DE19831004A1

DE19831004A1 - LED-Leuchte für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19831004A1
Application number: DE19831004A
Authority: DE
Inventors: Michael Mueller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Licht emittierenden Diode (LED) als Lichtquelle (2) in einem Gehäuse (1), das eine Rückwand (4) und eine Lichtscheibe (3) umfaßt. DOLLAR A Damit die gattungsgemäße Leuchte im ausgeschalteten Zustand für den Betrachter homogener erscheint bei gleichzeiger Beibehaltung einer hohen Leuchtkraft im eingeschalteten Zustand und kostengünstig herzustellen ist, wird vorgeschlagen, bei der Lichtscheibe (3) mindestens einen Bereich (7), der ein vorgegebenes Streuvermögen aufweist, und mindestens einen Bereich (5), der durchsichtig ist, vorzusehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Licht emittierenden Diode (LED) als Lichtquelle in einem Gehäuse, das eine Rückwand und eine Lichtscheibe umfaßt, die im wesentlichen gegenüber der Rückwand angeordnet ist.

Herkömmliche Leuchten und insbesondere Rückleuchten umfassen ein Gehäuse, in dem mindestens eine Lichtquelle hinter einer lichtdurchlässigen Lichtscheibe angeordnet ist, die das Gehäuse zu einer Seite abdeckt. Die der Lichtscheibe gegenüberliegende Wand des Gehäuses ist i. a. als Reflektor ausgebildet, um von der Lichtquelle nach hinten abgestrahltes Licht nach vorne durch die Lichtscheibe zu werfen und so die Lichtintensität der Lichtquelle besser auszunützen. Als Lichtquelle kann dabei insbesondere aus Gründen der Lebensdauer und der Energieeinsparung eine Licht emittierende Diode (LED) verwendet werden.

Bei den LEDs, die heute auf dem Markt verfügbar sind, ist der Körper jedoch intensiv eingefärbt. D.h. auch im ausgeschalteten Zustand, wenn die Diode kein Licht emittiert, wirkt die LED für den Betrachter farbig, was besonders dann auffällt, wenn die Diode vor einem andersfarbigen Hintergrund angeordnet ist.

Im Stand der Technik kennt man aus DE 33 05 218 eine Mehrkammerleuchte für Kraftfahrzeuge mit einer Lichtscheibe, in die auf eine vorgegebene Art und Weise Tripelzeilen oder Tripelspalten von Streuelementen integriert sind, und eine davor liegende durchsichtige Scheibe Flächen aufweist, die die Tripelzeilen und -spalten vor parallelem Licht aus der Lichtquelle abschirmen. Die Flächen, die das parallele Licht abschirmen, sind schräg verlaufende Flächen, d. h. Prismenflächen.

Des gleichen ist im Stand der Technik aus EP 0 017 356 ein in die Lichtscheibe einer Fahrzeugleuchte integriertes Linsenelement bekannt, mit dem die Funktion der Leuchte auch bei einer Reflektorgröße gewährleistet werden soll, die aus Kostengründen und Gründen des Aussehens relativ klein ist.

Der Nachteil bei diesem Stand der Technik ist jedoch, daß nicht-ebene Flächen wie Prismen und Linsen bei der Fertigung der Lichtscheibe jedoch einen wesentlich höheren Aufwand bedeuten.

Es ist auch möglich, den Farbeindruck der LED in ausgeschaltetem Zustand zu vermeiden, indem man eine farblose LED als Lichtquelle verwendet. Eine solche Lichtquelle ist jedoch teurer als herkömmliche LEDs.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Leuchte so weiterzubilden, daß sie im ausgeschalteten Zustand für den Betrachter homogener erscheint bei gleichzeitiger Beibehaltung einer hohen Leuchtkraft im eingeschalteten Zustand und kostengünstig herzustellen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Leuchte mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.

Die Lösung der Aufgabe beruht im wesentlichen darauf, daß die Lichtscheibe der Leuchte in zwei Bereiche unterteilt wird. Ein Bereich der Lichtscheibe ist dabei eingetrübt, so daß er als Streuscheibe wirkt und nur durchscheinend ist, während ein anderer Bereich der Lichtscheibe durchsichtig ist. Dadurch wird erreicht, daß Licht von außen, das von der ausgeschalteten LED senkrecht durch die Lichtscheibe zurückgeworfen wird, gestreut wird und bei Betrachtung der Leuchte unter einem nahezu senkrechtem Blickwinkel nicht mehr so intensiv wirkt, das Rot der LED wird blasser. Bei eingeschalteter LED wird das abgestrahlte Licht dagegen direkt auf den durchscheinenden Bereich der Lichtscheibe geworfen und tritt durch diesen ohne oder mit Richtungsänderung hindurch. Bei einer Richtungsänderung um über 90° wird das Licht von dem inneren Bereich der Lichtscheibe auf den Reflektor hinter der LED zurückgeworfen, von wo es dann durch den durchsichtigen Bereich der Lichtscheibe aus der Leuchte tritt. Dadurch wird eine gleichmäßigere Verteilung des von der eingeschalteten LED abgestrahlten Lichtes über die gesamte sichtbare Fläche der Leuchte erreicht.

Die erfindungsgemäße Leuchte für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer Licht emittierenden Diode (LED) als Lichtquelle in einem Gehäuse, das eine Rückwand und eine Lichtscheibe umfaßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtscheibe mindestens einen Bereich, der ein vorgegebenes Streuvermögen hat, und mindestens einen Bereich, der durchsichtig ist, umfaßt.

Dabei ist das Streuvermögen des inneren Bereiches definiert durch das Verhältnis der Leuchtdichten unter bestimmten Winkeln hinter dem durchscheinenden Bereich, d. h. das von einer Seite kommende Licht wird in dem durchscheinenden Bereich gestreut und tritt durch den Bereich unter Änderung seiner Richtung hindurch. Unter "durchsichtig" wird verstanden, daß das auf der einen Seite des durchsichtigen Bereiches einfallende Licht nahezu vollständig und im wesentlichen ohne Richtungsänderung auf der anderen Seite wieder austritt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der innere Bereich und der äußere Bereich auf der Lichtscheibe konzentrisch angeordnet. Dies ist eine Anordnung, die insbesondere für Leuchten geeignet ist, die eine LED in der Mitte eines Reflektors umfassen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der innere Bereich eine Trübschicht auf der Lichtscheibe. Damit wird eine besonders einfache Herstellung erreicht, da die Trübschicht eine kostengünstig herstellbare Folie sein kann, die auf die homogene Lichtscheibe aufgeklebt wird.

Die erfindungsgemäße Leuchte hat den Vorteil, daß sie einfach und kostengünstig herzustellen ist und keinen zusätzlichen Aufwand bei der Montage erfordert, da die Oberfläche der Lichtscheibe keine zusätzlichen Strukturierungen aufweisen muß, die als Linse oder Abschattung wirken. Ferner ist durch die Streuwirkung des inneren Bereichs der Lichtscheibe die Leuchte auch unter kleineren Winkeln als 90° gut zu erkennen, was insbesondere bei LEDs als Lichtquelle wegen ihrer vergleichsweise hohen Strahlungsbündelung i.a. schwierig zu erreichen ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen, wobei bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Leuchte mit Lichtquelle als eine Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtscheibe in Draufsicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Leuchte umfaßt ein Gehäuse 1, in dem eine LED 2 als Lichtquelle eingebaut ist. Die Leuchte ist ihrerseits in eine Karosserie 8 eines Fahrzeugs eingebaut. Das Gehäuse 1 der Leuchte läßt sich im wesentlichen in zwei Teile unterteilen: es wird durch eine Lichtscheibe 3 vorne abgedeckt, durch die das Licht der LED 2 austritt, und es umfaßt eine Rückwand 4, die der Lichtscheibe 3 im wesentlichen symmetrisch gegenüberliegt. Die Lichtscheibe 3 kann jedoch auch eine asymmetrische Position gegenüber der Rückwand 4 haben, insbesondere, wenn die Leuchte an eine schrägen Außenfläche des Fahrzeugs angebracht werden soll, wie dies etwa bei Blinkleuchten vorne links, hinten rechts etc. im Fahrzeug der Fall ist. Die LED 2 ist vorzugsweise auf einem Sockel 5 in dem Gehäuse 1 angeordnet. Der Sockel 8 für die LED 2 ist in die Rückwand 4 integriert. Die Rückwand 4 und der Sockel 8 können insbesondere einstückig hergestellt sein.

Erfindungsgemäß ist die Lichtscheibe 3 in mehrere Bereiche 6 und 7 unterteilt, von denen ein Teil durchsichtig ist, während der andere Teil nur durchscheinend ist, d. h. über ein vorgegebenes Streuvermögen verfügt. Der mindestens eine Bereich 7, der ein vorgegebenes Streuvermögen aufweist, und der mindestens eine Bereich 5, der durchsichtig ist, können beliebig auf der Lichtscheibe 3 angeordnet sein. Vorzugsweise sind aber ein durchscheinender Bereich 7 und ein durchsichtiger Bereich 6 konzentrisch angeordnet, so daß der durchscheinende Bereich 7 einen inneren Bereich bildet, der direkt gegenüber der LED 2 angeordnet ist. Fällt Licht von außen auf die Leuchte, so wird es in dem durchscheinenden Bereich 7 zunächst abgelenkt und trifft nicht direkt auf die LED, sondern unter einem gegenüber der ursprünglichen Strahlrichtung geänderten Winkel. Für einen Betrachter wirkt damit die Farbe der LED 2 nicht mehr so intensiv: die Farbe der LED 2 wird "blasser". Das Licht, das dagegen von außen auf den oder einen der durchsichtigen Bereiche 6 der Leuchte fällt, trifft ohne wesentliche Richtungsänderung auf die LED 2 oder eine dahinter liegende Fläche der Rückwand 4, von wo es zurückgeworfen wird und von einem Beobachter wahrgenommen wird. Der Farbeindruck der LED 2 oder der Fläche der Rückwand 4 bleibt unverändert. Da von außen einfallendes Licht nur direkt auf die LED 2 fallen kann, wenn es schräg auf die Leuchte trifft (direkt vor der LED 2 befindet sich der durchscheinende Bereich) und durch den durchsichtigen Bereich 6 eintritt, verringert sich der Anteil des direkt auf die LED treffenden Lichtes zusätzlich dadurch, daß es zu einer geometrischen Verkleinerung der Fläche des durchsichtigen Bereichs 6 unter dem schrägen Blickwinkel kommt.

Das von der LED 2 abgestrahlte Licht trifft in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zu einem großen Teil auf den durchscheinenden Bereich 7. Das Licht wird zu einem ersten Anteil um weniger als 90° gegenüber der Hauptstrahlachse der LED 2 abgelenkt und tritt durch den durchscheinenden Bereich 7 hindurch. Ein weiterer Anteil des von der LED 2 kommenden Lichtes wird um einen Winkel von mehr als 90° abgelenkt und trifft auf die Rückwand 4 der Leuchte, von wo es dann z. B. direkt durch den durchsichtigen Bereich 6 der Lichtscheibe aus der Leuchte austritt. Somit verteilt sich das ursprünglich stark gebündelte Licht der LED 2 über im wesentlichen die gesamte sichtbare Fläche der Leuchte, und die Strahlenergie wird vollständig ausgenutzt.

Das Verhältnis des Anteils des um mehr als 90° abgelenkten Lichtes zu dem Anteil des um weniger als 90° abgelenkten Lichtes hängt von dem Streuvermögen des durchscheinenden Bereichs ab.

Die Form der Rückwand 4 der Leuchte kann beliebig gewählt werden. Vorzugsweise ist wie in Fig. 1 gezeigt die Rückwand 4 des Gehäuses 1 so geformt, daß sich die LED 2 in dem Fokus eines Hohlspiegels befindet. Ein solcher Hohlspiegel ist für eine LED eigentlich nicht erforderlich, da sie das Licht bereits stark gebündelt nach vorne abstrahlt. Erfindungsgemäß wirken aber Rückwand und durchscheinender Bereich der Leuchte wie oben erläutert zusammen, so daß mit einem Hohlspiegel als Rückwand eine erwünschte "parallele" Abstrahlung nach vorne erreicht werden kann. Andere Formen der Rückwand 4 ergeben eine weitere Auffächerung des Strahls. Insbesondere kann mittels Wahl der Form des Hohlspiegels dem Licht eine gewünschte Hauptabstrahlrichtung und Bündelung erteilt werden. Zur Verstärkung eines solchen Effekts können in der Lichtscheibe 3 außerdem noch (nicht dargestellte) optische Elemente integriert werden bzw. können (nicht dargestellte) optische Elemente vor der Lichtscheibe angeordnet werden, insbesondere eine Sammellinse, um den Helligkeitsabfall am Rand des durchscheinenden Bereichs zu verringern.

Der durchscheinende Bereich 7 kann insbesondere mehrere Teilbereiche umfassen, die jeweils ein unterschiedliches vorgegebenes Streuvermögen aufweisen. So können die Teilbereiche konzentrisch angeordnet sein und das Streuvermögen von einem äußeren Teilbereich zu einem benachbarten inneren Teilbereich zunehmen. Das Streuvermögen kann dabei stufenförmig oder kontinuierlich zunehmen.

Zur Vereinfachung der Herstellung und zur Verringerung der Kosten wird vorzugsweise der durchscheinende Bereich 7 als eine Trübschicht auf der Lichtscheibe 3 ausgebildet. D.h. der durchscheinende Bereich wird als eine dünne Folie mit einem hohen Streuvermögen auf die ansonsten durchsichtige Lichtscheibe 3 aufgebracht, insbesondere aufgeklebt.

Die Erfindung wurde mit zwei konzentrisch angeordneten Bereichen auf der Lichtscheibe beschrieben. Es ist dem Fachmann jedoch ohne weiteres klar, daß der streuende innere Bereich sich vor der Lichtquelle befinden sollte, nicht aber unbedingt konzentrisch in bezug auf die LED angeordnet sein muß, er kann vielmehr gegenüber der Mitte der LED auch etwas versetzt angeordnet sein, wenn er so die LED von der sichtbaren Seite besser abdeckt. Des weiteren ist es selbstverständlich möglich, nicht nur einen streuenden Bereich vorzusehen, sondern mehrere (gegebenenfalls konzentrisch angeordnete) Bereiche, die in ihrer Streuwirkung abgestuft sein können oder kontinuierlich ineinander übergehen können.

Ebenso ist die Erfindung nicht auf Lichtscheiben mit planparallelen Flächen beschränkt, sondern kann ebensogut Anwendung finden auf gewölbte Lichtscheiben, etwa bei Einbauleuchten an gebogenen Außenflächen der Karosserie.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

LED

3

Lichtscheibe

4

Rückwand, Reflektor

5

Sockel für LED

6

durchsichtiger Bereich der Lichtscheibe

7

durchscheinender Bereich der Lichtscheibe

8

Fahrzeugkarosserie

Claims

1. Leuchte für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer Licht emittierenden Diode (LED) als Lichtquelle (2) in einem Gehäuse (1), das eine Rückwand (4) und eine Lichtscheibe (3) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtscheibe (3) mindestens einen Bereich (7), der ein vorgegebenes Streuvermögen aufweist, und mindestens einen Bereich (5), der durchsichtig ist, umfaßt.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durchscheinender Bereich (7) und ein durchsichtiger Bereich (6) konzentrisch angeordnet ist, so daß der durchscheinende Bereich (7) einen inneren Bereich bildet.

3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durchscheinende Bereich (7) mehrere Teilbereiche umfaßt, die jeweils ein unterschiedliches vorgegebenes Streuvermögen aufweisen.

4. Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereich konzentrisch angeordnet sind und das Streuvermögen von einem äußeren Teilbereich zu einem benachbarten inneren Teilbereich zunimmt.

5. Leuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Streuvermögen von einem auf einen anderen Teilbereich kontinuierlich zunimmt.

6. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durchscheinende Bereich (7) mindestens eine Trübschicht auf der Lichtscheibe umfaßt.