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DE102005021079B4 - Lichtleitelement mit Kraftfahrzeugleuchte - Google Patents

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optical
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Matthias Dr. Gebauer
Christian Dr. Buchberger
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Automotive Lighting Reutlingen GmbH
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Abstract

Kraftfahrzeugleuchte mit einem ersten Lichtleitelement, das einen länglichen Optikkörper (12) mit mehreren auf einer sich in Längsrichtung erstreckenden Vorderseite (14) angeordneten Lichtaustrittsbereichen (40) sowie eine Lichteinkoppelfläche aufweist, über die Licht aus einer vorgelagerten Lichtquelle (18) in den ersten Optikkörper (12) einkoppelbar ist, wobei das Lichtleitelement ferner an der der Vorderseite (14) gegenüberliegenden Seite angeordnete Reflexionsfacetten (30) zur Umlenkung von Licht auf einen zugeordneten Lichtaustrittsbereich (40) aufweist, wobei zwischen den Reflexionsfacetten (30) in Längsrichtung des Optikkörpers (12) freie Bereiche (32) vorgesehen sind, die nicht der Lichtumlenkung auf die Lichtaustrittsbereiche (40) dienen, und wobei die der Vorderseite gegenüberliegende Seite mit den Reflexionsfacetten treppenförmig von einem Lichteintrittsende ins Längsrichtung ansteigt unter Bildung der Reflexionsfacetten an den Treppenstufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte ein zweites Lichtleitelement umfasst und die Lichtleitelemente in Lichtabstrahlrichtung übereinander angeordnet sind, wobei ein Optikkörper (10) des zweiten Lichtleitelements unterhalb eines Optikkörpers (12) des ersten Lichtleitelements angeordnet ist und der untere...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche, Lichtleiter mit Treppenstufen zur Auskopplung von Licht aufweisende Kraftfahrzeugleuchte ist aus der DE 102 51 849 A1 bekannt. Aus der DE 102 49 113 A1 ist eine Kraftfahrzeugleuchte bekannt, die zwei in Lichtabstrahlrichtung hintereinander angeordnete, flache und Prismen als Lichtauskoppelelemente aufweisende Lichtleitelemente aufweist.
  • Darüber hinaus ist aus der EP 1 167 869 A2 ein Lichtleitelement mit einem länglichen Optikkörper bekannt, das eine auf einer Vorderseite angeordnete Lichtaustrittsfläche sowie Reflexionsflächen auf der Rückseite und eine Einkoppelfläche aufweist, über die Licht einer vorgelagerten Lichtquelle in das Lichtleitelement eingekoppelt werden kann. Dabei soll die Lichtsaustrittsfläche als eine Zusatzoptik ausgebildet werden, so dass das von den Reflexionsflächen reflektierte Licht in eine vorgegebene Lichtverteilung überführt werden kann.
  • Ausgehend von der DE 102 51 849 A2 stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Leuchte bereitzustellen, mit der neuartige Designmöglichkeiten besonders platzsparend realisiert werden können.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dadurch, dass zwischen den Reflexionsfacetten in Längsrichtung des Optikkörpers freie Bereiche vorgesehen sind, die nicht der Lichtumlenkung auf die Lichtaustrittsbereiche dienen, werden an der als Lichtaustrittsfläche ausgebildeten Vorderseite bei eingeschalteter Beleuchtung einzelne Lichtaustrittsbereiche beleuchtet, wobei sich zwischen den Lichtaustrittsbereichen Bereiche befinden, die mit den freien Bereichen korrespondieren und durch die im Wesentlichen kein Licht an die Umgebung abgegeben wird. Durch die Vorsehung sowohl von freien Bereichen als auch Reflexionsfacetten ergeben sich, insbesondere beim Zusammenbau mehrerer Lichtleitelemente zu einer Leuchte, besondere Gestaltungs- und Designmöglichkeiten. Aber auch bereits durch die Auswahl und das Verhältnis von Lichtaustrittsbereichen und nicht lichtabstrahlenden Bereichen an der Vorderseite des Optikkörpers kann ein neues Design aber auch eine differenzierte Signaloptik zum Beispiel bei Heckleuchten erzielt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die der Vorderseite gegenüberliegende Seite mit den Reflexionsfacetten treppenförmig von einem Lichteintrittsende in Längsrichtung ansteigt, d. h. in Richtung auf die Vorderseite, unter Bildung der Reflexionsfacetten an den Treppenstufen. Die Reflexionsfacetten können dabei mit einer gewissen Krümmung beziehungsweise einem gewissen Radius ausgestattet sein. Neben treppenstufenförmigen Gestaltungen der Reflexionsfacetten ist es jedoch auch möglich, dass die Reflexionsfacetten einen geschwungenen, freiformartigen, beliebigen Verlauf aufweisen.
  • Dadurch, dass mehrere Optikelemente in Lichtabstrahlrichtung übereinander angeordnet sind, kann durch Betrieb beider oder lediglich einer Schicht der Lichtleitelemente eine jeweils eigene von außen sichtbare Lichtabstrahlung erzielt werden. Wird beispielsweise nur die oberste Schicht an Optikkörpern durch die Lichtquellen mit Licht versorgt, so wird eine erste Lichtverteilung abgestrahlt. Wird jedoch hingegen auch beispielsweise die untere Schicht beziehungsweise die weitere Schicht mit Licht versorgt, so ergeben die Lichtaustrittsbereiche der beiden Schichten zusammen für den Betrachter eine neue eigene Lichtcharakteristik.
  • Dadurch, dass die Übereinanderanordnung so ausgeführt wird, dass die beiden Optikkörper jeweils mit ihren aneinander angepassten Treppenformen aneinander gefügt sind, können platzsparend verschiedene Lichtfunktionen zusammen gefasst werden. Die Optikkörper der Lichtleitelemente sind also platzsparend so ineinander gefügt, dass sie mit ihrer treppenstufenförmigen Gestaltung gegeneinander anliegen.
  • Darüber hinaus bietet eine entsprechende Anordnung die Möglichkeit, die Signalwirkung von Leuchten weiter zu verbessern, indem in der Leuchte beispielsweise ein Stoppzeichen für ein Bremslicht oder ein Pfeil für ein Blinklicht dargestellt ist, um so dem nachfolgenden Autofahrer noch deutlicher zu zeigen, was der vorherfahrende Autofahrer tun möchte.
  • Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein optisches Mittel zwischen Lichtquelle und den Reflexionsfacetten vorgesehen ist, dass das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht annähernd parallelisiert oder bündelt. So kann bspw. eine Linse oder ein Reflektor vorgesehen sein, wobei sowohl die Linse als auch der Reflektor Teil des Optikkörpers sein können. Sie können jedoch auch als separate Bauteile ausgebildet sein. Durch die Linse oder den Reflektor wird dann parallelisiertes oder gebündeltes Licht in Längsrichtung des Optikkörpers durch diesen weiter geleitet, bis das Licht auf eine Reflexionsfacette trifft und in Richtung der Lichtaustrittsbereiche umgelenkt wird. Sofern zur Parallelisierung oder Bündelung des Lichts ein Reflektor eingesetzt wird, kann dieser als rotierte Parabel oder als Freiformreflektor gestaltet sein.
  • Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die freien Bereiche durch die Unterseite des Optikkörpers gebildet werden, wobei dieser im Bereich der freien Bereiche parallel zur Lichtrichtung verläuft. Die Lichtquelle ist dabei insbesondere im Bereich eines Endes in Längsrichtung betrachtet des Optikkörpers angeordnet, so dass der gesamte Optikkörper über seine Länge der Lichtauskopplung dienen kann.
  • Die Lichtquellen der einzelnen Lichtelemente können bei Bauweise nebeneinander alle auf der gleichen Seite der Optikkörper angeordnet sein, alternativ ist es jedoch auch möglich, einige Lichtquellen auf der einen Seite und andere auf der anderen Seite anzuordnen. Auch bei der Anordnung der Optikkörper übereinander ist es grundsätzlich möglich, die Lichtquellen auf einer Seite untereinander liegend vorzusehen, alternativ können auch die Lichtquellen eines Lichtleitelements auf der einen Seite und die des anderen Lichtleitelements auf der anderen Seite angeordnet sein. Schließlich können auch mehrere Lichtleitelemente über eine gemeinsame Lichtquelle mit Licht versorgt werden. Die Vorder- oder Lichtaustrittsseite der Optikkörper kann dabei zusätzliche bündelnde oder streuende optische Elemente aufweisen.
  • Schließlich kann insbesondere durch einen geschwungenen Verlauf der Reflexionsfacetten bei Betrachtung der Optikkörper von der Vorderseite her eine interessante optische Gestaltung auch bei ausgeschalteter Beleuchtung erzielt werden.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind im Folgenden anhand einer Zeichnung in schematischer Darstellung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 einen ersten nicht erfindungsgemäßen Aufbau eines Lichtleitelements mit zwei Optikkörpern;
  • 2 einen alternativen nicht erfindungsgemäßen Aufbau eines Lichtleitelements mit zwei Optikkörpern;
  • 3 ein mögliches Leuchtendesign;
  • 4 ein weiteres mögliches Leuchtendesign;
  • 5 ein weiteres Leuchtendesign;
  • 6 ein Leuchtendesign für Rücklicht und Bremslicht;
  • 7 mögliche räumliche Anordnungen zweier Optikkörper und
  • 8 eine alternative Ausgestaltung der Optikkörper.
  • 1 zeigt nun eine erste Ausgestaltung eines Lichtleitelementes, bei dem mehrere Optikkörper 10 und 12 vorgesehen sind, wobei die Optikkörper eine Vorderseite 14, 16 aufweisen, die der Betrachtungsseite im eingebauten Zustand entspricht. Als Lichtquellen 18, 20, die ihr Licht an einem Ende, in Längsrichtung der Optikkörper 10, 12 betrachtet, einkoppeln, sind hier LEDs vorgesehen. Die Lichtquellen 18, 20 können hierbei verschiedenfarbiges Licht abstrahlen. So kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 20 rotes Licht und die Lichtquelle 18 gelbes Licht abstrahlt. An der Seite, an der die Lichtquellen 18, 20 ihr Licht in den länglichen Optikkörper 10, 12 einkoppeln, kann der Optikkörper 10, 12 eine Linse 22, 24 aufweisen, die als integraler Teil des Optikkörpers 10, 12 ausgebildet ist, so dass die Lichtstrahlen 26, 28 durch die Linse 22, 24 parallelisiert werden und als Lichtstrahlen 26, 28' die Optikkörper 10, 12 passieren. Dabei ist die Vorderseite 16, 18 im Wesentlichen parallel zu der Durchleuchtrichtung im Optikkörper ausgerichtet.
  • An ihrer der Vorderseite 14, 16 gegenüberliegenden Seite weisen die Optikkörper 10, 12 Reflexionsfacetten 30 auf, die über Totalreflexion auf sie auftreffendes Licht um ca. 90° in Richtung der Vorderseiten 16, 18 umlenken, so dass das Licht in Form der Strahlen 26'' und 28'' aus den Optikkörpern 10, 12 austritt. Die der Vorderseite 14, 16 gegenüberliegende Seite besitzt dabei ausgehend von dem Ende der Lichteinkopplung eine treppenförmige Gestaltung auf die Vorderseite zu, wobei durch die Treppenstufen die Reflexionsfacetten 30 gebildet werden. Die Reflexionsfacetten 30 können eine Krümmung aufweisen. Zwischen den einzelnen Reflexionsfacetten 30 ist die der Vorderseite 14, 16 gegenüberliegende Seite der Optikkörper 10, 12 ebenfalls parallel zur Lichtrichtung im Optikkörper 10, 12 ausgebildet und bildet sogenannte freie Bereiche 32. In den freien Bereichen 32 wird das Licht nicht in Richtung der Vorderseiten 14, 16 umgelenkt.
  • Durch Anordnung verschiedener und mehrerer Optikkörper 10, 12 untereinander, wie in 1 gezeigt, und den Versatz der einzelnen Reflexionsfacetten 30 zueinander kommt es zur Ausbildung von zueinander versetzten Lichtaustrittsbereichen an der Vorderseite 14, 16 der Optikkörper 10, 12. Darüber hinaus wird das aus dem unteren Optikkörper 10 austretende Licht 28'' durch den oberen Optikkörper 12 transmittiert, so dass ein Betrachter der Vorderseite 14 sowohl die Lichtverteilung des Optikkörpers 10 als auch des Optikkörpers 12 in Zusammenschau sieht. Durch Zu- oder Abschaltung der einzelnen Lichtquellen 18, 20 können so an der Vorderseite 14 verschiedene Lichtgestaltungen und Lichtverteilungen erzeugt werden, die ein neuartiges Design insbesondere für die Gestaltung von Rücklichtern ermöglichen.
  • 2 zeigt nun eine alternative Gestaltung, wobei anstelle der Linse 22, 24 hier Reflektoren 34, 36 vorgesehen sind, was eine andere Anordnung der Lichtquellen 18, 20 zu den Optikelementen 10, 12 bedingt. So sind die Lichtquellen 18, 20 nun an einem Ende in Längsrichtung betrachtet des Optikkörpers 10, 12 unterhalb desselben angeordnet, so dass ihr Licht zunächst auf den Reflektor 34, 36 trifft, der das Licht dann wiederum in Längsrichtung und parallelisiert in den Optikkörper 10, 12 abstrahlt. Die Reflexionsfacetten 30 sowie die freien Bereiche 32 sind wiederum analog zu 1 abgebildet. Der Reflektor 34, 36 ist dabei, wie gezeigt, als Teil des Optikelementes 10, 12 gestaltet.
  • Grundsätzlich können beliebig viele Optikkörper 10, 12 parallel nebeneinander, aber auch übereinander angeordnet sein und ergeben so gemeinsam eine gewünschte Leuchte. So zeigt 3 eine erste beispielhafte Gestaltung, bei der drei Lichtleitelemente nebeneinander angeordnet sind. Die Lichtleitelemente werden hier über drei Lichtquellen 18 mit Licht versorgt. In der rechten Darstellung sind sechs Optikkörper 12 nebeneinander angeordnet. Erfolgt nun eine Lichteinstrahlung, so werden einzelne Lichtaustrittsbereiche 40, die mit Reflexionsfacetten 30 korrespondieren, an der Vorderseite 14 des Optikelementes 12 sichtbar, wodurch sich eine interessante neuartige optische Gestaltung aus Lichtaustrittsbereichen 40 und Bereichen 42, in denen keine Lichtabstrahlung für einen Betrachter erkennbar erfolgt, beispielsweise miteinander abwechseln.
  • Die in 3 gezeigte rechte Darstellung zeigt hierbei eine andere Gestaltung, wobei auch hier Lichtaustrittsbereiche 40 und Bereiche 42, in denen keine Lichtabstrahlung erfolgt, vorgesehen sind.
  • Beide Darstellungen zeigen pfeilartige Gestaltungen, die nach rechts in der Zeichnungsebene deuten, wodurch die hier dargestellte Blinklichtfunktion weiter unterstützt wird.
  • 4 zeigt nun eine weitere Gestaltung, wobei hier drei bzw. sechs Lichtleitelemente nebeneinander angeordnet sind und darüber hinaus, wie in den 1 und 2 gezeigt, zwei Optikkörper 10, 12 übereinander angeordnet sind. Durch entsprechende Anordnung von ersten Lichtaustrittsflächen 40 sowie von zweiten Lichtaustrittsflächen 44 können verschiedene Funktionen, hier beispielsweise Blinklicht und Rücklicht, ineinander verbaut werden, wobei bei Betrieb als Rücklicht lediglich der untere Block der Optikkörper mit Licht versorgt wird, wodurch das Scheinwerferdesign verändert wird.
  • 5 zeigt nun eine Gestaltung mit zehn nebeneinander angeordneten Optikkörpern 12, wobei hier Lichtaustrittsbereiche 40 vorgesehen sind, die bei Versorgung der Optikkörper 12 über die Lichtquellen 18 mit Licht in Form eines Stopschildes aufleuchten und drumherum Flächen 42 angeordnet sind, durch die kein Licht abgestrahlt wird.
  • Durch die Darstellung beispielsweise eines Stopschildes für ein Bremslicht kann die Signalwirkung, sofern ein entsprechendes Lichtleitelement in einem Rücklicht eingebaut wird, noch für den nachfolgenden Verkehr verstärkt werden.
  • 6 zeigt in drei Darstellungen zwei Blöcke von Optikelementen 10, 12 übereinander, analog der Darstellung in 1, wie in der rechten Darstellung von 6 zu erkennen ist. In der linken oberen Darstellung von 6 ist nun eine Rücklichtfunktion gezeigt, bei der lediglich die Lichtaustrittsbereiche 40 des oberen Optikelements 12 mit Licht versorgt werden, so dass eine Rücklichtoptik, bei der nur eine geringere Anzahl von rot angestrahlten Lichtaustrittsbereichen 40 vorhanden ist, gebildet wird.
  • Wird nun jedoch auch das zweite Optikelement 10, das in Lichtabstrahlrichtung unter dem Optikelement 12 angeordnet ist, mit Licht versorgt, so erscheint von der Sichtseite betrachtet eine Leuchte bzw. ein Rücklicht, wie in der unteren Darstellung in 6, wobei hier sämtliche Lichtaustrittsbereiche rot erscheinen. Auf diese Weise wird die rote Beleuchtungsdichte erhöht und so z. B. dem nachfolgenden Verkehr das Bremsen eines vorausfahrenden Fahrzeugs signalisiert.
  • Weitere beliebige Leuchtendesigns sind hierbei möglich. So kann beispielsweise, ähnlich wie das in 5 gezeigte Stopzeichen, bei einer Blinkleuchte ein Pfeil nach links oder rechts erzeugt werden, um somit dem nachfolgenden Verkehr das Abbiegen nach rechts oder links deutlicher zu vermitteln. Die Auskoppelflächen bilden somit eine Matrix, wodurch eine große gestalterische Freiheit für das Erscheinungsbild des Lichts eines Rücklichtes oder einer Leuchte allgemein gegeben ist. Zusätzlich bietet eine Anordnung, wie sie beispielsweise in 6 gezeigt ist, mit einer entsprechenden Anordnung die Möglichkeit, eine Leuchtenfunktion eines Rücklichtes dynamisch zu variieren. Vorstellbar ist z. B. eine Bremsleuchte, die durch unterschiedliche Intensität ihrer Lichtabstrahlung die Stärke der Bremsverzögerung signalisiert.
  • Grundsätzlich sind bei der Anordnung der einzelnen Optikkörper verschiedene Möglichkeiten zueinander denkbar. So entspricht die in 7 in der linken Darstellung gezeigte Anordnung der in 1, 2 und 6 gezeigten. Soll weiter Platz eingespart werden, so kann beispielsweise eine Anordnung, wie in 7 in der rechten Darstellung, erfolgen, die annähernd nur die Hälfte an Platz benötigt, wobei dies dadurch erfolgt, dass der zweite Optikkörper 10, der unterhalb des ersten Optikkörpers 12 angeordnet ist, mit seinen Reflexionsfacetten 30, die eine Treppenform bilden, an die Treppenform des Optikkörpers 12 angepasst ist, wobei Licht von der gegenüberliegenden Seite eingekoppelt ist. Sind in der linken nicht erfindungsgemäßen Darstellung in 7 die Lichtquellen, wobei auch mehrere Lichtquellen pro Optikkörper vorgesehen sein können, nahe zusammengebaut, sind diese bei auf der anderen Seite platzsparender Bauweise in der rechten Darstellung weiter auseinander. Verschiedene Einbausituationen und Bauraumangebote können so flexibel genutzt werden.
  • 8 zeigt nun eine weitere alternative Designvariante, wobei hierbei ein Optikelement 10 in der linken Darstellung gezeigt ist, das eine geschwungene Form der Reflexionsfacetten 30 aufweist, wobei das einzelne Optikelement 10 hierbei über mehrere Lichtquellen angestrahlt wird. Bei einer Draufsicht, wie sie in der rechten Darstellung gezeigt ist, ergibt sich dabei durch die geschwungene Darstellung der Facetten eine scheinbare Überschneidung derselben, wodurch eine interessante optische Gestaltung erzielt wird. Diese interessante optische Gestaltung tritt sowohl beleuchtet als auch unbeleuchtet zutage.
  • Durch die vorgestellte Gestaltung können besonders einfach neuartige Designkonzepte, insbesondere im Rücklichtbereich verwirklicht werden.

Claims (6)

  1. Kraftfahrzeugleuchte mit einem ersten Lichtleitelement, das einen länglichen Optikkörper (12) mit mehreren auf einer sich in Längsrichtung erstreckenden Vorderseite (14) angeordneten Lichtaustrittsbereichen (40) sowie eine Lichteinkoppelfläche aufweist, über die Licht aus einer vorgelagerten Lichtquelle (18) in den ersten Optikkörper (12) einkoppelbar ist, wobei das Lichtleitelement ferner an der der Vorderseite (14) gegenüberliegenden Seite angeordnete Reflexionsfacetten (30) zur Umlenkung von Licht auf einen zugeordneten Lichtaustrittsbereich (40) aufweist, wobei zwischen den Reflexionsfacetten (30) in Längsrichtung des Optikkörpers (12) freie Bereiche (32) vorgesehen sind, die nicht der Lichtumlenkung auf die Lichtaustrittsbereiche (40) dienen, und wobei die der Vorderseite gegenüberliegende Seite mit den Reflexionsfacetten treppenförmig von einem Lichteintrittsende ins Längsrichtung ansteigt unter Bildung der Reflexionsfacetten an den Treppenstufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte ein zweites Lichtleitelement umfasst und die Lichtleitelemente in Lichtabstrahlrichtung übereinander angeordnet sind, wobei ein Optikkörper (10) des zweiten Lichtleitelements unterhalb eines Optikkörpers (12) des ersten Lichtleitelements angeordnet ist und der untere Optikkörper (10) mit seinen Reflexionsfacetten (30), die eine Treppenform bilden, an die Treppenform des oberen Optikkörpers (12) angepasst ist, und wobei die Optikkörper (10, 12) der Lichtleitelemente so ineinander gefügt sind, dass sie mit ihrer treppenstufenförmigen Gestaltung gegeneinander anliegen.
  2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Mittel der Lichtquelle (18, 20) nachgeschaltet ist, das das von der Lichtquelle (18, 20) abgestrahlte und im Optikkörper (10, 12) weitergeleitete Licht parallelisiert.
  3. Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein Reflektor (34, 26) und/oder eine Linse (22, 24) ist und insbesondere der Reflektor (34, 36) und/oder die Linse (22, 24) integrale Bestandteile des Optikkörpers (10, 12) sind.
  4. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfacetten eine geschwungene Linienführung aufweisen.
  5. Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Optikkörpers (10, 12) im Bereich der freien Bereiche (32) parallel zu einer Lichtrichtung im Optikkörper (10, 12) ist.
  6. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsbereiche (40, 44) von neben und/oder übereinander angeordneten Lichtleitelementen versetzt zueinander angeordnet sind.
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