EP3461687A1 - Lichtleiteranordnung einer kraftfahrzeugleuchte und kraftfahrzeugleuchte mit einer solchen lichtleiteranordnung - Google Patents

Lichtleiteranordnung einer kraftfahrzeugleuchte und kraftfahrzeugleuchte mit einer solchen lichtleiteranordnung Download PDF

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EP3461687A1
EP3461687A1 EP18194094.1A EP18194094A EP3461687A1 EP 3461687 A1 EP3461687 A1 EP 3461687A1 EP 18194094 A EP18194094 A EP 18194094A EP 3461687 A1 EP3461687 A1 EP 3461687A1
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EP
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light
partial
section
redistribution
light guide
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Daniel Rülke
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Marelli Germany GmbH
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Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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    • F21S43/245—Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its major surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a light guide assembly of a motor vehicle light.
  • the light guide arrangement comprises a substantially plate-shaped light guide which is functionally divided in a light propagation direction within the light guide into a light entry section and a subsequent light exit section.
  • the inlet section has means for coupling and collimating light emitted by at least one semiconductor light source, such that the light from the at least one light source is present at an exit of the inlet section as at least one collimated light bundle.
  • the outlet section has a light exit surface through which at least part of the light coupled into the light guide exits.
  • the invention also relates to a motor vehicle light for generating a plurality of lighting functions.
  • the lamp includes a housing with one in one
  • Light exit direction directed light exit opening which is closed by means of a transparent cover.
  • the luminaire in the housing comprises at least two different light functions associated semiconductor light sources for emitting light and a light guide arrangement for bundling (collimating) the light emitted by the light sources and emitting the collimated light to produce at least one of the light functions.
  • Souffleusen reflectors intentional optics or so-called SlitLights called. SlitLights are, for example, from the US 9,557,024 known.
  • both LEDs may not be placed so close to the focus at the same time that light distribution with acceptable optical efficiency can be produced. Even more serious, however, is usually the influence of the out of focus placed LEDs on the homogeneity of the appearance of the lamp in the on state. Because the lighting functions are an essential design element represent in the motor vehicle, the illumination of a particular light exit surface should be as homogeneous as possible. When LEDs are out of focus, homogeneous illumination is usually no longer possible.
  • the present invention seeks to design an optical fiber assembly or a motor vehicle lamp of the type mentioned in such a way and further, that an optically efficient multifunction light is realized based on a transparent light guide assembly.
  • the homogeneity of the appearance of the luminaire for all luminaire functions should be comparable to a single-function luminaire.
  • a light redistribution section is arranged between the inlet section and the outlet section.
  • the entry section comprises means for coupling and collimating light emitted by at least two separate semiconductor light sources, such that at a transition to the redistribution section the light of the two light sources is present as at least two collimated light bundles arranged adjacent to one another or next to one another. Each of the light bundles includes only light from one of the light sources.
  • the redistribution section comprises totally reflecting partial surfaces of interfaces of the light guide.
  • the partial surfaces are formed in such a way and arranged in the optical waveguide that they divide the at least two adjacently arranged collimated light bundles in each case into a plurality of collimated partial light bundles and re-sort the partial light bundles in such a way that the light exit surface in a first direction (y) partial light bundle with light from the one light source with partial light bundles alternating with light from the at least one other light source.
  • a motor vehicle lamp is also proposed with such a light guide assembly according to the invention.
  • the semiconductor light sources are, for example, designed as light-emitting diodes (LEDs).
  • An LED may include one or more LED chips.
  • the LED chips of an LED can emit light of the same color or different colors.
  • the LEDs of the motor vehicle light can also emit light of the same color or different colors. If the LEDs emit light of different colors, different lighting functions of different colors can be generated with the motor vehicle light.
  • the light emitted by one or both light sources is coupled into the inlet section of the light guide and collimated. For this purpose, many possibilities are known from the prior art, so that the bundling or the collimating of light coupled into a light guide should not be discussed here. It is crucial that at least two collimated light bundles are present at the transition between the inlet section and the redistribution section of the light guide.
  • the collimated light bundles are each split into a plurality of collimated partial light bundles and redistributed with respect to their position relative to one another within the light guide with the aim of achieving a homogenous illumination of the light exit surface of the light guide for an observer.
  • the collimating optics may be part of the same component. Only the collimated beam bundles are mixed, so that both LEDs can illuminate a light exit surface to the same extent, without the parallelism of the beam is lost.
  • the illumination of the light exit surface is similar to thin strips or a checkerboard pattern, which is perceived by a viewer with a sufficiently small size of the luminous "stripes" or "fields" as a uniform luminous surface.
  • a preferred embodiment is characterized in that the totally reflecting partial surfaces of the boundary surfaces of the optical waveguide are designed and arranged in the optical waveguide so that they divide the two adjacently arranged collimated light bundles into two collimated partial light bundles.
  • a thickness of the light guide in the first direction at the transition between the inlet section and the redistribution section is the same as at a transition between the redistribution section and the outlet section.
  • the redistribution section is designed in such a way that at least one partial light bundle of at least one light bundle passes through the redistribution section without redistribution.
  • a further preferred refinement is characterized in that the redistribution section has on a first boundary surface a first partial surface which is inclined with respect to the first boundary surface and which is arranged and formed in the redistribution section such that a part of a light bundle impinges on it from the inlet section, which forms a first sub-light bundle, and deflects this sub-light bundle substantially transversely to the light propagation direction, so that it meets a second sub-area of the redistribution section, which is formed on a second boundary surface opposite the first boundary surface.
  • the second partial surface prefferably be inclined with respect to the second interface and to be arranged and configured in the redistribution section such that it deflects the first partial light bundle originating from the first partial surface substantially in the light propagation direction.
  • first partial area and / or the second partial area are arranged at an angle of 45 ° with respect to the first interface or the second interface.
  • a further preferred refinement is characterized in that the redistribution section has a depression on a first boundary surface or on a second boundary surface opposite the first boundary surface has two obliquely to each other and obliquely with respect to the corresponding boundary surface extending third and fourth faces.
  • the optical waveguide has a thickness in the first direction and the depression has a depth in the light propagation direction and a depth ⁇ h in the first direction, and that the third and fourth sub-areas of the depression are inclined at an angle ⁇ with respect to the corresponding boundary surface.
  • the third and fourth partial surfaces of the depression are both inclined at the same angle ⁇ ⁇ 45 ° with respect to the corresponding boundary surface.
  • a further preferred refinement is characterized in that the third partial surface of the depression is directed in the direction of the inlet section and is arranged and configured in the redistribution section such that it deflects incident partial light bundles onto the opposite boundary surface of the deflection section, which guides them in the direction of the fourth partial surface redirects the depression.
  • the third and fourth sub-areas of the recess are arranged and formed in the redistribution section in such a way that they impinge on the third sub-area Partial light bundle after deflecting through the third sub-area, propagate the opposite interface and the fourth sub-area again in the light propagation direction in the light guide, but the position of the partial light bundle is changed relative to each other at least in the first direction.
  • the depression is formed in the first boundary surface of the light guide and the third partial surface of the depression directed in the direction of the inlet section is arranged and formed in the redistribution section so that a part of the first light beam forms from the inlet section which forms a second partial light bundle , and a part of the second light beam impinges on it from the entrance portion forming a third sub-light bundle.
  • a further preferred refinement is characterized in that the depression is formed in the second boundary surface of the light guide and the third partial surface of the depression directed in the direction of the inlet section is arranged and configured in the redistribution section such that the first partial light bundle from the second partial surface and Part of a light beam from the entry section meets them, which forms a fourth partial light bundle.
  • the outlet section has a first deflecting surface inclined with respect to the boundary surfaces of the light guide, which is designed and arranged in the outlet section so that all partial light bundles from the redistribution section meet it and deflects the partial light bundles in the direction of second deflection surfaces trained and in that Exit section are arranged, that all deflected by the first deflection partial light bundle meet them and they deflect the partial light bundle in the direction of the light exit surface.
  • the totally reflecting partial surfaces of the boundary surfaces of the light guide are designed and arranged in the redistribution section so that partial light bundles with light from the one light source on the light exit surface also in a direction transverse to the first direction with partial light bundles with light from the other Alternate light source.
  • a further preferred refinement is characterized in that the totally reflecting partial surfaces are designed and arranged in the redistribution section such that partial light bundles alternate with light from one light source at the light exit surface in a checkerboard pattern with partial light bundles with light from the other light source.
  • a preferred embodiment of the motor vehicle light is characterized in that its light guide arrangement is designed according to one of the preceding embodiments.
  • FIG. 6 is a motor vehicle lamp according to the invention in their entirety designated by the reference numeral 2.
  • the illustrated light 2 is, for example, a rear, side or front light.
  • the luminaire 2 serves to generate several different luminaire functions.
  • the lamp 2 comprises a housing 4 with a directed in a light exit direction 6 light exit opening 8, which is closed by means of a transparent cover 10.
  • a lamp module 12 is arranged, which in FIG. 6 is shown only schematically.
  • the luminaire module 12 comprises at least two semiconductor light sources for emitting light which are assigned to the different luminaire function of the luminaire 2.
  • the luminaire module 12 comprises an optical waveguide arrangement according to the invention for bundling the light emitted by the light sources and for emitting the collimated light for generating at least one of the luminaire functions. Structure and operation of the light guide assembly are described below with reference to the FIGS. 1 to 5 explained in more detail.
  • FIGS. 1 to 3 and 5 are longitudinal sections through various embodiments of a plate-shaped light guide 20 of a light guide assembly according to the invention shown.
  • the light guides 20 serve to realize two or more different light functions.
  • plate-shaped means that the light guide 20 has a relatively large extent in the x and z directions, but a comparatively small extent in the y direction.
  • the light guide 20 is made of an optically transparent material, preferably a plastic material, for example PC or PMMA. It can be easily, inexpensively and dimensionally produced by means of an injection molding process.
  • the light guide 20 has in particular two opposite base surfaces 22, 24, which, however, are not flat but must have stages or, for example, to an axis extending in the plane, curved may be formed.
  • the base surfaces 22, 24 extend - except for some surface deformations - preferably parallel to each other.
  • the light guide 20 is functionally divided in a propagation direction 26 of light within the light guide 20 into a light entry section 28, a subsequent light redistribution section 30 and a subsequent light exit section 32 (cf. FIG. 1 ).
  • a sectional plane at the transition between the inlet section 28 and the redistribution section 30 is designated by the reference numeral 34. This cutting plane simultaneously represents an exit of the entry section 28.
  • a sectional plane at the transition between the redistribution section 30 and the exit section 32 is designated by the reference numeral 36.
  • the entrance portion 28 includes means (not shown) for coupling and collimating light emitted from two separate semiconductor light sources (not shown).
  • the semiconductor light sources are preferably designed as light-emitting diodes (LEDs).
  • each of the light beams A, B includes only light from one of the light sources.
  • the outlet section 32 comprises a light exit surface 38, through which at least part of the light coupled into the light guide 20 emerges.
  • the entry section 28 can be formed integrally with the remaining light guide 20 or as a separate part.
  • the light guide 20 comprises a light entrance surface, over which enter the collimated light beam of the light sources. So it would be conceivable, for example, that the light exit surfaces of two stacked SlitLights, as they look FIG. 3 the US 9,557,024 are known, the light incident surface of the light guide 20 are arranged opposite, so that the two emerging from the SlitLights collimated light bundles enter the light guide surface as efficiently as possible in the light guide 20.
  • the invention proposes that the light redistribution section 30 comprise a deflecting structure of totally reflecting partial surfaces 40, 42, 44, 46 of the interfaces 22 , 24 of the light guide 20, which are formed and arranged in the light guide 20, that they the two side by side arranged collimated light beams A, B respectively into a plurality of collimated partial light beams A1, A2; Split B1, B2 and the Partial light bundles A1, A2; Blend B1, B2 such that in a first direction y of a transverse to the light propagation direction 26 cutting plane xy, for example.
  • partial light beam A1, A2 with light from the one light source with partial light beams B1, B2 with light from the other light source alternate (cf. Figures 4b and 4c ).
  • FIGS. 1 to 4 The operation of the light guide assembly according to the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 explained in more detail.
  • Starting point are two collimated beams A, B of the LEDs, which propagate in a transparent component in the z-direction (light propagation direction 26). On average, these lie directly above each other in the y-direction.
  • FIG. 2 It is shown how a part A1 of the first beam A is reflected at the partial surface 40 of the interface 24 by total reflection.
  • partial beam A1 likewise directly above beam B, is likewise reflected back into original propagation direction 26 by total reflection.
  • the partial beam A1 is reflected at the partial surfaces 44, 46 of a recess 48 formed in the interface 22 and at the opposite interface 24 by total reflection so that it now extends directly above a third partial beam B1 of the second beam B.
  • the partial beam B1 passes through the redistribution section 30 without redirecting or total reflection at one of the partial surfaces 40, 42, 44, 46 through the redistribution structures.
  • the fourth partial beam B2 of the second beam B is reflected at the partial surfaces 44, 46 of the recess 48 and at the opposite interface 24 by total reflection so that it is now above the partial beam A1 runs.
  • the light guide 22 has according to FIG. 1 in the y-direction has a thickness h, and the recess has a length 1 in the light propagation direction 26 and a depth ⁇ h in the y-direction.
  • the third and fourth partial surfaces 44, 46 of the recess 48 are inclined at an angle ⁇ with respect to the corresponding interface 22 (see FIG. FIGS. 1, 2 and 5 ) or 24 (cf. FIG. 3 ).
  • l 2 ⁇ H - .delta.h tan 2 ⁇ ⁇ ,
  • this light 2 or the light exit surface 38 of the light guide 20 would represent in a viewing direction opposite to the z-direction.
  • the beams A, B are clearly separated from each other, down A above B (see. FIG. 4a ).
  • the partial beam bundles are seen, each with a half height ABAB (cf. FIG. 4b ).
  • a checkerboard pattern on the light exit surface 38 to produce can be offset in the x-direction from the cut FIG. 2 one in FIG. 3 shown, mirrored arrangement of the partial surfaces 44, 46 of the recess 48 may be formed.
  • the partial beam A1 is no longer reflected after the second partial area 42.
  • the partial beam B2 is reflected at no partial surface, but passes without deflecting through the light guide 20.
  • the partial beams A2 and B1 are reflected at the partial surfaces 44, 46 of the recess 48 and at the interface 22 so that a to FIG. 4b complementary pattern BABA arises.
  • a checkerboard pattern on the light exit surface 38 can be generated. Referring to Figure 4c
  • the light guide 20 of the light guide arrangement according to the invention can in principle be realized in a transparent component with a focusing optics and a coupling-out optics.
  • An example of an exit section 32 with a decoupling area is shown in FIG FIG. 5 shown.
  • the decoupling can be achieved by means of reflective or transmissive surfaces, which additionally produce a desired light distribution.
  • FIG. 5 An example of an exit section 32 with a decoupling area is shown in FIG. 5 shown.
  • the decoupling can be achieved by means of reflective or transmissive surfaces, which additionally produce a desired light distribution.
  • first deflection 54 provided which is formed and arranged in the outlet section 32, that all partial light beams A1, A2, B1, B2 from the redistribution section 32 on they meet and they deflect the partial light beams A1, A2, B1, B2 in the direction of second deflection surfaces 56, which are formed and in the Exit section 32 are arranged so that all deflected by the first deflection surface 54 partial light beams A1, A2, B1, B2 meet them and they deflect the partial light beams A1, A2, B1, B2 in the direction of the light exit surface 38.
  • the position of the partial beam B2 present at the transition 36 from the redistribution section 30 to the outlet section 32 remains over A1 via B1 via A2 even after deflection at the deflection surfaces 54, 56 and is also present at the light exit surface 38.
  • the partial beam A1, A2, B1, B2 are only slightly widened in the y direction.
  • the present invention relates to a plate light guide 20 for realizing two or more different light functions and to a motor vehicle light 2 having such a plate light guide 20.
  • the luminaire functions are generated by the light of different separate light sources.
  • On the light exit surface 38 of the light guide 20 results in a particularly uniform appearance for all lighting functions of the lamp 2.
  • the various lighting functions can be generated simultaneously or offset in time to each other.
  • a daytime running light and a flashing light can be generated simultaneously, under certain circumstances the light source for generating the daytime running light is dimmed.
  • a tail light and a brake light or a tail light and a flashing light can be generated simultaneously.
  • the redistribution section 30 has differently oriented redistribution structures in the form of total reflecting partial surfaces 40, 42, 44, 46 of the boundary surfaces 22, 24 of the optical waveguide 20, through which the collimated light bundles A, B are respectively split into a plurality of collimated partial light bundles A1, A2, B1, B2 split and on the other hand, the partial light beams A1, A2, B1, B2 are re-sorted within the light guide or their position relative to each other. If the light sources emit light of different colors, it is achieved by resorting to the partial light bundles A1, A2, B1, B2 by means of the re-sorting structures that the different colors strike the light exit surface 38 in small areas, so that the different illumination is barely perceived by a viewer ,
  • the re-sorting structures are defined surface deformations (partial surfaces 40, 42, 44, 46) of the boundary surfaces 22, 24 of the light guide 20, at which a part of each light beam A, B is deflected such that the height of the resulting partial light bundles A1, A2, B1 B2, the number of partial light beams A1, A2, B1, B2 is increased compared to the number of light beams A, B, however. If, for example, only two light sources are provided which couple light into the light guide 20, the height of the partial light bundles A1, A2; B1, B2 with respect to the height of the corresponding light beam A; Bisect B and the number of partial light bundles A1, A2; B1, B2 double.
  • the re-sorting structures consist, for example, of changes in thickness the light guide plate 20, wherein the light guide plate 20 is evenly thick in the light propagation direction 26 before and after the redistribution section 30.
  • the re-sorting structures leave at least a partial light bundle B1, A2; B2 unchanged pass through the light guide 20.
  • the light bundles A, B can be rearranged in different directions (cf. Figure 4c ).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichtleiteranordnung einer Kraftfahrzeugleuchte (2), umfassend einen plattenförmigen Lichtleiter (20), der unterteilt ist in einen Eintrittsabschnitt (28), einen nachfolgenden Umverteilungsabschnitt (30) und einen nachfolgenden Austrittsabschnitt (32). In den Eintrittsabschnitt (28) wird Licht von zwei Lichtquellen eingekoppelt und kollimiert, so dass an einem Übergang (34) zwischen dem Eintrittsabschnitt (28) und dem Umverteilungsabschnitt (30) das Licht der Lichtquellen als zwei aneinander grenzende kollimierte Lichtbündel (A, B) anliegt. Der Umverteilungsabschnitt (30) umfasst totalreflektierende Teilflächen (40, 42, 44, 46), die die zwei kollimierten Lichtbündel (A, B) jeweils in mehrere kollimierte Teillichtbündel (A1, A2, B1, B2) aufteilen und die Teillichtbündel (A1, A2, B1, B2) umsortieren, sodass sich Teillichtbündel (A1, A2) mit Licht von der einen Lichtquelle mit Teillichtbündeln (B1, B2) mit Licht von der anderen Lichtquelle abwechseln.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtleiteranordnung einer Kraftfahrzeugleuchte. Die Lichtleiteranordnung umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen Lichtleiter, der in einer Lichtausbreitungsrichtung innerhalb des Lichtleiters funktional unterteilt ist in einen Lichteintrittsabschnitt und einen nachfolgenden Lichtaustrittsabschnitt. Der Eintrittsabschnitt weist Mittel zum Einkoppeln und Kollimieren von Licht auf, das von mindestens einer Halbleiterlichtquelle ausgesandt wurde, so dass an einem Ausgang des Eintrittsabschnitts das Licht der mindestens einen Lichtquelle als mindestens ein kollimiertes Lichtbündel anliegt. Der Austrittsabschnitt weist eine Lichtaustrittsfläche auf, durch die zumindest ein Teil des in den Lichtleiter eingekoppelten Lichts austritt.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Kraftfahrzeugleuchte zur Erzeugung mehrerer Leuchtenfunktionen. Die Leuchte umfasst ein Gehäuse mit einer in eine
  • Lichtaustrittsrichtung gerichteten Lichtaustrittsöffnung, die mittels einer transparenten Abdeckscheibe verschlossen ist. Ferner umfasst die Leuchte in dem Gehäuse mindestens zwei unterschiedlichen Leuchtenfunktionen zugeordnete Halbleiterlichtquellen zum Aussenden von Licht und eine Lichtleiteranordnung zum Bündeln (Kollimieren) des von den Lichtquellen ausgesandten Lichts und zum Aussenden des gebündelten Lichts zur Erzeugung mindestens einer der Leuchtenfunktionen.
  • Bei Kraftfahrzeugleuchten wird vermehrt versucht, unterschiedliche Signal- oder Leuchtenfunktionen aus einer identischen Lichtaustrittsfläche bzw. einem gemeinsamen optischen System zu realisieren. Man spricht hierbei von Multifunktionsleuchten. Falls farblich unterschiedliche Funktionen, wie z.B. weißes Tagfahrlicht und gelbes Blinklicht kombiniert werden, muss dieses optische System gesetzlich legale Lichtverteilungen von zwei unterschiedlichen, räumlich getrennten Lichtquellen erzeugen. In der Regel werden hier mindestens eine weiße und eine gelbe Leuchtdiode (LED) eingesetzt. Bei optischen Systemen, die auf einen definierten Brennpunkt aufbauen, ist dies ein nicht unerhebliches Problem.
  • Als Beispiele seien hier sog. Souffleusen-Reflektoren, Vorsatzoptiken oder sog. SlitLights genannt. SlitLights sind bspw. aus der US 9,557,024 bekannt. Je nach Brennweite des Systems können nicht beide LEDs gleichzeitig so nah an dem Brennpunkt platziert werden, dass eine Lichtverteilung mit akzeptabler optischer Effizienz erzeugt werden kann. Noch gravierender ist jedoch meist der Einfluss der aus dem Brennpunkt deplatzierten LEDs auf die Homogenität des Erscheinungsbilds der Leuchte im eingeschalteten Zustand. Da die Leuchtenfunktionen ein wesentliches Design-Element im Kraftfahrzeug darstellen, soll die Ausleuchtung einer bestimmten Lichtaustrittsfläche möglichst homogen sein. Wenn LEDs außerhalb des Brennpunkts sitzen, ist eine homogene Ausleuchtung in der Regel nicht mehr möglich.
  • Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lichtleiteranordnung bzw. eine Kraftfahrzeugleuchte der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass eine optisch effiziente Multifunktionsleuchte auf Basis einer transparenten Lichtleiteranordnung realisiert wird. Zudem soll die Homogenität des Erscheinungsbilds der Leuchte für alle Leuchtenfunktionen vergleichbar mit einer Einzelfunktionsleuchte sein.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von der Lichtleiteranordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass zwischen dem Eintrittsabschnitt und dem Austrittsabschnitt ein Lichtumverteilungsabschnitt angeordnet ist. Außerdem umfasst der Eintrittsabschnitt Mittel zum Einkoppeln und Kollimieren von Licht, das von mindestens zwei separaten Halbleiterlichtquellen ausgesandt wurde, so dass an einem Übergang zu dem Umverteilungsabschnitt das Licht der beiden Lichtquellen als mindestens zwei aneinander grenzend (nebeneinander oder übereinander) angeordnete kollimierte Lichtbündel anliegt. Jedes der Lichtbündel umfasst nur Licht von einer der Lichtquellen. Der Umverteilungsabschnitt umfasst totalreflektierende Teilflächen von Grenzflächen des Lichtleiters. Die Teilflächen sind derart ausgebildet und in dem Lichtleiter angeordnet, dass sie die mindestens zwei aneinander grenzend angeordneten kollimierten Lichtbündel jeweils in mehrere kollimierte Teillichtbündel aufteilen und die Teillichtbündel derart umsortieren, dass sich auf der Lichtaustrittsfläche in einer ersten Richtung (y) Teillichtbündel mit Licht von der einen Lichtquelle mit Teillichtbündeln mit Licht von der mindestens einen anderen Lichtquelle abwechseln. Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer solchen erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung vorgeschlagen.
  • Die Halbleiterlichtquellen sind bspw. als Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet. Eine LED kann eines oder mehrere LED-Chips umfassen. Die LED-Chips einer LED können Licht der gleichen Farbe oder unterschiedlicher Farben aussenden. Die LEDs der Kraftfahrzeugleuchte können ebenfalls Licht der gleichen Farbe oder unterschiedlicher Farben aussenden. Wenn die LEDs Licht unterschiedlicher Farben aussenden, können mit der Kraftfahrzeugleuchte verschiedene Leuchtenfunktionen unterschiedlicher Farben erzeugt werden. Das von einer oder beiden Lichtquellen ausgesandte Licht wird in den Eintrittsabschnitt des Lichtleiters eingekoppelt und kollimiert. Dazu sind viele Möglichkeiten aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf die Bündelung bzw. das Kollimieren von in einen Lichtleiter eingekoppeltem Licht hier nicht näher eingegangen werden soll. Entscheidend ist, dass am Übergang zwischen dem Eintrittsabschnitt und dem Umverteilungsabschnitt des Lichtleiters mindestens zwei kollimierte Lichtbündel vorhanden sind.
  • Mit Hilfe des dem Eintrittsabschnitt nachgeordneten Umverteilungsabschnitt werden die kollimierten Lichtbündel jeweils in mehrere kollimierte Teillichtbündel aufgeteilt und bezüglich ihrer Lage relativ zueinander innerhalb des Lichtleiters mit dem Ziel umverteilt, eine für einen Beobachter möglichst homogene Ausleuchtung der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters zu bewirken.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee ist es, das emittierte Licht zweier LEDs zunächst in unterschiedlichen Strahlengängen zu kollimieren. Die kollimierenden Optiken können jedoch Teil desselben Bauteils sein. Erst die kollimierten Strahlbündel werden durchmischt, so dass beide LEDs eine Lichtaustrittsfläche in gleichem Maße ausleuchten können, ohne dass die Parallelität der Strahlbündel verloren geht. Die Ausleuchtung der Lichtaustrittsfläche gleicht dabei dünnen Streifen oder einem Schachbrettmuster, die von einem Betrachter bei ausreichend geringer Größe der leuchtenden "Streifen" bzw. "Felder" als einheitlich leuchtende Fläche wahrgenommen wird.
  • Vorteile gegenüber optischen Systemen, bei denen sich mindestens eine Halbleiterlichtquelle außerhalb des Brennpunktes befindet, sind klar in der optischen Effizienz und Homogenität der Ausleuchtung der Austrittsfläche zu sehen. Zudem kann bei der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugleuchte auf bekannte Bauteile zur Fokussierung des von den LEDs ausgesandten Lichts und zur Auskopplung des Lichts aus dem Lichtleiter zurückgegriffen werden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die totalreflektierenden Teilflächen der Grenzflächen des Lichtleiters derart ausgebildet und in dem Lichtleiter angeordnet sind, dass sie die zwei aneinander grenzend angeordneten kollimierten Lichtbündel jeweils in zwei kollimierte Teillichtbündel aufteilen.
  • Bevorzugt ist auch, dass eine Dicke des Lichtleiters in der ersten Richtung am Übergang zwischen dem Eintrittsabschnitt und dem Umverteilungsabschnitt genauso groß ist wie an einem Übergang zwischen dem Umverteilungsabschnitt und dem Austrittsabschnitt.
  • Weiter ist bevorzugt, dass der Umverteilungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Teillichtbündel mindestens eines Lichtbündels ohne Umverteilung durch den Umverteilungsabschnitt gelangt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Umverteilungsabschnitt auf einer ersten Grenzfläche eine erste, bezüglich der ersten Grenzfläche schräg stehende Teilfläche aufweist, die derart in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Teil eines Lichtbündels aus dem Eintrittsabschnitt auf sie trifft, das ein erstes Teillichtbündel bildet, und sie dieses Teillichtbündel im Wesentlichen quer zu der Lichtausbreitungsrichtung umlenkt, so dass es auf eine zweite Teilfläche des Umverteilungsabschnitts trifft, die auf einer der ersten Grenzfläche gegenüberliegenden zweiten Grenzfläche ausgebildet ist.
  • Bevorzugt ist auch, dass die zweite Teilfläche bezüglich der zweiten Grenzfläche schräg steht und derart in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, dass sie das von der ersten Teilfläche stammende erste Teillichtbündel im Wesentlichen in die Lichtausbreitungsrichtung umlenkt.
  • Weiter ist bevorzugt, dass die erste Teilfläche und/oder die zweite Teilfläche in einem Winkel von 45° bezüglich der ersten Grenzfläche bzw. der zweiten Grenzfläche angeordnet sind.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Umverteilungsabschnitt auf einer ersten Grenzfläche oder auf einer der ersten Grenzfläche gegenüberliegenden zweiten Grenzfläche eine Vertiefung mit zwei schräg zueinander und schräg bezüglich der entsprechenden Grenzfläche verlaufenden dritten und vierten Teilflächen aufweist.
  • Bevorzugt ist auch, dass der Lichtleiter in der ersten Richtung eine Dicke und die Vertiefung in der Lichtausbreitungsrichtung eine Länge und in der ersten Richtung eine Tiefe Δh aufweist und dass die dritten und vierten Teilflächen der Vertiefung in einem Winkel α bezüglich der entsprechenden Grenzfläche schräg stehen, wobei für die Vertiefung gilt: l = 2 ⋅ h − Δh tan 2 ⋅ α .
    Figure imgb0001
  • Weiter ist bevorzugt, dass die dritten und vierten Teilflächen der Vertiefung beide in dem gleichen Winkel α < 45° bezüglich der entsprechenden Grenzfläche schräg stehen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die dritte Teilfläche der Vertiefung in Richtung des Eintrittsabschnitts gerichtet ist und derart in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, dass sie auftreffende Teillichtbündel auf die gegenüberliegende Grenzfläche des Umlenkabschnitts umlenkt, welche sie in Richtung der vierten Teilfläche der Vertiefung umlenkt.
  • Bevorzugt ist auch, dass die dritten und vierten Teilflächen der Vertiefung derart in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet und ausgebildet sind, dass die auf die dritte Teilfläche auftreffenden Teillichtbündel nach dem Umlenken durch die dritte Teilfläche, die gegenüberliegende Grenzfläche und die vierte Teilfläche wiederum in der Lichtausbreitungsrichtung in dem Lichtleiter propagieren, wobei jedoch die Lage der Teillichtbündel relativ zueinander zumindest in der ersten Richtung verändert ist.
  • Weiter ist bevorzugt, dass die Vertiefung in der ersten Grenzfläche des Lichtleiters ausgebildet ist und die in Richtung des Eintrittsabschnitts gerichtete dritte Teilfläche der Vertiefung derart in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Teil des ersten Lichtbündels aus dem Eintrittsabschnitt, das ein zweites Teillichtbündel bildet, und ein Teil des zweiten Lichtbündels aus dem Eintrittsabschnitt auf sie trifft, das ein drittes Teillichtbündel bildet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vertiefung in der zweiten Grenzfläche des Lichtleiters ausgebildet ist und die in Richtung des Eintrittsabschnitts gerichtete dritte Teilfläche der Vertiefung derart in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet und ausgebildet ist, dass das erste Teillichtbündel von der zweiten Teilfläche und ein Teil eines Lichtbündels aus dem Eintrittsabschnitt auf sie trifft, das ein viertes Teillichtbündel bildet.
  • Bevorzugt ist auch, dass der Austrittsabschnitt eine bezüglich der Grenzflächen des Lichtleiters schräg stehende erste Umlenkfläche aufweist, die derart ausgebildet und in dem Austrittsabschnitt angeordnet ist, dass alle Teillichtbündel aus dem Umverteilungsabschnitt auf sie treffen und sie die Teillichtbündel in Richtung zweiter Umlenkflächen umlenkt, die derart ausgebildet und in dem Austrittsabschnitt angeordnet sind, dass alle von der ersten Umlenkfläche umgelenkten Teillichtbündel auf sie treffen und sie die Teillichtbündel in Richtung der Lichtaustrittsfläche umlenken.
  • Weiter ist bevorzugt, dass die totalreflektierenden Teilflächen der Grenzflächen des Lichtleiters derart ausgebildet und in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet sind, dass sich auf der Lichtaustrittsfläche Teillichtbündel mit Licht von der einen Lichtquelle auch in einer quer zu der ersten Richtung verlaufenden Richtung mit Teillichtbündeln mit Licht von der anderen Lichtquelle abwechseln.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, die totalreflektierenden Teilflächen derart ausgebildet und in dem Umverteilungsabschnitt angeordnet sind, dass sich an der Lichtaustrittsfläche Teillichtbündel mit Licht von der einen Lichtquelle schachbrettartig mit Teillichtbündeln mit Licht von der anderen Lichtquelle abwechseln.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Kraftfahrzeugleuchte zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Lichtleiteranordnung entsprechend einer der vorangehenden Ausgestaltungen ausgebildet ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Längsschnitt durch einen Lichtleiter der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
    Figur 2
    den Lichtleiter aus Figur 1 mit beispielhaft eingezeichneten Strahlverläufen;
    Figur 3
    einen Längsschnitt durch einen Lichtleiter der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform mit beispielhaft eingezeichneten Strahlverläufen;
    Figur 4a
    einen Querschnitt durch einen Lichtleiter der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung an einem Übergang zwischen einem Lichteintrittsabschnitt des Lichtleiters und einem Umverteilungsabschnitt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
    Figur 4b
    eine Draufsicht auf eine Lichtaustrittsfläche eines Austrittsabschnitts eines Lichtleiters der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
    Figur 4c
    eine Draufsicht auf eine Lichtaustrittsfläche eines Austrittsabschnitts eines Lichtleiters der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
    Figur 5
    einen Längsschnitt durch einen Lichtleiter der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform mit beispielhaft eingezeichneten Strahlverläufen; und
    Figur 6
    eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
  • In Figur 6 ist eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugleuchte in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die dargestellte Leuchte 2 ist bspw. eine Rück-, Seiten- oder Frontleuchte. Die Leuchte 2 dient zur Erzeugung mehrerer unterschiedlicher Leuchtenfunktionen. In dem gezeigten Beispiel umfasst die Leuchte 2 ein Gehäuse 4 mit einer in eine Lichtaustrittsrichtung 6 gerichteten Lichtaustrittsöffnung 8, die mittels einer transparenten Abdeckscheibe 10 verschlossen ist. Im Inneren des Gehäuses 4 ist ein Leuchtenmodul 12 angeordnet, das in Figur 6 lediglich schematisch dargestellt ist. Das Leuchtenmodul 12 umfasst mindestens zwei Halbleiterlichtquellen zum Aussenden von Licht, die unterschiedlichen Leuchtenfunktion der Leuchte 2 zugeordnete sind. Ferner umfasst das Leuchtenmodul 12 eine erfindungsgemäße Lichtleiteranordnung zum Bündeln des von den Lichtquellen ausgesandten Lichts und zum Aussenden des gebündelten Lichts zur Erzeugung mindestens einer der Leuchtenfunktionen. Aufbau und Funktionsweise der Lichtleiteranordnung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.
  • In den Figuren 1 bis 3 und 5 sind Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen eines plattenförmigen Lichtleiters 20 einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung gezeigt. Die Lichtleiter 20 dienen zur Realisierung von zwei oder mehr unterschiedlichen Leuchtenfunktionen. Plattenförmig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Lichtleiter 20 eine relativ große Erstreckung in x- und z-Richtung, aber eine vergleichsweise geringe Erstreckung in y-Richtung aufweist. Der Lichtleiter 20 ist aus einem optisch transparenten Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial gefertigt, bspw. PC oder PMMA. Er kann einfach, kostengünstig und maßhaltig mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Der Lichtleiter 20 weist insbesondere zwei gegenüberliegende Grundflächen 22, 24 auf, die allerdings nicht eben sein müssen, sondern Stufen aufweisen oder, bspw. um eine in die Zeichenebene hinein verlaufende Achse, gebogen ausgebildet sein können. Die Grundflächen 22, 24 verlaufen - bis auf einige Oberflächendeformationen - vorzugsweise parallel zueinander.
  • Der Lichtleiter 20 ist in einer Ausbreitungsrichtung 26 von Licht innerhalb des Lichtleiters 20 funktional unterteilt in einen Lichteintrittsabschnitt 28, einen nachfolgenden Lichtumverteilungsabschnitt 30 und einen anschließenden Lichtaustrittsabschnitt 32 (vgl. Figur 1). Eine Schnittebene am Übergang zwischen dem Eintrittsabschnitt 28 und dem Umverteilungsabschnitt 30 ist mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet. Diese Schnittebene stellt gleichzeitig einen Ausgang des Eintrittsabschnitts 28 dar. Eine Schnittebene am Übergang zwischen dem Umverteilungsabschnitt 30 und dem Austrittsabschnitt 32 ist mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet. Der Eintrittsabschnitt 28 umfasst Mittel (nicht dargestellt) zum Einkoppeln und Kollimieren von Licht, das von zwei separaten Halbleiterlichtquellen (nicht dargestellt) ausgesandt wurde. Die Halbleiterlichtquellen sind vorzugsweise als Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet. Zum Einkoppeln von Licht einer Halbleiterlichtquelle in einen plattenförmigen Lichtleiter und zum Kollimieren des eingekoppelten Lichts sind im Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten bekannt, so dass darauf hier nicht näher eingegangen werden soll. Als eine Möglichkeit sei hier lediglich ein Beispiel erwähnt, bei dem zwei sog. SlitLights, wie sie aus Figur 3 der US 9,557,024 bekannt sind, übereinander gestapelt werden, wobei jedes der SlitLights dann das Licht einer Lichtquelle einkoppelt und bündelt. Eine Vielzahl anderer Möglichkeiten zur Einkopplung und Kollimation des Lichts sind ebenfalls bekannt und können für die erfindungsgemäße Lichtleiteranordnung verwendet werden. Entscheidend ist, dass nach dem Einkoppeln und Kollimieren des Lichts der Lichtquellen an dem Übergang 34 zu dem Umverteilungsabschnitt 30 das Licht der beiden Lichtquellen als zwei aneinandergrenzend (neben- oder übereinander) angeordnete kollimierte Lichtbündel A, B vorliegt (vgl. Figur 4a). Jedes der Lichtbündel A, B umfasst nur Licht von einer der Lichtquellen. Der Austrittsabschnitt 32 umfasst eine Lichtaustrittsfläche 38, durch die zumindest ein Teil des in den Lichtleiter 20 eingekoppelten Lichts austritt.
  • Der Eintrittsabschnitt 28 kann einteilig mit dem restlichen Lichtleiter 20 oder als ein separates Teil ausgebildet sein. Im letzteren Fall umfasst der Lichtleiter 20 eine Lichteintrittsfläche, über welche die kollimierten Lichtbündel der Lichtquellen eintreten. So wäre es bspw. denkbar, dass die Lichtaustrittsflächen von zwei übereinander gestapelten SlitLights, wie sie aus Figur 3 der US 9,557,024 bekannt sind, der Lichteintrittsfläche des Lichtleiters 20 gegenüberliegend angeordnet sind, so dass die beiden aus den SlitLights austretenden kollimierten Lichtbündel möglichst effizient über die Lichteintrittsfläche in den Lichtleiter 20 eintreten.
  • Um eine optisch effiziente Multifunktionsleuchte 2 auf Basis einer Lichtleiteranordnung mit einem transparenten Lichtleiter 20 mit einem besonders homogenen Erscheinungsbild für alle Leuchtenfunktionen zu realisieren, schlägt die Erfindung vor, dass der Lichtumverteilungsabschnitt 30 eine Umlenkstruktur aus totalreflektierenden Teilflächen 40, 42, 44, 46 der Grenzflächen 22, 24 des Lichtleiters 20 umfasst, die derart ausgebildet und in dem Lichtleiter 20 angeordnet sind, dass sie die zwei nebeneinander angeordneten kollimierten Lichtbündel A, B jeweils in mehrere kollimierte Teillichtbündel A1, A2; B1, B2 aufteilen und die Teillichtbündel A1, A2; B1, B2 derart umsortieren, dass sich in einer ersten Richtung y einer quer zur Lichtausbreitungsrichtung 26 verlaufenden Schnittebene xy, bspw. an dem Übergang 36, Teillichtbündel A1, A2 mit Licht von der einen Lichtquelle mit Teillichtbündeln B1, B2 mit Licht von der anderen Lichtquelle abwechseln (vgl. Figuren 4b und 4c).
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung wird anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Ausgangpunkt sind zwei kollimierte Strahlbündel A, B der LEDs, die sich in einem transparenten Bauteil in z-Richtung (Lichtausbreitungsrichtung 26) ausbreiten. Im Schnitt liegen diese in y-Richtung parallel direkt übereinander. In Figur 2 ist dargestellt, wie ein Teil A1 des ersten Strahlbündels A an der Teilfläche 40 der Grenzfläche 24 durch Totalreflexion reflektiert wird. An der Teilfläche 42 der Grenzfläche 22 wird der Teilstrahl A1 direkt oberhalb des Strahlbündels B ebenfalls mittels Totalreflexion wieder in die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung 26 reflektiert. Danach wird der Teilstrahl A1 an den Teilflächen 44, 46 einer in der Grenzfläche 22 ausgebildeten Vertiefung 48 sowie an der gegenüberliegenden Grenzfläche 24 durch Totalreflexion so reflektiert, dass er nun direkt oberhalb eines dritten Teilstrahls B1 des zweiten Strahlbündels B verläuft. Der Teilstrahl B1 tritt ohne Umlenken bzw. Totalreflexion an einer der Teilflächen 40, 42, 44, 46 durch die Umverteilungsstrukturen durch den Umverteilungsabschnitt 30 hindurch.
  • Der vierte Teilstrahl B2 des zweiten Strahlbündels B wird an den Teilflächen 44, 46 der Vertiefung 48 sowie an der gegenüberliegenden Grenzfläche 24 durch Totalreflexion so reflektiert, dass er nun oberhalb des Teilstrahls A1 verläuft.
  • Der Lichtleiter 22 hat gemäß Figur 1 in der y-Richtung eine Dicke h, und die Vertiefung hat in der Lichtausbreitungsrichtung 26 eine Länge 1 und in der y-Richtung eine Tiefe Δh. Die dritten und vierten Teilflächen 44, 46 der Vertiefung 48 stehen in einem Winkel α schräg bezüglich der entsprechenden Grenzfläche 22 (vgl. Figuren 1, 2 und 5) bzw. 24 (vgl. Figur 3). Für die Ausgestaltung der Vertiefung 48 gilt vorzugsweise: l = 2 ⋅ h − Δh tan 2 ⋅ α .
    Figure imgb0002
  • Auf diese Weise wird eine neue Anordnung der Teilstrahlen A1, A2, B1, B2 in y-Richtung auf der Lichtaustrittsfläche 38 erzeugt. Die ursprüngliche Anordnung B2 über B1 über A2 über A1 geht über zu B2 über A1 über B1 über A2.
  • In Figur 4 ist gezeigt, wie sich diese Leuchte 2 bzw. die Lichtaustrittsfläche 38 des Lichtleiters 20 in einer Blickrichtung entgegen der z-Richtung darstellen würde. An dem Übergang 34 vor dem Umverteilungsabschnitt 30 sind die Strahlbündel A, B klar voneinander getrennt, unten A oben B (vgl. Figur 4a). An dem Übergang 36 nach dem Umverteilungsabschnitt 30 und damit auch auf der Lichtaustrittsfläche 38 des Lichtleiters 20 sieht man die Teilstrahlbündel mit jeweils halber Höhe A-B-A-B (vgl. Figur 4b).
  • Um nun ein Schachbrettmuster auf der Lichtaustrittsfläche 38 zu erzeugen (vgl. Figur 4c), kann in x-Richtung versetzt zu dem Schnitt aus Figur 2 eine in Figur 3 dargestellte, gespiegelte Anordnung der Teilflächen 44, 46 der Vertiefung 48 ausgebildet sein. In diesem Fall wird der Teilstrahl A1 nach der zweiten Teilfläche 42 nicht mehr reflektiert. Der Teilstrahl B2 wird an keiner Teilfläche reflektiert, sondern gelangt ohne Umlenken durch den Lichtleiter 20. Die Teilstrahlen A2 und B1 werden an den Teilflächen 44, 46 der Vertiefung 48 sowie an der Grenzfläche 22 so reflektiert, dass ein zu Figur 4b komplementäres Muster B-A-B-A entsteht. Durch periodische Anordnung der Umlenkungsstruktur aus Figur 2 und Figur 3 kann so ein Schachbrettmuster auf der Lichtaustrittsfläche 38 erzeugt werden. Bezugnehmend auf Figur 4c werden bspw. das Lichtverteilungsmuster in einem Vertikalschnitt 50 durch die Umverteilungsstrukturen aus Figur 2 und das Lichtverteilungsmuster in einem Vertikalschnitt 52 durch die Umverteilungsstrukturen aus Figur 3 erzeugt.
  • Der Lichtleiter 20 der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung kann prinzipiell in einem transparenten Bauteil mit einer fokussierenden Optik und einer auskoppelnden Optik realisiert werden. Ein Beispiel für einen Austrittsabschnitt 32 mit einem Auskoppelbereich ist in Figur 5 gezeigt. Die Auskopplung kann über reflektierende oder transmittierende Flächen erreicht werden, die zudem eine gewünschte Lichtverteilung erzeugen. In Figur 5 ist in dem Austrittsabschnitt 32 im Strahlengang eine bezüglich der Grenzflächen 22, 24 des Lichtleiters 20 schräg stehende erste Umlenkfläche 54 vorgesehen, die derart ausgebildet und in dem Austrittsabschnitt 32 angeordnet ist, dass alle Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 aus dem Umverteilungsabschnitt 32 auf sie treffen und sie die Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 in Richtung zweiter Umlenkflächen 56 umlenkt, die derart ausgebildet und in dem Austrittsabschnitt 32 angeordnet sind, dass alle von der ersten Umlenkfläche 54 umgelenkten Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 auf sie treffen und sie die Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 in Richtung der Lichtaustrittsfläche 38 umlenken. Dabei bleibt die am Übergang 36 von dem Umverteilungsabschnitt 30 zu dem Austrittsabschnitt 32 vorliegende Lage der Teilstrahlbündel B2 über A1 über B1 über A2 auch nach dem Umlenken an den Umlenkflächen 54, 56 erhalten und ist auch an der Lichtaustrittsfläche 38 vorhanden. Dort sind die Teilstrahlbündel A1, A2, B1, B2 lediglich in y-Richtung etwas aufgeweitet.
  • Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass die vorliegende Erfindung einen Plattenlichtleiter 20 zur Realisierung von zwei oder mehr unterschiedlichen Leuchtenfunktionen sowie eine Kraftfahrzeugleuchte 2 mit einem solchen Plattenlichtleiter 20 betrifft. Die Leuchtenfunktionen werden mit dem Licht verschiedener separater Lichtquellen erzeugt. Auf der Lichtaustrittsfläche 38 des Lichtleiters 20 ergibt sich ein besonders gleichmäßiges Erscheinungsbild für alle Leuchtenfunktionen der Leuchte 2. Die verschiedenen Leuchtenfunktionen können gleichzeitig oder zeitlich versetzt zueinander erzeugt werden. So kann bspw. ein Tagfahrlicht und ein Blinklicht gleichzeitig erzeugt werden, wobei unter Umständen die Lichtquelle zur Erzeugung des Tagfahrlichts gedimmt wird. Ferner können auch ein Rücklicht und eine Bremslicht oder ein Rücklicht und ein Blinklicht gleichzeitig erzeugt werden. Selbstverständlich kann auch nur eine der Lichtquellen betrieben werden, so dass der Lichtleiter 20 temporär nur eine Leuchtenfunktion erzeugt. In dem Eintrittsabschnitt 28 des Lichtleiters 20 liegen am Übergang 34 zu dem Umverteilungsabschnitt 30 mindestens zwei kollimierte Lichtbündel A, B an. Diese können in der y-Richtung der quer zur Lichtausbreitungsrichtung 26 verlaufenden Schnittebene (xy) jeweils die gleiche Höhe aufweisen. Es wäre aber auch denkbar, dass die kollimierten Lichtbündel A, B unterschiedliche Höhen haben.
  • Der Umverteilungsabschnitt 30 weist unterschiedlich orientierte Umverteilungsstrukturen in Form von totalreflektierenden Teilflächen 40, 42, 44, 46 der Grenzflächen 22, 24 des Lichtleiters 20 auf, durch die zum einen die kollimierten Lichtbündel A, B jeweils in mehrere kollimierte Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 aufgeteilt und zum anderen die Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 innerhalb des Lichtleiters bzw. ihrer Lage relativ zueinander umsortiert werden. Wenn die Lichtquellen Licht unterschiedlicher Farben aussenden, wird durch das Umsortieren der Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 mittels der Umsortierungsstrukturen erreicht, dass die unterschiedlichen Farben in kleinen Bereichen auf die Lichtaustrittsfläche 38 treffen, so dass die unterschiedliche Beleuchtung durch einen Betrachter kaum wahrgenommen wird.
  • Die Umsortierungsstrukturen sind definierte Oberflächendeformation (Teilflächen 40, 42, 44, 46) der Grenzflächen 22, 24 des Lichtleiters 20, an denen ein Teil eines jeden Lichtbündels A, B so umgelenkt wird, dass sich die Höhe der resultierenden Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 verringert, die Anzahl der Teillichtbündel A1, A2, B1, B2 gegenüber der Anzahl der Lichtbündel A, B jedoch erhöht. Wenn bspw. nur zwei Lichtquellen vorgesehen sind, die Licht in den Lichtleiter 20 einkoppeln, kann sich die Höhe der Teillichtbündel A1, A2; B1, B2 gegenüber der Höhe des entsprechenden Lichtbündels A; B halbieren und die Anzahl der Teillichtbündel A1, A2; B1, B2 verdoppeln. Die Umsortierungsstrukturen bestehen bspw. aus Dickenänderungen der Lichtleiterplatte 20, wobei die Lichtleiterplatte 20 selbst in Lichtausbreitungsrichtung 26 vor und nach dem Umverteilungsabschnitt 30 gleich dick ist. Die Umsortierungsstrukturen lassen mindestens ein Teillichtbündel B1, A2; B2 unverändert durch den Lichtleiter 20 passieren. Durch unterschiedliche Orientierung der Umsortierungsstrukturen können die Lichtbündel A, B in unterschiedlichen Richtungen umsortiert werden (vgl. Figur 4c).

Claims (15)

  1. Lichtleiteranordnung einer Kraftfahrzeugleuchte (2), umfassend einen im Wesentlichen plattenförmigen Lichtleiter (20), der in einer Lichtausbreitungsrichtung (26) innerhalb des Lichtleiters (20) funktional unterteilt ist in einen Lichteintrittsabschnitt (28) und einen nachfolgenden Lichtaustrittsabschnitt (32), wobei der Eintrittsabschnitt (28) Mittel zum Einkoppeln und Kollimieren von Licht umfasst, das von mindestens einer Halbleiterlichtquelle ausgesandt wurde, so dass an einem Ausgang (34) des Eintrittsabschnitts (28) das Licht der mindestens einen Lichtquelle als mindestens ein kollimiertes Lichtbündel anliegt, und wobei der Austrittsabschnitt (32) eine Lichtaustrittsfläche (38) umfasst, durch die zumindest ein Teil des in den Lichtleiter (20) eingekoppelten Lichts austritt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eintrittsabschnitt (28) und dem Austrittsabschnitt (32) ein Lichtumverteilungsabschnitt (30) angeordnet ist, dass der Eintrittsabschnitt (28) Mittel zum Einkoppeln und Kollimieren von Licht umfasst, das von mindestens zwei separaten Halbleiterlichtquellen ausgesandt wurde, so dass an einem Übergang (34) zu dem Umverteilungsabschnitt (30) das Licht der mindestens zwei Lichtquellen als mindestens zwei aneinander grenzend angeordnete kollimierte Lichtbündel (A, B) anliegt, wobei jedes der Lichtbündel (A, B) nur Licht von einer der Lichtquellen umfasst, und dass der Umverteilungsabschnitt (30) totalreflektierende Teilflächen (40, 42, 44, 46) von Grenzflächen (22, 24) des Lichtleiters (20) umfasst, die derart ausgebildet und in dem Lichtleiter (20) angeordnet sind, dass sie die mindestens zwei aneinander grenzend angeordneten kollimierten Lichtbündel (A, B) jeweils in mehrere kollimierte Teillichtbündel (A1, A2, B1, B2) aufteilen und die Teillichtbündel (A1, A2, B1, B2) derart umsortieren, dass sich in einer ersten Richtung (y) der Lichtaustrittsfläche (38) Teillichtbündel (A1, A2) mit Licht von der einen Lichtquelle mit Teillichtbündeln (B1, B2) mit Licht von der mindestens einen anderen Lichtquelle abwechseln.
  2. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die totalreflektierenden Teilflächen (40, 42, 44, 46) der Grenzflächen (22, 24) des Lichtleiters (20) derart ausgebildet und in dem Lichtleiter (20) angeordnet sind, dass sie die zwei aneinander grenzend angeordneten kollimierten Lichtbündel (A, B) jeweils in zwei kollimierte Teillichtbündel (A1, A2; B1, B2) aufteilen.
  3. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (h) des Lichtleiters (20) in der ersten Richtung (y) am Übergang (34) zwischen dem Eintrittsabschnitt (28) und dem Umverteilungsabschnitt (30) genauso groß ist wie an einem Übergang (36) zwischen dem Umverteilungsabschnitt (30) und dem Austrittsabschnitt (32).
  4. Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umverteilungsabschnitt (30) derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Teillichtbündel (A2, B1; B2) mindestens eines Lichtbündels (A, B; B) ohne Umverteilung durch den Umverteilungsabschnitt (30) gelangt.
  5. Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umverteilungsabschnitt (30) auf einer ersten Grenzfläche (22) eine erste, bezüglich der ersten Grenzfläche (22) schräg stehende Teilfläche (40) aufweist, die derart in dem Umverteilungsabschnitt (30) angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Teil eines Lichtbündels (A) aus dem Eintrittsabschnitt (28) auf sie trifft, das ein erstes Teillichtbündel (A1) bildet, und sie dieses Teillichtbündel (A1) im Wesentlichen quer zu der Lichtausbreitungsrichtung (26) umlenkt, so dass es auf eine zweite Teilfläche (42) des Umverteilungsabschnitts (30) trifft, die auf einer der ersten Grenzfläche (22) gegenüberliegenden zweiten Grenzfläche (24) ausgebildet ist.
  6. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilfläche (42) bezüglich der zweiten Grenzfläche (24) schräg steht und derart in dem Umverteilungsabschnitt (30) angeordnet und ausgebildet ist, dass sie das von der ersten Teilfläche (40) stammende erste Teillichtbündel (A1) im Wesentlichen in die Lichtausbreitungsrichtung (26) umlenkt.
  7. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilfläche (40) und/oder die zweite Teilfläche (42) in einem Winkel von 45° bezüglich der ersten Grenzfläche (22) bzw. der zweiten Grenzfläche (24) angeordnet sind.
  8. Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umverteilungsabschnitt (30) auf einer ersten Grenzfläche (22) oder auf einer der ersten Grenzfläche (22) gegenüberliegenden zweiten Grenzfläche (24) eine Vertiefung (48) mit zwei schräg zueinander und schräg bezüglich der entsprechenden Grenzfläche (22; 24) verlaufenden dritten und vierten Teilflächen (44, 46) aufweist.
  9. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (20) in der ersten Richtung (y) eine Dicke (h) und die Vertiefung (48) in der Lichtausbreitungsrichtung (26) eine Länge (l) und in der ersten Richtung (y) eine Tiefe (Δh) aufweist und dass die dritten und vierten Teilflächen (44, 46) der Vertiefung (48) in einem Winkel (α) bezüglich der entsprechenden Grenzfläche (22; 24) schräg stehen, wobei für die Vertiefung (48) gilt: l = 2 ⋅ h − Δh tan 2 ⋅ α .
    Figure imgb0003
  10. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten und vierten Teilflächen (44, 46) der Vertiefung (48) beide in dem gleichen Winkel (α) < 45° bezüglich der entsprechenden Grenzfläche (22; 24) schräg stehen.
  11. Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Teilfläche (44) der Vertiefung (48) in Richtung des Eintrittsabschnitts (28) gerichtet ist und derart in dem Umverteilungsabschnitt (30) angeordnet und ausgebildet ist, dass sie auftreffende Teillichtbündel (A1, B2; A2, B1) auf die gegenüberliegende Grenzfläche (24; 22) des Umlenkabschnitts (20) umlenkt, welche sie in Richtung der vierten Teilfläche (46) der Vertiefung (48) umlenkt.
  12. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten und vierten Teilflächen (44, 46) der Vertiefung (48) derart in dem Umverteilungsabschnitt (30) angeordnet und ausgebildet sind, dass die auf die dritte Teilfläche (44) auftreffenden Teillichtbündel (A1, B2; A2, B1) nach dem Umlenken durch die dritte Teilfläche (46), die gegenüberliegende Grenzfläche (24; 22) und die vierte Teilfläche (46) wiederum in der Lichtausbreitungsrichtung (26) in dem Lichtleiter (20) propagieren, wobei jedoch die Lage der Teillichtbündel (A1, B2; A2, B1) relativ zueinander zumindest in der ersten Richtung (y) verändert ist.
  13. Lichtleiteranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (48) in der ersten Grenzfläche (22) des Lichtleiters (20) ausgebildet ist und die in Richtung des Eintrittsabschnitts (28) gerichtete dritte Teilfläche (44) der Vertiefung (48) derart in dem Umverteilungsabschnitt (30) angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Teil des ersten Lichtbündels (A) aus dem Eintrittsabschnitt (28), das ein zweites Teillichtbündel (A2) bildet, und ein Teil des zweiten Lichtbündels (B) aus dem Eintrittsabschnitt (30) auf sie trifft, das ein drittes Teillichtbündel (B1) bildet.
  14. Lichtleiteranordnung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (48) in der zweiten Grenzfläche (24) des Lichtleiters (20) ausgebildet ist und die in Richtung des Eintrittsabschnitts (28) gerichtete dritte Teilfläche (44) der Vertiefung (48) derart in dem Umverteilungsabschnitt (30) angeordnet und ausgebildet ist, dass das erste Teillichtbündel (A1) von der zweiten Teilfläche (42) und ein Teil eines Lichtbündels (B) aus dem Eintrittsabschnitt (30) auf sie trifft, das ein viertes Teillichtbündel (B2) bildet.
  15. Kraftfahrzeugleuchte (2) zur Erzeugung mehrerer Leuchtenfunktionen, umfassend ein Gehäuse (4) mit einer in eine Lichtaustrittsrichtung (6) gerichteten Lichtaustrittsöffnung (8), die mittels einer transparenten Abdeckscheibe (10) verschlossen ist, mindestens zwei unterschiedlichen Leuchtenfunktion zugeordnete Halbleiterlichtquellen zum Aussenden von Licht und eine Lichtleiteranordnung zum Bündeln des von den Lichtquellen ausgesandten Lichts und zum Aussenden des gebündelten Lichts zur Erzeugung mindestens einer der Leuchtenfunktionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiteranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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