DE102021107947A1

DE102021107947A1 - Lighting device for vehicles and manufacturing method of a lens

Info

Publication number: DE102021107947A1
Application number: DE102021107947.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Mügge
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-06
Also published as: WO2022207303A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle (1) und mit einer Optikeinheit (3) zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei die Optikeinheit (3) eine Lichtscheibe (6) umfasst, die auf einer der Lichtquelle (1) zugewandten Rückseite (7) eine Mehrzahl von Optikelementen (9) aufweist, wobei die Optikelemente (9) derart ausgebildet sind, dass das auf sie treffende Licht (2) so in einem Fokussierbereich (10) der Vorderseite (8) umgelenkt wird, der als ein Durchlassbereich (11) ausgebildet ist, und dass die Vorderseite (8) der Lichtscheibe (6) mit Ausnahme der Durchlassbereiche (11) mit einer dunklen Einfärbung (13) versehen ist zur Bildung eines Dunkelbereichs (13) der Lichtscheibe (6).

The invention relates to a lighting device for vehicles with a light source (1) and with an optics unit (3) for generating a predetermined light distribution, the optics unit (3) comprising a lens (6) on a rear side ( 7) has a plurality of optical elements (9), the optical elements (9) being designed in such a way that the light (2) impinging on them is deflected in a focusing area (10) of the front side (8), which acts as a transmission area ( 11) and that the front side (8) of the lens (6), with the exception of the transmission areas (11), is provided with a dark coloring (13) to form a dark area (13) of the lens (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und mit einer Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei die Optikeinheit eine Lichtscheibe umfasst, die auf einer der Lichtquelle zugewandten Rückseite eine Mehrzahl von Optikelementen aufweist.The invention relates to a lighting device for vehicles with a light source and with an optics unit for generating a predetermined light distribution, the optics unit comprising a lens which has a plurality of optics elements on a rear side facing the light source.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtscheibe, wobei die Lichtscheibe auf einer lichteintretenden Rückseite mit einer Mehrzahl von Optikelementen ausgeformt wird.Furthermore, the invention relates to a method for producing a lens, the lens being formed on a light-entering rear side with a plurality of optical elements.

Aus der DE 10 2018 125 438 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die eine Lichtquelle sowie eine Optikeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung aufweist. Die Optikeinheit umfasst ein trichterförmiges Lichtleitelement sowie eine in Hauptabstrahlung vor derselben angeordneten Lichtscheibe, die auf einer der Lichtquelle zugewandten Rückseite mit einer Mehrzahl von Optikelementen versehen ist. Die Optikelemente sind als Mikrooptikelemente ausgebildet, beispielsweise in Prismenform. Die Optikelemente bewirken eine Homogenisierung des Lichtes. Aus Designgründen ist es wünschenswert, dass die Beleuchtungsvorrichtung ein dunkles Erscheinungsbild aufweist. Beispielsweise sind Heckleuchten bekannt, die mit einer grau eingefärbten Lichtscheibe versehen sind. Ist die Lichtquelle eine Glühlampe, ist ein Farbfilter erforderlich, um die geforderte Signalfarbe rot oder gelb zu erzeugen. Ist die Lichtquelle als eine LED-Lichtquelle ausgebildet, kann auf einen Farbfilter verzichtet werden, da die LED-Lichtquelle selbst farbiges Licht abstrahlt. Nachteilig an einer solchen Beleuchtungsvorrichtung ist, dass mit stärker zunehmender Graueinfärbung der Lichtscheibe das Transmissionsverhalten der Lichtscheibe verschlechtert wird. Es ist daher wünschenswert, ein dunkles Erscheinungsbild bei ausreichend hoher Transmissivität zu gewährleisten.From the DE 10 2018 125 438 A1 a lighting device for vehicles is known which has a light source and an optical unit for generating a predetermined light distribution. The optics unit comprises a funnel-shaped light-guiding element and a lens which is arranged in front of the same in the main emission and which is provided with a plurality of optics elements on a rear side facing the light source. The optical elements are designed as micro-optical elements, for example in the form of prisms. The optical elements cause the light to be homogenized. For design reasons, it is desirable that the lighting device has a dark appearance. Rear lights are known, for example, which are provided with a lens that is colored gray. If the light source is an incandescent lamp, a color filter is required to generate the required red or yellow signal color. If the light source is designed as an LED light source, a color filter can be dispensed with since the LED light source itself emits colored light. A disadvantage of such a lighting device is that the transmission behavior of the lens deteriorates as the gray coloration of the lens increases. It is therefore desirable to ensure a dark appearance with sufficiently high transmissivity.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtscheibe derart anzugeben, dass die Beleuchtungsvorrichtung ein möglichst dunkles Erscheinungsbild mit möglichst geringen Lichtverlusten aufweist.The object of the present invention is therefore to specify a lighting device for vehicles and a method for producing a lens in such a way that the lighting device has the darkest possible appearance with the lowest possible light losses.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Optikelemente derart ausgebildet sind, dass das auf sie treffende Licht so in einem Fokussierbereich der Vorderseite umgelenkt wird, der als ein Durchlassbereich ausgebildet ist, und dass die Vorderseite der Lichtscheibe mit Ausnahme der Durchlassbereiche mit einer dunklen Einfärbung versehen ist zur Bildung eines Dunkelbereichs der Lichtscheibe.To solve this problem, the invention in connection with the preamble of patent claim 1 is characterized in that the optical elements are designed in such a way that the light striking them is deflected in a focusing area of the front side, which is designed as a transmission area, and that the The front of the lens, with the exception of the transmission areas, is dark in color to create a dark area on the lens.

Nach der Erfindung sind im Bereich einer lichteintretenden Rückseite einer Lichtscheibe Optikelemente angeordnet, mittels derer eintretendes Licht gesammelt wird, und zwar zielgerichtet auf einen Fokussierbereich, der sich im Bereich einer lichtaustretenden Vorderseite der Lichtscheibe befindet. Zusätzlich ist im Bereich der Vorderseite der Lichtscheibe eine dunkle Einfärbung vorgesehen, so dass die Beleuchtungsvorrichtung ein dunkles Erscheinungsbild aufweist. Um die Lichtverluste gering zu halten, ist die dunkle Färbung nicht vollflächig vorgesehen, sondern weist Lichtdurchlässe auf, und zwar in den Fokussierbereichen der Vorderseite der Lichtscheibe, in die das Licht gesammelt wird. Grundgedanke der Erfindung ist es somit, durch die Lichtscheibe hindurchtretendes Licht auf einen solchen Bereich ihrer Vorderseite zu fokussieren oder zu sammeln, der im Verhältnis zur Gesamtfläche der Vorderseite klein genug ist, so dass die Lichtscheibe ein dunkles Erscheinungsbild aufweist einerseits, und groß genug ist, dass die erforderliche Lichtausbeute gegeben ist andererseits. Vorteilhaft kann die Beleuchtungsvorrichtung hierdurch ein dunkles Erscheinungsbild aufweisen bei Vorliegen eines relativ hohen Lichtstromes.According to the invention, optical elements are arranged in the area of a light-entering rear side of a lens, by means of which incoming light is collected, specifically onto a focusing area that is located in the area of a light-emitting front side of the lens. In addition, a dark coloring is provided in the area of the front side of the lens, so that the lighting device has a dark appearance. In order to keep light losses low, the dark coloring is not intended to cover the entire surface, but has light passages in the focusing areas on the front of the lens, in which the light is collected. The basic idea of the invention is therefore to focus or collect light passing through the lens onto an area of its front side that is small enough in relation to the total area of the front side so that the lens has a dark appearance on the one hand, and is large enough that the required light output is given on the other hand. As a result, the lighting device can advantageously have a dark appearance when there is a relatively high luminous flux.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die auf der Rückseite der Lichtscheibe angeordneten Optikelemente unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist die gesamte Fläche der Rückseite mit den Optikelementen versehen, so dass auf der Vorderseite der Lichtscheibe eine regelmäßige und matrixartig angeordnete Mehrzahl von Fokussierbereichen entsteht. Da die Fokussierbereiche lichtdurchlässig sind und somit einen Hellbereich bilden, weisen die anschließenden Bereiche der Vorderseite als Dunkelbereiche eine relativ geringe Lichtdurchlässigkeit auf. Hierdurch ist ein homogenes dunkles Erscheinungsbild bei gleichzeitig homogener Beleuchtung gewährleistet. Die matrixartige Anordnung der rückseitigen Optikelemente kann auch in zwei oder mehr Teilbereichen erfolgen, sodass die dunkle Lichtscheibe auch mehrere Lichtfunktionen überdecken kann und dazu zwischen den Lichtfunktionen Bereiche besitzt ohne lichtdurchlässige Fokussierbereiche.According to a development of the invention, the optical elements arranged on the back of the lens are arranged directly adjacent to one another. Preferably, the entire surface of the rear is provided with the optical elements, so that a regular matrix-like arrangement of a plurality of focusing areas is formed on the front of the lens. Since the focusing areas are translucent and thus form a light area, the adjoining areas of the front face have a relatively low light permeability as dark areas. This ensures a homogeneous dark appearance with homogeneous lighting at the same time. The matrix-like arrangement of the optical elements on the rear can also be in two or more partial areas, so that the dark lens can also cover several light functions and, for this purpose, has areas without transparent focusing areas between the light functions.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Wandstärke der Lichtscheibe derart gewählt, dass das von an der Rückseite durch die Optikelemente gesammelte Licht einen Sammelpunkt auf der Vorderseite der Lichtscheibe oder in der Nähe derselben bildet. Der Fokussierbereich bzw. der Durchlassbereich des Lichtes ist somit kleiner dimensioniert als die Dimension der Optikelemente. Vorteilhaft kann hierdurch der Dunkelbereich der Vorderseite relativ groß ausgebildet sein.According to a development of the invention, a wall thickness of the lens is selected such that the light collected from the back by the optical elements forms a collection point on the front of the lens or in the vicinity thereof. The focusing area or the transmission area of the light is therefore dimensioned smaller than the dimensions of the optical elements. As a result, the dark area of the front side can advantageously be made relatively large.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Optikelemente eine rasterartige Anordnung in einer vorzugsweise quadratischen, rechteckigen, sechseckigen oder streifenförmigen Ausführung auf, so dass die Durchlassbereiche bzw. Fokussierbereiche an der Vorderseite der Lichtscheibe ebenfalls eine vorzugsweise quadratische, rechteckige, sechseckige oder streifenförmige Form aufweisen. Durch die elliptische Grundform kann eine breitere Streuung des Lichtes in horizontaler Richtung erfolgen als in vertikaler Richtung, was für Signallichtfunktionen wünschenswert ist.According to a development of the invention, the optical elements have a grid-like arrangement in a preferably square, rectangular, hexagonal or strip-shaped design, so that the transmission areas or focusing areas on the front side of the lens also have a preferably square, rectangular, hexagonal or strip-shaped shape. Due to the elliptical basic shape, the light can be spread more widely in the horizontal direction than in the vertical direction, which is desirable for signal light functions.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Optikelemente eine Grundform mit der Dimension im Millimeter-Bereich oder Mikrometer-Bereich oder Nanometer-Bereich auf. Je kleiner die Grundformen sind, desto größer ist die Anzahl der Durchlassbereiche und desto kleiner sind die Durchlassbereiche dimensioniert. Je kleiner die Grundform ist, desto größer ist die Auflösung, so dass die Durchlassbereiche für einen Betrachter nicht wahrnehmbar sind. Es kann somit ein homogenes dunkles Erscheinungsbild der Lichtscheibe im Nichtbetriebszustand geschaffen werden.According to a development of the invention, the optical elements have a basic shape with dimensions in the millimeter range or micrometer range or nanometer range. The smaller the basic shapes, the greater the number of passbands and the smaller the passbands are dimensioned. The smaller the basic form, the greater the resolution, so that the pass bands are imperceptible to a viewer. A homogeneous, dark appearance of the lens in the non-operating state can thus be created.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Optikelemente regelmäßig und gleich groß verteilt über die Rückseite der Lichtscheibe angeordnet, was zu einem besonders homogenen Erscheinungsbild führt.According to a development of the invention, the optics elements are distributed regularly and of equal size over the back of the lens, which leads to a particularly homogeneous appearance.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die dunkle Einfärbung an der Vorderseite der Lichtscheibe durch eine dunkle Beschichtung gebildet sein, wobei die Beschichtung teilweise mittels eines Lasers entfernt worden ist, und zwar in den Fokussierbereichen der Vorderseite. Alternativ kann die dunkle Einfärbung auch durch Bedruckung der Lichtscheibe auf der Vorderseite erfolgen. Vorteilhaft kann dies in einem einmaligen Fertigungsschritt erfolgen.According to a development of the invention, the dark coloring on the front side of the lens can be formed by a dark coating, with the coating being partially removed by means of a laser, specifically in the focusing areas on the front side. Alternatively, the dark coloring can also be done by printing the lens on the front. This can advantageously be done in a single production step.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 dadurch gekennzeichnet, dass eine lichtaustretende Vorderseite der Lichtscheibe in einem ersten Schritt mit einer dunklen Beschichtung versehen wird und in einem zweiten Schritt mittels eines Lasers in Fokussierbereichen der Vorderseite, auf die das auf die Optikelemente treffende Licht fokussiert wird, von der dunklen Beschichtung befreit werden, so dass die Vorderseite der Lichtscheibe in den Fokussierbereichen als Durchlassbereiche lichtdurchlässig sind, oder mit dunkler Farbe bedruckt wird, wobei die Fokussierbereiche der Vorderseite ausgespart werden, oder foliert wird mit einer Folie, die über ihre Fläche dunkel bedruckt ist mit Ausnahme von Durchlassbereichen, die in einem auf die Lichtscheibe aufgebrachten Zustand die Fokussierbereiche überdecken.To solve this problem, the invention in connection with the preamble of patent claim 10 is characterized in that a light-emitting front side of the lens is provided with a dark coating in a first step and in a second step by means of a laser in the focusing areas of the front side on which the the light hitting the optical elements is focused, the dark coating is removed so that the front of the lens is translucent in the focusing areas as transmission areas, or it is printed with a dark colour, leaving out the focusing areas on the front, or it is covered with foil , which is printed dark over its surface with the exception of transmission areas, which cover the focusing areas when applied to the lens.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mehrere Wege möglich sind, um einer Lichtscheibe ein dunkles Erscheinungsbild zu verschaffen einerseits und einen ausreichend großen Lichtstrom zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung abzugeben andererseits. Die auf die rückseitig anzuordnenden Optikelemente abgestimmte dunkle Einfärbung an der Vorderseite kann durch Bedrucken oder Beschichten erfolgen. Das Bedrucken der Vorderseite der Lichtscheibe mittels beispielsweise eines Siebdruckverfahrens ermöglicht eine einfache Herstellung, da lediglich ein weiterer Arbeitsschritt erforderlich ist.The particular advantage of the method according to the invention is that several ways are possible to give a lens a dark appearance on the one hand and to emit a sufficiently large luminous flux to generate a predetermined light distribution on the other. The dark coloring on the front, which is matched to the optical elements to be arranged on the back, can be achieved by printing or coating. Printing the front side of the lens by means of a screen printing process, for example, enables simple production since only one additional work step is required.

Weiter Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention result from the further dependent claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 ein schematischer Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung,
2 eine Vorderansicht einer Lichtscheibe der Beleuchtungsvorrichtung,
3 eine Rückansicht der Lichtscheibe und
4 einen Querschnitt durch die Lichtscheibe.

Show it:

1 a schematic structure of a lighting device,
2 a front view of a lens of the lighting device,
3 a rear view of the lens and
4 a cross-section through the lens.

Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge ist vorzugsweise als eine Heckleuchte ausgebildet, die in einem Heckbereich eines Fahrzeugs verbaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Lichtquelle 1 zur Abstrahlung von Licht 2 und eine Optikeinheit 3 zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung auf. Die Lichtverteilung kann beispielsweise eine Schluss-, Brems-, oder Fahrtrichtungsanzeigelichtfunktion sein.A lighting device for vehicles is preferably embodied as a rear light that is installed in a rear area of a vehicle. The lighting device has a light source 1 for emitting light 2 and an optics unit 3 for generating a predetermined light distribution. The light distribution can be, for example, a tail light, brake light, or direction indicator light function.

Die Lichtquelle 1 ist als eine LED-Lichtquelle bzw. LED-Chip ausgebildet. Die Lichtquelle 1 ist auf einer Trägerplatte 4 angeordnet.The light source 1 is designed as an LED light source or LED chip. The light source 1 is arranged on a support plate 4 .

Die Optikeinheit 3 umfasst einen Reflektor 5, an dem das von der Lichtquelle 1 abgestrahlte Licht 2 in Hauptabstrahlrichtung H der Beleuchtungsvorrichtung umgelenkt wird. Lichtstromabwärts des Reflektors 5 ist eine Lichtscheibe 6 angeordnet, die vorzugsweise eine Öffnung eines nicht dargestellten Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung, in der die Lichtquelle 1 und der Reflektor 5 angeordnet sind, abdeckt. Das Licht 2 tritt an einer dem Reflektor 5 und/oder der Lichtquelle 1 zugewandten Rückseite 7 der Lichtscheibe 6 ein und an einer dem Reflektor 5 und/oder der Lichtquelle 1 abgewandten Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 aus.The optics unit 3 includes a reflector 5, on which the light 2 emitted by the light source 1 is deflected in the main emission direction H of the lighting device. A lens 6 is arranged downstream of the light from the reflector 5 and preferably covers an opening in a housing (not shown) of the lighting device in which the light source 1 and the reflector 5 are arranged. The light 2 enters at a rear side 7 of the lens 6 facing the reflector 5 and/or the light source 1 and exits at a front side 8 of the lens 6 facing away from the reflector 5 and/or the light source 1 .

Die Rückseite 7 der Lichtscheibe 6 ist mit einer Mehrzahl von Optikelementen 9 versehen. Die Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 ist eben ausgebildet und/oder weist keine Optikelemente 9 auf. Die Lichtscheibe 6 erstreckt sich flächig in einer Ebene oder ist leicht gebogen ausgebildet, um der Kontur des Karosserieöffnungsrandes zu folgen.The back 7 of the lens 6 is provided with a plurality of optical elements 9 . The front side 8 of the lens 6 is flat and/or has no optical elements 9 . The lens 6 extends flat in one plane or is designed to be slightly curved in order to follow the contour of the body opening edge.

Die Optikelemente 9 weisen jeweils eine konvexe Oberfläche auf, so dass das auf sie treffende Licht 2 in einen Fokussierbereich 10 gesammelt oder fokussiert wird, wobei sich der Fokussierbereich 10 im Bereich der Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 befindet. Der Fokussierbereich 10 kann unmittelbar an der Vorderseite 8 und/oder in Hauptabstrahlrichtung H vor und/oder hinter der Vorderseite 8 angeordnet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie aus 4 zu ersehen ist, befindet sich der Fokussierbereich 10 in einem in Hauptabstrahlrichtung H vor der Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 angeordneten Bereich der Vorderseite 8. Der Fokussierbereich 10 befindet sich somit unmittelbar auf der Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 und/oder in der Nähe der Vorderseite 8 derselben.The optical elements 9 each have a convex surface, so that the light 2 striking them is collected or focused in a focusing area 10 , the focusing area 10 being located in the area of the front side 8 of the lens 6 . The focusing area 10 can be arranged directly on the front side 8 and/or in the main emission direction H in front of and/or behind the front side 8 . In the present embodiment, as from 4 As can be seen, the focusing area 10 is located in an area of the front side 8 which is arranged in the main emission direction H in front of the front side 8 of the lens 6. The focusing area 10 is therefore located directly on the front side 8 of the lens 6 and/or in the vicinity of the front side 8 the same.

Wie aus 4 ersichtlich ist, ist eine Quererstreckung 11 des Fokussierbereichs 10 kleiner als eine Quererstreckung 12 der Optikelemente 9.How out 4 As can be seen, a transverse extent 11 of the focusing region 10 is smaller than a transverse extent 12 of the optical elements 9.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das auf den Reflektor 5 treffende Licht 2 parallelisiert, so dass es im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckung der Lichtscheibe 6 auf ihrer Rückseite 7 trifft. Folglich befindet sich der Fokussierbereich 10 jedes Optikelementes 9 in Hauptabstrahlrichtung vor dem jeweiligen Optikelement 9. In the present exemplary embodiment, the light 2 impinging on the reflector 5 is made parallel, so that it impinges on the back 7 of the lens 6 essentially perpendicularly to the extension of the lens 6 . Consequently, the focusing area 10 of each optical element 9 is located in front of the respective optical element 9 in the main emission direction.

Vorzugsweise ist die gesamte Rückseite 7 der Lichtscheibe 6 mit den Optikelementen 9 versehen. Die Optikelemente 9 sind unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Optikelemente 9 gleich groß und gleich geformt ausgebildet.The entire rear side 7 of the lens 6 is preferably provided with the optical elements 9 . The optical elements 9 are arranged directly adjacent to one another. The optical elements 9 are preferably of the same size and of the same shape.

Die Optikelemente 9 können in einem Millimeter-Bereich, beispielsweise 1,5 mm bis 3 mm, ausgebildet sein. Alternativ können die Optikelemente 9 als Mikrooptikelemente mit einer Querstreckung bzw. Dimension (Grundform), die in der Erstreckungsrichtung der Lichtscheibe 6 verläuft, von 0,02 mm bis 0,3 mm oder 0,2 mm bis maximal 1 mm aufweisen. Die als Kissen- oder Streifenoptiken ausgebildeten Optikelemente weisen ein solches Breiten- und/oder Höhenmaß bzw. Rastermaß auf. Das Ausformen dieser Optikelemente 9 kann beispielsweise durch eine Laserbearbeitungsmaschine erfolgen. Alternativ können die Optikelemente 9 auch noch kleiner dimensioniert sein, und zwar in einem Mikrometer- oder Nanometerbereich von 0,001 mm bis 0,1 mm.The optical elements 9 can be formed in a millimeter range, for example 1.5 mm to 3 mm. Alternatively, the optical elements 9 as micro-optical elements can have a transverse extension or dimension (basic shape), which runs in the direction of extension of the lens 6, of 0.02 mm to 0.3 mm or 0.2 mm to a maximum of 1 mm. The optical elements designed as cushion or strip optics have such a width and/or height dimension or grid dimension. These optical elements 9 can be shaped, for example, by a laser processing machine. Alternatively, the optical elements 9 can also be dimensioned even smaller, namely in a micrometer or nanometer range from 0.001 mm to 0.1 mm.

Zumindest die Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 ist mit einer dunklen Einfärbung versehen zur Bildung eines Dunkelbereichs 13 der Lichtscheibe 6, damit die Beleuchtungsvorrichtung im Kaltzustand ein dunkles Erscheinungsbild aufweist. Damit ein für die Erzeugung der Lichtverteilung erforderlicher Lichtstrom aus der Beleuchtungsvorrichtung bzw. der Lichtscheibe 6 austreten kann, ist die Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 in dem Fokussierbereich 10 von der dunklen Einfärbung ausgespart. Eine Dimension 11 des Fokussierbereichs 10 auf der Vorderseite 8 ist als Durchlassbereich lichtdurchlässig bzw. glasklar ausgebildet, während der restliche Bereich der Vorderseite 8 als Dunkelbereich 13 nicht lichtdurchlässig bzw. dunkel eingefärbt ist. Die Fläche des Fokussierbereiches 10 an der Vorderseite 8 zeichnet sich dadurch aus, dass auf ihn das von den Optikelementen 9 gebeugte Licht 2 trifft, während der Nichtfokussierbereich bzw. Dunkelbereich13 sich dadurch auszeichnet, dass auf ihn kein Licht 2 trifft und daher dunkel eingefärbt sein kann. Der Fokussierbereich 10 gibt somit die Durchlassbereiche 11 für das Licht 2 vor, während der restliche Teil (Dunkelbereich 13) der Vorderseite 8 dunkel eingefärbt wenig oder gar kein Licht 2 durchlässt.At least the front side 8 of the lens 6 is provided with a dark coloring to form a dark area 13 of the lens 6, so that the lighting device has a dark appearance when cold. So that a luminous flux required for generating the light distribution can exit from the lighting device or the lens 6 , the front side 8 of the lens 6 is left out of the dark coloring in the focusing area 10 . One dimension 11 of the focusing area 10 on the front side 8 is translucent or transparent as a transmission area, while the remaining area of the front side 8 is non-translucent or dark colored as a dark area 13 . The surface of the focusing area 10 on the front side 8 is characterized in that the light 2 diffracted by the optical elements 9 strikes it, while the non-focusing area or dark area 13 is characterized in that no light 2 strikes it and can therefore be dark . The focusing area 10 thus specifies the transmission areas 11 for the light 2, while the remaining part (dark area 13) of the front side 8, colored dark, lets little or no light 2 through.

Wie aus 4 zu ersehen ist, ist eine Wandstärke w der Lichtscheibe 6 derart gewählt, dass das an den Optikelementen 9 gebeugte Licht 2 so weit gesammelt oder konzentriert wird an die Vorderseite 8, und zwar mit einer solchen Flächenreduzierung, dass durch Einfärbung der Nichtfokussierbereiche 13 der Lichtscheibe 6 dieselbe ein dunkles Erscheinungsbild erfährt einerseits und trotzdem der für die Erzeugung der Lichtverteilung erforderliche Lichtstrom abgegeben werden kann andererseits. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis zwischen der Fläche des Durchlassbereichs 11 an der Vorderseite 8 zu der Fläche der Grundfläche der Optikelemente 9 an der Rückseite 7 in einem Bereich von weniger als 1/3.How out 4 As can be seen, a wall thickness w of the lens 6 is selected in such a way that the light 2 diffracted at the optical elements 9 is collected or concentrated so far on the front side 8, with such a reduction in area that by coloring the non-focusing areas 13 of the lens 6 on the one hand, the same has a dark appearance and, on the other hand, the luminous flux required for generating the light distribution can still be emitted. In the present exemplary embodiment, the ratio between the area of the transmission region 11 on the front side 8 and the area of the base area of the optical elements 9 on the rear side 7 is in a range of less than 1/3.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel nach 2 und 4 weisen die Optikelemente 9 eine ovale Grundform auf, und zwar vorzugsweise in horizontaler Richtung, so dass elliptisch geformte Fokussierbereiche 10 bzw. Durchlassbereiche 11 gebildet werden, wie aus 2 ersichtlich ist. Alternativ können die Grundformen der Optikelemente 9 auch kreisförmig, kissenförmig entsprechend 3 oder eine andere Form aufweisen.In the present embodiment after 2 and 4 If the optical elements 9 have an oval basic shape, preferably in the horizontal direction, so that elliptically shaped focusing areas 10 or transmission areas 11 are formed, as shown in FIG 2 is evident. Alternatively, the basic shapes of the optics elements 9 can also be circular, correspondingly cushion-shaped 3 or have another shape.

Die Optikelemente 9 sind matrixartig in einem Raster jeweils mit einer vorgegebenen Grundform angeordnet. Diese Grundform kann quadratisch, rechteckig, sechseckig oder streifenförmig sein. Die Fokussierbereiche 10 sind ebenfalls in einem Raster angeordnet und sind jeweils in ihrer Dimension kleiner als die Grundform der Optikelemente 9, und zwar aufgrund der Fokussierwirkung der jeweiligen Optikelemente 9. Die Grundform der Fokussierbereiche 10 entspricht der Grundform der Optikelemente 9. Ist die Grundform der Optikelemente 9 quadratisch, ist die Grundform der Fokussierbereiche 10 ebenfalls quadratisch. Je höher die Anzahl der Optikelemente 9 pro Fläche, desto größer ist die Auflösung der Durchlassbereiche 11, so dass weder im Kaltnoch im Warmzustand der Beleuchtungsvorrichtung die Durchlassbereiche 11 für das menschliche Auge wahrnehmbar sind.The optical elements 9 are arranged in a matrix-like manner in a grid, each with a predetermined basic shape. This basic shape can be square, rectangular, hexagonal or strip-shaped. The focusing areas 10 are also arranged in a grid and are each smaller in their dimensions than the basic shape of the optical elements 9, due to the focusing effect of the respective Opti kelements 9. The basic shape of the focusing areas 10 corresponds to the basic shape of the optics elements 9. If the basic shape of the optics elements 9 is square, the basic shape of the focusing areas 10 is also square. The higher the number of optical elements 9 per area, the greater the resolution of the transmission areas 11, so that the transmission areas 11 are not perceptible to the human eye either in the cold or in the warm state of the lighting device.

Die Beleuchtungsvorrichtung bzw. die Lichtscheibe 6 weist somit ein homogenes dunkles Erscheinungsbild auf.The lighting device or the lens 6 thus has a homogeneous dark appearance.

Zur Herstellung der dunklen Einfärbung der Lichtscheibe 6 kann die beispielsweise durch Spritzgießen hergestellte Lichtscheibe 6 mit einer dunklen Beschichtung, beispielsweise mit einer metallischen Beschichtung vollflächig, an der Vorderseite 8 versehen sein. Die metallische Beschichtung kann beispielsweise durch Bedampfung oder Sputterung erfolgen, beispielsweise mit dunklem Chrom. In einem nachfolgenden Fertigungsschritt erfolgt mittels eines Lasers ein Entfernen der dunklen Beschichtung in den Fokussierbereichen 10 bzw. Durchlassbereichen 11.To produce the dark coloring of the lens 6, the lens 6 produced, for example, by injection molding can be provided with a dark coating, for example with a metallic coating over the entire surface, on the front side 8. The metallic coating can take place, for example, by vapor deposition or sputtering, for example with dark chrome. In a subsequent production step, a laser is used to remove the dark coating in the focusing areas 10 and transmission areas 11.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung kann die dunkle Einfärbung durch eine Bedruckung erfolgen. Hierbei kann die Vorderseite 8 beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens mit einem dunklen Material bedruckt werden, wobei die Fokussierbereiche 10 bzw. Durchlassbereich 11 ausgespart werden. Alternativ kann auch ein Tintenstrahldruckverfahren eingesetzt werden.According to a further variant of the invention, the dark coloring can be effected by printing. In this case, the front side 8 can be printed with a dark material, for example by means of a screen printing process, with the focusing areas 10 or transmission area 11 being omitted. Alternatively, an inkjet printing process can also be used.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorderseite 8 der beispielsweise durch Spritzgießen hergestellten Lichtscheibe 6 mit einer bedruckten Folie versehen sein. Die bedruckte Folie kann auf die Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 auflaminiert oder aufgeklebt sein. Die Folie weist hierbei transparente Durchlassbereiche 11 und dieselben umgebende Nichtdurchlassbereiche 13 (also dunkle oder schwarze Bedruckung) auf, wobei beim Bedrucken sichergestellt wird, dass die Durchlassbereiche die jeweiligen Fokussierbereiche 10 der Vorderseite 8 der Lichtscheibe 6 überdecken. Beispielsweise kann die bedruckte Folie in ein Formwerkzeug einer Spritzgießmaschine eingelegt sein und dann mit entsprechender Kunststoffmasse hinterspritzt zu werden zur Formgebung der Lichtscheibe 6.According to a further embodiment of the invention, the front side 8 of the lens 6 produced, for example, by injection molding can be provided with a printed foil. The printed foil can be laminated or glued onto the front side 8 of the lens 6 . The film has transparent transmission areas 11 and non-transmission areas 13 surrounding them (i.e. dark or black printing), with the printing ensuring that the transmission areas cover the respective focusing areas 10 of the front side 8 of the lens 6 . For example, the printed film can be inserted into a mold of an injection molding machine and then back-injected with a corresponding plastic compound to shape the lens 6.

Beispielsweise kann die Lichtscheibe 6 aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem Glasmaterial bestehen.For example, the lens 6 can consist of a plastic material or a glass material.

Die matrixartige Anordnung der rückseitigen Optikelemente 9 kann auch in zwei oder mehr Teilbereichen der Lichtscheibe 6 erfolgen, so dass die dunkle Lichtscheibe 6 auch mehrere Lichtfunktionen überdecken kann und dazu zwischen den Lichtfunktionen Bereiche besitzt ohne lichtdurchlässige Fokussierbereiche 10. Zwischen den Teilbereichen der Lichtscheibe 6 weist dieselbe an der Vorderseite 8 somit einen durchgehenden Dunkelbereich 13 auf.The matrix-like arrangement of the rear optical elements 9 can also be in two or more partial areas of the lens 6, so that the dark lens 6 can also cover several light functions and has areas between the light functions without translucent focusing areas 10. Between the partial areas of the lens 6, the same has thus a continuous dark area 13 on the front side 8 .

Bezugszeichenlistereference list

11: Lichtquellelight source
22: Lichtlight
33: Optikeinheitoptical unit
44: Trägerplattebacking plate
55: Reflektorreflector
66: Lichtscheibelens
77: Rückseiteback
88th: Vorderseitefront
99: Optikelementeoptical elements
1010: Fokussierbereichefocus areas
1111: Durchlassbereichpassband
1212: Quererstreckungtransverse extent
1313: Nicht-Fokussierbereichnon-focus area
HH: Hauptabstrahlrichtungmain emission direction
ww: WandstärkeWall thickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102018125438 A1 [0003]

Claims

Lighting device for vehicles with a light source (1) and with an optics unit (3) for generating a predetermined light distribution, wherein the optics unit (3) comprises a lens (6) on a rear side (7) facing the light source (1) has a plurality of optical elements (9), characterized in that the optical elements (9) are designed in such a way that the light (2) striking them is deflected in a focusing area (10) of the front side (8), which acts as a transmission area (11 ) is formed, and that the front (8) of the lens (6) with the exception of the transmission areas (11) is provided with a dark coloring (13) to form a dark area (13) of the lens (6).

lighting device claim 1 , characterized in that the back (7) of the lens (6) is provided with a plurality of optical elements (9) arranged adjacent to one another.

lighting device claim 1 or 2 , characterized in that the front side (8) of the lens (6) exclusively in the focusing area (10) arranged light-transmitting transmission areas (11) and the non-light-transmitting dark area (13).

Lighting device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the optical elements (9) have a convex surface and that a wall thickness (w) of the lens (6) is designed in such a way that light (2) entering the convex surface of the optical elements (9) hits the front side (8 ) of the lens (6) or near the front (8) of the lens (6).

Lighting device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the optical elements (9) are arranged in a matrix-like manner in a grid each with a predetermined basic shape and that the focusing area (10) is smaller in its dimensions than the basic shape of the optical elements (9).

Lighting device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the basic shape of the optical elements (9) are in a millimeter range or micrometer range or in a nanometer range.

Lighting device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the optical elements (9) are arranged regularly over the surface of the back (7) of the lens (6) or in several partial areas of the lens and that the optical elements (9) are of the same size.

Lighting device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the dark coloring of the front (8) of the lens (6) in the dark areas (13) is formed by a dark coating which is removed in the transmission areas (11) of the front (8) by means of a laser.

Lighting device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the dark coloring is formed by printing or by laminating a film provided with the dark coloring.

Method for producing a lens (6), the lens (6) being formed on a light-entering rear side (7) with a plurality of optical elements (9), characterized in that a light-emitting front side (8) of the lens (6) - in is provided with a dark coating in a first step and freed from the dark coating in a second step by means of a laser in focusing areas (10) of the front side (8) onto which the light (2) impinging on the optical elements (9) is focused so that the front (8) of the lens (6) is translucent in the focusing areas (10) as transmission areas (11), or - is printed with a dark color, with the focusing areas (10) of the front (8) being cut out, or - it is foiled with a foil that is printed dark over its surface with the exception of transmission areas (11), which in a state applied to the lens (6) the focusing areas (1 0) cover.

procedure after claim 10 , characterized in that the printed film is placed in a mold space and then a plastic mass is introduced into the mold space, so that the film is back-injected with a translucent material to form the lens (6).

procedure after claim 10 , characterized in that the film is laminated onto the front side (8) of the lens (6).