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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lichtverteilung für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle zum Erzeugen einer Lichtemission und ein Lichtleiterelement, mit einem Einkopplungsabschnitt und einem Auskopplungsabschnitt. Dabei ist die Lichtemission in den Einkopplungsabschnitt einkoppelbar, wobei der Auskopplungsabschnitt eine Längserstreckung aufweist und dazu eingerichtet ist, die eingekoppelte Lichtemission entlang seiner Längserstreckung zu leiten. Dabei weist der Auskopplungsabschnitt Auskopplungselemente auf, die dazu eingerichtet sind, die eingekoppelte Lichtemission senkrecht zur Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts auszukoppeln.
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Moderne Beleuchtungseinrichtungen, beispielsweise zur Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums oder zum Ausgeben von Lichtsignalen eines Fahrzeugs, können aufgrund der fortschreitenden Entwicklung immer effizienterer und kleinerer Lichtquellen sehr dezent gestaltet werden. Sie erlauben daher große gestalterische Freiheiten, die mit klassischen Leuchten kaum erreichbar waren.
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In der
US 6,450,662 B1 wird eine Beleuchtungsvorrichtung beschrieben, bei der ein Array von Leuchtdioden Licht emittiert, das dann mittels Lichtleitern auf einen Diffusor geleitet wird. Alternativ können Linsen verwendet werden, die für eine homogene Ausleuchtung einer Diffusorfläche sorgen.
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Aus der
US 7,001,054 B2 ist eine Fahrzeugleuchte bekannt, bei der Licht einer Leuchtdiode durch einen Lichtleiter in einen pilzförmigen Schirmbereich geleitet wird. Dort wird ein Teil des Lichts nach vorne ausgekoppelt und zum anderen Teil in eine rückwärtige Richtung auf einen Reflektor gelenkt wird.
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In der
US 2011/0261570 A1 wird eine Beleuchtungseinheit offenbart, die eine Lichtquelle mit einer optischen Achse und einen Lichtleiterkörper umfasst. Der Lichtleiterkörper umfasst einen Lichteinfallsteil an einer Vorderseite der Lichtquelle, der aus einer ersten Oberfläche herausragt, einen Lichtaustrittsabschnitt, der so geformt ist, dass er sich in einer ersten Richtung auf einer zweiten Oberfläche erstreckt, und einen Lichtleiterteil.
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In der
US 2005/0265041 A1 wird ein optischer Körper beschrieben, welcher das von einer Lichtquelle abgegebene Licht in einem kegelförmigen Raumbereich mit einer in Z-Richtung verlaufenden Mittelachse empfängt. Der optische Körper ist im Wesentlichen V-förmig in einer Schnittebene, die durch die Z-Richtung und eine dazu senkrechte X-Richtung definiert ist.
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Die
US 2006/0164839 A1 beschreibt eine Lichtleiteranordnung, welche eine Basis und eine Lichtquelle umfasst, die abnehmbar an der Basis befestigt sind. Die Lichtquelle ist so ausgerichtet, dass sie Licht nach außen und weg von der Basis emittiert.
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Die
US 2006/0171159 A1 beschreibt eine Rückleuchte, insbesondere eine Bremsleuchte für ein Kraftfahrzeug, welche mindestens eine primäre Lichtquelle umfasst, die aus mindestens einer Leuchtdiode besteht, die mit einem Lichtleiter verbunden ist.
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Die
US 6 097 549 A offenbart ein bireflektierendes Linsenelement, das eine Lichteintrittsfläche und einen mit der Lichteintrittsfläche in Verbindung stehenden Direktübertragungsbereich aufweist. Eine Lichtquelle ist neben der Lichteintrittsfläche angeordnet, um Licht in das Linsenelement zu projizieren und eine lichtemittierende Anordnung zu erzeugen.
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Die
US 2008/0049445 A1 beschreibt verschiedene Ausführungsformen von eckengekoppelten Hintergrundbeleuchtungen, bei denen eine oder mehrere LEDs optisch an eine abgeschnittene Ecke eines massiven rechteckigen Lichtleiters gekoppelt sind. In einer Ausführungsform wird eine Hochleistungs-Weißlicht-LED in einem kleinen reflektierenden Hohlraum montiert, der dann mit einer abgeflachten Ecke des Lichtleiters gekoppelt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Lichtverteilung bereitzustellen, die mit einem besonders einfachen Aufbau realisierbar ist und möglichst wenig Bauraum benötigt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einem Übergangsbereich von dem Einkopplungsabschnitt zu dem Auskopplungsabschnitt des Lichtleiterelements ein Umlenkelement so angeordnet, dass ein erster und ein zweiter Teil der eingekoppelten Lichtemission in verschiedene Richtungen entlang der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts geleitet werden.
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Bei der Erfindung kann die Vorrichtung daher vorteilhafterweise besonders bauraumsparend ausgebildet werden. Die Umlenkung des eingekoppelten Lichts ermöglicht eine besonders flache Bauweise. Die von der Lichtquelle bereitgestellte Lichtemission kann zudem besonders effizient genutzt werden.
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Die Lichtquelle ist auf an sich bekannte Weise gebildet. Sie umfasst insbesondere eine LED, kann jedoch auf prinzipiell beliebige Weise ausgebildet sein. Die Lichtemission wird insbesondere einfarbig gebildet, wobei eine Ansteuerung der Lichtquelle so vorgesehen sein kann, dass die Lichtemission mit unterschiedlichen Intensitäten und/oder Farben erzeugt werden kann. Die Lichtemission kann ferner zeitlich veränderlich erzeugt zu werden, beispielsweise mit einer dynamischen Veränderung der Lichtintensität, etwa bei einem Blinklicht oder bei einer an eine Umgebungshelligkeit angepassten Lichtintensität, etwa einer höheren Intensität bei einer höheren Umgebungshelligkeit.
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Die Lichtemission wird zumindest teilweise in das Lichtleiterelement eingekoppelt, wobei die Lichtemission auf an sich bekannte Weise beeinflusst werden kann, insbesondere mittels optischer Elemente wie beispielsweise Reflektoren oder Linsen. Die Einkopplung selbst erfolgt ebenfalls auf an sich bekannte Weise.
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Die Lichtemission wird so in den Einkopplungsabschnitt des Lichtleiterelements eingekoppelt, dass das eingekoppeltes Licht in dem Lichtleiterelement auf an sich bekannte Weise geleitet wird, insbesondere indem es beim Auftreffen auf eine Grenzfläche des Lichtleiterelements zu einem umgebenden Medium wie Luft reflektiert wird. Dies erfolgt insbesondere durch Totalreflexion, das heißt, dass eingekoppeltes Licht trifft auf eine Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium unter einem Winkel, der die Bedingungen für die Totalreflexion erfüllt. Zum Auskoppeln des Lichts wird der Winkel der Ausbreitungsrichtung des Lichts relativ zur Oberfläche so verändert, dass die Bedingungen für die Totalreflexion nicht mehr erfüllt sind und zumindest ein Teil des Lichts aus dem Lichtleiterelement austritt.
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Die Ausbreitungsrichtung des Lichts in dem Lichtleiterelement verändert sich daher bei jeder Reflexion an der Oberfläche. Im Sinne der Erfindung wird jedoch davon ausgegangen, dass die Richtung der Lichtausbreitung entlang einer Längsachse des Lichtleiterelements beziehungsweise des ersten oder zweiten Abschnitts definiert ist. Das heißt, auch wenn sich die tatsächliche Richtung eines Lichtstrahls während der Leitung in dem Lichtleiterelement durch Reflexion immer wieder verändert, so wird doch die Ausbreitungsrichtung durch die Geometrie des Lichtleiterelements bestimmt.
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Insbesondere weist der Einkopplungsabschnitt eine weitere Längserstreckung auf, die schräg zu der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts verläuft, das heißt, die Längserstreckungen von Einkopplungs- und Auskopplungsabschnitt sind nicht parallel zueinander. Das heißt, die in den Einkopplungsabschnitt eingekoppelte Lichtemission wird in eine Richtung geleitet, die schräg zu der Ausbreitungsrichtung des Lichts in dem Auskopplungsabschnitt verläuft. Insbesondere breitet sich das Licht in dem Einkopplungsabschnitt schräg oder senkrecht zu der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts aus. Insbesondere verläuft daher auch die Ausbreitung der eingekoppelten Lichtemission im Einkopplungsabschnitt schräg, insbesondere senkrecht, zur Längserstreckungsrichtung des Auskopplungsabschnitts.
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Nach dem Auftreffen auf das Umlenkelement wird der erste Teil der Lichtemission in eine erste Richtung und der zweite Teil der Lichtemission in eine zweite Richtung geleitet, insbesondere in entgegengesetzte Richtungen entlang der Längserstreckung.
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Bei der Vorrichtung wird das eingekoppeltes Licht entlang der Längsausdehnung des Einkopplungsabschnitts beziehungsweise der Längsausdehnung des Auskopplungsausschnitts geleitet. Entlang einer Längsausdehnung sind insbesondere zwei entgegengesetzte Richtungen definiert. Die Vorrichtung zum Erzeugen einer Lichtverteilung kann beispielsweise in einem Fahrzeug so angeordnet sein, dass die Ausbreitungsrichtungen mit Achsen in einem Fahrzeugkoordinatensystem zusammenfallen. Beispielsweise kann die Längsausdehnung des Einkopplungsabschnitts parallel zu einer z-Achse des Fahrzeugs, das heißt einer vertikalen Achse, verlaufen. Ferner kann die Längsausdehnung des Auskopplungsabschnitts parallel zu einer y-Achse des Fahrzeugs, das heißt einer horizontalen Querachse des Fahrzeugs verlaufen. In einem solchen Fall wäre als x-Achse eine horizontale Längsachse des Fahrzeugs definiert.
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Die Längsausdehnungen verlaufen schräg zueinander, das heißt, sie verlaufen nicht parallel zueinander. Sie können senkrecht aufeinander stehen oder in einem anderen Winkel zueinander angeordnet sein.
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Bei der Vorrichtung wird insbesondere der erste Teil der eingekoppelten Lichtemissionen in eine erste Richtung und der zweite Teil in eine zweite Richtung entlang der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts geleitet. Die erste Richtung ist dabei insbesondere zur zweiten Richtung entgegengesetzt, sodass der erste und zweite Teil entlang der Längserstreckung voneinander weg oder in aufeinander zu gerichtete Richtungen geleitet werden. Die Längserstreckung kann ferner so definiert sein, dass sie einen Winkel aufweist, etwa einen Verlauf mit einem Knick, sodass die erste und zweite Richtung sich durch diesen Winkel voneinander unterscheiden.
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Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Einkopplungsabschnitt und der Auskopplungsabschnitt des Lichtleiterelements einstückig ausgebildet. Insbesondere ist das gesamte Lichtleiterelement einstückig ausgebildet. Dadurch werden vorteilhafterweise Übergänge zwischen verschiedenen optischen Medien vermieden und die Vorrichtung kann besonders einfach montiert werden.
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Auch das Umlenkelement kann einstückig mit dem Lichtleiterelement ausgebildet sein. Bei weiteren Ausbildungen kann das Lichtleiterelement mehrstückig ausgebildet sein, wobei beispielsweise der erste und zweite Abschnitt als separate Teile ausgebildet und optisch durchlässig miteinander verbunden sind.
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Bei einer Ausbildung ist das Umlenkelement als eine in dem Lichtleiterelement ausgebildete Ausnehmung mit ebenen Flächen ausgebildet. Die Vorrichtung ist dadurch vorteilhafterweise besonders einfach aufgebaut und die Lichtverteilung kann einfach in den zweiten Abschnitt verteilt werden.
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Insbesondere ist ein Bereich des Lichtleiterelements als Umlenkelement ausgebildet. Beispielsweise weist das Lichtleiterelement bei dem Umlenkelement eine Ausnehmung so auf, dass an einer Grenzfläche zu dem umgebenden optisch dünneren Medium, insbesondere Luft, ebene Flächen oder Flächen einer anderen Geometrie gebildet werden. An diesen Flächen kommt es insbesondere zu Totalreflexion, sodass in einem geeigneten Winkel auftreffendes eingekoppeltes Licht nicht durch die Flächen hindurch in das optisch dünnere Medium tritt, sondern reflektiert wird. Das Umlenkelement ist dabei so angeordnet, dass das reflektierte Licht in dem Auskopplungsabschnitt des Lichtleiterelements in verschiedene Richtungen, beziehungsweise in eine erste und zweite Richtung entlang der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts geleitet wird. Das Umlenkelement ist insbesondere mit zumindest zwei in einem bestimmten Winkel zueinander angeordneten Flächen ausgebildet und erlaubt somit eine Umlenkung des auftreffenden Lichts in zwei verschiedene Richtungen, das heißt die erste und die zweite Richtung entlang der Auskopplungsabschnitts.
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Die ebenen Flächen, beziehungsweise gegebenenfalls anders geformte Flächen, des Umlenkelements können beispielsweise in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sein, wobei das reflektierte Licht in entgegengesetzte Richtungen geleitet werden kann. Die Flächen können ferner einen anderen Winkel zueinander aufweisen, sodass der erste und zweite Teil in verschiedene Richtungen abgelenkt werden, die zueinander nicht genau entgegengesetzt sind.
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Das Umlenkelement kann ferner so ausgebildet sein, dass statt ebener Flächen Biegungen vorgesehen sind, die insbesondere einen kleinen Radius aufweisen, der so ausgebildet ist, dass in diesem Bereich eine Lichtleitung durch Totalreflexion erfolgt.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann das Umlenkelement auf andere Weise ausgebildet sein. Es kann beispielsweise eine Anordnung reflektierender beziehungsweise spiegelnde Flächen umfassen. Es kann ferner als separates Bauteil ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß ist im Bereich des Umlenkelements in einer Verlängerung des Einkopplungsabschnitts ein Streuelement ausgebildet. Dadurch kann vorteilhafterweise ein Bereich erhöhter Lichtintensität vermieden werden und eine homogene Lichtverteilung wird erreicht. Insbesondere ist das Streuelement in einer Verlängerung der Ausbreitungsrichtung der im Einkopplungsabschnitt eingekoppelten und geleiteten Lichtemission ausgebildet.
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Dadurch wird insbesondere vermieden, dass ein Anteil der Lichtemission, der in einer Verlängerung des Einkopplungsabschnitts abgestrahlt und nicht von dem Umlenkelement in die erste oder zweite Richtung abgelenkt wird, aus dem Lichtleiterelement austritt. Hierzu kann es beispielsweise kommen, wenn die Einkopplung der Lichtemission nicht vollkommen gelingt oder wenn Streueffekte zur unerwünschten Auskopplung von Licht aus dem Einkopplungsabschnitt oder bei dem Umlenkelement führen.
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Das Streuelement ist insbesondere so ausgebildet, dass auftreffendes Streulicht möglichst gleichmäßig in verschiedene Richtungen beziehungsweise entlang der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts in die erste und zweite Richtung abgelenkt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine walzen-, kugel- oder ellipsoidförmige Oberfläche mit einer reflektierenden Beschichtung erreicht.
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Bei einer Weiterbildung ist das Streuelement in einem Gehäuse ausgebildet, wobei das Gehäuse dazu ausgebildet ist, das Lichtleiterelement aufzunehmen. Das Streuelement ist dadurch vorteilhafterweise besonders einfach ausgebildet.
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Das Gehäuse kann auf an sich bekannte Weise ausgebildet sein und dazu dienen, das Lichtleiterelement und gegebenenfalls weitere Elemente der Vorrichtung zu halten. Ferner kann eine optische Abschirmung erfolgen, um einen unerwünschten Lichtaustritt zu verhindern und die erzeugte Lichtverteilung zu formen, etwa durch eine Verblendung. Dabei können Oberflächen des Gehäuses, die zu dem Lichtleiterelement hin gerichtet sind, weiß oder auf andere Weise reflektierend beschichtet sein, um Lichtverluste zu vermeiden.
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Ein in dem Gehäuse ausgebildetes Streuelement kann beispielsweise als konvexer Bereich oder als Verdickung in einem Bereich ausgebildet sein, in dem das Umlenkelement des Lichtleiterelements angeordnet ist. Es kann ferner eine kugel- oder walzenförmige Oberfläche aufweisen. Zum Beispiel kann das Gehäuse durch Spritzguss gebildet sein, wobei das Streuelement bereits in der Form des Gehäuses vorgesehen ist.
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Bei einer Ausbildung ist zwischen der Lichtquelle und dem Einkopplungsabschnitt des Lichtleiterelements ein Kollimator so angeordnet, dass die eingekoppelte Lichtemission im Einkopplungsabschnitt des Lichtleiterelements parallel zu einer Längserstreckung des Einkopplungsabschnitts verläuft. Die Lichtemission kann sich dadurch vorteilhafterweise so ausbreiten, dass sie besonders einfach im ersten Abschnitt der Vorrichtung kontrolliert werden kann.
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Es kann also zunächst anhand der Lichtemission ein paralleles Lichtbündel erzeugt und in dem Einkopplungsabschnitt des Lichtleiterelements geleitet werden. Insbesondere erfolgt die Bündelung des Lichts bei der Einkopplung, beispielsweise indem einer Einkopplungsfläche so ausgebildet ist, dass eine Lichtemission einer im Wesentlichen punktförmigen Lichtquelle in einem bestimmten Abstand zu einem parallelen Lichtbündel geformt wird.
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Insbesondere verläuft das parallele Lichtbündel parallel zur Längsachse des Einkopplungsabschnitts des Lichtleiterelements. Die Leitung des Lichts erfolgt dann im Wesentlichen ohne Totalreflexion und das Licht trifft direkt auf das Umlenkelement. Alternativ oder zusätzlich kann eine eingekoppelte Lichtemission mittels Totalreflexion in dem Einkopplungsabschnitts geleitet werden. Die Lichtemission kann vor der Einkopplung mittels einer Linse verändert werden, etwa um eine Bündelung zu erreichen, wobei ein Lichtbündel insbesondere einen parallelen Verlauf, einen aufgefächerten Verlauf oder einen auf einen Brennpunkt gebündelten Verlauf aufweisen kann. Die Lichtemission kann ferner an einer planen oder gewölbt ausgebildeten Fläche eingekoppelt werden.
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Bei einer weiteren Ausbildung weist die Vorrichtung ein den Einkopplungsabschnitt umgebendes Abschirmelement auf. Dadurch kann vorteilhafterweise das Austreten von Licht, etwa durch Streuung, aus dem ersten Abschnitt vermieden werden. Hierdurch kann ferner vermieden werden, dass durch Streulicht eine höhere Intensität von Licht an der Position des Umlenkelements ausgekoppelt wird.
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Das Abschirmelement kann beispielsweise als Kragen ausgebildet sein, der den Einkopplungsabschnitt zumindest teilweise umgibt. Es ist insbesondere aus einem lichtundurchlässigen Material gebildet, wobei das Licht durch das Abschirmelement insbesondere reflektiert oder absorbiert wird.
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Bei einer Weiterbildung sind die Auskopplungselemente im Wesentlichen in einer durch den Einkopplungsabschnitt und den Auskopplungsabschnitt aufgespannten Ebene angeordnet. Dadurch wird die Lichtverteilung vorteilhafterweise senkrecht zur Ebene der Vorrichtung ausgekoppelt.
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Die Auskopplungselemente sind beispielsweise an einer Grenzfläche von dem Lichtleiterelement zu einem optisch dünneren Medium so ausgebildet, dass eingekoppeltes Licht in ihrem Bereich so reflektiert wird, dass es an einer weiteren Grenzfläche in das umgebende optisch dünneren Medium ausgekoppelt wird. Die Auskopplungselemente können beispielsweise eine Prismen- oder Kerben-Struktur aufweisen.
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Bei einer Anordnung der Auskopplungselemente in einer gemeinsamen Ebene, insbesondere in derjenigen Ebene, die durch Längserstreckungen des Einkopplungsabschnitts und des Auskopplungsabschnitts aufgespannt wird oder die parallel dazu verläuft, wird das Licht insbesondere entlang einer dritten Richtung ausgekoppelt, welche senkrecht zu dieser Ebene verläuft. Dadurch kann eine besonders flache Bauweise erreicht werden, etwa indem die Tiefe des benötigten Bauraums in Richtung der dritten Richtung verringert wird. Dabei wird das Licht entlang der Längserstreckungen des Ein- und Auskopplungsabschnitts geführt, um es dann entlang der dritten Richtung auszukoppeln.
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Bei weiteren Ausbildungen können die Auskopplungselemente auf andere Weise angeordnet sein, insbesondere in verschiedenen Ebenen. Die Lichtauskopplung kann dadurch in verschiedene Richtungen erfolgen.
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Bei einer Ausbildung sind die Auskopplungselemente dazu eingerichtet, die Lichtverteilung in einen Außenraum des Fahrzeugs auszukoppeln. Die Vorrichtung kann dabei vorteilhafterweise dazu genutzt werden, ein Lichtsignal auszugeben. Alternativ kann auch der Innenraum des Fahrzeugs beleuchtet werden.
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Beispielsweise ist der Auskopplungsabschnitt des Lichtleiterelements so ausgebildet, dass er entlang einer Lichtlinie verläuft, und die Auskopplungselemente sind so ausgebildet, dass durch den Auskopplungsabschnitt des Lichtleiterelements in die verschiedenen Richtungen geleitetes Licht zum Ausbilden der Lichtlinie ausgekoppelt wird. Alternativ oder zusätzlich zu einer Linie können andere Strukturen und Lichtverteilungen gebildet werden.
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Die Vorrichtung kann zum Beispiel bei einem Fahrzeug in einem Heckbereich so angeordnet sein, dass eine für nachfolgende Fahrzeuge sichtbare Lichtlinie für ein Schlusslicht, ein Bremslicht oder eine Nebelschlussleuchte erzeugt wird.
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Bei einer weiteren Ausbildung ist die Lichtverteilung durch eine Streuscheibe auskoppelbar. Dadurch können die Strukturen zur Auskopplung der Lichtverteilung vorteilhafterweise verdeckt werden.
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Die Streuscheibe kann dabei auf an sich bekannte Weise ausgebildet sein und beispielsweise eine strukturierte Oberfläche oder ein volumenstreuendes Material aufweisen, an der bzw. an dem auftreffendes Licht gestreut oder in verschiedene Richtungen gebrochen wird, um dahinterliegende Strukturen zu verdecken.
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Bei einer Weiterbildung umfasst die Vorrichtung zumindest einen weiteren Einkopplungsabschnitt, durch den eine Lichtemission einer zweiten Lichtquelle einkoppelbar ist, und ein weiteres Umlenkelement, das in einem Übergangsbereich von dem weiteren Einkopplungsabschnitt zu dem Auskopplungsabschnitt des Lichtleiterelements so angeordnet ist, dass ein erster und ein zweiter Teil der eingekoppelten Lichtemission der zweiten Lichtquelle in verschiedene Richtungen entlang der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts geleitet werden.
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Beispielweise sind mehrere Einkopplungsabschnitte, durch welche die Lichtemissionen von mehreren Lichtquellen in das Lichtleiterelement einkoppelbar so angeordnet, dass das eingekoppelte Licht in einen gemeinsamen zweiten Abschnitt gelangt. Insbesondere weisen die mehreren Einkopplungsabschnitte jeweils eine Längserstreckung auf, die eine gemeinsame Ebene aufspannen, in der auch der Auskopplungsabschnitt angeordnet ist. Ferner kann eine Ansteuerung so vorgesehen sein, dass ein Lauflicht erzeugbar ist, bei dem nacheinander Lichtquellen aktiviert werden, deren Lichtemissionen in nebeneinander angeordnete Einkopplungsabschnitte eingekoppelt wird. Ferner können die Lichtemissionen getrennt voneinander oder in einer koordinierten Weise gesteuert werden.
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Die weiteren Einkopplungsabschnitte können analog zu dem Einkopplungsabschnitt gemäß der vorangegangenen Beschreibung aufgebaut sein. Ebenso können die weiteren Umlenkelemente analog zu dem oben beschriebenen Umlenkelement gebildet sein, etwa als Ausnehmung in dem Lichtleiterelement. Das heißt, an dem Auskopplungsabschnitt sind in diesem Fall insbesondere mehrere Einkopplungsabschnitte angeordnet und insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet. Die Einkopplungsabschnitte können beispielsweise äquidistant zueinander entlang der Längserstreckung des Auskopplungselements angeordnet sein.
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Insbesondere sind die Einkopplungsabschnitte in einer gemeinsamen Ebene mit dem Auskopplungsabschnitt angeordnet.
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Ein Fahrzeug gemäß der Erfindung umfasst zumindest eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Beschreibung.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.
- 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne und mit einem Abschirmungselement,
- 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Gehäuse und
- 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Mit Bezug zu den 1 und 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. 1 zeigt dabei eine Frontalansicht der Vorrichtung, während 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung darstellt.
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Das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst eine Lichtquelle 1, deren Licht durch eine Einkopplungsoptik 4a in einen Einkopplungsabschnitt 4 eines Lichtleiterelements 10 eingekoppelt wird. Die Einkopplungoptik 4a ist bei dem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass das auftreffende Licht der Lichtquelle 1 zu einem parallelen Lichtbündel gebildet wird, das parallel zu der Längserstreckung des ersten Abschnitts 4 verläuft. Der Verlauf des Lichtbündels ist durch zwei Lichtstrahlen 2, 3 angedeutet, die lediglich andeutungsweise für zwei Teile der Lichtemission der Lichtquelle 1 stehen sollen.
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Das Lichtleiterelement 10 umfasst ferner einen Auskopplungsabschnitt 5, der einteilig mit dem Einkopplungsabschnitt 4 ausgebildet ist und eine senkrecht zu diesem verlaufende Längserstreckung aufweist. Der Auskopplungsabschnitt 5 weist einen rechten 5a und linken Abschnitt 5b auf, die entlang einer durchgehenden Gerade verlaufen. An der Position, bei welcher der Einkopplungsabschnitt 4 auf den Auskopplungsabschnitt 5 trifft, ist ein Umlenkelement 9 angeordnet. Dieses ist bei dem Ausführungsbeispiel als Ausnehmung im Material des Lichtleiterelements 10 ausgebildet. Das Umlenkelement 9 umfasst nach Art eines Prismas zwei zueinander in einem Winkel angeordnete ebene Flächen, die bei dem Ausführungsbeispiel in einem rechten Winkel zueinander stehen. Die auf das Umlenkelement 9 auftreffenden Lichtstrahlen 2, 3 treffen auf unterschiedliche Flächen und werden entsprechend in verschiedene Richtungen abgelenkt, was durch den weiteren Verlauf der eingezeichneten Lichtstrahlen 2, 3 angedeutet wird. Ein erster Lichtstrahl 2, das heißt ein erster Teil des eingekoppelten Lichts, wird nach links in den linken Abschnitt 5b des Lichtleiterelements 10 geleitet, während ein zweiter Lichtstrahl 3, das heißt ein zweiter Teil des eingekoppelten Lichts, nach rechts 5a in den Auskopplungsabschnitt 5 des Lichtleiterelements 10 geleitet wird.
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In dem Auskopplungsabschnitt 5 des Lichtleiterelements 10 sind Auskopplungselemente 7, 8 ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel umfassen die Auskopplungselemente 7, 8 Kerben beziehungsweise prismenförmige Ausnehmungen des Lichtleiterelements 10. Die Auskopplungselemente 7, 8 sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, die durch die Längsachsen des Einkopplungs- 4 und Auskopplungsabschnitts 5 des Lichtleiterelements 10 aufgespannt wird. Die wird besonders in 2 deutlich, die in einer Seitenansicht schematisch die Anordnung der Auskopplungselemente 7 an einer gemeinsamen Seite innerhalb des Lichtleiterelements 10 zeigt. Die Anordnung der Auskopplungselemente 7, 8 führt dazu, dass das ausgekoppelte Licht im Wesentlichen in eine gemeinsame Richtung, in 2 nach rechts, ausgekoppelt wird. Die Richtung der Auskopplung und insbesondere die Auffächerung der ausgekoppelten Lichtverteilung kann auf an sich bekannte Weise durch eine geeignete Ausbildung der Auskopplungselemente 7, 8 vorgegeben werden.
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Das ausgekoppelte Licht 3 tritt, wie in 2 gezeigt, durch eine Streuscheibe 14, die auf an sich bekannte Weise so ausgebildet ist, dass dahinterliegende Strukturen im Wesentlichen nicht sichtbar sind beziehungsweise dass eine ausgekoppelte Lichtverteilung homogenisiert wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel kann von einem „Schornsteinkonzept“ der Einkopplung des Lichts der Lichtquelle 1 und der Leitung in dem Lichtleiterelement 10 gesprochen werden. Statt einer Positionierung der Lichtquelle 1 an einem Ende des Auskopplungsabschnitts 5 und einer geraden Leitung entlang der Längserstreckung des Auskopplungsabschnitts 5 wird bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Licht in einem mittigen Bereich eingekoppelt und durch das Umlenkelement 9 in verschiedene Bereiche des Auskopplungsabschnitts 5 verteilt.
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Mit Bezug zu den 3 und 4 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne und mit einem Abschirmungselement erläutert. Der Ausbau ähnelt weitgehend dem oben mit Bezug zu den 1 und 2 erläuterten ersten Ausführungsbeispiel; analoge Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Anders als bei dem in 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine durchgehende Anordnung der Auskopplungselemente 7, 8 über die Länge des Auskopplungsabschnitts 5 dargestellt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein den Einkopplungsabschnitt 4 umgebender Kragen als Abschirmelement 13 verwendet werden kann. Dieser ist aus lichtundurchlässigem Material gebildet und bei dem Ausführungsbeispiel zudem weiß gefärbt, sodass beispielsweise durch Streueffekte austretendes Licht nicht in die Umgebung des Lichtleiterelements 10 gelangt, sondern absorbiert oder wieder eingekoppelt werden kann.
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Bei der in 4 gezeigten Anordnung mit dem Abschirmelement 13 wird vermieden, dass durch austretendes zusätzliches Licht ein heller Fleck im Bereich des Umlenkelements 9 gebildet wird.
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Mit Bezug zu 5 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Gehäuse erläutert. Der Ausbau ähnelt weitgehend den oben erläuterten Ausführungsbeispielen; analoge Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Zusätzlich zu den oben mit Bezug zu den 1 bis 4 erläuterten Elementen ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 12 mit einem Streuelement 11 gezeigt. Das Streuelement 11 ist in dem Bereich des Umlenkelements 9 angeordnet. Das heißt, Licht der Lichtquelle 1, das entlang der Längsausdehnung des Einkopplungsabschnitts 4 des Lichtleiterelements 10 eingekoppelt und von dem Umlenkelement 9 nicht nach rechts oder links in den Auskopplungsabschnitt 5 geleitet wird, trifft auf das Streuelement 11. Zu einem solchen Austritt von Licht kann es beispielsweise durch Streueffekte kommen, die unerwünscht sind, wenn sie zu einer erhöhten Lichtintensität im Bereich des Umlenkelements 9 führen.
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Das Streuelement 11 ist mit einer reflektierenden Beschichtung versehen, an der das auftreffende Licht gestreut wird. Das heißt, eine Streulichtemission wird zu den Seiten hin abgelenkt, sodass es in diesem Bereich nicht zu einer erhöhten Intensität der ausgekoppelten Lichtverteilung kommt.
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Das Gehäuse 12 ist auf an sich bekannte Weise aus Kunststoff, insbesondere durch Spritzguss, gebildet und das Streuelement 11 ist einstückig im Material des Gehäuses 12 ausgebildet. Das Gehäuse 12 weist bei dem Ausführungsbeispiel eine weiße Farbe auf, zumindest in denjenigen Bereichen, die dem Lichtleiterelement 10 zugewandt sind.
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Mit Bezug zu 6 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Der Ausbau ähnelt weitgehend den oben erläuterten Ausführungsbeispielen, allerdings wiederholt sich der Aufbau entlang des Auskopplungsabschnitts 5.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an einem gemeinsamen Auskopplungsabschnitt 5, der analog zu den oben erläuterten Ausführungsbeispielen gebildet ist, mehrere Einkopplungsabschnitte 24 ausgebildet, in die jeweils Lichtemissionen von Lichtquellen 23 einkoppelbar sind. Hier sind ebenso Einkopplungsoptiken vorgesehen, die jedoch zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Das eingekoppelte Licht wird durch die Einkopplungsabschnitts 24 geleitet und trifft jeweils auf ein zugeordnetes Umlenkelement 29, das prismenförmige Ausnehmung ausgebildet und in der Verlängerung jeweils eines Einkopplungsabschnitts 24 angeordnet sind. Das Licht wird jeweils teilweise in entgegengesetzte Richtungen entlang der Längserstreckung des Auskopplungselements 5 geleitet und an dort vorgesehenen Auskopplungselementen ausgekoppelt.
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Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt insbesondere eine homogene Beleuchtung einer langen Lichtlinie oder einer ähnlichen Struktur, die von dem Auskopplungsabschnitt 5 gebildet und mittels ausgekoppeltem Licht beleuchtet wird. Der Auskopplungsabschnitt 5 verläuft bei dem Ausführungsbeispiel gerade, er kann aber praktisch jede Form annehmen, bei der eine Lichtleitung ermöglicht werden kann.
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Auch die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung kann in einem Gehäuse angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtquelle; LED
- 2
- Lichtstrahl
- 3
- Lichtstrahl
- 4
- Einkopplungsabschnitt
- 4a
- Einkopplungsoptik
- 5
- Auskopplungsabschnitt
- 5a
- Auskopplungsabschnitt (rechter Abschnitt)
- 5b
- Auskopplungsabschnitt (linker Abschnitt)
- 7
- Auskopplungsstruktur, Auskopplungselemente
- 8
- Auskopplungsstruktur, Auskopplungselemente
- 9
- Umlenkelement; Umlenkprisma
- 10
- Lichtleiterelement
- 11
- Streuelement
- 12
- Gehäuse
- 13
- Abschirmelement
- 14
- Streuscheibe
- 23
- Weitere Lichtquelle
- 24
- Weiterer Einkopplungsabschnitt
- 29
- Umlenkelement
