DE10145901A1

DE10145901A1 - Leuchte, insbesondere Begrenzungs- oder Blinklichtleuchte für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10145901A1
Application number: DE10145901A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gebauer
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Leuchte, insbesondere Begrenzungs- und/oder Blinklicht für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lichtquelle, sowie einen der Lichtquelle zugeordneten Reflektor und einen Lichtleiter zur Auskopplung des Lichts, wobei der Reflektor ein dichtroitischer Spiegel ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere Begrenzungs- oder Blinklichtleuchte für ein Kraftfahrzeug. Blinklichtleuchten sind an nahezu allen Fahrzeugen vorgesehen. Darüber hinaus benötigen Fahrzeuge Begrenzungsleuchten. Die Leuchten können grundsätzlich mit anderen Leuchten zusammengebaut sein.
Derartige Leuchten umfassen eine Lichtquelle sowie einen der Lichtquelle zugeordneten Reflektor und einen Lichtleiter zur Auskopplung des Lichts.
Es ist bekannt, die Lichteinkopplung in den Lichtleiter über die Einkopplung von Licht über einen Ellipsoidenreflektor zunächst in eine Glasfaser zu gewährleisten, die dem Lichtleiter vorgeschaltet ist. D. h., ausgehend von der Lichtquelle wird die Lichtausbeute durch einen Ellipsoidenreflektor verbessert und das Licht in Richtung des Lichtleiters abgestrahlt. Aufgrund der entstehenden Wärme ist es notwendig, vor den eigentlichen Lichtleiter eine Glasfaser zu setzen, die das Licht über Totalreflektion weiterleitet und der thermischen Beanspruchung standhält. Die Glasfaser wird dann an den eigentlichen Lichtleiter angeschlossen. An der Kopplung Glasfaser/Lichtleiter ergeben sich keine thermischen Probleme, da die Wärme von der Glasfaser an die Umgebung abgegeben wird.
Es ist hierbei nachteilig, daß mit der Glasfaser ein weiteres Bauteil eingesetzt werden muß und darüber hinaus eine weitere Grenzfläche zwischen Glasfaser und Lichtleiter entsteht, die wiederum zu Lichtverlusten führt. Darüber hinaus werden die Kosten durch den Einsatz von Glasfasern weiter erhöht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Leuchte bereitzustellen, bei der auf den zusätzlichen Einsatz einer Glasfaser verzichtet werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß als Reflektor ein dichroitischer Spiegel verwendet wird.

Bei einer derartigen erfindungsgemäßen Leuchte besteht wie beim Stand der Technik der Lichtleiter aus einem durchsichtigen Material, z. B. Glas oder insbesondere Kunststoff. Von der Lichtquelle aus, die mit einem Reflektor zusammenwirkt, wird auf einer Seite des Lichtleiters Licht eingekoppelt. Das Licht breitet sich im Lichtleiter so lange geradlinig aus, bis es innen auf eine Grenzfläche trifft. Ist der Einfallswinkel sehr groß, so wird das Licht an dieser Fläche total reflektiert (Totalreflektion). Ist der Einfallswinkel klein, wird das Licht nach Brechung an dieser Fläche ausgekoppelt und verläßt den Lichtleiter. Dieser Grenzwinkel (Winkel eintreffender Strahl zur Flächennormale) der Totalreflektion ist abhängig von den Brechungsindizes des Innen- und Außenmediums. So ist der Winkel beim Übergang Glas zu Luft beispielsweise ca. 41°. D. h., jeder Strahl, der mit einem größeren Winkel auf die Grenzfläche von Glas nach Luft trifft, wird reflektiert.

Der Lichtleiter kann dabei insbesondere aus PC oder PMMA bestehen oder ähnlichen durchsichtigen Materialien.

Die Auskopplung des Lichtes erfolgt über Profilierungen im Lichtleiter, durch die Flächen gebildet werden, auf die das Licht auftrifft und dann aus dem Lichtleiter unter Brechung ausgekoppelt wird. Es können hierzu beispielsweise Prismen im Lichtleiter, insbesondere an dessen äußeren Umfangsfläche, entlang dessen Längserstreckung vorgesehen sein.

Der Reflektor besitzt neben seiner Eigenschaft, visuelles Licht zu reflektieren und Infrarotlicht, also Wärme, zu transmittieren, vorzugsweise die Eigenschaft, das Licht auf einen Brennpunkt zu fokussieren, der sich am Anfang des Lichtleiters befindet. Der Lichtleiter sorgt dann dafür, daß das Licht verlustfrei bis zur Auskopplung geleitet wird.

Zur weiteren Sicherheit bzw. wenn aufgrund der verwendeten Lampe die Wärmeabfuhr durch den Reflektor nicht ausreicht oder für den Lichtanteil, der ohne in Kontakt mit dem Reflektor zu treten, unmittelbar auf den Lichtleiter auftrifft, kann vorgesehen sein, daß vor dem Lichtleiter ein Infrarotfilter oder auch eine dicke Glasplatte oder ein kurzer Glasstab vorgesehen sind, um auch diese Lichtanteile hinsichtlich ihrer Wärme zu reduzieren. Des weiteren kann vorgesehen sein, daß zwischen Lichtquelle und Lichtleiter ein Farbfilter, insbesondere ein blauer Farbfilter, vorgesehen ist, der das farbliche Aussehen des Begrenzungslichts dem einer Gasentladungslampe anpassen kann.

Der Reflektor kann dabei in Form eines Ellipsoidens, eines Parellipsoidens, eines Parabols oder einer Freiformfläche ausgebildet sein.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Lichtleiter aus einer flexiblen Faser besteht, so daß attraktive Leuchtenformen verwirklicht werden können. Alternativ ist auch möglich, einen Lichtleiter aus einem soliden transparenten Material zu verwenden, der vor Verwendung in eine entsprechende Form gebracht wurde. Der Lichtleiter kann dabei insbesondere einen runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in der freien Gestaltung von z. B. Begrenzungs- und Blinklichtern mit Lichtleitern, wobei keine unnötigen Kosten für eine Glasfaser als Verbindung zwischen Lichtquelle und Lichtleiter aufgewendet werden müssen, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß der Lichtleiter durch hohe Temperaturen zerstört wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen und können einzeln oder in Kombination miteinander zur Verwirklichung der Erfindung beitragen.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert werden, dabei zeigen:
Fig. 1 eine Leuchte nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Leuchte, und
Fig. 3 einen Strahlengang in einem Lichtleiter bei einer erfindungsgemäßen Leuchte.
Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung einer Leuchte nach dem Stand der Technik, mit einer Lichtquelle 10 sowie einem normalen verspiegelten Reflektor 12, der eine ellipsoide Form aufweist. Die mit Pfeilen angedeuteten Lichtstrahlen gehen zum einen direkt von der Lichtquelle 10 in Richtung des Lichtleiters 14 und treffen zum anderen zunächst auf den Reflektor 12, wie es durch den Lichtstrahl 16 angedeutet ist, um dann durch den Reflektor 12 reflektiert zu werden. Der Reflektor 12 ist dabei so ausgestaltet, daß der Fokus des Reflektors 18 so angeordnet ist, daß ein möglichst großer Lichtanteil an den Lichtleiter 14 weitergeleitet werden kann.
Der Lichtleiter 14 besteht hierbei aus einem Kunststoffmaterial und ist verhältnismäßig wärmeanfällig. Aufgrund der Strahlungswärme der Lichtquelle 10 ist dem Lichtleiter 14 eine Glasfaser 20 als Wärmefilter und Wärmeschutz vorgeschaltet. Das Licht wird daher zunächst in eine Glasfaser 20 eingeleitet, so daß der Fokus 18 des Reflektors 12 an der Eintrittsfläche 22 der Glasfaser 20 liegt. Die Glasfaser 20 leitet das Licht dann über Totalreflektion weiter.
Die Glasfaser 20 hält der thermischen Belastung durch die Lampenstrahlung stand. Gleichzeitig wird die Wärmestrahlung über die Glasfaser 20 an die Umgebung abgeleitet. Beim Übergang 24 in den Lichtleiter 14 besteht dann kein thermisches Problem mehr, da die Wärmestrahlung dann bereits ausreichend reduziert ist.
Ungünstig ist hierbei zum einen der Aufwand für die Vorsehung der Glasfaser 20 und darüber hinaus kann in diesem Bereich der Lichtleiter 14 nicht beliebig gestaltet werden. Schließlich entstehen Lichtverluste beim Übergang 24 von der Glasfaser 20 zum Lichtleiter 14.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist nun in Fig. 2 gezeigt. Es sind hierbei zur besseren Übersicht gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Lichtquelle 10 strahlt ebenso wie bei der Leuchte gemäß Stand der Technik sowohl Wärmestrahlen ab, hier mit dem Bezugszeichen 17 versehen, und visuelles Licht, hier mit dem Bezugszeichen 16 versehen. Der Reflektor 12, ebenfalls ein Ellipsoid, ist hier als dichroitischer Spiegel ausgebildet, d. h., er läßt die Wärmestrahlung 17 hindurch und reflektiert lediglich die visuelle Strahlung 16.
Darüber hinaus ist noch ein Infrarotfilter 26 vorgesehen, um die Restwärmestrahlung des Lichtstrahls beispielsweise 15, der unmittelbar ohne Reflektion durch den Reflektor 12 von der Lichtquelle 10 zum Lichtleiter 14 gelangt, zu reduzieren. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Lichtleiter 14 bereits unmittelbar an der Lichtquellen 10-/Reflektor 12-Anordnung ansetzt. Der Lichtleiter 14 kann dabei flexibel gestaltet sein, so daß beliebige Leuchtenformen verwirklicht werden können. Auf diese Weise ist besonders einfach und kostengünstig eine Vielzahl von Designlösungen verwirklichbar.
Abschließend soll der Strahlengang von der Lichtquelle 10 über den Reflektor 12 noch anhand dreier Strahlen 30, 31 und 32 näher erläutert werden.
Der Lichtleiter weist an seiner Innenseite Prismen 34 auf, wobei der Lichtleiter 14 selbst einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Die Prismen 34 haben verschiedene Winkel. Sie dienen als Auskopplungsprofile, da ein Lichtstrahl, der in einem bestimmten Winkel je nach Lichtleitermaterial auf eine Grenzfläche trifft, von dieser gebrochen und ausgekoppelt oder reflektiert wird. Auf diese Weise kann ein Lichtstrahl 30 aus dem Lichtleiter 14 nach Kontakt mit einer Prismenfläche austreten.
Die Lichtstrahlen 31 und 32 haben zwar ebenfalls Kontakt mit der Seitenwand 36 des Lichtleiters 14, treffen diese jedoch in einem so kleinen Winkel, daß sie im Zuge der Totalreflektion reflektiert werden, und im Lichtleiter 14 verbleiben, um erst am Ende des Lichtleiters 14 an der Fläche 38 nochmals beim Übergang Lichtleiter 14 zu Luft gebrochen zu werden und dann den Lichtleiter 14 zu verlassen.

Claims

1. Leuchte, insbesondere Begrenzungs- und/oder Blinklicht für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lichtquelle (10), sowie einen der Lichtquelle (10) zugeordneten Reflektor (12) und einen Lichtleiter (14) zur Auskopplung des Lichts, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (12) ein dichroitischer Spiegel ist.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (14) aus Glas oder Kunststoff besteht.

3. Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (14) aus PC oder PMMA besteht.

4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (14) zur Auskopplung des Lichtes entlang seiner Längsachse Profilierungen, insbesondere Prismen (34), aufweist.

5. Leuchte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle (10) und Lichtleiter (14) ein IR-Strahlungsfilter (26) vorgesehen ist.

6. Leuchte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (12) als Ellipsoid, Parellipsoid, Parabol oder Freiformfläche ausgebildet ist.

7. Leuchte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle (10) und Lichtleiter (14) ein Farbfilter vorgesehen ist.

8. Leuchte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle (10) und Lichtleiter (14) eine Glasplatte oder ein Glasstab vorgesehen ist.

9. Leuchte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (14) flexibel gestaltet ist.

10. Leuchte nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (14) transparent ist.