[0001] Die Erfindung betrifft eine Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung für einen
Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend:
- zumindest eine Lichtquelle zur Emission von Lichtstrahlen,
- einen der zumindest einen Lichtquelle zugeordneten Lichtleitkörper, wobei
der Lichtleitkörper einen Einkoppelabschnitt sowie einen Lichtaustrittsbereich umfasst,
wobei über den Einkoppelabschnitt Lichtstrahlen, welche von der zumindest einen Lichtquelle
emittiert werden, in den Lichtleitkörper eingekoppelt werden, und wobei
der Lichtleitkörper weiters einen Auskoppelabschnitt zum Auskoppeln zumindest eines
Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper umfasst, über welchen
Auskoppelschnitt eingekoppelte Lichtstrahlen zum Lichtaustrittsbereich abgelenkt werden,
sodass diese über den Lichtaustrittsbereich aus dem Lichtleiter austreten können,
wobei der Einkoppelabschnitt derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet ist, dass die
von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen in eine
erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung ausgerichtet werden, und wobei
der Lichtleitkörper weiters eine Umlenkeinrichtung mit zumindest einer Reflexionsfläche
umfasst, welche zumindest eine Reflexionsfläche eingerichtet ist, Lichtstrahlen, welche
im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung auf die Reflexionsfläche
einfallen, im Lichtleitkörper in eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung,
welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verläuft, umzulenken,
vorzugsweise mittels Totalreflexion,
und wobei der Auskoppelabschnitt Auskoppelelemente umfasst, welche Auskoppelelemente
dazu eingerichtet sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung auf die Auskoppelelemente
einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion, dass diese in eine
Austrittsrichtung, welche von der zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung abweicht,
über den Lichtaustrittsbereich aus dem Lichtleitkörper austreten.
[0002] Weiters betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer
solchen Vorrichtung.
[0003] Solche Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtungen werden zu verschiedenen Zwecken
in Kraftfahrzeugen oder in Kraftfahrzeugscheinwerfern eingesetzt. Signalleuchtvorrichtungen
werden beispielsweise als Seitenmarkierungsleuchten, die als eigenständige Baueinheiten
vorgesehen oder in einen Kraftfahrzeugscheinwerfer integriert sein können, verwendet.
Die Größe und das Design werden dabei zumeist von den Kraftfahrzeugherstellern vorgegeben,
wobei Designwünsche z.B. eine relativ große leuchtende Fläche für die Signalleuchtvorrichtung
bei gleichzeitig geringem Bauraum vorgeben.
[0004] Solche Designentwürfe, z.B. von Signallichtfunktionen/ Signalleuchtvorrichtungen
enthalten oftmals flächige Elemente wie Scheiben oder Dickwandoptiken, welche von
hinten mit entsprechenden optischen Elementen, insbesondere mit einem (oder mehreren)
Lichtleitkörpern mit möglichst einheitlicher Leuchtdichte durchleuchtet werden sollen.
[0005] Es ist daher wichtig, dass der Lichtleitkörper (oder die mehreren Lichtleitkörper)
der Signalleuchtvorrichtung eine Streuscheibe oder eine andere Optik, etwa eine Dickwandoptik,
der Signalleuchtvorrichtung oder des Kraftfahrzeugscheinwerfers gleichmäßig bzw. homogen
beleuchten.
[0006] Dieses Erfordernis tritt generell häufig bei Beleuchtungsvorrichtungen, die in Kraftfahrzeugen
oder Kraftfahrzeugscheinwerfern verwendet werden, auf.
[0007] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform einer eingangs
beschriebenen Signalleuchtvorrichtung oder Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
bereitzustellen, welche in Hinblick auf die oben beschriebenen Erfordernisse verbessert
ist.
[0008] Diese Aufgabe mit einer eingangs genannten Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung
dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß die Umlenkeinrichtung zumindest eine Auskoppelfläche
umfasst, welche Auskoppelfläche dazu eingerichtet ist, jenen Teil der Lichtstrahlen,
welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung auf die zumindest
eine Auskoppelfläche einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung
aus dem Lichtleitkörper austreten.
[0009] Der Lichtleitkörper weist typischer Weise einen oder zwei, manchmal auch mehr Lichtleitfinger
auf, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, in welche Licht
von der Lichtquelle in den Lichtleitkörper eingekoppelt wird, verlaufen (die/ der
Lichtleitfinger verlaufen in die oder in zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung(en)).
[0010] Mit der Erfindung wird Licht aus der Lichtquelle in die diese Richtung(en) der quer
zur Haupt-Lichtausbreitungsrichtung, die in eingebautem Zustand der Vorrichtung in
ein Kraftfahrzeug z.B. der Fahrzeuglängsachse entspricht, verteilt, um dann in dem/den
Lichtleitfinger(n) wieder in die erste Hauptausbreitungsrichtung umgelenkt zu werden.
[0011] Im zentralen Bereich, gegenüber der Lichtquelle, kann in Folge der erfindungsgemäßen
Ausgestaltung des Lichtleitkörpers ein Teil des sich in die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
bewegenden Lichtes aus dem Lichtleitkörper austreten, sodass eine beispielsweise sich
vor dem Lichtleitkörper angeordnete Optik (Streuscheibe, Dickwandoptik, ...) auch
in diesem Bereich, d.h. "vor" der Lichtquelle liegend, beleuchtet werden. Der andere
Teil des eingekoppelten Lichtes wird totalreflektiert und tritt in den oder die Lichtleitfinger
ein und wie oben beschrieben aus diesem/diesen in die erste Lichtausbreitungsrichtung
wieder aus.
[0012] Es können somit einerseits zentrale Bereiche vor der Lichtquelle und dem Einkoppelbereich
beleuchtet werden, andererseits aber auch durch die Totalreflexionen Bereiche beleuchtet
werden, welche weiter weg von der Lichtquelle (vor dem/den Lichleitfinger(n)) liegen.
Somit kann die Homogenität deutlich verbessert werden, außerdem kann das Licht der
Lichtquelle effizienter genutzt werden, und wenn die Lichtquelle LED's umfasst, können
beispielsweise LED's eingespart oder schwächere LEDs verwendet werden.
[0013] Der Lichtleitkörper besteht beispielsweise aus einem transparenten, lichtleitenden
Material, z.B. einem transparenten Polycarbonat, etwa Tarflon.
[0014] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung mehrere Reflexionsflächen
aufweist, welche Lichtstrahlen in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
umlenken. Dies bezieht sich beispielsweise auf einen Lichtleitkörper, bei welchem
genau eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung vorgesehen ist, d.h. das Licht
in einen Lichtleitfinger des Lichtleitkörpers umgelenkt wird. (Siehe dazu auch die
weiter untenstehenden Erörterungen.)
[0015] Es kann vorgesehen sein, dass die Umlenkeinrichtung mehrere Auskoppelflächen umfasst,
welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung auf sie einfallende
Lichtstrahlen derart brechen, dass diese in Austrittsrichtung aus dem Lichtleitkörper
austreten.
[0016] Bevorzugt sind Reflexionsflächen und Auskoppelflächen zueinander benachbart, insbesondere
aneinander angrenzend, angeordnet sind, wobei vorzugsweise je zwei benachbarte Reflexionsflächen/Auskoppelflächen
durch je eine Auskoppelfläche/Reflexionsfläche getrennt sind. Beispielsweise kann
diese für ein möglichst homogenes Austreten des Lichtes im zentralen Bereich, der
Lichtquelle gegenüberliegend, von Vorteil sein.
[0017] Beispielsweise stehen je eine Auskoppelfläche und je eine dazu benachbarte Reflexionsfläche
als ein prismenartiger Körper dem Lichtleitkörper vor, oder sie bilden ein Prisma.
[0018] Die prismenartigen Körper können prinzipiell als eigenständige Körper oder als ein
eigenständiger Körper, vorzugsweise aus demselben Material wie der Lichtleitkörper,
gebildet sein und mit dem Lichtleitkörper verbunden sind. Vorzugsweise sind die prismenartigen
Körper aber einstückig mit dem Lichtleitkörper ausgebildet, also aus einem Stück/Teil
gebildet.
[0019] Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Auskoppelfläche, insbesondere mehrere
oder alle Auskoppelflächen normal auf die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
stehen.
[0020] Anders gesagt kann der Normalvektor auf die zumindest einen Auskoppelfläche bzw.
können die Normalvektoren auf die mehreren oder auf alle Auskoppelflächen parallel
zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verlaufen.
[0021] Es kann von Vorteil sein, wenn die zumindest eine Reflexionsfläche, insbesondere
mehrere oder alle Reflexionsflächen unter einem Winkel ungleich 0° zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
verlaufen und vorzugsweise von den Auskoppelflächen weggerichtet, insbesondere in
Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung weglaufend, angeordnet sind, wobei beispielsweise
mehrere oder alle Reflexionsflächen unter dem gleichen Winkel geneigt sind.
[0022] Beispielsweise liegen diese Winkel jeweils in einem Bereich von 20° - 45°, vorzugsweise
bei 45°, gemessen zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung.
[0023] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Auskoppelelemente des Auskoppelabschnitts
als Prismen bzw. prismenartige Körper ausgebildet sind.
[0024] Wiederum gilt, dass die prismenartigen Körper prinzipiell als eigenständige Körper
oder als ein eigenständiger Körper, vorzugsweise aus demselben Material wie der Lichtleitkörper,
gebildet sein und mit dem Lichtleitkörper verbunden sein können. Vorzugsweise sind
die prismenartigen Körper aber einstückig mit dem Lichtleitkörper ausgebildet, es
liegt also nur ein Stück/Teil vor.
[0025] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Umlenkeinrichtung mehrere Reflexionsflächen
umfasst, wobei ein oder mehrere erste Reflexionsflächen Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen
in Hauptabstrahlrichtung auf die erste Reflexionsfläche einfallen, im Lichtleitkörper
in eine sogenannte "erste" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, welche quer
zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verläuft, umlenken, und ein oder
mehrere zweite Reflexionsflächen Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung
auf die erste Reflexionsfläche einfallen, im Lichtleitkörper in eine sogenannte "zweite"
zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
verläuft, und welche nicht identisch zu der "ersten" zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung,
insbesondere dieser entgegen gerichtet ist, umlenken.
[0026] Zur Vereinfachung kann die "erste" zweite Richtung auch als zweite Richtung bezeichnet,
die "zweite" zweite Richtung auch als dritte Richtung bezeichnet werden.
[0027] Die oben beschriebene Konstellation entspricht einer typischen Situation, wo sich
der Lichtleitkörper nach dem Einkoppelbereich in zwei Richtungen, in welche die sogenannten
Lichtleitfinger verlaufen, aufspaltet, von denen einer in die zweite Richtung, einer
in die dritte Richtung verläuft. Beispielsweise sind die zweite und dritte Richtung
einer entgegengerichtet, schließen also einen Winkel von 180° zueinander ein.
[0028] Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung orthogonal
zu einer zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, insbesondere orthogonal zu
beiden zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtungen ist.
[0029] Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsfläche bereichsweise oder vollständig
als Ebene ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die ebenen Bereiche bzw. die Ebene orthogonal
zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung angeordnet sind bzw. ist.
[0030] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung weiters eine Optik, etwa eine
Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, welche in Austrittsrichtung nach der Lichtaustrittsfläche
des Lichtleitkörpers angeordnet ist, umfasst, wobei die Optik zumindest eine optische
Wirkfläche aufweist, welche Wirkfläche dazu eingerichtet ist, einfallende Lichtstrahlen
zu brechen, und wobei vorzugsweise die optische Wirkfläche unter einem Winkel ungleich
0° zu der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters geneigt ist, und/oder vorzugsweise
die optische Wirkfläche in Form einer Ebene ausgebildet ist.
[0031] Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Optik mehrere optische Elemente, z.B. auf
der optischen Wirkfläche und/oder einer der optischen Wirkfläche abgewandten Optik-Lichtaustrittfläche,
aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei
vorzugsweise die optischen Elemente auf der Wirkfläche dazu eingerichtet sind, einfallendes
Licht zu streuen, und/oder wobei die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche
dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu
streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
[0032] Beispielsweise ist die zumindest eine Lichtquelle als LED ausgebildet oder umfasst
zumindest eine LED.
[0033] Die Erfindung betrifft außerdem ein Beleuchtungssystem für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
wobei das Beleuchtungssystem zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen wie vorstehend
beschrieben umfasst, wobei jede Beleuchtungsvorrichtung zumindest einen, vorzugsweise
zwei Lichtleitfinger aufweist, und wobei die Beleuchtungsvorrichtungen derart angeordnet
sind, dass jeweils ein Lichtleitfinger einer Beleuchtungsvorrichtung an einen Lichtleitfinger
einer benachbarten Beleuchtungsvorrichtung anschließt, insbesondere an diesen direkt
angrenzt, insbesondere in dem die Lichtleitkörper einstückig miteinander ausgebildet
bzw. verbunden sind, und wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper der Beleuchtungsvorrichtungen
derart angeordnet sind, dass die Austrittsrichtungen der Lichtleitkörper parallel
zueinander verlaufen.
[0034] Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquellen der Beleuchtungsvorrichtungen in einer
Ebene angeordnet, beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte, d.h. allgemein
gesprochen auf einem Halleiterträger angeordnet sind, und wobei vorzugsweise die Lichtquellen
identisch ausgerichtet und/oder vorzugsweise von identischer Bauart sind.
[0035] Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Optik, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik,
vorgesehen ist, welche in Austrittsrichtung nach den Lichtleitkörpers angeordnet ist,
und zu den Lichtleitkörpern beabstandet oder vorzugsweise mit diesen einstückig ausgebildet
ist, wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper und die Optik aus demselben Material gebildet
sind.
[0036] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Optik mehrere optische Elemente, insbesondere
auf einer Optik-Lichtaustrittfläche, aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken
und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche
dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu
streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
[0037] Dies erlaubt es, das Beleuchtungssystem beispielsweise schräg in ein Kraftfahrzeug
einzubauen, sodass die Austrittsrichtung aus den Lichtleitkörpern schräg zu einer
Längsachse des Kraftfahrzeuges verläuft, wobei durch die optischen Elemente die Lichtstrahlen
aber in Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeuges gerichtet werden können.
[0038] Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenso gelöst durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
mit zumindest einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit einem erfindungsgemäßen
Beleuchtungssystem.
[0039] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei zeigt
Fig. 1 einen Schnitt, beispielsweise einen Horizontalschnitt, durch einen Lichtleitkörper
einer erfindungsgemäßen Beleuchtungs- bzw. Signalleuchtvorrichtung,
Fig. 2 einen vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus Figur 2,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Beleuchtungs- oder Signalleuchtvorrichtung
mit einem Lichtleitkörper aus Figur 1,
Fig. 4 ein Beleuchtungssystem mit mehreren erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen,
und
Fig. 5 einen beispielhaften Strahlenverlauf bei einem Beleuchtungssystem gemäß Figur
4.
[0040] Figur 1 zeigt einen Lichtleitkörper 100 für eine Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung
10 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wie sie beispielhaft in Figur 3 gezeigt ist.
Über eine nicht dargestellte Lichtquelle 50, welche Lichtstrahlen emittieren kann,
werden diese Lichtstrahlen in den zugeordneten Lichtleitkörper 100 eingekoppelt bzw.
eingespeist. Die Lichtquelle ist z.B. als LED ausgebildet oder umfasst ein oder mehrere
LEDs. Dazu umfasst der Lichtleitkörper 100 einen Einkoppelabschnitt 110, über dessen
Grenzfläche(n) Licht der Lichtquelle in den Lichtleitkörper 100 eingespeist wird.
[0041] Weiters verfügt der Lichtleitkörper 100 über einen Auskoppelabschnitt 150 zum Auskoppeln
zumindest eines Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper 100,
über welchen Auskoppelschnitt 150 eingekoppelte Lichtstrahlen zu einem Lichtaustrittsbereich
160 der Lichtleitkörpers abgelenkt werden, sodass diese über den Lichtaustrittsbereich
160 aus dem Lichtleiter 100 austreten können. Vorzugsweise ist dabei der der Auskoppelabschnitt
150 derart ausgebildet, dass die dort auftreffenden Lichtstrahlen totalreflektiert
und so zum Lichtaustrittsbereich 160 umgelenkt werden.
[0042] Der Einkoppelabschnitt 110 ist derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet, dass die
von der Lichtquelle 50 emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen in eine erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X ausgerichtet werden. Außerdem weist der Lichtleitkörper 100 eine Umlenkeinrichtung
200 mit einer Reflexionsfläche 210, welche zumindest eine Reflexionsfläche 210 eingerichtet
ist, Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X auf die Reflexionsfläche 210 einfallen, im Lichtleitkörper 100 in eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
Y, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X verläuft, umzulenken,
vorzugsweise mittels Totalreflexion.
[0043] Das umgelenkte Licht bewegt sich somit in einen sich in Richtung Y verlaufenden Lichtleitfinger
110a des Lichtleitkörpers 100. In dem gezeigten Beispiel ist der Lichtleitkörper 100
derart ausgebildet, dass er weiters einen zweiten Lichtleitfinger 110b aufweist, der
sich entlang einer weiteren zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y', welche
quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X verläuft, erstreckt, welche
nicht identisch zu der "ersten" zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y ist.
Auch in diesen Lichtleitfinger 110b bzw. in die weitere zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
Y' wird wie vorstehend beschrieben bei dieser Ausführungsform Licht umgelenkt.
[0044] Die Erfindung kann aber auch nur mit einer zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung,
aber auch mit mehr als zwei solcher Richtungen realisiert sein.
[0045] Zur Vereinfachung der Beschreibung kann die "erste" zweite Richtung auch als zweite
Richtung und die "zweite" zweite Richtung auch als dritte Richtung bezeichnet werden.
[0046] Beispielsweise sind die zweite und dritte Richtung einer entgegengerichtet, schließen
also einen Winkel von 180° zueinander ein, und stehen beispielsweise orthogonal auf
die Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X.
[0047] Der Auskoppelabschnitt 150 umfasst Auskoppelelemente 151, welche dazu eingerichtet
sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung Y (bzw. in Richtung Y') auf die Auskoppelelemente
151 einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion, dass diese
in eine Austrittsrichtung Z, welche von der zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
Y, Y' abweicht, über den Lichtaustrittsbereich 160 aus dem Lichtleitkörper 100 austreten.
[0048] Die Lichtaustrittsfläche 160 kann bereichsweise oder vollständig als Ebene ausgebildet
sein, wobei vorzugsweise die ebenen Bereiche bzw. die Ebene orthogonal zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X angeordnet sind bzw. ist.
[0049] Die Umlenkeinrichtung 200 weist Auskoppelflächen 220 auf, welche dazu eingerichtet
sind, jenen Teil der Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X auf sie einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung Z aus dem
Lichtleitkörper 100 austreten.
[0050] Im zentralen Bereich, gegenüber der Lichtquelle, kann somit sich in die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X bewegendes Licht aus dem Lichtleitkörper austreten, sodass eine beispielsweise sich
vor dem Lichtleitkörper angeordnete Optik (Streuscheibe, Dickwandoptik, ...) auch
in diesem Bereich, d.h. "vor" der Lichtquelle liegend, beleuchtet wird.
[0051] Wie in Figur 1 und 2 zu erkennen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung
200 mehrere Reflexionsflächen 210 aufweist, welche Lichtstrahlen in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
Y, Y' umlenken.
[0052] Die Umlenkeinrichtung 200 verfügt vorzugsweise über mehrere Auskoppelflächen 220,
welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X auf sie einfallende
Lichtstrahlen derart brechen, dass diese in Austrittsrichtung Z aus dem Lichtleitkörper
100 austreten.
[0053] Bevorzugt sind Reflexionsflächen 200 und Auskoppelflächen 220 zueinander benachbart,
insbesondere aneinander angrenzend, und einander abwechselnd (Reflexionsfläche - Auskoppelfläche
- Reflexionsfläche - ...) angeordnet, d.h. je zwei benachbarte Reflexionsflächen/
Auskoppelflächen sind durch je eine Auskoppelfläche/Reflexionsfläche getrennt sind.
Beispielsweise kann diese für ein möglichst homogenes Austreten des Lichtes im zentralen
Bereich, der Lichtquelle gegenüberliegend, von Vorteil sein.
[0054] Die Auskoppelflächen und/oder die Reflexionsflächen können beispielsweise eben ausgebildet
sein oder konkav oder konvex gekrümmt sein, der Übergang zwischen Auskoppelflächen
und Reflexionsflächen kann unstetig, d.h. z.B. über eine Kante, aber auch über einen
verrundeten Übergang erfolgen.
[0055] Es kann vorgesehen sein, dass die Auskoppelflächen 220 normal auf die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X stehen.
[0056] Die Reflexionsflächen 210 sind typischer Weise unter einem Winkel ungleich 0° zu
der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X geneigt und sind vorzugsweise von
den Auskoppelflächen 220 weggerichtet, insbesondere in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X weglaufend, angeordnet. Vorzugsweise sind dabei alle Reflexionsflächen 210 unter
dem gleichen Winkel geneigt.
[0057] Beispielsweise liegt dieser oder liegen diese Winkel jeweils in einem Bereich von
20° - 45°, vorzugsweise bei 45°, gemessen zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
X.
[0058] Figur 3 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
10, bei der zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Lichtleitkörper 100 noch eine
Optik 300 vorgesehen ist, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, welche in
Austrittsrichtung Z nach der Lichtaustrittsfläche 160 des Lichtleitkörpers 100 angeordnet
ist. Die Optik 300 kann wie gezeigt einen Abstand zu der Lichtaustrittsfläche 160
aufweisen, oder sie liegt unmittelbar an der Lichtaustrittsfläche 160 an.
[0059] Wenn in letzterem Fall, bei dem die Optik 300 an der Lichtaustrittsfläche 160 anliegt
und Optik 300 und Lichtleitkörper 100 aus demselben Material, insbesondere einstückig,
gefertigt sind, gehen die Lichtstrahlen ohne Ablenkung/Brechung von dem Lichtleitkörper
100 in die Optik 300 über. Die Lichtaustrittsfläche 160 ist in diesem Fall lediglich
ein gedankliches Konstrukt, da in Realität keine tatsächliche konstruktive Trennung
in unterschiedliche Bauteile gegeben ist.
[0060] Wenn die Optik 300 zu dem Lichtleitkörper 100, wie dargestellt, beabstandet ist,
weist die Optik eine Wirkfläche 310 auf, welche der Lichtaustrittsfläche 160 des Lichtleitkörpers
100 zugewendet ist, und welche Wirkfläche 310 dazu eingerichtet ist, einfallende Lichtstrahlen
zu brechen, sodass die Lichtstrahlen in die Optik 300 in einer gewünschten Richtung
oder in gewünschte Richtungen eintreten und sich in der Optik 300 fortpflanzen.
[0061] Die optische Wirkfläche 310 kann unter einem Winkel ungleich 0° zu der Lichtaustrittsfläche
160 des Lichtleiters 100 geneigt ist, und/oder es kann vorgesehen sein, dass die optische
Wirkfläche 310 in Form einer Ebene ausgebildet ist.
[0062] Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Optik 300 mehrere optische Elemente 311,
z.B. auf der optischen Wirkfläche 310 und/oder auf einer der optischen Wirkfläche
310 abgewandten Optik-Lichtaustrittfläche 350, aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder
Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Elemente
311 auf der Wirkfläche 310 dazu eingerichtet sind, einfallendes Licht zu streuen,
und/oder wobei die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche dazu einrichtet
sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder
in eine gewünschte Richtung zu lenken.
[0063] Die Figuren 4 und 5 zeigen ein Beleuchtungssystem 1000 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
wobei das beispielhaft gezeigte Beleuchtungssystem 1000 vier erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtungen
10a, 10b, 10c, 10d aufweist.
[0064] Jede Beleuchtungsvorrichtung 10a, 10b, 10c, 10d weist zwei Lichtleitfinger 110a,
110b auf, welche sich jeweils in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtungen
Y, Y' erstrecken. Die Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d sind derart angeordnet
sind, dass jeweils ein Lichtleitfinger 110b einer Beleuchtungsvorrichtung 10a, 10b,
10c an einen Lichtleitfinger 110a der benachbarten Beleuchtungsvorrichtung 10b, 10c,
10d anschließt, insbesondere sind die Lichtleitkörper 110 einstückig miteinander ausgebildet.
[0065] Die Lichtleitkörper 100 der Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d sind derart
angeordnet, dass die Austrittsrichtungen Z der Lichtleitkörper 100 parallel zueinander
verlaufen.
[0066] Die Lichtquellen 50 der Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d sind in einer
Ebene angeordnet und sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte 150 angeordnet, wobei
die Lichtquellen 150 identisch ausgerichtet und vorzugsweise von identischer Bauart
sind.
[0067] Weiters ist eine Optik 300, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, vorgesehen.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Optik einstückig mit den Lichtleitkörpern
100 ausgebildet, und vorzugsweise ist die Optik 300 aus demselben Material wie die
Lichtleitkörper 100 gebildet, sodass, wie dies weiter oben schon einmal beschrieben
wurde, die Lichtaustrittsfläche 160 eine gedankliche Fläche ist, da beim "Übergang"
von einem Lichtleitkörper 100 in die Optik 300 keine Brechung stattfindet und somit
eine reale Fläche 160 nicht festgelegt ist.
[0068] Die Optik 300 weist an ihrer Optik-Lichtaustrittfläche 350 optische Elemente 312
auf, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, mittels welcher
das aus der Optik 300 austretende Licht in eine gewünschte Richtung Z' gelenkt werden
kann. Dies erlaubt es, das Beleuchtungssystem beispielsweise schräg in ein Kraftfahrzeug
einzubauen, sodass die Austrittsrichtung aus den Lichtleitkörpern schräg zu einer
Längsachse des Kraftfahrzeuges verläuft, wobei durch die optischen Elemente 312 die
Lichtstrahlen aber in Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeuges, insbesondere in
einen HV-Punkt, gerichtet werden können.
[0069] Mit einem solchen Beleuchtungssystem kann selbst bei einem schrägen Einbau auf die
Verwendung mehrerer Leiterplatten verzichtet werden, und da die aus den Lichtquellen
austretende Lichtmenge optimal genutzt werden kann, kann eine gewünschte Lichtverteilung
oder Signalisierungsfunktion mit wenigen Lichtquellen realisiert werden.
1. Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer,
umfassend:
- zumindest eine Lichtquelle (50) zur Emission von Lichtstrahlen,
- einen der zumindest einen Lichtquelle (50) zugeordneten Lichtleitkörper (100), wobei
der Lichtleitkörper (100) einen Einkoppelabschnitt (110) sowie einen Lichtaustrittsbereich
(160) umfasst, wobei über den Einkoppelabschnitt (110) Lichtstrahlen, welche von der
zumindest einen Lichtquelle (50) emittiert werden, in den Lichtleitkörper (100) eingekoppelt
werden, und wobei
der Lichtleitkörper (100) weiters einen Auskoppelabschnitt (150) zum Auskoppeln zumindest
eines Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper (100) umfasst,
über welchen Auskoppelschnitt (150) eingekoppelte Lichtstrahlen zum Lichtaustrittsbereich
(160) abgelenkt werden, sodass diese über den Lichtaustrittsbereich (160) aus dem
Lichtleiter (100) austreten können,
wobei der Einkoppelabschnitt (110) derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet ist, dass
die von der zumindest einen Lichtquelle (50) emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen
in eine erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) ausgerichtet werden, und wobei
der Lichtleitkörper (100) weiters eine Umlenkeinrichtung (200) mit zumindest einer
Reflexionsfläche (210) umfasst, welche zumindest eine Reflexionsfläche (210) eingerichtet
ist, Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(X) auf die Reflexionsfläche (210) einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine zweite
Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(X) verläuft, umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion,
und wobei der Auskoppelabschnitt (150) Auskoppelelemente (151) umfasst, welche Auskoppelelemente
(151) dazu eingerichtet sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung (Y) auf die
Auskoppelelemente (151) einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion,
dass diese in eine Austrittsrichtung (Z), welche von der zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(Y) abweicht, über den Lichtaustrittsbereich (160) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umlenkeinrichtung (200) zumindest eine Auskoppelfläche (220) umfasst, welche Auskoppelfläche
(220) dazu eingerichtet ist, jenen Teil der Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen
in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) auf die zumindest eine Auskoppelfläche
(220) einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung (Z) aus dem Lichtleitkörper
(100) austreten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umlenkeinrichtung (200) mehrere Reflexionsflächen
(210) aufweist, welche Lichtstrahlen in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(Y) umlenken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Umlenkeinrichtung (200) mehrere Auskoppelflächen
(220) umfasst, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(X) auf sie einfallende Lichtstrahlen derart brechen, dass diese in Austrittsrichtung
(Z) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Reflexionsflächen (200) und Auskoppelflächen
(220) zueinander benachbart, insbesondere aneinander angrenzend, angeordnet sind,
wobei vorzugsweise je zwei benachbarte Reflexionsflächen/ Auskoppelflächen durch je
eine Auskoppelfläche/ Reflexionsfläche getrennt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei je eine Auskoppelfläche (220)
und je eine dazu benachbarte Reflexionsfläche (210) als ein prismenartiger Körper
dem Lichtleitkörper (100) vorstehen oder ein Prisma bilden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine Auskoppelfläche
(220), insbesondere mehrere oder alle Auskoppelflächen (220) normal auf die erste
Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) stehen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zumindest eine Reflexionsfläche
(210), insbesondere mehrere oder alle Reflexionsflächen (210) unter einem Winkel ungleich
0° zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verlaufen und vorzugsweise
von den Auskoppelflächen (220) weggerichtet, insbesondere in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(X) weglaufend, angeordnet sind, wobei beispielsweise mehrere oder alle Reflexionsflächen
(210) unter dem gleichen Winkel geneigt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Auskoppelelemente (151) des
Auskoppelabschnitts (150) als Prismen bzw. prismenartige Körper ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Umlenkeinrichtung (200) mehrere
Reflexionsflächen (210) umfasst, wobei ein oder mehrere erste Reflexionsflächen (210)
Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung (X) auf die erste Reflexionsfläche
(210) einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine sogenannte "erste" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(Y), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verläuft,
umlenken, und ein oder mehrere zweite Reflexionsflächen (210) Lichtstrahlen, welche
im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung (X) auf die erste Reflexionsfläche (210)
einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine sogenannte "zweite" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(Y'), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verläuft,
und welche nicht identisch zu der "ersten" zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(Y), insbesondere dieser entgegen gerichtet ist, umlenken.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung
(X) orthogonal zu einer zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y, Y'), insbesondere
orthogonal zu beiden zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtungen (Y, Y') ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lichtaustrittsfläche (160)
bereichsweise oder vollständig als Ebene ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die ebenen
Bereiche bzw. die Ebene orthogonal zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X)
angeordnet sind bzw. ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend weiters eine Optik (300),
etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, welche in Austrittsrichtung (Z) nach
der Lichtaustrittsfläche (160) des Lichtleitkörpers (100) angeordnet ist,
wobei die Optik (300) zumindest eine optische Wirkfläche (310) aufweist, welche Wirkfläche
(310) dazu eingerichtet ist, einfallende Lichtstrahlen zu brechen, und wobei vorzugsweise
die optische Wirkfläche (310) unter einem Winkel ungleich 0° zu der Lichtaustrittsfläche
(160) des Lichtleiters (100) geneigt ist, und/oder vorzugsweise die optische Wirkfläche
(310) in Form einer Ebene ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (300) mehrere optische Elemente (311), z.B. auf der optischen Wirkfläche
(310) und/oder einer der optischen Wirkfläche (310) abgewandten Optik-Lichtaustrittfläche
(350), aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken,
wobei vorzugsweise die optischen Elemente (311) auf der Wirkfläche (310) dazu eingerichtet
sind, einfallendes Licht zu streuen, und/oder wobei die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche
dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu
streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zumindest eine Lichtquelle
(50) als LED ausgebildet ist oder zumindest eine LED umfasst.
15. Beleuchtungssystem (1000) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei das Beleuchtungssystem
(1000) zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) nach einem der
Ansprüche 1 bis 14 umfasst, wobei jede Beleuchtungsvorrichtung (10a, 10b, 10c, 10d)
zumindest einen, vorzugsweise zwei Lichtleitfinger (110a, 110b) aufweist, und wobei
die Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) derart angeordnet sind, dass jeweils
ein Lichtleitfinger (110b) einer Beleuchtungsvorrichtung (10a, 10b, 10c) an einen
Lichtleitfinger (110a) einer benachbarten Beleuchtungsvorrichtung (10b, 10c, 10d)
anschließt, insbesondere an diesen direkt angrenzt, insbesondere in dem die Lichtleitkörper
(110) einstückig miteinander ausgebildet bzw. verbunden sind, und wobei vorzugsweise
die Lichtleitkörper (100) der Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) derart
angeordnet sind, dass die Austrittsrichtungen (Z) der Lichtleitkörper (100) parallel
zueinander verlaufen.
16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 15, wobei die Lichtquellen (50) der Beleuchtungsvorrichtungen
(10a, 10b, 10c, 10d) in einer Ebene angeordnet, beispielsweise auf einer gemeinsamen
Leiterplatte (150) angeordnet sind, und wobei vorzugsweise die Lichtquellen (150)
identisch ausgerichtet und/oder vorzugsweise von identischer Bauart sind.
17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei es eine Optik (300), etwa eine
Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, aufweist, welche in Austrittsrichtung (Z) nach
den Lichtleitkörpers (100) angeordnet ist, und zu den Lichtleitkörpern beabstandet
oder vorzugsweise mit diesen einstückig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper
(100) und die Optik (300) aus demselben Material gebildet sind.
18. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Optik (300) mehrere
optische Elemente (312), insbesondere auf einer Optik-Lichtaustrittfläche (350), aufweist,
z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise
die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche (350) dazu einrichtet sind, das
über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder in eine gewünschte
Richtung (Z') zu lenken.
19. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche
1 bis 14 bzw. einem Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18.