DE102007049861B4 - Lichtleiterstruktur für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte - Google Patents

Lichtleiterstruktur für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte Download PDF

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Abstract

Lichtleiterstruktur (11) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte, wobei die Lichtleiterstruktur (11) mindestens einen Aufteilungsabschnitt (19) zur Aufteilung von in die Lichtleiterstruktur (11) eingekoppeltem Licht (40) auf mehrere Auskoppelzweige (21, 22) umfasst, wobei sich mindestens zwei Auskoppelzweige (21, 22) im Aufteilungsabschnitt (19) zumindest abschnittsweise berühren und die beiden Auskoppelzweige (21, 22) sich an einer Verzweigungsstelle (39) des Aufteilungsabschnitts (19) verzweigen, wobei die Lichtleiterstruktur (11) einstückig ausgebildet ist und die beiden Auskoppelzweige (21, 22) innerhalb des Aufteilungsabschnitts (19) zumindest an der Verzweigungsstelle (39) derart relativ zueinander versetzt angeordnet sind, dass sich ihre Querschnittsflächen (35) nur an einem Punkt (39) berühren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lichtleiterstruktur für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte, wobei die Lichtleiterstruktur mindestens einen Aufteilungsabschnitt zur Aufteilung von in die Lichtleiterstruktur eingekoppeltem Licht auf mehrere Auskoppelzweige umfasst, wobei sich mindestens zwei Auskoppelzweige im Aufteilungsabschnitt zumindest abschnittsweise berühren und die beiden Auskoppelzweige sich an einer Verzweigungsstelle des Aufteilungsabschnitts verzweigen. Die beiden Auskoppelzweige sind innerhalb des Aufteilungsabschnitts zumindest an der Verzweigungsstelle versetzt zueinander angeordnet.
  • Eine derartige Lichtleiterstruktur ist aus der DE 101 62 105 A1 sowie aus der US 5,931,576 A bekannt. Die dort beschriebenen Lichtleiterstrukturen weisen jeweils einen Einkoppelast zum Einkoppeln von Licht in die Lichtleiterstruktur und einen Aufteilungsabschnitt auf, durch den das eingekoppelte Licht auf zwei abragende Auskoppelzweige aufgeteilt wird. Der Aufteilungsabschnitt ist zum Einkoppelast hin durch eine Ebene begrenzt, an welcher Querschnittsflächen am Anfang der Auskoppelzweige nebeneinander angeordnet sind und einer Querschnittsfläche am Ende des Einkoppelastes gegenüberliegen. Hierbei berühren sich die besagten Querschnittsflächen der Auskoppelzweige lediglich in besagter Ebene.
  • An einem Berührungspunkt der beiden besagten Querschnittsflächen der Auskoppelzweige in der Ebene sind die beiden Auskoppelzweige in einem besonders spitzen Winkel zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Auskoppelzweigen ist also eine konkave Kante vorhanden, deren Winkel derart spitz zuläuft, dass er zur Spitze hin mit einem üblicherweise zur Herstellung der Lichtleiterstruktur verwendeten Spritzgießwerkzeug nicht wirtschaftlich realisiert werden kann. Denn zur exakten Herstellung der konkaven Kante im Spritzgießverfahren würde ein Spritzgusswerkzeug (Spritzgussform) benötigt, das eine entsprechende konvexe Kante aufweist. Im Bereich dieser konvexen Kante, insbesondere im Bereich des spitz zulaufenden Winkels, müsste das Werkzeug einen sehr dünnwandigen Abschnitt aufweisen. Ein solches Spritzgusswerkzeug wäre nicht für ein Spritzgießen mit reproduzierbaren Ergebnissen, innerhalb akzeptabler Toleranzen in der Massenfertigung geeignet, da die Gefahr bestünde, dass das Spritzgusswerkzeug im Bereich seiner konvexen Kante bereits nach wenigen Spritzgießvorgängen deformiert würde. Ein deformiertes Spritzgusswerkzeug muss auf aufwändige Weise repariert werden. Nach wenigen (typischerweise drei) Reparaturen ist eine erneute Reparatur nicht mehr möglich, und das Spritzgusswerkzeug müsste komplett ersetzt werden.
  • Spritzgusswerkzeuge, die üblicherweise zur Herstellung derartiger Lichtleiterstrukturen in der Massenfertigung verwendet werden, sollten daher Wandstärken aufweisen, die nicht geringer sind als etwa 0,5 mm. Um diesem Erfordernis Rechnung zu tragen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Spritzgusswerkzeug im Bereich der spitz zulaufenden Kanten zwischen den Auskoppelzweigen einfach nur bis zu der minimal möglichen Wandstärke zu verjüngen und dann das Werkzeug abrupt enden zu lassen. Beim Spritzgießen führt dies zu einer Ansammlung an Lichtleitermaterial im Bereich der Spitze des spitz zulaufenden Winkels zwischen den Auskoppelzeigen. An diesem Bereich der Materialansammlung tritt beim Betrieb der Lichtleiterstruktur Licht aus; es kommt zu störenden Lichtverlusten, das heißt eine aus den Auskoppelzweigen ausgekoppelte Lichtleistung ist deutlich geringer als eine in den Einkoppelast eingekoppelte Lichtleistung.
  • Die Lichtverluste können dazu führen, dass aus einem Kraftfahrzeugscheinwerfer oder einer Kraftfahrzeugleuchte mit einer solchen Lichtleiterstruktur parasitäres Licht im Bereich der Materialansammlung aus der Lichtleiterstruktur austritt. Das leuchtende Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugscheinwerfers bzw. der Kraftfahrzeugleuchte weist also unerwünschte helle Bereiche in Form so genannter „Hot-Spots” auf. Weiterhin muss der Lichtverlust, der typischerweise im Bereich von etwa 20% bis 30% einer in die Lichtleiterstruktur eingekoppelten Lichtleistung liegt, durch den Einsatz entsprechend stärker dimensionierter Lichtquellen kompensiert werden.
  • Eine wichtige Anwendung der bekannten Lichtleiterstrukturen besteht darin, Lichtleiteranordnungen zum Erzeugen eines linienartigen, bspw. kreisförmigen, leuchtenden Erscheinungsbildes eines Kraftfahrzeugscheinwerfers oder einer Kraftfahrzeugleuchte mit Licht zu beaufschlagen.
  • Insbesondere kann eine solche Lichtleiterstruktur zur Einkopplung von Licht in die beiden Enden eines sogenannten Lichtleitrings zum Erzeugen eines runden, leuchtenden Erscheinungsbildes eines Kraftfahrzeugscheinwerfers oder einer Kraftfahrzeugleuchte verwendet werden, bspw. für ein Tagfahrlicht, ein Positionslicht oder ein Begrenzungslicht. Ein solcher Lichtleitring kann auch wie in der DE 10 2005 038 830 A1 gezeigt durch zwei separate Lichtleitelemente gebildet sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lichtleiterstruktur zur Aufteilung von in die Lichtleiterstruktur eingekoppeltem Licht zu schaffen, bei deren Betrieb geringe Lichtverluste auftreten und die besonders einfach und kostengünstig vorzugsweise mittels eines Spritzgießverfahrens herzustellen ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Lichtleiterstruktur der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lichtleiterstruktur einstückig ausgebildet ist und die beiden Auskoppelzweige innerhalb des Aufteilungsabschnitts zumindest an der Verzweigungsstelle derart relativ zueinander versetzt angeordnet sind, dass sich ihre Querschnittsflächen nur an einem Punkt berühren. Die erfindungsgemäße Lichtleiterstruktur weist aufgrund der versetzten Anordnung der Auskoppelzweige keine spitzwinklige konkave Kante zwischen den Auskoppelzweigen und zudem einen geringen Lichtverlust auf. Ein Spritzgusswerkzeug zur Herstellung der Lichtleiterstruktur braucht somit keine entsprechende konvexe spitzwinklige Gegenkante mit einem dünnwandigen Abschnitt aufzuweisen. Die Form der Lichtleiterstruktur kann also mittels des Spritzgießverfahrens weitgehend exakt realisiert werden. Der Verschleiß eines Spritzgusswerkzeuges ist vergleichsweise gering, sodass nur selten Reparaturen am Spritzgusswerkzeug vorgenommen werden müssen und eine besonders hohe Anzahl an Lichtleiterstrukturen mit einem Werkzeug bis zu dessen irreparablen Deformierung hergestellt werden kann.
  • Die beiden Auskoppelzweige sind vorzugsweise derart geschränkt nebeneinander angeordnet, dass im Aufteilungsabschnitt eine erste Flanke eines ersten Auskoppelzweigs und eine zweite Flanke eines zweiten Auskoppelzweigs eine gemeinsame Berührungsfläche aufweisen. Die Berührungsfläche verläuft vorzugsweise insgesamt parallel zu einer Längsachse der Lichtleiterstruktur.
  • Unter der geschränkten Anordnung des ersten und des zweiten Auskoppelzweiges ist zu verstehen, dass der erste und der zweite Auskoppelzweig zumindest an der gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordnet sind und der erste und der zweite Auskoppelzweig im Aufteilungsabschnitt entlang einer zur Berührungsfläche parallelen Richtung (Krümmungsrichtung) von einer Längsachse der Lichtleiterstruktur abragen. Jeder quer verlaufenden Strecke eines gekrümmten Abschnitts einer Oberfläche eines jeden Auskoppelzweiges kann ein Krümmungsradius zugeordnet werden, der die Krümmung des gekrümmten Abschnitts an der quer verlaufenden Strecke charakterisiert. Eine diesem Krümmungsradius entsprechende Drehachse verläuft orthogonal zu einer Ebene, in der die Berührungsfläche liegt.
  • Um geringe Lichtverluste nicht nur beim Aufteilen des Lichts an der gemeinsamen Ebene sondern auch innerhalb der Auskoppelzweige zu erzielen, ist bevorzugt, dass die Berührungsfläche des Aufteilungsabschnitts eben ist und/oder dass die Berührungsfläche des Aufteilungsabschnitts parallel zu einer Längsachse der Lichtleiterstruktur verläuft. Dadurch wird ein zumindest im Wesentlichen paralleler Verlauf von Seitenflächen der Auskoppelzweige erreicht, was zu einer besonders geringen Gefahr einer Brechung des Lichts an den Seitenflächen und einem damit einhergehenden unerwünschten Lichtaustritt aus den Seitenflächen in die Umgebung der Lichtleiterstruktur führt. Anstelle der ebenen Berührungsfläche kann auch eine gekrümmte Berührungsfläche vorgesehen werden.
  • Beispielsweise kann die Berührungsfläche als „Schmiegefläche” ausgebildet sein, welche eine Form eines Ausschnitts einer Oberfläche eines Zylindermantels aufweist.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass die Lichtleiterstruktur einen Einkoppelast mit einem Lichtaustrittsquerschnitt aufweist, wobei die Lichteintrittsquerschnitte der Auskoppelzweige den Lichtaustrittsquerschnitt zumindest abschnittweise berühren. Mit Hilfe des Einkoppelastes kann auch Licht einer etwas von dem Aufteilungsabschnitt entfernt liegenden Lichtquelle in die Lichtleiterstruktur eingekoppelt werden. Da jeder der Lichteintrittsquerschnitte der Auskoppelzweige einen Bereich des Lichtaustrittsquerschnitt des Einkoppelastes berührt, werden alle Lichteintrittsquerschnitte von aus dem Lichtaustrittsquerschnitt des Einkoppelastes austretendem Licht bestrahlt, und die Auskoppelzweige leiten mittels ihrer Lichtleitungsbereiche das Licht weiter. Berühren die Lichteintrittsquerschnitte zusammen den gesamten Lichtaustrittsquerschnitt, dann wird das gesamte aus dem Einkoppelast austretende Licht in die Lichteintrittsquerschnitte der Auskoppelzweige eingeleitet, was zu sehr geringen Lichtverlusten führt oder diese sogar ganz eliminiert.
  • Um eine gleichmäßige Aufteilung des in den Einkoppelast der Lichtleiterstruktur eingekoppelten Lichts auf die einzelnen Auskoppelzweige zu erreichen, kann vorgesehen werden, dass alle Lichteintrittsquerschnitte denselben Flächeninhalt aufweisen. Berühren die Lichteintrittsquerschnitte zusammen den gesamten Lichtaustrittsquerschnitt, so entspricht ein Flächeninhalt des Lichtaustrittsquerschnitts der Summe von Flächeninhalten der Lichteintrittsquerschnitte.
  • In Kraftfahrzeugscheinwerfern oder Kraftfahrzeugleuchten wird häufig wenigstens eine Lichtleiteranordnung eingesetzt, die zwei Eingänge zum Einkoppeln von Licht in die Lichtleiteranordnung aufweist. Deshalb weist die Lichtleiterstruktur vorzugsweise zwei Auskoppelzweige auf. Diese können dann mit den zwei Eingängen der Lichtleiteranordnung verbunden werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass der Lichtaustrittsquerschnitt des Einkoppelastes rechteckig ist und die Lichteintrittsquerschnitte der Auskoppelzweige quadratisch sind. Eine solche Lichtleiterstruktur lässt sich besonders einfach herstellen, und wenn die quadratischen Querschnitte der Lichteintrittsquerschnitte der Auskoppelzweige einen identischen Flächeninhalt aufweisen, dann wird das Licht zudem gleichmäßig auf die Auskoppelzweige aufgeteilt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass der Lichtaustrittsquerschnitt des Einkoppelastes kreisförmig ist und die Lichteintrittsquerschnitte der Auskoppelzweige halbkreisförmig sind. Eine solche Bauweise ist vorteilhaft, da zumindest der Einkoppelast sich in seiner Form von bekannten runden Lichtleiterstrukturen höchstens unwesentlich unterscheidet, so dass die Lichtleiterstruktur mit bereits existierenden Bauteilen verbunden werden kann, ohne dass diese in ihrer Konstruktion verändert werden müssten.
  • Ferner ist bevorzugt, dass an der Auskoppelfläche mindestens eines der Auskoppelzweige der Lichtleiterstruktur ein Lichtleitring zum Erzeugen eines zumindest annähernd kreisringförmigen leuchtenden Erscheinungsbildes eines Kraftfahrzeugscheinwerfers oder einer Kraftfahrzeugleuchte angeordnet ist. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lichtleiterstruktur können auf diese Weise besonders verlustarme Anordnungen zur Erzeugung des annähernd kreisringförmigen leuchtenden Erscheinungsbildes bereitgestellt werden, so dass störende Hot-Spots vermieden werden und eine Lichtquelle mit einer verhältnismäßig geringen Leistung zum Betreiben der Anordnung ausreicht. Die Verwendung einer Lichtquelle mit verhältnismäßig geringer Leistung führt zu einer Anordnung zum Erzeugen des annähernd kreisringförmigen leuchtenden Erscheinungsbildes, die besonders kostengünstig herstellbar ist und energiesparend arbeitet. Unter dem leuchtenden Erscheinungsbild, das gelegentlich auch als „Signalbild” bezeichnet wird, soll der optische Eindruck verstanden werden, der die in Betrieb befindliche Anordnung zur Erzeugung des Signalbildes bei einem Betrachter hervorruft, der sich einen entsprechenden Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine entsprechende Kraftfahrzeugleuchte ansieht.
  • Um eine Lichtleiterstruktur zu erhalten, die ein geringes Gewicht aufweist, zuverlässig arbeitet und dennoch kostengünstig herstellbar ist, kann vorgesehen werden, dass die Lichtleiterstruktur aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff und/oder einstückig vorzugsweise als Spritzgussteil gebildet ist. Das Material, aus dem die Lichtleiterstruktur gebildet ist, muss eine höhere optische Dichte aufweisen, als die Umgebung der Lichtleiterstruktur, um besonders gute Lichtleitungseigenschaften zu erhalten.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher besonders bevorzugte exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Lichtleiterstruktur gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 2 eine Seitenansicht der Darstellung aus 1;
  • 3 eine geschnittene Draufsicht der Darstellung aus 2;
  • 4 eine weitere geschnittene Draufsicht der Darstellung aus 2;
  • 5 eine geschnittene Draufsicht ähnlich 3 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
  • 6 eine geschnittene Draufsicht ähnlich 4 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform;
  • 7 eine Seitenansicht einer Lichtleiterstruktur gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
  • 8 die Lichtleiterstruktur aus 1 mit einem Lichtleitring;
  • 9 eine Vorderansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Lichtleiterstruktur; und
  • 10 geschnittene Seitenansicht der bekannten Lichtleiterstruktur aus 9.
  • Die 9 und 10 zeigen eine Lichtleiterstruktur 10, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die bekannte Lichtleiterstruktur 10 weist einen Einkoppelast 13 mit einer Einkoppelfläche 15 auf, die einen Lichtleitungsbereich 16 des Einkoppelastes 13 bezogen auf die Darstellung von 9 nach unten begrenzt. Nach oben ist der Einkoppelast 13 von einer Ebene 17 begrenzt, an welcher sich außerdem untere Enden eines ersten Auskoppelzweiges 21 und eines zweiten Auskoppelzweiges 22 befinden. An seinem unteren Ende weist jeder Auskoppelzweig 21, 22 einen Lichteintrittsquerschnitt 29 auf, der einen Lichtleitungsbereich 35 des entsprechenden Auskoppelzweiges 21, 22 begrenzt. Auf der Ebene 17 ist zwischen den beiden Auskoppelzweigen 21, 22 ein ebener Bereich 38 vorhanden. Die beiden Lichteintrittsquerschnitte 29 der Auskoppelzweige 21, 22 sind somit voneinander beabstandet. Die beiden Auskoppelzweige 21, 22 berühren sich an einer zu einer Längsachse 25 der bekannten Lichtleiterstruktur 10 parallel verlaufenden Berührungsfläche 41.
  • Man erkennt, dass einer orthogonal zur Zeichenebene verlaufenden Strecke 47 eines gekrümmten Abschnitts des ersten Auskoppelzweiges 21 eine entsprechende ebenfalls orthogonal zur Zeichenebene verlaufende Drehachse 49 zugeordnet werden kann, wobei ein Abstand zwischen der Strecke 47 und der Drehachse 49 einem Krümmungsradius entspricht, der die Krümmung des gekrümmten Abschnitts an der Strecke 47 charakterisiert. Derartige Drehachsen 49 können jeder Strecke 47 eines jeden gekrümmten Abschnitts beider Auskoppelzweige 21, 22 zugeordnet werden. Die Drehachse 49 verläuft parallel zu einer Ebene der Berührungsfläche 41.
  • Die beiden Auskoppelzweige 21, 22 sind in der gezeigten Seitenansicht nach links bzw. nach rechts gekrümmt. Die Krümmungsrichtungen der beiden Auskoppelzweige sind somit nicht parallel zur Ebene der Berührungsfläche 41. Außerdem ist insbesondere aus der Seitenansicht der 10 ersichtlich, dass die beiden fluchtend, das heißt ohne Versatz, nebeneinander angeordneten Auskoppelzweige 21, 22 eine gemeinsame Mittelebene 53 aufweisen.
  • Beim Betrieb der bekannten Lichtleiterstruktur 10 wird Licht 40 über die Einkoppelfläche 15 in den Lichtleitungsbereich 16 des Einkoppelastes 13 eingekoppelt. An der Ebene 17 verlässt das Licht 40 den Einkoppelast 13 und tritt über die Lichteintrittsquerschnitte 29 in die Auskoppelzweige 21, 22 ein. Allerdings fällt dabei auch ein Teil des Lichts 40 auf den ebenen Bereich 38, wird bei einem von Null verschiedenen Einfallswinkel gebrochen und verlässt schließlich die Lichtleiterstruktur 10 am ebenen Bereich 38, wodurch Lichtverluste auftreten.
  • Wird anstelle des ebenen Bereichs 38 eine spitz zulaufende konkave Kante 42 vorgesehen, dann können die Lichtverluste vermieden werden. Allerdings kann eine solche Lichtleiterstruktur 10 mittels eines Spritzgießverfahrens nicht wirtschaftlich hergestellt werden, weil ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug aufgrund einer in diesem vorhandenen zur konkaven Kante 42 komplementären konvexen Kante mit einem dünnwandigen Abschnitt mechanisch nicht ausreichend stabil wäre.
  • Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Lichtleiterstruktur, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 versehen ist. Die Lichtleiterstruktur 11 weist den Einkoppelast 13, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, mit der Einkoppelfläche 15 auf. Die Einkoppelfläche 15 begrenzt den Lichtleitungsbereich 16 des Einkoppelastes 13. An einer von der Einkoppelfläche 15 abgewandten Seite ist der Einkoppelast 13 von der Ebene 17 begrenzt. An den Einkoppelast 13 grenzt ein Aufteilungsabschnitt 19 der Lichtleiterstruktur 11 an, der in der Darstellung von 2 oberhalb der Ebene 17 angeordnet ist. An der Ebene 17 beginnen der erste Auskoppelzweig 21 und der zweite Auskoppelzweig 22. An ihren von der Ebene 17 abgewandten Enden weisen die Auskoppelzweige 21, 22 jeweils eine Auskoppelfläche 27 auf.
  • Wie aus 3 ersichtlich weist jeder Auskoppelzweig 21, 22 den Lichteintrittsquerschnitt 29 auf. Die Lichteintrittsquerschnitte 29 sind innerhalb der Ebene 17 entlang einer ersten Querachse 31 so nebeneinander geschränkt angeordnet, dass eine erste Flanke 33 des ersten Auskoppelzweiges 21 eine zweite Flanke 34 des zweiten Auskoppelzweiges 22 bereichsweise berührt. Die Flanken 33, 34 der beiden Auskoppelzweige 21, 22 weisen somit eine gemeinsame Berührungsfläche 41 auf.
  • Die Lichteintrittsquerschnitte 29 begrenzen einen Lichtleitungsbereich 35 eines jeden Auskoppelzweigs 21, 22. Die Lichtleitungsbereiche 35 berühren sich im Querschnitt auf der Ebene 17, an einer Linie 36, die eine gesamte Breite der Lichteintrittsquerschnitte 29 umfasst (siehe 3). Mit zunehmenden Abstand von der Ebene 17 nimmt die Länge einer Strecke, an der sich die beiden Lichtleitungsbereiche 35 im Querschnitt berühren, immer weiter ab, bis sich die Lichtleitungsbereiche 35 nur noch an einem Punkt 39 berühren (siehe 4). Der Aufteilungsabschnitt 19 ist also von der Ebene 17 und dem Punkt 39 begrenzt. Das heißt, oberhalb des Punktes 39 sind die Auskoppelzweige 21, 22 vollständig verzweigt; der Punkt 39 bildet also eine Verzweigungsstelle des Aufteilungsabschnitts 19. Die Auskoppelzweige 21, 22 sind an der Ebene 17 ohne Versatz nebeneinander angeordnet, und oberhalb der Ebene 17 bis einschließlich zur Verzweigungsstelle (Punkt 39) versetzt angeordnet, wobei ein Grad des Versatzes der beiden Auskoppelzweige mit dem Abstand von der Ebene 17 zunimmt. Zudem ist aus 2 ersichtlich, dass die Berührungsfläche 41, an der sich die beiden Lichtleitungsbereiche 35 der beiden Auskopplungszweige 21, 22 berühren, in einer Lichtdurchtrittsrichtung (Pfeil 43) durch die Ebene 17 verjüngend spitz zuläuft.
  • Die Auskoppelzweige 21, 22 sind in Richtung einer zur ersten Querachse 31 orthogonal verlaufenden zweiten Querachse 44 bezüglich der Längsachse 25 nach außen gebogen. Somit ragen die Auskoppelzweige 21, 22 in Richtung der zweiten Querachse 44 von der Lichtleiterstruktur 11 ab, und weisen in verschiedene Richtungen. Die zweite Querachse 44 liegt auf der Ebene der Berührungsfläche 41 und verläuft somit parallel zu letzterer. Daraus ergibt sich, dass die Richtungen, in der die Auskoppelzweige 21, 22 abragen (Krümmungsrichtungen) parallel zu der Ebene der Berührungsfläche 41 sind. Die Längsachse 25 und die zweite Querachse 44 liegen teilweise auf der Berührungsfläche 41.
  • Jeder in der Darstellung von 2 orthogonal zur Zeichenebene verlaufenden Strecke 47 an der Oberfläche eines jeden gekrümmten Abschnitts eines der Auskoppelzweige 21, 22 kann die Drehachse 49 zugeordnet werden, die parallel zur entsprechenden Strecke 47 ist. Jede Drehachse 49 ist orthogonal zur Ebene der Berührungsfläche 41. Der Abstand zwischen der Strecke 47 und der Drehachse 49 entspricht dem Krümmungsradius, der die Krümmung des gekrümmten Abschnitts an der Strecke 47 charakterisiert.
  • Die beiden Auskoppelzweige 21, 22 schließen wie aus der in 2 gezeigten Seitenansicht ersichtlich an dem Punkt 39 einen spitzen Winkel α ein. Aufgrund der versetzten Anordnung der beiden Auskoppelzweige 21, 22 ist trotz des spitzen Winkels α keine konkave Kante zwischen den beiden Auskoppelzweigen 21, 22 vorhanden.
  • Aus den 3 und 4 ist außerdem ersichtlich, dass in der dort gezeigten ersten Ausführungsform die beiden Auskopplungszweige 21 und somit auch die Lichteintrittsquerschnitte 29 und der Lichtleitungsbereich 35 einen quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei die Flächeninhalte der Lichteintrittsquerschnitte 29 der beiden Auskopplungszweige 21 gleich sind. Die beiden Lichteintrittsquerschnitte 29 bilden zusammen einen rechteckigen Lichtaustrittsquerschnitt 45 des Einkoppelastes 13, welcher auf der Ebene 17 liegt.
  • Wie in 4 gezeigt, sind die Mittelebene 53' des ersten Auskoppelzweiges 21 und die Mittelebene 53'' des zweiten Auskoppelzweiges 22 parallel zueinander beabstandet angeordnet.
  • In der in den 5 und 6 gezeigten zweiten Ausführungsform sind die beiden Auskoppelzweige 21, 22 und somit auch die beiden Lichteintrittsquerschnitte 29 und die beiden Lichtleitungsbereiche 35 halbkreisförmig. Zusammen ergeben die beiden Lichteintrittsquerschnitte 29 den kreisförmigen Lichtaustrittsquerschnitt 45. Auch in dieser Ausführungsform sind die Flächeninhalte der beiden Lichteintrittsquerschnitte 29 identisch. In nicht gezeigten Ausführungsformen weisen der Einkoppelast 13 und die Auskoppelzweige 21, 22 eine von der rechteckigen beziehungsweise kreisrunden Form abweichende Form auf. Sie sind beispielsweise im Querschnitt oval oder weisen die Form eines Polygons auf.
  • In einer in 7 gezeigten dritten Ausführungsform ist eine gekrümmte Berührungsfläche 41 in Form einer Schmiegefläche 41 vorgesehen, an der sich die beiden Auskoppelzweige 21, 22 berühren. Die Schmiegefläche 41 weist die Form eines Ausschnitts einer Mantelfläche 50 eines Zylinders mit einer Mittelachse 51 auf. Ein Biegeradius an der Schmiegefläche 41 ist also über die gesamte Schmiegefläche 41 zumindest im Wesentlichen konstant. Die beiden Auskoppelzweige 21, 22 laufen entlang der Schmiegefläche 41 auseinander. Da die Auskoppelzweige 21, 22 zumindest im Aufteilungsabschnitt 19 eine konstante Breite aufweisen, ergibt sich für die gesamte Lichtleiterstruktur 11 eine in Richtung der ersten Querachse 31 gebogene Form.
  • In den gezeigten Ausführungsformen ist die Lichtleiterstruktur 11 einstückig ausgeführt. Abweichend hiervon kann jedoch auch ein mehrteiliger Aufbau der Lichtleiterstruktur vorgesehen werden. Beispielsweise können der Einkoppelast 13 und die Auskoppelzweige 21, 22 als getrennte Teile ausgebildet werden, die an der Ebene 17 miteinander verbunden werden. Die Lichtleiterstruktur 11 kann jedoch auch auf andere Weise aus getrennten Teilen aufgebaut werden.
  • Die Lichtleiterstruktur 11 ist aus einem lichtdurchlässigen Material gebildet. Eine optische Dichte des lichtdurchlässigen Materials ist höher als die optische Dichte der Umgebung der Lichtleiterstruktur. Dementsprechend sind die Lichtleitungsbereiche 35 der Auskoppelzweige 21, 22 insbesondere durch die Oberfläche des lichtdurchlässigen Materials begrenzt. Ebenso ist der Lichtleitungsbereich 16 des Einkoppelastes 13 durch dessen Oberfläche begrenzt.
  • Beim Betrieb der Lichtleiterstruktur 11 wird Licht in die Einkoppelfläche 15 des Einkoppelastes 13 eingekoppelt. Der Einkoppelast 13 leitet das Licht zu den Lichteintrittsquerschnitten 29 der beiden Auskoppelzweige 21, 22, so dass die Lichteintrittsquerschnitte 29 vom Licht bestrahlt werden. Wird das Licht mit einer über die gesamte Einkoppelfläche 15 konstanten Leistungsdichte (Intensität) eingekoppelt, dann wird eine Leistung des eingekoppelten Lichts gleichmäßig auf die beiden Auskoppelzweige 21, 22 aufgeteilt, weil die beiden Lichteintrittsquerschnitte 29 den selben Flächeninhalt aufweisen.
  • Anschließend wird das Licht im Lichtleitungsbereich 35 eines jeden Auskoppelzweigs 21, 22 weitergeleitet und dabei aufgrund der gebogenen Form der Auskoppelzweige 21, 22 umgelenkt. Die Umlenkung innerhalb der Lichtleiterstruktur 11 beruht darauf, dass die optische Dichte des Materials, aus dem die Lichtleiterstruktur 11 besteht, höher ist als die der Umgebung, wodurch Lichtstrahlen an den Seitenflächen der Lichtleiterstruktur 11 reflektiert werden.
  • Aufgrund eines relativ spitzen Winkels α ist gewährleistet, dass auch in den gebogenen Bereichen der Auskoppelzweige 21, 22 ein großer Teil der Lichtstrahlung, im Idealfall die gesamte Lichtstrahlung, reflektiert, also nicht seitlich aus der Lichtleiterstruktur 11 beispielsweise aufgrund einer Brechung an den Oberflächen der Auskoppelzweige 21, 22 abgegeben wird (Totalreflexion). Dadurch wird im Wesentlichen die gesamte über die Einkoppelfläche 15 eingekoppelte Lichtleistung über die beiden Auskoppelflächen 27 der Auskoppelzweige 21, 22 wieder aus der Lichtleiterstruktur 11 ausgekoppelt. Da die Lichteintrittsquerschnitte 29 lückenlos nebeneinander liegen und somit den Lichtaustrittsquerschnitt 45 des Einkoppelastes 13 vollständig abdecken, wird auch im Bereich der Ebene 17 kein Licht oder nur eine unwesentliche Lichtmenge an die Umgebung abgegeben.
  • Wie in 8 dargestellt, kann an den Auskoppelflächen 27 der Lichtleiterstruktur 11 ein Lichtleitring 52 angeordnet werden. Ein solcher Lichtleitring 52 erzeugt, wenn über die Einkoppelfläche 15 der Lichtleiterstruktur 11 Licht eingekoppelt wird, ein zumindest annähernd ringförmiges oder ringsegmentförmiges Erscheinungsbild eines Kraftfahrzeugscheinwerfers oder einer Kraftfahrzeugleuchte, in welchem bzw. in welcher er eingebaut ist. Der Lichtleitring 52 kann wie in 8 gezeigt einstückig mit der Lichtleiterstruktur 11 ausgebildet sein. Die Lichtleiterstruktur 11 und der Lichtleitring 52 können jedoch auch als getrennte Teile ausgeführt werden.
  • In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist an den beiden Auskoppelzweigen 21, 22 der Lichtleiterstruktur 11 ein Lichtleitring, der zwei separate Lichtleitelemente aufweist angeordnet. Ein solcher Lichtleitring ist in der DE 10 2005 038 830 A1 im Detail beschrieben. Auch in dieser Ausführungsform kann der Lichtleitring einstückig mit der Lichtleiterstruktur 11 ausgebildet sein oder als getrenntes Teil, das mit der Lichtleiterstruktur 11 verbunden ist, ausgeführt sein.
  • Zur Herstellung der Lichtleiterstruktur 11 wird vorzugsweise das Spritzgießverfahren verwendet. Da die Form der Lichtleiterstruktur keine spitzen nach innen weisenden (konkave) Kanten aufweist, kann die Form der Lichtleiterstruktur 11 weitgehend exakt mit Hilfe des Spritzgießverfahrens hergestellt und dadurch besonders geringe Lichtverluste erzielt werden.

Claims (11)

  1. Lichtleiterstruktur (11) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Kraftfahrzeugleuchte, wobei die Lichtleiterstruktur (11) mindestens einen Aufteilungsabschnitt (19) zur Aufteilung von in die Lichtleiterstruktur (11) eingekoppeltem Licht (40) auf mehrere Auskoppelzweige (21, 22) umfasst, wobei sich mindestens zwei Auskoppelzweige (21, 22) im Aufteilungsabschnitt (19) zumindest abschnittsweise berühren und die beiden Auskoppelzweige (21, 22) sich an einer Verzweigungsstelle (39) des Aufteilungsabschnitts (19) verzweigen, wobei die Lichtleiterstruktur (11) einstückig ausgebildet ist und die beiden Auskoppelzweige (21, 22) innerhalb des Aufteilungsabschnitts (19) zumindest an der Verzweigungsstelle (39) derart relativ zueinander versetzt angeordnet sind, dass sich ihre Querschnittsflächen (35) nur an einem Punkt (39) berühren.
  2. Lichtleiterstruktur (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppelzweige (21, 22) derart geschränkt nebeneinander angeordnet sind, dass im Aufteilungsabschnitt (19) eine erste Flanke (33) eines ersten Auskoppelzweigs (21) und eine zweite Flanke (34) eines zweiten Auskoppelzweigs (22) eine gemeinsame Berührungsfläche (41) aufweisen.
  3. Lichtleiterstruktur (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsfläche (41) des Aufteilungsabschnitts (19) eben ist und/oder dass die Berührungsfläche (41) des Aufteilungsabschnitts (19) parallel zu einer Längsachse (25) der Lichtleiterstruktur (11) verlauft.
  4. Lichtleiterstruktur (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterstruktur (11) einen Einkoppelast (13) mit einem Lichtaustrittsquerschnitt (45) aufweist, wobei Lichteintrittsquerschnitte (29) der Auskoppelzweige (21, 22) den Lichtaustrittsquerschnitt (45) zumindest abschnittweise berühren.
  5. Lichtleiterstruktur (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lichteintrittsquerschnitte (29) denselben Flächeninhalt aufweisen.
  6. Lichtleiterstruktur (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterstruktur (11) zwei Auskoppelzweige (21, 22) aufweist.
  7. Lichtleiterstruktur (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtaustrittsquerschnitt (45) des Einkoppelastes (13) rechteckig ist und die Lichteintrittsquerschnitte (29) der Auskoppelzweige (21, 22) quadratisch sind.
  8. Lichtleiterstruktur (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtaustrittsquerschnitt (45) des Einkoppelastes (13) kreisförmig ist und die Lichteintrittsquerschnitte (29) der Auskoppelzweige (21, 22) halbkreisförmig sind.
  9. Lichtleiterstruktur (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Auskoppelfläche (27) mindestens eines der Auskoppelzweige (21, 22) der Lichtleiterstruktur (11) ein Lichtleitring (52) zum Erzeugen eines zumindest annähernd kreisringförmigen leuchtenden Erscheinungsbildes eines Kraftfahrzeugscheinwerfers oder einer Kraftfahrzeugleuchte angeordnet ist.
  10. Lichtleiterstruktur (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterstruktur (11) aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gebildet ist.
  11. Lichtleiterstruktur (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterstruktur (11) als Spritzgussteil ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011051045B4 (de) * 2011-06-14 2020-12-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Lichtleitmodul und Leuchte für Fahrzeuge
ITTV20110098A1 (it) * 2011-07-11 2013-01-12 Automotive Lighting Italia Spa Fanale automobilistico
DE102014201413A1 (de) 2014-01-27 2015-07-30 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtleiter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5931576A (en) * 1996-02-26 1999-08-03 North American Lighting, Inc. Optical coupler for distributive lighting system
DE10162105A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-03 Automotive Lighting Reutlingen Leuchte für Fahrzeuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5931576A (en) * 1996-02-26 1999-08-03 North American Lighting, Inc. Optical coupler for distributive lighting system
DE10162105A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-03 Automotive Lighting Reutlingen Leuchte für Fahrzeuge

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