DE60305095T2

DE60305095T2 - Beleuchtung- und/oder Signalisierungvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE60305095T2
Application number: DE60305095T
Authority: DE
Inventors: Valeo Wischersysteme GmbH Matthias Purz
Original assignee: Valeo Beleuchtung Deutschland GmbH
Current assignee: Valeo Beleuchtung Deutschland GmbH
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2023-04-12
Also published as: DE10219738A1; EP1359369A3; EP1359369A2; ATE325982T1; DE60305095D1; ES2263928T3; EP1359369B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine als Kraftfahrzeugleuchte einsetzbare Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem Lichtleiter, der eine Lichteintrittsfläche für das von der Lichtquelle abgegebene Licht sowie eine Lichtaustrittsfläche umfasst.
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist aus der DE 41 29 094 A1 bekannt. Kraftfahrzeugleuchten dienen im Wesentlichen dazu, die Konturen des Fahrzeugs auch im Dunkeln sichtbar zu machen und anderen Verkehrsteilnehmern die Bewegungsabsichten des Fahrzeugführers anzuzeigen. Derartige Leuchten können beispielsweise Positions- und Parkleuchten, Schlussleuchten, Blinkleuchten oder Bremsleuchten sein. Aufgrund der zunehmenden Beschränkung des zur Verfügung stehenden Einbauraums in modernen Fahrzeugen, gibt es Bestrebungen, möglichst flache und somit platzsparende Leuchten zu entwickeln, die auch in Fahrzeugbereichen mit geringer Bautiefe einsetzbar sind.
Die DE 41 29 094 A1 beschreibt eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge mit mehreren als Lichtquelle dienenden Leuchtdioden, denen jeweils langgestreckte Lichtleiter zugeordnet sind. Das von den Leuchtdioden erzeugte Licht wird an die Stirnflächen der parallel nebeneinander hinter einer transparenten Abschlussscheibe angeordneten Lichtleiter abgegeben. An einer von einer Lichtaustrittsfläche abgewandten Seite sind die Lichtleiter mit Prismen versehen, die die auftreffenden Lichtstrahlen streuen, wodurch das Licht aus dem Lichtleiter in der gewünschten Abstrahlrichtung abgegeben werden kann. Die aus diesem Dokument bekannte Signalleuchte ist zwar flach und platzsparend ausgebildet, die Herstellung der an ihrer der Lichtaustrittsfläche abgewandten Seite mit Prismen versehenen Lichtleiter ist jedoch verhältnismäßig aufwändig und teuer.
Die US 2002/093829 A1 beschreibt eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge mit einer Leuchtdiode und mit einem Lichtleiter. Die lichtstreuenden Bereiche sind in dem Lichtleiter eingebettet.
Der vorliegenden Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, eine flach und platzsparend ausgebildete Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die einfacher und kostengünstiger herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung weist mindestens eine Lichtquelle und mindestens einen Lichtleiter auf, der eine Lichteintrittsfläche für das von der Lichtquelle abgegebene Licht und eine Lichtaustrittsfläche umfasst. Auf einer insbesondere der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden Fläche des Lichtleiters sind lichtstreuende Bereiche aufgedruckt. Von der Lichtquelle in den transparenten Lichtleiter eingespeistes Licht wird im Inneren des Lichtleiters total reflektiert und dadurch in bekannter Weise durch den Lichtleiter geleitet. Wenn die Lichtstrahlen auf ihrem Weg durch den Lichtleiter auf einen der lichtstreuenden Bereiche auftreffen, werden sie gestreut und an der Lichtaustrittsfläche aus dem Lichtleiter ausgekoppelt. Gegenüber der bekannten Beleuchtungsvorrichtung hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, dass der mit aufgedruckten lichtstreuenden Bereichen versehene Lichtleiter deutlich einfacher und damit kostengünstiger herstellbar ist als der im Stand der Technik eingesetzte, mit Prismen versehene Lichtleiter. Da die aufgedruckten lichtstreuenden Bereiche zudem sehr flach sein können, kann die Baugröße der Beleuchtungseinrichtung im Vergleich zur der mit Prismen versehenen Einrichtung beträchtlich verringert werden. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung kann als Seitenmarkierungsleuchte dienen (solche Seitenmarkierungsleuchten sind beispielsweise in den USA gesetzlich vorgeschrieben), sie kann aber auch nur aus Designgründen vorgesehen sein, beispielsweise um flache Bereiche einer Heckleuchte zu erleuchten, denen keine besondere Funktion zugewiesen ist.
Die lichtstreuenden Bereiche können in beliebiger Weise auf der Fläche des Lichtleiters verteilt sein und eine beliebige Form aufweisen. Beispielsweise können sie in Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Punktmusters auf der Lichtleiterfläche angeordnet sein oder als regelmäßige oder unregelmäßige Bereiche auf der Fläche des Lichtleiters verteilt sein. Durch eine entsprechende Verteilung der lichtstreuenden Bereiche kann das Verhältnis zwischen dem total reflektierten Lichtanteil und dem aus dem Lichtleiter ausgekoppelten Lichtanteil auf jedem Abschnitt des Lichtleiters nach Belieben festgelegt werden. Mit den bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung eingesetzten, aufgedruckten lichtstreuenden Bereichen kann die gewünschte Verteilung der Bereiche besonders einfach realisiert werden.
Die Anzahl, die Größe und die Verteilung der lichtstreuenden Bereiche auf der Fläche des Lichtleiters sind jedoch so zu wählen, dass die Abstrahlungsintensität auf der gesamten Lichtaustrittsfläche annähernd gleich ist. Dadurch kann auch bei einem großflächigen Lichtleiter auf einfache Art und Weise eine über die gesamte Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters gleichmäßige Lichtabstrahlung erhalten werden.
Wenn über die gesamte Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters eine gleichmäßige Lichtabstrahlung erzielt werden soll, muss bereits aus zur Lichtquelle benachbarten Abschnitten des Lichtleiters Licht ausgekoppelt werden. Dadurch nimmt jedoch die Gesamtmenge des durch den Lichtleiter geleiteten Lichts mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle ab, so dass eine über die gesamte Lichtaustrittsfläche gleichmäßige Lichtabstrahlung nur dann erhalten werden kann, wenn mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle der Anteil des gestreuten Lichts im Verhältnis zum Anteil des total reflektierten Lichts zunimmt. Aus diesem Grund muss dann der von den lichtstreuenden Bereichen bedeckte Anteil der Gesamtfläche des Lichtleiters im Vergleich zu dem nicht mit lichtstreuenden Bereichen versehenen Anteil der Gesamtfläche des Lichtleiters mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle zunehmen. Daher nehmen die Größe und/oder die Anzahl der lichtstreuenden Bereiche auf der Fläche des Lichtleiters vorzugsweise mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle zu.
Die lichtstreuenden Bereiche können aus einem druckfähigen, gefärbten Grundmaterial und in das Grundmaterial eingelagerten, lichtstreuenden Partikeln bestehen. Die Farbe des Grundmaterials beeinflusst in Kombination mit der Farbe der Lichtquelle die Farbe und die Effizienz des Gesamtsystems, so dass das Grundmaterial je nach gewünschter Farbe des Gesamtsystems auf die Farbe der gewählten Lichtquelle abgestimmt werden kann. In dem Grundmaterial, das beispielsweise eine Druckpaste sein kann, sind Partikel mit einer hohen Reflexionsfähigkeit willkürlich verteilt. Die lichtstreuenden Partikel können in einfacher Weise vor dem Aufdrucken der lichtstreuenden Bereiche in das Grundmaterial eingemischt werden. Durch Variationen der Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung der Einlagerungen können die gewünschten Streueigenschaften der lichtstreuenden Bereiche in weiten Bereichen variiert werden. Durch den Einsatz von Einlagerungen mit geeigneter Partikelgröße und geeigneter Partikelgrößenverteilung können somit lichtstreuende Bereiche mit einer starken Streuwirkung und einem sehr großen Streubereich mit einem Streuwin kel von bis zu 180° realisiert werden. Dadurch ergibt sich eine sehr homogene Lichtabstrahlung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
Die in das Grundmaterial eingelagerten, lichtstreuenden Partikel können beispielsweise Titanoxidpartikel sein. Es können jedoch auch andere geeignete Materialien mit ähnlichen Eigenschaften zum Einsatz kommen.
Vorzugsweise besteht die Lichtquelle aus einer oder mehreren Leuchtdioden. Je nach Größe des eingesetzten Lichtleiters und der gewünschten Leuchtleistung der Beleuchtungsvorrichtung können eine oder mehrere Leuchtdioden mit unterschiedlichen Farben und Abstrahlcharakteristiken eingesetzt werden. Die Leuchtdiode kann beispielsweise einen Grundkörper und eine linsenförmige Lichtaustrittsfläche umfassen. Um eine optimale Ausbeute des von der Leuchtdiode abgestrahlten Lichts zu erhalten, ist die Geometrie der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters vorzugsweise an die Geometrie der Lichtaustrittsfläche und den Abstrahlwinkel der Leuchtdiode angepasst.
Die Lichtquelle kann auch stabförmig ausgebildet sein. Durch eine derartige Anordnung kann ein über die gesamte Lichteintrittsfläche des Lichtleiters homogener Lichteintritt erreicht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist der Lichtleiter plattenförmig ausgebildet. Mehrere Leuchtdioden oder eine stabförmige Lichtquelle können dann entlang einer senkrecht zur Lichtaustrittsfläche angeordneten Stirnseite der Lichtleiterplatte angeordnet sein. Ein plattenförmiger Lichtleiter kann auf einfache Art und Weise mit den lichtstreuenden Bereichen bedruckt werden und ist daher besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
Vorzugsweise ist der Lichtleiter gekrümmt. Dadurch kann die Beleuchtungsvorrichtung in besonders günstiger Art und Weise an im Fahrzeug vorhandene Einbauräume angepasst werden.
Der Lichtleiter kann auch die Form einer Zwischenscheibe, einer optischen Scheibe oder der Abschlussscheibe der Leuchte oder des Scheinwerfers annehmen. Es kann auch vorgesehen sein, die Leuchte oder den Scheinwerfer mit zwei erfindungsgemäß gebildeten Lichtleitern zu versehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung für Kraftfahrzeuge, bei dem auf eine der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegende Fläche des Lichtleiters lichtstreuende Bereiche aufgedruckt werden.
Vorzugsweise erfolgt das Aufdrucken der lichtstreuenden Bereiche auf die Fläche des Lichtleiters mittels eines Siebdruckverfahrens oder mittels eines lithographischen Druckverfahrens.
Das Aufdrucken der lichtstreuenden Bereiche kann auch durch Heißprägen einer Folie auf die Fläche des Lichtleiters erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen erläutert, von denen
1 einen Querschnitt einer Fahrzeugheckleuchte mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung im montierten Zustand zeigt,
2 eine vergrößerte Ansicht der in 1 dargestellten, erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zeigt,
3 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zeigt, und
4 eine Detailvergrößerung eines Abschnitts der in 3 dargestellten, erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zeigt.
1 zeigt eine Fahrzeugheckleuchte 10, die eine konventionelle Schlussleuchte 12 mit einer Glühlampe 14 und einem Reflektor 16 sowie eine benachbart zu der Schlussleuchte 12 angeordnete Seitenmarkierungsleuchte 18 umfasst. Eine Abschlussscheibe 19 erstreckt sich sowohl über die Schlussleuchte 12 als auch über die Seitenmarkierungsleuchte 18.
Wie sehr gut in 2 und 3 zu sehen ist, umfasst die Seitenmarkierungsleuchte 18 einen flachen, gekrümmten, transparenten Lichtleiter 20. Entlang einer als Lichteintrittsfläche 22 dienenden Stirnfläche des Lichtleiters 20 ist eine Trägerplatte 24 angeordnet, die im montierten Zustand in einem Gehäuse 27 der Seitenmarkierungsleuchte 18 befestigt ist. An der Trägerplatte 24 sind acht Leuchtdi oden 26 befestigt. Die Leuchtdioden 26 weisen jeweils einen Grundkörper 28, eine linsenförmige Lichtaustrittsfläche 30 sowie elektrische Anschlusselemente 32 zur Verbindung der Leuchtdioden 26 mit einer in den Figuren nicht veranschaulichten Energiequelle auf. Da die Leuchtdioden 26 nur entlang einer Fläche 22 des Lichtleiters 20 angeordnet sind, ist eine der Lichteintrittsfläche 22 gegenüberliegende Fläche 34 des Lichtleiters 20 mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, um eine möglichst gleichmäßige Lichtabstrahlung und eine Effizienzsteigerung des Lichtleiters 20 zu erzielen. An der Trägerplatte 24 ist ferner eine Blende 35 befestigt, die eine Überstrahlung des von den Leuchtdioden 26 abgestrahlten Lichts verhindert, so dass im montierten Zustand der Fahrzeugheckleuchte 10 von außen nur die von dem Lichtleiter 20 erzeugte Ausleuchtung zu sehen ist.
Wie in der Detailvergrößerung in 4 gezeigt ist, ist auf einer einer Lichtaustrittsfläche 36 gegenüberliegenden Fläche 38 des Lichtleiters 20 ein Punktmuster aus lichtstreuenden Bereichen 40 aufgedruckt. Die lichtstreuenden Bereiche 40 enthalten ein druckfähiges, gefärbtes Grundmaterial dessen Farbe in Abhängigkeit der gewünschten Farbe und der gewünschten Abstrahlleistung der Leuchte 18 mit der Farbe und der Leistung der Leuchtdioden 26 abgestimmt ist. In das Grundmaterial sind mikroskopisch kleine Titanoxidpartikel eingelagert, die vor dem Aufdrucken der lichtstreuenden Bereiche 40 in das Grundmaterial gemischt werden.
Die lichtstreuenden Bereiche 40 sind mittels eines Siebdruckverfahrens auf die Fläche 38 des Lichtleiters 20 aufgedruckt. Bei alternativen Ausführungsformen der Leuchte 18 sind die lichtstreuenden Bereiche 40 mittels eines lithographischen Druckverfahrens oder durch Heißprägen einer Folie auf die Fläche 38 des Lichtleiters 20 aufgedruckt.
Das von den Leuchtdioden 26 über die Lichteintrittsfläche 22 an den Lichtleiter 20 übertragene Licht wird im Inneren des Lichtleiters 20 total reflektiert und dadurch in bekannter Weise durch den Lichtleiter 20 geleitet (2). Beim Auftreffen auf einen der lichtstreuenden Bereiche 40, werden die Lichtstrahlen gestreut und an der Lichtaustrittsfläche 36 des Lichtleiters 20 aus dem Lichtleiter 20 ausgekoppelt.
Die Größe und die Anzahl der lichtstreuenden Bereiche 40 auf der Fläche 38 des Lichtleiters 20 nimmt mit zunehmender Entfernung von den Leuchtdioden 26 zu. Dadurch vergrößert sich der mit den lichtstreuenden Bereichen 40 bedeckte Anteil der Fläche 38 des Lichtleiters und damit der Anteil des gestreuten Lichts im Verhältnis zum Anteil des total reflektierten Lichts. Somit wird trotz der mit zunehmender Entfernung von den Leuchtdioden 26 abnehmenden Gesamtmenge des durch den Lichtleiter 20 geleiteten Lichts, eine über die gesamte Lichtaustrittsfläche 36 des Lichtleiters 20 annähernd gleichbleibende Abstrahlungsintensität erzielt.
Es können auch ein oder mehrere Bereiche vorgesehen sein, die in diesem Fall nicht mehr lichtstreuend sind, aber auch reflektierende Bereiche entweder an demselben Lichtleiter oder einem anderen in die Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung eingefügten Lichtleiter.
Die Erfindung betrifft auch das mit der Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung in Art der vorstehend beschriebenen Leuchte ausgestattete Kraftfahrzeug.

Claims

Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung (18) für Kraftfahrzeuge, mit – mindestens einer Lichtquelle (26) und – mindestens einem Lichtleiter (20), der eine Lichteintrittsfläche (22) für das von der Lichtquelle (26) abgegebene Licht und eine Lichtaustrittsfläche (36) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer insbesondere der Lichtaustrittsfläche (36) gegenüberliegenden Fläche (38) des Lichtleiters (20) lichtstreuende Bereiche (40) aufgedruckt sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl, die Größe und die Verteilung der lichtstreuenden Bereiche (40) auf der Fläche (38) des Lichtleiters (20) so gewählt sind, dass die Abstrahlungsintensität auf der gesamten Lichtaustrittsfläche (36) zumindest annähernd gleich ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder die Anzahl der lichtstreuenden Bereiche (40) auf der Fläche (38) des Lichtleiters (20) mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle (26) zunehmen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtstreuenden Bereiche (40) aus einem druckfähigen, gefärbten Grundmaterial und in das Grundmaterial eingelagerten, lichtstreuenden Partikeln bestehen.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eingelagerten, lichtstreuenden Partikel Titanoxidpartikel sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (26) eine Leuchtdiode ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (26) stabförmig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (20) plattenförmig ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (20) gekrümmt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (20) ein Zwischenschirm oder eine Abschlussscheibe der Einrichtung ist.
Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung (18) für Kraftfahrzeuge, mit den Schritten – Bereitstellen mindestens einer Lichtquelle (26) und – Bereitstellen mindestens eines Lichtleiters (20), der eine Lichteintrittsfläche (22) für das von der Lichtquelle (26) abgegebene Licht und eine Lichtaustrittsfläche (36) umfasst, gekennzeichnet durch das Aufdrucken lichtstreuender Bereiche (40) auf eine der Lichtaustrittsfläche (36) gegenüberliegende Fläche (38) des Lichtleiters (20).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufdrucken der lichtstreuenden Bereiche (40) auf die Fläche (38) des Lichtleiters (20) mittels eines Siebdruckverfahrens oder mittels eines lithographischen Druckverfahrens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufdrucken der lichtstreuende Bereiche (40) durch Heißprägen einer Folie auf die Fläche (38) des Lichtleiters (20) erfolgt.
Kraftfahrzeug, ausgestattet mit einer Beleuchtungs- und/oder Signaleinrichtung in der Art einer Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 10.