DE602004004490T2 - Signal- oder Beleuchtungseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, des Typs mit wenigstens einer Lichtquelle, die eine Hauptlichtabgaberichtung ermöglicht, und wenigstens einem länglichen Lichtleiter, der an einem Ende von der Lichtquelle beleuchtet wird, wobei der Lichtleiter das Licht quer zu seiner Länge zu streuen vermag.
  • EP-A-0 515 921 zeigt eine Vorrichtung dieses Typs, die zur Beleuchtung innen im Fahrzeug vorgesehen ist, indem sie in einen Türgriff integriert ist. Die Lichtstärke entlang einer zur Länge des Lichtleiters orthogonalen Richtung weist keinen bevorzugten Bereich auf und bleibt relativ schwach.
  • Wünschenswert ist aber auch, dass eine allgemein zur Außenseite eines Fahrzeugs gerichtete Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung durch andere Autofahrer oder Fußgänger wahrgenommen werden kann.
  • Aus dem Dokument WO 99/09349 ist eine Beleuchtungs- oder Signalvorrichtung bekannt, bei der der Lichtleiter wenigstens in der Nähe der Lichtquelle eine Längsachse aufweist, die quer zur Hauptlichtabgaberichtung derart angeordnet ist, dass ein Teil des Lichtstroms der Lichtquelle unabhängig von dem Lichtleiter eine erste Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion mit relativ hoher Lichtstärke auszuführen vermag, und eine zweite lineare Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion mit geringerer Lichtstärke entlang der Länge des Lichtleiters erfolgt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es vor allem, eine Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung des oben definierten Typs bereitzustellen, die es ermöglicht, das von der Lichtquelle abgegebene Licht besser auszunutzen und wenigstens einen Bereich mit hoher Lichtstärke in Kombination mit wenigstens einem Bereich des Lichtleiters zu erzeugen, der mit einer geringeren Lichtstärke leuchtet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die einfach und robust ist und es gleichzeitig ermöglicht, Bereiche eines Fahrzeugs ausreichend zu kennzeichnen.
  • Die Beleuchtungs- oder Signalvorrichtung umfasst erfindungsgemäß ein der Lichtquelle zugeordnetes optisches System zum Konzentrieren der Lichtabgabe in der Hauptrichtung, das eine Vorsatzlinse aus lichtdurchlässigem Material mit Facetten aufweist, die in Winkeln ausgerichtet sind, die dazu geeignet sind, interne Reflexionen des Lichts vor dessen Austritt zu gewährleisten und eine Zielfunktion zu erfüllen.
  • Die erste, unmittelbar von der Lichtquelle ausgeführte Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion wird auf diese Weise verstärkt. Ein derartiges optisches System wird auch als "Lichtmotor" bezeichnet.
  • Die Lichtquelle vermag allgemein auch in schräg verlaufende Richtungen Licht zu emittieren, und die Lichtquelle vermag die erste Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion in der Hauptlichtabgaberichtung auszuführen, während die zweite lineare Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion entlang der Länge des Lichtleiters durch Lichtabgabe in die schräg verlaufenden Richtungen ausgeführt wird.
  • Vorzugsweise umfasst die Lichtquelle wenigstens eine Leuchtdiode, die im Wesentlichen in einer Kugelhälfte leuchtet, und der Lichtleiter verläuft wenigstens in der Nähe der Lichtquelle mit seiner Längsachse orthogonal zu der Hauptlichtabgaberichtung.
  • Mehrere Lichtleiter können ein und derselben Lichtquelle zugeordnet und dabei um die Hauptlichtabgaberichtung herum winkelförmig verteilt sein.
  • Die Lichtleiter können gerade oder gekrümmt sein.
  • Die Lichtquelle kann in einer mittigen Position zwischen wenigstens zwei Lichtleitern platziert sein, die bezüglich der Lichtquelle insbesondere symmetrisch und insbesondere fluchtend angeordnet sind.
  • Die Vorrichtung kann mehrere Lichtquellen umfassen, die durch transversal streuende Lichtleiter miteinander verbunden sind.
  • Ein Lichtleiter kann wenigstens einen neutralen Bereich umfassen, in dem keine transversale Lichtstreuung erfolgt.
  • Die Vorrichtung kann eine Sammellinse mit einer an der Lichtquelle angelegten konvexen Seite aufweisen, die zum Erzeugen des Hauptlichtbündels ausgerichtet ist.
  • Eine Sammellinse kann am Ende eines jeden Lichtleiters benachbart zur Lichtquelle vorgesehen sein, um die Lichtstrahlen in den Leiter zu kollimieren.
  • Die zu beiden Seiten der Lichtquelle angeordneten Lichtleiter können ein einziges Stück bilden, das eine Aufnahme für die Lichtquelle umfasst, wobei die dem Ende der Lichtleiter entsprechenden Seiten der Aufnahme konvex sind, um die Lichtstrahlen in die Leiter zu konzentrieren.
  • Die Lichtstreuung durch den Lichtleiter erfolgt durch eine Seite, die bezüglich der Lichtabgabe rückseitig angeordnet ist. Diese Seite weist Rippen oder optische Mikromuster auf und ist zum besseren Reflektieren des Lichts vorzugsweise mit einer Metallschicht überzogen.
  • Die Breite des Streubereichs kann so festgelegt sein, dass das Feld der sichtbaren Leuchtdichte zum Beispiel um einem Winkel von +/– 10° erweitert ist.
  • Als Variante umfasst die Lichtquelle mehrere Einzellichtquellen, die wenigstens in zwei Untergruppen aufgeteilt sind, wobei eine der Untergruppen einem optischen System zugeordnet ist, um eine Hauptsignalgebungs- oder -beleuchtungsfunktion auszuführen, und die andere Untergruppe mit wenigstens einem Lichtleiter zusammenwirkt, um eine Zusatzfunktion mit großer Erstreckung auszuführen.
  • Neben den oben dargestellten Anordnungen umfasst die Erfindung eine gewisse Anzahl weiterer Anordnungen, auf die anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend noch näher eingegangen wird, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, jedoch keinerlei einschränkenden Charakter haben.
  • Diese Zeichnungen zeigen in:
  • 1 eine Teilschnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang einer Ebene, die durch die Längsachse der zu beiden Seiten der Lichtquelle angeordneten Lichtleiter verläuft;
  • 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus 1;
  • 3 in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Endes des Lichtleiters in größerem Maßstab von der Rückseite aus gesehen;
  • 4 einen geschnittenen perspektivischen Aufriss der Lichtquelle von vorne mit einer optischen Vorsatzlinse zum Konzentrieren des Lichts und dem Anfang eines Lichtleiters;
  • 5 eine perspektivische Ansicht der Rückseite in Bezug auf 4;
  • 6 eine Gesamtansicht von Lichtleitern und eines zentralen optischen Systems des oben beschriebenen Typs in kleinerem Maßstab;
  • 7 einen Querschnitt des Lichtleiters mit Darstellung des Lichtwegs;
  • 8 bis 11 mögliche Ausführungsvarianten mit geraden oder gekrümmten Lichtleitern;
  • 12 eine Vorrichtung mit drei fluchtend angeordneten Lichtleitern, zwei Lichtquellen zwischen zwei Leitern und zwei äußeren Lichtquellen;
  • 13 eine Vorrichtung mit Lichtleiter, die an jedem Ende mit einer Lichtquelle versehen ist und unbeleuchtete neutrale Bereiche umfasst;
  • 14 einen Teillängsschnitt eines Stücks, das zwei Lichtleiter zu beiden Seiten einer Aufnahme bildet, die zur Aufnahme der Lichtquelle bestimmt ist;
  • 15 einen Querschnitt entlang der Linie XV-XV aus 14 in kleinerem Maßstab und mit der Lichtquelle;
  • 16 einen Querschnitt entlang der Linie XVI-XVI aus 15;
  • 17 eine perspektivische Darstellung der Rückseite einer Variante von 14 mit einer Lichtquelle, die in die Aufnahme eingeführt ist;
  • 18 eine perspektivische Darstellung der Vorderseite in Bezug auf 17, und
  • 19 eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante mit einer Lichtquelle, die mehrere LEDs umfasst.
  • 1 bis 6 der Zeichnungen zeigen eine Signalvorrichtung S für Kraftfahrzeuge, die dazu vorgesehen ist, die Funktion einer "hochgesetzten Bremsleuchte" auszuführen, die auch als CHMLS-Funktion (Central High Mounted Lamp Stop) bezeichnet wird. Natürlich ist die erfindungsgemäße Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung nicht auf diese Funktionsart beschränkt.
  • Die Vorrichtung umfasst eine von einer Leuchtdiode 1 gebildete Lichtquelle L, die in einer Hauptrichtung X-X, gemäß 1 nach oben, und in Richtungen B, die bezüglich der Hauptrichtung X-X schräg verlaufen, zu emittieren vermag.
  • Ein länglicher Lichtleiter G1 ist so angeordnet, dass seine Längsachse Y1 wenigstens in der Nähe der Diode 1 quer ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist die Achse Y1 orthogonal zu der Hauptlichtabgaberichtung X-X. Der Lichtleiter G1 kann, wie in 3 dargestellt, von einer zum Beispiel zylindrischen optischen Faser mit kreisförmigem Querschnitt gebildet sein. Der Querschnitt könnte aber auch von einem Kreis abweichen. Das in der Nähe der Lichtquelle L angeordnete Ende E1 des Leiters G1 ist orthogonal zu der Achse Y1.
  • Eine Richtung B wird als schräg verlaufend bezeichnet, wenn sie bezüglich der Richtung X-X um einen ausreichenden Winkel geneigt ist, um durch die Seite E1 in den Leiter G1 einzutreten. Dieser Winkel kann ungefähr 30° betragen.
  • Die Außenfläche des Lichtabgabebereichs der Diode 1 ist im Wesentlichen halbkugelförmig. Die Seite E1 ist parallel zu der Richtung X-X tangential zu der Fläche 1a angeordnet. Der Leiter G1 erstreckt sich auf der der Diode 1 gegenüberliegenden Seite über eine relativ große Länge, die insbesondere größer als 500 mm ist, während der Durchmesser des Leiters G1 ungefähr 8 mm beträgt.
  • Ein zweiter Lichtleiter G2 ist vorteilhafterweise in der Fluchtlinie von G1 symmetrisch bezüglich X-X vorgesehen. Die Längsachse V2 des Leiters G2 verläuft fluchtend zu Y1.
  • Ein optisches System 2 ist der Lichtquelle L zugeordnet, um die Lichtabgabe in der Richtung X-X zu konzentrieren. Das optische System 2 umfasst eine Vorsatzlinse 3 aus lichtdurchlässigem Material, zum Beispiel aus Kunststoff. Diese Vorsatzlinse 3 bildet eine Schale, deren Hohlfläche der Seite zugewandt ist, die der Diode 1 entgegengesetzt ist. Der Querschnitt der konkaven Fläche der Vorsatzlinse ist von Abstufungen 3a mit rechten Winkeln gebildet, die vorgesehen sind, um, wie in 2 dargestellt, eine Konzentration der Lichtstrahlen in Richtung der Achse X-X zu gewährleisten. Die Rückseite 3b der Vorsatzlinse ist im Wesentlichen kegelstumpfförmig und in einem Winkel geneigt, der die internen Reflexionen begünstigt. Linsen bildende Platten 3c (siehe 4) können auf den ringförmigen Bereichen der Abstufungen 3a, die in zur Richtung X-X orthogonalen Ebenen angeordnet sind, vorgesehen sein. Die Platten 3c mit nach vorne gerichteter konvexer Oberfläche sind zum Verstärken des Konzentrationsphänomens der Lichtstrahlen vorgesehen. Der mittlere Teil des konkaven Bereichs der Vorsatzlinse bildet eine halbkonvexe Linse 4, deren konvexe Seite der LED 1 zugewandt ist.
  • Die Vorsatzlinse 3 weist zwei diametral entgegengesetzte zylindrische Aufnahmen 5a, 5b auf, deren Achse zur Richtung X-X orthogonal ist, und die das Ende der Leiter G1, G2 in angepasster Weise aufzunehmen vermögen.
  • Die Fläche F der Leiter G1, G2, die in der Richtung X-X gegenüberliegend dem Lichtaustritt angeordnet ist, ist behandelt, um das Licht quer zu den Achsen Y1, Y2 der Leiter auf dieselbe Seite wie die Hauptlichtabgabe in der Richtung X-X zu reflektieren.
  • Die behandelte Fläche F kann Rippen oder Sägezähne 6 aufweisen, die Fresnelprismen mit einem dreieckigen Querschnitt mit einer Kante bilden, die zu den Achsen Y1, Y2 und zu der Richtung X-X orthogonal verläuft. Die so gebildeten Prismen können die Rückseite eines Plättchens 7 (3) bilden, das bei der Herstellung mittels Einspritzen von lichtdurchlässigem Kunststoff in eine Form in die röhrenförmigen Leiter G1, G2 integriert wird.
  • Die Seite 8 ist in einer zu der Achse Y1, Y2 parallelen Richtung ausgerichtet und bleibt gleichzeitig orthogonal zur Richtung X-X.
  • Die Fläche F, insbesondere die schräg verlaufenden Seiten der Sägezähne 6, können mit einer Metallschicht überzogen sein.
  • Die Sägezähne 6 könnten durch optische Mikromuster (Löcher im Material mit geeigneter Form) ersetzt werden, um das homogene Aussehen des Lichtleiters zu verbessern. Diese optischen Mikromuster werden insbesondere entweder direkt durch eine Laserätzung auf der ausgerichteten Rückseite 8 der Leiter G1, G2 oder durch Muster erzielt, die beim Einspritzen in der Form gebildet werden. In diesem Fall würden die Sägezähne 6 und/oder das Plättchen 7 nicht verwendet.
  • Die Breite h (3) des Streubereichs, das heißt die Abmessung der Fläche F in einer Richtung orthogonal zu der durch die Achse des Leiters verlaufenden Ebene und der Richtung X-X, wird so berechnet, dass das Feld mit der für einen Beobachter sichtbaren Leuchtdichte erweitert wird. Vorteilhafterweise beträgt der Winkel des Leuchtfelds für einen horizontalen Lichtleiter G1, G2 +/– 10° bezüglich der Horizontalebene.
  • Wird das System in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung verwendet, wird ein größerer Winkel des Leuchtfelds gewählt, um den Sichtbereich in einer horizontalen Ebene zu vergrößern.
  • Wie in 7 dargestellt, ermöglicht es die zylindrische Form des Leiters G1 mit kreisförmigem Querschnitt, eine Vergrößerung des Streubereichs durch einen herkömmlichen Lupeneffekt zu erzielen.
  • Die Funktion der Signalvorrichtung ist wie folgt.
  • Wenn die LED 1 eingeschaltet ist, erfolgt eine Hauptlichtabgabe in der Richtung X-X. Die Lichtintensität wird durch die Linse 4 und die von der Vorsatzlinse 3 gebildete optische Vorrichtung konzentriert.
  • Diese Signalgebungsfunktion wird mit einer relativ hohen Lichtstärke konzentriert.
  • Eine zweite Signalgebungsfunktion mit großer, homogener Erstreckung wird zu beiden Seiten der Vorsatzlinse 3 in Richtung der Länge der Leiter G1, G2 ausgehend von den schräg verlaufenden Strahlen wie B erreicht, die in den Leitern internen Reflexionen ausgesetzt sind, um von der Fläche F nach vorne, das heißt auf dieselbe Seite wie die Hauptlichtabgabe reflektiert zu werden.
  • Die Signalvorrichtung der Erfindung kann so in zwei komplementäre Untergruppen aufgeteilt werden:
    • – einen mittleren Teil, der der Diode 1 und der Vorsatzlinse 3 entspricht; die Aufgabe dieses Teils besteht darin, die Hauptfunktion, im betreffenden Beispiel die Funktion der "hochgesetzten Bremsleuchte", auszuführen; die Funktion nutzt die internen Reflexionseigenschaften des Materials des Vorsatzlinse 3. Die dargestellte Form kann bezüglich stilistischer Kriterien und Kriterien relativer Leistung angepasst werden, um der Funktion zu genügen;
    • – zwei von den Lichtleitern G1, G2 gebildete Fortsätze, die es ermöglichen, eine Funktion mit sehr großer, homogener Erstreckung auszuführen, die ein fließendes Design erzeugt, um die Formen eines Fahrzeugs zu betonen.
  • Natürlich kann eine bezüglich der Vorsatzlinse 3 asymmetrische lineare Funktion ausgeführt werden, die eine Anpassung an herkömmliche Signalgebungsfunktionen mit sehr großer Erstreckung ermöglicht, um einen Fahrzeugumriss, insbesondere eines Kombis, zu betonen. Es ist nämlich schwierig, mit herkömmlichen optischen Mitteln eine Lichtsignalgebung in Bereichen zu installieren, die praktisch unzugänglich sind.
  • 6 zeigt das optische System mit den beiden Leitern G1, G2 großer Länge, die sich zu beiden Seiten der Vorsatzlinse 3 erstrecken.
  • Die Lichtleiter ermöglichen es zum Beispiel, dem Umfang der Heckscheibe oder einem Teil der Karosserie oder der Außenlinie des Fahrzeugs zu folgen.
  • Bei dem dargestellten Beispiel sind zwei diametral entgegengesetzte Leiter zu beiden Seiten der LED 1 vorgesehen. Es könnten auch mehr als zwei Leiter, zum Beispiel vier Austritte in ein und derselben Ebene vorgesehen werden, wobei die Austritte im Winkel von 90° versetzt sind.
  • Die Gesamtlänge der Lichtleiter kann mehr als 1300 mm betragen. Die Form des Leiters ist in abhängig vom Design des betreffenden Fahrzeugs anpassbar. Das von der Vorsatzlinse 3 gebildete mittlere Stück kann je nach Bedarf rund oder rechteckig mit einer großen Abmessung von ungefähr 20 bis 30 mm sein.
  • Wie in 14 dargestellt ist es vorteilhaft, eine Sammellinse M auf der Eintrittsseite des Lichtleiters vorzusehen, um das Lichtbündel in das Innere des Leiters zu kollimieren, das heißt im Wesentlichen parallel auszurichten, und auf diese Weise die Helligkeit in Richtung des von der LED 1 entfernten Endes N1 (3 und 6) des Leiters zu erhöhen.
  • Dieses Ende N1 (3) ist vorteilhafterweise von einer zur Längsachse des Leiters orthogonalen und mit einer Metallschicht überzogenen ebenen Fläche gebildet, um das Licht ins Innere des Leiters G1 bzw. G2 zu reflektieren. Die Lichtausbeute des Systems wird auf diese Weise verbessert.
  • Zahlreiche Anordnungen kommen in Frage, um die Signalgebungsfunktion auszuführen.
  • 8 zeigt eine asymmetrische Anordnung mit zwei Vorsatzlinsen 3 und zwei entsprechenden, übereinander angeordneten Lichtquellen, wobei jeder Vorsatzlinse ein einziger Lichtleiter G1 zugeordnet ist. Die beiden Lichtleiter G1 sind parallel, im Wesentlichen vertikal und gerade und auf derselben Seite der Vorsatzlinsen 3 angeordnet.
  • 9 zeigt eine Anordnung mit Vorsatzlinse 3 und Lichtquelle in der Mitte sowie einem Lichtleiter G1a, der von dieser Vorsatzlinse ausgeht und im Wesentlichen in einer kreisförmigen Spirale mit zwei in einer Ebene angeordneten Windungen aufgerollt ist.
  • 10 zeigt eine Signalvorrichtung, die in der Mitte die Vorsatzlinse 3 mit der Lichtquelle aufweist. Zwei diametral gegenüberliegende Lichtleiter G1b, G2b gehen von dieser Vorsatzlinse aus und sind im Wesentlichen auf einer halben Windung in entgegengesetzter Richtung in ein und derselben Ebene derart aufgerollt, dass das gesamte Muster eine S-Form aufweist.
  • Als Variante können die von den Lichtleitern gebildeten Kurven Raumkurven sein, die nicht in einer Ebene angeordnet sind.
  • 11 zeigt eine Ausführungsvariante von 8, bei der die beiden Leiter G1 parallel, horizontal und auf derselben Seite angeordnet sind.
  • Zahlreiche Funktionen können ausgeführt werden, insbesondere: Bremsleuchte, Schlusslicht, Fahrtrichtungsanzeiger, Rückfahrscheinwerfer etc. Die Farbe der LED 1 wird entsprechend gewählt.
  • Es ist außerdem möglich, andere Konzepte umzusetzen, die nach wie vor von einem zentralen optischen System mit Lichtquelle, insbesondere einer LED 1, und wenigstens einem komplementären Lichtleiter gebildet sind, um die stilistischen Möglichkeiten entsprechend zu erweitern.
  • Diese Bauelemente können kombiniert werden, um anpassungsfähige stilistische Ausführungen zu realisieren. Die symmetrischen Ausführungen werden erzielt, indem eine Hauptlichtquelle in der Mitte des Systems oder an jedem seiner Enden angeord net wird. Die asymmetrischen Ausführungen können einzeln eingesetzt oder in mehreren Exemplaren zusammengefasst sein (zwei oder mehr zusammengesetzt, wie in 8 und 11 dargestellt), um die optischen Leistungen zu erhöhen und Funktionen gewährleisten zu können, die höchste Anforderungen an den Lichtstrom stellen.
  • Die Ausführungen können linear (8 und 11) oder kreisförmig (9) oder mehr oder weniger gekrümmt (10) sein, was eine Anpassung an die stilistischen oder formbedingten Anforderungen erlaubt.
  • 12 zeigt eine lineare Signalvorrichtung Sa mit vier beabstandeten Hauptlichtquellen La mittlerer Leistung, die durch streuende Lichtleiter Ga verbunden sind. Die Abstände zwischen den Lichtquellen La können unterschiedlich sein.
  • Natürlich sind andere Anordnungen mit einer anderen Anzahl von Lichtquellen La, insbesondere mit nur zwei Lichtquellen möglich, von denen eine an jedem Ende des Lichtleiters angeordnet ist.
  • Gemäß 13 umfasst die Signalvorrichtung nur zwei Lichtquellen La, eine an jedem Ende des Leiters Gb. Dieser Leiter Gb weist beabstandete neutrale Bereiche 9 auf, in denen die Lichtstreuung nach außen unterbunden wurde, so dass diese Bereiche 9 als unbeleuchtet erscheinen. Auf diese Weise kann eine Signalvorrichtung in "pointillistischer" Art im Gegensatz zu einem durchgehenden Lichtstreifen erzielt werden.
  • In 14 ist eine einstückige Ausführung der Signalvorrichtung Sb dargestellt, bei der die beiden entgegengesetzten Lichtleiter G1, G2 ein einziges Stück bilden, dessen Übergangsbereich eine zu der Längsachse der Lichtleiter orthogonale Symmetrieebene P ermöglicht. Der Querschnitt des Umrisses des Übergangsbereichs durch die Ebene von 14 weist die Form eines weit geöffneten V auf, bei dem die konvexe Wölbung der Schenkel nach außen zeigt. Diese Schenkel krümmen sich anschließend, um an den zylindrischen Teil des Leiters anzuschließen, dessen Durchmesser kleiner als der Übergangsbereich ist.
  • In dem Übergangsbereich ist eine Aufnahme 10 für die LED 1 vorgesehen. Diese Aufnahme 10 mündet rückseitig in eine Öffnung 10a (15), die es ermöglicht, die LED 1 einzuführen. Die Innenseite dieser Aufnahme weist Bereiche wie 11 (16) zum Halten und Zentrieren der LED 1 auf, die sich dem Umfang dieser LED anpassen.
  • Die Seiten des Lichteintritts in die Leiter G1, G2 sind von Konvexlinsen M gebildet, die das Lichtbündel in jeden Leiter zu kollimieren vermögen, wie durch zwei Strahlen R1, R2 schematisch dargestellt, die in der Aufnahme 10 auseinanderlaufen, bevor sie auf die konvexe Seite der Linse M treffen und in dem Leiter im Wesentlichen parallel ausgerichtet werden.
  • Ein Strahl wie etwa R3 tritt jenseits des Umrisses der Linse M in den Lichtleiter ein, wird in dem Leiter internen Reflexionen ausgesetzt und nach vorne reflektiert.
  • Die Aufnahme 10 ist an der Vorderseite durch eine halbkonvexe Linse 13 verschlossen, deren konvexe Seite 13 zur Innenseite der Aufnahme 9 zeigt, während ihre ebene Seite 14 nach außen zeigt. Der Scheitel der Kugelhälfte der LED 1 ist in der Nähe des Scheitels der Fläche 13 angeordnet. Die Leiter G1, G2 sind gemäß schräg verlaufenden Facetten 15 (18) zu beiden Seiten der ebenen Seite 14 der Linse durch Ebenen ausgeschnitten, die zur Richtung X-X geneigt und zur Ebene der 15 orthogonal sind.
  • 16 zeigt den Weg eines von der LED 1 ausgehenden Lichtstrahls R4, der nach Durchqueren der Linse 14 vorteilhafterweise bezüglich der Richtung X-X geneigt ist.
  • Gemäß der Ausführung von 15 und 16 ist die Linse 12 integriert, das heißt, sie bildet ein einziges Stück mit den Leitern G1 und G2.
  • Gemäß der Variante von 17 und 18 ist die Aufnahme 10 nach vorne geöffnet, und eine separate Linse 12 ist in der vorderen Öffnung der Aufnahme 10 befestigt.
  • Der kollimierte Teil, der von Strahlen wie R1 und R2 gebildet wird, ermöglicht eine Erhöhung der Leuchtdichte an dem von der LED 1 entfernten Ende des Leiters.
  • In der Ausführung von 14 bis 18 ist das Signalsystem kompakter, insbesondere in seinem mittleren Bereich. Die innere und äußere Form der Leiter in dem Übergangsbereich ist so ausgelegt, dass die Verteilung des Stroms zwischen der sichtbaren Seite 14 der mittigen Linse und den seitlichen Lichtleitern G1, G2 optimiert wird. Auf diese Weise kann die relative Leuchtdichte der verschiedenen Bereiche dieser Signalgebungsfunktion angepasst werden.
  • Das homogene Aussehen der Lichtleiter wird durch das durch die Linsen M kollimierte Licht verbessert.
  • Dieses Konzept kann einstückig, wie in 14 bis 18 dargestellt, oder durch Verbinden von Untergruppen ausgeführt werden, wodurch eine Vereinfachung der Spritzgussformen ermöglicht wird.
  • Die Lichtleiter können dreidimensionale Formen aufweisen, zum Beispiel um sich schrägen Flächen anzupassen, wie sie für das Innere der Fahrgastzelle charakteristisch sind.
  • Die Standlichtfunktion im Bereich des Kraftfahrzeugscheinwerfers kann mit freien Formen ausgeführt werden.
  • Es ist außerdem möglich, ein rechteckiges oder von der kreisrunden Form in ein Rechteck übergehendes Profil vorzusehen, indem der rückwärtige Teil angepasst wird, um mit Hilfe von Mikrorippen oder einer Mikrooptik im eingeschalteten Zustand ein durchgehend homogenes Aussehen zu gewährleisten.
  • Die Erfindung ermöglicht es, eine gute Signalgebung mit einer verringerten Anzahl von LEDs zu erzielen. Die Vorrichtung zeichnet sich durch eine große Anpassungsfähigkeit aus, die die Ausführung verschiedener Funktionen ermöglicht: Signalgebung oder Innenbeleuchtung durch Verwenden weißer LEDs.
  • Durch die vorgeschlagene Vorrichtung können stilistische Effekte erzielt werden, um den Charakter eines Fahrzeugs zu unterstreichen, wobei die Möglichkeiten eines von den LEDs abgegebenen kalten Lichts und die Eigenschaft der lichtdurchlässigen Kunststoffe, das Licht über große Entfernungen zu leiten, genutzt werden.
  • Bei der Herstellung der Vorrichtung kommen bekannte Fertigungskonzepte zur Anwendung: Spritzgießen von Teilen und Oberflächenbehandlung durch Auftragen einer Metallschicht mittels Wärmeübertragung, Oberflächenätzung durch Laser.
  • Die wahrgenommene Qualität des abgegebenen Lichts ist heller als bei einer Neonröhre, da die LEDs ein monochromatisches Licht abgeben, das von dem Lichtwellenleiter nicht verändert wird.
  • Eine Variante der oben beschriebenen Vorrichtungen besteht darin, wie in 19 dargestellt, eine Lichtquelle Lc mit mehreren Einzellichtquellen zu verwenden, die von speziellen LEDs 1b, 1c gebildet sind. Die LEDs sind an einem Träger 16 derart befestigt, dass ihre Hauptlichtabgaberichtungen X-X parallel sind.
  • Eine oder mehrere LEDs 1c, die seitliche Zusatzlichtquellen bilden, geben Licht in einen zugeordneten röhrenförmigen Zusatzleiter G1c, G2c ab, um die beleuchtete Fläche der Funktion zu vergrößern. Die Endfläche 17b, 17c des Leiters ist bezüglich der Achse des Leiters zum Beispiel um 45° geneigt. Das von den LEDs 1c in der Hauptrichtung abgegebene Licht wird von der Fläche 17b, 17c in den entsprechenden Leiter reflektiert. Vorzugsweise ist eine LED pro röhrenförmigem Leiter vorgesehen.
  • Eine oder mehrere LEDs 1b werden zur Ausführung der Hauptfunktion verwendet. Sie sind einem oder mehreren optischen Systemen 18 zugeordnet, die für die auszuführende Signalgebungsfunktion (zum Beispiel CHMLS, Bremsleuchte/Schlusslicht oder Fahrtrichtungsanzeiger) spezifisch sind. Ein optisches System 18 mit einer Hauptfunktion kann als eine Linse, die das Licht mehr oder weniger gleichmäßig an die bereits beschriebene Vorsatzlinse 3 verteilt, oder durch ein System mit spezifischem Reflektor ausgeführt sein, entsprechend dem angestrebten stilistischen Endergebnis. Das optische System 18 nimmt vorzugsweise eine mittlere Position ein, während die Leiter G1, G2 seitlich angeordnet sind.

Claims (14)

  1. Signal- oder Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einer Lichtquelle (L, La, Lc), die eine Hauptlichtabgaberichtung (X-X) ermöglicht, und wenigstens einem länglichen Lichtleiter, der an einem Ende von der Lichtquelle beleuchtet wird, wobei der Lichtleiter das Licht quer zu seiner Länge zu streuen vermag, wobei der Lichtleiter (G1, G2; G1a; G1b, G2b; Ga, Gb; G1c, G2c) wenigstens in der Nähe der Lichtquelle (L, La, Lc) eine Längsachse (Y1, Y2) aufweist, die quer zur Hauptlichtabgaberichtung (X-X) derart angeordnet ist, dass ein Teil des Lichtstroms der Lichtquelle (L, La, Lc) unabhängig von dem Lichtleiter eine erste Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion mit relativ hoher Lichtstärke auszuführen vermag, und eine zweite lineare Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion mit geringerer Lichtstärke entlang der Länge des Lichtleiters (G1, G2; G1a; G1b, G2b; Ga, Gb; G1c, G2c) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein der Lichtquelle (L) zugeordnetes optisches System (2) zum Konzentrieren der Lichtabgabe in der Hauptrichtung umfasst, das eine Vorsatzlinse 3 aus lichtdurchlässigem Material mit Facetten (3a) aufweist, die in Winkeln ausgerichtet sind, die dazu geeignet sind, interne Reflexionen des Lichts vor dessen Austritt zu gewährleisten und eine Zielfunktion zu erfüllen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (L) auch in schräg verlaufende Richtungen (B) Licht zu emittieren vermag, und dass die Lichtquelle (L) die erste Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion in der Hauptlichtabgaberichtung auszuführen vermag, während die zweite lineare Signalgebungs- oder Beleuchtungsfunktion entlang der Länge des Lichtleiters (G1, G2; G1a; gib, G2b, Ga, Gb) durch Lichtabgabe in die schräg verlaufenden Richtungen ausgeführt wird.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (L) wenigstens eine Leuchtdiode (1) umfasst, die im Wesentlichen in einer Kugelhälfte leuchtet, und der Lichtleiter (G1, G2; G1a, G1b G2b; Ga, Gb) wenigstens in der Nähe der Lichtquelle mit seiner Längsachse orthogonal zu der Hauptlichtabgaberichtung verläuft.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtleiter (G1, G2; G1b, G2b) ein und der selben Lichtquelle (L, 1) zugeordnet sind und dabei um die Hauptlichtabgaberichtung herum winkelförmig verteilt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiter (G1a, G1b, G2b) gekrümmt sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (L, 1) in einer mittigen Position zwischen wenigstens zwei Lichtleitern (G1, G2; G1a, G1b) platziert ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Lichtquellen (La) umfasst, die durch transversal streuende Lichtleiter (Ga) miteinander verbunden sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtleiter (Gb) wenigstens einen neutralen Bereich (9) umfasst, in dem keine transversale Lichtstreuung erfolgt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sammellinse (12) aufweist, die zum Erzeugen des Hauptlichtbündels ausgerichtet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammellinse (M) am Ende eines jeden Lichtleiters benachbart zur Lichtquelle vorgesehen ist, um die Lichtstrahlen in den Leiter zu kollimieren.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beiden Seiten der Lichtquelle angeordneten Lichtleiter (G1, G2) ein einziges Stück bilden, das eine Aufnahme (10) für die Lichtquelle umfasst, wobei die dem Ende der Lichtleiter entsprechenden Seiten der Aufnahme konvex sind, um die Lichtstrahlen in die Leiter zu konzentrieren.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuung durch den Lichtleiter durch eine Seite (F) erfolgt, die Prismen, Rippen oder optische Mikromuster aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite (F) mit den Prismen, Rippen oder optischen Mikromustern zum besseren Reflektieren des Lichts mit einer Metallschicht überzogen ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (Lc) mehrere Einzellichtquellen (1b, 1c) umfasst, die wenigstens in zwei Untergruppen (1b, 1b; 1c, 1c) aufgeteilt sind, wobei eine der Untergruppen (1b, 1b) einem optischen System (18) zugeordnet ist, um eine Hauptsignalgebungs- oder -beleuchtungsfunktion auszuführen, und die andere Untergruppe (1c, 1c) mit wenigstens einem Lichtleiter (G1c, G2c) zusammenwirkt, um eine Zusatzfunktion mit großer Erstreckung auszuführen.
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