Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist aus der US 2004/0184286.

Signallichtfunktionen von Kraftfahrzeugen, wie zum Beispiel Tagfahrlicht, Positionslicht, Blinklicht, Rücklicht und Bremslicht sollen heutzutage nicht mehr nur mit Leuchten erfüllt werden, die ein rundes oder rechteckiges Erscheinungsbild besitzen, sondern sie sollen auch mit komplexeren Formen verwirklicht werden können und dabei eine bestimmte, gleichmäßige Helligkeitsverteilung über ihrer leuchtenden Fläche aufweisen. Gleichmäßige Helligkeitsverläufe lassen sich mit stabförmigen Lichtleitern erzielen, wie sie aus der WO 1998033008 A1 bekannt sind.

Bei der industriellen Fertigung von Lichtleitern kommt meist das Spritzgießverfahren zum Einsatz. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit sind dabei die erreichbaren Durchmesser der Lichtleiter limitiert. Dadurch können mit einem einzelnen Lichtleiter nur schmale, längliche Leuchten, beziehungsweise schmale, längliche Konturen wirtschaftlich erzeugt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art, mit der sich auch breitere Erscheinungsbilder verwirklichen lassen, die kollimiertes Licht abgibt, und deren Leuchtdichteverteilung (Helligkeitsverteilung) beim Entwurf der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung variierbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. Die Erfindung unterscheidet sich von dem eingangs genannten Stand der Technik dadurch, dass der Lichtleiter einen wallartigen Vorsprung aufweist, der aus der dem Reflektor zugewandten Seite des Lichtleiters herausragt und entlang des langgestreckten Lichtleiters verläuft, wobei ein Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs als sekundäre Lichtaustrittsfläche dient.

Durch den längs des Lichtleiters verlaufenden Reflektor, seine Beleuchtung durch den Lichtleiter und die an ihm erfolgende Umlenkung des Lichtes setzt sich die insgesamt leuchtende Fläche aus der Teilfläche des Lichtleiters, aus der das erste Lichtbündel austritt, und der Fläche des Reflektors, von der Licht in die erste Hauptabstrahlrichtung ausgeht zusammen, so dass sich insgesamt eine breitere leuchtende Fläche ergibt als sie allein mit dem Lichtleiter erzielbar wäre. Durch die Dichte der Anordnung der Störstellen und die Abmessungen der Störstellen lässt sich die Menge des austretenden Lichtes beim Entwurf einstellen. Durch den wallartigen Vorsprung, der aus der dem Reflektor zugewandten Seite des Lichtleiters herausragt und der entlang des langgestreckten Lichtleiters verläuft, wobei ein Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs als sekundäre Lichtaustrittsfläche dient, lässt sich die sekundäre Lichtaustrittsfläche so anordnen, dass sie in einem zur Längserstreckung des Lichtleiters senkrechten Querschnitt quer zu dem an den zweiten Störstellen umgelenkten Licht steht. Als Folge kann dieses Licht über die zweite Lichtaustrittsfläche austreten und den Reflektor beleuchten, so dass sich das gewünschte breitere Erscheinungsbild ergibt. Dadurch, dass die sekundäre Lichtaustrittsfläche ein Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs ist, lässt sich diese Fläche so gestalten, dass der Reflektor in einer gewünschten Weise, zum Beispiel gleichmäßig hell, beleuchtet wird, ohne dafür die die übrige Form des Lichtleiters verändern zu müssen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die lichtumlenkenden Störstellen der weiteren Reihe die gleiche Ausrichtung besitzen wie die lichtumlenkenden Störstellen der ersten Reihe von lichtumlenkenden Störstellen.

Bevorzugt ist auch, dass die erste Reihe von lichtumlenkenden Störstellen in einem zentralen Bereich der Rückseite des Lichtleiters verlaufend angeordnet ist.

Bevorzugt ist auch, dass die wenigstens eine weitere Reihe parallel zur ersten Reihe verläuft.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reihe von Störstellen parallel und in zwei Richtungen versetzt zu der ersten Reihe 18 von Störstellen verläuft.

Bevorzugt ist auch, dass die Störstellen in die Rückseite eingeformte und schräg zur Hauptlichtausbreitungsrichtung ausgerichtete Flächenelemente sind.

Bevorzugt ist auch, dass die primäre Lichtaustrittsfläche und die sekundäre Lichtaustrittsfläche konvex gewölbt sind.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die primäre Lichtaustrittsfläche ein Teil der Vorderseite insbesondere ein zentraler Teil der Vorderseite ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die reflektierende Oberfläche des Reflektors eine spiegelnde Beschichtung, insbesondere eine metallische Beschichtung aufweist oder eine weiße Oberfläche ist oder die Farbe einer Signalfunktion der Beleuchtungseinrichtung besitzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:

Figur 1

eine bekannte Anordnung eines langestreckten Lichtleiters und einer Lichtquelle;

Figur 2

eine Ansicht einer Anordnung aus einem Lichtleiter und einem Reflektor eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung; und

Figur 3

einen seitlichen Querschnitt einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, die eine Anordnung gemäß der Figur 2 aufweist.

Im Einzelnen zeigt die Figur 1 eine Seitenansicht eines langgestreckten Lichtleiters 1 zusammen mit einer Lichtquelle 2. Die Lichtquelle 2 ist an einer Stirnseite 3 des Lichtleiters 1 angeordnet und strahlt ihr Licht in einem auf die Stirnseite 3 des Lichtleiters 1 gerichteten Bündel ab. Die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle entspricht dabei bevorzugt der Richtung, in der sich der Lichtleiter 1, von seiner als Lichteintrittsfläche dienenden Stirnseite 3 ausgehend, zunächst erstreckt. In der Figur 1 ist dies die x-Richtung. Beim Eintreten des Lichtbündels in den Lichtleiter 1 verringert sich der Bündelquerschnitt. Dies trägt dazu bei, dass die Lichtstrahlen an glatten Wänden des Lichtleiters 1 interne Totalreflexionen erfahren. Als Folge kann das Licht im Lichtleiter 1 praktisch verlustlos weitergeleitet werden, solange die Bedingungen für eine interne Totalreflexion erfüllt sind.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, erstreckt sich der Lichtleiter 1 in der mittleren Lichttransportrichtung, die in der Figur 1 die x-Richtung ist, über eine Länge, die ein Mehrfaches seiner Breite in y-Richtung entspricht. Dies soll analog auch für seine in der Figur 1 nicht dargestellte z-Richtung gelten und einen langgestreckten Lichtleiter charakterisieren: Ein langgestreckter Lichtleiter zeichnet sich dadurch aus, dass seine Länge in der mittleren Lichttransportrichtung ein Mehrfaches, insbesondere mindestens ein Dreifaches seiner Abmessungen in quer zu seiner mittleren Lichttransportrichtung liegenden Richtungen ist. Der Lichtleiter der Figur 1 weist eine als Lichtaustrittsseite dienende Vorderseite 4 und eine der Vorderseite 4 gegenüberliegende Rückseite 5 auf. In der Rückseite 5 befinden sich Störstellen 6, die zum Beispiel in die Rückseite eingeformte Prismen sind. Diese Störstellen 6 lenken einfallendes Licht so steil zu der Vorderseite 4 um, dass dieses Licht dort die Bedingungen für eine interne Totalreflexion nicht mehr erfüllt und aus dem Lichtleiter 1 austritt.

Die Figur 2 bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und zeigt eine Anordnung aus einem langgestreckten, stabförmigen Lichtleiter 10 und einem ebenfalls langgestreckten Reflektor 12 von schräg hinten. Der Lichtleiter 10 weist eine als primäre Lichtaustrittsfläche dienende Vorderseite 15 auf, von der in der Figur 2 nur eine Kante sichtbar ist. In seiner der Vorderseite 15 gegenüberliegenden Rückseite 16 weist der langgestreckte Lichtleiter 10 eine erste Reihe 18 von lichtumlenkenden Störstellen und wenigstens eine weitere Reihe 20 von lichtumlenkenden Störstellen auf. Durch die Positionierung der Störstellen auf der Rückseite 16 des Lichtleiters 10 sind diese aus der Hauptrichtung nicht sichtbar.

Die erste Reihe 18 von lichtumlenkenden Störstellen ist in einem zentralen Bereich der Rückseite 16 des Lichtleiters 10 verlaufend angeordnet. Auf beiden Seiten der ersten Reihe 18 von lichtumlenkenden Störstellen schließen sich an den Lichtleiter 10 seitlich begrenzende glatte Lichtleitflächen 22, 24 an. Dabei erweitert sich der von diesen Lichtleitflächen 22, 24 begrenzte Querschnitt des Lichtleiters 10 von der ersten Reihe 18 lichtumlenkender Störstellen ausgehend mit zunehmender Annäherung an die als primäre Lichtaustrittsfläche dienende Vorderseite 15. Die Vorderseite 15 ist daher breiter als die erste Reihe 18 lichtumlenkender Störstellen. Eine erste Lichtleitfläche 22 der beiden Lichtleitflächen 22, 24 begrenzt den Lichtleiter 10 auf seiner dem Reflektor 12 zugewandten ersten Seite. Eine zweite Lichtleitfläche 24 der beiden Lichtleitflächen 22, 24 begrenzt den Lichtleiter 10 auf der dem Reflektor 12 abgewandten zweiten Seite des Lichtleiters 10.

Die zweite Lichtleitfläche 24 besitzt ein der ersten Reihe 18 von Störstellen zugewandtes Ende 24.1 und ein diesem Ende 24.1 gegenüberliegendes Ende 24.2. An dieses gegenüberliegende Ende 24.2 schließt sich die zweite Reihe 20 von Störstellen an. Die zweite Reihe 20 von Störstellen verläuft parallel und in zwei Richtungen versetzt zu der ersten Reihe 18 von Störstellen. Die beiden Richtungen sind in der Darstellung der Figur 1 die y-Richtung und die z-Richtung, die zur lokalen Längserstreckungsrichtung x senkrecht sind. Das in der Figur 1 angegebene Koordinatensystem ist ein mit der mittleren Lichttransportrichtung mitgeführtes Dreibein, wobei die x-Richtung immer die mittlere Lichttransportrichtung angibt. Dabei besitzen die lichtumlenkenden Störstellen der ersten Reihe 18 und der zweiten Reihe 20 die gleiche Ausrichtung. Die Störstellen sind zum Beispiel in die Rückseite eingeformte und schräg zur Hauptlichtausbreitungsrichtung ausgerichtete Flächenelemente. Unter einer gleichen Ausrichtung wird dabei verstanden, dass die Flächennormalen dieser Flächenelemente in die gleiche Richtung weisen. Dies trägt zu einer guten Entformbarkeit bei einer Herstellung des Lichtleiters durch Spritzgießen bei.

An den Störstellen der ersten Reihe umgelenktes Licht tritt über die primäre Lichtaustrittsfläche, also aus der Vorderseite 15, als ein eine erste Hauptabstrahlrichtung aufweisendes Lichtbündel 32 aus.

An den Störstellen der weiteren Reihe umgelenktes Licht tritt letztlich über eine sekundäre Lichtaustrittsfläche 37 als ein (zunächst) eine weitere Hauptabstrahlrichtung aufweisendes weiteres Lichtbündel 34 aus.

Der Reflektor 12 ist so angeordnet und geformt, dass er von dem weiteren Lichtbündel 34 beleuchtet wird und das weitere Lichtbündel 34 so umlenkt, dass die Hauptausbreitungsrichtung des in dem weiteren Lichtbündel 34 propagierenden Lichtes nach der am Reflektor 12 erfolgenden Umlenkung eine größere Übereinstimmung mit der ersten Hauptausbreitungsrichtung als vor der Umlenkung besitzt. Mit anderen Worten: Der Reflektor 12 lenkt das weitere Bündel 34 in die Richtung des ersten Lichtbündels 32 um. Der Reflektor ist insbesondere so geformt und angeordnet, dass er aus der Hauptausbreitungsrichtung des Lichtes im weiteren Lichtbündel her einfallendes Licht in die Hauptausbreitungsrichtung des im ersten Lichtbündel propagierenden Lichtes reflektiert. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die von dem weiteren Lichtbündel beleuchtete Fläche des Reflektors in zur Längserstreckung des Reflektors quer liegenden Querschnitten des Reflektors eine konkave Form. Bei einer Ausgestaltung der von dem weiteren Lichtbündel beleuchteten Fläche des Reflekors als

Spiegelfläche ergibt sich ein Hohlspiegelreflektor.

Figur 3 zeigt einen seitlichen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung 26, die eine Anordnung gemäß der Figur 2 aufweist.

Im Einzelnen zeigt die Figur 3 eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung 26 mit einem Gehäuse 28 und einer Lichtaustrittsöffnung, die von einer transparenten Abdeckscheibe 30 abgedeckt wird.

Im Inneren des Gehäuses 28 befindet sich die in Figur 2 abgebildete Anordnung aus dem Lichtleiter 10 und dem Reflektor 12. Die Hauptlichtausbreitungsrichtung des im Lichtleiter 10 propagierenden Lichtes folgt der langgestreckten Form des Lichtleiters 10 und steht in dieser Ansicht senkrecht zur Zeichnungsebene. Die in der Figur 3 dargestellten Lichtstrahlen stellen jeweils in der Zeichnungsebene liegende Richtungskomponenten von Lichtstrahlen dar.

An den Störstellen der zentral angeordneten ersten Reihe 18 umgelenktes Licht tritt über eine primäre Lichtaustrittsfläche 14 aus, die ein Teil der Vorderseite 15, insbesondere ein zentraler Teil der Vorderseite 15 ist. Das dort austretende Licht bildet ein eine erste Hauptabstrahlrichtung aufweisendes Lichtbündel 32. Die primäre Lichtaustrittsfläche 14 ist bevorzugt konvex gewölbt, so dass das dort austretende Lichtbündel 32 beim Austritt eine Verringerung seines Öffnungswinkels erfährt.

An den Störstellen der zweiten Reihe 20 von Störstellen umgelenktes Licht tritt über eine Oberfläche eines wallartigen Vorsprungs 36 des Lichtleiters 10 aus. Der wallartige Vorsprung 36 ragt aus der dem Hohlspiegel 12 zugewandten Seite des Lichtleiters 10 heraus und verläuft entlang des langestreckten Lichtleiters 10. In dem Querschnitt, der in der Figur 3 dargestellt ist, ändert sich die Krümmungsrichtung der Kontur beim Übergang von dem konvex gewölbten Teil der Vorderseite 15 in einen zunächst konkav gewölbten Übergangsbereich 17, an den sich eine weitere konvexe Wölbung anschließt. Der Bereich der konvexen Wölbung (oder ein Teilbereich davon) bildet eine Kontur der Lichtaustrittsfläche 37. Die Lichtaustrittsfläche 37 schließt sich mit einer Kante an die erste Lichtleitfläche 22 an. Ein Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs gehört zu der Vorderseite 15 des Lichtleiters 10. Ein weiterer Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs 36 gehört zur Rückseite des Lichtleiters 10. Ein Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs 36 dient als sekundäre Lichtaustrittsfläche 37, über die ein eine weitere Hauptabstrahlrichtung aufweisendes weiteres Lichtbündel 34 austritt. Die weitere Hauptabstrahlrichtung ist von der ersten Hauptabstrahlrichtung verschieden und schließt mit dieser in der Zeichnungsebene bevorzugt einen Winkel α von 90° bis 150°, insbesondere einen Winkel von 80° bis 140° und besonders bevorzugt einen Winkel von 70° bis 130° ein. Dies gilt nur für das aus dem Lichtleiter 10 ausgetretene und noch nicht am Reflektor 10 umgelenkte Licht.

Aufgrund der seitlich zu der zentralen Anordnung der ersten Reihe 18 von Störstellen versetzten Anordnung der zweiten Reihe 20 von Störstellen und der konvexen Wölbung der Vorderseite 15 trifft das an den Störstellen der zweiten Reihe 20 zur Vorderseite 15 des Lichtleiters 10 umgelenkte Licht flacher auf die Vorderseite 15 auf als Licht, das an den Störstellen der ersten 18 Reihe zur Vorderseite 15 umgelenkt wird. Im Gegensatz zu dem von der ersten Reihe 18 umgelenkten Licht, das aufgrund seines steilen Auftreffens auf die Vorderseite 15 dort austritt, erfährt das an den Störstellen der zweiten Reihe 20 umgelenkte Licht an der Vorderseite 15 noch interne Totalreflexionen, die es letztlich auf den gegenüberliegenden Rand der Vorderseite 15 richten. Dieser Rand ist in Form des wallartigen Vorsprungs so ausgestaltet, dass das dort eintreffende und letztlich von den Störstellen der zweiten Reihe 20 ausgehende Licht dort so steil auftrifft, dass es dort aus dem Lichtleiter 10 austritt und auf den Reflektor 12 fällt. Die Ausgestaltung der konkaven Übergangsfläche 17 erlaubt eine Beeinflussung des über die sekundäre Lichtaustrittsfläche 37 austretenden und anschließend auf den Reflektor 12 einfallenden Lichtbündels.

Der längs des langgestreckten Lichtleiters 10 verlaufende und dem wallartigen Vorsprung 36 zugewandt verlaufende Reflektor 12 ist durch seine Anordnung und Form dazu eingerichtet, das weitere Lichtbündel 34 so umzulenken, dass die Hauptausbreitungsrichtung des in dem weiteren Lichtbündel 34 propagierenden Lichtes nach der am Reflektor 12 erfolgenden Umlenkung eine größere Übereinstimmung mit der ersten Hauptausbreitungsrichtung als vor der Umlenkung besitzt.

Damit der Reflektor 12 gleichmäßig ausgeleuchtet wird, muss die sekundäre Lichtaustrittsfläche 37, also der dem Reflektor 12 zugwandte Teil der Oberfläche des wallartigen Vorsprungs 36 in geeigneter Form gestaltet werden.

Dazu existieren verschiedene Verfahren. Man kann beispielsweise die sekundäre Lichtaustrittsfläche 37 in bestimmte Abschnitte unterteilen, die sich dadurch auszeichnen, dass jeder dieser Abschnitte einen bestimmten Bereich der reflektierenden Oberfläche des Reflektors 12 beleuchtet. Die Unterteilung erfolgt bevorzugt so, dass alle Bereiche des Reflektors ähnlich hell erscheinen.

Dazu müssen die Abschnitt der sekundären Lichtaustrittsfläche jeweils entsprechend so geneigt angeordnet sein, dass das Licht in die richtige Richtung umgelenkt wird, und die Flächen der Abschnitte müssen so gekrümmt sein, dass der einem Abschnitt jeweils zugeordnete Bereich des Reflektors 12 vollständig beleuchtet wird. Je kleiner die Abschnitte gewählt werden, umso gleichmäßiger wird der Reflektor 12 beleuchtet. In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Abschnitte eine Kissenform oder eine Walzenform auf.

Im Querschnitt des Lichtleiters 10 ist die primäre Lichtauskoppelfläche, jeweils von Krümmungen der Flächen abgesehen, annähernd parallel zur sekundären Lichtauskoppelfläche. Das bedeutet in anderen Worten, dass die primäre Lichtauskoppelfläche 14 wenigstens eine Tangente 14.1 aufweist, die zu einer Tangente 37.1 der sekundären Lichtaustrittsfläche 37 parallel ist. Die Tangente 37.1 schließt mit der Hauptabstrahlrichtung des ersten Lichtbündels 32 bevorzugt einen rechten Winkel ein. Bevorzugt ist auch, dass die Tangenten 14.1 und 37.1 mit der der Längserstreckung des Lichtleiters folgenden Richtung ebenfalls einen rechten Winkel einschließen. Weiter ist bevorzugt, dass die Tangente 14. 1 die primäre Lichtaustrittsfläche 14 in einem zentralen Punkt berührt, der der ersten Reihe 18 von Störstellen in der Hauptabstrahlrichtung des ersten Lichtbündels 32 gegenüber liegt.

Die reflektierende Oberfläche des Reflektors 12 weist in einer bevorzugten Ausgestaltung eine spiegelnde Beschichtung, insbesondere eine metallische Beschichtung auf. In einer weiteren Ausgestaltung ist die vom Lichtleiter 10 aus beleuchtete Fläche des Reflektors 12 eine weiße Oberfläche. Alternativ dazu besitzt die vom Lichtleiter 10 aus beleuchtete Fläche des Reflektors 12 die Farbe der Signalfunktion der Leuchte, also zum Beispiel weiß für Tagfahrlicht und Positionslicht, gelb für Blinklicht und rot für Bremslicht und Schlusslicht. Die Oberflächenbeschaffenheit kann jeweils glänzend oder matt sein oder auch wenigstens einen glänzenden Teilbereich und einen matten Teilbereich aufweisen.