auf einer zu der Reflexionsoptik gegenüberliegenden Lichtauskoppelfläche des Lichtleitelements in Richtung der Lichtscheibe, die in Abstrahlrichtung an einer Vorderseite der Leuchte angeordnet ist. Da die Lichtleitelemente langgestreckt bzw. stabförmig ausgebildet sind, ist es zur Erzeugung einer Leuchtfläche erforderlich, mehrere Lichtleitelemente nebeneinander anzuordnen. Nachteilig hieran ist, dass hierdurch der Aufwand hinsichtlich der Anzahl von Lichtquellen steigt. Weiterhin sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um einen homogenen optischen Eindruck von der leuchtenden Fläche (Lichtscheibe) zu gewinnen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Leuchte für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass eine flächenhafte und homogene Leuchtfläche mit geringem Kostenaufwand geschaffen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass dem Lichtleitelement ein Reflektor zugeordnet ist, der das durch die Lichtaustrittsfläche abgestrahlte Licht in Richtung der Lichtscheibe reflektiert.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Vorsehen eines Reflektors die von dem Lichtleitelement ausgekoppelten Lichtstrahlen derart in Richtung der Lichtscheibe verteilt werden können, dass zum einen ein flächiger und zum anderen ein homogener optischer Lichteindruck im Betriebszustand der Leuchte erzeugt werden kann. Vorteilhaft kann in Abhängigkeit von der Lichtstärke der Lichtquelle eine Maximierung der Leuchtflächengröße erzielt werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Reflektor im Bereich einer Rückseite der Leuchte angeordnet, wobei das Lichtleitelement in Abstrahlrichtung zwischen dem Reflektor und der Lichtscheibe angeordnet ist. Die Fläche des Reflektors ist im Wesentlichen gleich oder größer als die Fläche der Lichtscheibe, so dass insbesondere bei Anordnung des Lichtleitelementes entlang einer Brennlinie des Reflektors durch die Parallelisierung des Lichtes eine homogene und gleichmäßige Durchleuchtung der Lichtscheibe erzielt werden kann. Vorzugsweise ist der Reflektor als parabelförmiger Reflektor ausgebildet, wobei sich das Lichtleitelement entlang einer Brennlinie erstreckt. Vorteilhaft kann hierdurch die Leuchte relativ flach mit einer geringen Bauraumtiefe realisiert werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung können insbesondere die Flächen des Reflektors derart ausgebildet sein, dass eine Lichtaufspreizung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung erfolgt. Bei einer horizontalen Erstreckung des Lichtleitelementes ist es daher möglich, über die Stirnflächen des Lichtleitelementes hinausgehende Flächenbereiche der Lichtscheibe zu beleuchten und somit eine verbesserte Wahrnehmung bzw. Sichtbarkeit in Seitenbereichen des Fahrzeuges zu gewährleisten. Insbesondere kann hierdurch auch das Styling des Fahrzeuges verbessert werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Lichtleitelement verdeckt ausgebildet, so dass kein direktes Licht von dem Lichtleitelement zu der Lichtscheibe abgebbar ist. Hierdurch wird zum einen die Homogenisierung des Lichtaustretens bzw. der Leuchtfläche gefördert und zum anderen aus stilistischen Gründen das Erkennen des Lichtleitelementes von außen verhindert.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Perspektivansicht einer Leuchte nach einer ersten Ausführungsform,
2 einen Querschnitt durch die Leuchte gemäß 1,
3 eine Vorderansicht der Leuchte gemäß 1,
4 eine schematische Perspektivansicht einer Leuchte nach einem zweiten Ausführungsform,
5 einen Querschnitt durch die Leuchte gemäß 4 und
6 eine Vorderansicht der Leuchte gemäß 4.
Eine erfindungsgemäße Leuchte wird insbesondere als Heckleuchte oder als Blinkleuchte, Positionslicht im vorderen Bereich des Fahrzeugs eingesetzt.
Eine Leuchte 1 nach einer ersten Ausführungsform gemäß den 1, 2 und 3 besteht im Wesentlichen aus einem Lichtleitelement 2, zwei an Stirnflächen 3 des Lichtleitelementes 2 angeordneten Lichtquellen 4, einem Reflektor 5 und einer Lichtscheibe 6.
Der topfförmige Reflektor 5 ist an einer Vorderseite 7 der Leuchte 1 vollständig durch die Lichtscheibe 6 abgedeckt. An einer Rückseite 8 der Leuchte 1 bzw. des Reflektors 5 erstrecken sich die optisch wirksamen Reflektorflächen 9 desselben.
Das Lichtleitelement 2 ist stabförmig ausgebildet und in einem in vertikaler Richtung unteren Bereich zwischen den Reflektorflächen 9 und der Lichtscheibe 6 angeordnet. Das Lichtleitelement 2 wird zur Lichtscheibe 6 hin mittels einer Rückstrahleinrichtung 10 mit einer Mehrzahl von eingefärbten Rückstrahlelementen 11 abgedeckt. An den gegenüberliegenden Stirnflächen 3 sind jeweils als Lichtquelle 4 eine Leuchtdiode angeordnet, dessen Hauptabstrahlrichtung koaxial zur Längsachse des Lichtleitelementes 2 orientiert ist. Das von den Leuchtdioden (LED) 4 emittierte Licht wird durch die Stirnflächen 3, die als Lichteinkoppelfläche dienen, in das Lichtleitelement 2 eingekoppelt. Nachfolgend werden die Lichtstrahlen an den Mantelflächen des Lichtleitelementes 2 total reflektiert, wobei ein der Lichtscheibe 6 bzw. der Rückstrahleinrichtung 10 zugewandter erster Mantelflächenabschnitt 12 mit einer Reflexionsoptik 13 versehen ist, mittels derer Licht 15 quer zu der Längsachse des Lichtleitelementes 2 in Richtung eines gegenüberliegenden zweiten Mantelflächenabschnitts 14, der als Lichtaustrittsfläche dient, reflektiert wird. Die Reflexionsoptik 13 kann eine Mehrzahl von Reflexionsflächen, insbesondere Prismenflächen, aufweisen.
Wie besonders gut aus 2 zu ersehen ist, wird das Licht 15 in vertikaler Richtung entlang eines spitzen Lichtauskoppelwinkelbereichs 16 in Richtung der Reflektorflächen 9 emittiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der Lichtauskoppelwinkelbereich 16 bei etwa 80°. Das Lichtleitelement 2 erstreckt sich entlang einer Brennlinie der parabelförmig angeordneten Reflektorflächen 9. Das Lichtleitelement 2 ist unterhalb einer horizontalen Ebene 17 angeordnet, die zugleich die untere horizontale Grenzfläche der optisch wirksamen Reflektorflächen 9 des Reflektors 5 bildet. Ein unterer Grenzstrahl 15' trifft in Höhe der horizontalen Ebene 17 auf die Reflektorflächen 9. Die horizontale Ebene 17 schneidet einen unteren Rand 18 einer Lichtabstrahlfläche 19 der Lichtscheibe 6. Alternativ kann der untere Rand des Reflektors 5 sowie der untere Rand 18 der Lichtabstrahlfläche 19 einen nicht gerade Verlauf in Abhängigkeit von den Styling-Erfordernissen der Leuchte aufweisen.
Ein oberer Grenzstrahl 15'' wird durch einen oberen Rand 21 des Reflektors 5 erfasst und in Richtung der Lichtabstrahlfläche 19 der Lichtscheibe 6 reflektiert. Der obere Rand 21 liegt auf einer oberen horizontalen Ebene 22, auf der ebenfalls ein oberer Rand 23 der Lichtabstrahlfläche 19 liegt. Hieraus wird deutlich, dass die zwischen der unteren horizontalen Ebene 17 und der oberen horizontalen Ebene 22 wirksamen Reflektorflächen 9 sowie die Lichtabstrahlfläche 19 in vertikaler Projektion die gleiche Fläche aufspannen. Hierdurch wird eine besonders gute Homogenisierung der Lichtabstrahlflächen 19 bewirkt.
Dadurch, dass das Lichtleitelement 2 in einer Brennlinie des Reflektors 5 angeordnet ist, werden die Lichtstrahlen 15 im Wesentlichen parallel in Richtung der Lichtscheibe 6 reflektiert. Die Lichtscheibe 6 kann optikfrei oder mit Streuelementen versehen sein.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform können die Reflektorflächen 9 derart ausgebildet sein, dass eine Lichtaufspreizung in horizontaler Richtung erfolgen kann. Dies bewirkt, dass ein in Längsrichtung des Lichtleitelementes 2 bzw. in horizontaler Richtung über einen seitlichen Rand 24 des Reflektors 5 bzw. der Stirnflächen 3 des Lichtleitelementes 2 hinausgehender Abschnitt der Lichtabstrahlflächen 19 vorgesehen sein kann. Hierdurch kann insbesondere die Sichtbarkeit der Leuchte in seitlicher Richtung bzw. das Styling der Leuchte verbessert werden.
Der Reflektor 5 reflektiert das von dem Lichtleitelement 2 ausgekoppelte Licht 15 im Wesentlichen entlang einer Abstrahlrichtung 25, die senkrecht zur Längserstreckung des Lichtleitelementes 2 orientiert ist.
Alternativ kann das Lichtleitelement 2, der Reflektor 5 und die Lichtscheibe 6 auch äquidistant den erforderlichen Karosserieverhältnissen angepasst angeordnet sein. Dabei geben die Ränder der Karosserieöffnung, in der die Leuchte 1 positioniert wird, die Form des Lichtleitelementes 2 bzw. des Reflektors 5 bzw. der Lichtscheibe 6 vor. Die Lichtaufspreizung kann daher auch eine vertikale Komponente aufweisen.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine Leuchte 30 vorgesehen, die eine obere Leuchteinheit 31 und eine untere Leuchteinheit 32 aufweist. Die Leuchteinheiten 31, 32 sind unabhängig voneinander betreibbar und können unterschiedliche Lichtfunktionen, wie beispielsweise Schlusslicht, Blinklicht, Bremslicht etc. aufweisen.
Der Aufbau der unteren Leuchteinheit 32 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der Leuchte 1 nach der ersten Ausführungsform. Eine Abdeckung des Lichtleitelementes 2 erfolgt in gleicher Weise mittels einer Rückstrahleinrichtung 10 oder einer Blende. Die in der Leuchte 30 verwendeten Bauteile, die zugleich auch in der Leuchte 1 nach der ersten Ausführungsform verwendet werden, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu der Leuchte 1 nach der ersten Ausführungsform sind ein Reflektor 33 und eine Lichtscheibe 34 stufenförmig ausgebildet. Die obere Leuchteinheit 31 ist in horizontaler Richtung versetzt nach hinten im Vergleich zu der unteren Leuchteinheit 32 angeordnet.
Ein der unteren Leuchteinheit 32 zugeordneter unterer Reflektorabschnitt 35 korrespondiert zu einer unteren Lichtabstrahlfläche 36 der Lichtscheibe 34. Ein oberer Rand 37 des unteren Reflektorabschnitts 35 korrespondiert zu einem unteren Rand 38 eines oberen Reflektorabschnitts 39 bzw. einem unteren Rand 40 einer oberen Lichtabstrahlfläche 41, wobei der obere Reflektorabschnitt 39 und die obere Lichtabstrahlfläche 41 der oberen Leuchteinheit 31 zugeordnet sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass die obere und untere Lichtabstrahlfläche 41, 36 unmittelbar aneinander liegen. Bei Zuordnung der oberen und unteren Leuchteinheit 31, 32 zu einer gemeinsamen Lichtfunktion ergibt sich somit eine einheitliche und großflächige Lichtabstrahlfläche, die durch die untere Lichtabstrahlfläche 36 und die obere Lichtabstrahlfläche 41 gebildet wird.
In Übereinstimmung mit der Leuchte 1 des ersten Ausführungsbeispiels sind die Lichtleitelemente 2 im Bereich einer Brennlinie der Reflektorabschnitte 39, 35 angeordnet. Die Lichterzeugung und Lichtführung in den Leuchteinheiten 31, 32 entspricht der Ausführungsform gemäß der Leuchte 1.
Vorteilhaft kann ein oberer Teilbereich des unteren Reflektorabschnitts 35 zur Verdeckung des in der oberen Leuchteinheit angeordneten Lichtleitelementes 2 dienen. Zum einen wird dadurch eine homogenisierte vergrößerte Lichtabstrahlfläche 36, 41 gebildet und zum anderen ein unerwünschtes Sichtbarwerden des Lichtleitelementes 2 im Nichtbetriebszustand der Leuchte 30 verhindert.
Die Leuchte 30 ermöglicht zum einen einen kompakten Aufbau einer Leuchte mit einer oder mehreren Lichtfunktionen, wobei im letzten Fall der oberen Leuchteinheit 31 eine andere Lichtfunktion zugeordnet ist als der unteren Leuchteinheit 32. Zum anderen ermöglicht die Leuchte 30 eine Vergrößerung der Lichtabstrahlfläche.
Es versteht sich, dass eine Vergrößerung der Lichtabstrahlflächen durch Kombination mehrerer Leuchteinheiten 31, 32 erzielt werden kann. Die Orientierung des Lichtleitelementes bzw. des Reflektors kann zu einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene geneigt ausgebildet sein.

Claims

Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Heckleuchte, mit mindestens einem langgestrecktem Lichtleitelement, das an einem ersten Ende eine erste Stirnfläche und an einem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende eine zweite Stirnfläche aufweist, wobei mindestens eine der Stirnflächen als Lichteinkoppelfläche ausgebildet ist, das entlang eines ersten Mantelflächenabschnitts des Lichtleitelementes eine Reflexionsoptik angeordnet ist, die das über die Lichteinkoppelfläche eingekoppelte Licht quer zu einer Längsachse des Lichtleitelementes zu einer dem ersten Mantelflächenabschnitt gegenüberliegenden Lichtaustrittsfläche reflektiert, das an einer Vorderseite einer Lichtscheibe angeordnet ist, durch die das Licht in Abstrahlrichtung aus der Leuchte austritt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lichtleitelement (2) ein Reflektor (5) zugeordnet ist, der das durch die Lichtaustrittsfläche (14) abgestrahlte Licht (15) in Richtung der Lichtscheibe (6) reflektiert.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) derart zu dem Lichtleitelement (2) angeordnet ist, dass das von dem Lichtleitelement (2) abgestrahlte Licht (15) durch die mit einer relativ großen Lichtabstrahlfläche (19) versehenen Lichtscheibe (6) austritt.
Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (5) an einer Rückseite (8) der Leuchte (1) angeordnet ist, derart, dass das von dem vorgelagerten Lichtleitelement (2) austretende Licht (15) an demselben vorbei in Richtung der Lichtscheibe (6) reflektiert, und dass die optisch wirksame Fläche (9) des Reflektors (5) im Wesentlichen gleich groß oder größer ist als die Lichtabstrahlfläche (19) der Lichtscheibe (6).
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ersten Mantelflächenabschnitt (12) des Lichtleitelementes (2) angeordnete Reflexionsoptik (13) und die Fläche (9) des Reflektors (5) derart zueinander abgestimmt sind, dass das Licht (15) im Wesentlichen gleich verteilt auf die Lichtabstrahlfläche (19) der Lichtscheibe (6) trifft.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ersten Mantelflächenabschnitt (12) des Lichtleitelementes (2) angeordnete Reflexionsoptik (13) und die Fläche (9) des Reflektors (5) derart zueinander abgestimmt sind, dass in horizontaler und/oder vertikaler Richtung eine Aufspreizung des Lichtes (15) erzeugt wird.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (14) des Lichtleitelementes (2) im Wesentlichen auf einer der Lichtscheibe (6) abgewandten Seite angeordnet ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsoptik (13) des Lichtleitelementes (2) derart ausgebildet ist, dass das Licht (15) durch die Lichtauskoppelfläche (14) quer zur Längsachse des Lichtleitelementes in Richtung des Reflektors (5) unter einem spitzen Lichtauskoppelwinkelbereich (16) austritt.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (2) im Bereich einer Brennlinie des Reflektors (5) angeordnet ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (9) des Reflektors (5) derart ausgebildet ist, dass das aus dem Lichtleitelement (2) austretende Licht (15) entsprechend einer vorge gebenen Lichtverteilung durch die Lichtabstrahlfläche (19) der Lichtscheibe (6) austritt.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (2) auf einer der Lichtscheibe (6) zugewandten Seite verdeckt angeordnet ist.
Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsoptik (13) des Lichtleitelementes (2) eine Prismenstruktur aufweist.