WO2023083633A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2023083633A1
WO2023083633A1 PCT/EP2022/080227 EP2022080227W WO2023083633A1 WO 2023083633 A1 WO2023083633 A1 WO 2023083633A1 EP 2022080227 W EP2022080227 W EP 2022080227W WO 2023083633 A1 WO2023083633 A1 WO 2023083633A1
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WO
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light
lighting device
segments
reflector element
emitting diodes
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PCT/EP2022/080227
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English (en)
French (fr)
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Martin Mügge
Diana Mundt
Thomas Rettweiler
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle, a lighting system and a motor vehicle.
  • a pixelated or segmented functional surface of a lamp or lighting device on a motor vehicle serves to define and provide a desired illumination signature through different, individual switching of individual segments/pixels or to display additional information content (e.g. digits, text, pictograms). This means that new content or light signatures can be developed over the life of the motor vehicle and offered to the vehicle owner/driver without having to develop a new light each time.
  • a corresponding lighting device is known from DE 10 2016 119 326 A1, which is also designed according to the preamble of claim 1.
  • LED displays with a matrix arrangement of RGB LEDs are known from the general state of the art, which are primarily known from advertising or as video walls at trade fairs and concerts.
  • the RGB LEDs have a very low luminous flux, which is why the legally required luminous intensity cannot be achieved with these LED displays in the automotive sector with a correspondingly limited number of LEDs.
  • such LED displays are controlled via video interfaces, e.g. B. HDMI, which are not used in automobiles because such video signals are not suitable for controlling lights and functions.
  • video interfaces e.g. B. HDMI
  • Another disadvantage of these LED panels is the pixelated arrangement of light-emitting diodes in a matrix.
  • the object of the invention is to specify a lighting device that is improved over the prior art, in particular with a simple and cost-effective demarcation of adjacent light-emitting diodes and uniform illumination of the lighting device with a particularly compact design, in particular low luminaire thickness or depth.
  • the object stated at the outset is achieved by a lighting device for a motor vehicle, the lighting device being set up in particular for displaying light signatures or for displaying light signatures.
  • the lighting device has a printed circuit board with a plurality of light-emitting diodes arranged thereon, an optical disk and a reflector element.
  • the reflector element is arranged between the printed circuit board and the optical disk.
  • the reflector element has a plurality of segments into which the reflector element is subdivided, with each light-emitting diode being assigned a segment, so that light emitted from the light-emitting diodes is reflected on the segments of the reflector element and passes through the optical disc.
  • the light-emitting diodes are radially radiating light-emitting diodes.
  • the use of radially emitting light-emitting diodes is thus proposed, which emit light radially from the light-emitting diode instead of, as is otherwise customary, emitting light from a main surface or front side in the forward direction. Because such light-emitting diodes radiating in the forward direction instead of radially, which are also known as top LEDs, ensure bright light spots axially in front of the top LED and on the optical disk, which can be avoided according to the invention by using the radially radiating light-emitting diodes.
  • the reflector element ensures that the light emitted by the radially radiating light-emitting diodes is deflected in the forward direction, ie onto the optical disc.
  • the reflector element can be specially designed in such a way that it deflects the light radiated radially from each of the light-emitting diodes in the forward direction towards the optical disc.
  • the path of the light to the reflector element or the local wall elements is comparatively short.
  • a comparatively compact lighting device for a motor vehicle can be provided overall.
  • the lighting device can be designed with a comparatively small thickness, in particular measured from the printed circuit board to the optical disc.
  • the lighting device is designed for a motor vehicle means in particular that the lighting device is suitable for use in a motor vehicle. Nevertheless, other areas of application of the lighting device according to the invention are also conceivable and possible. However, the field of application of the motor vehicle is particularly preferred.
  • the lighting device can thus very particularly be a motor vehicle lighting device.
  • the lighting device can be a rear light, an additional light, a headlight or the like.
  • the radially emitting light-emitting diodes can be set up to emit light radially outwards at or from their circumference. At least not only or not predominantly, light can also be emitted from a front side by each of the light-emitting diodes, as is the case with a top LED, for example. What is decisive, however, is that light is also (particularly predominantly) radiated radially or annularly from the circumference of the light-emitting diodes.
  • the circumference of a light-emitting diode is understood to mean the sides of the light-emitting diode that typically extend obliquely, in particular orthogonally, with respect to the front side. In other words, the perimeter has its side or sides between the front and back of the light emitting diode.
  • the radially emitting light-emitting diodes can be set up to emit light radially outwards at least over half of their circumference or essentially along their entire circumference. In other words, along at least half, most or essentially all Percentage of the circumference light are emitted radially outwards or, in other words, are emitted annularly from each of the light-emitting diodes.
  • each segment can be assigned a concave lens, which can be arranged between the reflector element and the optical disk.
  • the lenses can be arranged, in particular formed, on the optical disc, in particular on the inside of the optical disc or the side opposite the reflector element.
  • the assignment means in particular that one lens is opposite one segment.
  • the lenses can in particular be designed in one piece with the optical disc. It is also possible that the lenses have a triangular or essentially triangular shape in order to correspond to the segments.
  • a concave, central surface of the lenses can, on the one hand, have a greater distance (several millimeters) from the light-emitting diode assigned to it by means of the segment. Due to their shape, in particular as a pyramidal optic, the lenses can have a greater wall thickness in their outer area. This is advantageous for uniform illumination without emphasizing an axial light-emitting diode intensity (in particular with so-called top LEDs) and thus enables the segment or the area of the optical disc in front of the segment to be illuminated without a hotspot.
  • the optical disc also contains a light guide effect and, in the interaction of the prismatic surfaces of the lens and the surrounding reflector surfaces of the segments of the reflector element, also an additional light guide which, together with the central illumination of the concave lens surface, leads to a homogeneous illumination of the segment or the area of the optical disc in front of the Segment leads and thus provides high performance.
  • the design of the optical disk with the concave lenses and/or the selection of radially radiating LEDs in combination with the LED light distribution and the reflector element leads to uniform illumination of the segments or segment surfaces of the reflector element and thus the optical disk. This creates a segment display function and at the same time a high lighting performance is made available, since almost all of the light from the respective light-emitting diodes is used.
  • the lighting device can therefore already provide high intensities even with relatively weak light-emitting diodes and implement functions such as tail lights, brake lights, direction indicators or daytime running lights, especially if several lighting devices are used as part of a lighting system in order to switch a continuous or common light signature.
  • each light-emitting diode is assigned a segment such that light emitted from each light-emitting diode is reflected on the reflector element and passes through the optical disc in the region of the segment assigned to this one light-emitting diode.
  • the assignment of the segments to the light-emitting diodes can take place through a corresponding relative arrangement on one another.
  • each segment of a reflector element can in each case surround a light-emitting diode on the printed circuit board, in particular envelop or enclose it. This causes the light of the respective light-emitting diode to be reflected on the reflector element in the region of the respective segment.
  • the distance between the light-emitting diodes and the optical disc is less than 15 mm, preferably less than 12 mm, further preferably less than 10 mm and particularly preferably less than 8 mm.
  • the distance can be at least 2 mm, for example, very particularly at least 4 mm and also particularly at least 6 mm. Accordingly, a particularly compact lighting device is provided, which very particularly has a small thickness.
  • the segments can have a triangular, rectangular, pentagonal, hexagonal or another polygonal shape.
  • the shape means in particular the cross section of the segment or the shape is visible in the plan view of the segment on the reflector element.
  • areas on the optical disc can be illuminated that assume a corresponding shape of the segments, ie a triangular light shape, a rectangular one light shape, a pentagonal light shape or a hexagonal light shape. This allows different light signatures to be displayed by illuminating multiple segments with the lighting device.
  • triangular segments in particular, a particularly high degree of freedom of control for different light signatures is made possible.
  • each segment has in particular three reflector surfaces or reflector walls which are connected to one another on their sides.
  • the segments can each have two openings in their middle. An opening is close to the light emitting diode associated with the segment to let in the light of the light emitting diode.
  • the other opening is close to the optical disk or remote from the light-emitting diode in order to allow the light reflected on the reflector surfaces of the segments of the reflector element to radiate onto the optical disk.
  • the opening close to the light-emitting diode is in particular smaller than the opening which is close to the optical disk.
  • segments that taper or converge can be provided, in particular in the direction from the optical disc to the light-emitting diodes.
  • the segments can thus also be described in terms of their body or volume as being funnel-shaped or pyramid-shaped with corresponding openings at the top and bottom of the pyramid shape.
  • each segment has in particular three reflector surfaces or reflector walls that are connected to one another on their sides. In the case of another shape, a correspondingly larger number of reflector surfaces can form the segment.
  • the segments can each have two openings in their middle. An opening is close to the light emitting diode associated with the segment to let in the light of the light emitting diode. The other opening is close to the optical disk or remote from the light-emitting diode in order to allow the light reflected on the reflector surfaces of the segments of the reflector element to radiate onto the optical disk. In this case, the opening close to the light-emitting diode is in particular smaller than the opening which is close to the optical disc.
  • tapering or converging segments may be provided.
  • the segments can thus also be described in terms of their body or volume as being funnel-shaped or pyramid-shaped with corresponding openings at the top and bottom of the pyramid shape.
  • the arrangements can have a shape that corresponds to the segments or to the segments, which means in particular that a number of segments can each be combined to form a new shape that is particularly different from the shape of the segments.
  • the arrays may each have a rectangular shape or a honeycomb shape.
  • the arrangements can be rectangular, in particular square, with a triangular shape of the segments and honeycomb with a hexagonal shape of the segments. For example, four triangular segments can be combined to form a rectangular shape.
  • the light-emitting diodes can also be arranged correspondingly on the printed circuit board.
  • the circuit board can have a repeating pattern of an arrangement of four light-emitting diodes.
  • the arrangement can be described, for example, as a plus or + arrangement, in which four light-emitting diodes can be connected to one another by two imaginary lines which each connect and intersect two light-emitting diodes horizontally and vertically.
  • the lighting device can have a lattice mask (with a lattice or with lattice struts) which delimit the segments (optically) from one another.
  • the lattice mask is in particular opaque (in the region of its lattice or its lattice struts).
  • the grid mask can be black, for example.
  • the lattice struts or the lattice of the lattice mask accordingly ensures that the segments in the cold and warm appearance of the lighting device are delimited from one another in order to improve the optical perception of the light signatures that can be displayed.
  • the lattice mask can be designed in particular as a metal sheet, a foil, an injection molded part and/or a laser ablation of the optical disk.
  • a thin metal sheet for example with a wall thickness between 0.1 mm and 0.5 mm, can be used as the metal sheet, which can be lasered to produce openings in the area of the segments.
  • the metal sheet can then be clamped between the optical disk and a housing frame or housing of the lighting device during assembly or glued onto the optical disk or into the housing frame.
  • the film can be printed or glued, for example.
  • the foil or adhesive foil can be printed with the grating or the grating struts and glued onto the optics pane or clamped between the optics pane and the housing frame during assembly.
  • a 2-component injection-molded part can be used as the injection-molded part.
  • the lattice mask can, for example, be sprayed onto the optical disk as a second, black component.
  • the optical disc can be metallized or painted, for example, and then lasered free for the open segment surfaces.
  • the lighting device can also have a housing, in particular designed as a housing frame or with a housing frame.
  • the printed circuit board, the reflector element and the optical disc can be accommodated in the housing.
  • the lattice mask can also be accommodated in the housing.
  • Fastening elements, such as screw bosses, can be arranged on the back of the housing.
  • the optical disc has optical diffusing elements on its front and/or rear.
  • Cushion optics or micro-optics can be provided as optical scattering elements, for example, or a diffractive diffuser structure or microstructure or, in the simplest case, an eroded structure or etched structure.
  • the segments may have stripe optics or for stripe optics to be formed in the segments.
  • strip optics on each surface or Reflector wall of the segment or the reflector element may be provided in each case a strip optics.
  • the striped optics which can also be referred to as corrugated optics, can scatter the direct surface reflection of the light-emitting diode light and thus counteract a concentrated image of the light in the illumination in order to avoid hotspots.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a lighting system for a motor vehicle having a lighting device according to the first aspect of the invention and a control unit for controlling a light signature display of the lighting device.
  • the lighting device can be controlled variably via the control unit or the electronics in order to display a wide variety of content, for example individual pictograms and signs, such as traffic signs or auxiliary signs in traffic, such as a right arrow, an information arrow, an image of a pedestrian or the like.
  • Contents of this type which can be displayed by means of appropriate illumination by a number of the light-emitting diodes or the segments, are understood here as light signatures.
  • Such light signatures can be static or dynamic, i.e. not changing over time or changing over time.
  • the lighting system can have a plurality of lighting devices according to the first aspect of the invention.
  • the control unit can be set up to control at least two of the multiple lighting devices to display a common light signature.
  • a common light signature is understood here to mean that the light signatures of the at least two lighting devices are coordinated with one another in order to display the same content or content that is coordinated with one another by means of the lighting.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a motor vehicle having a lighting device according to the first aspect of the invention or a lighting system according to the second aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows a plan view of a lighting device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an oblique view of the lighting device from FIG. 1 ;
  • FIG. 3 shows a side view of the lighting device from FIG. 1 ;
  • FIG. 4 shows the side view of the lighting device from FIG. 1 without a housing
  • FIG. 5 shows an exploded view of the lighting device from FIG. 1 ;
  • FIG. 6 shows a plan view of the lighting device from FIG. 1 without a housing and without a grid mask
  • FIG. 7 shows a plan view of the circuit board of the lighting device from FIG. 5;
  • FIGS. 1 to 7 shows a schematic view of a section of the lighting device from FIGS. 1 to 7 in operation
  • FIG. 9 shows a schematic view of an illumination system according to one Embodiment of the invention in operation with different light signatures
  • FIG. 10 shows a schematic view of an illumination system according to a further exemplary embodiment of the invention in operation with a common light signature
  • FIG. 11 is a schematic view of the illumination system of FIG. 9 operating with a common light signature
  • FIG. 12 shows a schematic view of the lighting system from FIG. 9 in operation with another common light signature
  • FIG. 13 is a schematic view of the illumination system of FIG. 9 in operation with yet another common light signature
  • FIG. 14 is a rear view of a motor vehicle according to an embodiment of the invention.
  • Figures 1 to 3 each show a lighting device 1 according to an embodiment of the invention in a top view, a perspective view and a side view.
  • the lighting device 1 comprises a housing 4, which in the present case is designed as a housing frame with an upper part 2 and a lower part 3.
  • the housing 4 has an extension relative to its width and height small thickness.
  • the housing 4 is, in particular in the upper part 2, in the present example rectangular, in particular square, so that the lighting device 1 has an overall rectangular shape. Alternatively, however, the housing 4 or the lighting device 1 can also have other shapes, such as rectangular, round or oval.
  • the lighting device 1 has a plurality of arrangements 5 which each comprise a large number of segments 6 .
  • the arrangements 5 are square in their basic shape or appearance on the optical disk 8 (see Fig. 5) of the lighting device 1 and each comprise four triangular segments 6.
  • the individual segments 6 can be illuminated by means of light-emitting diodes 11 arranged behind them (see Fig. 5) are individually and evenly illuminated.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the lighting device 1 without a housing 4 that the light-emitting diodes 11 (see FIG. 5) are arranged on a circuit board 10 or circuit board 5 and behind a reflector element 9 for this purpose.
  • FIG. 5 shows the lighting device 1 in an exploded view, from which it can be seen that the reflector element 9 has the segments 6 arranged in the arrangements 5 and the repeating arrangements 5 .
  • the reflector element 9 is arranged in one piece with all the arrangements 5 and segments 6 .
  • the segments 6 can also be produced individually, but this is more complex.
  • the reflector element 9 is arranged on the printed circuit board 10 with the light-emitting diodes 11.
  • one light-emitting diode 11 is assigned to one segment 6 in the reflector element 9 or one segment 6 surrounds one of the light-emitting diodes 11 on the printed circuit board 10.
  • an optical disc 8 for example made of glass or plastic, is arranged on the reflector element 9 .
  • an optical disc 8 On the optics disc 8 in turn is a Arranged lattice mask 7, which provides for an optical separation of the segments 6 from each other. All of the aforementioned components are accommodated in the housing 4 .
  • FIG. 6 shows a plan view of the lighting device 1 without a housing 4, without an optical disc 8 and without a lattice mask 7. It is particularly easy to see how each light-emitting diode 11 is assigned a segment 6 which can illuminate the light-emitting diode 11. Each of the light-emitting diodes 11 is surrounded by a segment 6 of the reflector element 9 .
  • FIG. 7 shows a plan view of the printed circuit board 10 with the light-emitting diodes 11. As can be seen, the light-emitting diodes 11 are arranged here corresponding to the arrangements 5 on the printed circuit board 10.
  • FIG. 7 shows a plan view of the printed circuit board 10 with the light-emitting diodes 11. As can be seen, the light-emitting diodes 11 are arranged here corresponding to the arrangements 5 on the printed circuit board 10.
  • FIG. 8 shows a section of the lighting device 1 in a cross-sectional view.
  • a section of a printed circuit board 10 with three light-emitting diodes 11 and a partial structure or wall elements of the reflector element 9 can be seen here by way of example.
  • the lattice mask 7 is located behind the optical disc 8.
  • the distance between the light-emitting diodes 11 and the optical disk 8 is selected to be particularly small, for example only 10 cm or less, in order to achieve the compactness or small thickness of the lighting device 1 mentioned at the beginning. Accordingly, there is only little space for the corresponding reflector element 9 or corresponding reflections. At the same time, however, the most uniform possible illumination of the respective segment 6 or area of the optical disc 8 in front of the respective segment 6 must be achieved.
  • light-emitting diodes 11 are used in the present case, which emit radially or annularly. These light-emitting diodes 11 emit the light primarily from their circumference, as can be seen in FIG. You can thereby the light along its entire circumference or around 360 ° radiate. This ensures a short path to the reflector element 9, which is set up in such a way that it deflects the light from the light-emitting diodes 11 onto the optical disc 8 in front of the segments 6. This is illustrated in FIG. 8 by the first area 12 of the light beams.
  • the light beams passing directly from the light-emitting diode 11 through the optical disc 8 are represented by the second area 13 .
  • FIG. 9 schematically shows an illumination system 20 with a plurality of illumination devices 1, in this case four, purely by way of example.
  • the lighting devices 1 can be controllable by means of individual control units or, as shown, a common control unit 21 .
  • FIG. 9 Different light signatures are shown in FIG. 9 which are displayed by the respective lighting devices 1 .
  • individual contents or symbols are reproduced by means of the light signatures, such as a cross for stopping, a walking pedestrian or a standing pedestrian.
  • the 10 shows three lighting devices 1 of a lighting system 20, each showing the same light signature.
  • FIGS. 11 and 12 each show a different and self-contained or common light signature which is generated jointly when four lighting devices 1 are lined up or connected in series.
  • Figure 13 shows a repetition of a light signature on four lighting devices 1 of a lighting system 20, in which the light signature assumes an indication function that can be used, for example, in ferry operation of the motor vehicle 30 equipped with the lighting system 20, namely the display of a right arrow, which can also be referred to as a driving display and can be used, for example, to drive off the motor vehicle 30 (see FIG. 14) equipped with it to the right.
  • the light signature assumes an indication function that can be used, for example, in ferry operation of the motor vehicle 30 equipped with the lighting system 20, namely the display of a right arrow, which can also be referred to as a driving display and can be used, for example, to drive off the motor vehicle 30 (see FIG. 14) equipped with it to the right.
  • Figure 14 shows a motor vehicle 30 according to an embodiment of the invention in a rear view.
  • the motor vehicle 30 is designed with the lighting systems 20 described above, which are designed here as taillights of the motor vehicle 30 and thus enable the display of various common or different light signatures, for example a turn by means of corresponding arrow representations as light signatures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (30), wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1 ) eine Leiterplatte (10) mit einer Mehrzahl von darauf angeordneten Leuchtdioden (11 ), eine Optikscheibe (8) und ein Reflektorelement (9) aufweist, wobei das Reflektorelement (9) zwischen der Leiterplatte (10) und der Optikscheibe (8) angeordnet ist, wobei das Reflektorelement (9) mehrere Segmente (6) aufweist, in welche das Reflektorelement (9) unterteilt ist, wobei jeder Leuchtdiode (11 ) ein Segment (6) zugeordnet ist, sodass aus den Leuchtdioden (11 ) ausgestrahltes Licht an den Segmenten (6) des Reflektorelements (9) reflektiert wird und durch die Optikscheibe (8) hindurchtritt.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Beleuchtungssystem sowie ein Kraftfahrzeug.
Die Ausführung einer pixelierten bzw. segmentierten Funktionsfläche einer Leuchte oder Beleuchtungseinrichtung an einem Kraftfahrzeug dient dazu, durch unterschiedliche, individuelle Schaltung von einzelnen Segmenten/Pixeln eine gewünschte Ausleuchtsignatur zu definieren und bereitzustellen oder zusätzliche Informationsinhalte (bspw. Ziffern, Text, Piktogramme) anzuzeigen. Damit können über die Nutzungsdauer am Kraftahrzeug hinweg neue Inhalte bzw. Lichtsignaturen entwickelt und dem Fahrzeughalter/-fahrer angeboten werden, ohne jeweils eine neue Leuchte entwickeln zu müssen.
Eine korrespondierende Beleuchtungsvorrichtung ist aus DE 10 2016 119 326 A1 bekannt, welche zudem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildet ist.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind LED-Displays mit einer Matrixanordnung von RGB-LED bekannt, die vor allem aus der Werbung oder als Videowände auf Messen und Konzerten bekannt sind. Die RGB-LED sind sehr lichtstromschwach, weshalb mit diesen LED-Displays im automotiven Bereich die gesetzlich geforderte Lichtstärke mit einer entsprechend begrenzten Anzahl von LED nicht zu realisieren ist. Zudem erfolgt die Ansteuerung derartiger LED-Displays über Videoschnittstellen, z. B. HDMI, die im Automobil nicht verwendet werden, da derartige Videosignale für eine Ansteuerung von Leuchten und Funktionen nicht geeignet sind. Nachteilig an diesen LED-Panels ist zudem die pixelierte Anordnung von Leuchtdioden in einer Matrix. Der Betrachter sieht einen hellen Punkt an jeder LED-Stelle und nur durch die sehr engen Abstände und eine entsprechend hohe Auflösung ist auch aus nahen Betrachtungsentfernungen für einen Beobachter ein scharfes Bild erkennbar. Deshalb sind bei derartigen LED-Panels aktuell bereits Abstände benachbarter Leuchtdioden von weniger als 2 mm vorgesehen beziehungsweise Abstände von 1 mm oder weniger angestrebt.
Um im automobilen Einsatz die gesetzlich geforderten Mindestlichtstärken von 4cd für ein rotes Schlusslicht, von 50cd (ECE) bzw. 130cd (SAE) für einen gelben Fahrtrichtungsanzeiger und von 60cd (ECE) bzw. 80cd (SAE) für ein rotes Bremslicht zu erzeugen, sind LED mit höheren Betriebsströmen und Lichtströmen, sowie einer Automotive-Spezifikation, zu verwenden und optische Systeme, die den Lichtstrom der LED optimal nutzen, damit auch mit einer geringen Anzahl von Pixeln/Segmenten ein Bremslicht oder ein Fahrtrichtungsanzeiger generiert werden kann und mit der vorhandenen segmentierten Matrix-Anzeigefläche entsprechend unterschiedliche Lichtsignaturen entwickelt und zugelassen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, insbesondere mit einer einfachen und kostengünstig erzielten Abgrenzung benachbarter Leuchtdioden und einer gleichmäßigen Ausleuchtung der Beleuchtungsvorrichtung bei gleichzeitig besonders kompakter Bauweise, insbesondere geringer Leuchtendicke bzw. -tiefe.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , das Beleuchtungssystem gemäß Anspruch 13 und das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung offenbart sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem und mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Beleuchtungsvorrichtung insbesondere für Lichtsignaturanzeigen bzw. zum Anzeigen von Lichtsignaturen eingerichtet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Leiterplatte mit einer Mehrzahl von darauf angeordneten Leuchtdioden, eine Optikscheibe und ein Reflektorelement auf. Das Reflektorelement ist zwischen der Leiterplatte und der Optikscheibe angeordnet. Das Reflektorelement weist mehrere Segmente auf, in welche das Reflektorelement unterteilt ist, wobei jeder Leuchtdiode ein Segment zugeordnet ist, sodass aus den Leuchtdioden ausgestrahltes Licht an den Segmenten des Reflektorelements reflektiert wird und durch die Optikscheibe hindurchtritt. Die Leuchtdioden sind dabei radial abstrahlende Leuchtdioden.
Erfindungsgemäß wird damit der Einsatz von radial abstrahlenden Leuchtdioden vorgeschlagen, welche Licht von der Leuchtdiode aus radial abstrahlen statt, wie sonst üblich, Licht von einer Hauptfläche bzw. Vorderseite aus in Vorwärtsrichtung abzustrahlen. Denn solche, in Vorwärtsrichtung statt radial abstrahlende Leuchtdioden, die auch als Top-LED bekannt sind, sorgen für helle Lichtspots axial vor der Top-LED und auf der Optikscheibe, die erfindungsgemäß durch den Einsatz der radial abstrahlenden Leuchtdioden vermieden werden können.
Dabei sorgt das Reflektorelement trotz der radialen Abstrahlung des Lichts von den Leuchtdioden für eine Umlenkung des von den radial abstrahlenden Leuchtdioden emittierten Lichts in Vorwärtsrichtung, also auf die Optikscheibe. Entsprechend kann das Reflektorelement speziell so gestaltet sein, dass es das radial von jeder der Leuchtdioden abgestrahlte Licht in Vorwärtsrichtung zur Optikscheibe umlenkt. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung jedes Bereichs eines Segments bzw. der Optikscheibe im Bereich der Segmente erzielt werden, sodass eine gleichmäßige Ausleuchtung der Optikscheibe bzw. Segmente erzielt werden kann.
Ferner vorteilhaft ist bei den eingesetzten Leuchtdioden vom Typ der radialen Lichtabstrahlung, dass der Weg des Lichts bis zu dem Reflektorelement bzw. den dortigen Wandelementen vergleichsweise kurz ist. Dadurch kann insgesamt eine vergleichsmäßig kompakte Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung mit einer vergleichsweise geringen Dicke, insbesondere gemessen von der Leiterplatte zur Optikscheibe, ausgebildet werden.
Dass die Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist bedeutet insbesondere, dass die Beleuchtungsvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet ist. Gleichwohl sind auch andere Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung denkbar und möglich. Das Anwendungsgebiet des Kraftfahrzeugs ist allerdings besonders bevorzugt. So kann die Beleuchtungsvorrichtung ganz besonders eine Kraftfahrzeugbeleuchtungsvorrichtung sein. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Rückleuchte, eine Zusatzleuchte, ein Scheinwerfer oder dergleichen sein.
Insbesondere können die radial abstrahlenden Leuchtdioden dazu eingerichtet sein, an bzw. von ihrem Umfang Licht nach radial außen abzustrahlen. Zumindest nicht nur oder nicht überwiegend kann auch Licht von einer Vorderseite aus von jeder der Leuchtdioden jeweils abgestrahlt werden, wie dies beispielsweise bei einer Top-LED der Fall ist. Entscheidend ist aber, dass Licht auch (insbesondere überwiegend) vom Umfang der Leuchtdioden radial bzw. ringförmig abgestrahlt wird. Unter dem Umfang einer Leuchtdiode werden dabei die Seiten der Leuchtdiode verstanden, die sich typischerweise gegenüber der Vorderseite schräg, insbesondere orthogonal, erstrecken. Mit anderen Worten befindet sich der Umfang mit seiner Seite oder seinen Seiten zwischen der Vorder- und Rückseite der Leuchtdiode.
Ganz besonders können die radial abstrahlenden Leuchtdioden dazu eingerichtet sein, zumindest über die Hälfte ihres Umfangs oder im Wesentlichen entlang ihres gesamten Umfangs Licht nach radial außen abzustrahlen. Mit anderen Worten kann entlang eines zumindest hälftigen, überwiegenden oder im Wesentlichen ganzen Anteils des Umfangs Licht nach radial außen abgestrahlt werden oder, mit anderen Worten, ringförmig von jeder der Leuchtdioden abgestrahlt werden.
Anstelle oder zusätzlich zu dem Einsatz radial abstrahlender Leuchtdioden ist möglich, dass jedem Segment jeweils eine konkave Linse zugeordnet sein kann, welche jeweils zwischen dem Reflektorelement und der Optikscheibe angeordnet sein kann. Insbesondere können die Linsen an der Optikscheibe, insbesondere an der Innenseite der Optikscheibe bzw. der Seite, die dem Reflektorelement gegenüberliegt, angeordnet, insbesondere ausgebildet, sein. Die Zuordnung meint insbesondere, dass je eine Linse einem Segment gegenüberliegt. Die Linsen können insbesondere einstückig mit der Optikscheibe ausgebildet sein. Möglich ist ferner, dass die Linsen eine dreieckige oder im Wesentlichen dreieckige Form aufweisen, um zu den Segmenten zu korrespondieren. Eine konkave, zentrale Fläche der Linsen kann einerseits einen größeren Abstand (mehrere Millimeter) zur jeweils ihr mittels des Segments zugeordneten Leuchtdiode aufweisen. Durch ihre Formgebung, insbesondere als pyramidale Optik, können die Linsen in ihrem Außenbereich demgegenüber eine größere Wandstärke aufweisen. Dies ist vorteilhaft für eine gleichmäßige Ausleuchtung ohne Betonung einer axialen Leuchtdioden-Intensität (insbesondere bei sog. Top-LEDs) und ermöglicht somit eine Ausleuchtung des Segments bzw. des Bereichs der Optikscheibe vor dem Segment ohne einen Hotspot. Zugleich beinhaltet die Optikscheibe auch einen Lichtleitereffekt und im Zusammenwirken der Prismenflächen der Linse und der umgebenden Reflektorflächen der Segmente des Reflektorelements auch eine zusätzliche Lichtführung, die zusammen mit der zentralen Beleuchtung der konkaven Linsenfläche zu einer homogenen Ausleuchtung des Segments bzw. des Bereichs der Optikscheibe vor dem Segment führt und so eine hohe Performance bereitstellt.
Die Gestaltung der Optikscheibe mit den konkaven Linsen und/oder die Wahl von radial abstrahlenden Leuchtdioden in Kombination mit der Leuchtdioden- Lichtverteilung und dem Reflektorelement führt zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung der Segmente bzw. Segmentflächen des Reflektorelements und damit der Optikscheibe. Dadurch wird eine Segment-Anzeige-Funktion und zugleich eine hohe lichttechnische Performance zur Verfügung gestellt, da nahezu das gesamte Licht der jeweiligen Leuchtdioden genutzt wird. Somit kann die Beleuchtungsvorrichtung selbst mit relativ lichtschwachen Leuchtdioden bereits hohe Intensitäten bereitstellen und Funktionen wie Schlusslicht, Bremslicht, Fahrtrichtungsanzeiger oder Tagfahrlicht realisieren, insbesondere wenn mehrere Beleuchtungsvorrichtungen im Rahmen eines Beleuchtungssystems genutzt werden, um eine durchgehende bzw. gemeinsame Lichtsignatur zu schalten.
Auch kann vorgesehen sein, dass jeder Leuchtdiode jeweils derart ein Segment zugeordnet ist, dass aus jeweils einer Leuchtdiode ausgestrahltes Licht an dem Reflektorelement reflektiert wird und im Bereich des jeweils dieser einen Leuchtdiode zugeordneten Segments durch die Optikscheibe hindurchtritt. Die Zuordnung von den Segmenten zu den Leuchtdioden kann durch entsprechende relative Anordnung aneinander erfolgen. So kann jedes Segment eines Reflektorelements jeweils eine Leuchtdiode auf der Leiterplatte umgeben, ganz besonders umhüllen oder umschließen. Dadurch wird die Reflektion des Lichts der jeweiligen Leuchtdiode am Reflektorelement im Bereich des jeweiligen Segments bewirkt.
Im Übrigen kann vorgesehen sein, dass ein Abstand zwischen den Leuchtdioden und der Optikscheibe weniger als 15 mm, ganz bevorzugt weniger als 12 mm, ferner ganz bevorzugt weniger als 10 mm und besonders bevorzugt weniger als 8 mm beträgt. Der Abstand kann als Untergrenze beispielsweise zumindest 2 mm, ganz besonders zumindest 4 mm und ferner besonders zumindest 6 mm betragen. Entsprechend wird eine besonders kompakte Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, die ganz besonders eine geringe Dicke aufweist.
Die Segmente können insbesondere eine dreieckige, rechteckige, fünfeckige, sechseckige oder eine andere polygone Form aufweisen. Mit der Form ist insbesondere der Querschnitt des Segments gemeint oder die Form ist in der Draufsicht auf das Segment am Reflektorelement sichtbar. Entsprechend können Bereiche an der Optikscheibe ausgeleuchtet werden, die eine korrespondierende Form der Segmente annehmen, also eine dreieckige Leuchtform, eine rechteckige Leuchtform, eine fünfeckige Leuchtform oder eine sechseckige Leuchtform. Dadurch können unterschiedliche Lichtsignaturen mittels des Beleuchtens mehrerer Segmente durch die Beleuchtungsvorrichtung angezeigt werden. Insbesondere bei dreieckigen Segmenten ist eine besonders hohe Freiheit der Ansteuerung für unterschiedliche Lichtsignaturen ermöglicht.
Bei einem dreieckförmigen Segment beispielsweise weist jedes Segment insbesondere drei Reflektorflächen bzw. Reflektorwände auf, die an ihren Seiten miteinander verbunden sind. In ihrer Mitte können die Segmente jeweils zwei Öffnungen aufweisen. Eine Öffnung ist nahe an der dem Segment zugeordneten Leuchtdiode, um das Licht der Leuchtdiode einstrahlen zu lassen. Die andere Öffnung ist nahe an der Optikscheibe bzw. entfernt von der Leuchtdiode, um das an den Reflektorflächen der Segmente des Reflektorelements reflektierte Licht auf die Optikscheibe ausstrahlen zu lassen. Dabei ist die der Leuchtdiode nahe Öffnung insbesondere kleiner als die Öffnung, welche der Optikscheibe nahe ist. Entsprechend können insbesondere in Richtung von der Optikscheibe zu den Leuchtdioden verjüngende bzw. zusammenlaufende Segmente vorgesehen sein. Die Segmente können somit hinsichtlich ihres Körpers bzw. Volumens auch als trichterförmig oder pyramidenförmig mit entsprechenden Öffnungen oben und unten an der Pyramidenform beschrieben werden.
Wenn die Segmente beispielsweise dreieckförmig ausgebildet sind, weist dabei jedes Segment insbesondere drei Reflektorflächen bzw. Reflektorwände auf, die an ihren Seiten miteinander verbunden sind. Bei einer anderen Form können entsprechend mehr Reflektorflächen das Segment bilden. In ihrer Mitte können die Segmente jeweils zwei Öffnungen aufweisen. Eine Öffnung ist nahe an der dem Segment zugeordneten Leuchtdiode, um das Licht der Leuchtdiode einstrahlen zu lassen. Die andere Öffnung ist nahe an der Optikscheibe bzw. entfernt von der Leuchtdiode, um das an den Reflektorflächen der Segmente des Reflektorelements reflektierte Licht auf die Optikscheibe ausstrahlen zu lassen. Dabei ist die der Leuchtdiode nahe Öffnung insbesondere kleiner als die Öffnung, welche der Optikscheibe nahe ist. Entsprechend können insbesondere in Richtung von der Optikscheibe zu den Leuchtdioden verjüngende bzw. zusammenlaufende Segmente vorgesehen sein. Die Segmente können somit hinsichtlich ihres Körpers bzw. Volumens auch als trichterförmig oder pyramidenförmig mit entsprechenden Öffnungen oben und unten an der Pyramidenform beschrieben werden.
Dabei können mehrere Segmente jeweils zu einer sich zeilen- und spaltenweise wiederholenden Anordnung an dem Reflektorelement zusammengefasst sein. Die sich so wiederholenden Anordnungen der Segmente mit ihrer jeweiligen Form erlauben eine besonders vielseitige Gestaltung und Anzeige verschiedener Lichtsignaturen. Insbesondere können die Anordnungen eine mit den Segmenten bzw. zu den Segmenten korrespondierende Form aufweisen, womit insbesondere gemeint ist, dass mehrere Segmente zu jeweils einer neuen, ganz besonders von der Form der Segmente verschiedenen Form, zusammengefasst sein können. Beispielsweise können die Anordnungen jeweils eine rechteckige Form oder Wabenform aufweisen. Ganz besonders können die Anordnungen rechteckig, insbesondere quadratisch, bei einer dreieckigen Form der Segmente und wabenförmig bei einer sechseckigen Form der Segmente sein. Beispielsweise können je vier dreieckförmige Segmente zu einer rechteckigen Form zusammengefasst sein. Entsprechend können auch die Leuchtdioden auf der Leiterplatte korrespondierend dazu angeordnet sein. So kann die Leiterplatte ein sich wiederholendes Muster einer Anordnung von je vier Leuchtdioden aufweisen. Die Anordnung kann beispielsweise als eine Plus- bzw. + Anordnung beschrieben werden, bei der sich vier Leuchtdioden durch zwei imaginäre Linien, die jeweils zwei Leuchtdioden horizontal und vertikal miteinander verbinden und schneiden, miteinander verbinden lassen.
Ferner kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Gittermaske (mit einem Gitter bzw. mit Gitterstreben) aufweisen, welche die Segmente (optisch) voneinander abgrenzen. Die Gittermaske ist insbesondere lichtundurchlässig (im Bereich ihres Gitters bzw. ihrer Gitterstreben). Die Gittermaske kann beispielsweise schwarz sein. Die Gitterstreben bzw. das Gitter der Gittermaske sorgt entsprechend dafür, dass die Segmente im Kalt- und Warmerscheinungsbild der Beleuchtungsvorrichtung voneinander abgegrenzt sind, um die optische Wahrnehmung der anzeigbaren Lichtsignaturen zu verbessern. Dabei kann die Gittermaske insbesondere als ein Blech, eine Folie, ein Spritzgußteil und/oder eine Laser-Ablation der Optikscheibe ausgebildet sein. Als Blech kann insbesondere ein dünnes Blech, beispielsweise mit einer Wandstärke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm, eingesetzt werden, welches für die Erzeugung von Öffnungen im Bereich der Segmente gelasert sein kann. Das Blech kann dann zwischen der Optikscheibe und einem Gehäuserahmen bzw. Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung in der Montage geklemmt oder auf die Optikscheibe oder in den Gehäuserahmen eingeklebt sein. Die Folie kann beispielsweise bedruckt oder geklebt werden. Die Folie oder Klebefolie kann mit dem Gitter bzw. den Gitterstreben bedruckt sein und auf die Optikscheibe aufgeklebt oder zwischen der Optikscheibe und dem Gehäuserahmen in der Montage geklemmt sein. Als Spritzgussteil kann insbesondere ein 2-Komponenten-Spritzteil eingesetzt werden. Die Gittermaske kann dabei beispielsweise als zweite, schwarze Komponente auf die Optikscheibe gespritzt sein. Bei einer Laser-Ablation kann die Optikscheibe beispielsweise metallisiert oder lackiert und anschließend für die offenen Segmentflächen freigelasert sein.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann ferner ein Gehäuse, insbesondere als Gehäuserahmen ausgebildet oder mit Gehäuserahmen, aufweisen. In dem Gehäuse können die Leiterplatte, das Reflektorelement und die Optikscheibe aufgenommen sein. Ferner kann auch die Gittermaske in dem Gehäuse aufgenommen sein. Rückseitig des Gehäuses können Befestigungselemente, wie beispielsweise Schraubdome, angeordnet sein.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Optikscheibe auf ihrer Vorderseite und/oder Rückseite optische Streuelemente aufweist. Als optische Streuelemente können beispielsweise Kissenoptiken oder Mikrooptiken vorgesehen sein oder eine diffraktive Diffusorstruktur oder Mikrostruktur oder im einfachsten Fall eine Erodierstruktur oder Ätzstruktur.
Auch ist es möglich, dass die Segmente Streifenoptiken aufweisen bzw. Streifenoptiken in den Segmenten ausgebildet sind. Dabei kann an jeder Fläche bzw. Reflektorwand des Segments bzw. des Reflektorelements jeweils eine Streifenoptik vorgesehen sein. Die Streifenoptiken, die auch als Riffeloptiken bezeichnet werden können, können den direkten Oberflächenreflex des Leuchtdioden-Lichts streuen und somit einer konzentrierten Abbildung des Lichts in der Ausleuchtung entgegenwirken, um Hotspots zu vermeiden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte Aufgabe gelöst durch ein Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung und einer Steuereinheit zum Steuern einer Lichtsignaturanzeige der Beleuchtungsvorrichtung.
Über die Steuereinheit bzw. die Elektronik kann die Beleuchtungsvorrichtung insbesondere variabel ansteuerbar sein, um unterschiedlichste Inhalte darzustellen, beispielsweise einzelne Piktogramme und Zeichen, wie beispielsweise Verkehrszeichen bzw. Hilfszeichen im Verkehr, etwa einen Rechtspfeil, einen Hinweispfeil, eine Abbildung eines Passanten oder dergleichen. Derartige Inhalte, die mittels entsprechender Beleuchtung durch mehrere der Leuchtdioden bzw. der Segmente darstellbar sind, werden hierin als Lichtsignaturen verstanden. Solche Lichtsignaturen können statisch oder dynamisch sein, sich also im Zeitverlauf nicht ändern oder aber im Zeitverlauf ändern.
Ganz besonders kann das Beleuchtungssystem mehrere Beleuchtungsvorrichtungen nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen. Die Steuereinheit kann dabei zur Steuerung von zumindest zwei der mehreren Beleuchtungsvorrichtungen zum Anzeigen einer gemeinsamen Lichtsignatur eingerichtet sein.
Unter einer gemeinsamen Lichtsignatur wird dabei vorliegend verstanden, dass die Lichtsignatur der zumindest zwei Beleuchtungsvorrichtungen auf einander abgestimmt sind, um denselben oder einen aufeinander abgestimmten Inhalt mittels der Beleuchtung darzustellen. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung oder einem Beleuchtungssystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung gemäß von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Figur hervorgehenden Merkmale, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, können sowohl für sich als auch in den beliebigen verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Schrägansicht auf die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 ;
Fig. 4 die Seitenansicht auf die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 ohne Gehäuse;
Fig. 5 eine Explosionsansicht der Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 ;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 ohne Gehäuse und ohne Gittermaske;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Leiterplatte der Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 5;
Fig. 8 eine schematische Ansicht auf einen Ausschnitt der Beleuchtungsvorrichtung aus Fig. 1 bis 7 im Betrieb;
Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Beleuchtungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Betrieb mit unterschiedlichen Lichtsignaturen;
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Beleuchtungssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Betrieb mit einer gemeinsamen Lichtsignatur;
Fig. 11 eine schematische Ansicht des Beleuchtungssystems aus Fig. 9 im Betrieb mit einer gemeinsamen Lichtsignatur;
Fig. 12 eine schematische Ansicht des Beleuchtungssystems aus Fig. 9 im Betrieb mit einer weiteren gemeinsamen Lichtsignatur;
Fig. 13 eine schematische Ansicht des Beleuchtungssystems aus Fig. 9 im Betrieb mit einer noch weiteren gemeinsamen Lichtsignatur;
Fig. 14 eine Rückansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gleichartige oder identische Elemente sind in den Figuren 1 bis 14 mit denselben Bezugszeichen versehen. Gleichartige oder identische Elemente sind der Übersichtlichkeit halber dabei nicht alle durchgehend mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils eine Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht, einer perspektivischen Ansicht und einer seitlichen Ansicht.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 4, welches vorliegend als ein Gehäuserahmen mit einem oberen Teil 2 und einem unteren Teil 3 ausgebildet ist. Das Gehäuse 4 hat eine gegenüber seiner Breiten- und Höhenerstreckung eine geringe Dicke. Das Gehäuse 4 ist, insbesondere im oberen Teil 2, vorliegend beispielhaft rechteckig, insbesondere quadratisch, ausgebildet, sodass die Beleuchtungsvorrichtung 1 insgesamt eine rechteckige Form aufweist. Alternativ kann das Gehäuse 4 bzw. die Beleuchtungsvorrichtung 1 jedoch auch andere Formen, wie beispielsweise rechteckig, rund oder oval, aufweisen.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 mehrere Anordnungen 5 auf, die jeweils eine Vielzahl von Segmenten 6 umfassen. Vorliegend sind die Anordnungen 5 beispielhaft quadratisch in ihrer Grund- bzw. Erscheinungsform an der Optikscheibe 8 (siehe Fig. 5) der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausgebildet und umfassen jeweils vier dreieckförmige Segmente 6. Die einzelnen Segmente 6 können mittels dahinter angeordneten Leuchtdioden 11 (siehe Fig. 5) individuell und gleichmäßig ausgeleuchtet werden.
Figur 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung 1 ohne Gehäuse 4, dass die Leuchtdioden 1 1 (siehe Fig. 5) hierzu auf einer Leiterplatte 10 bzw. Platine 5 und hinter einem Reflektorelement 9 angeordnet sind.
Figur 5 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung, der sich entnehmen lässt, dass das Reflektorelement 9 die sich in den Anordnungen 5 angeordneten Segmente 6 und sich wiederholenden Anordnungen 5 aufweist. Das Reflektorelement 9 ist vorliegend einstückig mit sämtlichen Anordnungen 5 und Segmenten 6 angeordnet. Alternativ können die Segmente 6 aber auch einzeln hergestellt sein, was jedoch aufwändiger ist.
Das Reflektorelement 9 ist auf der Leiterplatte 10 mit den Leuchtdioden 1 1 angeordnet. Dabei ist je eine Leuchtdiode 11 einem Segment 6 in dem Reflektorelement 9 zugeordnet bzw. umgibt je ein Segment 6 eine der Leuchtdioden 1 1 auf der Leiterplatte 10.
Auf dem Reflektorelement 9 ist wiederum eine Optikscheibe 8, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff, angeordnet. Auf der Optikscheibe 8 wiederum ist eine Gittermaske 7 angeordnet, die für eine optische Trennung der Segmente 6 voneinander sorgt. Sämtliche der vorgenannten Komponenten sind in dem Gehäuse 4 aufgenommen.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung 1 ohne Gehäuse 4, ohne Optikscheibe 8 und ohne Gittermaske 7. Zu erkennen ist hier besonders gut, wie jeder Leuchtdiode 11 jeweils ein Segment 6 zugeordnet ist, welches die Leuchtdiode 11 ausleuchten kann. Dabei wird jede der Leuchtdioden 11 jeweils von einem Segment 6 des Reflektorelements 9 umgeben.
Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf die Leiterplatte 10 mit den Leuchtdioden 11. Wie zu erkennen ist, sind die Leuchtdioden 11 hier korrespondierend zu den Anordnungen 5 auf der Leiterplatte 10 angeordnet.
Figur 8 zeigt einen Ausschnitt der Beleuchtungsvorrichtung 1 in einer Querschnittsansicht. Zu sehen ist hier beispielhaft ein Ausschnitt einer Leiterplatte 10 mit drei Leuchtdioden 11 sowie einer Teilstruktur bzw. Wandelementen des Reflektorelements 9. Hinter der Optikscheibe 8 befindet sich schließlich die Gittermaske 7.
Der Abstand zwischen den Leuchtdioden 11 und der Optikscheibe 8 ist besonders gering gewählt, beträgt beispielsweise nur 10 cm oder weniger, um die anfangs angesprochene Kompaktheit bzw. geringe Dicke der Beleuchtungsvorrichtung 1 zu erzielen. Entsprechend ist nur wenig Platz für das entsprechende Reflektorelement 9 bzw. entsprechende Reflektionen. Gleichzeitig muss aber eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des jeweiligen Segments 6 bzw. Bereichs der Optikscheibe 8 vor dem jeweiligen Segment 6 erzielt werden.
Um dies zu gewährleisten werden vorliegend Leuchtdioden 11 eingesetzt, die radial bzw. ringförmig abstrahlend sind. Diese Leuchtdioden 11 strahlen das Licht vorwiegend von ihrem Umfang aus ab, wie der Fig. 8 entnommen werden kann. Sie können dabei das Licht entlang ihres gesamten Umfangs bzw. um 360 ° herum abstrahlen. Dies sorgt für einen kurzen Weg zu dem Reflektorelement 9, welches so eingerichtet ist, dass es das Licht der Leuchtdioden 11 auf die Optikscheibe 8 vor den Segmenten 6 umlenkt. Dies ist in der Fig. 8 durch den ersten Bereich 12 der Lichtstrahlen dargestellt.
Zusammen mit einem möglichen geringen Anteil an Licht, welches von der Vorderseite der Leuchtdioden 11 direkt auf die Optikscheibe 8 abgestrahlt wird, ist damit eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung der einzelnen Segmente 6 bzw. der Optikscheibe 8 im Bereich vor den Segmenten 6 möglich. Die direkt von der Leuchtdiode 11 durch die Optikscheibe 8 hindurchtretenden Lichtstrahlen sind durch den zweiten Bereich 13 dargestellt.
Figur 9 zeigt schematisch ein Beleuchtungssystem 20 mit mehreren, vorliegend rein beispielhaft vier, Beleuchtungsvorrichtungen 1 . Die Beleuchtungsvorrichtungen 1 können mittels einzelner oder, wie gezeigt, einer gemeinsamen Steuereinheit 21 ansteuerbar sein.
In Fig. 9 sind unterschiedliche Lichtsignaturen gezeigt, die von den jeweiligen Beleuchtungsvorrichtungen 1 angezeigt werden. Dabei werden einzelne Inhalte bzw. Symbole mittels der Lichtsignaturen wiedergegeben, wie beispielsweise ein Kreuz für ein Stoppen, einen gehenden Passanten oder einen stehenden Passanten.
Bei Einsatz von Leuchtdioden, die das Farbspektrum (gelb, rot, blau) abdecken, ist auch eine Aufteilung der Fläche einer Beleuchtungsvorrichtung 1 , beispielsweise mit einem größeren roten Bereich (rote Leuchtdioden) und einem kleineren gelben Bereich (gelbe Leuchtdioden) oder einer anderen Farbaufteilung möglich. Dadurch können auch zwei Funktionen, z.B. Schlusslicht und Fahrtrichtungsanzeiger, oder drei Funktionen, z.B. Schluss-Bremslicht und Fahrtrichtungsanzeiger, realisiert werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Lichtsignaturen der einzelnen Beleuchtungsvorrichtungen 1 aufeinander abzustimmen. So zeigt beispielsweise die Fig. 10 drei Beleuchtungsvorrichtungen 1 eines Beleuchtungssystems 20, welche jeweils dieselbe Lichtsignatur zeigen.
Figuren 11 und 12 zeigen jeweils eine unterschiedliche und in sich geschlossene bzw. gemeinsame Lichtsignatur, die bei Aneinanderreihung bzw. Reihenschaltung von vier Beleuchtungsvorrichtungen 1 miteinander durch diese gemeinsam erzeugt wird.
Figur 13 wiederum zeigt eine Wiederholung einer Lichtsignatur auf vier Beleuchtungsvorrichtungen 1 eines Beleuchtungssystems 20, bei dem die Lichtsignatur eine beispielsweise im Fährbetrieb des mit dem Beleuchtungssystem 20 ausgestatteten Kraftfahrzeugs 30 nutzbare Hinweisfunktion einnimmt, nämlich das Anzeigen eines Rechtspfeils, was auch als Fahranzeige bezeichnet werden kann und beispielsweise für ein Abfahren des damit ausgestatteten Kraftfahrzeugs 30 (siehe Fig. 14) nach rechts genutzt werden kann.
Figur 14 zeigt ein Kraftfahrzeug 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Rückansicht. Das Kraftfahrzeug 30 ist jeweils mit den zuvor beschriebenen Beleuchtungssystemen 20 ausgebildet, welche vorliegend als Rückleuchten des Kraftfahrzeugs 30 ausgebildet sind und so das Anzeigen verschiedener gemeinsamer oder unterschiedlicher Lichtsignaturen ermöglichen, beispielsweise eines Abbiegens mittels entsprechender Pfeildarstellungen als Lichtsignaturen.
Bezugszeichenliste
1 Beleuchtungsvorrichtung
2 oberes Teil
3 unteres Teil
4 Gehäuse
5 Anordnung
6 Segment
7 Gittermaske
8 Optikscheibe
9 Reflektorelement
10 Leiterplatte
11 Leuchtdiode
12 erster Bereich
13 zweiter Bereich
20 Beleuchtungssystem
21 Steuereinheit
30 Kraftfahrzeug

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Patentansprüche
1 . Beleuchtungsvorrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug (30), wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1 ) eine Leiterplatte (10) mit einer Mehrzahl von darauf angeordneten Leuchtdioden (11 ), eine Optikscheibe (8) und ein Reflektorelement (9) aufweist, wobei das Reflektorelement (9) zwischen der Leiterplatte (10) und der Optikscheibe (8) angeordnet ist, wobei das Reflektorelement (9) mehrere Segmente (6) aufweist, in welche das Reflektorelement (9) unterteilt ist, wobei jeder Leuchtdiode (1 1 ) ein Segment (6) zugeordnet ist, sodass aus den Leuchtdioden (11 ) ausgestrahltes Licht an den Segmenten (6) des Reflektorelements (9) reflektiert wird und durch die Optikscheibe (8) hindurchtritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (1 1 ) radial abstrahlende Leuchtdioden (11 ) sind.
2. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die radial abstrahlenden Leuchtdioden (1 1 ) dazu eingerichtet sind, an ihrem Umfang Licht nach radial außen abzustrahlen.
3. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, wobei die radial abstrahlenden Leuchtdioden (1 1 ) dazu eingerichtet sind, zumindest über die Hälfte ihres Umfangs oder im Wesentlichen entlang ihres gesamten Umfangs Licht nach radial außen abzustrahlen.
4. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei jeder Leuchtdiode (1 1 ) jeweils derart ein Segment (6) zugeordnet ist, dass aus jeweils einer Leuchtdiode (11 ) ausgestrahltes Licht an dem Reflektorelement (9) reflektiert wird und im Bereich des jeweils dieser einen Leuchtdiode (11 ) zugeordneten Segments (6) durch die Optikscheibe (8) hindurchtritt. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen den Leuchtdioden (11 ) und der Optikscheibe (4) weniger als 15 mm beträgt. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Segmente (6) eine dreieckige, rechteckige, fünfeckige oder sechseckige Form oder andere polygone Form aufweisen. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei mehrere Segmente (6) jeweils zu einer sich zeilen- und spaltenweise wiederholenden Anordnung (5) an dem Reflektorelement (9) zusammengefasst sind. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Anordnungen (5) jeweils eine zu den Segmenten (6) korrespondierende Form aufweisen. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1 ) ferner eine Gittermaske (7) aufweist, welche die Segmente (6) voneinander abgrenzen. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei die Gittermaske (7) als ein Blech, eine Folie, ein Spritzgußteil und/oder eine Laser-Ablation der Optikscheibe (8) ausgebildet ist. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1 ) ferner ein Gehäuse (4) aufweist, in dem die Leiterplatte (10), das Reflektorelement (9) und die Optikscheibe (8) aufgenommen sind. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Optikscheibe (8) auf ihrer Vorderseite und/oder Rückseite optische Streuelemente aufweist. Beleuchtungssystem (20) für ein Kraftfahrzeug (30) mit einer Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche und einer Steuereinheit (21 ) zum Steuern einer Lichtsignaturanzeige der Beleuchtungsvorrichtung (1 ). Beleuchtungssystem (20) nach Anspruch 13, wobei das Beleuchtungssystem (20) mehrere Beleuchtungsvorrichtungen (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist und die Steuereinheit (21 ) zur Steuerung von zumindest zwei der mehreren Beleuchtungsvorrichtungen (1 ) zum Anzeigen einer gemeinsamen Lichtsignatur eingerichtet ist.
Kraftfahrzeug (30) mit einer Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder einem Beleuchtungssystem (20) nach Anspruch 13 oder 14.
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