WO2010034527A1 - Optical fiber arrangement for illuminating a motor vehicle license plate fastened to a motor vehicle, and method for the production thereof - Google Patents

Optical fiber arrangement for illuminating a motor vehicle license plate fastened to a motor vehicle, and method for the production thereof Download PDF

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WO2010034527A1
WO2010034527A1 PCT/EP2009/053693 EP2009053693W WO2010034527A1 WO 2010034527 A1 WO2010034527 A1 WO 2010034527A1 EP 2009053693 W EP2009053693 W EP 2009053693W WO 2010034527 A1 WO2010034527 A1 WO 2010034527A1
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WO
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light
license plate
light guide
passage surface
structures
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Application number
PCT/EP2009/053693
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Wolfgang Bilger
Lothar Wurmbach
Bernd Pfundstein
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Erich Utsch Ag
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Publication date
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    • G02B6/0088Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package

Definitions

  • Designation Optical fiber arrangement for illuminating a license plate attached to a motor vehicle and method for the production thereof
  • the present invention is an optical fiber assembly for illuminating a mounted on a motor vehicle, possibly retroreflective license plate, a mounting device for mounting a retroreflective license plate on a motor vehicle a retroreflective shield assembly, a vehicle with a holding device for a retroreflective license plate license plate and a method for producing a light guide arrangement according to the invention.
  • Optical fiber assemblies for illuminating a retroreflective license plate mounted on a motor vehicle are well known in the art.
  • DE 102 58 465 A1 discloses a light guide arrangement which is intended to be arranged in front of a non-transparent license plate in order to illuminate it.
  • the optical waveguide arrangement has an extensively extended optical waveguide which extends substantially parallel to the surface of the license plate to be illuminated, wherein the light coupled into the optical waveguide is guided by internal total reflection in the optical waveguide.
  • a scattering layer is provided on the surface of the light guide, which consists of two materials with significantly different refractive indices, for example, of high refractive index plastic particles in a low refractive index plastic matrix.
  • the light guide assembly disclosed here is basically suitable for illuminating a license plate with a non-transparent board so that it can be read well even under unfavorable lighting conditions. However, it is not suitable for illuminating a retroreflective license plate while maintaining sufficient retroreflective values.
  • the transmission of the light guide assembly is due to the design in a relatively low range, so that a arranged behind the light guide assembly retroreflective license plate no longer achieves sufficient retroreflective values.
  • EP 1 477 368 A1 discloses an optical waveguide arrangement for illuminating a motor vehicle license plate which is fastened to a motor vehicle and which is intended to illuminate a transparent retroreflective license plate.
  • a degree of transmittance of the optical waveguide device can be obtained in a soft manner. tion can be achieved, which would allow an arrangement of the light guide assembly in front of the retroreflective license plate.
  • this is absolutely necessary if it is a non-transparent license plate, such as a license plate with a metallic plate or with a board made of an opaque plastic.
  • DE 10 2007 015 747 A1 teaches a light guide arrangement for illuminating a retroreflective license plate fastened to a motor vehicle.
  • This optical fiber arrangement has such transmission values that it can also be arranged in front of a retroreflective license plate without unduly reducing its retroreflective values.
  • the anisotropic coupling-out structures disclosed in this application have disadvantages in their production because of their geometry.
  • a further object of the present invention is to provide a motor vehicle with a holding device for a retroreflective license plate, wherein the holding device should further comprise a lighting device that is to enable the illumination of a retroreflective, possibly optically opaque license plate without the retroreflective values of the held License plate inadmissible to influence.
  • the object of the present invention is to specify a method for producing a light guide arrangement for illuminating a retroreflective license plate fastened to a motor vehicle, which may possibly also be optically opaque.
  • An optical waveguide arrangement is intended to illuminate a vehicle-mounted retroreflective license plate, in particular a license plate with a non-transparent, for example metallic, board.
  • the optical waveguide arrangement has a planarly extended transparent optical waveguide with a frontal light passage area and a rear passage area. Furthermore, at least one light source is provided, whose light is coupled into the optical waveguide and guided therein. The guided in the light guide light is coupled out to this for the illumination of the arranged before or behind the light guide assembly retroreflective license plate.
  • the optical waveguide has light outcoupling structures arranged in the region of a light passage surface.
  • these light extraction structures are now formed in a plurality of raised or recessed column structures, each having a longitudinal axis X.
  • This longitudinal axis is oriented in each case substantially perpendicular to the light passage surface on which the columnar structure is arranged.
  • the raised or recessed column structures according to the invention have at least one or more lateral surfaces, which are oriented substantially perpendicular to the light passage surface.
  • An optical waveguide which is equipped with the light coupling-out structures according to the invention has a transmission which is only insignificantly reduced compared to a light waveguide with planar light transmission surfaces.
  • the height or depth h of the pillar structures relative to the light transmission surface on which they are placed is in the range of 1 to 100 microns, with a range of between 5 and 25 microns having been found to be most suitable and the best practical results were achieved with a height or depth h which was about 10 microns.
  • the raised or recessed column structures have a base area A at the light passage area to which they are arranged whose size is in the range between 50 and 50,000 square micrometres. Particularly preferred here is a range between 100 and 25,000 square micrometers, with a size of about 7,850 square microns has proven particularly useful.
  • the aforementioned light extraction structures can be produced in processes that are easy to control.
  • optically highly transparent light guides having a thickness of about 2.5 mm of polymethyl methacrylate (PMMA), in one surface of which the columnar structures according to the invention were molded, for example by means of LIGA technology (lithography, electroplating & impression).
  • LIGA technology lithography, electroplating & impression.
  • a structured mask having a possibly extremely high aspect ratio is produced by means of suitable lithographic techniques, for example by means of X-ray or UV lithography is subsequently molded by means of a galvanic deposition in a metal die. This metal matrix then serves as a template for the impression of the structure in a final plastic structure.
  • optical fibers can be made for example of PMMA or transparent polycarbonate or polyethylene, in one surface then the aforementioned raised or recessed columnar structures are formed.
  • the light guides produced in this way have an extremely high transparency in the optical wavelength range, so that they can be easily arranged in front of a retroreflective license plate without unduly reduce its retroreflectivity.
  • the columnar structures formed in the optical waveguide surface represent scattering centers for the light guided in the optical waveguide by internal total reflection, the light output ratio can be reproducibly adjusted by the concrete shape of the columnar structures, by their dimensions and by their density and arrangement on the light guide surface.
  • One parameter with which the achievable light output ratio can be influenced is the height or depth h of the light extraction structures relative to the light transmission surface on which they are arranged.
  • light coupling-out structures can be produced, which essentially have a uniform height / depth h over the entire area of the light passage surface of the light guide. Nevertheless, under certain circumstances, it may be advantageous if the height or depth h of the light coupling-out structures varies locally, for example in order to suppress the formation of light halos in those regions of the light guide that are directly adjacent to the light sources.
  • the size A of the base area of the light output structures is the size A of the base area of the light output structures.
  • the size A of the base surface of the coupling-out structures will be essentially constant over the entire light passage area on which the light coupling-out structures are arranged. But here too can Under certain circumstances, it may be advantageous if the size A of the base area of the light coupling-out structures on the light passage area varies locally, for example in order to avoid the formation of light spots in the vicinity of the light sources.
  • the locally achievable light output ratio is also determined by the local density of the light coupling-out structures on the light passage surface.
  • the density of the light coupling-out structures on the light passage surface is locally varied in such a way that it is lowest in that region of the light passage surface which adjoins the at least one light source. Due to the fact that the light output structures to be provided according to the invention also have only a practically negligible influence on the transmission of the light guide arrangement, such a locally varying density of the column structures does not lead to irregularities in the retroreflective image of the held license plate.
  • Another parameter that determines the achievable local Lichtauskoppelgrad is the concrete shape of the invention to be provided Lichtauskoppel Modellen.
  • these have a substantially constant cross section along their longitudinal axis X, for example a round cross section or a cross section in the shape of a polygon (3-corner, 4-corner, 5-corner, 6-corner, 7-corner, etc .), so that one obtains essentially columnar structures.
  • a substantially constant cross section along their longitudinal axis X for example a round cross section or a cross section in the shape of a polygon (3-corner, 4-corner, 5-corner, 6-corner, 7-corner, etc .), so that one obtains essentially columnar structures.
  • Another variable that influences the local light output ratio is the arrangement of the coupling-out structures on the Licht miclosf laugh relative to each other.
  • outcoupling structures which have a substantially isotropic shape, ie are formed as pillar structures with a constant or tapering cross-section, the result is usually a light output ratio independent of the running direction L of the light guided in the light guide, which may be advantageous in practice , however, if a direction of light L dependent Lichtauskoppelgrad desired, which may also be advantageous under certain circumstances, this can be adjusted by the Lichtauskoppel Jardin be formed anisotropic.
  • the light extraction structures for example, transversely to the direction L of the light in the light guide have a greater extent than in the direction L.
  • isotropic Auskoppel Designen needed they preferably have a round base surface or a base surface in the form of a regular polygon.
  • anisotropic light extraction structures are required, then they can have, for example, an elliptical base surface.
  • the anisotropic Lichtauskoppel Genten it has proved to be beneficial if the extension of the Lichtauskoppel Modellen transverse to the direction L of light guided in the light guide at least by the light factor 1.5, but preferably by a factor of 3 and in particular by a factor of 10 are greater than the dimensions of the Lichtauskoppel Modellen in the direction L. Furthermore, it has proven in anisotropic Lichtauskoppel Modellen when the running direction L of the light guided in the light guide when properly mounted the Optical fiber assembly is oriented on the motor vehicle substantially perpendicular to the horizontal.
  • the optical waveguide can advantageously be produced from a transparent plastic, whereby the special suitability of polymethyl methacrylate (PMMA) has already been pointed out.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Extensively extended optical fibers made of PMMA can be produced excellently by injection molding.
  • they have a very high visual transparency in the visible range and excellent aging properties under environmental influences.
  • polycarbonate is basically suitable as a material for a light guide according to the invention, wherein it must be noted that on the one hand the achievable transparency in the visible spectral range is lower and on the other hand polycarbonate usually has a less high UV resistance. This can be compensated either by embedding UV-stabilizing components in the polycarbonate plastic matrix or by applying an additional UV filter, for example in the form of a separately formed UV protective screen or a UV protective coating on the surface of the polycarbonate optical fiber.
  • the coupling-out structures can advantageously be formed integrally with the optical waveguide, for example by means of molding the structures into the optical waveguide in the production of the optical waveguide by injection molding. But also an introduction of the corresponding Lichtauskoppel Quilten in the at least one light passage surface of the light guide by means of a stamping process is readily possible.
  • the LIGA technique for producing the injection mold for the light guide is used, the light extraction structures produced generally have plane surfaces. Under certain circumstances, it may be advantageous to change the shape of the flat surfaces. For this purpose, for example, a thermally activated, locally acting on the surfaces of the Lichtauskoppel Designen forming process can be used, which is performed on the already shaped columnar raised structures.
  • the highest lying areas of the columnar structures are heated for a short time, whereby the viscosity of the plastic material decreases sharply, so that a flow process gets going. Due to the surface tension acting on the surface of the liquefied plastic, the column surfaces then become spherical Structures that significantly change the optical properties of the columnar structures. Further information on this forming process can be found, for example, in DE 10 2007 015 747 A1, the disclosure of which is incorporated by this reference in its entirety into the disclosure of the present application.
  • light-outcoupling structures are used, as described above in full, it has proven to be advantageous if these light-outcoupling structures as a whole cover a proportion of not more than 25% of the surface area of the light passage area in whose area they are arranged. Higher transmission values can be achieved if the proportion does not exceed 10%. In practical tests, in particular a share of at most 5% has proven to be advantageous.
  • the density of the light extracting structures given in percent refers to the ratio of the area covered by the totality of the light coupling-out structures to the total size of the light passing area of the optical waveguide on which the light coupling-out structures are arranged.
  • the light extraction structures are formed as recessed columnar structures with, for example, round cross-section. Other cross sections are possible.
  • the columnar structures are characterized in that their longitudinal axes are oriented perpendicular to the surface of the light guide. Furthermore, it has been found that the transmission through the optical waveguide with vertical incidence with respect to the smooth optical waveguide surface is particularly little disturbed if the lateral surfaces of the columnar structures are also substantially oriented as well as their lateral surfaces perpendicular to the surface of the optical waveguide.
  • the depth of these columnar recessed Lichtauskoppel devisen is dimensioned so that up to an illumination angle of max. 30 ° to the vertical of the light guide / license plate surface, the transmission through the light guide is weakened as little as possible.
  • the columnar recessed Lichtauskoppel Jardin have only a relatively small depth.
  • this is in the range of approximately 10 micrometers, in particular if the structures have a round, polygonal or elliptical cross-sectional area.
  • a balanced relationship between Auskoppelgrad from the light guide, transmission through the optical fiber and contrast of lying behind the light guide license plate legend results in a surface portion of the structures in the range between 5% and 20%, preferably from about 10%.
  • the abovementioned structures can advantageously be molded in during the production of the light guide, which is produced by injection molding.
  • a lithographically produced embossing or shaping mask which is furthermore advantageously coated with bright nickel, is incorporated in the embossing or shaping mask used to produce the light guide. turned used injection mold.
  • the PMMA material proved to be particularly suitable for the optical waveguide because of its low optical density and the low viscosity products available, which are advantageous for injection molding of the optical waveguide.
  • Particularly suitable is the special material of the class PMMA (polymethyl methacrylate), which is marketed by the company GE Bayer Silicones under the name "PMMA 8 N crystal clear".
  • the Lichtauskoppel devisen are formed on that side of the light guide, which is oriented towards the illumination of a license plate to this.
  • they can also be formed in the surface of the light guide facing away from the shield and on both surfaces of the light guide, possibly with different densities, shapes and dimensions.
  • This coating can be advantageously combined with an anti-scratching coating to make the light guide more suitable for outdoor use.
  • the material offered by the company GE Bayer Silicones under the name "scratch protection coating SHC 5020" has proven particularly useful.
  • the mentioned coating is applied at least on that side of the light guide in which the recessed light extraction structures are formed. are det, but preferably on both sides of the light guide.
  • a thickness range of 1 to 15 micrometers has been found to be particularly suitable, in particular from 5 to 10 microns. If the material SHC 5020 is used, then a layer thickness in the range of about 6 micrometers has proven particularly suitable.
  • the coating is particularly simple when a liquid starting material is used for coating, such as the material SHC 5020. Such a method can be applied to the surface / s of the light guide in the simplest manner in a flooding process. Application by spray is also possible. A double-sided coating is advantageously produced by means of the so-called "dip-coating".
  • the one-sided / two-sided overlaying of the optical waveguide with the above-described coating can be supplemented for the top-side application of a suitable antireflection coating, which is known in numerous numbers in the prior art.
  • a suitable antireflection coating which is known in numerous numbers in the prior art.
  • the application of an AR coating by flooding or by means of dip coatings is preferred.
  • other coating methods known from the prior art can also be used for applying the AR coating.
  • the claimed further claimed in the present application illuminated retro-reflective license plate license plate assembly comprises a retroreflective license plate with a planar expanded shield plate, in particular a non-transparent shield plate.
  • a retroreflective license plate with a planar expanded shield plate in particular a non-transparent shield plate.
  • it may be a license plate with metallic plate, which is front laminated with a retroreflective sheeting and in which the legend legend in the form of raised or recessed alphanumeric characters is mechanically imprinted.
  • the illuminated retroreflective license plate assembly according to the invention comprises a light guide arrangement according to the invention already explained above, wherein the light guide of this light guide arrangement is preferably arranged on the front side of the planar expanded shield plate to illuminate the legend of the retroreflective license plate.
  • the further claimed mounting device is provided for mounting a retro-reflective license plate on a motor vehicle, such a retroreflective license plate may be, for example, today already used license plate with metallic plate, which front surface with a retroreflective sheeting laminated, wherein the license plate legend may be embossed, for example in the form of raised or deepened alphanumeric characters in the metallic circuit board.
  • the mounting device according to the invention comprises a holder, which is intended to hold the retroreflective license plate with its planar expanded shield plate, wherein the holder is further intended to be attached to a motor vehicle. In this case, held in the holder retroreflective license plate is to be set mechanically on the motor vehicle.
  • DE 20 201 853 Ul discloses a suitable holder based on a plastic material.
  • DE 10 2005 035 232 Al a holder for a license plate is known, which is particularly suitable, in addition to a retroreflective license plate with metal plate, for example, even a light guide to take in the front side of the license plate is.
  • the mounting device furthermore comprises an optical waveguide arrangement according to claim 1, which has already been discussed in detail above.
  • the disclosure content of DE 10 2005 035 232 A1 is also fully incorporated by this reference into the disclosure of the present application.
  • a motor vehicle having a lighted fixture for a retroreflective license plate, said fixture comprising a license plate receptacle adapted to hold a retroreflective license plate with a planar, e.g. metallic, shield plate.
  • the license plate holder sets the retroreflective license plate mechanically on the motor vehicle.
  • the holding device provided on the motor vehicle comprises a light guide arrangement according to claim 1, which has already been discussed in detail above, wherein the optical waveguide of the light guide arrangement is arranged on the front side of the retroreflective license plate of the retroreflective license plate when the retroreflective license plate is held in the license plate holder.
  • the method which is also the subject of the present invention, is used to produce a light guide arrangement for illuminating a vehicle-mounted, optionally retroreflective license plate. It has at least the following process steps:
  • a planarly extended transparent light guide having a front light passage surface and a rear passage surface, wherein the light guide in the region of a light passage surface arranged Lichtauskoppel füren consisting of a plurality of raised or recessed column structures, comprising the following features: a. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface, and b. one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light passage surface.
  • an optical waveguide blank is included, for example. produced by extrusion or injection molding.
  • the light output structures to be provided according to the invention are then introduced into at least one light passage surface of the optical waveguide by mechanical embossing of the optical waveguide blank, for example by rolling the light passage surface of the optical waveguide blank with a suitably structured roller.
  • optical waveguide arrangement according to the invention, the mounting device according to the invention, the illuminating retroreflective license plate arrangement according to the invention, the motor vehicle with an illuminated holding device for a retroreflective license plate and the method according to the invention for producing a light guide arrangement emerge from the subclaims and the embodiments discussed below , which are explained in more detail with reference to the drawing:
  • FIG. 1 is a perspective partial sectional view of a mounting device for
  • FIG. 2 is an enlarged view of a section through the mounting device according to the prior art of Figure 1,
  • FIG 3 is an enlarged partial sectional view of the optical fiber of the mounting device according to the prior art of Figure 1,
  • FIG. 4 shows a plan view of the light guide of a first embodiment of a light guide arrangement according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the arrangement of the optical fiber coupling-out structures according to the invention on a light passage surface of the optical waveguide according to FIG. 4
  • FIG. 7 shows an electron microscopic representation of a light passage surface of the light guide according to FIG. 4, and FIG
  • FIG. 8 shows an electron micrograph of a light passage surface of a light guide of a further light guide arrangement according to the invention.
  • Figures 1 to 3 relate to a mounting device, which are previously known from the prior art. They are taken from the German patent application DE 10 2007 015 747.0 of the same Applicant, this reference adding the entire disclosure scope of the referenced prior patent application to the disclosure of the present application.
  • the known from the aforementioned prior art mounting device 1 comprises a holder 10 which is adapted to hold the vehicle license plate 2.
  • the holder 10 is further adapted to be attached to a motor vehicle (not shown) such that the retro-reflective license plate 2 held by the holder 10 is mechanically fixed to the vehicle.
  • the holder 10 comprises a bottom-side mounting plate 30, which can be produced, for example, by injection molding from an impact-resistant thermoplastic such as ABS.
  • a license plate unit 40 is connected at the top, which is captively connected to the mounting plate 30, wherein the connection between the mounting plate 30 and the license plate unit 40 can be solved without damage by means of a suitable tool ,
  • the holder 10 of the mounting device 1 thus consists of the mounting plate 30 and the license plate unit 40.
  • the license plate unit 40 which forms a closed housing, a license plate 2 is supported.
  • the mounting device 1 comprises a light guide according to the invention. teran angel 5, which will be discussed in more detail below.
  • the optical waveguide 80 of the optical waveguide arrangement 5 is arranged on the front side of the retroreflective license plate 2 with the retroreflective license plate 2 held. In this case, the light guide assembly 5 is completely disposed within the closed housing of the license plate unit 40.
  • This housing is thereby covered above the salient Kfz license plate 2 from the upper side arranged areally extended light guide 80 of the light guide unit 5, which is connected by gluing or welding with the front panel 56, which is part of a frame 50 of the license plate unit 40.
  • the front panel 56 is also made of an impact-resistant thermoplastic such as ABS and can be made for example by injection molding.
  • the light guide 80 is made of a transparent impact-resistant plastic. Preference is given here PMMA is used due to the high transparency and high mechanical strength. However, it is also conceivable to use other transparent plastics such as polycarbonate or polyethylene.
  • the front light passage surface 81 of the light guide 80 can be hard-coated by the application of a hard and possibly also anti-reflection thin layer, whereby the scratch resistance of the light guide 80 can be increased while its reflectivity can be reduced, which makes the legibility of the license plate legend of the underlying license plate clearly increased.
  • mounting holes 44 are provided in the front panel 56 of the frame, which allow an insertion of tools and thus allow a separation of rear mounting plate 30 and front license plate unit 40.
  • the holder 10 is formed as a license plate unit 40 with a closed housing, which is connectable to a provided for mounting on the vehicle mounting plate 30 is optional and not essential for the realization of the advantages of the invention.
  • the use of a compensation of the front light transmission Occurring surface 81 of the light guide 80 is optional.
  • the optical waveguide arrangement 5 of the illustrated mounting device 1 forms, together with the retroreflective license plate 2 arranged in the license plate unit 40, an illuminable license plate arrangement 100 according to the invention.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of a section through the mounting device 1 according to the invention, which can be seen in more detail from FIG.
  • the holder 10 includes the rear mounting plate 30, which is captively but detachably connected to the upper side plate identification unit 40.
  • the license plate unit 40 forms a closed housing, in which a lighting device 20 and to be held or to be illuminated license plate 2 is arranged.
  • the vehicle license plate 2 to be held is preferably a license plate with a metal plate, in particular with an embossed metallic plate, in which the legend is introduced in the form of raised embossed numbers.
  • the illumination device 20 comprises a plurality of light sources 22, which are supported by a common light source carrier 26 and are arranged uniformly spaced.
  • the light sources 22 are preferably white-light LEDs (LEDs) of the SMD (surface mounted device) type, which operate with a low operating voltage and have a high optical output power. These are currently available from a number of suppliers and have the advantage of a homogeneous radiation characteristic with a long service life. The high efficiency of LED also leads to only a small heat development.
  • white high-power LEDs are mentioned which have a light output of 1000 med and above.
  • the company Oshino Lamps GmbH, Nuremberg, Germany offers under the product name SUW 30030 white high-performance LED, which have a light output of typ. 4000 med at a beam angle of 30 °.
  • the company Candel Lights offers comparable high-performance LEDs, each having a light output of about 1300 med with an el. Power of about 2.7 W.
  • the LEDs for example, on a a Light bar forming circuit board mounted.
  • LEDs of the types mentioned leads in conjunction with the holder 10 and the mounting device 100 of the illustrated embodiment to good results. If LEDs of the SMD type are used, the use of LEDs, which has been proven by Alder Kunststoff GmbH, Talstr. 55, 71522 Backnang be sold under the product name AS-1311 WCA2-C2Z.
  • the plurality of light sources 22 of the illumination device 20 is arranged in a longitudinal side of the license plate unit 40, wherein the beam direction of the individual light sources 22 coincides with the plane of the license plate 2.
  • the light sources 22 are supplied with electrical energy via a common supply line, wherein the supply line, not shown here, is led out of the license plate unit 40 via a sealed bore.
  • a planar extended optical fiber 80 is arranged on the upper side of the license plate 2, which is part of a light guide assembly 5 according to the invention.
  • the light guide 80 is arranged by the embossed raised edge of the license plate license plate 2 spaced from the board of the license plate 2.
  • this light guide 80 which preferably consists of a transparent plastic such as polycarbonate or PMMA, the emitted light from the light sources 22 is coupled in a suitable manner. This will be discussed in more detail below.
  • the coupled-in light of the light sources 22 is guided by total internal reflection.
  • the (surface) nature of the light guide 80 in the region of its rear light passage surface 83 is such that at each internal total reflection by specifically introduced into the light guide 80 Lichtauskoppel Modellen 90 coupled out a small percentage of the incident radiation and the underlying license plate license 2 is steered so that it is illuminated.
  • Lichtauskoppel Modellen 90 coupled out a small percentage of the incident radiation and the underlying license plate license 2 is steered so that it is illuminated.
  • These light extraction structures 90 will also be discussed in more detail below. It should firstly be mentioned that by targeted structuring of the surface 83 of the optical waveguide 80 in the regions adjacent to the light sources 22, the intensity greatly increased in the region of the light sources 22 in the optical waveguide 80 can be compensated by significantly reducing the decoupling level locally there.
  • the housing of the license plate unit 40 is formed in the embodiment shown of several components.
  • a frame 50 which comprises a front panel 56 and a rear holder 58, which are manufactured as separate parts and in the creation of the holder 1 according to the invention are inextricably linked together, for example by welding, have a front opening, in which the area extended light guide 80 is used.
  • the light guide 80 is, as already mentioned, inextricably connected to the front panel 56 of the frame 50, for example by means of gluing.
  • the front panel 56 and the rear holder 58 are each made by deep-drawing or injection molding and each consists of an impact-resistant thermoplastic such as ABS.
  • the frame 50 of the license plate unit 40 has an access opening 52 on the rear, which extends over the entire rear surface of the frame 50 and whose dimensions are dimensioned so that the retroreflective license plate 2 to be held is inserted into the frame 50 through the access opening 52 can. If the license plate is inserted, it comes into contact with pressure surfaces 59, which in the rear holder 58th are formed, and with the rear light passage surface 83 of the light guide 80, whereby a mechanical support is formed.
  • the license plate unit 40 is hermetically sealed by means of a cover 60.
  • the frame 50 on the rear side a circumferential sealing strip 54.
  • the lid 60 forms a circumferential receiving groove 62, which is formed in its shape complementary to the circumferential sealing strip 54.
  • the material of the lid 60 now has a relation to the material of the frame 50 increased elasticity, wherein the dimensions of the lid 60, here in particular the circumferential receiving groove 62 are dimensioned so that the cover 60 with its circumferential receiving groove 62 on the sealing strip 54 of rear holder 58 can be reared.
  • the lid 60 undergoes a certain elastic elongation, whereby the lid 60 is fixed on the circumferential sealing strip 54.
  • Thermoplastic polyurethanes for example the thermoplastic aliphatic polyurethane marketed by the company Bayer MaterialScience AG under the brand Desmopan®, have proved to be suitable as the material for the cover 60.
  • This has an increased elasticity compared to ABS, so that the cover 60 can be mounted on the sealing strip 54 of the frame 50 in the manner known from plastic boxes in the food industry, resulting in a sealing seat of the sealing strip 54 in the receiving groove 62.
  • the housing 10 formed by the license plate unit 40 is sealed by the cover 60.
  • the light guide 80 forms pin-shaped fastening arms 86 on its longitudinal sides. These attachment arms 86 are passed through through holes in the light source carrier 26 and connected to this inextricably by thermal caulking.
  • the light guide 80 is therefore connected in a first step captive with the light source carrier 26 of the illumination device 20, on which the plurality of light sources 22 is arranged. Thereafter, this ready-made optical fiber assembly 5 is then inserted into the front panel 56. Subsequently, the rear holder 58 is placed on the back of the front panel 56 and welded to the front panel 56. As a result, the light guide assembly 5 is again set in the frame 50, in particular captively connected thereto. As can further be seen from FIG.
  • the optical waveguide 80 forms at the edge a plane coupling-in surface 84 into which the light emitted by the light sources 22 embodied as SMD LEDs in the illustrated embodiment is coupled in.
  • the planar light emission surfaces of the SMD LEDs are brought into mechanical contact with the coupling surface 84 when the light conductor 80 is mounted on the illumination device.
  • An optical coupling of the LEDs to the light guide for example by filling the remaining air gap between the light emission surfaces of the SMD LEDs and the light coupling surface 84 with an adhesive whose refractive index is matched to the refractive index of the light guide 80 and the SMD LEDs, may be advantageous but not mandatory.
  • the geometry of the frame 50, in particular of the optical waveguide 80 is dimensioned such that when the frame 50 is assembled, an air gap remains between the front-side protective screen 70 and the optical waveguide 80, so that coupling out of the light guided in the optical waveguide 80 by coupling into the protective pane 70 is avoided as far as possible (see Fig. 2).
  • a separate protective screen 70 which itself does not function as a light guide of the illumination device 20
  • an unwanted increased coupling of light from the light guide 80 due to mechanical damage of the front light exit surface of the holder 1 according to the invention can be largely avoided.
  • the arrangement of a protective screen 70 in front of the light guide 80 is to be regarded as optional. For cost reasons and because of a higher retroreflection of the entire license plate unit 40, an at least front-side compensation of the optical waveguide 80 with a scratch-resistance-increasing layer is to be preferred.
  • the access opening 52 of the frame 50 is formed by a lid 60 hermetically sealed.
  • the back-side holder 58 forms a peripheral sealing strip 54.
  • the lid 60 forms a circumferential receiving groove 62.
  • the shape of the sealing strip 54 and the receiving groove 62 are in this case adapted to each other so that a positive connection between the sealing strip 54 and receiving groove 62 results when the lid 60 is placed on the back of the frame 50.
  • the license plate unit 40 of the mounting device 1 according to the invention is ready for operation.
  • the completed license plate unit 40 with inserted license plate 2 can now be connected to the (for example, by screwing firmly connected to a motor vehicle) mounting plate 30 which is mechanically fixed to a motor vehicle, e.g. by screwing.
  • FIG. 4 shows a plan view of the light guide 80 of a light guide arrangement according to the invention, wherein a plurality of light sources 22, which are carried by a common light source support 26, are arranged on the coupling surface 84 of the light guide 80.
  • the light emitted by the light sources 22 is thereby coupled into the coupling surface 84 of the optical waveguide 80 such that a high percentage of the light emitted by the light sources 22 is actually propagated within the optical waveguide 80 and guided there by internal total reflection. Details on this can be found again in the referenced DE 10 2007 015 747.
  • the region of the optical waveguide 80, which is not covered by the frame 50 of the holder 10 when the optical waveguide 80 is arranged in the assembly device 1 according to the invention, is indicated by the dashed line. Short dashed is that portion of the light guide 80 which is detected by the light emitted by the light sources 22.
  • Attenuation regions 92 are located directly opposite the light sources 22 on the rear light passage surface 83 are formed, in which the density of the columnar Lichtauskoppel Genten 90 according to the invention is locally lowered, as shown in Figure 5 in more detail.
  • the density of the light-extracting structures 90 in the rear light passage surface 83 is selected such that 10% of the rear light passage surface 83 are covered by the columnar light output structures 90 according to the invention.
  • the light coupling-out structures 90 there is a regular arrangement of the light coupling-out structures 90.
  • the density of the light-emitting coupling structures 90 is lowered locally from 10% to a maximum of 5% with respect to the surrounding regions of the rear light passage surface 83. That is, in the attenuation regions 92, only 5% of the optical waveguide surface is locally covered with the light outcoupling structures according to the invention.
  • the local density of the light extraction structures 90 starting from the line of symmetry M, increases continuously from 5% on the line M up to 10% at the edge of the damping region 92 both in the direction marked X and in the opposite direction marked X '.
  • the density of the light outcoupling structures 90 locally increases from that edge of the attenuation region 92 which is oriented adjacent to the nearest light source 22, from there 5% to 10% on the opposite side End of the damping region 92.
  • the density specifications here refer to a cubic lattice structure with circular structures 90, wherein edge-contacting structures 90 correspond to a density of 100%.
  • FIG. 6 shows, by way of example, a plan view of the rear light passage surface 83 of the light guide 80 from FIG. 4 in an alternative embodiment.
  • this is a regular arrangement of the light extraction structures 90 on the rear light passage surface 83 in the form of a square grid.
  • FIGS. A to d now show different densities of light-extracting structures 90 on the rear light passage surface 83, the light output structures 90 always being arranged on grid points of the square grid shown in FIG. 6 d.
  • the light-outcoupling structures 90 stochastically distributed on the grid points, at the same time locally results in a preset density.
  • a density of approximately 5% exists, ie 5% of the rear light passage surface 83 are covered by light extraction structures 90.
  • the density is about 35%, in FIG. 6c about 60%, and in FIG. 6d it is at the theoretical maximum of about 78.5% for a 2d cubic lattice on which structures 90 of round cross section are arranged ,
  • FIG. 7 shows an electron micrograph of a rear light passage surface 83 of a light guide 80 according to the invention in which light output structures 90 according to the invention are stochastically distributed on grid points of a square grid, with a density of 5% being set.
  • the light extraction structures 90 are columnar depressions in the rear light passage surface 83, which have a round cross section and whose lateral surfaces are oriented substantially perpendicular to the rear light passage surface 83.
  • the diameter of the columnar light extraction structures 90 is in the range of 100 microns, their depth h measured from the rear light passage surface 83 is about 10 microns.
  • the base area A of a columnar light extraction structure 90 shown is about 7,850 square microns.
  • FIG. 8 shows the arrangement of equivalent light extraction structures 90 in the rear light passage surface 83 of a light guide 80 according to the invention, the maximum practically achievable packing density of the light extraction structures 90 designed as a cylindrical depression being set here on the grid points of a square grid.
  • the maximum achievable theoretical density of the light extraction structure 90 on the rear light passage surface 83 is about 78.5%.
  • the light extraction structures 90 have a round cross-section at a depth h of about 10 microns, the diameter of the structures is in the range of 100 microns.
  • the typical minimum wall thickness between two adjacent light-outcoupling structures is here in the range of 10 micrometers so that the lattice constant of the square lattice is approximately 110 micrometers. In principle, the wall thickness can also be further reduced, but this is with manufacturing technology Difficulties connected. This results in a density of approximately 55% of the light extraction structures 90.
  • the transmission of the optical waveguide 80 according to the invention can be further increased if, for example, a reflection-reducing antireflective coating is applied to the front light passage surface 81 (not shown), which can be formed, for example, from one or more layer system of one or more materials having different refractive indices.
  • a reflection-reducing antireflective coating is applied to the front light passage surface 81 (not shown), which can be formed, for example, from one or more layer system of one or more materials having different refractive indices.
  • an antireflection coating in the form of moth-eye structures on the front-side light passage surface 81, as disclosed, for example, in DE 103 185 66 A1.
  • a manufacturing process results e.g. from DE 100 20 877 A1. Again, the entire disclosure of the referenced publications is added by this reference to the disclosure of the present application.
  • the rear light passage surface 83 in which the light extraction structures 90 are formed, can also be designed to reduce reflection by embossing the aforementioned moth structure.
  • the reflection-reducing moth-eye structures are impressed into the optical waveguide surface in this rear light passage area 83. This can be done, for example, by forming the reflection-reducing moth-eye structures already during the production of a light guide blank.
  • the light outcoupling structures 90 to be provided according to the invention are then introduced into the rear light passage surface 83 provided with moth eye structures, for example by means of a mechanical embossing process which may possibly be associated with local heating of the light conductor 80 in the area of its rear light passage surface 83.
  • the front-side light passage surface 81 of the light guide according to the invention can additionally be provided with a coating which increases the scratch resistance or with a fog-reducing "anti-fog" coating basically known from the prior art, in particular for the surface of a PMMA light guide or a light guide, which consists of transparent polycarbonate or transparent polyethylene.
  • the reported percentage of the structural density refers to a square closest-circle packing, i.
  • the lateral surfaces of the columns touch each other to correspond to a density of 100%.
  • the light extraction structures 90 of the type described above even at a density of only 10%, excellent results can be achieved with respect to the achievable luminous intensity of the license plate legend illuminated by the light guide arrangement 5 according to the invention, whereby the retroreflection of the retroreflective license plate only simultaneously was slightly reduced.
  • a light guide assembly 5 thus both the legal requirements regarding the illumination of the held license plate license plate as well as with respect to the retroreflection of the held retroreflective license plate can certainly meet.
  • the light outcoupling structures 90 to be provided according to the invention can advantageously already be molded into the latter during the injection molding of the optical waveguide 80.
  • a sheet steel insert for producing the light guide which is inserted into the injection molding tool used, and which represents a die for the introduction of the light extraction structures 90 in the rear light passage surface 83 of the light guide 80.
  • the steel sheet is highly polished on the side to be structured and nickel-plated.
  • Column-like structures which are designed to be complementary to the light outcoupling structures 90 which are to be formed in the individualized light guide 80 according to the invention are subsequently deposited on this nickel-plated steel sheet by way of a lithographic method.
  • These lithographic structures are advantageously produced in the LIGA process (LIGA: lithography, electroplating and impression molding), which is well known from the prior art.
  • the finished structured nickel-plated steel sheet is then preferably determined by means of suitable fastening screws in a mold half of the injection molding tool as an embossing material.
  • steel sheet offers particular because it has the same coefficient of thermal expansion as the tool steel of the injection mold. This is relevant because the temperature variations of the tool surface and the steel die during the injection molding process can be about 200 ° C per injection cycle.
  • the light guide assembly according to the present invention is particularly suitable for illuminating the legend of a retroreflective license plate
  • its use within the scope of the present invention is not limited to retroreflective license plate labels.
  • a use in connection with arbitrarily designed license plates is to be encompassed, in particular optically transparent or even non-transparent signs as well as retroreflective as well as non-retroreflective signs.
  • it is particularly suitable for placement in front of a license plate to be illuminated, but in principle is also an arrangement behind a transparent license plate license within the scope of the invention.
  • An alternative independent device claim could relate to a light guide assembly 5 for illuminating a vehicle-mounted, possibly retroreflective, license plate 2, comprising:
  • a sheet-like extended transparent light guide 80 having a front light passage surface 81 and a rear light passage surface 83, and
  • the light guide 80 has light extraction structures 90 arranged in the region of a light passage surface 83,
  • the light extraction structures 90 consist of a plurality of raised or recessed column structures having the following features: a. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface 83, b. one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light passage surface 83.
  • An alternative independent method claim could relate to a method for producing a light guide arrangement 5 for illuminating a possibly retroreflective license plate 2 attached to a motor vehicle, which method comprises the following method steps:

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Abstract

The present invention relates to an optical fiber arrangement (5) for illuminating an optionally retroreflective motor vehicle license plate (2) fastened to a motor vehicle. The arrangement comprises a transparent optical fiber (80) extended in planar fashion, said fiber having a front-side light transmission surface (81) and a rear-side light transmission surface (83). At least one light source (22), the light of which is coupled into the optical fiber (80) and guided in said optical fiber, is coupled out of said optical fiber to illuminate the retroreflective motor vehicle license plate (2) arranged in front of or behind the optical fiber arrangement (5). The optical fiber (80) comprises structures (90) for coupling out light, said structures being arranged in the area of a light transmission surface (83) and being characterized in that the structures (90) for coupling out light comprise a plurality of raised or recessed column structures, which have the following characteristics: i) a longitudinal axis X, which is oriented substantially perpendicular to the light transmission surface (83), ii) one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light transmission surface (83).

Description

Bezeichnung: Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten Kfz-Kennzeichenschilds und Verfahren zu deren Herstellung Designation: Optical fiber arrangement for illuminating a license plate attached to a motor vehicle and method for the production thereof
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten, ggf. retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds, eine Montagevorrichtung zur Befestigung eines retroreflektierenden Kfz- Kennzeichenschilds an einem Kfz eine retroreflektierende Schildanordnung, ein Fahrzeug mit einer Haltevorrichtung für ein retroreflektierendes Kfz- Kennzeichenschilds sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung.The present invention is an optical fiber assembly for illuminating a mounted on a motor vehicle, possibly retroreflective license plate, a mounting device for mounting a retroreflective license plate on a motor vehicle a retroreflective shield assembly, a vehicle with a holding device for a retroreflective license plate license plate and a method for producing a light guide arrangement according to the invention.
Lichtleiteranordnungen zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 102 58 465 Al eine Lichtleiteranordnung, die dazu vorgesehen ist, vor einem nicht transparenten Kfz- Kennzeichenschild angeordnet zu werden, um dieses auszuleuchten. Die Lichtleiteranordnung weist einen flächenhaft ausgedehnten Lichtleiter auf, der sich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des auszuleuchtenden Kfz-Kennzeichenschilds erstreckt, wobei das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht durch interne Totalreflektion im Lichtleiter geführt wird. Um Licht aus dem Lichtleiter auszukoppeln, ist eine Streuschicht auf der Oberfläche des Lichtleiters vorgesehen, welche aus zwei Materialien mit deutlich verschiedenen Brechungsindices besteht, beispielsweise aus hochbrechenden Kunststoffpartikeln in einer niedrigbrechenden Kunststoffmatrix. Die hier offenbarte Lichtleiteranordnung ist zwar grundsätzlich dazu geeignet, ein Kfz-Kennzeichenschild mit nicht transparenter Platine so auszuleuchten, dass es auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen gut abgelesen werden kann. Sie ist aber nicht dazu geeignet, ein retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschilds unter Beibehaltung ausreichender Retroreflexionswerte auszuleuchten. Die Transmission der Lichtleiteranordnung liegt konstruktionsbedingt in einem relativ niedrigen Bereich, so dass ein hinter der Lichtleiteranordnung angeordnetes retroreflektierendes Kfz -Kennzeichenschild keine ausreichenden Retroreflexionswerte mehr erzielt.Optical fiber assemblies for illuminating a retroreflective license plate mounted on a motor vehicle are well known in the art. For example, DE 102 58 465 A1 discloses a light guide arrangement which is intended to be arranged in front of a non-transparent license plate in order to illuminate it. The optical waveguide arrangement has an extensively extended optical waveguide which extends substantially parallel to the surface of the license plate to be illuminated, wherein the light coupled into the optical waveguide is guided by internal total reflection in the optical waveguide. To decouple light from the light guide, a scattering layer is provided on the surface of the light guide, which consists of two materials with significantly different refractive indices, for example, of high refractive index plastic particles in a low refractive index plastic matrix. Although the light guide assembly disclosed here is basically suitable for illuminating a license plate with a non-transparent board so that it can be read well even under unfavorable lighting conditions. However, it is not suitable for illuminating a retroreflective license plate while maintaining sufficient retroreflective values. The transmission of the light guide assembly is due to the design in a relatively low range, so that a arranged behind the light guide assembly retroreflective license plate no longer achieves sufficient retroreflective values.
Aus der EP 1 477 368 Al ist eine Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten Kfz-Kennzeichenschilds bekannt, die dazu vorgesehen ist, ein transparentes retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschilds zu hinterleuchten. Im Zusammenhang mit der hier offenbarten Lichtleiteranordnung wird nicht darauf eingegangen, auf weiche Weise ein Transmissionsgrad der Lichtleiteranord- nung erzielt werden kann, der eine Anordnung der Lichtleiteranordnung vor dem retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschild erlauben würde. Dies ist aber unbedingt erforderlich, sofern es sich um ein optisch nicht transparentes Kfz-Kennzeichenschild handelt, z.B. ein Kfz-Kennzeichenschild mit einer metallischen Platine oder mit einer Platine aus einem opaken Kunststoff.EP 1 477 368 A1 discloses an optical waveguide arrangement for illuminating a motor vehicle license plate which is fastened to a motor vehicle and which is intended to illuminate a transparent retroreflective license plate. In connection with the optical fiber arrangement disclosed here, it is not discussed that a degree of transmittance of the optical waveguide device can be obtained in a soft manner. tion can be achieved, which would allow an arrangement of the light guide assembly in front of the retroreflective license plate. However, this is absolutely necessary if it is a non-transparent license plate, such as a license plate with a metallic plate or with a board made of an opaque plastic.
Schließlich lehrt die DE 10 2007 015 747 Al eine Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichen- schilds. Diese Lichtleiteranordnung weist solche Transmissionswerte auf, dass sie auch vor einem retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschild angeordnet werden kann, ohne dessen Retroreflexionswerte in unzulässiger Weise zu vermindern. Die in dieser Anmeldung offenbarten anisotropen Auskoppelstrukturen weisen aufgrund ihrer Geometrie aber Nachteile bei ihrer Herstellung auf.Finally, DE 10 2007 015 747 A1 teaches a light guide arrangement for illuminating a retroreflective license plate fastened to a motor vehicle. This optical fiber arrangement has such transmission values that it can also be arranged in front of a retroreflective license plate without unduly reducing its retroreflective values. However, the anisotropic coupling-out structures disclosed in this application have disadvantages in their production because of their geometry.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschild anzugeben, wobei die Lichtleiteranordnung eine solch hohe Transmission aufweist, dass sie ohne weiteres auch vor einem retroreflektierendes Kfz- Kennzeichenschild angeordnet werden kann, ohne dessen Retroreflektivität in unzulässiger Weise zu vermindern. Gleichzeitig soll eine ausreichende und insbesondere auch homogene Ausleuchtung einer Legende des Kfz- Kennzeichenschilds gewährleistet sein.It is therefore an object of the present invention to provide a light guide assembly for illuminating a mounted on a motor vehicle retroreflective license plate, wherein the light guide assembly has such a high transmission that it can be easily arranged in front of a retroreflective license plate without its retroreflectivity to diminish in an inadmissible way. At the same time a sufficient and in particular homogeneous illumination of a legend of the license plate is to be ensured.
Weiterhin ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Montagevorrichtung zur Befestigung eines retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschilds an einem Kfz anzugeben, welches eine homogene Ausleuchtung eines Kfz-Kennzeichenschilds mit retroreflektierender, ggf. auch optisch undurchsichtiger Platine ermöglicht, wobei gleichzeitig die Retroreflexionswerte des gehaltenen Kfz-Kennzeichenschilds nicht in unzulässiger Weise vermindert werden sollen. Weiterhin ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine beleuchte retroreflektierende Kfz - Kennzeichenschildanordnung anzugeben, welche ein Kfz-Kennzeichenschild mit einer ausreichend hellen und homogen ausgeleuchteten Schildplatine, insbesondere Kennzeichenlegende, umfasst. Gleichzeitig soll die Schildanordnung die gesetzlich vorgeschriebenen Retroreflexionswerte erfüllen. Weiterhin ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kfz mit einer Haltevorrichtung für ein retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild anzugeben, wobei die Haltevorrichtung weiterhin eine Beleuchtungseinrichtung umfassen soll, die das Ausleuchten eines retroreflektierenden, ggf. optisch undurchsichtigen Kfz - Kennzeichenschilds ermöglichen soll, ohne die Retroreflexionswerte des gehaltenen Kfz-Kennzeichenschilds in unzulässiger weise zu beeinflussen.It is another object of the present invention to provide a mounting device for mounting a retroreflective license plate on a motor vehicle, which allows a homogeneous illumination of a license plate with retroreflective, possibly also optically opaque board, at the same time not the retroreflective values of the held license plate should be reduced in an inadmissible way. It is another object of the present invention to provide a lighted retroreflective automotive license plate assembly comprising a license plate with a sufficiently bright and homogeneously illuminated shield plate, in particular license plate legend. At the same time, the shield arrangement should fulfill the legally prescribed retroreflective values. A further object of the present invention is to provide a motor vehicle with a holding device for a retroreflective license plate, wherein the holding device should further comprise a lighting device that is to enable the illumination of a retroreflective, possibly optically opaque license plate without the retroreflective values of the held License plate inadmissible to influence.
Schließlich ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds, welches ggf. auch optisch undurchsichtig sein kann, anzugeben.Finally, the object of the present invention is to specify a method for producing a light guide arrangement for illuminating a retroreflective license plate fastened to a motor vehicle, which may possibly also be optically opaque.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Lichtleiteranordnung gemäß Anspruch 1, durch eine Montagevorrichtung gemäß Anspruch 26, durch eine beleuchtete retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschildanordnung gemäß Anspruch 27, durch ein Kfz gemäß Anspruch 28 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 29.This object is achieved by a light guide assembly according to claim 1, by a mounting device according to claim 26, by an illuminated retroreflective license plate assembly according to claim 27, by a motor vehicle according to claim 28 and by a method according to claim 29.
Eine erfindungsgemäße Lichtleiteranordnung ist dazu vorgesehen, ein an einem Kfz befestigte retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild, insbesondere ein Kfz- Kennzeichenschild mit optisch nicht transparenter, beispielsweise metallischer, Platine auszuleuchten. Die Lichtleiteranordnung weist einen flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiter mit einer frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche und einer rückseitigen Durchtrittsfläche auf. Weiterhin ist zumindest eine Lichtquelle vorgesehen, deren Licht in den Lichtleiter eingekoppelt und in diesem geführt wird. Das im Lichtleiter geführte Licht wird zur Ausleuchtung des vor oder hinter der Lichtleiteranordnung angeordneten retroreflektierenden Kfz- Kennzeichenschilds aus diesem ausgekoppelt. Hierzu weist der Lichtleiter im Bereich einer Lichtdurchtrittsfläche angeordnete Lichtauskoppelstrukturen auf.An optical waveguide arrangement according to the invention is intended to illuminate a vehicle-mounted retroreflective license plate, in particular a license plate with a non-transparent, for example metallic, board. The optical waveguide arrangement has a planarly extended transparent optical waveguide with a frontal light passage area and a rear passage area. Furthermore, at least one light source is provided, whose light is coupled into the optical waveguide and guided therein. The guided in the light guide light is coupled out to this for the illumination of the arranged before or behind the light guide assembly retroreflective license plate. For this purpose, the optical waveguide has light outcoupling structures arranged in the region of a light passage surface.
Erfindungsgemäß werden nun diese Lichtauskoppelstrukturen in einer Mehrzahl erhabener oder vertiefter Säulenstrukturen ausgebildet, die jeweils eine Längsachse X aufweisen. Diese Längsachse ist jeweils im Wesentlichen senkrecht zu der Lichtdurchtrittsfläche orientiert, auf der die Säulenstruktur angeordnet ist. Schließlich weisen die erfindungsgemäßen erhabenen oder vertieften Säulenstrukturen zumindest eine oder mehrere Mantelflächen auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche orientiert sind. Eine solche Konfiguration der Säulenstrukturen hat sich als äußerst vorteilhaft bezüglich der erzielbaren Transmissionswerte durch den Lichtleiter erwiesen. Ein Lichtleiter, welcher mit den erfindungsgemäßen Lichtauskoppelstrukturen ausgerüstet ist, weist eine gegenüber einem Lichtleiter mit planen Lichtdurchtrittsflä- chen nur unwesentlich verminderte Transmission auf. Dies gilt insbesondere bei einer Einstrahlung der zu transmittierenden Strahlung in einem Winkelbereich von weniger als 45° gegenüber der Flächennormalen der Lichtdurchtrittsflächen. Dies hat unmittelbar zur Folge, dass ein hinter einem erfindungsgemäßen Lichtleiter angeordnetes retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild trotz des zweifachen Lichtdurchtritts durch die Oberflächen des Lichtleiters nur eine unwesentliche Schwächung seiner Retroreflektivität erfährt.According to the invention, these light extraction structures are now formed in a plurality of raised or recessed column structures, each having a longitudinal axis X. This longitudinal axis is oriented in each case substantially perpendicular to the light passage surface on which the columnar structure is arranged. Finally, the raised or recessed column structures according to the invention have at least one or more lateral surfaces, which are oriented substantially perpendicular to the light passage surface. Such a configuration of the pillar structures has proved to be extremely advantageous with respect to the achievable transmission values through the light guide. An optical waveguide which is equipped with the light coupling-out structures according to the invention has a transmission which is only insignificantly reduced compared to a light waveguide with planar light transmission surfaces. This applies in particular to an irradiation of the radiation to be transmitted in an angular range of less than 45 ° with respect to the surface normal of the light passage surfaces. This has the immediate result that a arranged behind a light guide retroreflective license plate according to the invention undergoes only an insignificant weakening of its retroreflectivity despite twice the passage of light through the surfaces of the light guide.
In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt die Höhe oder Tiefe h der Säulenstrukturen relativ zu der Lichtdurchtrittsfläche, auf der sie angeordnet sind, im Bereich zwischen 1 und 100 Mikrometern, wobei sich ein Bereich zwischen 5 und 25 Mikrometern als besonders geeignet erwiesen hat und die besten praktischen Ergebnisse mit einer Höhe oder Tiefe h erzielt wurden, die bei etwa 10 Mikrometern lag.In a preferred embodiment, the height or depth h of the pillar structures relative to the light transmission surface on which they are placed is in the range of 1 to 100 microns, with a range of between 5 and 25 microns having been found to be most suitable and the best practical results were achieved with a height or depth h which was about 10 microns.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die erhabenen oder vertieften Säulenstrukturen eine Basisfläche A an der Lichtdurchtrittsfläche, an der sie angeordnet sind, auf, deren Größe im Bereich zwischen 50 und 50.000 Quadratmikrometern liegt. Besonders bevorzugt ist hier ein Bereich zwischen 100 und 25.000 Quadratmikrometern, wobei sich eine Größe von etwa 7.850 Quadratmikrometern besonders bewährt hat.In a further preferred embodiment, the raised or recessed column structures have a base area A at the light passage area to which they are arranged whose size is in the range between 50 and 50,000 square micrometres. Particularly preferred here is a range between 100 and 25,000 square micrometers, with a size of about 7,850 square microns has proven particularly useful.
Die vorgenannten Lichtauskoppelstrukturen lassen sich in technisch gut beherrschbaren Prozessen herstellen. So konnten besonders gute Ergebnisse erzielt werden mit optisch hochtransparenten Lichtleitern mit einer Stärke von etwa 2,5 mm aus Polymethylmethacrylat (PMMA), in deren eine Oberfläche die erfindungsgemäßen säulenartigen Strukturen beispielsweise mittels LIGA-Technik (Lithographie, Galvanik & Abformung) eingeformt wurden. Im Rahmen der aus dem Stand der Technik gut bekannten LIGA-Technik wird mittels geeigneter lithografi- scher Techniken, beispielsweise mittels Röntgen- oder UV-Lithografie, eine strukturierte Maske mit einem ggf. extrem hohen Aspektverhältnis hergestellt, welche nachfolgend mittels eines galvanischen Abscheideverfahrens in eine Metallmatrize abgeformt wird. Diese Metallmatrize dient dann als Vorlage zur Abformung der Struktur in eine finale Kunststoffstruktur. Mittels der LIGA-Technik ist es also möglich, eine entsprechend strukturierte Kunststoffspritzgussform bereitzustellen, in deren eine Halbform entsprechende säulenartige erhabene oder vertiefte Master- Strukturen eingebracht sind. In einem geeigneten Kunststoffspritzgussverfahren können dann Lichtleiter beispielsweise aus PMMA oder auch aus transparentem Polycarbonat oder Polyethylen hergestellt werden, in deren eine Oberfläche dann die vorstehend genannten erhabenen oder vertieften säulenartigen Strukturen eingeformt sind. Die auf diese Weise hergestellten Lichtleiter weisen eine extrem hohe Transparenz im optischen Wellenlängenbereich auf, so dass sie ohne weiteres vor einem retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschild angeordnet werden können, ohne dessen Retroreflektivität unzulässig stark abzusenken. Gleichzeitig stellen die in die Lichtleiteroberfläche eingeformten säulenartigen Strukturen Streuzentren dar für das im Lichtleiter durch interne Totalreflektion geführte Licht, wobei der Lichtauskoppelgrad reproduzierbar eingestellt werden kann durch die konkrete Formgebung der säulenartigen Strukturen, durch deren Abmessungen sowie durch deren Dichte und Anordnung auf der Lichtleiteroberfläche.The aforementioned light extraction structures can be produced in processes that are easy to control. Thus, particularly good results could be achieved with optically highly transparent light guides having a thickness of about 2.5 mm of polymethyl methacrylate (PMMA), in one surface of which the columnar structures according to the invention were molded, for example by means of LIGA technology (lithography, electroplating & impression). In the context of the LIGA technique, which is well known from the prior art, a structured mask having a possibly extremely high aspect ratio is produced by means of suitable lithographic techniques, for example by means of X-ray or UV lithography is subsequently molded by means of a galvanic deposition in a metal die. This metal matrix then serves as a template for the impression of the structure in a final plastic structure. By means of the LIGA technique, it is thus possible to provide a correspondingly structured injection-molded plastic mold, into which half-mold corresponding column-like raised or recessed master structures are introduced. In a suitable plastic injection molding process then optical fibers can be made for example of PMMA or transparent polycarbonate or polyethylene, in one surface then the aforementioned raised or recessed columnar structures are formed. The light guides produced in this way have an extremely high transparency in the optical wavelength range, so that they can be easily arranged in front of a retroreflective license plate without unduly reduce its retroreflectivity. At the same time, the columnar structures formed in the optical waveguide surface represent scattering centers for the light guided in the optical waveguide by internal total reflection, the light output ratio can be reproducibly adjusted by the concrete shape of the columnar structures, by their dimensions and by their density and arrangement on the light guide surface.
Ein Parameter, mit dem der erzielbare Lichtauskoppelgrad beeinflusst werden kann, ist die Höhe oder Tiefe h der Lichtauskoppelstrukturen relativ zu der Licht- durchtrittsfläche, auf der sie angeordnet sind. Auf besonders einfache Weise lassen sich Lichtauskoppelstrukturen erzeugen, die praktisch über die gesamte Fläche der Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiters im Wesentlichen eine einheitliche Höhe/Tiefe h aufweisen. Dennoch kann es unter bestimmten Umständen vorteilhaft sein, wenn die Höhe oder Tiefe h der Lichtauskoppelstrukturen lokal variiert, beispielsweise um die Ausbildung von Lichthöfen in denjenigen Bereichen des Lichtleiters, welche unmittelbar an die Lichtquellen angrenzen sind, zu unterdrücken.One parameter with which the achievable light output ratio can be influenced is the height or depth h of the light extraction structures relative to the light transmission surface on which they are arranged. In a particularly simple manner, light coupling-out structures can be produced, which essentially have a uniform height / depth h over the entire area of the light passage surface of the light guide. Nevertheless, under certain circumstances, it may be advantageous if the height or depth h of the light coupling-out structures varies locally, for example in order to suppress the formation of light halos in those regions of the light guide that are directly adjacent to the light sources.
Ein weiterer Parameter, der den lokal erzielbaren Lichtauskoppelgrad wesentlich beeinflusst, ist die Größe A der Basisfläche der Lichtauskoppelstrukturen. Wiederum wird in vielen Fällen die Größe A der Basisfläche der Auskoppelstrukturen praktisch über die gesamte Lichtdurchtrittsfläche, auf der die Lichtauskoppelstrukturen angeordnet sind, im Wesentlichen konstant sein. Aber auch hier kann es unter Umständen vorteilhaft sein, wenn die Größe A der Basisfläche der Lichtauskoppelstrukturen auf der Lichtdurchtrittsfläche lokal variiert, beispielsweise um die Entstehung von Lichthöfen in der Nähe der Lichtquellen zu vermeiden. Neben der Höhe oder der Tiefe h der Lichtauskoppelstrukturen bzw. der Größe A der Basisfläche der Lichtauskoppelstrukturen wird der lokal erzielbare Lichtauskoppelgrad darüber hinaus von der lokalen Dichte der Lichtauskoppelstrukturen auf der Lichtdurchtrittsfläche bestimmt. Auch hier ist es ohne weiteres möglich, die Dichte der Lichtauskoppelstrukturen auf der Lichtdurchtrittsfläche praktisch über die gesamte Fläche der Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiters im Wesentlichen konstant zu halten. Doch wird hier in den meisten Anwendungsfällen eine lokal variierende Dichte vorgesehen werden, da sich mittels dieser Maßnahme auf besonders einfache Weise beispielsweise die Ausbildung von Lichthöfen in der Nähe von Lichtquellen minimieren lässt. Andererseits lässt sich die entlang der Laufrichtung des im Lichtleiter geführten Lichts stetig abnehmende Lichtintensität durch eine lokale Anhebung des Lichtauskoppelgrads kompensieren, so dass man insgesamt zu einer homogenen Ausleuchtung des ausgeleuchteten Kfz- Kennzeichenschilds gelangt. Hierzu wird die Dichte der Lichtauskoppelstrukturen auf der Lichtdurchtrittsfläche lokal dergestalt variiert, dass sie in demjenigen Bereich der Lichtdurchtrittsfläche am niedrigsten ist, der an die zumindest eine Lichtquelle angrenzt. Aufgrund der Tatsache, dass die erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen auch nur einen praktisch vernachlässigbaren Einfluss auf die Transmission der Lichtleiteranordnung haben, führt eine solche lokal variierende Dichte der Säulenstrukturen auch nicht zu Unregelmäßigkeiten im Retroreflexionsbild des gehaltenen Kfz-Kennzeichenschilds. Ein weiterer Parameter, der den erzielbaren lokalen Lichtauskoppelgrad bestimmt, ist die konkrete Formgebung der erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weisen diese einen entlang ihrer Längsachse X im Wesentlichen konstanten Querschnitt, beispielsweise einen runden Querschnitt oder einen Querschnitt in der Form eines Vielecks (3-Eck, 4-Eck, 5-Eck, 6-Eck, 7-Eck usw.) auf, so dass man im Wesentlichen säulenartige Strukturen erhält. Jedoch ist es auch möglich, Auskoppelstrukturen zu erzeugen, deren Querschnitt sich entlang ihrer Längsachse verjüngt, d.h. die säulenartigen Strukturen weisen die größte Querschnittsfläche A im Bereich der Lichtdurchtrittsfläche auf, auf der sie angeordnet sind. Eine weitere Größe, die den lokalen Lichtauskoppelgrad beeinflusst, ist die Anordnung der Auskoppelstrukturen auf der Lichtdurchtrittsf lache relativ zueinander. Hier hat es sich bewährt, eine regelmäßige Anordnung der Lichtauskoppelstrukturen beispielsweise in Form eines hexagonalen oder quadratischen Gitters zu realisieren, da die hierzu erforderlichen LIGA-Masken auf einfachste Weise herzustellen sind. Etwas schwieriger in der Herstellung in der LIGA-Masken, aber flexibler in der Einstellung des lokal erreichbaren Lichtauskoppelgrads ist eine Anordnung der Lichtauskoppelstrukturen der Lichtdurchtrittsfläche, die im Wesentlichen stochastisch ist. Auch hier können lokale Inhomogenitäten in der Dichte der Lichtauskoppelstrukturen auf der Lichtdurchtrittsfläche vorgesehen werden dergestalt dass beispielsweise die Dichte der Lichtauskoppelstrukturen am kleinsten im denjenigen Bereich ist, der an die zumindest eine, bevorzugt aber Vielzahl von Lichtquellen angrenzt. Darüber hinaus ist auch eine stochastische Verteilung der Säulenstrukturen auf Gitterplätzen eines regelmäßigen Gitters möglich.Another parameter that significantly influences the locally achievable light output ratio is the size A of the base area of the light output structures. Again, in many cases, the size A of the base surface of the coupling-out structures will be essentially constant over the entire light passage area on which the light coupling-out structures are arranged. But here too can Under certain circumstances, it may be advantageous if the size A of the base area of the light coupling-out structures on the light passage area varies locally, for example in order to avoid the formation of light spots in the vicinity of the light sources. In addition to the height or the depth h of the light coupling-out structures or the size A of the base surface of the light coupling-out structures, the locally achievable light output ratio is also determined by the local density of the light coupling-out structures on the light passage surface. Again, it is readily possible to keep the density of the Lichtauskoppelstrukturen on the light passage surface substantially constant over the entire surface of the light passage surface of the light guide substantially. However, a locally varying density will be provided here in most applications, as can be minimized by means of this measure in a particularly simple manner, for example, the formation of light yards in the vicinity of light sources. On the other hand, the light intensity steadily decreasing along the running direction of the light guided in the optical waveguide can be compensated by a local increase in the degree of light output, so that overall a homogeneous illumination of the illuminated license plate is achieved. For this purpose, the density of the light coupling-out structures on the light passage surface is locally varied in such a way that it is lowest in that region of the light passage surface which adjoins the at least one light source. Due to the fact that the light output structures to be provided according to the invention also have only a practically negligible influence on the transmission of the light guide arrangement, such a locally varying density of the column structures does not lead to irregularities in the retroreflective image of the held license plate. Another parameter that determines the achievable local Lichtauskoppelgrad is the concrete shape of the invention to be provided Lichtauskoppelstrukturen. In a particularly preferred embodiment, these have a substantially constant cross section along their longitudinal axis X, for example a round cross section or a cross section in the shape of a polygon (3-corner, 4-corner, 5-corner, 6-corner, 7-corner, etc .), so that one obtains essentially columnar structures. However, it is also possible to produce coupling-out structures whose cross section tapers along its longitudinal axis, ie the columnar structures have the largest cross-sectional area A in the region of the light passage area on which they are arranged. Another variable that influences the local light output ratio is the arrangement of the coupling-out structures on the Lichtdurchtrittsf laugh relative to each other. Here, it has proven useful to realize a regular arrangement of the light coupling-out structures, for example in the form of a hexagonal or square grid, since the LIGA masks required for this purpose can be produced in the simplest manner. Somewhat more difficult to fabricate in the LIGA masks, but more flexible in the adjustment of the locally achievable Lichtauskoppelgrads is an arrangement of Lichtauskoppelstrukturen the light passage surface, which is substantially stochastic. Here too, local inhomogeneities in the density of the light coupling-out structures on the light passage surface can be provided such that, for example, the density of the light coupling-out structures is smallest in that region which adjoins the at least one but preferably a multiplicity of light sources. In addition, a stochastic distribution of the column structures on lattice sites of a regular grid is possible.
Werden Auskoppelstrukturen verwendet, die eine im Wesentlichen isotrope Formgebung aufweisen, d.h. als Säulenstrukturen mit konstantem oder sich verjüngendem Querschnitt ausgebildet sind, so ergibt sich in der Regel ein von der Laufrichtung L des im Lichtleiter geführten Lichts unabhängiger Lichtauskoppelgrad, was in der Praxis vorteilhaft sein kann. Wird aber ein von der Laufrichtung L abhängiger Lichtauskoppelgrad gewünscht, was unter bestimmten Umständen ebenfalls von Vorteil sein kann, so kann dieser eingestellt werden, indem die Lichtauskoppelstrukturen anisotrop ausgebildet werden. Hierzu können die Lichtauskoppelstrukturen beispielsweise quer zur Laufrichtung L des Lichts im Lichtleiter eine größere Ausdehnung aufweisen als in der Laufrichtung L. Werden isotrope Auskoppelstrukturen benötigt, so weisen diese bevorzugt eine runde Basisfläche auf oder eine Basisfläche in Form eines regelmäßigen Vielecks. Werden hingegen anisotrop Lichtauskoppelstrukturen benötigt, so können diese beispielsweise eine elliptische Basisfläche aufweisen. Im letztgenannten Fall der anisotrope Lichtauskoppelstrukturen hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Ausdehnung der Lichtauskoppelstrukturen quer zur Laufrichtung L des im Lichtleiter geführten Lichts zumindest um den Lichtfaktor 1,5, bevorzugt aber um den Faktor 3 und insbesondere um den Faktor 10 größer sind als die Abmessungen der Lichtauskoppelstrukturen in der Laufrichtung L. Weiterhin hat es sich bei anisotropen Lichtauskoppelstrukturen als vorteilhaft erwiesen, wenn die Laufrichtung L des im Lichtleiter geführten Lichts bei bestimmungsgemäßer Montage der Lichtleiteranordnung am Kraftfahrzeug im Wesentlichen senkrecht zur Horizontalen orientiert ist.If outcoupling structures are used which have a substantially isotropic shape, ie are formed as pillar structures with a constant or tapering cross-section, the result is usually a light output ratio independent of the running direction L of the light guided in the light guide, which may be advantageous in practice , However, if a direction of light L dependent Lichtauskoppelgrad desired, which may also be advantageous under certain circumstances, this can be adjusted by the Lichtauskoppelstrukturen be formed anisotropic. For this purpose, the light extraction structures, for example, transversely to the direction L of the light in the light guide have a greater extent than in the direction L. If isotropic Auskoppelstrukturen needed, they preferably have a round base surface or a base surface in the form of a regular polygon. If, on the other hand, anisotropic light extraction structures are required, then they can have, for example, an elliptical base surface. In the latter case, the anisotropic Lichtauskoppelstrukturen it has proved to be beneficial if the extension of the Lichtauskoppelstrukturen transverse to the direction L of light guided in the light guide at least by the light factor 1.5, but preferably by a factor of 3 and in particular by a factor of 10 are greater than the dimensions of the Lichtauskoppelstrukturen in the direction L. Furthermore, it has proven in anisotropic Lichtauskoppelstrukturen when the running direction L of the light guided in the light guide when properly mounted the Optical fiber assembly is oriented on the motor vehicle substantially perpendicular to the horizontal.
Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass der Lichtleiter vorteilhaft aus einem transparenten Kunststoff hergestellt sein kann, wobei bereits auf die besondere Eignung von Polymethylmethacrylat (PMMA) hingewiesen wurde. Flächenhaft ausgedehnte Lichtleiter aus PMMA lassen sich hervorragend im Spritzgussverfahren herstellen. Sie weisen darüber hinaus eine sehr hohe optische Transparenz im sichtbaren Bereich und auf hervorragende Alterungseigenschaften unter Umwelteinflüssen auf. Weiterhin ist auch Polycarbonat grundsätzlich als Material für einen erfindungsgemäßen Lichtleiter geeignet, wobei hier beachtet werden muss, dass einerseits die erreichbare Transparenz im sichtbaren Spektralbereich geringer ist und andererseits Polycarbonat in der Regel eine weniger hohe UV- Beständigkeit aufweist. Diese kann kompensiert werden entweder durch Einbetten UV-stabilisierender Komponenten in die Polycarbonatkunststoffmatrix oder durch Aufbringen eines zusätzlichen UV-Filters, beispielsweise in Form einer separat ausgebildeten UV-Schutzscheibe oder eines UV-Schutzlacks auf die Oberfläche des Polycarbonat-Lichtleiters.It has already been mentioned above that the optical waveguide can advantageously be produced from a transparent plastic, whereby the special suitability of polymethyl methacrylate (PMMA) has already been pointed out. Extensively extended optical fibers made of PMMA can be produced excellently by injection molding. In addition, they have a very high visual transparency in the visible range and excellent aging properties under environmental influences. Furthermore, polycarbonate is basically suitable as a material for a light guide according to the invention, wherein it must be noted that on the one hand the achievable transparency in the visible spectral range is lower and on the other hand polycarbonate usually has a less high UV resistance. This can be compensated either by embedding UV-stabilizing components in the polycarbonate plastic matrix or by applying an additional UV filter, for example in the form of a separately formed UV protective screen or a UV protective coating on the surface of the polycarbonate optical fiber.
Werden Kunststoffe für die Lichtleiteranordnung verwendet, so können die Auskoppelstrukturen vorteilhaft integral mit dem Lichtleiter ausgebildet werden, beispielsweise mittels Abformen der Strukturen in den Lichtleiter bei der Herstellung des Lichtleiters im Spritzgussverfahren. Aber auch ein Einbringen der entsprechenden Lichtauskoppelstrukturen in die zumindest eine Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiters mittels eines Prägeverfahrens ist ohne weiteres möglich. Wird auf die LIGA-Technik für die Herstellung der Spritzgussform für den Lichtleiter zurückgegriffen, so weisen die erzeugten Lichtauskoppelstrukturen in der Regel plane Oberflächen auf. Unter Umständen kann es aber vorteilhaft sein, die Form der planen Oberflächen zu verändern. Hierzu kann beispielsweise ein thermisch aktivierter, lokal auf die Oberflächen der Lichtauskoppelstrukturen einwirkender Umformprozess verwendet werden, der an den bereits abgeformten säulenartigen erhabenen Strukturen ausgeführt wird. Hierzu werden die höchstliegenden Bereiche der säulenartigen Strukturen kurzfristig erwärmt, wodurch die Viskosität des Kunststoffmaterials stark abnimmt, so dass ein Fließprozess in Gang kommt. Aufgrund der auf die Oberfläche des verflüssigten Kunststoffs einwirkenden Oberflächenspannung bilden die Säulenoberflächen dann kugelförmige Strukturen aus, die die optischen Eigenschaften der säulenartigen Strukturen deutlich verändern. Weitere Information zu diesem Umformverfahren können beispielsweise der DE 10 2007 015 747 Al entnommen werden, deren Offenbarung durch diese Bezugnahme vollumfänglich zum Offenbarungsumfang der vorliegenden Anmeldung hinzugefügt wird.If plastics are used for the optical waveguide arrangement, the coupling-out structures can advantageously be formed integrally with the optical waveguide, for example by means of molding the structures into the optical waveguide in the production of the optical waveguide by injection molding. But also an introduction of the corresponding Lichtauskoppelstrukturen in the at least one light passage surface of the light guide by means of a stamping process is readily possible. If the LIGA technique for producing the injection mold for the light guide is used, the light extraction structures produced generally have plane surfaces. Under certain circumstances, it may be advantageous to change the shape of the flat surfaces. For this purpose, for example, a thermally activated, locally acting on the surfaces of the Lichtauskoppelstrukturen forming process can be used, which is performed on the already shaped columnar raised structures. For this purpose, the highest lying areas of the columnar structures are heated for a short time, whereby the viscosity of the plastic material decreases sharply, so that a flow process gets going. Due to the surface tension acting on the surface of the liquefied plastic, the column surfaces then become spherical Structures that significantly change the optical properties of the columnar structures. Further information on this forming process can be found, for example, in DE 10 2007 015 747 A1, the disclosure of which is incorporated by this reference in its entirety into the disclosure of the present application.
Werden Lichtauskoppelstrukturen verwendet wie sie vorstehend umfänglich beschrieben wurden, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Lichtauskoppelstrukturen insgesamt einen Anteil von nicht mehr 25 % der Oberfläche derjenigen Lichtdurchtrittsfläche überdecken, in deren Bereich sie angeordnet sind. Höhere Transmissionswerte lassen sich erzielen, wenn der Anteil nicht über 10% beträgt. In praktischen Erprobungen hat sich insbesondere ein Anteil von maximal 5% als vorteilhaft herausgestellt. Sofern nicht anders angegeben bezieht sich die in Prozent angegebene Dichte der Lichtauskoppelstrukturen auf das Verhältnis der Fläche, die von der Gesamtheit der Lichtauskoppelnden Strukturen bedeckt ist, zur Gesamtgröße der Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiters, auf der die Lichtauskoppelnden Strukturen angeordnet sind.If light-outcoupling structures are used, as described above in full, it has proven to be advantageous if these light-outcoupling structures as a whole cover a proportion of not more than 25% of the surface area of the light passage area in whose area they are arranged. Higher transmission values can be achieved if the proportion does not exceed 10%. In practical tests, in particular a share of at most 5% has proven to be advantageous. Unless otherwise indicated, the density of the light extracting structures given in percent refers to the ratio of the area covered by the totality of the light coupling-out structures to the total size of the light passing area of the optical waveguide on which the light coupling-out structures are arranged.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Lichtauskoppelstrukturen als vertiefte säulenartige Strukturen mit z.B. rundem Querschnitt ausgebildet. Andere Querschnitte sind möglich. Die säulenartigen Strukturen zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Längsachsen senkrecht zur Oberfläche des Lichtleiters orientiert sind. Weiterhin hat sich herausgestellt, dass die Transmission durch den Lichtleiter bei senkrechtem Einfall gegenüber der glatten Lichtleiteroberfläche besonders wenig gestört wird, wenn die Mantelflächen der säulenartigen Strukturen ebenfalls im Wesentlichen sich als auch ihre Mantelflächen senkrecht zur Oberfläche des Lichtleiters orientiert sind. Eine Abweichung von weniger als 15° von der Senkrechten, bevorzugt von weniger als 5° von der Senkrechten und insbesondere von weniger als 2° liefern besonders gute Ergebnisse bezüglich der Transmission durch den Lichtleiter, die für die Schwächung der Retroreflexion des dahinterliegenden auszuleuchtenden retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds von wesentlicher Bedeutung ist. Praktisch ist es von Vorteil, wenn der kleinstmögliche Neigungswinkel der Mantelfläche gegen die Senkrechte auf der Lichtleiteroberfläche eingestellt wird, der im Rahmen des für den Lichtleiter incl. der eingeformten Lichtauskoppelstrukturen praktisch realisierbar ist. Die Tiefe dieser säulenartigen vertieften Lichtauskoppelstrukturen ist so bemessen, dass bis zu einem Anleuchtwinkel von max. 30° zur Senkrechten der Lichtleiter-/ Nummernschildoberfläche die Transmission durch den Lichtleiter möglichst wenig geschwächt wird. Bei nationalen Zulassungsverfahren wird oftmals ein Minimalwert für die Retroreflektivität eines Kfz-Kennzeichenschilds bzw. einer gesamten Kennzeichenschildanordnung definiert. Soll für das retroreflektierende Kennzeichenschild eine handelsübliche retroreflektierende Folie verwendet werden können, insbesondere eine Folie eines Typs, der auch für ein retroreflektie- rendes Kennzeichenschild ohne einen über der Kennzeichenlegende liegenden (reflexionsmindernden) Lichtleiter geeignet ist und daher eine nicht zu hohe Retroreflexion aufweist, so muss der Lichtleiter zwingend eine hohe Transmission aufweisen, die sich darüber hinaus im wesentlichen über den ganzen zu prüfenden Anleuchtwinkelbereich erstreckt. Im nationalen deutschen Zulassungsverfahren hat es sich für die Verwendung eines erfindungsgemäßen Lichtleiters für ein konventionelles, den Vorschriften der StVZO entsprechendes retroreflektierendes Kennzeichen als ausreichend erwiesen, wenn die Retroreflexion um nicht mehr als 30% vermindert wird. Dies bedeutet, dass die Reflexions- und Streuverluste beim einmaligen Durchgang durch den Lichtleiter für alle zu prüfenden Anleuchtwinkel nicht wesentlich über 15% betragen dürfen.In a particularly preferred embodiment, the light extraction structures are formed as recessed columnar structures with, for example, round cross-section. Other cross sections are possible. The columnar structures are characterized in that their longitudinal axes are oriented perpendicular to the surface of the light guide. Furthermore, it has been found that the transmission through the optical waveguide with vertical incidence with respect to the smooth optical waveguide surface is particularly little disturbed if the lateral surfaces of the columnar structures are also substantially oriented as well as their lateral surfaces perpendicular to the surface of the optical waveguide. A deviation of less than 15 ° from the vertical, preferably less than 5 ° from the vertical, and in particular less than 2 °, gives particularly good results in terms of transmission through the optical fiber, which is useful for weakening the retroreflection of the underlying retroreflective automotive License plate is essential. In practice, it is advantageous if the smallest possible angle of inclination of the lateral surface is set against the vertical on the optical waveguide surface, which is practically feasible within the framework of the light outcoupling structure formed for the optical waveguide. The depth of these columnar recessed Lichtauskoppelstrukturen is dimensioned so that up to an illumination angle of max. 30 ° to the vertical of the light guide / license plate surface, the transmission through the light guide is weakened as little as possible. In national approval procedures, a minimum value for the retroreflectivity of a license plate or an entire license plate assembly is often defined. If a commercially available retroreflective sheeting is to be used for the retroreflective license plate, in particular a sheeting of a type which is also suitable for a retroreflective license plate without an overlay (reflection) optical fiber and therefore has not too high retroreflectivity the optical waveguide necessarily have a high transmission, which also extends substantially over the entire range of illumination angle to be tested. In the German national approval procedure, it has proved sufficient for the use of a light guide according to the invention for a conventional, the provisions of the StVZO appropriate retroreflective characteristics, if the retroreflection is reduced by not more than 30%. This means that the reflection and scattering losses during a single pass through the light guide must not be significantly above 15% for all the illumination angles to be tested.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die säulenartigen vertieften Lichtauskoppelstrukturen eine nur verhältnismäßig geringe Tiefe aufweisen. Diese liegt für Strukturen mit einem Durchmesser im Bereich von 100 Mikrometern im Bereich von etwa 10 Mikrometern, insbesondere wenn die Strukturen eine runde, mehreckige oder elliptische Querschnittsfläche aufweisen. Für solche Strukturen ergibt sich ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Auskoppelgrad aus dem Lichtleiter, Transmission durch den Lichtleiter und Kontrast der hinter dem Lichtleiter liegenden Kennzeichenlegende bei einem Flächenanteil der Strukturen im Bereich zwischen 5% und 20%, bevorzugt von etwa 10%.In this context, it has proven to be advantageous if the columnar recessed Lichtauskoppelstrukturen have only a relatively small depth. For structures having a diameter in the region of 100 micrometers, this is in the range of approximately 10 micrometers, in particular if the structures have a round, polygonal or elliptical cross-sectional area. For such structures, a balanced relationship between Auskoppelgrad from the light guide, transmission through the optical fiber and contrast of lying behind the light guide license plate legend results in a surface portion of the structures in the range between 5% and 20%, preferably from about 10%.
Die vorstehend genannten Strukturen lassen sich vorteilhaft bei der Herstellung des Lichtleiters, der im Spritzgussverfahren gefertigt wird, mit einformen. Hierzu wird eine lithographisch hergestellte, vorteilhaft weiterhin mit Glanznickel beschichtete Präge- bzw. Formmaske in das zur Herstellung des Lichtleiters ver- wendete Spritzgusswerkzeug eingesetzt. Als besonders geeignet erwies sich der Werkstoff PMMA für den Lichtleiter wegen seiner geringen optischen Dichte und die verfügbaren Produkte mit geringer Viskosität, die für die spritzgusstechnische Herstellung des Lichtleiters vorteilhaft ist. Als bsonders geeignet hat sich der spezielle Werkstoff der Stoffklasse PMMA (Polymethylmetacrylat), der von der Firma GE Bayer Silicones unter der Bezeichnung „PMMA 8 N glasklar" vertrieben wird.The abovementioned structures can advantageously be molded in during the production of the light guide, which is produced by injection molding. For this purpose, a lithographically produced embossing or shaping mask, which is furthermore advantageously coated with bright nickel, is incorporated in the embossing or shaping mask used to produce the light guide. turned used injection mold. The PMMA material proved to be particularly suitable for the optical waveguide because of its low optical density and the low viscosity products available, which are advantageous for injection molding of the optical waveguide. Particularly suitable is the special material of the class PMMA (polymethyl methacrylate), which is marketed by the company GE Bayer Silicones under the name "PMMA 8 N crystal clear".
Bevorzugt sind die Lichtauskoppelstrukturen auf derjenigen Seite des Lichtleiters ausgebildet, die bei der Ausleuchtung eines Kennzeichenschilds zu diesem hin orientiert ist. Sie können aber auch in der dem Schild abgewandten Oberfläche des Lichtleiters sowie auf beiden Oberflächen des Lichtleiters - ggf. mit unterschiedlichen Dichten, Formen und Abmessungen - ausgebildet sein.Preferably, the Lichtauskoppelstrukturen are formed on that side of the light guide, which is oriented towards the illumination of a license plate to this. However, they can also be formed in the surface of the light guide facing away from the shield and on both surfaces of the light guide, possibly with different densities, shapes and dimensions.
Überraschend hat es sich herausgestellt, dass sich dann besonders vorteilhafte Eigenschaften eines Lichteliters insbesondere des vorstehend beschriebenen Typs ergeben, wenn zumindest die Lichtleiteroberfläche, in der die vertieften Lichtauskoppelstrukturen eingeformt sind, mit einer hinreichend dünnen optisch transparenten Beschichtung überschichtet ist. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Beschichtung im μm - Bereich eine Glättung der durch Abformung generierten vertieften Lichtauskoppelstrukturen erreicht. Auf diese Weise können unerwünschte punktartige „Spots" (d.h. unerwünscht hohe lokale Lichtauskopplungen an der Vertiefung) vermieden werden. Darüber hinaus führt die Überschichtung mit der vorgenannten Beschichtung zur einer „Anwinkelung" der vorteilhaft senkrecht zur Lichtleiteroberfläche orientierten Mantelflächen der Lichtauskoppelstrukturen, was zur Folge hat, dass vermehrt Licht aus der Lichtleiterebene zum Kennzeichen hin ausgekoppelt wird.Surprisingly, it has been found that particularly advantageous properties of a light elite, in particular of the type described above, result if at least the light guide surface in which the recessed light outcoupling structures are formed is covered with a sufficiently thin, optically transparent coating. Particular advantages arise when the coating in the μm range achieves a smoothing of the recessed light output structures generated by the impression. In this way undesirable point-like "spots" (ie undesirably high local light outcouplings at the depression) can be avoided Moreover, the overlaying with the abovementioned coating leads to an "angling" of the lateral surfaces of the light coupling-out structures which are advantageously oriented perpendicular to the light guide surface, which has the consequence in that light is increasingly coupled out of the fiber optic plane to the license plate.
Diese Beschichtung kann vorteilhaft kombiniert werden mit einer Antikratzbe- sichtung, um den Lichtleiter für eine Anwendung im Außenbereich geeigneter zu machen. Hier hat sich das ebenfalls von der Fa. GE Bayer Silicones unter der Bezeichnung „Kratzschutzbeschichtung SHC 5020" angebotene Material besonders bewährt.This coating can be advantageously combined with an anti-scratching coating to make the light guide more suitable for outdoor use. Here, the material offered by the company GE Bayer Silicones under the name "scratch protection coating SHC 5020" has proven particularly useful.
Vorteilhaft wird die erwähnte Beschichtung zumindest auf derjenigen Seite des Lichtleiters aufgebracht, in der die vertieften Lichtauskoppelstrukturen ausgebil- det sind, bevorzugt aber auf beiden Seiten des Lichtleiters. Als Schichtdicke hat sich ein Dickenbereich von 1 bis 15 Mikrometern als besonders geeignet erwiesen, insbesondere von 5 bis 10 Mikronmetern. Kommt das Material SHC 5020 zum Einsatz, so hat sich eine Schichtdicke im Bereich von etwa 6 Mikrometern als besonders geeignet erwiesen.Advantageously, the mentioned coating is applied at least on that side of the light guide in which the recessed light extraction structures are formed. are det, but preferably on both sides of the light guide. As a layer thickness, a thickness range of 1 to 15 micrometers has been found to be particularly suitable, in particular from 5 to 10 microns. If the material SHC 5020 is used, then a layer thickness in the range of about 6 micrometers has proven particularly suitable.
Die Beschichtung ist besonders einfach, wenn zur Beschichtung ein flüssiges Ausgangsmaterial verwendet wird wie das Material SHC 5020. Ein solches kann auf einfachste Weise im Flutverfahren auf die Oberfläche/n des Lichtleiters aufgebracht werden. Ein Aufbringen im Sprayverfahren ist ebenfalls möglich. Eine beidseitige Beschichtung wird vorteilhaft mittels des sog. „Dip-Coatings" hergestellt.The coating is particularly simple when a liquid starting material is used for coating, such as the material SHC 5020. Such a method can be applied to the surface / s of the light guide in the simplest manner in a flooding process. Application by spray is also possible. A double-sided coating is advantageously produced by means of the so-called "dip-coating".
Ggf. kann die einseitige/beidseitige Überschichtung des Lichtleiters mit der vorstehend beschriebenen Beschichtung, bei der es sich insbesondere um eine transparente Kratzschutzbeschichtung handeln kann, noch ergänzt werden zur oberseitige Aufbringung einer geeigneten Antireflexionsbeschichtung, die im stand der Technik in vielfältiger Zahl bekannt ist. Bevorzugt wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lichtleiter die Aufbringung einer AR- Beschichtung im Flutverfahren oder mittels Dip-Coatings. Selbstverständlich können aber auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Beschichtungs- verfahren für das Aufbringen der AR-Beschichtung verwendet werden.Possibly. For example, the one-sided / two-sided overlaying of the optical waveguide with the above-described coating, which may in particular be a transparent scratch-resistant coating, can be supplemented for the top-side application of a suitable antireflection coating, which is known in numerous numbers in the prior art. In connection with the light guide according to the invention, the application of an AR coating by flooding or by means of dip coatings is preferred. Of course, however, other coating methods known from the prior art can also be used for applying the AR coating.
Die weiterhin von der vorliegenden Anmeldung beanspruchte beleuchtete retro- reflektierende Kfz-Kennzeichenschildanordnung umfasst ein retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild mit einer flächenhaft ausgedehnten Schildplatine, insbesondere einer optisch nicht transparenten Schildplatine. Insbesondere kann es sich um ein Kfz-Kennzeichenschild mit metallischer Platine handeln, welche vorderseitig mit einer retroreflektierenden Folie kaschiert ist und in die die Kennzeichenlegende in Form erhabener oder vertiefter alphanumerischer Zeichen mechanisch eingeprägt ist. Weiterhin umfasst die beleuchte retroreflektierende Kfz- Kennzeichenschildsanordnung eine erfindungsgemäße Lichtleiteranordnung gemäß des vorstehend bereits erläuterten Anspruchs 1, wobei der Lichtleiter dieser Lichtleiteranordnung bevorzugt vorderseitig der flächenhaft ausgedehnten Schildplatine angeordnet ist, um die Legende des retroreflektierenden Kfz- Kennzeichenschilds auszuleuchten. Die weiterhin beanspruchte Montagevorrichtung ist zur Befestigung eines retro- reflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds an einem Kfz vorgesehen, wobei es sich bei einem solchen retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschild beispielsweise um ein heute bereits gebräuchliches Kfz-Kennzeichenschild mit metallischer Platine handeln kann, welche vorderflächig mit einer retroreflektierenden Folie kaschiert ist, wobei die Kennzeichenlegende beispielsweise in Form erhabener oder vertiefter alphanumerischer Zeichen in die metallische Platine geprägt sein kann. Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung umfasst einen Halter, der dazu vorgesehen ist, das retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschild mit seiner flächenhaft ausgedehnten Schildplatine zu halten, wobei der Halter weiterhin dazu vorgesehen ist, an einem Kraftfahrzeug befestigt zu werden. Dabei soll das im Halter gehaltene retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschilds mechanisch am Kraftfahrzeug festgelegt werden. Beispielhaft hierfür wird auf die DE 20 201 853 Ul verwiesen, welche einen geeigneten Halter basierend auf einen Kunststoffmaterial offenbart. Aber auch aus der DE 10 2005 035 232 Al ist ein Halter für ein Kfz-Kennzeichenschild bekannt, welcher insbesondere geeignet ist, neben einem retroreflektierenden Kfz-Kennzeichen-Schild mit beispielsweise metallischer Platine auch noch einen Lichtleiter in sich aufzunehmen, der vorderseitig der Kennzeichenplatine angeordnet ist. Die Montagevorrichtung umfasst weiterhin eine Lichtleiteranordnung gemäß des vorstehend bereits ausführlich diskutierten Anspruchs 1. Auch der Offenbarungsgehalt der DE 10 2005 035 232 Al wird durch diese Bezugnahme vollumfänglich zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung hinzugefügt.The claimed further claimed in the present application illuminated retro-reflective license plate license plate assembly comprises a retroreflective license plate with a planar expanded shield plate, in particular a non-transparent shield plate. In particular, it may be a license plate with metallic plate, which is front laminated with a retroreflective sheeting and in which the legend legend in the form of raised or recessed alphanumeric characters is mechanically imprinted. Furthermore, the illuminated retroreflective license plate assembly according to the invention comprises a light guide arrangement according to the invention already explained above, wherein the light guide of this light guide arrangement is preferably arranged on the front side of the planar expanded shield plate to illuminate the legend of the retroreflective license plate. The further claimed mounting device is provided for mounting a retro-reflective license plate on a motor vehicle, such a retroreflective license plate may be, for example, today already used license plate with metallic plate, which front surface with a retroreflective sheeting laminated, wherein the license plate legend may be embossed, for example in the form of raised or deepened alphanumeric characters in the metallic circuit board. The mounting device according to the invention comprises a holder, which is intended to hold the retroreflective license plate with its planar expanded shield plate, wherein the holder is further intended to be attached to a motor vehicle. In this case, held in the holder retroreflective license plate is to be set mechanically on the motor vehicle. For example, reference is made to DE 20 201 853 Ul, which discloses a suitable holder based on a plastic material. But also from DE 10 2005 035 232 Al a holder for a license plate is known, which is particularly suitable, in addition to a retroreflective license plate with metal plate, for example, even a light guide to take in the front side of the license plate is. The mounting device furthermore comprises an optical waveguide arrangement according to claim 1, which has already been discussed in detail above. The disclosure content of DE 10 2005 035 232 A1 is also fully incorporated by this reference into the disclosure of the present application.
Weiterhin wird Schutz beansprucht für ein Kraftfahrzeug mit einer beleuchteten Haltevorrichtung für ein retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild, wobei die Haltevorrichtung eine Kennzeichenschildaufnahme umfasst, die dazu ausgebildet ist, ein retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschild mit einer flächenhaft ausgedehnten, beispielsweise metallischen, Schildplatine zu halten. Dabei legt die Kennzeichenschildaufnahme das retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschild mechanisch am Kraftfahrzeug fest. Weiterhin umfasst die am Kraftfahrzeug vorgesehene Haltevorrichtung eine Lichtleiteranordnung gemäß des vorstehend bereits ausführlich diskutierten Anspruchs 1, wobei der Lichtleiter der Lichtleiteranordnung bei in der Kennzeichenschildaufnahme gehaltenem retroreflektierenden Kfz- Kennzeichenschild vorderseitig der flächenhaft ausgedehnten Schildplatine des retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds angeordnet ist. Das Verfahren, welches weiterhin Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, dient zur Herstellung einer Lichtleiteranordnung zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten, ggf. retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds. Es weist zumindest die folgenden Verfahrensschritte auf:Furthermore, protection is claimed for a motor vehicle having a lighted fixture for a retroreflective license plate, said fixture comprising a license plate receptacle adapted to hold a retroreflective license plate with a planar, e.g. metallic, shield plate. The license plate holder sets the retroreflective license plate mechanically on the motor vehicle. Furthermore, the holding device provided on the motor vehicle comprises a light guide arrangement according to claim 1, which has already been discussed in detail above, wherein the optical waveguide of the light guide arrangement is arranged on the front side of the retroreflective license plate of the retroreflective license plate when the retroreflective license plate is held in the license plate holder. The method, which is also the subject of the present invention, is used to produce a light guide arrangement for illuminating a vehicle-mounted, optionally retroreflective license plate. It has at least the following process steps:
1. Bereitstellen zumindest einer Lichtquelle1. Providing at least one light source
2. Bereitstellen eines flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiters mit einer frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche und einer rückseitigen Durchtrittsfläche, wobei der Lichtleiter im Bereich einer Lichtdurchtrittsfläche angeordnete Lichtauskoppelstrukturen aufweist, die aus einer Mehrzahl erhabener oder vertiefter Säulenstrukturen bestehen, die folgende Merkmale aufweisen : a. eine Längsachse X, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche orientiert ist, und b. eine oder mehrere Mantelflächen, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche orientiert sind.2. Provision of a planarly extended transparent light guide having a front light passage surface and a rear passage surface, wherein the light guide in the region of a light passage surface arranged Lichtauskoppelstrukturen consisting of a plurality of raised or recessed column structures, comprising the following features: a. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface, and b. one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light passage surface.
3. Herstellen einer optischen Verbindung zwischen der Lichtquelle und dem flächenhaft ausgedehnten Lichtleiter, dergestalt, dass das von der Lichtquelle ausgesandte Licht in den Lichtleiter eingekoppelt und in diesem ü- ber interne Totalreflexion geführt wird.3. Establishing an optical connection between the light source and the areally extended optical waveguide, such that the light emitted by the light source is coupled into the optical waveguide and guided in this via total internal internal reflection.
Bezüglich weiterer vorteilhafter Merkmale der auf der Lichtdurchtrittsfläche angeordneten Lichtauskoppelstrukturen wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 verwiesen. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn zum Bereitstellen eines Lichtleiters mit den geforderten Merkmalen ein solcher Lichtleiter in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird, wobei vorteilhaft die erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen im Rahmen dieses Spritzgussverfahrens direkt in eine Lichtdurchtrittsfläche des hergestellten Lichtleiters eingeformt werden.With regard to further advantageous features of the arranged on the light passage surface Lichtauskoppelstrukturen reference is made to the statements in connection with the claim 1. Particular advantages are obtained if, for providing a light guide having the required features, such a light guide is produced in an injection molding process, wherein advantageously the light coupling structures to be provided according to the invention are formed directly into a light passage surface of the produced light guide in the course of this injection molding process.
Im Rahmen einer alternativen Verfahrensführung wird bei dem Bereitstellen des flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiters mit den geforderten Merkmalen in einem ersten Verfahrensschritt ein Lichtleiterrohling beispielsweise mit- tels Strangextrusion oder Spritzguss hergestellt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird dann in zumindest eine Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiterrohlings die erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen eingebracht durch mechanisches Prägen des Lichtleiterrohlings, z.B. durch Abwälzen der Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiterrohlings mit einer geeignet strukturierten Walze.In the context of an alternative process control, in the provision of the areally extended transparent optical waveguide with the required features in a first method step, an optical waveguide blank is included, for example. produced by extrusion or injection molding. In a subsequent method step, the light output structures to be provided according to the invention are then introduced into at least one light passage surface of the optical waveguide by mechanical embossing of the optical waveguide blank, for example by rolling the light passage surface of the optical waveguide blank with a suitably structured roller.
Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung, der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung, der erfindungsgemäßen beleuchten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschildanordnung, des Kfz mit einer beleuchteten Haltevorrichtung für ein retroreflektierendes Kfz-Kennzeichenschild sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Lichtleiteranordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgend diskutierten Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnung näher erläutert werden :Further advantages and features of the optical waveguide arrangement according to the invention, the mounting device according to the invention, the illuminating retroreflective license plate arrangement according to the invention, the motor vehicle with an illuminated holding device for a retroreflective license plate and the method according to the invention for producing a light guide arrangement emerge from the subclaims and the embodiments discussed below , which are explained in more detail with reference to the drawing:
In dieser zeigen :In this show:
Fig. 1 : eine perspektivische Teilschnittansicht einer Montagevorrichtung zur1 is a perspective partial sectional view of a mounting device for
Befestigung eines retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds an einem Kfz gemäß dem Stand der Technik,Attaching a retroreflective license plate to a motor vehicle according to the prior art,
Fig. 2: eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts durch die Montagevorrichtung gemäß dem Stand der Technik aus Figur 1,2 is an enlarged view of a section through the mounting device according to the prior art of Figure 1,
Fig. 3: eine vergrößerte Teilschnittansicht des Lichtleiters der Montagevorrichtung gemäß dem Stand der Technik aus Figur 1,3 is an enlarged partial sectional view of the optical fiber of the mounting device according to the prior art of Figure 1,
Fig. 4: eine Aufsicht auf den Lichtleiter eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung,4 shows a plan view of the light guide of a first embodiment of a light guide arrangement according to the invention,
Fig. 5: eine vergrößerte Darstellung eines Dämpfungsbereichs des Lichtleiters aus Figur 4,5 is an enlarged view of a damping region of the light guide of Figure 4,
Fig. 6: eine schematische Darstellung der Anordnung der erfindungsgemäßen Lichtleiterauskoppelstrukturen auf einer Lichtdurchtrittsfläche des Lichtleiters gemäß Figur 4, Fig. 7: eine elektronenmikroskopische Darstellung einer Lichtdurchtrittsflä- che des Lichtleiters gemäß Figur 4, und6 shows a schematic representation of the arrangement of the optical fiber coupling-out structures according to the invention on a light passage surface of the optical waveguide according to FIG. 4, FIG. FIG. 7 shows an electron microscopic representation of a light passage surface of the light guide according to FIG. 4, and FIG
Fig. 8: eine elektronenmikroskopische Aufnahme einer Lichtdurchtrittsflä- che eines Lichtleiters einer weiteren erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung.8 shows an electron micrograph of a light passage surface of a light guide of a further light guide arrangement according to the invention.
Die Figuren 1 bis 3 beziehen sich auf eine Montagevorrichtung, die aus dem Stand der Technik vorbekannt sind. Sie sind der deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 015 747.0 derselben Anmelderin entnommen, wobei durch diese Bezugnahme der gesamte Offenbarungsumfang der in Bezug genommenen älteren Patentanmeldung zum Offenbarungsumfang der vorliegenden Anmeldung hinzugefügt wird.Figures 1 to 3 relate to a mounting device, which are previously known from the prior art. They are taken from the German patent application DE 10 2007 015 747.0 of the same Applicant, this reference adding the entire disclosure scope of the referenced prior patent application to the disclosure of the present application.
Die aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannte Montagevorrichtung 1 umfasst einen Halter 10, der dazu ausgebildet ist das Kfz -Kennzeichenschild 2 zu halten. Der Halter 10 ist weiterhin dazu ausgebildet, an einem Kfz (nicht gezeigt) befestigt zu werden, dergestalt dass das vom Halter 10 gehaltene retro- reflektierende Kfz -Kennzeichenschild 2 mechanisch am Kfz festgelegt wird.The known from the aforementioned prior art mounting device 1 comprises a holder 10 which is adapted to hold the vehicle license plate 2. The holder 10 is further adapted to be attached to a motor vehicle (not shown) such that the retro-reflective license plate 2 held by the holder 10 is mechanically fixed to the vehicle.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Halter 10 eine unterseitige Montageplatte 30, die beispielsweise im Spritzgussverfahren aus einem schlagzähen Thermoplast wie ABS hergestellt werden kann. Mit der rückwärtigen Montageplatte 30, die zur Montage an einem Kfz vorgesehen ist, ist oberseitig eine Kennzeichenschildeinheit 40 verbunden, die unverlierbar mit der Montageplatte 30 verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen der Montageplatte 30 und der Kennzeichenschildeinheit 40 mittels eines geeigneten Werkzeugs beschädigungsfrei gelöst werden kann.In the exemplary embodiment shown, the holder 10 comprises a bottom-side mounting plate 30, which can be produced, for example, by injection molding from an impact-resistant thermoplastic such as ABS. With the rear mounting plate 30, which is intended to be mounted on a motor vehicle, a license plate unit 40 is connected at the top, which is captively connected to the mounting plate 30, wherein the connection between the mounting plate 30 and the license plate unit 40 can be solved without damage by means of a suitable tool ,
Der Halter 10 der Montagevorrichtung 1 besteht also aus der Montageplatte 30 und der Kennzeichenschildeinheit 40. Innerhalb der Kennzeichenschildeinheit 40, welche ein geschlossenes Gehäuse ausbildet, ist ein Kennzeichenschild 2 gehaltert.The holder 10 of the mounting device 1 thus consists of the mounting plate 30 and the license plate unit 40. Within the license plate unit 40, which forms a closed housing, a license plate 2 is supported.
Weiterhin umfasst die Montagevorrichtung 1 eine erfindungsgemäße Lichtlei- teranordnung 5, auf die im Folgenden noch genauer eingegangen wird. Der Lichtleiter 80 der Lichtleiteranordnung 5 ist bei gehaltenem retroreflektierenden Kfz -Kennzeichenschild 2 vorderseitig der flächenhaft ausgedehnten Schildplatine des retroreflektierenden Kfz -Kennzeichenschilds 2 angeordnet ist. Dabei ist die Lichtleiteranordnung 5 vollständig innerhalb des geschlossenen Gehäuses der Kennzeichenschildeinheit 40 angeordnet.Furthermore, the mounting device 1 comprises a light guide according to the invention. teranordnung 5, which will be discussed in more detail below. The optical waveguide 80 of the optical waveguide arrangement 5 is arranged on the front side of the retroreflective license plate 2 with the retroreflective license plate 2 held. In this case, the light guide assembly 5 is completely disposed within the closed housing of the license plate unit 40.
Dieses Gehäuse wird dabei oberhalb des gehalterten Kfz-Kennzeichenschilds 2 von dem oberseitig angeordneten flächenhaft ausgedehnten Lichtleiter 80 der Lichtleitereinheit 5 abgedeckt, welcher mittels Verkleben oder Verschweißen mit der vorderseitigen Blende 56, die Teil eines Rahmens 50 der Kennzeichenschildeinheit 40 ist, verbunden ist. Die vorderseitige Blende 56 besteht ebenfalls aus einem schlagzähen thermoplastischen Kunststoff wie ABS und kann beispielsweise mittels Spritzguss gefertigt werden. Der Lichtleiter 80 besteht aus einem transparenten schlagzähen Kunststoff. Bevorzugt kommt hier aufgrund der hohen Transparenz und der hohen mechanischen Belastbarkeit PMMA zum Einsatz. Denkbar ist jedoch auch die Verwendung von anderen transparenten Kunststoffen wie beispielsweise Polycarbonat oder Polyethylen.This housing is thereby covered above the salient Kfz license plate 2 from the upper side arranged areally extended light guide 80 of the light guide unit 5, which is connected by gluing or welding with the front panel 56, which is part of a frame 50 of the license plate unit 40. The front panel 56 is also made of an impact-resistant thermoplastic such as ABS and can be made for example by injection molding. The light guide 80 is made of a transparent impact-resistant plastic. Preference is given here PMMA is used due to the high transparency and high mechanical strength. However, it is also conceivable to use other transparent plastics such as polycarbonate or polyethylene.
Zusätzlich kann die frontseitige Lichtdurchtrittsfläche 81 des Lichtleiters 80 durch Aufbringung einer harten und ggf. auch entspiegelnd wirkenden dünnen Schicht hartvergütet sein, wodurch die Kratzfestigkeit des Lichtleiters 80 erhöht und gleichzeitig seine Reflektivität herabgesetzt werden kann, was die Lesbarkeit der Kennzeichenlegende des darunter liegenden Kfz-Kennzeichenschild deutlich erhöht.In addition, the front light passage surface 81 of the light guide 80 can be hard-coated by the application of a hard and possibly also anti-reflection thin layer, whereby the scratch resistance of the light guide 80 can be increased while its reflectivity can be reduced, which makes the legibility of the license plate legend of the underlying license plate clearly increased.
Weiterhin sind in der vorderseitigen Blende 56 des Rahmens 50 Montageöffnungen 44 vorgesehen, die eine Einführung von Werkzeug erlauben und auf diese Weise eine Trennung von rückseitiger Montageplatte 30 und vorderseitiger Kennzeichenschildeinheit 40 erlauben.Furthermore, 50 mounting holes 44 are provided in the front panel 56 of the frame, which allow an insertion of tools and thus allow a separation of rear mounting plate 30 and front license plate unit 40.
Die Verwendung einer Montagevorrichtung 1, deren Halter 10 als Kennzeichenschildeinheit 40 mit einem geschlossenen Gehäuse ausgebildet ist, welche mit einer für eine Montage am Kfz vorgesehenen Montageplatte 30 verbindbar ist, ist optional und für die Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile nicht zwingend erforderlich. Auch die Verwendung einer Vergütung der frontseitigen Lichtdurch- trittsfläche 81 des Lichtleiters 80 ist optional.The use of a mounting device 1, the holder 10 is formed as a license plate unit 40 with a closed housing, which is connectable to a provided for mounting on the vehicle mounting plate 30 is optional and not essential for the realization of the advantages of the invention. The use of a compensation of the front light transmission Occurring surface 81 of the light guide 80 is optional.
Die Lichtleiteranordnung 5 der dargestellten Montagevorrichtung 1 bildet gemeinsam mit dem in der Kennzeichenschildeinheit 40 angeordneten retroreflek- tierenden Kfz-Kennzeichenschild 2 eine erfindungsgemäße beleuchtbare Kfz- Kennzeichenschildanordnung 100 aus.The optical waveguide arrangement 5 of the illustrated mounting device 1 forms, together with the retroreflective license plate 2 arranged in the license plate unit 40, an illuminable license plate arrangement 100 according to the invention.
Figur 2 zeigt nun vergrößert einen Schnitt durch die aus Figur 1 ersichtliche erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1, aus dem deren Aufbau genauer ersichtlich wird. Der Halter 10 umfasst die rückwärtige Montageplatte 30, welche unverlierbar, aber lösbar, mit der oberseitig angeordneten Kennzeichenschildeinheit 40 verbunden ist.FIG. 2 shows an enlarged view of a section through the mounting device 1 according to the invention, which can be seen in more detail from FIG. The holder 10 includes the rear mounting plate 30, which is captively but detachably connected to the upper side plate identification unit 40.
Die Kennzeichenschildeinheit 40 bildet ein geschlossenes Gehäuse aus, in welchem eine Beleuchtungseinrichtung 20 sowie das zu haltende bzw. zu beleuchtende Kfz-Kennzeichenschild 2 angeordnet ist. Bei dem zu haltenden Kfz- Kennzeichenschild 2 handelt es sich vorzugsweise um ein Kfz-Kennzeichenschild mit metallischer Platine, insbesondere mit geprägter metallischer Platine, bei welchem die Legende in Form erhaben geprägter Ziffern eingebracht ist. Die Beleuchtungseinrichtung 20 umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen 22, welche von einem gemeinsamen Lichtquellenträger 26 getragen werden und gleichmäßig beabstandet angeordnet sind. Bei den Lichtquellen 22 handelt es sich bevorzugt um Weißlicht-Leuchtdioden (LED) der SMD-Bauform (surface mounted device), welche mit einer niedrigen Betriebsspannung arbeiten und eine hohe optische Ausgangsleistung aufweisen. Diese sind gegenwärtig von einer Mehrzahl von Anbietern erhältlich und weisen den Vorteil einer homogenen Strahlungscharakteristik bei einer hohen Lebensdauer auf. Der hohe Wirkungsgrad von LED führt darüber hinaus zu einer nur geringen Wärmeentwicklung.The license plate unit 40 forms a closed housing, in which a lighting device 20 and to be held or to be illuminated license plate 2 is arranged. The vehicle license plate 2 to be held is preferably a license plate with a metal plate, in particular with an embossed metallic plate, in which the legend is introduced in the form of raised embossed numbers. The illumination device 20 comprises a plurality of light sources 22, which are supported by a common light source carrier 26 and are arranged uniformly spaced. The light sources 22 are preferably white-light LEDs (LEDs) of the SMD (surface mounted device) type, which operate with a low operating voltage and have a high optical output power. These are currently available from a number of suppliers and have the advantage of a homogeneous radiation characteristic with a long service life. The high efficiency of LED also leads to only a small heat development.
Beispielhaft werden hier weiße Hochleistungs-LED genannt, die eine Lichtleistung von 1000 med und darüber aufweisen. Die Fa. Oshino Lamps GmbH, Nürnberg, Deutschland, bietet unter der Produktbezeichnung SUW 30030 weiße Hochleistungs-LED an, die eine Lichtleistung von typ. 4000 med bei einem Abstrahlwinkel von 30° aufweisen. Auch die Fa. Candel Lights bietet vergleichbare Hochleistungs-LEDs an, die jeweils eine Lichtleistung von ca. 1300 med bei einer el. Leistung von ca. 2,7 W aufweisen. Vorteilhaft werden die LEDs z.B. auf einer eine Lichtleiste ausbildenden Platine montiert. Es hat sich bewährt, zusätzlkich einen Bewitterungsschutz in Form eines flüssigen Coatings auf die LEDs aufzubringen, z.B. in Form einer etwa 10 Mikrometer dicken Schicht aus Parylene, welches von der Fa. Teutonia angeboten wird. Auch die Aufbringung eines zusätzlichen Korrosionsschutzes auf den Lötstellen der LEDs auf der Platine der Lichtleiste wie z.B. des Korrosionsschutzmittels Terostat MS 931 der Fa. Henkel hat sich bewährt.By way of example, white high-power LEDs are mentioned which have a light output of 1000 med and above. The company Oshino Lamps GmbH, Nuremberg, Germany, offers under the product name SUW 30030 white high-performance LED, which have a light output of typ. 4000 med at a beam angle of 30 °. Also, the company Candel Lights offers comparable high-performance LEDs, each having a light output of about 1300 med with an el. Power of about 2.7 W. Advantageously, the LEDs, for example, on a a Light bar forming circuit board mounted. It has proven useful additionally to apply a weathering protection in the form of a liquid coating on the LEDs, for example in the form of an approximately 10 micrometer thick layer of parylene, which is offered by the company Teutonia. Also, the application of an additional corrosion protection on the solder joints of the LEDs on the board of the light strip such as the corrosion inhibitor Terostat MS 931 Fa. Henkel has proven itself.
Die Verwendung von bis zu 20 LED der genannten Typen führt im Zusammenhang mit dem Halter 10 bzw. der Montagevorrichtung 100 des dargestellten Ausführungsbeispiels zu guten Ergebnissen. Werden LEDs vom SMD-Typ verwendet, so hat sich die Verwendung von LEDs bewährt, die von der Fa. Alder Deutschland GmbH, Talstr. 55, 71522 Backnang unter der Produktbezeichnung AS-1311 WCA2-C2Z vertrieben werden.The use of up to 20 LED of the types mentioned leads in conjunction with the holder 10 and the mounting device 100 of the illustrated embodiment to good results. If LEDs of the SMD type are used, the use of LEDs, which has been proven by Alder Deutschland GmbH, Talstr. 55, 71522 Backnang be sold under the product name AS-1311 WCA2-C2Z.
Die Mehrzahl der Lichtquellen 22 der Beleuchtungseinrichtung 20 ist dabei in einer Längsseite der Kennzeichenschildeinheit 40 angeordnet, wobei die Strahlrichtung der einzelnen Lichtquellen 22 mit der Ebene des Kfz-Kennzeichenschilds 2 zusammenfällt.The plurality of light sources 22 of the illumination device 20 is arranged in a longitudinal side of the license plate unit 40, wherein the beam direction of the individual light sources 22 coincides with the plane of the license plate 2.
Die Lichtquellen 22 werden über eine gemeinsame Versorgungsleitung mit elektrischer Energie versorgt, wobei die hier nicht dargestellte Versorgungsleitung über eine abgedichtete Bohrung aus der Kennzeichenschildeinheit 40 herausgeführt wird.The light sources 22 are supplied with electrical energy via a common supply line, wherein the supply line, not shown here, is led out of the license plate unit 40 via a sealed bore.
Zur gleichmäßigen Ausleuchtung des gehaltenen Kfz-Kennzeichenschilds 2 ist oberseitig des Kfz-Kennzeichenschilds 2 ein flächenhaft ausgedehnter Lichtleiter 80 angeordnet, welcher Teil einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung 5 ist. Dabei ist der Lichtleiter 80 durch den geprägten erhabenen Rand des Kfz- Kennzeichenschilds 2 beabstandet von der Platine des Kfz-Kennzeichenschilds 2 angeordnet. In diesen Lichtleiter 80, welcher vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff wie beispielsweise Polycarbonat oder PMMA besteht, wird das von den Lichtquellen 22 ausgesandte Licht auf geeignete Weise eingekoppelt. Auch hierauf wird im Folgenden noch genauer eingegangen. Im Lichtleiter 80 wird das eingekoppelte Licht der Lichtquellen 22 durch innere Totalreflexion geführt. Dabei ist die (Oberflächen-)Beschaffenheit des Lichtleiters 80 im Bereich seiner rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 so beschaffen, dass bei jeder internen Totalreflexion durch gezielt in den Lichtleiter 80 eingebrachte Lichtauskoppelstrukturen 90 ein geringer Prozentsatz der einfallenden Strahlung ausgekoppelt und auf das darunter liegende Kfz-Kennzeichenschild 2 gelenkt wird, so dass dieses ausgeleuchtet wird. Auf diese Lichtauskoppelstrukturen 90 wird im Folgenden ebenfalls noch genauer eingegangen werden. Vorab sei erwähnt, dass durch gezielte Strukturierung der Oberfläche 83 des Lichtleiters 80 in den an die Lichtquellen 22 angrenzenden Bereichen die im Bereich der Lichtquellen 22 stark erhöhte Intensität im Lichtleiter 80 ausgeglichen werden kann, indem dort der Auskoppelgrad lokal deutlich abgesenkt wird. Grundsätzlich ist aber auch möglich, auf eine inhomogene Ausgestaltung des Auskoppelgrads zu verzichten und den Auskoppelgrad über die gesamte Fläche des Lichtleiters im Wesentlichen homogen einzustellen, solange die geltenden Vorschriften der ECE-4 TA 22 sowie TA 22a bezüglich der Homogenität der Ausleuchtung des Kennzeichens erfüllt werden.For uniform illumination of the held license plate 2, a planar extended optical fiber 80 is arranged on the upper side of the license plate 2, which is part of a light guide assembly 5 according to the invention. In this case, the light guide 80 is arranged by the embossed raised edge of the license plate license plate 2 spaced from the board of the license plate 2. In this light guide 80, which preferably consists of a transparent plastic such as polycarbonate or PMMA, the emitted light from the light sources 22 is coupled in a suitable manner. This will be discussed in more detail below. In the light guide 80, the coupled-in light of the light sources 22 is guided by total internal reflection. The (surface) nature of the light guide 80 in the region of its rear light passage surface 83 is such that at each internal total reflection by specifically introduced into the light guide 80 Lichtauskoppelstrukturen 90 coupled out a small percentage of the incident radiation and the underlying license plate license 2 is steered so that it is illuminated. These light extraction structures 90 will also be discussed in more detail below. It should firstly be mentioned that by targeted structuring of the surface 83 of the optical waveguide 80 in the regions adjacent to the light sources 22, the intensity greatly increased in the region of the light sources 22 in the optical waveguide 80 can be compensated by significantly reducing the decoupling level locally there. In principle, however, it is also possible to dispense with an inhomogeneous embodiment of the decoupling degree and to set the decoupling degree substantially homogeneous over the entire surface of the optical waveguide, as long as the applicable regulations of ECE-4 TA 22 and TA 22a are met with respect to the homogeneity of the illumination of the characteristic ,
Das Gehäuse der Kennzeichenschildeinheit 40 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel aus mehreren Komponenten gebildet. Ein Rahmen 50, welcher eine vorderseitige Blende 56 sowie einen rückseitigen Halter 58 umfasst, die als separate Teile gefertigt werden und im Rahmen der Erstellung des erfindungsgemäßen Halters 1 unlösbar miteinander verbunden werden, beispielsweise mittels Verschweißung, weisen eine vorderseitige Öffnung aus, in die der flächenhaft ausgedehnte Lichtleiter 80 eingesetzt ist. Der Lichtleiter 80 ist dabei wie bereits erwähnt, unlösbar mit der vorderseitigen Blende 56 des Rahmens 50 verbunden, beispielsweise mittels Verklebung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die vorderseitige Blende 56 sowie der rückseitige Halter 58 jeweils mittels Tiefziehverfahren oder Spritzgussverfahren hergestellt und bestehen jeweils aus einem schlagzähen thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise ABS.The housing of the license plate unit 40 is formed in the embodiment shown of several components. A frame 50, which comprises a front panel 56 and a rear holder 58, which are manufactured as separate parts and in the creation of the holder 1 according to the invention are inextricably linked together, for example by welding, have a front opening, in which the area extended light guide 80 is used. The light guide 80 is, as already mentioned, inextricably connected to the front panel 56 of the frame 50, for example by means of gluing. In the embodiment shown, the front panel 56 and the rear holder 58 are each made by deep-drawing or injection molding and each consists of an impact-resistant thermoplastic such as ABS.
Der Rahmen 50 der Kennzeichenschildeinheit 40 weist rückseitig eine Zutrittsöffnung 52 auf, die sich über die gesamte rückwärtige Fläche des Rahmens 50 erstreckt und deren Abmessungen so bemessen sind, dass durch die Zutrittsöffnung 52 das zu haltende retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschild 2 in den Rahmen 50 eingelegt werden kann. Wird das Kfz-Kennzeichenschild eingelegt, so gelangt es in Kontakt mit Andruckflächen 59, welche im rückseitigen Halter 58 ausgebildet sind, sowie mit der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 des Lichtleiters 80, wodurch sich eine mechanische Abstützung ausbildet.The frame 50 of the license plate unit 40 has an access opening 52 on the rear, which extends over the entire rear surface of the frame 50 and whose dimensions are dimensioned so that the retroreflective license plate 2 to be held is inserted into the frame 50 through the access opening 52 can. If the license plate is inserted, it comes into contact with pressure surfaces 59, which in the rear holder 58th are formed, and with the rear light passage surface 83 of the light guide 80, whereby a mechanical support is formed.
Nachdem das Kfz-Kennzeichenschild 2 in den Rahmen 50 eingelegt wurde, wird die Kennzeichenschildeinheit 40 mittels eines Deckels 60 hermetisch verschlossen. Hierzu weist der Rahmen 50 rückseitig eine umlaufende Dichtleiste 54 auf. Gleichzeitig bildet der Deckel 60 eine umlaufende Aufnahmenut 62 aus, welche in ihrer Formgebung komplementär zur umlaufenden Dichtleiste 54 ausgebildet ist. Das Material des Deckels 60 weist nun eine gegenüber dem Material des Rahmens 50 erhöhte Elastizität auf, wobei die Abmessungen des Deckels 60, hier insbesondere der umlaufenden Aufnahmenut 62, so bemessen sind, dass der Deckel 60 mit seiner umlaufenden Aufnahmenut 62 auf die Dichtleiste 54 des rückseitigen Halters 58 aufgezogen werden kann. Hierbei erfährt der Deckel 60 eine gewisse elastische Dehnung, wodurch der Deckel 60 auf der umlaufenden Dichtleiste 54 festgelegt wird. Als Material für den Deckel 60 haben sich thermoplastische Polyurethane, beispielsweise das von der Firma Bayer Materialscience AG unter der Marke Desmopan® vertriebene thermoplastische aliphatische Polyurethan bewährt. Dieses weist gegenüber ABS eine erhöhte Elastizität auf, so dass der Deckel 60 in der von Kunststoffboxen aus dem Lebensmittelbereich bekannten Art und Weise auf die Dichtleiste 54 des Rahmens 50 aufgezogen werden kann, wobei sich ein abdichtender Sitz der Dichtleiste 54 in der Aufnahmenut 62 ergibt. Hierdurch wird das von der Kennzeichenschildeinheit 40 ausgebildete Gehäuse 10 durch den Deckel 60 abgedichtet verschlossen.After the license plate 2 has been inserted into the frame 50, the license plate unit 40 is hermetically sealed by means of a cover 60. For this purpose, the frame 50 on the rear side a circumferential sealing strip 54. At the same time, the lid 60 forms a circumferential receiving groove 62, which is formed in its shape complementary to the circumferential sealing strip 54. The material of the lid 60 now has a relation to the material of the frame 50 increased elasticity, wherein the dimensions of the lid 60, here in particular the circumferential receiving groove 62 are dimensioned so that the cover 60 with its circumferential receiving groove 62 on the sealing strip 54 of rear holder 58 can be reared. Here, the lid 60 undergoes a certain elastic elongation, whereby the lid 60 is fixed on the circumferential sealing strip 54. Thermoplastic polyurethanes, for example the thermoplastic aliphatic polyurethane marketed by the company Bayer MaterialScience AG under the brand Desmopan®, have proved to be suitable as the material for the cover 60. This has an increased elasticity compared to ABS, so that the cover 60 can be mounted on the sealing strip 54 of the frame 50 in the manner known from plastic boxes in the food industry, resulting in a sealing seat of the sealing strip 54 in the receiving groove 62. As a result, the housing 10 formed by the license plate unit 40 is sealed by the cover 60.
Wie aus Figur 3 ersichtlich ist bildet der Lichtleiter 80 an seinen Längsseiten zap- fenförmige Befestigungsarme 86 aus. Diese Befestigungsarme 86 sind durch Durchgangslöcher im Lichtquellenträger 26 hindurchgeführt und mit diesem durch thermisches Verstemmen unlösbar verbunden. Zum Zusammenfügen des Rahmens 50 wird der Lichtleiter 80 daher in einem ersten Schritt unverlierbar mit dem Lichtquellenträger 26 der Beleuchtungseinrichtung 20 verbunden, auf der die Mehrzahl von Lichtquellen 22 angeordnet ist. Danach wird diese fertig konfektionierte Lichtleiteranordnung 5 dann in die vorderseitige Blende 56 eingesetzt. Nachfolgend wird auf die Rückseite der vorderseitigen Blende 56 der rückseitige Halter 58 aufgesetzt und mit der vorderseitigen Blende 56 verschweißt. Hierdurch wird die Lichtleiteranordnung 5 nochmals im Rahmen 50 festgelegt, insbesondere unverlierbar mit diesem verbunden. Wie weiterhin aus Figur 3 ersichtlich ist bildet der Lichtleiter 80 randseitig eine plane Einkoppelfläche 84 aus, in die das von den im gezeigten Ausführungsbeispiel als SMD-LEDs ausgebildeten Lichtquellen 22 emittierte Licht eingekoppelt wird. Hierzu werden die planen Lichtemissionsflächen der SMD-LEDs bei der Montage des Lichtleiters 80 an der Beleuchtungseinrichtung in mechanischen Kontakt mit der Einkoppelfläche 84 gebracht. Eine optische Ankopplung der LEDs an den Lichtleiter z.B. durch Ausfüllen des verbleibenden Luftspalts zwischen den Lichtemissionsflächen der SMD-LEDs und der Lichteinkoppelfläche 84 mit einem Klebstoff, dessen Brechungsindex auf den Brechungsindex des Lichtleiters 80 sowie der SMD-LEDs abgestimmt ist, kann vorteilhaft sein, ist aber nicht zwingend erforderlich.As can be seen from FIG. 3, the light guide 80 forms pin-shaped fastening arms 86 on its longitudinal sides. These attachment arms 86 are passed through through holes in the light source carrier 26 and connected to this inextricably by thermal caulking. For joining the frame 50, the light guide 80 is therefore connected in a first step captive with the light source carrier 26 of the illumination device 20, on which the plurality of light sources 22 is arranged. Thereafter, this ready-made optical fiber assembly 5 is then inserted into the front panel 56. Subsequently, the rear holder 58 is placed on the back of the front panel 56 and welded to the front panel 56. As a result, the light guide assembly 5 is again set in the frame 50, in particular captively connected thereto. As can further be seen from FIG. 3, the optical waveguide 80 forms at the edge a plane coupling-in surface 84 into which the light emitted by the light sources 22 embodied as SMD LEDs in the illustrated embodiment is coupled in. For this purpose, the planar light emission surfaces of the SMD LEDs are brought into mechanical contact with the coupling surface 84 when the light conductor 80 is mounted on the illumination device. An optical coupling of the LEDs to the light guide, for example by filling the remaining air gap between the light emission surfaces of the SMD LEDs and the light coupling surface 84 with an adhesive whose refractive index is matched to the refractive index of the light guide 80 and the SMD LEDs, may be advantageous but not mandatory.
Weiterhin ist die Geometrie des Rahmens 50, insbesondere des Lichtleiters 80, so bemessen, dass bei zusammengefügtem Rahmen 50 ein Luftspalt zwischen der vorderseitigen Schutzscheibe 70 und dem Lichtleiter 80 verbleibt, so dass eine Auskopplung des im Lichtleiter 80 geführten Lichts durch eine Einkopplung in die Schutzscheibe 70 möglichst vermieden wird (vgl. Fig. 2). Indem eine separate Schutzscheibe 70 vorgesehen wird, welche selbst nicht als Lichtleiter der Beleuchtungseinrichtung 20 fungiert, kann eine unerwünschte verstärkte Auskopplung von Licht aus dem Lichtleiter 80 aufgrund von mechanischen Beschädigungen der vorderseitigen Lichtaustrittsfläche des erfindungsgemäßen Halters 1 weitgehend vermieden werden. Die Anordnung einer Schutzscheibe 70 vor dem Lichtleiter 80 ist als optional anzusehen. Aus Kostengründen und wegen einer höheren Retroreflexion der gesamten Kennzeichenschildeinheit 40 ist eine zumindest frontseitige Vergütung des Lichtleiters 80 mit einer Kratzfestigkeits- erhöhenden Schicht vorzuziehen.Furthermore, the geometry of the frame 50, in particular of the optical waveguide 80, is dimensioned such that when the frame 50 is assembled, an air gap remains between the front-side protective screen 70 and the optical waveguide 80, so that coupling out of the light guided in the optical waveguide 80 by coupling into the protective pane 70 is avoided as far as possible (see Fig. 2). By providing a separate protective screen 70, which itself does not function as a light guide of the illumination device 20, an unwanted increased coupling of light from the light guide 80 due to mechanical damage of the front light exit surface of the holder 1 according to the invention can be largely avoided. The arrangement of a protective screen 70 in front of the light guide 80 is to be regarded as optional. For cost reasons and because of a higher retroreflection of the entire license plate unit 40, an at least front-side compensation of the optical waveguide 80 with a scratch-resistance-increasing layer is to be preferred.
Ist das zu haltende Kennzeichenschild 2 rückseitig in die Kennzeichenschildeinheit 40 durch die in der Kennzeichenschildeinheit 40 ausgebildete Zutrittsöffnung 52 eingelegt, die sich im gezeigten Ausführungsbeispiel praktisch über die gesamte rückwärtige Fläche des rückseitigen Halters 58 erstreckt, so wird die Zutrittsöffnung 52 des Rahmens 50 mittels eines Deckels 60 hermetisch verschlossen. Hierzu bildet der rückseitige Halter 58, wie bereits erwähnt, eine umlaufende Dichtleiste 54 aus. Weiterhin bildet der Deckel 60 eine umlaufende Aufnahmenut 62 aus. Die Formgebung der Dichtleiste 54 und der Aufnahmenut 62 sind dabei so aneinander angepasst, dass sich ein Formschluss zwischen Dichtleiste 54 und Aufnahmenut 62 ergibt, wenn der Deckel 60 rückseitig auf den Rahmen 50 aufgesetzt wird.If the license plate 2 to be held is inserted at the rear into the license plate unit 40 through the access opening 52 formed in the license plate unit 40, which in the illustrated embodiment extends substantially over the entire rear surface of the rear holder 58, the access opening 52 of the frame 50 is formed by a lid 60 hermetically sealed. For this purpose, the back-side holder 58, as already mentioned, forms a peripheral sealing strip 54. Furthermore, the lid 60 forms a circumferential receiving groove 62. The shape of the sealing strip 54 and the receiving groove 62 are in this case adapted to each other so that a positive connection between the sealing strip 54 and receiving groove 62 results when the lid 60 is placed on the back of the frame 50.
Nach Zusammenfügen der vorstehend beschriebenen Komponenten ist die Kennzeichenschildeinheit 40 der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 1 betriebsbereit. Die fertig gestellte Kennzeichenschildeinheit 40 mit eingesetztem Kfz- Kennzeichen 2 kann nunmehr mit der (beispielsweise mittels Verschraubung fest mit einem Kfz verbundenen) Montageplatte 30 verbunden werden, die mechanisch an einem Kfz festgelegt ist, z.B. durch Verschrauben.After assembling the components described above, the license plate unit 40 of the mounting device 1 according to the invention is ready for operation. The completed license plate unit 40 with inserted license plate 2 can now be connected to the (for example, by screwing firmly connected to a motor vehicle) mounting plate 30 which is mechanically fixed to a motor vehicle, e.g. by screwing.
Figur 4 zeigt nun in Aufsicht den Lichtleiter 80 einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung, wobei an der Einkoppelfläche 84 des Lichtleiters 80 eine Mehrzahl von Lichtquellen 22 angeordnet ist, die von einem gemeinschaftlichen Lichtquellenträger 26 getragen werden. Das von den Lichtquellen 22 ausgesandte Licht wird dabei so in die Einkoppelfläche 84 des Lichtleiters 80 eingekoppelt, dass ein hoher Prozentsatz der von den Lichtquellen 22 ausgesandten Lichts tatsächlich innerhalb des Lichtleiters 80 propagiert und dort durch interne Totalreflektion geführt wird. Details hierzu lassen sich nochmals der in Bezug genommenen DE 10 2007 015 747 entnehmen.FIG. 4 shows a plan view of the light guide 80 of a light guide arrangement according to the invention, wherein a plurality of light sources 22, which are carried by a common light source support 26, are arranged on the coupling surface 84 of the light guide 80. The light emitted by the light sources 22 is thereby coupled into the coupling surface 84 of the optical waveguide 80 such that a high percentage of the light emitted by the light sources 22 is actually propagated within the optical waveguide 80 and guided there by internal total reflection. Details on this can be found again in the referenced DE 10 2007 015 747.
Von zentraler Bedeutung für die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung sind nun die säulenartigen Lichtauskoppelstrukturen 90, die in der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 des Lichtleiters 80 angeordnet sind, d.h. in derjenigen Lichtdurchtrittsfläche, welche bei einer bestimmungsgemäßen Benutzung der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung 5 angrenzend an das auszuleuchtende Kfz-Kennzeichenschild 2 angeordnet.Of central importance for the advantageous properties of the light guide arrangement according to the invention are now the columnar Lichtauskoppelstrukturen 90, which are arranged in the rear light passage surface 83 of the light guide 80, i. in the light passage surface, which is arranged adjacent to the license plate 2 to be illuminated when the light guide arrangement 5 according to the invention is used as intended.
In der Figur 4 ist langgestrichelt angedeutet derjenige Bereich des Lichtleiters 80, welcher bei einer Anordnung des Lichtleiters 80 in der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 1 nicht vom Rahmen 50 des Halters 10 überdeckt ist. Kurzgestrichelt ist derjenige Bereich des Lichtleiters 80, der vom Licht erfasst wird, welches von den Lichtquellen 22 ausgesandt wird.In FIG. 4, the region of the optical waveguide 80, which is not covered by the frame 50 of the holder 10 when the optical waveguide 80 is arranged in the assembly device 1 according to the invention, is indicated by the dashed line. Short dashed is that portion of the light guide 80 which is detected by the light emitted by the light sources 22.
Weiterhin ist aus Figur 4 ersichtlich, dass auf der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 den Lichtquellen 22 unmittelbar gegenüberliegend Dämpfungsbereiche 92 ausgebildet sind, in denen die Dichte der erfindungsgemäßen säulenartigen Lichtauskoppelstrukturen 90 lokal abgesenkt ist, wie in Figur 5 genauer dargestellt ist. Grundsätzlich ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Dichte der lichtauskoppelnden Strukturen 90 in der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 so gewählt, dass 10% der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 von den erfindungsgemäßen säulenartigen Lichtauskoppelstrukturen 90 bedeckt sind. Dabei handelt es sich praktisch über die gesamte Fläche des Lichtleiters hinweg um eine regelmäßige Anordnung der Lichtauskoppelstrukturen 90. In den Dämpfungsbereichen 22 hingegen ist lokal die Dichte der Lichtaustrittskoppelstrukturen 90 gegenüber den umliegenden Bereichen der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 von 10% auf maximal 5% abgesenkt. Das heißt, in den Dämpfungsbereichen 92 sind lokal nur 5% der Lichtleiteroberfläche mit den erfindungsgemäßen Lichtauskoppelstrukturen bedeckt. Dabei erhöht sich die lokale Dichte der Lichtauskoppelstrukturen 90 ausgehend von der Symmetrielinie M kontinuierlich von 5% auf der Linie M bis zu 10% am Rand des Dämpfungsbereichs 92 sowohl in der mit X gekennzeichneten Richtung als auch in der mit X' gekennzeichneten Gegenrichtung. In der mit Y gekennzeichneten Laufrichtung L des in den Lichtleiter 80 eingekoppelten Lichts erhöht sich lokal die Dichte der Lichtauskoppelstrukturen 90 ausgehend von derjenigen Kante des Dämpfungsbereichs 92, welcher angrenzend an die nächstliegende Lichtquelle 22 orientiert ist, von dort 5% auf 10% am gegenüber liegenden Ende des Dämpfungsbereichs 92. Die Dichteangaben beziehen sich hier auf eine kubische Gitterstruktur mit kreisförmigen Strukturen 90, wobei sich randseitig berührende Strukturen 90 einer Dichte von 100 % entsprechen. Durch Einführung dieser Dämpfungsbereiche 92 in der unmittelbaren Umgebung der Lichtquellen 22 bzw. deren Einkoppelpunkten in den Lichtleiter 80 kann die Ausbildung von die Lesbarkeit des Kennzeichenschilds negativ beeinflussenden Lichthöfen im Bereich der Lichtquellen 22 unterdrückt werden.Furthermore, it can be seen from FIG. 4 that attenuation regions 92 are located directly opposite the light sources 22 on the rear light passage surface 83 are formed, in which the density of the columnar Lichtauskoppelstrukturen 90 according to the invention is locally lowered, as shown in Figure 5 in more detail. In principle, the density of the light-extracting structures 90 in the rear light passage surface 83 is selected such that 10% of the rear light passage surface 83 are covered by the columnar light output structures 90 according to the invention. In practice, over the entire surface of the optical waveguide, there is a regular arrangement of the light coupling-out structures 90. In the attenuation regions 22, on the other hand, the density of the light-emitting coupling structures 90 is lowered locally from 10% to a maximum of 5% with respect to the surrounding regions of the rear light passage surface 83. That is, in the attenuation regions 92, only 5% of the optical waveguide surface is locally covered with the light outcoupling structures according to the invention. In this case, the local density of the light extraction structures 90, starting from the line of symmetry M, increases continuously from 5% on the line M up to 10% at the edge of the damping region 92 both in the direction marked X and in the opposite direction marked X '. In the direction of travel L of the light coupled into the optical waveguide 80, the density of the light outcoupling structures 90 locally increases from that edge of the attenuation region 92 which is oriented adjacent to the nearest light source 22, from there 5% to 10% on the opposite side End of the damping region 92. The density specifications here refer to a cubic lattice structure with circular structures 90, wherein edge-contacting structures 90 correspond to a density of 100%. By introducing these attenuation regions 92 in the immediate vicinity of the light sources 22 or their coupling points into the optical waveguide 80, the formation of halos in the region of the light sources 22 negatively influencing the readability of the license plate can be suppressed.
Figur 6 zeigt exemplarisch eine Aufsicht auf die rückseitige Lichtdurchtrittsfläche 83 des Lichtleiters 80 aus Figur 4 in einer alternativen Ausgestaltung. Wie aus Figur 6d ersichtlich ist, handelt es sich hier um eine regelmäßige Anordnung der Lichtauskoppelstrukturen 90 auf der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 in Form eines quadratischen Gitters. Die Figuren a bis d zeigen nun verschiedene Dichten lichtauskoppelnder Strukturen 90 auf der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83, wobei die Lichtauskoppelstrukturen 90 stets auf Gitterpunkten des aus Figur 6 d ersichtlichen quadratischen Gitters angeordnet sind. Dabei sind die lichtauskoppelnden Strukturen 90 jedoch stochastisch auf den Gitterpunkten verteilt, wobei sich gleichzeitig lokal eine voreingestellte Dichte ergibt. So liegt in Figur 6a eine Dichte von ca. 5% vor, d.h. 5% der rückseitigen Lichtdurchtrittsflä- che 83 sind von Lichtauskoppelstrukturen 90 bedeckt. In Figur 6b beträgt die Dichte ca. 35%, in Fig. 6c ca. 60 % und in Figur 6d liegt sie beim theoretischen Maximum von etwa 78,5% für ein kubisches 2d-Gitter, auf dem Strukturen 90 mit rundem Querschnitt angeordnet sind.FIG. 6 shows, by way of example, a plan view of the rear light passage surface 83 of the light guide 80 from FIG. 4 in an alternative embodiment. As can be seen from FIG. 6d, this is a regular arrangement of the light extraction structures 90 on the rear light passage surface 83 in the form of a square grid. FIGS. A to d now show different densities of light-extracting structures 90 on the rear light passage surface 83, the light output structures 90 always being arranged on grid points of the square grid shown in FIG. 6 d. Here are the light-outcoupling structures 90, however, stochastically distributed on the grid points, at the same time locally results in a preset density. Thus, in FIG. 6a, a density of approximately 5% exists, ie 5% of the rear light passage surface 83 are covered by light extraction structures 90. In FIG. 6b, the density is about 35%, in FIG. 6c about 60%, and in FIG. 6d it is at the theoretical maximum of about 78.5% for a 2d cubic lattice on which structures 90 of round cross section are arranged ,
Figur 7 schließlich zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme einer rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 eines erfindungsgemäßen Lichtleiters 80, in der erfindungsgemäße Lichtauskoppelstrukturen 90 stochastisch auf Gitterpunkten eines quadratischen Gitters verteilt sind, wobei eine Dichte von 5% eingestellt wurde. Wie aus Figur 7 ersichtlich ist handelt es sich bei den Lichtauskoppelstrukturen 90 um säulenartige Vertiefungen in der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83, die einen runden Querschnitt aufweisen und deren Mantelflächen im Wesentlichen senkrecht zur rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 orientiert sind. Der Durchmesser der säulenartigen Lichtauskoppelstrukturen 90 liegt im Bereich von 100 Mikrometern, ihre Tiefe h gemessen von der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 an beträgt etwa 10 Mikrometer. Damit beträgt die Basisfläche A einer gezeigten säulenartigen Lichtauskoppelstruktur 90 etwa 7.850 Quadratmikrometer.Finally, FIG. 7 shows an electron micrograph of a rear light passage surface 83 of a light guide 80 according to the invention in which light output structures 90 according to the invention are stochastically distributed on grid points of a square grid, with a density of 5% being set. As can be seen from FIG. 7, the light extraction structures 90 are columnar depressions in the rear light passage surface 83, which have a round cross section and whose lateral surfaces are oriented substantially perpendicular to the rear light passage surface 83. The diameter of the columnar light extraction structures 90 is in the range of 100 microns, their depth h measured from the rear light passage surface 83 is about 10 microns. Thus, the base area A of a columnar light extraction structure 90 shown is about 7,850 square microns.
Figur 8 zeigt schließlich die Anordnung äquivalenter Lichtauskoppelstrukturen 90 in der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 eines erfindungsgemäßen Lichtleiters 80, wobei hier die maximale praktisch erzielbare Packungsdichte der als zylindrische Vertiefung ausgebildeten Lichtauskoppelstrukturen 90 bei einer Anordnung auf den Gitterpunkten eines quadratischen Gitters eingestellt wurde. Wie vorstehend bereits erwähnt beträgt die maximal erzielbare theoretische Dichte der Lichtauskoppelstruktur 90 auf der rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 etwa 78,5%. Auch in diesem Ausführungsbeispiel weisen die Lichtauskoppelstrukturen 90 einen runden Querschnitt bei einer Tiefe h von etwa 10 Mikrometern auf, der Durchmesser der Strukturen liegt im Bereich von 100 Mikrometern. Die typische minimale Wandstärke zwischen zwei benachbarten Lichtauskoppelstrukturen liegt hier im Bereich von 10 Mikrometern, so dass die Gitterkonstante des quadratischen Gitters bei etwa 110 Mikrometern liegt. Grundsätzlich kann die Wandstärke auch weiter erniedrigt werden, dies ist jedoch mit fertigungstechnischen Schwierigkeiten verbunden. Damit ergibt sich eine Dichte von ca. 55% der Lichtauskoppelstrukturen 90.Finally, FIG. 8 shows the arrangement of equivalent light extraction structures 90 in the rear light passage surface 83 of a light guide 80 according to the invention, the maximum practically achievable packing density of the light extraction structures 90 designed as a cylindrical depression being set here on the grid points of a square grid. As already mentioned above, the maximum achievable theoretical density of the light extraction structure 90 on the rear light passage surface 83 is about 78.5%. Also in this embodiment, the light extraction structures 90 have a round cross-section at a depth h of about 10 microns, the diameter of the structures is in the range of 100 microns. The typical minimum wall thickness between two adjacent light-outcoupling structures is here in the range of 10 micrometers so that the lattice constant of the square lattice is approximately 110 micrometers. In principle, the wall thickness can also be further reduced, but this is with manufacturing technology Difficulties connected. This results in a density of approximately 55% of the light extraction structures 90.
Die Transmission des erfindungsgemäßen Lichtleiters 80 kann noch erhöht werden, wenn beispielsweise auf der frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche 81 eine re- flexionsmindernde Antireflexbeschichtung aufgebracht wird (nicht dargestellt), die beispielsweise aus einem oder mehrlagigen Schichtsystem eines Materials oder mehrerer Materialien mit abweichender Brechungsindices gebildet sein kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Antireflexbeschichtung in Form von Mottenaugenstrukturen auf der frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche 81 auszubilden, wie beispielsweise in der DE 103 185 66 Al offenbart. Ein Herstellungsverfahren ergibt sich z.B. aus der DE 100 20 877 Al. Auch hier wird der gesamte Offenbarungsgehalt der in Bezug genommenen Offenlegungsschriften durch diese Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung hinzugefügt.The transmission of the optical waveguide 80 according to the invention can be further increased if, for example, a reflection-reducing antireflective coating is applied to the front light passage surface 81 (not shown), which can be formed, for example, from one or more layer system of one or more materials having different refractive indices. In addition, it is also possible to form an antireflection coating in the form of moth-eye structures on the front-side light passage surface 81, as disclosed, for example, in DE 103 185 66 A1. A manufacturing process results e.g. from DE 100 20 877 A1. Again, the entire disclosure of the referenced publications is added by this reference to the disclosure of the present application.
Auch die rückseitige Lichtdurchtrittsfläche 83, in der die Lichtauskoppelstrukturen 90 ausgebildet sind, lässt sich durch Prägung der vorgenannten Mottenau- genstruktur reflexionsmindernd ausgestalten. Hier muss durch geeignete Verfahrensführung bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Lichtleiters 80 sichergestellt werden, dass in dieser rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 neben den erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen 90 auch die reflexions- mindernden Mottenaugenstrukturen in die Lichtleiteroberfläche eingeprägt werden. Dies kann beispielsweise geschehen, indem die reflexionsmindernden Mottenaugenstrukturen bereits bei der Herstellung eines Lichtleiterrohlings eingeformt werden. In einem nachfolgenden Herstellungsschritt werden dann in die mit Mottenaugenstrukturen versehene rückseitige Lichtdurchtrittsfläche 83 die erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen 90 eingebracht, beispielsweise mittels eines mechanischen Prägevorgangs, der ggf. mit einer lokalen Erwärmung des Lichtleiters 80 im Bereich seiner rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83 verbunden sein kann.The rear light passage surface 83, in which the light extraction structures 90 are formed, can also be designed to reduce reflection by embossing the aforementioned moth structure. Here, it must be ensured by suitable process control in the production of the optical waveguide 80 according to the invention that, in addition to the light outcoupling structures 90 to be provided according to the invention, the reflection-reducing moth-eye structures are impressed into the optical waveguide surface in this rear light passage area 83. This can be done, for example, by forming the reflection-reducing moth-eye structures already during the production of a light guide blank. In a subsequent production step, the light outcoupling structures 90 to be provided according to the invention are then introduced into the rear light passage surface 83 provided with moth eye structures, for example by means of a mechanical embossing process which may possibly be associated with local heating of the light conductor 80 in the area of its rear light passage surface 83.
Zusätzlich zu einer reflexionsmindernden Beschichtung kann insbesondere die frontseitige Lichtdurchtrittsfläche 81 des erfindungsgemäßen Lichtleiters zusätzlich mit einer die Kratzfestigkeit erhöhenden Beschichtung bzw. mit einer Beschlag vermindernden „Antifog"-Beschichtung versehen werden. Beide sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere für die Oberfläche eines PMMA Lichtleiters bzw. eines Lichtleiters, der aus transparentem PoIy- carbonat oder transparentem Polyethylen besteht.In addition to a reflection-reducing coating, in particular the front-side light passage surface 81 of the light guide according to the invention can additionally be provided with a coating which increases the scratch resistance or with a fog-reducing "anti-fog" coating basically known from the prior art, in particular for the surface of a PMMA light guide or a light guide, which consists of transparent polycarbonate or transparent polyethylene.
Bei Probemessungen mit einer erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung 5, bei der die rückseitige Lichtdurchtrittsfläche 83 des Lichtleiters mit den aus den Figuren 7 und 8 ersichtlichen Lichtauskoppelstrukturen 90 versehen war, die eine Tiefe h von 10 Mikrometern aufwiesen bei einem Durchmesser von 100 Mikrometern, konnten mit einem weiß beschichteten Kennzeichenrohling bzw. einem schwarz beschichten Kennzeichenrohling und einer Dichte von 20 der vorstehend beschriebenen weißen Hochleistungs-LEDs auf einer Länge von 500 mm folgende Leuchtdichten des ausgeleuchteten Kennzeichenrohlings bzw. folgende Kontrastverhältnisse erzielt werden :In test measurements with an optical waveguide arrangement 5 according to the invention, in which the rear light passage surface 83 of the optical waveguide was provided with the light outcoupling structures 90 shown in FIGS. 7 and 8, which had a depth h of 10 micrometers with a diameter of 100 micrometers, could be coated with a white coating License plate blank or a black coated license plate blank and a density of 20 of the above-described white high-power LEDs over a length of 500 mm following luminance of the illuminated license plate blank or the following contrast ratios are achieved:
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0001
Der angegebene Prozentwert der Strukturdichte bezieht sich auf eine quadratische dichteste Kreispackung, d.h. Mantelflächen der Säulen berühren sich entspricht einer Dichte von 100 %.The reported percentage of the structural density refers to a square closest-circle packing, i. The lateral surfaces of the columns touch each other to correspond to a density of 100%.
Hieraus ergibt sich, dass mit den Lichtauskoppelstrukturen 90 der vorbeschriebenen Art bereits bei einer Dichte von nur 10% hervorragende Ergebnisse bezüglich der erzielbaren Leuchtstärke der mit der erfindungsgemäßen Lichtleiteranordnung 5 ausgeleuchteten Kennzeichenlegende erzielt werden können, wobei gleichzeitig die Retroreflexion des retroreflektierenden Kfz-Kennzeichen- schilds nur unwesentlich herabgesetzt wurde. Mit einer solchen Lichtleiteranordnung 5 lassen sich somit sowohl die gesetzlichen Vorgaben bezüglich der Ausleuchtung des gehaltenen Kfz-Kennzeichenschilds als auch bezüglich der Retroreflexion des gehaltenen retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds sicher erfüllen. Bei einer Herstellung eines erfindungsgemäß individualisierten Lichtleiters 80 im Spritzgussverfahren können die erfindungsgemäß vorzusehenden Lichtauskoppelstrukturen 90 vorteilhaft bereits beim Spritzgießen des Lichtleiters 80 in diesen eingeformt werden. Hierzu verwendet man vorteilhaft eine Stahlblecheinlage zur Herstellung des Lichtleiters, welche in das verwendete Spritzgusswerkzeug eingefügt wird, und welches eine Matrize für die Einbringung der Lichtauskoppelstrukturen 90 in die rückseitige Lichtdurchtrittsfläche 83 des Lichtleiters 80 darstellt. Hierzu wird das Stahlblech auf der zu strukturierenden Seite hochglanzpoliert und vernickelt. Auf dieses vernickelte Stahlblech werden nachfolgend über ein lithografisches Verfahren säulenartige Strukturen abgeschieden, die komplementär ausgebildet sind zu den Lichtauskoppelstrukturen 90, welche in dem erfindungsgemäß individualisierten Lichtleiter 80 ausgebildet werden sollen. Diese lithografischen Strukturen werden hierbei vorteilhaft im LIGA-Verfahren hergestellt (LIGA: Lithografie, Galvanik und Abformung), welches aus dem Stand der Technik wohl bekannt ist. Das fertig strukturierte vernickelte Stahlblech wird dann vorzugsweise mittels geeigneter Befestigungsschrauben in einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs als Prägematerial festgelegt. Als Träger für die Prägematrize bietet sich Stahlblech insbesondere deswegen an, da es denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Werkzeugstahl der Spritzgussform besitzt. Dies ist relevant, da die Temperaturschwankungen der Werkzeugoberfläche und der Stahlblechmatrize während des Spritzgussprozesses etwa 200° C pro Spritzgusszyklus betragen können.It follows that with the light extraction structures 90 of the type described above, even at a density of only 10%, excellent results can be achieved with respect to the achievable luminous intensity of the license plate legend illuminated by the light guide arrangement 5 according to the invention, whereby the retroreflection of the retroreflective license plate only simultaneously was slightly reduced. With such a light guide assembly 5 thus both the legal requirements regarding the illumination of the held license plate license plate as well as with respect to the retroreflection of the held retroreflective license plate can certainly meet. When producing an individualized optical waveguide 80 according to the invention by injection molding, the light outcoupling structures 90 to be provided according to the invention can advantageously already be molded into the latter during the injection molding of the optical waveguide 80. For this purpose, it is advantageous to use a sheet steel insert for producing the light guide, which is inserted into the injection molding tool used, and which represents a die for the introduction of the light extraction structures 90 in the rear light passage surface 83 of the light guide 80. For this purpose, the steel sheet is highly polished on the side to be structured and nickel-plated. Column-like structures which are designed to be complementary to the light outcoupling structures 90 which are to be formed in the individualized light guide 80 according to the invention are subsequently deposited on this nickel-plated steel sheet by way of a lithographic method. These lithographic structures are advantageously produced in the LIGA process (LIGA: lithography, electroplating and impression molding), which is well known from the prior art. The finished structured nickel-plated steel sheet is then preferably determined by means of suitable fastening screws in a mold half of the injection molding tool as an embossing material. As a carrier for the embossing die, steel sheet offers particular because it has the same coefficient of thermal expansion as the tool steel of the injection mold. This is relevant because the temperature variations of the tool surface and the steel die during the injection molding process can be about 200 ° C per injection cycle.
Abschließend wird allgemein darauf hingewiesen, dass die Lichtleiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zwar insbesondere für die Ausleuchtung der Legende eines retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds geeignet ist, ihre Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung aber nicht auf retroreflektie- rende Kfz-Kennzeichenschilder beschränkt ist. Vielmehr soll eine Verwendung im Zusammenhang mit beliebig ausgestalteten Kfz-Kennzeichenschildern mit um- fasst sein, insbesondere optisch transparenten oder auch nicht transparenten Schildern sowie retroreflektierenden als auch nicht retroreflektierenden Schildern. Weiterhin ist sie insbesondere zu einer Anordnung vor einem auszuleuchtenden Kfz-Kennzeichenschild geeignet, grundsätzlich liegt aber auch eine Anordnung hinter einem transparenten Kfz-Kennzeichenschild im Umfang der Erfindung. Ein alternativer unabhängiger Vorrichtungsanspruch könnte eine Lichtleiteranordnung 5 zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten, ggf. retroreflektie- renden Kfz -Kennzeichenschilds 2 betreffen, mit:Finally, it is generally stated that while the light guide assembly according to the present invention is particularly suitable for illuminating the legend of a retroreflective license plate, its use within the scope of the present invention is not limited to retroreflective license plate labels. On the contrary, a use in connection with arbitrarily designed license plates is to be encompassed, in particular optically transparent or even non-transparent signs as well as retroreflective as well as non-retroreflective signs. Furthermore, it is particularly suitable for placement in front of a license plate to be illuminated, but in principle is also an arrangement behind a transparent license plate license within the scope of the invention. An alternative independent device claim could relate to a light guide assembly 5 for illuminating a vehicle-mounted, possibly retroreflective, license plate 2, comprising:
1. einem flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiter 80 mit einer frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche 81 und einer rückseitigen Lichtdurch- trittsfläche 83, und1. a sheet-like extended transparent light guide 80 having a front light passage surface 81 and a rear light passage surface 83, and
2. zumindest einer Lichtquelle 22, deren Licht in den Lichtleiter 80 a. eingekoppelt und in diesem geführt wird, und b. zur Ausleuchtung des vor oder hinter der Lichtleiteranordnung 5 angeordneten retroreflektierenden Kfz - Kennzeichenschilds 2 aus diesem ausgekoppelt wird,2. at least one light source 22, the light in the light guide 80 a. coupled and guided in this, and b. for the illumination of the front or rear of the light guide assembly 5 arranged retroreflective license plate 2 is coupled out of this,
wobeiin which
3. der Lichtleiter 80 im Bereich einer Lichtdurchtrittsfläche 83 angeordnete Lichtsauskoppelstrukturen 90 aufweist,3. the light guide 80 has light extraction structures 90 arranged in the region of a light passage surface 83,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
4. die Lichtsauskoppelstrukturen 90 aus einer Mehrzahl erhabener oder vertiefter Säulenstrukturen bestehen, die folgende Merkmale aufweisen : a. eine Längsachse X, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche 83 orientiert ist, b. eine oder mehrere Mantelflächen, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche 83 orientiert sind.4. the light extraction structures 90 consist of a plurality of raised or recessed column structures having the following features: a. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface 83, b. one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light passage surface 83.
Ein alternativer unabhängiger Verfahrensanspruch könnte ein Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiteranordnung 5 zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten ggf. retroreflektierenden Kfz - Kennzeichenschilds 2 betreffen, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist:An alternative independent method claim could relate to a method for producing a light guide arrangement 5 for illuminating a possibly retroreflective license plate 2 attached to a motor vehicle, which method comprises the following method steps:
1. Bereitstellen zumindest einer Lichtquelle 22,1. providing at least one light source 22,
2. Bereitstellen eines flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiters 80 mit einer frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche 81 und einer rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche 83, wobei der Lichtleiter 80 im Bereich einer Licht- durchtrittsfläche 83 angeordnete Lichtsauskoppelstrukturen 90 aufweist, die aus einer Mehrzahl vertiefter Säulenstrukturen bestehen, die folgende Merkmale aufweisen : a. eine Längsachse X, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche 83 orientiert ist, und b. eine oder mehrere Mantelflächen, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche 83 orientiert sind, und2. Providing a planar extended transparent light guide 80 with a front light passage surface 81 and a rear side Light passage surface 83, wherein the light guide 80 in the region of a light passage surface 83 arranged Lichtsauskoppelstrukturen 90, which consist of a plurality of recessed column structures having the following features: a. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface 83, and b. one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light passage surface 83, and
3. Herstellen einer optischen Verbindung zwischen der Lichtquelle 22 und dem flächenhaft ausgedehnten Lichtleiter 80, dergestalt, dass das von der Lichtquelle 22 ausgesandte Licht in den Lichtleiter 80 eingekoppelt und in diesem geführt wird. 3. Establishing an optical connection between the light source 22 and the areally extended light guide 80, such that the light emitted by the light source 22 is coupled into the light guide 80 and guided therein.

Claims

Patentansprüche claims
1. Lichtleiteranordnung (5) zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten, ggf. retroreflektierenden Kfz -Kennzeichenschilds (2), mit a. einem flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiter (80) mit einer frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche (81) und einer rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche (83), und b. zumindest einer Lichtquelle (22), deren Licht in den Lichtleiter (80) i. eingekoppelt und in diesem geführt wird, und ii. zur Ausleuchtung des vor oder hinter der Lichtleiteranordnung (5) angeordneten retroreflektierenden Kfz - Kennzeichenschilds (2) aus diesem ausgekoppelt wird,1. optical fiber arrangement (5) for illuminating a motor vehicle mounted on a possibly retroreflective license plate (2), with a. a planarly extended transparent light guide (80) having a front light passage surface (81) and a rear light passage surface (83), and b. at least one light source (22) whose light in the light guide (80) i. coupled and guided in this, and ii. for the illumination of the front or rear of the light guide assembly (5) arranged retroreflective license plate license plate (2) is coupled out of this,
wobeiin which
c. der Lichtleiter (80) im Bereich einer Lichtdurchtrittsfläche (83) angeordnete Lichtsauskoppelstrukturen (90) aufweist,c. the light conductor (80) has light-outcoupling structures (90) arranged in the region of a light passage surface (83),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
d. die Lichtsauskoppelstrukturen (90) aus einer Mehrzahl erhabener oder vertiefter Säulenstrukturen bestehen, die folgende Merkmale aufweisen : i. eine Längsachse X, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche (83) orientiert ist, ii. eine oder mehrere Mantelflächen, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche (83) orientiert sind, und e. diejenige Lichtdurchtrittsfläche (83, 81), in deren Bereich die Lichtauskoppelstrukturen (90) des Lichtleiters (80) angeordnet sind, mit einer Beschichtung versehen ist, die: i. die Kratzfestigkeit erhöht, ii. die Reflektivität der Lichtdurchtrittsfläche (83, 81) vermindert, iii. die Beschlagneigung der Lichtdurchtrittsfläche (83, 81) bei Situationen unterhalb des Taupunkts vermindert, oder iv. die- im Falle der frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche (81) - die Haftung von Verschmutzungen auf der Lichtdurchtrittsfläche (81) vermindert.d. the light extraction structures (90) consist of a plurality of raised or recessed column structures, which have the following features: i. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface (83), ii. one or more lateral surfaces, which are also oriented substantially perpendicular to the light passage surface (83), and e. that light passage surface (83, 81), in the area of which the light outcoupling structures (90) of the light guide (80) are arranged, is provided with a coating which: i. increases the scratch resistance, ii. reduces the reflectivity of the light passage surface (83, 81), iii. reduces the fogging tendency of the light passage surface (83, 81) in situations below the dew point, or iv. die- in the case of the front light passage surface (81) - reduces the adhesion of dirt on the light passage surface (81).
2. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Mantelflächen der Säulenstrukturen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche (83) orientiert sind.2. Light guide arrangement (5) according to claim 1, characterized in that all lateral surfaces of the column structures are oriented perpendicular to the light passage surface (83).
3. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe oder Tiefe h der Säulenstrukturen relativ zur Lichtdurchtrittsfläche (83) im Bereich zwischen 1 und 100 Mikrometern liegt.3. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the height or depth h of the column structures relative to the light passage surface (83) in the range between 1 and 100 micrometers.
4. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe A der Basisfläche der Säulenstrukturen im Bereich zwischen 50 und 50.000 Quadratmikrometern liegt.4. The optical fiber assembly (5) according to claim 1, characterized in that the size A of the base surface of the columnar structures is in the range between 50 and 50,000 square microns.
5. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe oder Tiefe h der Lichtsauskoppelstrukturen (90) relativ zur Lichtdurchtrittsfläche (83) auf dieser lokal variiert.5. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the height or depth h of the Lichtsauskoppelstrukturen (90) relative to the light passage surface (83) varies locally on this.
6. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe A der Basisfläche der Lichtsauskoppelstrukturen (90) auf der Lichtdurchtrittsfläche (83) lokal variiert.6. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the size A of the base surface of the light extraction structures (90) on the light passage surface (83) varies locally.
7. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Lichtsauskoppelstrukturen (90) auf der Lichtdurchtrittsfläche (83) lokal variiert.7. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the density of the Lichtsauskoppelstrukturen (90) on the light passage surface (83) varies locally.
8. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Lichtsauskoppelstrukturen (90) auf der Lichtdurchtrittsfläche (83) in dem Bereich am niedrigsten ist, der an die zumindest eine Lichtquelle (22) angrenzt.8. optical fiber assembly (5) according to claim 7, characterized in that the density of the light extraction structures (90) on the light passage surface (83) is lowest in the area adjacent to the at least one light source (22).
9. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) einen entlang ihrer Längsachse X im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen.9. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the Lichtsauskoppelstrukturen (90) along its longitudinal axis X. have substantially constant cross-section.
10. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt der Lichtsauskoppelstrukturen (90) entlang ihrer Längsachse X verjüngt.10. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the cross section of the Lichtsauskoppelstrukturen (90) along its longitudinal axis X tapers.
11. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) regelmäßig auf der Lichtdurch- trittsfläche (83) angeordnet sind.11. Light guide arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the light extraction structures (90) are arranged regularly on the light passage surface (83).
12. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) stochastisch auf der Lichtdurch- trittsfläche (83) angeordnet sind.12. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the light extraction structures (90) stochastisch on the light passage surface (83) are arranged.
13. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) einen von der Laufrichtung L des im Lichtleiter (80) geführten Lichts unabhängigen Lichtauskoppelgrad aufweisen.13. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the Lichtsauskoppelstrukturen (90) from the running direction L of the guided light in the light guide (80) light independent Lichtauskoppelgrad.
14. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) eine kreisförmige Basisfläche aufweisen.14. optical fiber arrangement (5) according to claim 13, characterized in that the Lichtsauskoppelstrukturen (90) have a circular base surface.
15. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) einen von der Laufrichtung L des im Lichtleiter (80) geführten Lichts abhängigen Lichtauskoppelgrad aufweisen.15. optical fiber arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the Lichtsauskoppelstrukturen (90) have a dependent of the running direction L of the guided light in the optical fiber (80) Lichtauskoppelgrad.
16. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) quer zur Laufrichtung L größere Dimensionen aufweisen als in Laufrichtung L.16 light guide assembly (5) according to claim 15, characterized in that the Lichtauskoppelstrukturen (90) transverse to the direction L have larger dimensions than in the direction of L.
17. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionen der Lichtauskoppelstrukturen (90) quer zur Laufrichtung L zumindest um den Faktor 1,5, bevorzugt um den Faktor 3, besonders bevorzugt um den Faktor 10 größer sind als die Dimensionen in der Laufrichtung L.17 light guide assembly (5) according to claim 16, characterized in that the dimensions of the Lichtauskoppelstrukturen (90) transverse to the direction L at least by a factor of 1.5, preferably by a factor of 3, more preferably by a factor of 10 are greater than the dimensions in the Direction L.
18. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrichtung L bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Lichtleiteranordnung (5) im Wesentlichen senkrecht zur Horizontalen orientiert ist.18 light guide assembly (5) according to claim 16, characterized in that the running direction L is oriented in normal use of the light guide assembly (5) substantially perpendicular to the horizontal.
19. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsauskoppelstrukturen (90) eine elliptische Basisfläche aufweisen.19, light guide assembly (5) according to claim 15, characterized in that the Lichtsauskoppelstrukturen (90) have an elliptical base surface.
20. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flächenhaft ausgedehnte Lichtleiter (80) aus Kunststoff besteht.20. Light guide arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the areally extended light guide (80) consists of plastic.
21. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) integral mit dem Lichtleiter (80) ausgebildet sind.21. Light guide arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the light extraction structures (90) are formed integrally with the light guide (80).
22. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) plane Deckflächen ausbilden, die jeweils im Wesentlichen parallel zur Lichtdurchtrittsf lache (83) orientiert sind.22, light guide assembly (5) according to claim 1, characterized in that the Lichtauskoppelstrukturen (90) form flat top surfaces, each of which is oriented substantially parallel to the Lichtdurchtrittsf laugh (83).
23. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) eine abgerundete Deckfläche ausbilden.23, light guide assembly (5) according to claim 1, characterized in that the Lichtauskoppelstrukturen (90) form a rounded top surface.
24. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Lichtleiter (80) mittels Spritzgießen hergestellt ist, und b. die Lichtauskoppelstrukturen (90) beim Spritzgießen des Lichtleiters in eine der Lichtdurchtrittsflächen (83) eingeformt werden24. optical fiber arrangement (5) according to claim 20 and 21, characterized in that a. the optical fiber (80) is made by injection molding, and b. the light extraction structures (90) during injection molding of the light guide in one of the light passage surfaces (83) are formed
25. Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) einen Anteil von 5 % bis 20% der Oberfläche derjenigen Lichtdurchtrittsfläche (83) überdecken, in deren Be- reich sie angeordnet sind.25. Light conductor arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the light extraction structures (90) cover a proportion of 5% to 20% of the surface of that light passage area (83), in whose operation rich they are arranged.
26. Montagevorrichtung (1) zur Befestigung eines ggf. retroreflektierenden Kfz -Kennzeichenschilds (2) an einem Kfz die folgenden Merkmale umfassend : a. einen Halter (10), der dazu ausgebildet ist, i. ein retroreflektierendes Kfz -Kennzeichenschild (2) mit einer flächenhaft ausgedehnten Schildplatine zu halten, und ii. an einem Kfz befestigt zu werden, dergestalt dass das vom Halter (10) gehaltene retroreflektierende Kfz - Kennzeichenschild (2) mechanisch am Kfz festgelegt wird, und, b. eine Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, wobei der Lichtleiter (80) der Lichtleiteranordnung (5) bei gehaltenem retroreflektierenden Kfz -Kennzeichenschild (2) vorder- oder rückseitig der flächenhaft ausgedehnten Schildplatine des retroreflektierenden Kfz - Kennzeichenschilds (2) angeordnet ist.26. Mounting device (1) for fastening a possibly retroreflective license plate (2) on a motor vehicle comprising the following features: a. a holder (10) adapted to i. to hold a retroreflective license plate (2) with a two-dimensional shield plate, and ii. being attached to a motor vehicle such that the retroreflective license plate (2) held by the holder (10) is mechanically fixed to the vehicle, and, b. an optical waveguide arrangement (5) according to claim 1, wherein the optical waveguide (80) of the optical waveguide arrangement (5) is arranged with the retroreflective license plate (2) in front or on the back of the extensively extended shield plate of the retroreflective license plate (2).
27. Beleuchtete, ggf. retroreflektierende Kfz -Kennzeichenschildanordnung (100), die folgenden Merkmale umfassend : a. ein ggf. retroreflektierendes Kfz -Kennzeichenschild (2) mit einer flächenhaft ausgedehnten Schildplatine, b. eine Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, wobei der Lichtleiter (80) der Lichtleiteranordnung (5) vorder- oder rückseitig der flächenhaft ausgedehnten Schildplatine für eine Ausleuchtung des retroreflektierenden Kfz -Kennzeichenschilds (2) angeordnet ist.27. Illuminated, optionally retroreflective automotive license plate assembly (100) comprising the following features: a. an optionally retroreflective license plate (2) with an area-wide shield plate, b. an optical fiber assembly (5) according to claim 1, wherein the optical fiber (80) of the optical fiber assembly (5) front or back of the planar extended shield plate for illumination of the retroreflective license plate (2) is arranged.
28. Kfz mit einer Haltevorrichtung für ein ggf. retroreflektierendes Kfz - Kennzeichenschild (2), die folgenden Merkmale umfassend : a. eine Kennzeichenschildaufnahme, die dazu ausgebildet ist, ein ggf. retroreflektierendes Kfz -Kennzeichenschild (2) mit einer flächenhaft ausgedehnten Schildplatine zu halten, dergestalt dass das von der Kennzeichenschildaufnahme gehaltene Kfz -Kennzeichenschild (2) mechanisch am Kfz festgelegt wird, und, b. eine Lichtleiteranordnung (5) gemäß Anspruch 1, wobei der Lichtleiter (80) der Lichtleiteranordnung (5) bei in der Kennzeichenschildaufnahme gehaltenem ggf. retroreflektierenden Kfz - Kennzeichenschild (2) vorder- oder rückseitig der flächenhaft ausgedehnten Schildplatine des Kfz -Kennzeichenschilds (2) angeordnet ist.28. A motor vehicle with a holding device for an optionally retroreflective license plate (2), comprising the following features: a. a license plate holder, which is adapted to hold an optionally retroreflective license plate (2) with a planar expanded shield plate, such that the held by the license plate holder license plate (2) is mechanically fixed to the car, and, b. an optical waveguide arrangement (5) according to claim 1, wherein the optical waveguide (80) of the optical waveguide arrangement (5) is supported by a retroreflective vehicle which is held in the license plate holder. License plate (2) front or back of the planar extended shield plate of the vehicle license plate (2) is arranged.
29. Verfahren zur Herstellung einer Lichtleiteranordnung (5) zur Ausleuchtung eines an einem Kfz befestigten ggf. retroreflektierenden Kfz - Kennzeichenschilds (2), gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a. Bereitstellen zumindest einer Lichtquelle (22), b. Bereitstellen eines flächenhaft ausgedehnten transparenten Lichtleiters (80) mit einer frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche (81) und einer rückseitigen Lichtdurchtrittsfläche (83), wobei der Lichtleiter (80) im Bereich einer Lichtdurchtrittsfläche 83) angeordnete Lichtsauskoppelstrukturen (90) aufweist, die aus einer Mehrzahl erhabener oder vertiefter Säulenstrukturen bestehen, die folgende Merkmale aufweisen : i. eine Längsachse X, die im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche (83) orientiert ist, und ii. eine oder mehrere Mantelflächen, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche (83) orientiert sind,29. A method for producing a light guide arrangement (5) for illuminating a possibly retroreflective license plate (2) attached to a motor vehicle, characterized by the following method steps: a. Providing at least one light source (22), b. Providing a planarly extended transparent light guide (80) having a front light passage surface (81) and a rear light passage surface (83), wherein the light guide (80) in the region of a light passage surface 83) arranged Lichtsauskoppelstrukturen (90), of a plurality of raised or recessed Consist of pillar structures, which have the following features: i. a longitudinal axis X which is oriented substantially perpendicular to the light passage surface (83), and ii. one or more lateral surfaces which are likewise oriented substantially perpendicular to the light passage surface (83),
c. Überschichten derjenigen Lichtdurchtrittsfläche (83, 81), in deren Bereich die Lichtauskoppelstrukturen (90) des Lichtleiters (80) angeordnet sind, mit einer Beschichtung, die: i. die Kraftfestigkeit erhöht, ii. die Reflektivität der Lichtdurchtrittsfläche (83, 81) vermindert, iii. die Beschlagneigung der Lichtdurchtrittsfläche (83, 81) bei Situationen unterhalb des Taupunkts vermindert, oder iv. die- im Falle der frontseitigen Lichtdurchtrittsfläche (81) - die Haftung von Verschmutzungen auf der Lichtdurchtrittsfläche (81) vermindert.c. Overlaying that light passage surface (83, 81), in whose area the light outcoupling structures (90) of the light guide (80) are arranged, with a coating which: i. increases strength, ii. reduces the reflectivity of the light passage surface (83, 81), iii. reduces the fogging tendency of the light transmission surface (83, 81) in situations below the dew point, or iv. die- in the case of the front light passage surface (81) - reduces the adhesion of dirt on the light passage surface (81).
und,and,
d. Herstellen einer optischen Verbindung zwischen der Lichtquelle (22) und dem flächenhaft ausgedehnten Lichtleiter (80), dergestalt, dass das von der Lichtquelle (22) ausgesandte Licht in den Lichtleiter (80) eingekoppelt und in diesem geführt wird.d. Producing an optical connection between the light source (22) and the planarly extended light guide (80), such that the light emitted by the light source (22) is coupled into the light guide (80) and guided therein.
30. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Mantelflächen der Säulenstrukturen senkrecht zur Lichtdurchtrittsfläche (83) orientiert sind.30. The method according to claim 29, characterized in that all lateral surfaces of the column structures are oriented perpendicular to the light passage surface (83).
31. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe oder Tiefe h der Säulenstrukturen relativ zur Lichtdurchtrittsfläche (83) im Bereich zwischen 1 und 100 Mikrometern liegt.31. The method according to claim 29, characterized in that the height or depth h of the column structures relative to the light passage surface (83) in the range between 1 and 100 micrometers.
32. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe A der Basisfläche der Säulenstrukturen im Bereich zwischen 50 und 50.000 Quadratmikrometern liegt.32. The method according to claim 29, characterized in that the size A of the base area of the columnar structures is in the range between 50 and 50,000 square micrometres.
33. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (80) mittels Spritzgießen hergestellt wird.33. The method according to claim 29, characterized in that the light guide (80) is produced by means of injection molding.
34. Verfahren gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) beim Spritzgießen des Lichtleiters (80) in eine oder beide der Lichtdurchtrittsflächen (81, 83) eingeformt werden.34. The method according to claim 33, characterized in that the light extraction structures (90) during injection molding of the light guide (80) in one or both of the light passage surfaces (81, 83) are formed.
35. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (80) mittels Strangextrusion hergestellt wird.35. The method according to claim 29, characterized in that the light guide (80) is produced by means of extrusion extrusion.
36. Verfahren gemäß Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelstrukturen (90) nach der Extrusion des Lichtleiters (80) durch Abwälzen mit einer strukturierten Walze in eine der Lichtdurchtrittsflächen (83) eingeformt werden. 36. A method according to claim 35, characterized in that the light extraction structures (90) after extrusion of the light guide (80) by rolling with a structured roller in one of the light passage surfaces (83) are formed.
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