EP2607776A2 - Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur Download PDF

Info

Publication number
EP2607776A2
EP2607776A2 EP20120198113 EP12198113A EP2607776A2 EP 2607776 A2 EP2607776 A2 EP 2607776A2 EP 20120198113 EP20120198113 EP 20120198113 EP 12198113 A EP12198113 A EP 12198113A EP 2607776 A2 EP2607776 A2 EP 2607776A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
narrow side
partial surface
region
light guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20120198113
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2607776A3 (de
Inventor
Hubert Zwick
Hermann Kellermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Original Assignee
Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automotive Lighting Reutlingen GmbH filed Critical Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Publication of EP2607776A2 publication Critical patent/EP2607776A2/de
Publication of EP2607776A3 publication Critical patent/EP2607776A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/242—Light guides characterised by the emission area
    • F21S43/243—Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its extremities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/237—Light guides characterised by the shape of the light guide rod-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/239—Light guides characterised by the shape of the light guide plate-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/241—Light guides characterised by the shape of the light guide of complex shape

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Such a lighting device is from the DE 10 2008 048 765 A1 , there in particular Fig. 5 and Fig. 6 , known.
  • the known illumination device has a light guide structure which has a plurality of coupling-in areas and a planar light guide area.
  • the latter has a first wide side and a second wide side.
  • the first page is bounded by a first edge and the second page is bounded by a second edge.
  • the second broad side is opposite to the first broad side equidistant.
  • Narrow sides lying between the first edge and the second edge connect the first wide side to the second wide side.
  • Second narrow sides are shaped as parabolic sections and thus set up from a first narrow side to direct light incident on the second narrow side of a light source onto a third narrow side which serves as a light exit surface.
  • LEDs light-emitting diodes
  • LEDs emitting laterally to their mounting surface are not as widely available on the market as standard LEDs which radiate parallel or antiparallel to the surface normal of their mounting surface.
  • standard LEDs there are only a few choices for laterally emitting LEDs.
  • they provide a lower luminous flux, which, when summed over several LEDs requires a certain luminous flux, requires more LEDs, which in turn leads to higher costs and a higher probability of failure.
  • the present invention differs in that the second narrow side has a first partial surface and a second partial surface, wherein the second partial surface is staggered relative to the first partial surface toward the interior of the planar optical fiber region.
  • the second narrow side has a homogenizing effect on a part of the light. These effects are achieved by the said subdivision of the second narrow side into a first subarea and a second subarea which is staggered in relation to the first parallelizing subarea toward the interior of the planar lightguide region.
  • the light incident on the second narrow side is subdivided into sub-beams, which permit an individual alignment of the light bundles.
  • Each sub-area generates its own light distribution, which in sum give a different light distribution than if the second sub-area were not present.
  • the invention further allows to direct the light hidden from the first light bundle into a second subarea of the light distribution generated by the first subarea, which without this measure would be comparatively darker than other subareas of the first light distribution.
  • the resulting light beam is coupled out via the third narrow side.
  • the third narrow side then appears to the viewer with the light source switched on homogeneously, ie as a narrow band of light shining with uniformly distributed brightness. Such appearance is desired.
  • a preferred embodiment is characterized in that the second narrow side is adapted to parallelize light incident on the second narrow side from the first narrow side and to direct it to the third narrow side, wherein the first partial surface is a parallelizing partial surface and wherein also the second partial surface is a parallelizing partial surface.
  • the light exit surface from the interior of the light guide structure is illuminated with parallel light.
  • a further preferred refinement is characterized in that the first narrow side forms a transition of a coupling region having a light entry surface and materially connected to the planar region to the planar region, which coupling region is adapted to parallelize light of a light source coupled via its light entry surface and the parallelized light on the second narrow side to direct that the first partial area (unless it is shaded by the second partial area) and the second partial area of the second narrow side is illuminated.
  • the illumination of the first partial area not shaded by the second partial area and of the second partial area avoids dark areas on the light exit area which could occur if only a part of the sum of the first partial area and the second partial area were illuminated. It is also preferred that exactly the first partial area, insofar as it is not shaded by the second partial area, and the second partial area of the second narrow side be illuminated.
  • the light coupled in via the coupling-in region is thus used completely for the illumination of the two partial surfaces mentioned.
  • all coupled light is ultimately directed to the light exit surface, thus optimizing the efficiency that can be defined as the ratio of coupled light to coupled light.
  • the width of the second partial area decreases with increasing distance from the first narrow side.
  • the second partial surface has a trapezoidal or triangular contour.
  • the second partial surface is arranged closer to the first narrow side than to the third narrow side.
  • the second narrow side is divided into more than two partial surfaces.
  • a further preferred embodiment is characterized in that a part of the surface located further in the interior has a smaller focal length than a part of the surface lying further outside.
  • the second narrow side has a parabolic shape. This means that the edges with which the second narrow side meets the first side and the second side are parabolas.
  • the second narrow side comprises a series of adjacent surface segments, wherein edges with which the surface segments abut the first broad side and the second broad side have a parabola as an envelope.
  • optical waveguide structure has a plurality of surface-connected optical waveguide regions and coupling regions, the coupling-in regions being curved so that their light entry surfaces lie in one plane.
  • the optical waveguide structure has an area which serves to produce a luminous light exit surface and which is a cohesive component of the optical waveguide structure and that in the optical path lies behind the parallelizing partial surfaces of the second narrow side.
  • the third narrow side is divided into stepwise offset partial surfaces.
  • a curvature of a light exit surface can be reproduced with discrete steps without triggering an undesirable occurrence of internal total reflections. Internal total reflections are known to occur when the angle of incidence of the light on the curved light exit surface due to their curvature exceeds the critical angle of total reflection.
  • step-like offset partial surfaces are arranged, as it were, offset stepwise in the direction of a surface normal of the broad sides.
  • a curvature can also be generated in a further spatial direction, so that the possibility arises of providing luminous light exit surfaces which appear three-dimensionally curved.
  • the wide sides are flat parallel surfaces.
  • a plate-shaped optical waveguide structure is provided which is suitable in particular for stacking.
  • An alternative embodiment is characterized in that the broad sides are surfaces which are curved in space. This is advantageous for achieving three-dimensionally curved light exit surfaces in space. Further advantages will become apparent from subclaims, the description and the accompanying figures.
  • FIG. 1 an illumination device 1 for a motor vehicle with a light guide structure 12.
  • the light guide structure 12 is arranged in a housing 2 of the illumination device.
  • the housing 2 has a light exit opening, which is covered by a transparent cover.
  • the light guide structure 12 has a coupling-in region 14 and at least one planar light guide region 16.
  • the planar light guide region 16 has a first broad side 18, which is bounded by a first edge 18.1.
  • the planar light guide region 16 has a second broad side which lies equidistantly opposite the first broad side and which is delimited by a second edge 20.1.
  • the second broad side is obscured by the volume of the planar light guide region 16.
  • Narrow sides lie between the first edge 18.1 and the second edge 20.1 and connect the first wide side 18 to the second wide side.
  • a first narrow side, of which in the Fig. 1 only one edge 22.1 is shown delimits the planar light guide region 16 against the coupling region 14.
  • a second narrow side 24 is configured to parallelize light incident on a second narrow side 24 from a first narrow side and to direct it to a third narrow side 26.
  • the third narrow Page 26 illustrates a light exit surface of the light guide structure 12.
  • the second narrow side 24 has a first parallelizing partial surface 28 and a second parallelizing partial surface 30.
  • the second parallelizing partial surface 30 is staggered relative to the first parallelizing partial surface 28 in the direction of the interior of the planar optical fiber region 16.
  • the first partial area is bounded by the first edge 18.1 and the second edge 20.1
  • the second partial area is delimited by the second edge 20.1, but not by the first edge 18.1.
  • the coupling region 14 has a first end facing away from the planar light guide region and a second end facing the planar light guide region.
  • a light source 32 is arranged at the first end such that the light emitted by it is coupled into the end of the coupling region 14 facing away from the planar light guide region 16.
  • the light source 32 is preferably a semiconductor light source, in particular a single light-emitting diode or laser diode, or a spatial combination of a plurality of such diodes.
  • light-emitting diodes are usually used, which have a quadrangular, planar light exit surface with an edge length of 0.3 mm to about 2mm. The arrangement is such that the distance between the light exit surface of the semiconductor light source and the light entry surface of the coupling region is less than 1 mm.
  • the lighting should be as efficient as possible, ie with the highest possible proportion of the coupled-in light.
  • the x direction becomes a direction of a depth of the sheet light guide section
  • the y direction a direction of a width of the sheet light guide section and the light exit surface and defines the z-direction as the thickness of the planar light guide region and the height of the light exit surface.
  • the luminous area in the embodiment shown in FIG Fig. 1 is shown, a rectangle of the height delta z and the width delta y.
  • the x - y plane is considered as a horizontal plane and the x - z plane as a vertical plane. It is understood, however, that this consideration refers only to the explanation of the illustrated embodiments and thus defined in some way an entrained coordinate system. This is not intended to limit the possible orientations of the illumination device in a vehicle or even the possible orientations of light guide structures 12 within a lighting device 1. As far as horizontal angles are concerned in the following, these should lie in the x - y plane, while vertical angles should lie in the x - z plane.
  • the indication of these directions in the various figures therefore establishes a relationship between the orientations of the objects represented in each case.
  • the light source 32 is located at the origin of the illustrated coordinate system.
  • a main propagation direction of the light runs in the planar light guide region 16 from the first narrow side 22, which serves as the light entry surface of the planar light guide region 16, to the third narrow side 26, which serves as light exit surface.
  • the first partial surface 28 and the second partial surface 30 are arranged such that the second partial surface 30 is arranged staggered in a stepwise manner relative to the first partial surface 28 in a cross-section lying transversely to the main propagation direction of the light in the planar light-guide region.
  • a thickness of the planar light guide region 16 measured in the z direction is reduced in a transition region 29 lying between the first partial region 28 and the second partial region 30 in relation to the distance d present outside this transition region.
  • the second partial surface 30 extends over the entire length of the second narrow side 24 lying between the first narrow side 22 and the third narrow side 26.
  • the first partial surface 28 adjoins the first narrow side 22 and extends from there over only one Part of the length of the second narrow side 24 between the first narrow side 22 and the third narrow side 26.
  • the length of the third narrow side 26 serving as the light exit surface is greater in the y-direction than its fourfold width in the z-direction, in particular greater than its sixfold width and particularly preferably greater than eightfold its width.
  • a light source be it a single semiconductor light source or a spatially combined array of multiple semiconductor light sources. If several spatially separate light sources are used, a light guide volume is assigned to each light source, such an arrangement being considered as a unit cell.
  • the depth of the planar light guide region is preferably a multiple, in particular at least four times its thickness, which justifies the designation as a planar light guide.
  • Modern automotive lighting devices provide signal light distribution and / or headlight distribution.
  • a signal light distribution is used to indicate the presence of a motor vehicle and / or the intentions of his driver to other road users.
  • Headlight light distributions should illuminate objects in the travel path of the motor vehicle and thus make them perceptible to the driver.
  • the generation of a light distribution is also called a light function.
  • a lighting device fulfills a plurality of light functions with the aid of one or more light modules, which are arranged in such a lighting device.
  • the invention presented here preferably fulfills signal light functions, in particular a daytime running light function, a flashing light function, a position light function, a taillight function or a brake light function.
  • signal light functions in particular a daytime running light function, a flashing light function, a position light function, a taillight function or a brake light function.
  • lighting devices 1 according to the invention in addition to a by the invention fulfilled light function fulfill other lighting functions, for which they may have other light modules. Therefore, embodiments of lighting devices according to the invention can be, in particular, separate front lights for flashing or daytime running light lighting functions, or they can be front lights or rear lights that fulfill a plurality of light functions.
  • optical waveguide structures 12 of lighting devices Details of elements and / or configurations of optical waveguide structures 12 of lighting devices according to the invention are explained below.
  • the optical waveguide structure is first based on a planar design, as they are also in the Fig. 1 is illustrated explained. Below also three-dimensionally curved configurations are presented.
  • an elementary cell of an optical waveguide structure 12 of an embodiment of a lighting device according to the invention is composed of the coupling region 14, the planar optical waveguide region 16 and optionally a further region which serves to produce a predetermined contour of the light exit surface and which will be discussed in more detail below.
  • the FIG. 2 shows in its part a) an oblique view and in its part b) a plan view of the coupling region 14.
  • the coupling region 14 has a first region 14.1 and a Transition area 14.2 on.
  • the cross-section of the coupling-in region 14 widens continuously, starting from the light entry surface until the beginning of the transitional section 14. 2. In this case, the widening in the xy plane may not be identical to widening in the z direction.
  • a parallelization is understood to mean a narrowing of the opening angle of the light cone, which, however, does not yet merge into bundling with a focusing effect, that is to say the light propagating in parallel at maximum bundle constriction has the result.
  • the light continues to move only between the surfaces perpendicular to the z-direction, except for special cases to be described below. It thus moves between the first surface 18 of the Fig. 1 , which is also referred to below as a lid, and the opposite surface of the lid, which is also referred to below as the bottom.
  • the coupling-in region 12 is just designed such that it generates a predetermined angular distribution in the vertical direction.
  • the coupling-in region 14 has a curved shape.
  • a bent Einkoppellichtleiter has only two flat surfaces.
  • the coupling-in section has a rectangular cross-section and that this cross-section grows between the coupling-in surface and the transitional region in the form of the first narrow side 22 of the planar section 16 of the optical waveguide structure with a quadratic dependence on the length of the coupling-in region.
  • the coupling-in area is set up in such a way that it parallelizes the light of the light source 32 so far that the parallelized light beam that passes from the coupling region 12 into the planar light guide region 16 illuminates the entire angle-changing surface of the planar light guide region 16.
  • the light beam should not illuminate more than this area in order to avoid otherwise occurring loss of efficiency. But it should illuminate not less than this area, otherwise dark areas on the serving as a light exit side third narrow side 26 may occur.
  • FIG. 3 shows the coupling region 12 and the planar light guide region 16 together with exemplarily selected rays of a light bundle 36, which illuminates exactly the second narrow side 24 of the planar Lichtleiterbreichs 16 serving as angle-changing surface of the planar Lichtleiterbreichs 16 in this sense.
  • the coupling-in region 12 is cohesively connected to the planar light-conducting region 16, so that the first narrow side 22 of the planar light-guide region coincides with the end surface 34 of the coupling-in region 12.
  • the optical waveguide structure preferably consists of a conventional optical waveguide material such as polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA) or another crystal-clear material such as glass or silicone.
  • the Fig. 3 shows in particular an embodiment in which the first narrow side 22 of the planar light guide region 16 forms a transition of a coupling surface 14 having a light entry surface and cohesively connected to the planar light guide region 16 to the planar light guide region, which coupling region 14 is adapted to coupled via its light entrance surface Parallelize light of a light source 32 and direct the parallelized light on the second narrow side 24 of the planar light guide region that the angle-changing surface of the planar light guide region, ie in particular the first partial surface 28 and the second partial surface 30 of the second narrow side 24 of the planar light guide region 16 illuminated becomes.
  • the angle-changing side 24 opposite fourth narrow side 40 of the planar light guide region 26 has no optical function in the embodiments presented here. Analogous to this area is also the portion 35, between the coupling region 14 and the second narrow side 24 without optical function.
  • FIG. 4 shows in its part a) an oblique view and in its part b) a plan view of a planar light guide region 16, in which the angle-changing second narrow side 24 is not yet divided into a first and second partial surface.
  • the angle-changing surface is obtained in a preferred embodiment by extruding a lying in the x-y plane parabola in the z direction.
  • the Fig. 5 shows a plan view of a planar light guide region 16, the angle-changing surface 24 is not yet divided into a first and second partial surface, together with a resulting distribution of the brightness H of the third narrow side 26 exiting light across the width delta y of the third narrow side 26th
  • the distribution is shown very schematically.
  • the angle-changing surface here has a parabolic shape. It is essential that a fourth portion of the light exit surface 26 closer to the angle-changing side 24 is significantly brighter than the average of the other portions, while an eighth portion farther from the angle-changing side 24 appears significantly less bright than the average of the other portions. Overall, the brightness distribution thus has a pronounced and disturbing inhomogeneity.
  • FIG. 6 again shows a plan view of a planar light guide region 16. This differs from the planar light guide region of the Fig. 5 in that the second narrow side has a first parallelizing partial surface 28 and a second parallel partial surface 30, wherein the second parallelizing partial surface 30 is staggered relative to the first parallelizing partial surface 28 toward the interior of the planar optical fiber region 16.
  • both partial surfaces 28, 30 are parabolic, with the two parabolas having the same focal point and the same direction. It is also preferred that the parabola of the stepped inwardly offset partial surface 30 has a smaller focal length compared to the focal length of the outer partial surface 28.
  • a beam 42 whose vertical angle distribution corresponds to that at the end of the coupling-in area becomes a portion 42b on the second partial surface 30 is reflected, the remainder 42a is reflected on the first partial surface 28.
  • a splitting into two bundles 42a and 42b results, which leave the planar light guide region 16 at two different y-locations.
  • FIG. 7 shows a section through the subject of Fig. 6 along the line VII-VII.
  • the flat optical waveguide region 16 shown there has a thickness d in the z-direction.
  • the first partial surface 28 has a thickness or width a
  • the second partial surface 30 has a thickness or width b.
  • FIG. 8 Another consequence of the reduction of the layer thickness in the light path behind the classified second sub-area 42b is in FIG. 8 shown.
  • the overall result is a very effective method for homogeneously illuminating the exit surface over the entire width delta y.
  • Fig. 9 illustrates the effect of the division of the angle-changing surface on the two stepwise offset partial surfaces. How actually already that Fig. 6 shows, a sub-beam 42b of the light beam 42, which would be without a subdivision of the angle-changing surface 24 in the beam path of the sub-beam 42a, inwardly offset. This means that a luminous flux is shifted to the right against the y-direction. In comparison with the FIG. 5 this is reflected in the Fig. 9 in that the intensity distribution in the object of Fig. 9 is more homogeneous than at the subject of Fig. 5 , The excess luminous flux from the middle area in Fig. 5 has been moved into the too dimly lit right area.
  • the Fig. 10 shows a further embodiment of a light guide structure 12 of a lighting device according to the invention in an oblique view.
  • the Fig. 11 shows the subject of the Fig. 10 in a top view.
  • the optical waveguide structure 12 according to 10 and 11 has a contour generating region 44, which serves to generate a luminous light exit surface, preferably a cohesive component of the light guide structure 12, and which lies in the light path behind the parallelizing partial surfaces 28, 30 of the second narrow side 24.
  • the third narrow side 26 is divided in this embodiment in stepwise offset faces.
  • a curved light exit surface can be reproduced with discrete steps, without triggering an undesired occurrence of total internal reflections, as occurs on actually curved surfaces, when the angle of incidence of the light on the curved light exit surface exceeds the critical angle of total reflection due to its curvature.
  • the light exit surfaces of the individual stages are configured in a preferred embodiment as light in predetermined directions refractive surfaces, for example as cylindrical surfaces.
  • the Fig. 10 shows an embodiment in which the second partial surface 30 has a constant width in the z-direction over its entire length.
  • the Fig. 12 shows a preferred embodiment, in which the width of the second partial area decreases with increasing distance from the first narrow side.
  • the second partial surface has a trapezoidal or triangular contour.
  • the second partial surface is arranged closer to the first narrow side than to the third narrow side, or, which is the same, that the second partial surface 30 is arranged closer to the coupling region 14 than to the light exit surface 26.
  • FIG. 14 shows how a plurality of, here five, preferably cohesively coherent light guide structures 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, a headlamp light function can be realized.
  • the areas for coupling light and parallelizing the light are each identical in this example, only the contour generating areas vary in length (parallel to x).
  • the contour is formed by steps whose steps are parallel and perpendicular to x.
  • the steps of the steps lying perpendicular to the x-direction are curved, in this case convex, in order to break the light incident parallel to the x-direction from the light guide interior into a desired light distribution.
  • the in the FIG. 13 arrangement shown still has the disadvantage that the light sources can not be arranged on a flat board.
  • Level boards are above all cheaper than flexible boards, so that a use of planar and rigid boards is advantageous.
  • FIG. 14 1 shows an embodiment in which the example of the first coupling-in region 14.1 shows how the connection to a planar printed circuit board or to a standard LED mounted on a planar printed circuit board can be realized as a light source 32 by means of a corresponding curvature thereof.
  • a standard LED is characterized in that its light-emitting surface is opposite to its mounting surface, with which it is fastened to a circuit board 46.
  • this curvature of the coupling-in region 14.1 can also be extended to the planar light guide region 16 and / or the contour generating region 44. Up to this point, it has merely been shown how a plane luminous curve can be generated with the aid of the contour generation area 44.
  • FIG. 15 shows a first way to get from a flat curve to a three-dimensional curved luminous curve.
  • the contour generating area 46 is divided into individual bars, which are subsequently curved in such a way that the light exit area 26 also follows the desired curve in the z direction.
  • the restriction of the curvature to the contour generating area 46 was made in the Fig. 15 just for the sake of simplicity.
  • those regions of the planar light guide region 16 in which exclusively already parallelized light propagates can also be deformed in this way.
  • FIG. 16 A second way to produce a three-dimensionally curved luminous curve is in the three views of a three-dimensionally curved contour generating area 46 of FIG FIG. 16 shown.
  • Fig. 16 a) shows an oblique view
  • Fig. 16b shows a view from the direction of the coupling region
  • Fig. 16c shows a plan view of such contour generating area.
  • contour generating area 46 instead of dividing the area into bars, as in the subject matter of FIGS FIG. 15 is the case, and then bend the bars in the design of the light guide structure according to the contour to be achieved, is the subject of the Fig. 16 the entire surface of the contour generating portion 46 is curved.
  • FIG. 17 shows a possibility of stacking a plurality of optical waveguide structures 12 in order to obtain complex light exit surfaces of individual optical waveguide structures 12 serving as elementary cells.
  • the individual optical waveguide structures 12 are at an angle in the space, which can be achieved, for example, by tilting the left upper end of the in FIG. 18
  • the tilted light exit surface scattering elements for example, cylinder
  • FIG. 18 shows a possibility that allows a further improvement of the uniformly bright appearance of the luminous and optionally three-dimensionally curved light exit surface.
  • the angle-changing second narrow side is not realized as a real parabola, but such a parabola is approximated by straight line sections or by plane surface segments.
  • FIG. 18 a) shows once again an embodiment of a planar light guide region 16, which is limited by a real parabola 52.
  • One from the Bundle 48 entering bundle region 48 is parallelized on the parabola and illuminates exactly one refractive exit element 50
  • FIG. 18 b) the same bundle 48 strikes a flat area segment 54 drawn for illustrative purposes with thick line width.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Vorgestellt wird eine Beleuchtungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur (12), die einen flächigen Lichtleiterbereich aufweist, der eine erste breite Seite (18) und eine zweite breite Seite (20) aufweist, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt, sowie mit schmalen Seiten (22, 24, 26, 28), die die erste breite Seite (18) mit der zweiten breiten Seite (20) verbinden, wobei eine zweite schmale Seite dazu eingerichtet ist, von einer ersten schmalen Seite (22) her auf die zweite schmale Seite (24) einfallendes Licht zu parallelisieren und auf eine dritte schmale Seite (26) zu richten. Die Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite schmale Seite (24) eine erste parallelisierende Teilfläche und eine zweite parallelisierende Teilfläche aufweist, wobei die zweite parallelisierende Teilfläche gegenüber der ersten parallelisierenden Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist aus der DE 10 2008 048 765 A1 , dort insbesondere Fig. 5 und Fig. 6, bekannt. Die bekannte Beleuchtungseinrichtung besitzt eine Lichtleiterstruktur, die mehrere Einkoppelbereiche und einen flächigen Lichtleiterbereich aufweist. Letzterer weist eine erste breite Seite und eine zweite breite Seite auf. Die erste Seite wird von einem ersten Rand begrenzt und die zweite Seite wird von einem zweiten Rand begrenzt. Die zweite breite Seite liegt der der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber. Schmale Seiten, die zwischen dem ersten Rand und dem zweiten Rand liegen, verbinden die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite. Zweite schmale Seiten sind als Parabelabschnitte geformt und insofern dazu eingerichtet, von einer ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht einer Lichtquelle auf eine dritte schmale Seite zu richten, die als Lichtaustrittsfläche dient.
  • In Bezug auf die Lichtaustrittsfläche dieser Lichtleiterstruktur ergibt sich die Eigenschaft, dass nur solche Krümmungen realisiert werden können, die der Randkurve einer entsprechend geschnittenen ebenen Platine entsprechen, auf der seitlich abstrahlende Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen angeordnet sind. Seitlich zu ihrer Montagefläche abstrahlende LEDs sind auf dem Markt nicht so breit verfügbar wie Standard-LEDs, die parallel, bzw. antiparallel zur Flächennormalen ihrer Montagefläche abstrahlen. Im Vergleich zu den Standard-LEDs gibt es bei seitlich abstrahlenden LEDs nur eine geringere Auswahl. Darüber hinaus liefern sie einen geringeren Lichtstrom, was, wenn man in der Summe über mehrere LEDs einen bestimmten Lichtstrom fordert, mehr LEDs erfordert, was wiederum zu höheren Kosten und einer höheren Ausfallwahrscheinlichkeit führt.
  • Aus den Figuren 5 und 6 der DE 10 2008 048 765 A1 ist ersichtlich, dass jeweils nur ein sehr begrenzter Anteil des von einer LED abgegebenen Lichtstroms auf eine Parabelfläche trifft und dadurch in die gewünschte Richtung umgelenkt wird. Als Folge erscheint die Lichtaustrittsfläche ungleichmäßig hell, da an jeder Stelle Licht auftrifft, das ohne eine Licht richtende Reflexion an einer Parabelfläche direkt von der LED kommt. Die nicht ausgerichteten Strahlen weisen alle eine unterschiedliche Richtung auf. An den Stellen, die vor den Parabelflächen liegen, addiert sich hierzu ein starkes, paralleles Lichtbündel, was zu dem insgesamt unerwünscht inhomogenen Erscheinungsbild führt.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art, das diese Nachteile nicht oder allenfalls in einer verminderten Form aufweist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Von dem eingangs genannten Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, dass die zweite schmale Seite eine erste Teilfläche und eine zweite Teilfläche aufweist, wobei die zweite Teilfläche gegenüber der ersten Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist.
  • Die zweite schmale Seite wirkt homogenisierend auf einen Teil des Lichts. Diese Wirkungen werden durch die genannte Unterteilung der zweiten Schmalseite in eine erste Teilfläche und eine zweite Teilfläche, die gegenüber der ersten parallelisieren Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist, erreicht.
  • Durch die genannte Unterteilung der zweiten Schmalseite wird das auf die zweite Schmalseite auftreffende Licht in Teilbündel zerlegt, die durch eine individuelle Ausrichtung der Lichtbündel erlauben. Jede Teilfläche erzeugt dabei eine eigene Lichtverteilung, die in der Summe eine andere Lichtverteilung ergeben als wenn die zweite Teilfläche nicht vorhanden wäre. Dies erlaubt es insbesondere, durch die zweite Teilfläche Licht aus dem von der ersten Teilfläche reflektierten Lichtbündel auszublenden. Es ist insbesondere möglich, einen Teil des Lichts dieses Lichtbündels auszublenden, der ohne diese Maßnahme einen schon ausreichend hellen ersten Teilbereich der von der ersten Teilfläche erzeugten Lichtverteilung noch heller beleuchten würde. Darüber hinaus erlaubt es die Erfindung ferner, das aus dem ersten Lichtbündel ausgeblendete Licht in einen zweiten Teilbereich der von der ersten Teilfläche erzeugten Lichtverteilung zu richten, der ohne diese Maßnahme vergleichsweise dunkler wäre als andere Teilbereiche der ersten Lichtverteilung.
  • Dadurch wird die Homogenität des insgesamt resultierenden Lichtbündels erheblich verbessert. Das resultierende Lichtbündel wird über die dritte schmale Seite ausgekoppelt. Die dritte schmale Seite erscheint dem Betrachter bei eingeschalteter Lichtquelle dann homogen, also als mit gleichmäßig verteilter Helligkeit leuchtendes schmales Lichtband. Ein solches Erscheinungsbild wird angestrebt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite schmale Seite dazu eingerichtet ist, von der ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht zu parallelisieren und auf die dritte schmale Seite zu richten, wobei die erste Teilfläche eine parallelisierende Teilfläche ist und wobei auch die zweite Teilfläche eine parallelisierende Teilfläche ist.
  • Dadurch wird die Lichtaustrittsfläche aus dem Inneren der Lichtleiterstruktur mit parallelem Licht beleuchtet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die erste schmale Seite einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Bereich zusammenhängenden Einkoppelbereichs zu dem flächigen Bereich bildet, welcher Einkoppelbereich dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite zu richten, dass die erste Teilfläche (soweit sie nicht durch die zweite Teilfläche abgeschattet wird) und die zweite Teilfläche der zweiten Schmalseite beleuchtet wird.
  • Durch die Beleuchtung der nicht durch die zweite Teilfläche abgeschatteten ersten Teilfläche und der zweiten Teilfläche werden dunkle Bereiche auf der Lichtaustrittsfläche vermieden, die dann auftreten könnten, wenn nur ein Teil der Summe aus der ersten Teilfläche und der zweiten Teilfläche beleuchtet werden würde. Bevorzugt ist auch, dass genau die erste Teilfläche, soweit sie nicht durch die zweite Teilfläche abgeschattet wird, und die zweite Teilfläche der zweiten Schmalseite beleuchtet wird.
  • Das über den Einkoppelbereich eingekoppelte Licht wird also vollständig für die Beleuchtung der genannten beiden Teilflächen verwendet. Dadurch wird alles eingekoppelte Licht letztlich auf die Lichtaustrittsfläche gerichtet, so dass die Effizienz optimiert wird, die man als Verhältnis von ausgekoppeltem Licht zu eingekoppeltem Licht definieren kann.
  • Bevorzugt ist auch, dass sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert.
  • Dies bietet eine weitere Möglichkeit zur Homogenisierung der Helligkeitsverteilung. Durch die mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite abnehmende Breite der zweiten Teilfläche ergibt sich gewissermaßen unterhalb der zweiten Teilfläche ein sich aufweitender Lichtleiterquerschnitt, der für eine erwünschte weitere Parallelisierung sorgt.
    Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Teilfläche eine trapezförmige oder dreieckige Kontur aufweist.
  • Bevorzugt ist auch, dass die zweite Teilfläche näher an der ersten Schmalseite als an der dritten Schmalseite angeordnet ist.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Schmalseite in mehr als zwei Teilflächen aufgeteilt ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine weiter innen liegende Teilfläche eine kleinere Brennweite besitzt als eine weiter außen liegende Teilfläche.
  • Bevorzugt ist auch, dass die zweite Schmalseite eine Parabelform aufweist. Das bedeutet, dass die Kanten, mit denen die die zweite Schmalseite an die erste Seite und an die zweite Seite stößt, Parabeln sind.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Schmalseite eine Reihe von aneinander angrenzenden Flächensegmenten aufweist, wobei Kanten, mit der die Flächensegmente an die erste breite Seite und an die zweite breite Seite anstoßen, eine Parabel als Einhüllende aufweisen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtleiterstruktur mehrere stoffschlüssig miteinander zusammenhängende flächige Lichtleiterbereiche und Einkoppelbereiche aufweist, wobei die Einkoppelbereiche so gekrümmt verlaufen, dass ihre Lichteintrittsflächen in einer Ebene liegen.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die Lichtleiterstruktur einen der Erzeugung einer leuchtenden Lichtaustrittsfläche dienenden Bereich aufweist, der ein stoffschlüssiger Bestandteil der Lichtleiterstruktur ist und der im Lichtweg hinter den parallelisierenden Teilflächen der zweiten schmalen Seite liegt.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die dritte schmale Seite in stufenartig versetzte Teilflächen aufgeteilt ist. Dadurch kann eine Krümmung einer Lichtaustrittsfläche mit diskreten Stufen nachgebildet werden, ohne dass ein unerwünschtes Auftreten interner Totalreflexionen ausgelöst wird. Interne Totalreflexionen treten bekanntlich dann auf, wenn der Einfallswinkel des Lichtes auf die gekrümmte Lichtaustrittsfläche aufgrund von deren Krümmung den Grenzwinkel der Totalreflexion überschreitet.
  • Bevorzugt ist auch, dass die stufenartig versetzten Teilflächen sozusagen auch in Richtung einer Flächennormalen der breiten Seiten zueinander stufenartig versetzt angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung kann auch eine Krümmung in einer weiteren Raumrichtung erzeugt werden, so dass sich die Möglichkeit ergibt, dreidimensional gekrümmt erscheinende leuchtende Lichtaustrittsflächen bereit zu stellen.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die breiten Seiten ebene parallele Flächen sind. Dadurch wird eine plattenförmige Lichtleiterstruktur bereit gestellt, die sich insbesondere zum Stapeln eignet. Eine dazu alternative Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die breiten Seiten Flächen sind, die im Raum gekrümmt verlaufen. Dies ist zur Erzielung von dreidimensional im Raum gekrümmten Lichtaustrittsflächen vorteilhaft.
    Weitere Vorteile ergeben sich aus Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
    Fig. 2
    verschiedene Ansichten eines Einkoppelbereichs einer Lichtleiterstruktur aus der Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Einkoppelbereich und einen flächigen Lichtleiterbereich zusammen mit exemplarisch herausgegriffenen Strahlen eines Lichtbündels;
    Fig. 4
    verschiedene Ansichten eines flächigen Lichtleiterbereichs, dessen winkelverändernde zweite schmale Seite noch nicht in eine erste und zweite Teilfläche aufgeteilt ist;
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf einen solchen flächigen Lichtleiterbereich zusammen mit einer resultierenden Helligkeitsverteilung;
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich, dessen zweite schmale Seite in zwei Teilflächen unterteilt ist;
    Fig. 7
    einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 6;
    Fig. 8
    eine Draufsicht auf einen gestuft unterteilten flächigen Lichtleiterbereich zur Veranschaulichung einer Abschattungswirkung;
    Fig. 9
    eine Draufsicht auf einen solchen flächigen Lichtleiterbereich zusammen mit einer resultierenden Helligkeitsverteilung;
    Fig. 10
    eine weitere Ausgestaltung einer Lichtleiterstruktur einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung in einer Schrägansicht;
    Fig. 11
    den Gegenstand der Fig. 10 in einer Draufsicht;
    Fig. 12
    eine bevorzugte Ausgestaltung, bei sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert;
    Fig. 13
    einen Verbund aus mehreren stoffschlüssig zusammenhängenden Lichtleiterstrukturen;
    Fig. 14
    eine Ausgestaltung, die sich zur Verwendung in Verbindung mit einer ebenen Platine eignet;
    Fig. 15
    eine erste Möglichkeit, eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zur erzeugen;
    Fig. 16
    eine zweite Möglichkeit, eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zu erzeugen;
    Fig. 17
    eine Möglichkeit, mehrere Lichtleiterstrukturen zu stapeln um komplexe Lichtaustrittsflächen aus einzelnen Lichtleiterstrukturen zu erhalten; und
    Fig. 18
    eine Ausgestaltung, bei der die winkelverändernde Fläche durch ebene Flächensegmente verwirklicht wird.
  • Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach gleiche Elemente.
  • Im Einzelnen zeigt die Figur 1 eine Beleuchtungseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur 12. Die Lichtleiterstruktur 12 ist in einem Gehäuse 2 der Beleuchtungseinrichtung angeordnet. Das Gehäuse 2 weist eine Lichtaustrittsöffnung auf, die von einer transparenten Abdeckscheibe abgedeckt wird.
  • Die Lichtleiterstruktur 12 weist einen Einkoppelbereich 14 und wenigstens einen flächigen Lichtleiterbereich 16 auf. Der flächige Lichtleiterbereich 16 weist eine erste breite Seite 18 auf, die von einem ersten Rand 18.1 begrenzt wird. Darüber hinaus weist der flächige Lichtleiterbereich 16 eine zweite breite Seite auf, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt und die von einem zweiten Rand 20.1 begrenzt wird. In der Fig. 1 wird die zweite breite Seite von dem Volumen des flächigen Lichtleiterbereichs 16 verdeckt. Schmale Seiten liegen zwischen dem ersten Rand 18.1 und dem zweiten Rand 20.1 und verbinden die erste breite Seite 18 mit der zweiten breiten Seite.
    Eine erste schmale Seite, von der in der Fig. 1 nur ein Rand 22.1 dargestellt ist, grenzt den flächigen Lichtleiterbereich 16 gegen den Einkoppelbereich 14 ab.
  • Eine zweite schmale Seite 24 ist dazu eingerichtet, von einer ersten schmalen Seite her auf die zweite schmale Seite 24 einfallendes Licht zu parallelisieren und auf eine dritte schmale Seite 26 zu richten. Die dritte schmale Seite 26 stellt eine Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterstruktur 12 dar.
  • Die zweite schmale Seite 24 weist eine erste parallelisierende Teilfläche 28 und eine zweite parallelisierende Teilfläche 30 auf. Die zweite parallelisierende Teilfläche 30 ist gegenüber der ersten parallelisierenden Teilfläche 28 stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches 16 versetzt angeordnet. Dabei wird die erste Teilfläche von dem ersten Rand 18.1 und dem zweiten Rand 20.1 begrenzt, und die zweite Teilfläche wird von dem zweiten Rand 20.1, nicht aber von dem ersten Rand 18.1 begrenzt.
  • Der Einkoppelbereich 14 weist ein dem flächigen Lichtleiterbereich abgewandtes erstes Ende und ein dem flächigen Lichtleiterbereich zugewandtes zweites Ende auf.
  • An dem ersten Ende ist eine Lichtquelle 32 so angeordnet, dass das von ihr emittierte Licht in das dem flächigen Lichtleiterbereich 16 abgewandte Ende des Einkoppelbereichs 14 eingekoppelt wird. Bei der Lichtquelle 32 handelt es sich bevorzugt um eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere um eine einzelne Leuchtdiode oder Laserdiode oder um eine räumliche Zusammenfassung mehrerer solcher Dioden. Für Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen, und so bevorzugt auch hier, werden üblicherweise Leuchtdioden verwendet, die eine viereckige, ebene Lichtaustrittsfläche mit einer Kantenlänge von 0,3 mm bis etwa 2mm aufweisen. Die Anordnung erfolgt so, dass der Abstand zwischen der Lichtaustrittsfläche der Halbleiterlichtquelle und der Lichteintrittsfläche des Einkoppelbereichs kleiner als 1 mm ist.
  • Es ist ein Ziel, eine lange und schmale Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterstruktur 12 homogen mit parallelem Licht aus dem Inneren der Lichtleiterstruktur 12 zu beleuchten Dabei soll die Beleuchtung möglichst effizient, also mit einem möglichst hohen Anteil am eingekoppelten Licht, erfolgen.
  • In Bezug auf die als Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterstruktur 12 dienende dritte schmale Seite 26 und den in Lichtrichtung davor liegenden flächigen Lichtleiterbereich 16 wird die x-Richtung als Richtung einer Tiefe des flächigen Lichtleiterbereichs, die y-Richtung als Richtung einer Breite des flächigen Lichtleiterbereiches und der Lichtaustrittsfläche und die z-Richtung als Dicke des flächigen Lichtleiterbereiches und Höhe der Lichtaustrittsfläche definiert.
  • Aus einer Blickrichtung, die der angegebenen x-Richtung entgegengesetzt ist, ist die leuchtende Fläche bei der Ausgestaltung, die in der Fig. 1 dargestellt ist, ein Rechteck der Höhe delta z und der Breite delta y. Im Folgenden wird die x - y - Ebene als horizontale Ebene und die x - z- Ebene als vertikale Ebene betrachtet. Es versteht sich aber, dass sich diese Betrachtung nur auf die Erläuterung der dargestellten Ausgestaltungen bezieht und damit in gewisser Weise ein mitgeführtes Koordinatensystem definiert. Dies soll die mögliche Orientierungen der Beleuchtungseinrichtung in einem Fahrzeug oder aber auch die möglichen Orientierungen von Lichtleiterstrukturen 12 innerhalb einer Beleuchtungseinrichtung 1 nicht einschränken. Soweit im Folgenden von horizontalen Winkeln die Rede ist, sollen diese in der x - y - Ebene liegen, während vertikale Winkel in der x - z - Ebene liegen sollen.
  • Die Angabe dieser Richtungen in den verschiedenen Figuren stellt daher einen Bezug zwischen den Ausrichtungen der jeweils dargestellten Gegenstände her. Die Lichtquelle 32 befindet sich im Ursprung des dargestellten Koordinatensystems.
  • Eine Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes verläuft in dem flächigen Lichtleiterbereich 16 von der ersten Schmalseite 22, die als Lichteintrittsfläche des flächigen Lichtleiterbereichs 16 dient, zur dritten Schmalseite 26, die als Lichtaustrittsfläche dient.
  • Die erste Teilfläche 28 und die zweite Teilfläche 30 sind so angeordnet, dass die zweite Teilfläche 30 gegenüber der ersten Teilfläche 28 in einem quer zur Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes im flächigen Lichtleiterbereich liegenden Querschnitt stufenförmig versetzt angeordnet ist. Eine in z-Richtung gemessene Dicke des flächigen Lichtleiterbereichs 16 ist in einem zwischen dem ersten Teilbereich 28 und dem zweiten Teilbereich 30 liegenden Übergangsbereich 29 gegenüber dem außerhalb dieses Übergangsbereichs vorhandenen Abstandes d verringert. Die zweite Teilfläche 30 erstreckt sich über die ganze zwischen der ersten schmalen Seite 22 und der dritten schmalen Seite 26 liegende Länge der zweiten schmalen Seite 24. Die erste Teilfläche 28 grenzt an die erste schmale Seite 22 an und erstreckt sich von dieser ausgehend nur über einen Teil der zwischen der ersten schmalen Seite 22 und der dritten schmalen Seite 26 liegenden Länge der zweiten schmalen Seite 24.
  • In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Länge der als Lichtaustrittsfläche dienenden dritten schmalen Seite 26 in y-Richtung größer als deren vierfache Breite in z-Richtung, insbesondere größer als deren sechsfache Breite und besonders bevorzugt größer als deren achtfache Breite. Diese Angaben beziehen sich dabei jeweils auf ein Lichtleitervolumen, das von einer Lichtquelle, sei es eine einzelne Halbleiterlichtquelle oder eine räumlich zusammengefasste Anordnung mehrerer Halbleiterlichtquellen, beleuchtet wird. Sofern mehrere räumlich voneinander getrennte Lichtquellen verwendet werden, wird ein Lichtleitervolumen jeder Lichtquelle zugeordnet, wobei eine solche Anordnung als Elementarzelle betrachtet wird. Auch die Tiefe des flächigen Lichtleiterbereichs beträgt bevorzugt ein mehrfaches, insbesondere wenigstens ein vierfaches seiner Dicke, was die Bezeichnung als flächiger Lichtleiter rechtfertigt.
  • Moderne Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtungen liefern Signallicht-Lichtverteilungen und/oder Scheinwerfer-Lichtverteilungen. Eine Signallicht-Lichtverteilung dient dazu, anderen Verkehrsteilnehmern die Anwesenheit eines Kraftfahrzeugs und/oder die Absichten seines Fahrers anzuzeigen. Scheinwerfer-Lichtverteilungen sollen dagegen Objekte im Fahrweg des Kraftfahrzeuges beleuchten und damit für den Fahrer wahrnehmbar machen. Das Erzeugen einer Lichtverteilung wird auch als Lichtfunktion bezeichnet. Häufig erfüllt eine Beleuchtungseinrichtung mehrere Lichtfunktionen mit Hilfe von einem oder mehreren Lichtmodulen, die in einer solchen Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind.
  • Die hier vorgestellte Erfindung erfüllt bevorzugt Signallichtfunktionen, insbesondere eine Tagfahrlicht-Lichtfunktion, eine Blinklicht-Lichtfunktion, eine Positionslicht-Lichtfunktion, eine Schlusslicht-Lichtfunktion oder eine Bremslicht-Lichtfunktion. Bei einer Zusammenschaltung mehrerer Lichtleiterstrukturen können auch Scheinwerfer-Lichtfunktionen verwirklicht werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtungen 1 neben einer durch die Erfindung erfüllten Lichtfunktion noch weitere Lichtfunktionen erfüllen, wozu sie gegebenenfalls weitere Lichtmodule aufweisen. Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtungen können daher insbesondere separate Bugleuchten für Blinklicht- oder Tagfahrlicht-Lichtfunktionen sein, oder es kann sich um mehrere Lichtfunktionen erfüllende Frontscheinwerfer oder auch Heckleuchten handeln.
  • Im Folgenden werden Einzelheiten von Elementen und/oder Ausgestaltungen von Lichtleiterstrukturen 12 erfindungsgemäßer Beleuchtungseinrichtungen erläutert. Dabei wird die Lichtleiterstruktur zunächst anhand einer ebenen Ausgestaltung, wie sie auch in der Fig. 1 dargestellt ist, erläutert. Weiter unten werden auch dreidimensional gekrümmte Ausgestaltungen vorgestellt.
  • Prinzipiell setzt sich eine Elementarzelle einer Lichtleiterstruktur 12 einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung aus dem Einkoppelbereich 14, dem flächigen Lichtleiterbereich 16 und gegebenenfalls noch einem weiteren Bereich zusammen, der zur Erzeugung einer vorbestimmten Kontur der Lichtaustrittsfläche dient und auf den weiter unten noch näher eingegangen wird.
  • Die Figur 2 zeigt in ihrem Teil a) eine Schrägansicht und in ihrem Teil b) eine Draufsicht auf den Einkoppelbereich 14. Durch die der Lichtquelle 32 zugewandte Lichteintrittsfläche tritt Licht in den Einkoppelbereich 14 ein und propagiert innerhalb des Licht leitenden Materials des Einkoppelbereichs 14 zu einer Endfläche 34. Dort beginnt der in der Fig. 2 nicht dargestellte flächige Bereich 16 der Lichtleiterstruktur 12. Der Einkoppelbereich 14 weist einen ersten Bereich 14.1 und einen Übergangsbereich 14.2 auf. In dem ersten Bereich 14. 1 weitet sich der Querschnitt des Einkoppelbereichs 14, ausgehend von der Lichteintrittsfläche bis zum Beginn des Übergangsabschnitts 14.2 kontinuierlich auf. Dabei ist die Aufweitung in der x- y- Ebene unter Umständen nicht mit der Aufweitung in der z-Richtung identisch. Beim Durchlaufen des ersten Bereichs 14.1 des Einkoppelbereichs 14 erfährt ein großer Anteil des eingekoppelten Lichtes einmal oder mehrmals interne Totalreflexionen an den Längsflächen des ersten Bereichs 14.1. Als Folge erfährt das Licht dort eine Parallelisierung. Dabei wird hier unter einer Parallelisierung eine Verengung des Öffnungswinkels des Lichtkegels verstanden, die aber noch nicht in eine Bündelung mit fokussierender Wirkung übergeht, also bei maximaler Bündelverengung parallel propagierendes Licht zur Folge hat.
  • Mit Bezug auf die vertikale Richtung gilt, dass sich das Licht im weiteren Verlauf bis auf weiter unten noch zu beschreibende Sonderfälle nur noch zwischen den zur z - Richtung senkrechten Flächen bewegt. Es bewegt sich also zwischen der ersten Fläche 18 aus der Fig. 1, die im Folgenden auch als Deckel bezeichnet wird, und der dem Deckel gegenüberliegenden Fläche, die im Folgenden auch als Boden bezeichnet wird. Das bedeutet, dass die Verteilung der vertikalen Winkel des Lichtes, das durch die Endfläche 34 in den flächigen Lichtleiterbereich 16 übertritt, beim Durchlaufen des flächigen Lichtleiterbereichs 16 erhalten bleibt und dass die zugehörigen Lichtstrahlen an der als Lichtaustrittsseite dienenden dritten schmalen Seite des flächigen Lichtleiterbereichs 16 unter winkelvergrößernder Brechung austreten. Das bedeutet wiederum, dass am Ende des Einkoppelbereichs 12 die vertikale Wunsch - Winkelverteilung bis auf die winkelvergrößernde Austrittsbrechung vorliegen muss. Es ist daher bevorzugt, dass der Einkoppelbereich gerade so ausgestaltet ist, dass er eine vorbestimmte Winkelverteilung in vertikaler Richtung erzeugt.
  • Mit Bezug auf die horizontale Richtung gilt, dass die horizontale Winkelverteilung im flächigen Lichtleiterbereich 16 noch gezielt verändert wird. Die Veränderung erfolgt dabei durch die parallelisierende Wirkung der zweiten schmalen Seite 24 des flächigen Lichtleiterbereichs 16.
  • In einer Ausgestaltung besitzt der Einkoppelbereich 14 eine gebogene Form. Ein solcher gebogener Einkoppellichtleiter besitzt nur zwei ebene Flächen. Bei einer solchen Ausgestaltung ist bevorzugt, dass der Einkoppelabschnitt einen rechteckigen Querschnitt aufweist und dass dieser Querschnitt zwischen der Einkoppelfläche und dem Übergangsbereich in Form der ersten Schmalseite 22 des flächigen Abschnitts 16 der Lichtleiterstruktur mit einer quadratischen Abhängigkeit von der Länge des Einkoppelbereichs anwächst.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einkoppelbereich dazu eingerichtet, dass er das Licht der Lichtquelle 32 gerade soweit parallelisiert, dass das parallelisierte Lichtbündel, das vom Einkoppelbereich 12 in den flächigen Lichtleiterbereich 16 übertritt, die gesamte winkelverändernde Fläche des flächigen Lichtleiterbereichs 16 beleuchtet. Dabei soll das Lichtbündel nicht mehr beleuchten als diese Fläche, um sonst auftretende Effizienzeinbußen zu vermeiden. Es soll aber auch nicht weniger als diese Fläche beleuchten, da sonst dunkle Bereiche auf der als Lichtaustrittsseite dienenden dritten schmalen Seite 26 auftreten können.
  • Dies ist ein eigenständiger Aspekt, der auch ohne die Stufe in der winkelverändernden Fläche schon eine recht gute Homogenität und vor allem dieselbe Effektivität ergibt.
  • Mit Blick auf diesen Aspekt wird auch die folgende Kombination von Merkmalen als eigenständige, die oben angegebene Aufgabe lösende Lehre betrachtet: Beleuchtungseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur 12, die wenigstens einen Einkoppelbereich 14 und wenigstens einen flächigen Lichtleiterbereich 16 aufweist, der eine erste breite Seite 18 aufweist, die von einem ersten Rand 18.1 begrenzt wird, und der eine zweite breite Seite 20 aufweist, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt und die von einem zweiten Rand 20.1 begrenzt wird, sowie mit schmalen Seiten 22, 24, 26, 28, die zwischen dem ersten Rand 18.1 und dem zweiten Rand 20.1 liegen und die die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite verbinden, wobei eine zweite schmale Seite 24 dazu eingerichtet ist, von einer ersten schmalen Seite 22 her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht auf eine dritte schmale Seite 26 zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite schmale Seite 24 dazu eingerichtet ist, von der ersten schmalen Seite 22 her auf die zweite schmale Seite 24 einfallendes Licht zu parallelisieren und auf die dritte schmale Seite 26 zu richten, wobei die erste schmale Seite einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Bereich zusammenhängenden Einkoppelbereichs 14 zu dem flächigen Lichtleiterbereich 16 bildet, welcher Einkoppelbereich dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle 32 zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite zu richten, dass nur die zweite Schmalseite beleuchtet wird.
  • Figur 3 zeigt den Einkoppelbereich 12 und den flächigen Lichtleiterbereich 16 zusammen mit exemplarisch herausgegriffenen Strahlen eines Lichtbündels 36, das die als winkelverändernde Fläche des flächigen Lichtleiterbreichs 16 dienende zweite schmale Seite 24 des flächigen Lichtleiterbreichs 16 in diesem Sinne exakt passend ausleuchtet.
  • Der Einkoppelbereich 12 hängt in einer bevorzugten Ausgestaltung stoffschlüssig mit dem flächigen Lichtleiterbereich 16 zusammen, so dass die erste schmale Seite 22 des flächigen Lichtleiterbereichs mit der Endfläche 34 des Einkoppelbereichs 12 zusammenfällt. Die Lichtleiterstuktur besteht bevorzugt aus einem üblichen Lichtleitermaterial wie Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder einem anderen glasklaren Material wie Glas oder Silikon.
  • Die Fig. 3 zeigt damit insbesondere eine Ausgestaltung, bei der die erste schmale Seite 22 des flächigen Lichtleiterbereichs 16 einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Lichtleiterbereich 16 zusammenhängenden Einkoppelbereichs 14 zu dem flächigen Lichtleiterbereich bildet, welcher Einkoppelbereich 14 dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle 32 zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite 24 des flächigen Lichtleiterbereichs zu richten, dass die winkelverändernde Fläche des flächigen Lichtleiterbereichs, also insbesondere die erste Teilfläche 28 und die zweite Teilfläche 30 der zweiten Schmalseite 24 des flächigen Lichtleiterbereichs 16 beleuchtet wird.
  • Gelingt es nicht, durch Änderungen des Anstellwinkels, mit dem sich die Seitenflächen des Einkoppelbereichs 14 aufweiten, die winkelverändernde Fläche 24 im flächigen Lichtleiterbereich 16 exakt auszuleuchten, kann eine Drehung des Einkoppelbereichs 16 um einen Winkel α hilfreich sein. Der Drehpunkt liegt etwa in der Mitte 38 der Endfläche 34 des Einkoppelbereichs 12. Führt dies nicht zum Ziel, muss die Breite delta y der dritten schmalen Seite des flächigen Lichtleiterbereichs 16 beim Entwurf der Lichtleiterstruktur 12 angepasst werden.
  • Die der winkelverändernden Seite 24 gegenüberliegende vierte schmale Seite 40 des flächigen Lichtleiterbereichs 26 hat bei den hier vorgestellten Ausgestaltungen keine optische Funktion. Analog zu dieser Fläche ist auch der Abschnitt 35, der zwischen dem Einkoppelbereich 14 und der zweiten schmalen Seite 24 ohne optische Funktion.
  • Diese Abschnitte werden in bevorzugten Ausgestaltungen für das Anbringen von Verbindungs- und Befestigungselementen wie beispielsweise den Stegen zwischen den erfindungsgemäßen Lichtleitern in den Fig. 13 und 14 verwendet. Alternativ oder ergänzend ist bevorzugt, dass der für den Kunststoffspritzguss erforderliche Anspritzbereich dort positioniert ist.
  • Figur 4 zeigt in ihrem Teil a) eine Schrägansicht und in ihrem Teil b) eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich 16, bei dem die winkelverändernde zweite schmale Seite 24 noch nicht in eine erste und zweite Teilfläche aufgeteilt ist. Die winkelverändernde Fläche erhält man in einer bevorzugten Ausgestaltung durch Extrudieren einer in der x- y- Ebene liegenden Parabel in z - Richtung.
  • Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich 16, dessen winkelverändernde Fläche 24 noch nicht in einer erste und zweite Teilfläche unterteilt ist, zusammen mit einer resultierenden Verteilung der Helligkeit H des über die dritte schmale Seite 26 austretenden Lichtes über der Breite delta y der dritten schmalen Seite 26.
    Die Verteilung ist dabei stark schematisiert dargestellt. Die winkelverändernde Fläche hat hier eine Parabelform. Wesentlich ist, dass ein näher an der winkelverändernden Seite 24 liegender vierter Abschnitt der Lichtaustrittsfläche 26 deutlich heller ist als der Durchschnitt der anderen Abschnitte, während ein weiter von der winkelverändernden Seite 24 entfernt liegender achter Abschnitt deutlich weniger hell erscheint als der Durchschnitt der anderen Bereiche. Insgesamt weist die Helligkeitsverteilung also eine ausgeprägte und störende Inhomogenität auf.
  • Figur 6 zeigt wieder eine Draufsicht auf einen flächigen Lichtleiterbereich 16. Dieser unterscheidet sich vom flächigen Lichtleiterbereich aus der Fig. 5 dadurch, dass die zweite schmale Seite eine erste parallelisierende Teilfläche 28 und eine zweite parallelisierende Teilfläche 30 aufweist, wobei die zweite parallelisierende Teilfläche 30 gegenüber der ersten parallelisierenden Teilfläche 28 stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches 16 versetzt angeordnet ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind beide Teilflächen 28, 30 parabelförmig, wobei die beiden Parabeln den gleichen Brennpunkt und die gleiche Richtung besitzen. Bevorzugt ist auch, dass die Parabel der stufenförmig nach innen versetzten Teilfläche 30 eine im Vergleich zur Brennweite der außen liegenden Teilfläche 28 kleinere Brennweite aufweist. Ein Strahlenbündel 42, dessen vertikale Winkelverteilung derjenigen am Ende des Einkoppelbereichs entspricht, wird zu einem Teil 42b an der zweiten Teilfläche 30 reflektiert, der Rest 42a wird an der ersten Teilfläche 28 reflektiert. Insgesamt ergibt sich also eine Aufspaltung in zwei Bündel 42a und 42b, welche den flächigen Lichtleiterbereich 16 an zwei unterschiedlichen y - Orten verlassen.
  • Figur 7 zeigt einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig. 6 längs der Linie VII-VII. Der dort dargestellte flächige Lichtleiterbereich 16 besitzt in z-Richtung eine Dicke d. In dieser z-Richtung besitzt die erste Teilfläche 28 eine Dicke oder Breite a, und die zweite Teilfläche 30 besitzt eine Dicke oder Breite b. Das Verhältnis a zu b steuert in etwa die Lichtmenge in den Bündeln 42a und 42b. Im dargestellten Fall, in dem a = b ist, sind die beiden entstehenden Bündel etwa gleich hell.
  • Eine weitere Konsequenz der Verminderung der Schichtdicke im Lichtweg hinter der eingestuften zweiten Teilfläche 42b ist in der Figur 8 dargestellt. Die erste Teilfläche 28 wird im schraffiert dargestellten Bereich nur von der halben Lichtmenge beleuchtet, wobei hier wieder a = b vorausgesetzt ist. Wenn man sich nicht nur auf zwei Teilflächen 28, 30 beschränkt, sondern darüber hinaus mehr eingestufte Teilflächen zulässt, ergibt sich insgesamt eine sehr wirkungsvolle Methode, um die Austrittsfläche über die gesamte Breite Delta y homogen auszuleuchten.
  • Fig. 9 verdeutlicht die Auswirkung der Aufteilung der winkelverändernden Fläche auf die beiden stufenförmig versetzten Teilflächen. Wie eigentlich auch schon die Fig. 6 zeigt, wird ein Teilbündel 42b des Lichtbündels 42, das ohne eine Unterteilung der winkelverändernden Fläche 24 im Strahlengang des Teilbündels 42a liegen würde, nach innen versetzt. Das bedeutet, dass ein Lichtstrom entgegen der y-Richtung nach rechts verschoben wird. Im Vergleich mit der Fig. 5 zeigt sich dies in der Fig. 9 dadurch, dass die Intensitätsverteilung beim Gegenstand der Fig. 9 homogener ist als beim Gegenstand der Fig. 5. Der überschüssige Lichtstrom aus dem mittleren Bereich in Fig. 5 ist in den zu schwach beleuchteten rechten Bereich verschoben worden.
  • Die Fig. 10 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Lichtleiterstruktur 12 einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung in einer Schrägansicht. Die Fig. 11 zeigt den Gegenstand der Fig. 10 in einer Draufsicht. Die Lichtleiterstruktur 12 nach den Fig. 10 und 11 weist einen Konturerzeugungsbereich 44 auf, der der Erzeugung einer leuchtenden Lichtaustrittsfläche dient, bevorzugt ein stoffschlüssiger Bestandteil der Lichtleiterstruktur 12 ist, und der im Lichtweg hinter den parallelisierenden Teilflächen 28, 30 der zweiten schmalen Seite 24 liegt. Wie die Figuren 10 und 11 zeigen, ist die dritte schmale Seite 26 bei dieser Ausgestaltung in stufenartig versetzte Teilflächen aufgeteilt.
  • Dadurch kann eine gekrümmte Lichtaustrittsfläche mit diskreten Stufen nachgebildet werden, ohne dass ein unerwünschtes Auftreten interner Totalreflexionen ausgelöst wird, wie es an tatsächlich gekrümmten Flächen auftritt, wenn der Einfallswinkel des Lichtes auf die gekrümmte Lichtaustrittsfläche aufgrund von deren Krümmung den Grenzwinkel der Totalreflexion überschreitet.
  • Die Lichtaustrittsflächen der einzelnen Stufen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung als Licht in vorbestimmte Richtungen brechende Flächen, zum Beispiel als Zylinderflächen ausgestaltet.
  • Die Fig. 10 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die zweite Teilfläche 30 über ihre ganze Länge eine gleichbleibende Breite in z-Richtung besitzt.
  • Die Fig. 12 zeigt dagegen eine bevorzugte Ausgestaltung, bei sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert.
  • Dies bietet eine weitere Möglichkeit zur Homogenisierung der Helligkeitsverteilung. Durch die mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite, also von dem Einkoppelbereich 14, abnehmende Breite der zweiten Teilfläche 30 ergibt sich gewissermaßen in z-Richtung unterhalb der zweiten Teilfläche 30 ein sich aufweitender Lichtleiterquerschnitt, der für eine erwünschte weitere Parallelisierung sorgt.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die zweite Teilfläche eine trapezförmige oder dreieckige Kontur aufweist.
  • Bevorzugt ist auch, dass die zweite Teilfläche näher an der ersten Schmalseite als an der dritten Schmalseite angeordnet ist, beziehungsweise, was das gleiche ist, dass die zweite Teilfläche 30 näher an dem Einkoppelbereich 14 als an der Lichtaustrittsfläche 26 angeordnet ist.
  • Figur 14 zeigt, wie durch mehrere, hier fünf, bevorzugt stoffschlüssig zusammenhängende Lichtleiterstrukturen 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, auch eine Scheinwerfer-Lichtfunktion verwirklicht werden kann. Die der Einkopplung von Licht und der Parallelisierung des Lichtes dienenden Bereiche sind in diesem Beispiel jeweils identisch, einzig die Konturerzeugungsbereiche variieren in der Länge (parallel zu x). Die Kontur wird durch Treppenstufen gebildet, deren Stufen parallel und senkrecht zu x stehen.
  • Dies ist deshalb nötig, damit das Licht den Lichtleiter parallel zu x verlassen kann. Würde man auf die Treppenstufen verzichten, würde das Licht aufgrund von Totalreflexionen an der dann gekrümmten Fläche im Lichtleiter verbleiben.
  • Die senkrecht zur x-Richtung liegenden Absätze der Stufen sind gekrümmt, hier konvex ausgestaltet, um das parallel zur x-Richtung aus dem Lichtleiterinneren einfallende Licht in eine gewünschte Lichtverteilung zu brechen.
  • Die in der Figur 13 dargestellte Anordnung weist noch den Nachteil auf, dass die Lichtquellen nicht auf einer ebenen Platine angeordnet werden können. Ebene Platinen sind vor allem kostengünstiger als flexible Platinen, so dass eine Verwendung ebener und starrer Platinen vorteilhaft ist.
  • Figur 14 zeigt eine Ausgestaltung, bei der am Beispiel des ersten Einkoppelbereichs 14.1 dargestellt ist, wie durch entsprechende Krümmung desselben die Verbindung zu einer ebenen Platine, beziehungsweise zu einer auf einer ebenen Platine montierten Standard-LED als Lichtquelle 32 verwirklicht werden kann. Eine Standard-LED zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Lichtaustrittsfläche ihrer Montagefläche gegenüberliegt, mit der sie an einer Platine 46 befestigt wird.
  • Natürlich kann diese Krümmung des Einkoppelbereichs 14.1 auch auf den flächigen Lichtleiterbereich 16 und/oder den Konturerzeugungsbereich 44 ausgedehnt werden. Bis hierher wurde lediglich gezeigt, wie mit Hilfe des Konturerzeugungsbereichs 44 eine ebene leuchtende Kurve erzeugt werden kann.
  • Figur 15 zeigt eine erste Möglichkeit, von einer ebenen Kurve auf eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zu gelangen. Hierzu wird der Konturerzeugungsbereich 46 in einzelne Stäbe aufgeteilt, die im Folgenden so gekrümmt werden, dass die Lichtaustrittsfläche 26 auch in der z-Richtung der gewünschten Kurve folgt. Die Beschränkung der Krümmung auf den Konturerzeugungsbereich 46 erfolgte in der Fig. 15 nur der einfacheren Darstellung wegen. Alternativ oder ergänzend können auch diejenigen Bereiche des flächigen Lichtleiterbereichs 16, in denen sich ausschließlich bereits parallelisiertes Licht ausbreitet, in dieser Weise verformt werden.
  • Eine zweite Möglichkeit, eine dreidimensional gekrümmte leuchtende Kurve zu erzeugen, ist in den drei Ansichten eines dreidimensional gekrümmten Konturerzeugungsbereichs 46 der Figur 16 dargestellt. Fig. 16 a) zeigt eine Schrägansicht, Fig. 16b zeigt eine Ansicht aus Richtung des Einkoppelbereichs, und Fig. 16c zeigt eine Draufsicht auf einen solchen Konturerzeugungsbereich. Wiederum erfolgt der einfachen Darstellung wegen eine Beschränkung auf den Konturerzeugungsbereich 46. Anstatt die Fläche in Stäbe aufzuteilen, wie es beim Gegenstand der Figur 15 der Fall ist, und die Stäbe dann beim Entwurf der Lichtleiterstruktur entsprechend der zu erzielenden Kontur zu verbiegen, wird beim Gegenstand der Fig. 16 die gesamte Fläche des Konturerzeugungsbereichs 46 gekrümmt. Dies hat leider zur Folge, dass das darin propagierende Licht bei Reflexionen am Deckel und/oder am Boden horizontale Komponenten erhält. Als unerwünschte Folge geht dabei die durch die parabelförmige winkeländernde Reflexionsfläche erzeugte Parallelität verloren. Wenn die Anzahl der Reflexionen am Deckel und am Boden identisch ist, heben sich diese Horizontalkomponenten jedoch gegenseitig nahezu auf. Diejenigen Strahlen, bei denen dieser günstige Fall nicht zutrifft, erhalten eine horizontale Komponente, die auch nach dem Verlassen des Lichtleiters durch die Austrittsöffnung zumindest erhalten bleibt oder durch Brechung sogar noch vergrößert wird. Dies muss bei der Definition der brechenden Fläche auf den Austrittsflächen beim Entwurf der Lichtleiterstruktur berücksichtigt werden, um eine unerwünscht große horizontale Streuwirkung zu vermeiden.
  • Figur 17 zeigt eine Möglichkeit, mehrere Lichtleiterstrukturen 12 zu stapeln um komplexe Lichtaustrittsflächen aus als Elementarzellen dienenden einzelnen Lichtleiterstrukturen 12 zu erhalten. Durch Kombinationen von Übereinanderanordnungen, Nebeneinanderanordnungen und Aneinanderanordnungen solcher Elementarzellen oder auch verschiedener Ausgestaltungen von Lichtleiterstrukturen 12 erhält man weitere Möglichkeiten. Liegen die einzelnen Lichtleiterstrukturen 12 schräg im Raum, was sich zum Beispiel durch Kippen des linken oberen Endes der in Figur 18 dargestellten Anordnung nach unten ergibt, müssen die auf den einzelne Stufen der gekippten Lichtaustrittsfläche liegenden Streuelemente (zum Beispiel Zylinder) beim Entwurf entgegengesetzt gekippt werden, weiter eine rein horizontale Streuung zu erhalten.
  • Figur 18 zeigt eine Möglichkeit auf, die eine weitere Verbesserung des gleichmäßig hellen Erscheinungsbildes der leuchtenden und gegebenenfalls dreidimensional gekrümmten Lichtaustrittsfläche erlaubt. Hierzu wird die winkelverändernde zweite schmale Seite nicht als echte Parabel verwirklicht, sondern eine solche Parabel wird durch Geradenabschnitte, beziehungsweise durch ebene Flächensegmente, angenähert. Figur 18 a) zeigt noch einmal eine Ausgestaltung eines flächigen Lichtleiterbereichs 16, der durch eine echte Parabel 52 begrenzt wird. Ein aus dem Einkopplungsbereich eintretendes Bündel 48 wird an der Parabel parallelisiert und beleuchtet genau ein brechendes Austrittselement 50. In Figur 18 b) trifft dasselbe Bündel 48 auf ein zur Veranschaulichung mit dicker Strichstärke gezeichnetes ebenes Flächensegment 54. Dies hat zur Folge, dass das Bündel 48 nicht parallelisiert, sondern unter Beibehaltung seines Öffnungswinkels umgelenkt wird und deshalb nicht wie im Fall der Fig. 18 a) auf genau ein Austrittselement 50 trifft, sondern auf einen etwa zwei Austrittselemente breiten Bereich der Lichtaustrittsfläche 26. Da dasselbe für die beiden nicht dargestellten Nachbarbündel ebenfalls zutrifft, wird das Austrittselement 50 hier durch drei überlagerte Bündel beleuchtet. Dadurch werden in der resultierenden Lichtverteilung sonst möglicherweise sichtbare dunkle Streifen zwischen den Bildern benachbarter Austrittselemente verwischt. Dies muss beim Entwurf der brechenden Flächen auf den Austrittsflächen berücksichtigt werden, um eine sonst drohende zu breite horizontale Streuung zu verringern.

Claims (10)

  1. Beleuchtungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur (12), die wenigstens einen Einkoppelbereich (14) und wenigstens einen flächigen Lichtleiterbereich (16) aufweist, der eine erste breite Seite (18) aufweist, die von einem ersten Rand (18.1) begrenzt wird, und der eine zweite breite Seite (20) aufweist, die der ersten breiten Seite äquidistant gegenüber liegt und die von einem zweiten Rand (20.1) begrenzt wird, sowie mit schmalen Seiten (22, 24, 26, 28), die zwischen dem ersten Rand (18.1) und dem zweiten Rand (20.1) liegen und die die erste breite Seite mit der zweiten breiten Seite verbinden, wobei eine zweite schmale Seite (24) dazu eingerichtet ist, von einer ersten schmalen Seite (22) her auf die zweite schmale Seite einfallendes Licht auf eine dritte schmale Seite (26) zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite schmale Seite eine erste Teilfläche (28) und eine zweite Teilfläche (30) aufweist, wobei die zweite Teilfläche (30) gegenüber der ersten Teilfläche stufenförmig in Richtung zum Inneren des flächigen Lichtleiterbereiches versetzt angeordnet ist.
  2. Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite schmale Seite (24) dazu eingerichtet ist, von der ersten schmalen Seite (22) her auf die zweite schmale Seite (24) einfallendes Licht zu parallelisieren und auf die dritte schmale Seite (26) zu richten, wobei die erste Teilfläche (28) eine parallelisierende Teilfläche ist und wobei auch die zweite Teilfläche (30) eine parallelisierende Teilfläche ist.
  3. Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste schmale Seite einen Übergang eines eine Lichteintrittsfläche aufweisenden und stoffschlüssig mit dem flächigen Bereich zusammenhängenden Einkoppelbereichs (14) zu dem flächigen Lichtleiterbereich (16) bildet, welcher Einkoppelbereich dazu eingerichtet ist, über seine Lichteintrittsfläche eingekoppeltes Licht einer Lichtquelle (32) zu parallelisieren und das parallelisierte Licht so auf die zweite Schmalseite zu richten, dass die erste Teilfläche und die zweite Teilfläche der zweiten Schmalseite beleuchtet wird.
  4. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche eine konstante Breite aufweist oder dass sich die Breite der zweiten Teilfläche mit zunehmendem Abstand von der ersten Schmalseite verringert.
  5. Beleuchtungseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche eine rechteckige, trapezförmige oder dreieckige Kontur aufweist.
  6. Beleuchtungseinrichtung nach (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche näher an der ersten Schmalseite als an der dritten Schmalseite angeordnet ist.
  7. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmalseite in mehr als zwei Teilflächen aufgeteilt ist.
  8. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weiter innen liegende Teilfläche eine kleinere Brennweite besitzt als eine weiter außen liegende Teilfläche.
  9. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmalseite eine Parabelform aufweist.
  10. Beleuchtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schmalseite eine Reihe von aneinander angrenzenden Flächensegmenten aufweist, wobei Kanten, mit der die Flächensegmente an die erste breite Seite und an die zweite breite Seite anstoßen, eine Parabel als Einhüllende aufweisen.
EP12198113.8A 2011-12-22 2012-12-19 Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur Withdrawn EP2607776A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110089575 DE102011089575B3 (de) 2011-12-22 2011-12-22 Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem gestuften Lichtleiter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2607776A2 true EP2607776A2 (de) 2013-06-26
EP2607776A3 EP2607776A3 (de) 2015-06-17

Family

ID=47664063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12198113.8A Withdrawn EP2607776A3 (de) 2011-12-22 2012-12-19 Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lichtleiterstruktur

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2607776A3 (de)
DE (1) DE102011089575B3 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3159600A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-26 Valeo Vision Leuchtvorrichtung mit optischen wellenleitern
JP2018006315A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 株式会社小糸製作所 車両用灯具
CN109973937A (zh) * 2017-12-14 2019-07-05 株式会社小糸制作所 光导装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013222794A1 (de) 2013-11-08 2015-05-13 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtleiter, Lichtleiterstruktur und Kfz-Beleuchtungseinrichtung
DE102014220105A1 (de) 2014-10-02 2016-04-07 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtleiter und Kfz-Beleuchtungseinrichtung
DE102015204747A1 (de) * 2015-03-17 2016-09-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102015107067A1 (de) * 2015-05-06 2016-11-10 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
JP6720809B2 (ja) 2016-09-29 2020-07-08 オムロン株式会社 導光部材、導光部材ユニットおよび照明装置
DE102018007244A1 (de) * 2018-09-13 2020-03-19 Diehl Aerospace Gmbh Lichtmischstab und Leuchtanordnung
DE102019106934A1 (de) * 2019-03-19 2020-09-24 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102019108827A1 (de) * 2019-04-04 2020-10-08 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit Halbleiterlichtquellen und Lichtleitern
DE102019118005A1 (de) * 2019-07-03 2021-01-07 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einer Lichtleiterplatte
DE102022119181B3 (de) 2022-08-01 2023-09-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lichtleiter und beleuchtbare Blende

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008048765A1 (de) 2008-09-24 2010-03-25 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2299532C (en) * 1997-08-07 2008-07-08 Decoma International Inc. Thin light managing system for directing and distributing light from one or more light sources and method for making optics structures for use in the system
JP5097548B2 (ja) * 2004-09-24 2012-12-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 照明システム
DE102006030584A1 (de) * 2006-06-08 2008-01-31 Gebra Gmbh & Co. Sicherheitsprodukte Kg Signalleuchte
DE102007057399A1 (de) * 2007-11-27 2009-05-28 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
US7639918B2 (en) * 2008-05-05 2009-12-29 Visteon Global Technologies, Inc. Manifold-type lightguide with reduced thickness
US8061880B2 (en) * 2008-08-22 2011-11-22 Magna International Inc. High efficiency light pipe—H.E.L.P.
DE102010012634A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Flächiger Lichtleiter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008048765A1 (de) 2008-09-24 2010-03-25 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3159600A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-26 Valeo Vision Leuchtvorrichtung mit optischen wellenleitern
FR3042846A1 (fr) * 2015-10-23 2017-04-28 Valeo Vision Dispositif lumineux a guides optiques
JP2018006315A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 株式会社小糸製作所 車両用灯具
CN109973937A (zh) * 2017-12-14 2019-07-05 株式会社小糸制作所 光导装置
CN109973937B (zh) * 2017-12-14 2023-01-17 株式会社小糸制作所 光导装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011089575B3 (de) 2013-06-06
EP2607776A3 (de) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011089575B3 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem gestuften Lichtleiter
EP2317212B1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP2889529B1 (de) Kraftfahrzeugleuchte mit einem linien- oder flächenhaften Erscheinungsbild
EP2607774B1 (de) Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einer langen und flachen leuchtenden Fläche
DE112017004923B4 (de) Lichtführungselement, Lichtführungseinheit und Beleuchtungsvorrichtung
EP2688769B1 (de) Fahrzeugleuchte zur beleuchtung des innenraums des fahrzeugs
DE102011055429B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP2871405B1 (de) Lichtleiter, Lichtleiterstruktur und Kfz-Beleuchtungseinrichtung
EP3063463B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
EP3190332A1 (de) Beleuchtungseinheit für ein kraftfahrzeug
EP2927572B1 (de) Kraftfahrzeugleuchte mit wischeffekt
AT517414A1 (de) Lichtleiteranordnung zur Erzeugung von zumindest einer Beleuchtungsfunktion und/oder Signalisierungsfunktion eines Kraftfahrzeugscheinwerfers
EP3531012B1 (de) Beleuchtungseinrichtung für kraftfahrzeuge mit einem langgestreckten lichtleiter
DE102018129596A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP2618045A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP3899358B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer sowie kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102012209337A1 (de) Lichtleiter und Lichtleitervorrichtung
EP3461687B1 (de) Lichtleiteranordnung einer kraftfahrzeugleuchte und kraftfahrzeugleuchte mit einer solchen lichtleiteranordnung
DE102015115969A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP3812653B1 (de) Signalleuchte mit einem lichtleiter
DE102017106441A1 (de) Kraftfahrzeugleuchte mit einem flächigen Lichtleiter
WO2023088716A1 (de) Lichtleiterelement für eine beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102015210372A1 (de) Signallichtmodul für ein Kraftfahrzeug
DE202015001004U1 (de) Eine Endlosspiegelanordnung aufweisende Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP3550205A1 (de) Lichtleiter für ein kraftfahrzeuglichtmodul

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F21S 8/10 20060101AFI20150513BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20151218