EP1087175A2 - Signalleuchte für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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EP1087175A2
EP1087175A2 EP00119468A EP00119468A EP1087175A2 EP 1087175 A2 EP1087175 A2 EP 1087175A2 EP 00119468 A EP00119468 A EP 00119468A EP 00119468 A EP00119468 A EP 00119468A EP 1087175 A2 EP1087175 A2 EP 1087175A2
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Volkswagen AG
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a signal lamp for a motor vehicle with a light source in one Housing with a lens.
  • a lamp with these elements is from WO 96/13687 known.
  • the display device comprises a low-pressure gas discharge lamp with a tubular lamp housing with electrodes.
  • the lamp is in a housing arranged with a light exit window and a reflector device.
  • the housing has a light-reflecting inner surface that forms the reflector device, and an elongated Convex lens that closes the light exit window.
  • the housing can have a recess have in which the lamp is partially received and in which the lamp by an adhesive can be attached.
  • the lamp is particularly suitable as a brake light for a motor vehicle suitable.
  • a disadvantage with this prior art is that the Low pressure gas discharge lamp takes up a relatively large amount of space. Especially in Brake lights of motor vehicles, however, only have a small space available. Furthermore, the high supply voltage of the gas discharge lamp with respect to the electrical supply a considerable effort, and the interference of other electrical Components in the vehicle due to the electrical supply to the lamp are not negligible.
  • the object of the invention is to provide an alternative to the conventional gas discharge lamp in one To create a signal lamp of a motor vehicle that avoids the disadvantages mentioned above.
  • the solution to the object according to the invention then consists of several light sources juxtaposed light-emitting diodes (LED) to use in front of a light guide element made of a transparent medium.
  • the light guide element essentially serves to direct the light from the light source towards the Light exit window of the lamp is emitted, bundle and (in the transverse direction of the Homogenize).
  • the lamp according to the invention with a light source in a housing with a Lens is characterized in that a light guide element from a transparent medium is arranged between the light source and the lens and the Light source comprises a plurality of light-emitting diodes arranged side by side.
  • the light source preferably comprises several rows, each next to one another arranged light-emitting diodes. This ensures that the luminosity of the Luminaire can be optimally selected.
  • the light-guiding element is a for better coupling of the light from the light source
  • Optical fiber rod made of a transparent medium on the side that the light source opposite, has a surface which comprises at least one Fresnel element.
  • the light guide element can consist of a light guide disk a transparent medium, one on the side opposite the light source Has surface which comprises at least one Fresnel element.
  • the light guide element can consist of two parallel light guide rods include a transparent medium. These can be found on the page that the Opposed light source, have a surface that has at least one Fresnel element includes.
  • the light guide element can be a combination of light guide disk and Be light guide rod, in which the light guide element from at least one light guide rod a transparent medium and a light guide disc between the light guide rod and the Includes light source.
  • An advantage of the lamp according to the invention is that the light through the Use of the light guide element is "homogenized". Another advantage is that the LEDs respond faster than a gas discharge lamp: with one Speed of 100 km / h means the faster reaction of the light source that one in the Has gained an average braking distance of 8 m.
  • An additional advantage of the invention consists in that with LEDs and light conductor element compared to the prior art advantageous radiation properties of the luminaire are achieved, e.g. no reflector anymore necessary.
  • the lamp according to the invention which is shown in the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 5 comprises a light source 2 in a housing 1.
  • the housing 1 is with a lens 3 completed.
  • the light source is a low-pressure gas discharge lamp.
  • This has the disadvantage that it takes up a relatively large amount of installation space.
  • brake lights only a small installation space is available for motor vehicles.
  • the Gas discharge lamp can be operated with a higher voltage, which is a considerable Effort related to the electrical supply of the lamp means and to malfunctions other electrical components in the vehicle.
  • light sources 2 are therefore arranged side by side light emitting diodes are used. These have the advantage that they can be used for both Acquisition as well as less in the installation and supply in the motor vehicle Cause costs and that they are a better compared to a gas discharge lamp Show response behavior as well as advantageous radiation characteristics.
  • Light guide element made of a transparent medium between the light source 2 and the Lens 3 arranged.
  • a first is preferably used as the light guide element
  • light-emitting diodes are used as the light source (LEDs) are used, which are arranged side by side, so that a row 4 form.
  • This row 4 of light-emitting diodes preferably has approximately the extent of the Gas discharge lamp, which is replaced by the structure of the lamp according to the invention shall be.
  • the individual light-emitting diodes form easily distinguishable individual light sources. To "blur" the impression of separate individual light sources, is as shown in Fig. 1 between the light source 2 and the lens 3 of the lamp Arranged light guide element that distributes the light more homogeneously in the lateral direction.
  • the light guide element in Fig. 3 is a light guide rod 6 made of a transparent medium on the side that the Light source 2 is opposite, has a surface with a structure. in the In the simplest case, this can be a roughening of the surface, but it can also Grooves are milled into the light guide rod, which are parallel to the axis of the light guide rod 6 run, so that there is an additional lens effect. This additional lens ensures a better coupling of the light into the light guide rod 6.
  • the light guide element is a light guide plate 8 made of a transparent Medium.
  • the light guide disc 8 has analog to the light guide rod 6 on the side that the Light source 2 is opposite, a surface with an integrated Fresnel element 10, which can be constructed essentially the same as the Fresnel element 9 according to FIG. 3.
  • the light guide element is a light guide rod 6 from a transparent medium and a light guide disc 8 between the light guide rod 6 and the Includes light source 2.
  • This has the advantage that the effect of a cylindrical lens, which is represented by the light guide rod 6.
  • FIG. 5 Another embodiment of the invention is shown in FIG. 5.
  • the light guide rods 6 and 7 made of transparent medium in turn point from the above reasons mentioned on the side opposite the light source Surface that comprises at least one Fresnel element 9.
  • a light guide disk 8 has a Fresnel element on the surface opposite the light source 2 10 have.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Signalleuchte mit einer Lichtquelle (2) in einem Gehäuse (1) mit einer Lichtscheibe (3). Um Bauraum bei der Signalleuchte einzusparen und bezüglich der Versorgungsspannung unabhängig und störungsfrei sein zu können, wird vorgeschlagen, daß ein Lichtleiterelement (6, 7, 8) aus einem transparenten Medium zwischen der Lichtquelle (2) und der Lichtscheibe (3) angeordnet wird und die Lichtquelle (2) mehrere nebeneinander angeordnete lichtemittierende Dioden (4, 5) umfaßt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalleuchte für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtquelle in einem Gehäuse mit einer Lichtscheibe. Eine Leuchte mit diesen Elementen ist aus WO 96/13687 bekannt.
Die Anzeigevorrichtung nach WO 96/13687 umfaßt eine Niederdruckgasentladungslampe mit einem röhrenförmigen Lampengehäuse mit Elektroden. Die Lampe ist in einem Gehäuse mit einem Lichtaustrittsfenster und einer Reflektorvorrichtung angeordnet. Das Gehäuse hat eine lichtreflektierende Innenfläche, die die Reflektorvorrichtung bildet, sowie eine längliche Konvexlinse, die das Lichtaustrittsfenster abschließt. Das Gehäuse kann eine Aussparung aufweisen, in der die Leuchte teilweise aufgenommen wird und in der die Leuchte durch einen Kleber befestigt werden kann. Die Leuchte ist besonders als Bremsleuchte für ein Kfz geeignet.
Ein Nachteil bei diesem Stand der Technik besteht darin, daß die Niederdruckgasentladungslampe relativ viel Bauraum beansprucht. Insbesondere in Bremsleuchten von Kraftfahrzeugen steht jedoch nur ein schmaler Bauraum zur Verfügung. Ferner erfordert die hohe Versorgungsspannung der Gasentladungslampe in Bezug auf die elektrische Versorgung einen erheblichen Aufwand, und die Störungen anderer elektrischer Komponenten in dem Fahrzeug durch die elektrische Versorgung der Leuchte sind nicht vernachlässigbar.
Andererseits ist es nicht möglich, die Niederdruckgasentladungslampe durch eine beliebige andere Lichtquelle zu ersetzen, da dies das Design des Fahrzeugs negativ beeinflussen würde: die durch die Niederdruckgasentladungslampe hervorgerufene moderne Anmutung der Leuchte ginge gänzlich verloren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Alternative zu der üblichen Gasentladungslampe in einer Signalleuchte eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die die oben genannten Nachteile umgeht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchte mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht dann, als Lichtquelle mehrere nebeneinander angeordnete lichtemittierende Dioden (LED) zu verwenden, vor denen sich ein Lichtleiterelement aus einem transparenten Medium befindet. Das Lichtleiterelement dient im wesentlichen dazu, das Licht, das von der Lichtquelle in Richtung auf das Lichtaustrittsfenster der Leuchte abgestrahlt wird, zu bündeln und (in Querrichtung der Leuchte) zu homogenisieren.
Die erfindungsgemäße Leuchte mit einer Lichtquelle in einem Gehäuse mit einer Lichtscheibe ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtleiterelement aus einem transparenten Medium zwischen der Lichtquelle und der Lichtscheibe angeordnet ist und die Lichtquelle mehrere nebeneinander angeordnete lichtemittierende Dioden umfaßt.
Vorzugsweise umfaßt die Lichtquelle mehrere Reihen mit jeweils nebeneinander angeordneten lichtemittierenden Dioden. Dadurch wird erreicht, daß die Leuchtstärke der Leuchte optimal gewählt werden kann.
Zur besseren Einkopplung des Lichts von der Lichtquelle ist das Lichtleitelement ein Lichtleiterstab aus einem transparenten Medium, der auf der Seite, die der Lichtquelle gegenüberliegt, eine Oberfläche aufweist, die mindestens ein Fresnel-Element umfaßt. Als Alternative zu einem Lichtleiterstab kann das Lichtleitelement eine Lichtleiterscheibe aus einem transparenten Medium sein, die auf der Seite, die der Lichtquelle gegenüberliegt, eine Oberfläche aufweist, die mindestens ein Fresnel-Element umfaßt.
Statt nur eines Lichtleiterstabes kann das Lichtleitelement zwei parallele Lichtleiterstäbe aus einem transparenten Medium umfassen. Diese können jeweils auf der Seite, die der Lichtquelle gegenüberliegt, eine Oberfläche aufweisen, die mindestens ein Fresnel-Element umfaßt.
Ferner kann das Lichtleiterelement eine Kombination aus Lichtleiterscheibe und Lichtleiterstab sein, bei der das Lichtleiterelement mindestens einen Lichtleiterstab aus einem transparenten Medium und eine Lichtleiterscheibe zwischen Lichtleiterstab und der Lichtquelle umfaßt.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Leuchte besteht dann, daß das Licht durch die Verwendung des Lichtleiterelements "homogenisiert" wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die LEDs schneller ansprechen als eine Gasentladungslampe: bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h bedeutet die schnellere Reaktion der Lichtquelle, daß man im Durchschnitt einen Bremsweg von 8 m gewonnen hat. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man mit LEDs und Leichtleiterelement gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafte Abstrahlungseigenschaften der Leuchte erzielt, so ist z.B. kein Reflektor mehr notwendig.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1
zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer Reihe LEDs und einem Lichtleiterstab.
Fig. 2
zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit zwei Reihen LEDs und einem Lichtleiterstab.
Fig. 3
zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit einem Lichtleiterstab mit integrierter Fresnel-Optik.
Fig. 4
zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung mit einer Reihe LEDs und einer Lichtleiterscheibe, vor der eine Lichtleiterscheibe angeordnet ist.
Fig. 5
zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung mit zwei Reihen LEDs, einer Lichtleiterscheibe und zwei Lichtleiterstäben.
Die erfindungsgemäße Leuchte, die in den Ausführungsbeispielen in Fig. 1 bis 5 dargestellt ist, umfaßt eine Lichtquelle 2 in einem Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 ist mit einer Lichtscheibe 3 abgeschlossen.
Bei dem Stand der Technik ist die Leichtquelle eine Niederdruckgasentladungslampe. Diese hat den Nachteil, daß sie relativ viel Bauraum beansprucht. Insbesondere in Bremsleuchten von Kraftfahrzeugen steht jedoch nur ein schmaler Bauraum zur Verfügung. Ferner muß die Gasentladungslampe mit einer höheren Spannung betrieben werden, was einen erheblichen Aufwand in Bezug auf die elektrische Versorgung der Leuchte bedeutet und zu Störungen anderer elektrischer Komponenten in dem Fahrzeug führt.
Erfindungsgemäß werden daher als Lichtquelle 2 mehrere nebeneinander angeordnete lichtemittierende Dioden verwendet. Diese haben den Vorteil, daß sie sowohl bei der Anschaffung als auch bei dem Einbau und der Versorgung im Kraftfahrzeug geringere Kosten verursachen und daß sie gegenüber einer Gasentladungslampe ein besseres Ansprechverhalten wie auch vorteilhafte Abstrahlcharakteristiken zeigen.
Um jedoch nicht ganz auf die interessante Anmutung verzichten zu müssen, die durch die Verwendung von Gasentladungslampen erzielt wird (Eindruck des "Fluoreszierens", flächige statt punktförmige Strahlungsquelle), wird bei der erfindungsgemäßen Leuchte ein Lichtleiterelement aus einem transparenten Medium zwischen der Lichtquelle 2 und der Lichtscheibe 3 angeordnet. Als Lichtleiterelement wird dabei vorzugsweise ein erster Lichtleiterstab 6 und gegebenenfalls ein zweiter Lichtleiterstab 7 und/oder eine Lichtleiterscheibe 8 verwendet. Diese einzelnen Ausführungsformen mit den unterschiedlichen Lichtleiterelementen werden im folgenden anhand der Figuren 1 bis 5 erläutert.
Bei allen Ausführungsformen der Erfindung werden als Lichtquelle lichtemittierende Dioden (LEDs) verwendet, die nebeneinander angeordnet sind, so daß sei eine Reihe 4 bilden. Diese Reihe 4 von lichtemittierenden Dioden hat vorzugsweise in etwa die Ausdehnung der Gasentladungslampe, die durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Leuchte ersetzt werden soll. Die einzelnen lichtemittierenden Dioden bilden aber gut unterscheidbare einzelnen Lichtquellen. Um den Eindruck separater einzelner Lichtquellen zu "verwischen", wird wie in Fig. 1 gezeigt zwischen der Lichtquelle 2 und der Lichtscheibe 3 der Leuchte das Lichtleiterelement angeordnet, das das Licht in seitlicher Richtung homogener verteilt.
Um eine höhere Leuchtstärke zu erzielen, können statt nur einer Reihe 4 mit Leuchtdioden mehrere Reihen 4 und 5 mit jeweils nebeneinander angeordneten lichtemittierende Dioden in der Leuchte vorgesehen werden. Dementsprechend muß dann die Ausdehnung, d.h. der Radius des Leichtleiterstabes 6 gewählt werden. Eine solche Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt.
Damit die Einkopplung des Lichtes von der einen oder den zwei oder mehr Reihen von lichtemittierenden Dioden besser in das Lichtleiterelement eingekoppelt wird, wird das Lichtleiterelement vorzugsweise mit einer Fresnel-Optik versehen. Zwei Ausführungsformen mit einer Fresnel-Optik sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Das Lichtleiterelement in Fig. 3 ist ein Lichtleiterstab 6 aus einem transparenten Medium, der auf der Seite, die der Lichtquelle 2 gegenüberliegt, eine Oberfläche mit einer Strukturierung aufweist. Im einfachsten Fall kann dies eine Aufrauhung der Oberfläche sein, es können aber auch Riefen in den Lichtleiterstab gefräst werden, die parallel zu der Achse des Lichtleiterstabes 6 verlaufen, so daß sich ein zusätzlicher Linseneffekt ergibt. Diese zusätzliche Linse sorgt für ein besseres Einkoppeln des Lichtes in den Lichtleiterstab 6.
In Fig. 4 ist das Lichtleiterelement eine Lichtleiterscheibe 8 aus einem transparenten Medium. Die Leichleiterscheibe 8 hat analog zu dem Lichtleiterstab 6 auf der Seite, die der Lichtquelle 2 gegenüberliegt, eine Oberfläche mit einem integrierten Fresnel-Element 10, das im wesentlichen gleich aufgebaut sein kann wie das Fresnel-Element 9 nach Fig. 3.
In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist zusätzlich zu der Lichtleiterscheibe 8 noch ein Lichtleiterstab 6 vorgesehen, so daß das Lichtleiterelement einen Lichtleiterstab 6 aus einem transparenten Medium und eine Lichtleiterscheibe 8 zwischen dem Lichtleiterstab 6 und der Lichtquelle 2 umfaßt. Dies hat den Vorteil, daß man die Wirkung einer zylindrischen Linse, die durch den Lichtleiterstab 6 dargestellt wird, nutzt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Lichtleiterelement neben dem ersten Lichtleiterstab 6 einen zweiten Lichtleiterstab 7, wobei die beiden Lichtleitertstäbe im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Zusätzlich ist noch eine Lichtleiterscheibe 8 zwischen den beiden Lichtleiterstäben 6 und 7 einerseits und der Lichtquelle 2 andererseits angeordnet. Die Lichtleiterstäbe 6 und 7 aus transparentem Medium weisen wiederum aus den oben genannten Gründen jeweils auf der Seite, die der Lichtquelle gegenüberliegt, eine Oberfläche auf, die mindestens ein Fresnel-Element 9 umfaßt. Des gleichen kann die Lichtleiterscheibe 8 auf der der Lichtquelle 2 gegenüberliegenden Oberfläche ein Fresnel-Element 10 aufweisen. Damit ist dann sichergestellt, daß das Licht von den zwei Reihen mit lichtemittierenden Dioden 4 und 5 optimal in die Lichtleiterelemente eingekoppelt wird und so die Leuchte eine hohe Leuchtkraft zur Verfügung stellt, die gleichzeitig optimal verteilt ist, so daß sich eine interessante Anmutung der Leuchte ergibt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Gehäuse
2
Lichtquelle
3
Lichtscheibe
4
erste Reihe LEDs
5
zweite Reihe LEDs
6
erster Lichtleiterstab
7
zweiter Lichtleiterstab
8
Lichtleiterscheibe
9
Fresnel-Optik des Lichtleiterstabes
10
Fresnel-Optik der Lichtleiterscheibe

Claims (6)

  1. Leuchte mit einer Lichtquelle (2) in einem Gehäuse (1) mit einer Lichtscheibe (3) dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Lichtleiterelement (6, 7, 8) aus einem transparenten Medium zwischen der Lichtquelle (2) und der Lichtscheibe (3) angeordnet ist und die Lichtquelle (2) mehrere nebeneinander angeordnete lichtemittierende Dioden (4, 5) umfaßt.
  2. Leuchte nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Lichtquelle (2) mehrere Reihen mit jeweils nebeneinander angeordneten lichtemittierenden Dioden (4, 5) umfaßt.
  3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Lichtleitelement (6, 7, 8) ein Lichtleiterstab (6, 7) aus einem transparenten Medium ist, der auf der Seite, die der Lichtquelle (2) gegenüberliegt, eine Oberfläche aufweist, die mindestens ein Fresnel-Element (9) umfaßt.
  4. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Lichtleitelement (6, 7, 8) eine Lichtleiterscheibe (8) aus einem transparenten Medium ist, die auf der Seite, die der Lichtquelle (2) gegenüberliegt, eine Oberfläche aufweist, die mindestens ein Fresnel-Element (10) umfaßt.
  5. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Lichtleitelement (6, 7, 8) zwei parallele Lichtleiterstäbe (6, 7) aus einem transparenten Medium umfaßt.
  6. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Lichtleitelement (6, 7, 8) mindestens einen Lichtleiterstab (6, 7) aus einem transparenten Medium und eine Lichtleiterscheibe (8) zwischen Lichtleiterstab (6, 7) und der Lichtquelle (2) umfaßt.
EP00119468A 1999-09-25 2000-09-15 Signalleuchte für ein Kraftfahrzeug Withdrawn EP1087175A3 (de)

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