WO2021116065A1

WO2021116065A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug sowie verfahren zur herstellung einer derartigen beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2021116065A1
Application number: PCT/EP2020/084998
Authority: WO
Inventors: Martin Mügge
Original assignee: HELLA GmbH & Co. KGaA
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2021-06-17
Also published as: DE102019133656A1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Lichtquelle, ein flächiges Bauteil (1), durch das im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung das von der mindestens einen Lichtquelle erzeugte Licht (2) zumindest teilweise hindurchtritt, sowie eine Mehrzahl von das Licht (2) streuenden Mikrostrukturelementen (5), die eine Mikrostrukturoptik bilden, wobei die Mikrostrukturelemente (5) in oder an dem Bauteil (1) angeordnet sind, und wobei mindestens eines der Mikrostrukturelemente (5) so ausgebildet ist, dass es das Licht (2) in zwei zueinander senkrechten Richtungen in unterschiedliche Winkelbereiche streut. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine erste Mehrzahl von Mikrostrukturelementen (5) unterschiedlich zu einer zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen (5) gestaltet ist, so dass voneinander verschiedene Unterstrukturen (6a, 6b) der durch die Mikrostrukturelemente (5) gebildeten Mikrostrukturoptik entstehen.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 14.

Bei der Gestaltung von Signalfunktionen an Kraftfahrzeugen wie beispielsweise Tag fahrlicht und Fahrtrichtungsanzeiger vorn am Fahrzeug beziehungsweise im Schein werfer sowie Schlusslicht, Bremslicht, Fahrtrichtungsanzeiger, Rückfahrlicht und Ne belschlusslicht in der Heckleuchte sind allgemein bekannte und gebräuchliche Optik systeme wie Reflektoren, Linsen und Lichtleiter häufig benutzte Systeme. Bei Lichtlei tern kommen sowohl stabförmige Lichtleiter als auch plattenförmige oder flächenför mige Lichtleiter zum Einsatz abhängig von der Gestaltung und Größe der Lichtfunk tion. Als Lichtquellen sind immer noch, für kostengünstige Leuchten beispielsweise von Kleinwagen oder als Einstiegsvariante der Heckleuchte bei Mittelklassefahrzeu gen, Glühlampen ein oft genutztes Leuchtmittel, während sich für aufwendiger gestal tete Heckleuchten und Scheinwerfer die LED-Technik durchgesetzt hat.

Eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 00/10835 A1 bekannt. Die darin beschriebene Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle und eine davor angeordnete Streuscheibe auf. Auf der Vorderseite und/oder der Rückseite der Streuscheibe ist eine Mehrzahl von Mikrostrukturelementen vorgese hen, die das Licht so streuen, dass es homogenisiert wird. Die Mikrostrukturelemente können beispielsweise eine Größe von etwa 10 pm aufweisen.

Mit fortschreitender Technologieentwicklung und einem gestiegenen Anspruch an die Gestaltung von Heckleuchten und Scheinwerfern rücken zunehmend weitere Merk male, Ansprüche und Technologien in den Fokus der Betrachtung. Beispielsweise ist dies zu bemerken in der Gestaltung und Ausführung von Lichtfunktionen, insbeson dere des Schlusslichts in Heckleuchten, als besonders homogen ausgeleuchtete Flä che. Dies stellt einen für alle Fahrzeughersteller wichtigen Trend zu einer homogenen Ausleuchtung von Lichtflächen dar. Die homogene Ausleuchtung stellt gewisserma ßen ein Qualitätsmerkmal dar und ist damit sehr wichtig für den Fahrzeughersteller, um den Käufern der Fahrzeuge eine entsprechende Kompetenz und Sorgfalt bei der Entwicklung von Leuchten beziehungsweise Signalfunktionen zu demonstrieren. In Abhängigkeit vom Optiksystem der Signalfunktion hinter der homogen auszuleuchten den Fläche, beispielsweise eine einfache Anordnung von Leuchtdioden (LED) oder ein LED-Reflektorsystem oder ein Fresnel-Linsensystem, wird eine entsprechende Homogenität erreicht.

Es gibt Streuscheiben, die für die Erzielung einer Lichtstreuung mit einem volumen streuenden Material versehen sind. Es handelt sich beispielsweise um Plexiglasschei ben mit über das Volumen verteilten Streupartikeln, die einen von dem Plexiglas et was verschiedenen Brechungsindex aufweisen, so dass dadurch das in die Streu scheibe eintretende Licht gestreut wird. Durch Mehrfachreflexionen und Mehrfachbre chungen in der Streuscheibe wird in Abhängigkeit der Konzentration der Streupartikel eine geringe bis große konzentrische Streuung und insgesamt, bei hoher Konzentra tion, auch eine sehr gute Homogenität der Ausleuchtung erreicht. Nachteilig ist die konzentrische Ausprägung der Streuung, da dadurch in vertikaler Richtung viel Licht in einen Winkelbereich gestreut wird, der für eine automobile Signalfunktion nicht rele vant ist. Dies insbesondere deshalb, weil der Gesetzgeber eine Lichtverteilung mit ei nem großen horizontalen Sichtbereich von -45° bis +80° und einem kleineren vertika len Sichtbereich von ±15° vorgibt. Für ein Schlusslicht mit geringen Lichtstärken von beispielsweise mehr als 4 cd ist das realisierbar. Für lichtstärkere Funktionen wie ein Bremslicht mit beispielsweise mehr als 60 cd müsste extrem viel Licht im optischen System zur Verfügung gestellt werden, was nicht mehr wirtschaftlich ist.

Diese einschränkenden Aspekte des volumenstreuenden Materials führen dazu, dass die Nutzung alternativer Möglichkeiten zur Erzeugung von homogenen Leuchtflächen wünschenswert ist, die das Potential aufweisen, ein ähnliches Erscheinungsbild zu ge nerieren.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist daher die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die effektiver und/oder fle xibler einsetzbar ist und dabei insbesondere die möglichst homogene Ausleuchtung einer Fläche der Beleuchtungsvorrichtung gewährleisten kann. Weiterhin soll ein Ver fahren zur Herstellung einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung angegeben werden.

Die wird erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genann ten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder des An spruchs 2 sowie durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeich nenden Merkmalen des Anspruchs 14 erreicht. Die Unteransprüche betreffen bevor zugte Ausgestaltungen der Erfindung.

Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass mindestens eines der Mikrostrukturelemente so ausgebildet ist, dass es das Licht in zwei zueinander senkrechten Richtungen in unterschiedliche Winkelbereiche streut, wobei vorzugsweise mehrere oder sämtliche der Mikrostrukturelemente so ausgebildet sind, dass sie das Licht in zwei zueinander senkrechten Richtungen in unterschiedliche Winkelbereiche streuen. Vorteilhaft kön nen die Streuwinkel der Mikrostrukturoptik frei definiert werden und auch für die hori zontale und vertikale Richtung unabhängig voneinander ausgeführt sein. Damit kann eine rechteckige Lichtverteilung generiert werden, die der Vorgabe des Gesetzgebers für automobile Signalfunktion entspricht, wodurch sich eine Steigerung des Wirkungs grads ergibt, indem Licht nicht in ungenutzte Winkelbereiche gestreut wird. Ein we sentlicher Vorteil der Ausführung des Bauteils mit einer Mikrostrukturoptik ist somit die hohe Effizienz der Beleuchtungsvorrichtung durch die Realisierung einer im wesent lich rechteckförmigen Lichtauskopplung, gemäß der das Licht hauptsächlich in den Winkelbereich abgestrahlt wird, der für die Erfüllung einer Signalfunktion beziehungs weise der gewünschten Ausleuchtung entscheidend ist. Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass eine erste Mehrzahl von Mikrostrukturele menten unterschiedlich zu einer zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen gestal tet ist, so dass voneinander verschiedene Unterstrukturen der durch die Mikrostruktu relemente gebildeten Mikrostrukturoptik entstehen. Dabei können die Unterstrukturen ein Hintergrundmuster und/oder eine Linie und/oder ein Text und/oder ein Logo sein oder ein Hintergrundmuster und/oder eine Linie und/oder einen Text und/oder ein Logo bilden. Die Unterstrukturen können für einen Betrachter in der Ausleuchtung des flächigen Bauteils Sichtbarwerden. Es kann sich bei den Unterstrukturen um ein wi derkehrendes, die Fläche füllendes Hintergrundmuster, wie beispielsweise um Sechs ecke, Waben, Rechtecke, Kreise, Dreiecke oder dergleichen handeln. Die Unterstruk turen können auch Trennlinien bilden, um eine Segmentierung der Leuchtfläche anzu deuten. Weiterhin können die Unterstrukturen Schriften, Texte oder Logos sein, wie beispielsweise ein Logo des Fahrzeugherstellers. Werden Abschnitte der Austrittsflä che in dieser Weise verändert, können auch gewollte Helligkeitsunterschiede in der Ausleuchtung generiert werden. Beispielsweise können dadurch dreidimensionale Leuchteffekte ermöglicht werden.

Es besteht die Möglichkeit, dass sich die erste Mehrzahl von Mikrostrukturelementen von der zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen durch die Ausdehnung der Mik rostrukturelemente unterscheidet, insbesondere durch die Ausdehnung der Mikro strukturelemente in der Richtung, in der das Licht durch das Bauteil hindurchtritt. Da bei können die Unterstrukturen beispielsweise durch eine Variation der Höhe der Mik rostrukturoptik beziehungsweise der Mikrostrukturelemente realisiert werden

Es kann vorgesehen sein, dass sich die erste Mehrzahl von Mikrostrukturelementen von der zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen durch die Dichte der Mikro strukturelemente unterscheidet. Insbesondere umfasst mindestens eine erste Un terstruktur der Mikrostrukturoptik einen Bereich, der keine Mikrostrukturelemente auf weist oder weniger Mikrostrukturelemente aufweist als ein vergleichbarer Bereich min destens einer zweiten Unterstruktur der Mikrostrukturoptik. Durch derartige Bereiche, in denen die Mikrostrukturelemente ausgespart sind, kann eine sichtbare Strukturie rung der Austrittsfläche des Bauteils erzeugt werden, wie beispielsweise eine Trennli nie, auf der keine Mikrostrukturelemente angeordnet sind.

Es besteht die Möglichkeit, dass benachbarte Mikrostrukturelemente einen Mittenab stand, insbesondere in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der das Licht durch das Bauteil hindurchtritt, von weniger als 0,15 mm, vorzugsweise von weniger als 0,10 mm, aufweisen. Dadurch ist die durch die Mikrostrukturelemente gebildete Mikrostrukturoptik bei der Betrachtung mit dem menschlichen Auge nicht mehr als Struktur auflösbar, so dass die Austrittsfläche des Bauteils diffus und homogen ausge leuchtet erscheint.

Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Unterstruktur einen Bereich aufweist, in dem die Mittenabstände benachbarter Mikrostrukturelemente größer als 0,1 mm ist, insbesondere größer als 0,5 mm, vorzugsweise größer als 1 ,0 mm. Durch derart große Abstände zwischen einzelnen Mikrostrukturelementen können die, beispiels weise im Falle einer Trennlinie sehr schmalen, Bereiche generiert werden, in denen die Mikrostrukturelemente ausgespart sind.

Es besteht die Möglichkeit, dass das Bauteil eben oder gekrümmt ist. Dabei kann das Bauteil eine beliebige Größe, Kontur und Form, wie beispielsweise eine quadratische, rechteckige, mehreckige, kreisförmige oder ovale Form, aufweisen oder mit einer be liebigen Konturierung versehen sein.

Es kann vorgesehen sein, dass die Mikrostrukturelemente auf der Eintrittsfläche und/oder der Austrittsfläche des flächigen Bauteils angeordnet sind. Dadurch kann das flächige Bauteil geeignet an den Anwendungszweck angepasst werden.

Es besteht die Möglichkeit, dass die mindestens eine Lichtquelle als Leuchtdiode oder als Laserdiode ausgebildet ist. Insbesondere durch die Nutzung herkömmlicher Leuchtdioden als Lichtquellen kann kostengünstig eine beliebige Lichtfarbe, wie bei spielsweise rot, dunkelrot, gelb, weiß, blau, grün, cyan oder eine andere Farbe, erzielt werden. Weiterhin können entsprechende Lichtleistungen der Leuchtdioden auch lichtstarkere Signalfunktionen wie ein Bremslicht oder einen Fahrtrichtungsanzeiger ermöglichen.

Es kann vorgesehen sein, dass die Mikrostrukturelemente Teil eines Spritzgussteils sind. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige und einfache Herstellung der Mikro strukturelemente.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Beleuchtungsvorrichtung als Schlussleuchte oder als Bremsleuchte oder als Fahrtrichtungsanzeiger oder als Tagfahrlicht oder als In nenraumleuchte des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.

Gemäß Anspruch 14 ist vorgesehen, dass die Mikrostrukturelemente durch ein Spritz gussverfahren, insbesondere zusammen mit dem Bauteil, hergestellt werden. Es gibt beispielsweise mit Mikrostrukturoptiken versehene Diffusorfolien oder Lichtlenkungsfo lien. Wenn das flächige Bauteil mit einer derartigen Folie versehen werden müsste, er wiese sich dies als aufwendiger und kostenintensiver Fertigungsschritt, insbesondere wegen des damit verbundenen Klebeverfahrens und des vorherigen Zuschneidens der Folie. Weiterhin bestünde die Gefahr, dass die Folie sich wieder ablöst oder die Klebeschicht eine negative Auswirkung auf die Eigenschaften des Systems hat oder dass qualitative, vor allem sichtbare, Mängel bei einer Massenfertigung auftreten.

Durch die Fertigung der Mikrostrukturelemente zusammen mit dem flächigen Bauteil durch ein Spritzgussverfahren werden diese Nachteile vermieden, so dass sich erheb liche fertigungstechnische Vorteile ergeben. Dabei kann über einen entsprechend ge formten Werkzeugeinsatz für ein Kunststoffspritzgusswerkzeug die Mikrostruktur im Spritzguss direkt auf jedes gespritzte flächige Bauteil abgeformt werden. Dazu können für den Spritzprozess ein angepasstes Werkzeugkonzept sowie angepasste Tempera turen und Parameter erforderlich sein, um die eingespritzte, plastische Kunststoff masse einerseits die Werkzeugform beziehungsweise die darin vorgesehenen Kavitä ten füllen zu lassen und andererseits der Kunststoffmasse zu ermöglichen, in die sehr feine Mikrostruktur in der Werkzeugwand eindringen zu können, um diese in hoher Qualität und Formtreue abzuformen.

Es besteht die Möglichkeit, dass Vorlagen der Mikrostrukturelemente durch ein litho grafisches Verfahren erzeugt und, insbesondere durch einen Galvanik-Prozess oder durch eine Laserbearbeitung, auf ein Spritzguss-Werkzeug übertragen werden, das zur Durchführung des Spritzgussverfahrens dient. Die Vorlagen der Mikrostrukturele mente können in einem lithografischen Verfahren als Master hergestellt werden, wo bei sowohl eine Laser-Interferenz-Lithografie als auch eine UV-Lithografie oder eine Elektronenstrahl-Lithografie oder ein Laser-Direkt-Schreibprozess zum Einsatz kom men kann.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einem beispielhaften Strah lenverlauf des von einer Lichtquelle ausgehenden Lichts;

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig.

1 ;

Fig. 3 eine schematische Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Vorderansicht einer vierten Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung; Fig. 6 eine schematische Vorderansicht einer fünften Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;

Fig. 7 eine schematische Vorderansicht einer sechsten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer siebten Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung mit einem beispielhaften Strah lenverlauf des von einer Lichtquelle ausgehenden Lichts;

Fig. 9 eine schematische perspektivische Detailansicht der Beleuchtungsvorrich tung gemäß Fig. 1.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 9 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine nicht abgebildete Lichtquelle und ein flächiges Bauteil 1 , durch das das von der Lichtquelle ausgehende Licht 2 hindurchtritt. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine Leuchtdiode oder eine Mehrzahl von Leuchtdio den aufweisen.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, dass zwischen der Lichtquelle und dem Bauteil 1 eine nicht abgebildete Optikeinheit vorgesehen ist, die das Licht 2 der Lichtquelle formt wie beispielsweise kollimiert.

Es besteht die Möglichkeit, dass das Bauteil 1 nicht wie abgebildet eben sondern ge krümmt ausgebildet ist. Weiterhin kann das Bauteil 1 eine beliebige Größe, Kontur und eine von der abgebildeten rechteckigen Form abweichende Form aufweisen, wie beispielsweise eine quadratische, mehreckige, kreisförmige oder ovale Form. Weiter hin kann das Bauteil 1 mit einer beliebigen Konturierung versehen sein. Das Bauteil 1 weist eine Eintrittsfläche 3 und eine gegenüberliegende Austrittsfläche 4 für das Licht 2 auf und ist im abgebildeten Ausführungsbeispiel als flache Platte aus gebildet. Das Bauteil 1 ist dabei zumindest teilweise transparent oder transluzent. Das Bauteil 1 weist im abgebildeten Ausführungsbeispiel auf seiner Eintrittsfläche 3 eine Mehrzahl von Mikrostrukturelementen 5 auf, die eine lichtstreuende Mikrostrukturoptik bilden. Das Bauteil 1 dient dadurch als Diffusorscheibe beziehungsweise Streu scheibe.

Die Mikrostrukturelemente 5 sind in Fig. 1 und Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie an gedeutet. Der Mittenabstand benachbarter Mikrostrukturelemente 5 kann kleiner als 0,1 mm sein. Dadurch kann erreicht werden, dass die durch die Mikrostrukturelemente 5 gebildete Mikrostrukturoptik bei der Betrachtung mit dem menschlichen Auge nicht mehr als Struktur auflösbar ist, so dass die Austrittsfläche 4 diffus erscheint (siehe Fig. 2).

In Fig. 9 sind die Mikrostrukturelemente 5 nicht maßstabsgetreu sondern deutlich ver größert dargestellt. Die abgebildeten Mikrostrukturelemente 5 weisen jeweils die Form eines sich von der Eintrittsfläche 3 weg erstreckenden Kegelstumpfes auf, wobei die Mikrostrukturelemente 5 sich von der Eintrittsfläche 3 ausgehend verjüngen. Die Basis der Kegelstümpfe kann einen Durchmesser von etwa 25 pm aufweisen. Auch die Höhe der Kegelstümpfe kann eine Höhe von etwa 25 pm aufweisen. Der Kegelwinkel kann zwischen 1° und 5° betragen. Der Abstand der einzelnen Kegelstümpfe kann auf der Eintrittsfläche 3 zwischen 30 pm und 150 pm betragen, wobei der Abstand insbe sondere stochastisch variieren kann.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, die Mikrostrukturelemente 5 nicht auf der Ein trittsfläche 3 sondern auf der Austrittsfläche 4 oder auf der Eintrittsfläche 3 und auf der Austrittsfläche des flächigen Bauteils 1 anzuordnen.

Die einzelnen Mikrostrukturelemente 5 sind als berechnete, mikrostrukturierte Optiken ausgebildet. Insbesondere können dadurch die Streuwinkel der Mikrostruktur frei defi niert werden, so dass die Streuwinkel insbesondere für die in Einbaulage horizontale und vertikale Richtung unabhängig voneinander vorgegeben werden können. Damit kann eine rechteckige Lichtverteilung generiert werden, die der Vorgabe des Gesetz gebers für automobile Signalfunktion entspricht, wodurch sich eine Steigerung des Wirkungsgrads ergibt, indem Licht nicht in ungenutzte Winkelbereiche gestreut ist. Bei einer derartigen rechteckigen Winkelverteilung wird das Licht 2 in horizontaler Rich tung in einen größeren Winkelbereich gestreut als in vertikaler Richtung.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung, bei der eine erste Mehrzahl von Mikrostrukturelementen 5 unterschiedlich zu einer zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen 5 gestaltet ist, so dass zwei voneinander verschiedene Unterstrukturen 6a, 6b der Mikrostruktur gebildet werden. Die beiden Unterstrukturen 6a, 6b bilden dabei jeweils Strukturen aus Sechsecken. Die Unterstrukturen 6a, 6b sind dabei insbesondere so unterschiedlich zueinander, dass dreidimensionale Leuch teffekte generiert werden. Dabei können die Unterstrukturen 6a, 6b beispielsweise durch eine Variation der Höhe der Mikrostruktur beziehungsweise der Mikrostruktu relemente 5 realisiert werden.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, anstelle eines aus sechseckigen Formen beste henden Hintergrundmusters andere geometrische Elemente für die Gestaltung der Unterstrukturen 6a, 6b zu verwenden. Dies können beispielsweise Rechtecke, Kreise, Dreiecke oder Waben sein. Alternativ können auch anstelle eines sich wiederholen den Hintergrundmusters andere Unterstrukturen wie eine Trennlinie und/oder ein Text und/oder ein Logo realisiert werden.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der durch die Unterschiede einzelner Mikro strukturelemente 5 als Hintergrundmuster ein Wabenmuster 7 gebildet wird.

Durch die extrem kleinen Mikrostrukturen 5 sind sowohl breite als auch extrem schmale Linien möglich, sogar Linien oder Kurven, die in ihrem Verlauf die Breite vari ieren und beispielsweise in einer Richtung auslaufen. Selbst sehr feine oder in der Größe reduzierte Schriften und Logos sind realisierbar. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der durch die Unterschiede einzelner Mikro strukturelemente 5 eine Mehrzahl von verschiedenen Linien 8 gebildet werden, die ein Linienmuster mit unterschiedlichen Linienstärken und Linienabständen bilden.

Vorteilhaft können eingebrachte zusätzliche Unterstrukturen dann sein, wenn in deren Linien oder Mustern einzelne oder Gruppen von Mikrostrukturelementen 5 entfernt sind, weil in diesem Bereich das Licht 2 der dahinter angeordneten Optikeinheit unge- streut oder weniger gestreut hindurchtritt und die Lichtintensität der Signalfunktion im Zentralbereich zusätzlich angehoben ist. Dies kann für ein Tagfahrlicht oder vorderen Fahrtrichtungsanzeiger mit sehr hohen Lichtforderungen und ein Bremslicht mit hohen Lichtanforderungen vorteilhaft oder entscheidend für eine Realisierung sein und spart auf der Optiksystem-Seite Lichtstrom beziehungsweise Leuchtdioden ein. Die Mikro struktur kann dabei auf dem Werkzeugeinsatz beispielsweise durch eine Laserbear beitung bis hin zu sehr feinen Linien- und Strichbreiten entfernt werden, sofern dies nicht schon im lithografischen Entstehungsprozess erfolgt.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der in der Mikrostrukturoptik auf der Eintrittsflä che 3 des Bauteils 1 linienförmige Aussparungen 9 vorgesehen sind. In diesen linien förmigen Bereichen sind keine Mikrostrukturelemente 5 angeordnet. Daher wird das Licht 2 in diesen Aussparungen 9 lediglich wenig gestreut, so es als enggestreutes Licht 2a durch das Bauteil 1 hindurchtritt, wohingegen das Licht 2 in den Bereichen mit der von den Mikrostrukturelementen 5 gebildeten Mikrostrukturoptik stärker ge streut wird und als weitgestreutes Licht 2b durch das Bauteil 1 hindurchtritt. Es entste hen beispielsweise hellere Linien in der Vorderansicht des Bauteils 1, die ein entspre chend gewünschtes Erscheinungsbild liefern und eine höhere Performance der Licht funktion bewirken.

Es besteht durchaus die Möglichkeit, anstelle von linienförmige Unterstrukturen, ins besondere anstelle von linienförmige Aussparungen, flächenförmige Unterstrukturen, insbesondere flächenförmige Aussparungen, vorzusehen. Derartige flächenförmige Unterstrukturen können ebenfalls durch eine Unterteilung auf Basis von Unterstruktu- ren realisiert werden. Durch derartige flächenförmige Unterstrukturen können Funkti onsfelder geschaffen werden, um beispielsweise das flächige Bauteil 1 für mehrere Signalfunktion zu verwenden.

Weiterhin können Schriften oder Logos in die Mikrostruktur eingearbeitet sein. Die Umsetzung derartiger technologisch anspruchsvoller Umsetzungen kann beispiels weise auch der Produktsicherung dienen, indem Fälschungen oder unberechtigte Ko pien einfacher erkennbar sind, weil sie die filigran eingebrachten Unterstrukturen wie beispielsweise das in der Ausführungsform gemäß Fig. 7 vorgesehene Logo 10 nicht aufweisen.

Ein weiterer Vorteil der zusätzlichen Unterstrukturen ist die Aufbrechung der Gleichför migkeit des als Diffusorscheibe dienenden Bauteils 1. Die Vielzahl an Leuchten mit homogenen Lichtfunktionen im Stand der Technik, also beispielsweise mit volumen streuendem Material, zeigt zwar eine beeindruckende Homogenität aber gleichzeitig wirkt die homogene Leuchtfläche auch leblos. Ein Betrachterfühlt sich eher von einer Leuchtfläche angesprochen beziehungsweise seine Aufmerksamkeit wird eher erregt, wenn die Fläche durch eine Akzentuierung zusätzlich interessant wird. Fig. 6 zeigt ein entsprechendes Bauteil 1, bei dem in die Mikrostrukturoptik durch die Unterschiede einzelner Mikrostrukturelemente 5 eine Mehrzahl von Linien 8 und zwei Kreise 11 ein gebracht sind.

Bezugszeichenliste

1 Bauteil

2 von einer nicht abgebildeten Lichtquelle ausgehendes Licht

3 Eintrittsfläche des Bauteils

4 Austrittsfläche des Bauteils

5 Mikrostrukturelement für die Erzeugung einer Mikrostrukturoptik

6a Unterstruktur der Mikrostrukturoptik

6b Unterstruktur der Mikrostrukturoptik

7 Wabenmuster in der Mikrostrukturoptik

8 Linie in der Mikrostrukturoptik

9 Aussparung in der Mikrostrukturoptik

10 Logo in der Mikrostrukturoptik

11 Kreis in der Mikrostrukturoptik

Claims

Patentansprüche

1. Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend

- mindestens eine Lichtquelle,

- ein flächiges Bauteil (1), durch das im Betrieb der Beleuchtungsvorrich tung das von der mindestens einen Lichtquelle erzeugte Licht (2) zumin dest teilweise hindurchtritt,

- eine Mehrzahl von das Licht (2) streuenden Mikrostrukturelementen (5), die eine Mikrostrukturoptik bilden, wobei die Mikrostrukturelemente (5) in oder an dem Bauteil (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Mikrostrukturelemente (5) so ausgebildet ist, dass es das Licht (2) in zwei zueinander senkrechten Richtungen in unterschiedliche Winkelbereiche streut, wobei vorzugsweise mehrere oder sämtliche der Mikrostrukturelemente (5) so ausgebildet sind, dass sie das Licht (2) in zwei zueinander senkrechten Richtungen in unter schiedliche Winkelbereiche streuen.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Mehrzahl von Mikro strukturelementen (5) unterschiedlich zu einer zweiten Mehrzahl von Mikro strukturelementen (5) gestaltet ist, so dass voneinander verschiedene Un- terstrukturen (6a, 6b) der durch die Mikrostrukturelemente (5) gebildeten Mikrostrukturoptik entstehen.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Unterstrukturen (6a, 6b) ein Hintergrundmuster und/oder eine Linie (8) und/oder ein Text und/oder ein Logo (10) sind oder ein Hintergrundmuster und/oder eine Linie (8) und/oder einen Text und/oder ein Logo (10) bilden.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass sich die erste Mehrzahl von Mikrostrukturelementen (5) von der zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen (5) durch die Aus dehnung der Mikrostrukturelemente (5) unterscheidet, insbesondere durch die Ausdehnung der Mikrostrukturelemente (5) in der Richtung, in der das Licht (2) durch das Bauteil (1) hindurchtritt.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass sich die erste Mehrzahl von Mikrostrukturelementen (5) von der zweiten Mehrzahl von Mikrostrukturelementen (5) durch die Dichte der Mikrostrukturelemente (5) unterscheidet.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens eine erste Unterstruktur der Mikrostrukturo ptik einen Bereich umfasst, der keine Mikrostrukturelemente (5) aufweist o- der weniger Mikrostrukturelemente (5) aufweist als ein vergleichbarer Be reich mindestens einer zweiten Unterstruktur der Mikrostrukturoptik.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass benachbarte Mikrostrukturelemente (5) einen Mittenab stand, insbesondere in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der das Licht (2) durch das Bauteil (1) hindurchtritt, von weniger als 0,15 mm, vor zugsweise von weniger als 0,10 mm, aufweisen.

8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens eine Unterstruktur einen Bereich aufweist, in dem die Mittenabstände benachbarter Mikrostrukturelemente (5) größer als 0,1 mm ist, insbesondere größer als 0,5 mm, vorzugsweise größer als 1,0 mm.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bauteil (1) eben oder gekrümmt ist.

10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mikrostrukturelemente (5) auf der Eintrittsfläche (3) und/oder der Austrittsfläche (4) des Bauteils (1) angeordnet sind.

11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle als Leuchtdiode oder als Laserdiode ausgebildet ist.

12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mikrostrukturelemente (5) Teil eines Spritzgussteils sind.

13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung als Schlussleuchte oder als Bremsleuchte oder als Fahrtrichtungsanzeiger oder als Tagfahrlicht oder als Innenraumleuchte des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.

14. Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturele mente (5) durch ein Spritzgussverfahren, insbesondere zusammen mit dem Bauteil (1), hergestellt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Vorlagen der Mikrostrukturelemente (5) durch ein lithografisches Verfahren erzeugt und, insbesondere durch einen Galvanik-Prozess oder durch eine Laserbearbei tung, auf ein Spritzguss-Werkzeug übertragen werden, das zur Durchfüh rung des Spritzgussverfahrens dient.