DE102020104567A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lichtquelle (100), ein Lichtsammelmittel (101; 102) und einen Lichtleiter (103), wobei der Lichtleiter (103) ein erstes Ende (104) und ein zweites Ende aufweist, wobei der Lichtleiter (103) vom Lichtsammelmittel (101; 102) beabstandet angeordnet ist, wobei die Lichtquelle (100) dazu ausgebildet ist, Licht zu emittieren, wobei das Lichtsammelmittel (101; 102) dazu ausgebildet ist, das emittierte Licht zu sammeln und in Richtung des ersten Endes (104) des Lichtleiters (103) auszugeben, wobei der Lichtleiter (103) dazu ausgebildet ist, einen ersten Teil des Lichts vom ersten Ende (104) zum zweiten Ende zu leiten, wobei der Lichtleiter (103) einen ersten Bereich (300) zwischen dem ersten Ende (104) und dem zweiten Ende aufweist, wobei der Lichtleiter (103) dazu ausgebildet ist, im ersten Bereich (300) einen zweiten Teil des Lichts zu emittieren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen mehrere LEDs zur Erzeugung des Scheinwerferkegels genutzt werden. Das Licht der LED wird dabei durch ein Lichtsammelmittel gesammelt und zu einem Lichtleiter geleitet. Der Lichtleiter weist eine Lichtaustrittfläche auf, aus der dann das gesammelte Licht der LED austritt. Als Lichtsammelmittel wird beispielsweise in der DE 10 2011 085 315 A1 eine TIR-Vorsatzoptik verwendet. TIR steht dabei für eine interne Totalreflexion („total internal reflection“).
  • Neben Scheinwerfern werden bei modernen Kraftfahrzeugen auch Positionslichter und Schlusslichter verwendet. Solche Lichter dienen dabei dazu, dass das jeweilige Kraftfahrzeug von anderen Verkehrsteilnehmern besser gesehen wird und die Größe und Abmessungen des Fahrzeugs sichtbar gemacht sind. Die Sicht der im Kraftfahrzeug sitzenden Person wird kaum oder nicht verbessert.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung zu schaffen, die die Verwendung eines besonders schmalen und langen Positions- oder Schlusslichts ermöglicht. Außerdem soll ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Beleuchtungseinrichtung geschaffen werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Lichtquelle, ein Lichtsammelmittel und einen Lichtleiter. Der Lichtleiter weist ein erstes und ein zweites Ende auf. Der Lichtleiter kann insbesondere flexibel ausgebildet sein. Hierunter wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass der Lichtleiter beispielsweise um mindestens 180° gebogen werden kann, ohne dabei zerstört zu werden. Dies kann insbesondere mit einem kleinen Radius erfolgen. Der Lichtleiter ist vom Lichtsammelmittel beabstandet angeordnet. Die Lichtquelle ist dazu ausgebildet, Licht zu emittieren. Das Lichtsammelmittel ist dazu ausgebildet, das emittierte Licht zu sammeln und in Richtung des ersten Endes des Lichtleiters auszugeben. Der Lichtleiter ist dazu ausgebildet, einen ersten Teil des Lichts vom ersten Ende zum zweiten Ende zu leiten. Der Lichtleiter weist einen ersten Bereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende auf. Der Lichtleiter ist dazu ausgebildet, im ersten Bereich einen zweiten Teil des Lichts zu emittieren.
  • Der Lichtleiter emittiert also im gesamten ersten Bereich Licht. Die Lichtemission im ersten Bereich kann insbesondere diffus erfolgen. Dieser erste Bereich kann somit bei einem Kraftfahrzeug für ein besonders langes und schmales Positions- oder Schlusslicht verwendet werden, da bereits bekannte Lichtleiter besonders lang und schmal ausgebildet sein können. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der erste Bereich mehr als die Hälfte, vorzugsweise mehr als 90%, der Länge des Lichtleiters umfasst. Unter der Länge wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung die Dimension verstanden, in der der Lichtleiter seine größte Ausdehnung aufweist. Üblicherweise ist dies die Distanz zwischen dem ersten und dem zweiten Ende.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der erste Bereich mehr als die Hälfte, vorzugsweise mehr als 90%, der Länge des Lichtleiters umfassen. So kann ein besonders langes Positions- oder Schlusslicht durch den Lichtleiter gebildet werden.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Lichtleiter einen zweiten Bereich aufweisen, der eine Krümmung aufweist. Vorzugsweise ist dieser zweite Bereich nicht von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung sichtbar. Beispielsweise kann die Krümmung als Bogen ausgebildet sein. Unter dem Bogen wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass der Lichtleiter im zweiten Bereich ungefähr um insgesamt 180° umgebogen ist. Der zweite Bereich kann in diesem Fall auch als U-förmig bezeichnet werden. Alternativ kann die Krümmung auch S-förmig ausgebildet sein.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Bereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Bereich angeordnet sein. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da das erste Ende beispielsweise vom ersten Bereich verdeckt sein kann, sodass von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung zwar der erste Bereich, jedoch aber nicht das erste Ende sichtbar ist. Dies ist vorteilhaft für eine besonders gleichmäßige Helligkeit des Positions- oder Schlusslichts, da die Helligkeit des Lichtleiters im Bereich direkt am ersten Ende meistens größer ist als weiter entfernt hiervon. Außerdem ist die Einkopplung des Lichts in den Lichtleiter für einen Benutzer verdeckt, sodass das optische Erscheinungsbild der Beleuchtungseinrichtung bei der Verwendung in einem Kraftfahrzeug besonders positiv ist.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Teil des Lichts, der im ersten Bereich des Lichtleiters emittiert wird, von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung sichtbar sein. Der zweite Teil des Lichts kann insbesondere sichtbar sein, wenn die Beleuchtungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Beispielsweise kann der erste Bereich des Lichtleiters direkt sichtbar sein. Es ist aber auch möglich, dass der erste Bereich von einer zumindest teilweise für den zweiten Teil des Lichts transparenten Abdeckung abgedeckt ist.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Lichtleiter einen Durchmesser von höchstens 7 Millimetern, vorzugsweise höchstens 5 Millimetern, besonders bevorzugterweise höchstens 2 Millimetern oder sogar höchstens 1 Millimetern, aufweisen. Die Länge kann mehr als 50 Zentimeter oder sogar mehr als einen Meter betragen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Lichtleiter vom Lichtsammelmittel um mehr als 5 Millimeter, vorzugsweise mehr als 10 Millimeter, beabstandet sein, bzw. der Abstand die optischen Verhältnis berücksichtigen, indem das gebündelte und fokussierte Licht vom Lichtsammelmittel unter möglichst flachem Winkel in den Lichtleiter eintreten kann. Dies ist vorteilhaft, um im Falle von beim Betrieb auftretenden thermisch bedingten Längenänderungen des Lichtleiters das Risiko einer Krafteinwirkung durch den Lichtleiter auf das Lichtsammelmittel und/oder die Lichtquelle zu verringern und einen hohen lichttechnischen Wirkungsgrad zu gewährleisten.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtquelle als LED ausgebildet sein.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Beleuchtungseinrichtung ein Haltemittel umfassen, an dem die Lichtquelle, das Lichtsammelmittel und der Lichtleiter befestigt sind.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Lichtsammelmittel einen Reflektor und/oder eine konvexe optische Linse umfassen. Beispielsweise kann die optische Linse eine konvexe Seite und eine flache Seite aufweisen, wobei die flache Seite dem Reflektor zugewandt sein kann. Auf diese Weise kann besonders viel Licht der Lichtquelle, insbesondere im Falle einer LED, in Richtung des ersten Endes des Lichtleiters geleitet werden.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Lichtsammelmittel für eine Totalreflexion des emittierten Lichts ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Lichtsammelmittel auch als TIR-Optik („total internal reflection“) bezeichnet werden und einteilig ausgeführt sein.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Lichtsammelmittel dazu ausgebildet sein, im Bereich des ersten Endes einen gebündelten Lichtkegel zu erzeugen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Lichtsammelmittel dazu ausgebildet ist, das von der Lichtquelle emittierte Licht nicht in einem Brennpunkt zu sammeln. Der gebündelte Lichtkegel ist insbesondere vorteilhaft, um bei thermisch bedingten Längenänderungen des Lichtleiters eine gute Einkopplung des Lichts in den Lichtleiter zu erreichen.
  • Das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 13 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung. Der zweite Teil des Lichts, der vom ersten Bereich des Lichtleiters emittiert wird, ist dabei von außerhalb des Kraftfahrzeugs sichtbar. Der erste Bereich oder eine für den zweiten Teil des Lichts transparente Abdeckung des ersten Bereichs kann beispielsweise ein Positions- oder Schlusslicht darstellen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Kraftfahrzeug einen vorderen und einen hinteren Endbereich aufweisen. Unter dem vorderen Endbereich wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere der Bereich verstanden, in dem auch die Scheinwerfer angeordnet sind. Unter dem hinteren Endbereich wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere der Bereich verstanden, in dem auch Rücklichter angeordnet sind. Der erste Bereich des Lichtleiters ist im vorderen oder hinteren Bereich angeordnet. Es ist beispielsweis möglich, dass der erste Bereich sich zwischen Scheinwerfern oder Rücklichtern des Kraftfahrzeugs erstreckt. Dabei kann der erste Bereich zwei Scheinwerfer oder Rücklichter miteinander verbinden, sodass ein optisch besonders ansprechendes Bild erreicht und die Sichtbarkeit des Kraftfahrzeugs für andere Verkehrsteilnehmer verbessert wird.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung können der zweite Bereich, das Lichtsammelmittel und die Lichtquelle von außerhalb des Kraftfahrzeugs nicht sichtbar sein. Dies ist aus optischen Gründen vorteilhaft.
  • Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer Beleuchtungseinrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer Beleuchtungseinrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer Beleuchtungseinrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung mit einem bogenförmigen zweiten Bereich des Lichtleiters; und
    • 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine LED 100 als Lichtquelle, einen Reflektor 101, eine optische Linse 102 mit einer flachen Seite und einer konvexen Seite und einen Lichtleiter 103 mit einem ersten Ende 104. Die LED 100 emittiert diffuses Licht. Das Licht wird durch den Reflektor 101 in Richtung der optischen Linse 102 reflektiert. Die flache Seite der optischen Linse 102 ist dem Reflektor 101 zugewandt. Die konvexe Seite der optischen Linse 102 ist dem Lichtleiter 103 zugewandt.
  • Die optische Linse 102 ist dazu ausgebildet, das von der LED 100 emittierte und durch den Reflektor 101 reflektierte Licht in Richtung des ersten Endes 104 des Lichtleiters 103 zu sammeln. Im Bereich des ersten Endes 104 ist daher ein gebündelter Lichtkegel vorhanden. Im Gegensatz zur Sammlung des Lichts in einem Brennpunkt hat dies den Vorteil einer guten Lichteinkopplung in den Lichtleiter 103 auch bei thermisch bedingten Längenänderungen des Lichtleiters 103.
  • Der Lichtleiter 103 leitet einen ersten Teil des am ersten Ende 104 eingekoppelten Teils des Lichts zu einem zweiten Ende, das dem ersten Ende 104 gegenüber angeordnet ist. Ein zweiter Teil des Lichts wird vom Lichtleiter 103 in einem ersten Bereich, der zwischen dem ersten Ende 104 und dem zweiten Ende angeordnet ist, diffus emittiert. Dieser erste Bereich oder eine für den zweiten Teil des Lichts transparente Abdeckung des ersten Bereichs kann als besonders langes und schmales Positions- oder Schlusslicht an einem Kraftfahrzeug verwendet werden.
  • In 2 ist ein Haltemittel 200 dargestellt, das sowohl den Reflektor 101 als auch die optische Linse 102 hält. Optional kann das Haltemittel 200 auch den Lichtleiter 104 halten (in den Figuren nicht dargestellt). Der Reflektor 101 und die optische Linse 102 können auch als ein einziges Bauteil, beispielsweise als TIR-Optik („total internal reflection“) ausgebildet sein.
  • In 3 ist ein bogenförmiger zweiter Bereich 301 des Lichtleiters 103 dargestellt. An den bogenförmigen zweiten Bereich schließt sich der erste Bereich 300 an, in dem der zweite Teil des Lichts vom Lichtleiter 103 diffus emittiert wird und von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung sichtbar ist.
  • Der bogenförmige zweite Bereich 301 ist vorteilhaft, um Bauraum zu sparen. Außerdem sind das Haltemittel 200, die optische Linse 102, der Reflektor 101 und das erste Ende 104 des Lichtleiters 103 verdeckt und von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung nicht sichtbar. Für einen Benutzer ist somit nur das zweite Licht und unter Umständen der erste Bereich 300 des Lichtleiters 103 sichtbar. Die Einkopplung des Lichts in den Lichtleiter 103 erfolgt im Bereich des ersten Endes 104, sodass nahe des ersten Endes 104 das vom Lichtleiter emittierte Licht inhomogener als im ersten Bereich 300 ist. Da das erste Ende 104 aufgrund des bogenförmigen zweiten Bereichs 301 verdeckt ist, ist diese Inhomogenität für einen Benutzer nicht sichtbar.
  • In 4 ist ein Teil eines vorderen Endbereichs 400 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der vordere Endbereich weist eine für den zweiten Teil des Lichts transparente Abdeckung 401 auf. Hinter der Abdeckung 401 ist der erste Bereich 300 des Lichtleiters 103 angeordnet, sodass das vom ersten Bereich 300 emittierte Licht durch die Abdeckung 401 austritt. Die Abdeckung 401 wird somit von einem Benutzer als besonders langes und schmales Positionslicht wahrgenommen. In ähnlicher Weise kann bei einem hinteren Endbereich eines Kraftfahrzeugs ein besonders langes und schmales Schlusslicht realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    LED
    101
    Reflektor
    102
    Optische Linse
    103
    Lichtleiter
    104
    Erstes Ende
    200
    Haltemittel
    300
    Erster Bereich
    301
    Zweiter Bereich
    400
    Vorderer Endbereich
    401
    Abdeckung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011085315 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Lichtquelle (100), ein Lichtsammelmittel (101; 102) und einen Lichtleiter (103), wobei der Lichtleiter (103) ein erstes Ende (104) und ein zweites Ende aufweist, wobei der Lichtleiter (103) vom Lichtsammelmittel (101; 102) beabstandet angeordnet ist, wobei die Lichtquelle (100) dazu ausgebildet ist, Licht zu emittieren, wobei das Lichtsammelmittel (101; 102) dazu ausgebildet ist, das emittierte Licht zu sammeln und in Richtung des ersten Endes (104) des Lichtleiters (103) auszugeben, wobei der Lichtleiter (103) dazu ausgebildet ist, einen ersten Teil des Lichts vom ersten Ende (104) zum zweiten Ende zu leiten, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (103) einen ersten Bereich (300) zwischen dem ersten Ende (104) und dem zweiten Ende aufweist, wobei der Lichtleiter (103) dazu ausgebildet ist, im ersten Bereich (300) einen zweiten Teil des Lichts zu emittieren.
  2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (300) mehr als die Hälfte, vorzugsweise mehr als 90%, der Länge des Lichtleiters (103) umfasst.
  3. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (103) einen zweiten Bereich (301) aufweist, der eine Krümmung aufweist.
  4. Beleuchtungseinrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (301) zwischen dem ersten Ende (104) und dem ersten Bereich (300) angeordnet ist.
  5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil des Lichts von außerhalb der Beleuchtungseinrichtung sichtbar ist.
  6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (103) einen Durchmesser von höchstens 7 Millimetern, vorzugsweise höchstens 5 Millimetern aufweist.
  7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (103) vom Lichtsammelmittel (101; 102) um mehr als 5 Millimeter, vorzugsweise mehr als 10 Millimeter, beabstandet ist.
  8. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (100) als LED ausgebildet ist.
  9. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung ein Haltemittel (200) umfasst, wobei die Lichtquelle (100), das Lichtsammelmittel (101; 102) und der Lichtleiter (103) am Haltemittel (200) befestigt sind.
  10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsammelmittel (101; 102) einen Reflektor (101) und/oder eine konvexe optische Linse (102) umfasst.
  11. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsammelmittel (101; 102) für eine Totalreflexion des emittierten Lichts ausgebildet und einteilig ausgeführt ist.
  12. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsammelmittel (101; 102) dazu ausgebildet ist, im Bereich des ersten Endes (104) einen gebündelten Lichtkegel zu erzeugen.
  13. Kraftfahrzeug, umfassend eine Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Teil des Lichts von außerhalb des Kraftfahrzeugs sichtbar ist. →Verstehe ich nicht? Zweite Teil des Lichts?
  14. Kraftfahrzeug nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen vorderen Endbereich (400) und einen hinteren Endbereich aufweist, wobei der erste Bereich (300) des Lichtleiters (103) am vorderen Endbereich (400) und/oder am hinteren Endbereich angeordnet ist.
  15. Kraftfahrzeug nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (301), das Lichtsammelmittel (101; 102) und die Lichtquelle (100) von außerhalb des Kraftfahrzeugs nicht sichtbar sind.
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