WO2006018219A1 - Beleuchtungseinrichtung für den innenraum von kraftfahrzeugen - Google Patents

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WO2006018219A1
WO2006018219A1 PCT/EP2005/008731 EP2005008731W WO2006018219A1 WO 2006018219 A1 WO2006018219 A1 WO 2006018219A1 EP 2005008731 W EP2005008731 W EP 2005008731W WO 2006018219 A1 WO2006018219 A1 WO 2006018219A1
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WO
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lighting device
light sources
lens
light
illuminated
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Application number
PCT/EP2005/008731
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Griesinger
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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Filing date
Publication date
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Priority to US11/659,981 priority Critical patent/US20080239739A1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/041—Ball lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/70—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose
    • B60Q3/76—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose for spotlighting, e.g. reading lamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/80—Circuits; Control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2106/00—Interior vehicle lighting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2107/00—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
    • F21Y2107/10—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on concave supports or substrates, e.g. on the inner side of bowl-shaped supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for the interior of motor vehicles for the glare-free illumination of controls with low-light emitting light sources.
  • DE 198 55 554 C2 describes a lighting device for illuminating operating elements, wherein either linear regions in the surface of the operating element are backlit by means of electroluminescent layers which are mounted undercut from the driver's view, or the operating elements are indirectly illuminated by dim light, which is also produced by electroluminescent layers, which are housed in the vicinity of the relevant controls.
  • EP 1 101 654 A2 deals with a lighting device for device groups in vehicles, which - controlled by a motion detector - switches on an incident light in the vicinity of the device group for the duration of the operation.
  • the advantage of the use of reflected light for the illumination of controls is that the user is relatively oriented on the position of the serving hand 2U the controls.
  • each of the light sources is provided with an integrated optics, so that the individual controls are selectively illuminated.
  • Controls in different areas of the motor vehicle can thus be illuminated by light sources at different locations with reflected light.
  • the realization of several different installation locations is complicated.
  • the object of the invention is to provide an illumination device that allows glare-free illumination of a variety of controls in the vehicle interior with little installation effort.
  • An illumination device in which weakly light-emitting light sources are distributed in a holder over a converging lens and aligned via the lens with one or more areas to be illuminated in the interior, according to the invention permits glare-free incident illumination in the motor vehicle interior.
  • the illumination device according to the invention with a corresponding arrangement, alignment and distribution of the light sources above the lens, permits the targeted illumination of the most diverse areas in the interior of a motor vehicle with incident light. Since the light sources are all individually controllable in this arrangement, different areas or controls can also be illuminated completely independently.
  • the installation of the operating device according to the invention is simple, since only one installation location is needed to illuminate different areas in the vehicle can; In this way, highly branched cable paths, as required for distributed single light sources saved.
  • light-emitting light sources By using light-emitting light sources, their light from the optical lens to the concentrated lighting areas, it does not cause disturbing strong light-dark fluctuations as with the use of incandescent lamps. There are also no distracting reflections in the vehicle, because the light source is not directly on a surface in the vehicle interior, but is behind the lens "hidden.” By arranging the light sources behind a large lens, the light sources are also good against accidental adjustment or protected against damage.
  • the lighting device according to the invention can be advantageously installed in the headliner of a vehicle interior.
  • the illumination device according to the invention When installed in the headliner, for example, on the axis between the driver's and front passenger's seat, with the illumination device according to the invention, a wide area in the vehicle interior can be achieved for incident illumination.
  • the light sources are mounted on the holder such that the center of a light source and the center of the area to be illuminated lie substantially on a straight line through the optical center of the condenser lens, a particularly well-defined light spot is obtained for the respective illuminated area.
  • a particularly well-defined light spot is obtained for the respective illuminated area.
  • the sharpness or limitation of the light spot or light spot imaged by the condenser lens is governed by the laws of optics by the distance of the light source from the Lens or its focal point and the distance of the illuminated area to the lens influenced and - to a certain extent - by the special properties of the light source used itself.
  • the widest range for illumination in the vehicle interior can be achieved advantageously by using a ball lens as a converging lens.
  • a ball lens In a spherical lens, light rays are equally well imaged from all directions.
  • a special orientation or orientation of the lens on a preferred area of the vehicle interior is superfluous, since the symmetry of the lens, the imaging properties of the ball in each point the same behavior.
  • light spots can be defined in a simple manner defined at any location by an opposite positioning of the light source with respect to the sphere center, which is also the optical center of the lens.
  • the lighting device can also be placed in other places in the headliner or additionally integrated into a conventional ceiling lighting.
  • light-emitting diodes can advantageously be used for the illumination device according to the invention.
  • Light-emitting diodes have a long service life, consume little power and generate little heat. They are insensitive to vibrations, allow precise light control and thus a good glare limitation. Since light-emitting diodes are now also available in white, they can now also be used to design neutral lighting situations, such as those that are appropriate for lighting in the vehicle interior.
  • the Lighting device can also be equipped with different colored light sources, which, for example, certain states or events can be signaled. Colors can be further used to create atmospheric or brand-specific impressions.
  • electroluminescent or semiconductor laser diodes or vacuum fluorescent sources can be used.
  • the lighting device If with the lighting device according to the invention smaller controls, such as switches or knobs are illuminated, it is sufficient if there is a single light-emitting light source for illuminating this element for each control element to be illuminated at the appropriate place on the holder behind the converging lens.
  • the area illuminated by the light source can advantageously be determined by the size of the light source used, since a larger light source generates a larger image by the converging lens than a smaller light source with a comparable arrangement.
  • the extent of the area to be illuminated can advantageously be determined by a number of adjacent light sources, by correspondingly many light sources in suitable sizes on the holder behind the Lens adjacent to a - possibly curved - surface are mounted, the image produced by the optics has the desired extent.
  • the size of the imaged light spot can be regulated to a certain extent simply by the distance of the light source to the converging lens, the light intensity an enlarged in this way spot turns out to be smaller than that of a smaller or sharply focused light spot.
  • the extension may of the illuminated region and on the variation of the distance of the imaging surface can be varied to the lens, which influence possibility is not really given for the interior lighting in a vehicle, since the position is fixed "of the area to be illuminated interior.
  • the influence of the distance of the imaging surfaces from the optics can be taken into account in determining the installation of the optics or in the design of the interior design.
  • the orientation of the imaging surfaces with respect to the orientation of the light source to the lens has an influence on the imaging of the light sources: If the imaging surface is not aligned perpendicular to the optical axis, blurred. This circumstance does not matter, of course, if no sharp image is desired, but can be easily compensated in the opposite case by appropriate alignment of the light source relative to the lens surface.
  • the converging lens of the illumination device according to the invention is advantageously made of acrylic glass.
  • Acrylic glass is visually very high quality: It has no intrinsic color and has a higher light transmission than, for example, glass. Due to its breaking strength and its good thermal shock resistance, it is ideally suited for use in vehicles with regard to safety requirements and load conditions.
  • the holder in which the light sources can be placed is advantageously designed as a spherically shaped grid.
  • the light sources can then be easily connected to the struts of the Grids are glued or -gelötet, or the meshes of the grid are designed so narrow that the light sources can be plugged into the mesh of the grid, thereby eliminating the associated with said or other types of attachment expenses.
  • the grid may for example be made of metal or plastic, whereby a sufficient elasticity for the insertion of the light sources is ensured in the grid meshes.
  • the grid is spherical - shaped, for example, parallel to lens-sphere, all light sources can easily be mounted at the same distance to the sphere. If the image of individual light sources is specially optimized, the light sources in the meshes of the grid can be readjusted. However, the grating can also be formed deliberately deviating from the sphere, so that the imaging of light spots, which impinge on the lens in the vehicle interior at very different distances, can be optimized by reducing or decreasing the distance between the light source and the lens.
  • the lens is advantageously firmly fixed in a mounting plate which is provided for the installation of the entire device in the headliner.
  • a mounting plate which is provided for the installation of the entire device in the headliner.
  • the mounting plate can be further advantageously designed so that an intended or required orientation of the converging lens (which is particularly true for non-spherical lenses) by a corresponding inclination of the lens receiving recess in the mounting plate is taken into account. This measure also contributes to the simplicity of installation.
  • the installation of the illumination device can advantageously be further simplified by the holder for receiving the light sources is mounted on the mounting plate.
  • the light sources prior to installation of the illumination device in the vehicle freely accessible in the holder on each of them to be illuminated area - if necessary, with the aid of a control device - be aligned. In this way, no complex adjustment of the light sources is required when installing the lighting device, and the lighting device can be installed in one piece in the headliner.
  • the light sources of the illumination device can be switched on and off individually by a control unit.
  • a control unit for example, a reading light for the passenger or for the passengers in the rear can be displayed without that the driver's attention is directed to other areas illuminated in the interior.
  • the respective reading light can then be switched on or off, for example, by means of a switch which is connected via lines to the control unit and which is within reach of the respective seat.
  • This type of targeted and user-controlled operation of the device for illuminating certain areas is particularly suitable to meet the needs of the passenger or the occupants in the rear for specific lighting.
  • a recognition of the intention to operate is advantageously achieved by means of sensors for detecting an intention to operate, wherein the sensors are connected to the control unit, which switches on or off according to the signals received from sensors certain light sources.
  • sensors for detecting an intention to operate, wherein the sensors are connected to the control unit, which switches on or off according to the signals received from sensors certain light sources.
  • proximity sensors or motion sensors installed in the vicinity of the operating elements can be used as sensors.
  • the control unit can also be used to record further signals, for example, about the vehicle condition, and these signals with appropriate placement of the Illumination device with colored light sources to translate into a color change of lighting.
  • the illumination device 1 shows the illumination device fastened in the headliner 8 by means of the fastening plate 2 with a spherical lens 1, a holder 3 bulging above it and the light sources 4 fastened therein.
  • the light sources 4 are shown in a schematic longitudinal section through a vehicle the illumination device irradiated imaging surfaces in the console area 5, in the range of the gear 6 and the center console 7 and the associated imaging paths 9 shown.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the
  • the meshes of the grid may also be narrower than shown or, for example, loop-shaped, so that it is possible to fasten the light sources by merely inserting them into the mesh in the holder.
  • An attachment by plugging but can for example be achieved by using a correspondingly arched perforated plate as a holder.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit schwach lichtemittierenden Lichtquellen (4) zur Auflicht­beleuchtung von Bereichen im Kraftfahrzeuginnenraum, wobei die Lichtquellen (4) in einer Halterung (3) über einer Sammellinse (1) verteilt platziert und über die Sammellinse auf mindestens einen auszuleuchtenden Bereiche (5)(6)(7) im Innenraum ausgerichtet sind.

Description

Beleuchtungseinrichtung für den Innenraum von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für den Innenraum von Kraftfahrzeugen zur blendfreien Beleuchtung von Bedienelementen mit Schwachlicht emittierenden Lichtquellen.
Damit Bedienelemente im Fahrzeuginnenraum auch bei Dunkelheit möglichst schnell, sicher und blendfrei durch einen Benutzer geortet werden können, werden neuerdings verschiedene Lösungen mit Schwachlicht emittierenden Lichtquellen oder indirekter Beleuchtung vorgeschlagen.
In der DE 198 55 554 C2 wird eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung von Bedienelementen beschrieben, wobei entweder lineare Bereiche in der Oberfläche des Bedienelements mittels elektroluminiszierender Schichten, die aus Fahrersicht hinterschnitten angebracht sind, hintergrund-beleuchtet sind, oder die Bedienelemente indirekt durch Dämmerlicht angestrahlt werden, das ebenfalls durch elektroluminiszierende Schichten erzeugt wird, die in der Nähe der betreffenden Bedienelemente untergebracht sind.
Die EP 1 101 654 A2 behandelt eine Beleuchtungsvorrichtung für Gerätegruppen in Fahrzeugen, die - gesteuert durch einen Bewegungsmelder - ein in der Nähe der Gerätegruppe befindliches Auflicht für die Dauer der Bedienung einschaltet. Der Vorteil des Einsatzes von Auflicht für die Beleuchtung von Bedienelementen besteht darin, dass der Benutzer über die Position der bedienenden Hand relativ 2U den Bedienelementen orientiert ist . Durch eine Auflichtbeleuchtung verkürzt sich die für einen Bedienvorgang erforderliche Zeit der Ablenkung vom Verkehrsgeschehen erheblich gegenüber einer Bedienung von Elementen, "die lediglich mit leuchtenden Symbolen gekennzeichnet sind, weil der Benutzer hierbei ohne unterstützendes Auflicht weder deren genaue Form erkennen, noch die Zielgenauigkeit der Annäherung der bedienenden Finger verfolgen kann. Die vorgeschlagenen Lösungen für Auflichtbeleuchtungen sind im ersten Fall jedoch nur für ganz bestimmte Anordnungen von Bedienelementen um das Lenkrad herum realisierbar, und im zweiten Fall wird zusätzlicher Bauraum benötigt, um die Beleuchtung der fraglichen Gerätegruppe blendfrei gestalten zu können.
Diese Probleme können vermieden werden, wenn gemäß EP 0 719 674 Bl Leucht-Dioden oder andere schwach lichtemittierende Lichtquellen verwendet werden, die beispielsweise in die Unterseite des Innen-Rückspiegels oder in dessen ggf. im Dachbereich befindliche Halterung oder in die Deckenbeleuchtung eingebaut werden können, also in einer für eine blendfreie Beleuchtung geeigneten Position mit größerem Abstand zu den zu beleuchtenden Bedienelementen, wobei jede der Lichtquellen mit einer integrierten Optik versehen ist, so dass die einzelnen Bedienelemente gezielt beleuchtet werden.
Bedienelemente in verschiedenen Bereichen des Kraftfahrzeugs können somit durch Lichtquellen an unterschiedlichen Einbauorten mit Auflicht beleuchtet werden. In einbautechniseher Hinsicht ist die Realisierung mehrerer verschiedener Einbauorte allerdings aufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung zu schaffen, die bei geringem einbautechnischem Aufwand eine blendfreie Beleuchtung einer Vielzahl von Bedienelementen im Kraftfahrzeuginnenraum erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Eine Beleuchtungseinrichtung bei der schwach lichtemittierende Lichtquellen in einer Halterung über einer Sammellinse verteilt platziert und über die Linse auf einen oder mehrere zu beleuchtende Bereiche im Innenraum ausgerichtet sind, erlaubt erfindungsgemäß eine blendfreie Auflichtbeleuchtung im Kraftfahrzeuginnenraum. Bei Verwendung nur einer zentralen Optik erlaubt die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bei entsprechender Anordnung, Ausrichtung und Verteilung der Lichtquellen über der Linse die gezielte Beleuchtung unterschiedlichster Bereiche im Innenraum eines Kraftfahrzeug mit Auflicht. Da die Lichtquellen bei dieser Anordnung alle einzeln ansteuerbar sind, können verschiedene Bereiche oder Bedienelemente auch völlig unabhängig voneinander beleuchtet werden.
Der Einbau der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung ist einfach, da nur ein Einbauort benötigt wird, um verschiedene Bereiche im Fahrzeug beleuchten zu können; auf diese Weise werden stark verzweigte Leitungswege, wie sie für verteilte Einzel-Lichtquellen erforderlich sind, eingespart.
Durch die Verwendung von schwach lichtemittierenden Lichtquellen, deren Licht von der optischen Linse auf die zu beleuchtenden Bereiche konzentriert wird, kommt es nicht zu störend starken Hell-Dunkel-Schwankungen wie bei der Verwendung von Glühlampen. Es entstehen auch keine ablenkenden Spiegelungen im Fahrzeug, weil sich die Lichtquelle nicht direkt an einer Oberfläche im Fahrzeuginnenraum befindet, sondern hinter der Linse „versteckt" verbaut ist. Durch die Anordnung der Lichtquellen hinter einer großen Linse sind die Lichtquellen auch gut gegen ein versehentliches Verstellen oder auch gegen Beschädigung geschützt.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung kann vorteilhaft in den Dachhimmel eines Fahrzeuginnenraums eingebaut werden. Bei einem Einbau im Dachhimmel, beispielsweise auf der Achse zwischen Fahrer- und Beifahrersitz, kann mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ein weiter Bereich im Fahrzeuginnenraum zur Auflichtbeleuchtung erreicht werden. Durch entsprechende Neigung der Linse in Bezug auf die Dachhimmelebene lässt sich dabei leicht ein bevorzugter auszuleuchtender Bereich im Kraftfahrzeuginnenraum festlegen.
Werden die Lichtquellen auf der Halterung so befestigt, dass der Mittelpunkt einer Lichtquelle und der Mittelpunkt des von ihr auszuleuchtenden Bereichs im Wesentlichen auf einer Geraden durch den optischen Mittelpunkt der Sammellinse liegen, erhält man für den jeweils beleuchteten Bereich einen besonders gut umgrenzten Lichtspot. Den Gesetzen der Optik zufolge ergibt sich für den beschriebenen Strahlenverlauf nur bei dünnen Linsen annähernd eine Gerade; bei dickeren Linsen tritt eine Parallelverschiebung des Strahlenverlaufs auf, die aber einfach - durch Ausprobieren - ausgeglichen werden kann. Die Schärfe oder Begrenzung des durch die Sammellinse abgebildeten Lichtflecks oder Lichtspots wird den Gesetzen der Optik gemäß durch den Abstand der Lichtquelle von der Linse bzw. deren Brennpunkt und dem Abstand des beleuchteten Bereichs zur Linse beeinflusst sowie - bis zu einem gewissen Grad - durch die speziellen Eigenschaften der verwendeten Lichtquelle selbst.
Da es für die Zwecke einer Auflichtbeleuchtung im Innenraum des Fahrzeugs jedoch ausreicht, auf dem zu beleuchtenden Bereich einen deutlich wahrnehmbaren Lichtspot zu haben, ist es nicht unbedingt erforderlich, den Abstand der Lichtquellen für jeden einzelnen zu beleuchtenden Bereich hinsichtlich der Abbildungsschärfe zu optimieren. Es ist sogar so, dass das durch eine scharfe Abbildung auf einer Fläche erzeugte Muster, das durch die Struktur der verwendeten Lichtquelle bedingt ist, aus ästhetischen Gründen nicht unbedingt erwünscht ist, und daher eine zwar gebündelte, aber leicht unscharfe und damit diffuse, weichere Abbildung der Lichtquelle von Vorteil ist. Hinsichtlich dieser Überlegung ist es ausreichend, die Lichtquellen für alle zu beleuchtenden Bereiche in gleichem Abstand zur Sammellinse auf der Halterung anzubringen, wobei der Abstand für die Beleuchtung bestimmter Bereiche durch gut gebündelte Lichtspots optimiert sein kann. Eine im Wesentlichen im Verhältnis zur Linse äquidistante Anbringung der Lichtquellen auf der Halterung vereinfacht auch die Herstellung der Beleuchtungseinrichtung.
Den weitesten Bereich zur Ausleuchtung im Fahrzeuginnenraum erreicht man vorteilhaft durch Verwendung einer Kugellinse als Sammellinse. Bei einer kugelförmigen Linse werden Lichtstrahlen aus allen Richtungen gleichermaßen gut abgebildet. Eine spezielle Ausrichtung oder Orientierung der Linse auf einen bevorzugten Bereich des Fahrzeuginnenraums wird überflüssig, da sich durch die Symmetrie der Linse die Abbildungseigenschaften der Kugel in jedem Punkt gleich verhalten. Somit lassen sich bei Verwendung einer Kugellinse auf einfache Weise Lichtspots definiert an einem beliebigen Ort durch eine in Bezug auf den Kugelmittelpunkt, - welcher gleichzeitig optischer Mittelpunkt der Linse ist -, gegenüberliegende Positionierung der Lichtquelle erzeugen.
Wird diese Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung an einer zentralen Stelle des Dachhimmels - beispielsweise im Bereich zwischen den Kopfstützen der Vordersitze - in den Dachhimmel eingebaut, können mit Hilfe der Kugellinse und den dahinter befindlichen schwach lichtemittierenden Lichtquellen sowohl Bereiche oder Bedienelemente auf der
Instrumentenbrettkonsole, der Mittelkonsole, der Bodenkonsole und an den Seitenkonsolen, als auch das Handschuhfach, Bereiche im Fußraum oder Zonen im Leseabstand von Fahrer oder Beifahrer mit Auflicht beleuchtet werden. Ebenso können Bereiche im Fond des Fahrzeugs gezielt beleuchtet werden, ohne dass der Fahrer durch Blendungen gestört wird, so dass mit dieser Ausführungsform beispielweise gleichzeitig auch ein Leselicht für Fahrgäste im Fond darstellbar ist. Die Beleuchtungseinrichtung kann auch an anderen Stellen im Dachhimmel platziert werden oder zusätzlich in eine herkömmliche Deckenbeleuchtung integriert werden.
Als schwach lichtemittierende Lichtquellen können für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft Leuchtdioden verwendet werden. Leuchtdioden haben eine hohe Lebensdauer, verbrauchen wenig Strom und erzeugen kaum Wärme. Sie sind unempfindlich gegen Erschütterungen, erlauben eine präzise Lichtlenkung und damit eine gute Blendungsbegrenzung. Da Leuchtdioden mittlerweile auch in weiß erhältlich sind, können mit ihnen nun auch neutrale Beleuchtungssituationen, wie sie beispielsweise für die Beleuchtung im Fahrzeuginnenraum angemessen ist, gestaltet werden. Die Beleuchtungseinrichtung kann aber auch mit verschiedenfarbigen Lichtquellen ausgestattet sein, wodurch beispielsweise bestimmte Zustände oder Ereignisse signalisiert werden können. Farben können weiter zur Erzeugung atmosphärischer oder markenspezifischer Eindrücke eingesetzt werden. Natürlich können für die Zwecke der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung auch Elektroluminiszenz- oder Halbleiterlaser-Dioden oder auch Vakuumfluoreszenzquellen verwendet werden.
Sollen mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung kleinere Bedienelemente, wie beispielsweise Schalter oder Drehknöpfe, beleuchtet werden, genügt es, wenn sich für jedes zu beleuchtende Bedienelement an entsprechender Stelle auf der Halterung hinter der Sammellinse eine einzelne schwach lichtemittierende Lichtquelle zur Beleuchtung dieses Elements befindet . Der von der Lichtquelle ausgeleuchtete Bereich lässt sich dabei vorteilhaft durch die Größe der verwendeten Lichtquelle bestimmen, da eine größere Lichtquelle durch die Sammellinse ein größeres Abbild erzeugt, als eine kleinere Lichtquelle bei vergleichbarer Anordnung. Sollen größere Bereiche, wie zum Beispiel ein Bereich im Handschuhfach, angestrahlt werden, oder soll ein Leselicht erzeugt werden, kann die Ausdehnung des jeweils auszuleuchtenden Bereichs vorteilhaft durch eine Anzahl benachbarter Lichtquellen bestimmt werden, indem entsprechend viele Lichtquellen in geeigneten Größen auf der Halterung hinter der Linse benachbart zu einer - ggf. gewölbten - Fläche montiert werden, deren durch die Optik erzeugtes Abbild die gewünschte Ausdehnung hat.
Die Größe des abgebildeten Lichtspots lässt sich in einem bestimmten Umfang auch einfach über den Abstand der Lichtquelle zur Sammellinse regulieren, wobei die Lichtstärke eines auf diese Weise vergrößerten Spots geringer ausfällt als die eines kleineren oder scharf abgebildeten Lichtspots.
Entsprechend kann die Ausdehnung des beleuchteten Bereichs auch über die Variation des Abstands der Abbildungsfläche zur Linse variiert werden, wobei diese Einflussmöglichkeit für die Innenraumbeleuchtung im Fahrzeug nicht wirklich gegeben ist, da die Lage "des zu beleuchtenden Interieurs fixiert ist. Der Einfluss des Abstands der Abbildungsflächen von der Optik kann jedoch bei der Festlegung des Einbauortes der Optik bzw. beim Entwurf der Innenraumgestaltung berücksichtigt werden.
Auch die Ausrichtung der Abbildungsflächen gegenüber der Ausrichtung der Lichtquelle zur Linse hat Einfluss auf die Abbildung der Leuchtquellen: Ist die Abbildungsfläche nicht senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet, entstehen Unscharfen. Dieser Umstand spielt natürlich keine Rolle, wenn gar keine scharfe Abbildung gewünscht ist, kann aber im umgekehrten Fall durch entsprechende Ausrichtung der Lichtquelle gegenüber der Linsenoberfläche leicht ausgeglichen werden.
Die Sammellinse der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist vorteilhaft aus Acrylglas. Acrylglas ist optisch sehr hochwertig: Es hat keine Eigenfarbe und besitzt eine höhere Lichtdurchlässigkeit als beispielsweise Glas. Durch seine Bruchfestigkeit und seine gute Temperaturwechselbeständigkeit ist es hinsichtlich Sicherheitsanforderungen und Belastungsbedingungen bestens für den Einsatz im Fahrzeug geeignet .
Die Halterung in der die Lichtquellen platziert werden können ist vorteilhaft als sphärisch geformtes Gitter ausgebildet. Die Lichtquellen können dann einfach an die Streben des Gitters angeklebt oder -gelötet werden, oder die Maschen des Gitters werden so eng gestaltet, dass die Lichtquellen in die Maschen des Gitternetzes gesteckt werden können, wodurch der mit den genannten oder anderen Befestigungsarten verbundene Aufwand entfällt . Bei der Befestigung in oder an einem Gitter bereitet auch die Verlegung der zu den Lichtquellen gehörigen Zuleitungen, im Gegensatz zu geschlossenen Halterungen, keine Probleme, da die Zuleitungen durch die Öffnungen automatisch auf die Außenseite des Gitters zu liegen kommen. Das Gitter kann beispielsweise aus Metall oder Kunststoff sein, wodurch eine ausreichende Elastizität für das Einstecken der Lichtquellen in die Gittermaschen gewährleistet ist. Ist das Gitter sphärisch - beispielsweise parallel zu Linsensphäre geformt, können alle Lichtquellen leicht im gleichen Abstand zur Kugel angebracht werden. Sollte die Abbildung einzelner Lichtquellen speziell optimiert werden, so können die Lichtquellen in den Maschen des Gitters nachjustiert werden. Das Gitter kann aber auch gezielt abweichend von der Sphäre ausgeformt werden, so dass die Abbildung von Lichtspots, die in sehr unterschiedlichem Abstand von der Linse im Fahrzeuginnenraum auftreffen, durch geringeren oder entfernteren Abstand der Lichtquelle zur Linse optimiert werden kann.
Um die Sammellinse der erfindungsgemäßen Beleuchtungsein¬ richtung einfach im Dachhimmel befestigen zu können, steckt die Linse vorteilhaft fest in einer Befestigungsplatte, die für die Einbau der gesamten Einrichtung im Dachhimmel vorgesehen ist. Durch festes Einfügen der Sammellinse in eine passgenaue, dem Umriss der Linse entsprechenden Aussparung einer solchen Platte - beispielsweise durch Kleben oder Schweißen - ist die Linse auch bei Erschütterungen gegen ein Herausfallen geschützt. Eine den Umriss der Linse nachbildende Aussparung trennt die sich oberhalb der Linse befindlichen Leuchtquellen vollständig und dicht vom Fahrzeuginnenraum ab. Somit ist sichergestellt, dass kein störendes Streulicht direkt von oberhalb der Befestigungs¬ platte in den Fahrgastraum tritt. Die Befestigungsplatte selbst kann leicht den Erfordernissen für den Einbau in den Dachhimmel angepasst werden. Die Platte kann aus dem gleichen Material wie die Linse sein, um eine auch gegenüber größeren Temperaturschwankungen stabile Verbindung zu erhalten.
Die Befestigungsplatte kann dabei weiterhin vorteilhaft so gestaltet sein, dass eine beabsichtigte oder benötigte Ausrichtung der Sammellinse (das gilt im Besonderen für nicht-kugelförmige Linsen) durch eine entsprechende Neigung der die Linse aufnehmenden Aussparung in der Befestigungsplatte Rechnung getragen wird. Dieser Maßnahme trägt auch zur Einfachheit des Einbaus bei.
Der Einbau der Beleuchtungseinrichtung kann vorteilhaft weiter vereinfacht werden, indem die Halterung zur Aufnahme der Lichtquellen auf der Befestigungsplatte befestigt ist. Damit können die Lichtquellen vor dem Einbau der Beleuchtungseinrichtung in das Fahrzeug frei zugänglich in der Halterung auf den jeweils von ihnen auszuleuchtenden Bereich - ggf. unter Zuhilfenahme einer Kontrolleinrichtung - ausgerichtet werden. Auf diese Weise ist beim Einbau der Beleuchtungseinrichtung kein aufwändiges Justieren der Lichtquellen erforderlich, und die Beleuchtungseinrichtung kann in einem Stück in den Dachhimmel eingebaut werden.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung durch eine Steuereinheit einzeln ein- und ausschaltbar sind. Auf diese Weise kann mit der Beleuchtungseinrichtung z.B. ein Leselicht für den Beifahrer oder auch für die Passagiere im Fond dargestellt werden, ohne dass die Aufmerksamkeit des Fahrers auf andere im Innenraum beleuchtete Bereiche gelenkt wird. Das jeweilige Leselicht kann dann beispielsweise mittels eines Schalters, der über Leitungen mit der Steuereinheit verbunden ist, und der sich in Reichweite des jeweiligen Sitzplatzes befindet, ein- oder ausgeschaltet werden. Diese Art der gezielten und benutzergesteuerten Bedienung der Einrichtung zur Beleuchtung bestimmter Bereiche, ist besonders geeignet um die Wünsche des Beifahrers oder der Insassen im Fond nach gezielter Beleuchtung zu erfüllen.
Für den Fahrer wäre es allerdings umständlich, wenn er vor der Durchführung einer Bedienabsicht zunächst ein Licht einschalten müsste, auch wenn man daran denken könnte, einen solchen Licht-Schalter zum Einschalten einer Beleuchtung für die wichtigsten Bedienelemente im Lenkrad unterzubringen. Auf diese Weise würde dem eigentlich beabsichtigten Bedienschritt jedoch ein zusätzlicher Bedienschritt vorgeschaltet. Für den Fahrer ist es wesentlich komfortabler und sicherer, wenn seine Bedienabsichten automatisch erkannt werden, und aufgrund der erkannten Bedienabsicht die entsprechenden Elemente automatisch beleuchtet werden. Eine Erkennung der Bedienabsicht wird vorteilhaft mit Hilfe von Sensoren zur Erkennung einer Bedienabsicht erreicht, wobei die Sensoren mit der Steuereinheit verbunden sind, die gemäß den von Sensoren empfangenen Signalen bestimmte Lichtquellen ein- oder ausschaltet. Als Sensoren können dabei beispielsweise Näherungs- oder Bewegungssensoren, die in der näheren Umgebung der Bedienelemente eingebaut sind, verwendet werden.
Die Steuereinheit kann auch dazu verwendet werden, weitere Signale, beispielsweise über den Fahrzeugzustand, aufzunehmen und diese Signale bei entsprechender Bestückung der Beleuchtungseinriclitung mit farbigen Lichtquellen, in einen Farbwechsel der Beleuchtung umzusetzen.
Zu den Figuren:
Fig. 1 zeigt die mittels der Befestigungsplatte 2 im Dachhimmel 8 befestigte Beleuchtungseinrichtung mit einer KugeTlinse als Sammellinse 1, einer sich darüber wölbenden Halterung 3 und die darin befestigten Lichtquellen 4. Im unteren Bildteil sind in einem schematisierten Längsschnitt durch ein Fahrzeug die von den Lichtquellen 4 der Beleuchtungseinrichtung angestrahlten Abbildungsflächen im Konsolbereich 5, im Bereich der Gangschaltung 6 und der Mittelkonsole 7 und die zugehörigen Abbildungswege 9 gezeigt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der
Beleuchtungseinrichtung mit Kugellinse 1, Befestigungsplatte 2 und einer Halterung 3, die als Gitter ausgestaltet ist, an das Lichtquellen 4 beispielsweise angeklebt oder angelötet werden können.
Die Maschen des Gitters können auch enger als dargestellt oder beispielsweise schlaufenförmig ausgeprägt sein, so dass es möglich wird, die Lichtquellen durch bloßes Einstecken in die Maschen in der Halterung zu befestigen. Eine Befestigung durch Einstecken kann aber beispielsweise auch durch Verwendung eines entsprechend gewölbten Lochblechs als Halterung erreicht werden.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Beleuchtungseinrichtung mit schwach lichtemittierenden Lichtquellen (4) zur Auflichtbeleuchtung von Bereichen im Kraftfahrzeuginnenraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (4) in einer Halterung (3) über einer Sammellinse (1) verteilt platziert und über die Sammellinse auf mindestens einen auszuleuchtenden Bereich (5) (6) (7) im Innenraum ausgerichtet sind.
2. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (1) im Dachhimmel (8) des Fahrzeugs befestigt ist.
3. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt mindestens einer Lichtquelle (4) und der Mittelpunkt des von ihr auszuleuchtenden Bereichs (5) (6) (7) im Wesentlichen auf einer Geraden durch den optischen Mittelpunkt der Sammellinse (1) liegen.
4. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (1) eine Kugellinse ist.
5. Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (4) Leuchtdioden sind.
6. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der ausgeleuchteten Bereiche (5) (6) (7) durch Größe und/oder Anzahl benachbarter Lichtquellen (4) auf der Halterung (3) festlegbar ist.
7. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (1) aus Acrylglas besteht.
8. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (3) ein sphärisch geformtes Gitter ist.
9. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (1) fest in einer dem Umriss der Sammellinse entsprechenden Aussparung einer Befestigungsplatte (2) steckt und mittels dieser im Dachhimmel befestigt (8) ist.
10. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine beabsichtigte Ausrichtung der Sammellinse (1) durch eine Neigung der Aussparung in Bezug auf die Befestigungsplatte (2) vorgegeben ist.
11. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (3) auf der Befestigungsplatte (2) befestigt ist.
12. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (4) mit einer Steuereinheit verbunden sind und mittels dieser einzeln ein- und ausschaltbar sind.
13. Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren zur Erkennung einer Bedienabsicht mit der Steuereinheit verbunden sind, und vorbestimmte Lichtquellen (4) gemäß von den Sensoren empfangenen Signalen durch die Steuereinheit ein- oder ausschaltbar sind.
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