DE102022108689A1

DE102022108689A1 - Fahrzeugscheibe mit einer Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102022108689A1
Application number: DE102022108689.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Pasquarelli; Georg Rossmair
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2022-04-11
Filing date: 2022-04-11
Publication date: 2023-10-12
Also published as: WO2023198638A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe (3) mit einer scheibeninnenseitigen Lichtleitschicht (10) und mit einer Beleuchtungseinrichtung (4), die Licht einer Lichtquelle (11) mittels einer Lichteinkoppeleinrichtung in die Lichtleitschicht (10) einleitet, wobei die Lichteinkoppeleinrichtung zumindest ein Lichteinkoppelelement (13) aufweist, das eine Basisfläche (14) aufweist und das über seine Basisfläche (14) an einer zu einem Fahrzeuginnenraum hin gerichteten Innenfläche (15) der Lichtleitschicht (10) optisch angeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Lichteinkoppelelement (13) einen Lichteinkoppelbereich (18) aufweist, der der Basisfläche (14) gegenüber liegt und an dem die Lichtquelle (11) mit zumindest einer LED (12), insbesondere einer Top-LED, positioniert ist, die Licht über den Lichteinkoppelbereich (18) in das Lichteinkoppelelement (13) einstrahlt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe mit einer scheibeninnenseitigen Lichtleitschicht und mit einer Beleuchtungseinrichtung, die Licht einer Lichtquelle mittels einer Lichteinkoppeleinrichtung in die Lichtleitschicht einleitet, wobei die Lichteinkoppeleinrichtung zumindest ein Lichteinkoppelelement aufweist, das eine Basisfläche aufweist und das über seine Basisfläche an einer zu einem Fahrzeuginnenraum hin gerichteten Innenfläche der Lichtleitschicht optisch angeschlossen ist.
Aus der DE 10 2020 109 338 B3 ist eine gattungsgemäße Fahrzeugscheibe bekannt geworden. Eine Beleuchtungseinrichtung der Fahrzeugscheibe weist eine Lichtquelle auf, die an einer Stirnseite eines länglichen stabförmigen Lichtleiters, der z. B. aus PMMA oder PC hergestellt ist, angeordnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung weist weiterhin ein leistenartiges Lichteinkoppelelement mit einem im Querschnitt keilförmigen Körper auf. Das Lichteinkoppelelement, das aus einem Kunststoffwerkstoff wie z. B. PMMA hergestellt ist, wie auch der Lichtleiter erstrecken sich über die Länge der Beleuchtungseinrichtung, wobei der Lichtleiter unmittelbar vor einer seitlichen länglichen Stirnfläche des Lichteinkoppelelements angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Lichtleiters weist die Beleuchtungseinrichtung eine größere Breite in Querrichtung der Fahrzeugscheibe auf, wodurch der Durchsichtsbereich der Fahrzeugscheibe reduziert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Fahrzeugscheibe zu schaffen, die hinsichtlich der Beleuchtungseinrichtung verbessert ist.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Fahrzeugscheibe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lichteinkoppelelement einen Lichteinkoppelbereich aufweist, der der Basisfläche gegenüber liegt und an dem die Lichtquelle mit zumindest einer LED, insbesondere einer Top-LED, positioniert ist, die Licht über den Lichteinkoppelbereich in das Lichteinkoppelelement einstrahlt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist somit die Beleuchtungseinrichtung aufgrund der Positionierung der Lichtquelle mit der zumindest einen LED an der Unterseite des Lichteinkoppelelements schmaler gebildet im Vergleich mit der Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten bekannten Fahrzeugscheibe.
Die Beleuchtungseinrichtung kann mit nur einem einzelnen länglichen leistenartigen Lichteinkoppelelement versehen sein, das sich über die Länge der Beleuchtungseinrichtung erstreckt. Andererseits kann die Beleuchtungseinrichtung auch mehrere gleichartige Lichteinkoppelelemente aufweisen, die sich hintereinander in Längsrichtung der Beleuchtungseinrichtung entlang einer Linie einwärts eines seitlichen Scheibenrandes erstrecken. Jedes Lichteinkoppelelement ist als optisches Prisma im Querschnitt zweckmäßigerweise im Wesentlichen keilförmig gebildet. Die Anordnung einer Mehrzahl einzelner Lichteinkoppelelemente gestattet eine verbesserte Anpassung an eine Wölbung der Fahrzeugscheibe in Längsrichtung bzw. in Richtung der sich längs erstreckenden Beleuchtungseinrichtung. Das Lichteinkoppelelement kann aus Glas oder aus einem Kunststoffmaterial wie z. B. PMMA, PC, COP (cyclic olefin polymer) oder COC (cyclic olefin copolymer) hergestellt sein.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass jedes Lichteinkoppelelement mit der Lichtleitschicht einstückig gebildet ist. Die Basisfläche entspricht somit der Innenfläche der Lichtleitschicht an der Stelle des Lichteinkoppelelements, jedoch ohne angeformtes Lichteinkoppelelement. Eine aus Klarglas hergestellte Lichtleitschicht enthält somit das zumindest eine bei der Herstellung aus demselben Glasmaterial angeformte Lichteinkoppelelement. Eine Lichtleitschicht, die aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere wie voranstehend zu den Lichteinkoppelelementen angegeben, hergestellt ist, enthält die angeformten oder angespritzten Lichteinkoppelelemente aus demselben Kunststoffmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial mit einem Lichtbrechungsindex, der demjenigen der Lichtleitschicht gleicht oder ähnlich ist. Durch diese einstückige oder integrierte Bildung der Lichteinkoppelelemente mit der Lichtleitschicht entfällt eine ansonsten erforderliche Ankoppelung oder Befestigung des zumindest einen Lichteinkoppelelements an der Lichtleitschicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass jedes Lichteinkoppelelement als eigenständiges Bauteil an der Lichtleitschicht befestigt ist. Eine solche Befestigung erfolgt zweckmäßigerweise mittels Verklebung, z. B. mittels eines Klebebandes oder einer Klebeschicht. Als Werkstoff einer Verklebung kann ein drucksensitiver Kleber, ein optisch klarer Flüssigkleber, EVA, PVB, TPU, ein Epoxy-Kleber oder ein Acrylat-Kleber zum Einsatz kommen.
Die Fahrzeugscheibe ist zweckmäßigerweise derart gebildet, dass sie eine Außenscheibe und eine mit der Außenscheibe mittels einer Verbindungsschicht wie z. B. einer Schmelzklebefolie verbundene Innenscheibe, z. B. einer Klarglasscheibe, aufweist. Zweckmäßigerweise bildet die Innenscheibe die Lichtleitschicht. Die Lichtleitschicht kann jedoch auch von einer anderen Schicht wie z. B. von einer Folie oder dergleichen gebildet sein.
Zweckmäßigerweise enthält die Innenscheibe eine Struktur, die bei Lichteinstrahlung in die Innenscheibe optisch hervortritt. Die Struktur ist z. B. durch Siebdruck oder Bedruckung der Innenscheibe hergestellt. Die Struktur kann z. B. ein Muster, ein Emblem oder Schrift oder Kombinationen daraus darstellen.
Vorzugsweise sind an dem Lichteinkoppelelement mehrere LEDs in einer Reihe voneinander beabstandet angeordnet. Die LEDs können über einen LED-Streifen (LED-strip) miteinander verbunden sein.
Es ist besonders bevorzugt, dass eine Trägerplatte vorgesehen ist, an der die zumindest eine LED angebracht ist. Die Trägerplatte ist vorzugsweise ein PCB (printed circuit board). Die Trägerplatte ist an der der Basisfläche gegenüber liegenden Unterseite des Lichteinkoppelelements angeordnet, vorzugsweise in einer Ausrichtung parallel zur Basisfläche des Lichteinkoppelelements. Die LEDs sind auf der dem Lichteinkoppelelement zugewandten Oberseite der Trägerplatte angeordnet. In der Ausführung als Top-LED strahlt jede LED ihr Licht nach oben zu dem Lichteinkoppelbereich des Lichteinkoppelelements ab. Über die Trägerplatte bzw. PCB erfolgen die Stromversorgung der LEDs und deren Ansteuerung.
Vorzugsweise ist jede LED über eine Lichtleitoptik an den Lichteinkoppelbereich angeschlossen. Die Lichtleitoptik gestattet eine Beeinflussung und Lenkung des von der LED ausgesandten Lichts im Hinblick auf eine optimierte Lichteinstrahlung in das Lichteinkoppelelement und mit nachfolgender Reflexion im Lichteinkoppelelement in Richtung zur Lichtleitschicht der Fahrzeugscheibe.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Lichtleitoptik am Lichteinkoppelbereich des Lichteinkoppelelements gebildet, z. B. beim Spritzgießen des Lichteinkoppelelements angeformt. Andererseits kann die Lichtleitoptik auch als eigenständiges Optikbauteil zwischen dem Lichteinkoppelbereich des Lichteinkoppelelements und der LED positioniert sein. Zweckmäßigerweise ist die Lichtleitoptik auf der LED oder einem Gehäuse der LED angeordnet und wird somit mittels der Trägerplatte am Lichteinkoppelbereich korrekt positioniert.
Vorzugsweise ist das Lichteinkoppelelement an seinem Lichteinkoppelbereich mit einer ebenen Lichteinkoppelfläche gebildet. Die ebene Lichteinkoppelfläche kann parallel oder annähernd parallel zur Basisfläche ausgerichtet sein. Andererseits kann die Lichteinkoppelfläche auch nicht parallel zur Basisfläche sein. Insbesondere kann sie derart geneigt angeordnet sein, dass eine daran angeordnete LED ihr Licht mit einem zentralen Lichtstrahl weiter einwärts in Richtung zur Mitte der Fahrzeugscheibe hin einstrahlt.
Zweckmäßigerweise enthält das Lichteinkoppelelement in seinem Lichteinkoppelbereich eine Vertiefung. Die LED oder die Lichtleitoptik ist zumindest teilweise in die Vertiefung eingesetzt. Auch kann die Lichtleitoptik in dem in der Vertiefung gebildeten Lichteinkoppelbereich gebildet sein. Die Lichtleitoptik ist dann in das Innere des Lichteinkoppelelements zurückgesetzt gebildet. Die Vertiefung dient zweckmäßigerweise der korrekten Zuordnung und Positionierung der LED zum Lichteinkoppelbereich, indem sie eine solche Position der LED vorgibt. Wenn die Lichtleitoptik an dem oder in dem Lichteinkoppelbereich geformt ist, kann grundsätzlich ein Montagevorgang für das Anbringen einer eigenständigen Lichtleitoptik bzw. eines solchen Optikbauteils eingespart werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Lichtleitoptik einen TIR-Kollimator oder Total Internal Reflection-Kollimator umfasst. Mittels eines solchen TIR-Kollimators kann das Licht der LED als gebündelter paralleler Lichtstrahl in das Lichteinkoppelelement eingestrahlt werden. Damit kann die Lichteinstrahlung in das Lichteinkoppelelement und die weitere Reflexion in die Lichtleitschicht optimiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lichteinkoppelelement eine zu einem benachbarten Scheibenrand gerichtete seitliche Begrenzungsfläche aufweist, an der in das Lichteinkoppelelement eingestrahltes Licht durch innere Reflexion in Richtung zur Lichtleitschicht reflektiert wird. Die seitliche Begrenzungsfläche bietet aufgrund der dadurch bereit gestellten Lichtreflexion eine Erhöhung der Leuchtkraft der Lichtleitschicht.
Die Begrenzungsfläche kann in unterschiedlichen Anordnungen und Gestaltungen zur Erhöhung der Leuchtkraft beitragen. So kann die Begrenzungsfläche als ebenflächige Reflexionsfläche gebildet sein und senkrecht zur Basisfläche oder unter einem stumpfen Innenwinkel zur Basisfläche ausgerichtet sein. Andererseits kann die Begrenzungsfläche als gekrümmte oder gewölbte Reflexionsfläche gebildet sein oder zumindest einen gekrümmten oder gewölbten Abschnitt aufweisen. Eine gekrümmte Begrenzungsfläche verläuft ausgehend von der Basisfläche in Richtung zu einem Seitenrand der Fahrzeugscheibe mit einer solchen Krümmung oder Wölbung abwärts in Richtung zu dem Lichteinkoppelbereich. Die Begrenzungsfläche bildet demnach einen Teil der Außenseite des Lichteinkoppelelements oder die gesamte Außenseite.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Lichteinkoppelelement an seiner Begrenzungsfläche eine reflektierende Oberfläche oder Beschichtung auf. Hierdurch wird die Reflexionsfähigkeit der Begrenzungsfläche erhöht.
Eine Positionierung und Fixierung der Trägerplatte relativ zum Lichteinkoppelelement erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mittels einer Halterung des Lichteinkoppelelements. Die Halterung kann die alleinige Befestigung der Trägerplatte darstellen oder sie kann von einer weiteren Befestigung wie z. B. einer Verklebung an einem Dachbauteil ergänzt werden.
Eine solche Halterung weist zweckmäßigerweise zumindest zwei Vorsprünge oder Zapfen auf, die am Lichteinkoppelelement einwärts von den LEDs und insbesondere jeweils versetzt zu den LEDs angeordnet sind. Die Zapfen weisen jeweils einen Befestigungsclip oder dergleichen auf, mit dem sie in eine zugeordnete Öffnung in der Trägerplatte eingreifen. Jedoch können auch Rastelemente oder dergleichen zum fixierenden Eingriff an der Trägerplatte vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Trägerplatte an einer das Lichteinkoppelelement abdeckenden Abdeckung angebracht ist. Eine solche Abdeckung, die auch eine Blende darstellt, ist z. B. einerseits an der Fahrzeugscheibe und andererseits an einem Dachbauteil oder Dachrahmen durch Verklebung und/oder Steckverbindung festlegbar. Die Trägerplatte kann insbesondere mit einer Halterung oder mit einer Verklebung an der Abdeckung angebracht sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Trägerplatte an dem Lichteinkoppelelement angeklebt sein, z. B. an einer Keilreflexionsfläche des keilförmigen Lichteinkoppelelements.
Wenn die Trägerplatte im Wesentlichen parallel zur Innenfläche der Lichtleitschicht gehalten ist, so ist eine parallele Anordnung der Trägerplatte nicht im Sinn einer streng mathematischen Parallelität zu verstehen. Vielmehr ist als parallele Anordnung der Trägerplatte auch eine Anordnung unter einer gewissen Neigung zur Lichtleitschicht zu verstehen, beispielsweise unter einem Winkel von bis zu 15° oder 20°.
Vorzugsweise ist die Abdeckung mit einer Längswölbung gebildet, die an eine Wölbung der Lichtleitschicht bzw. der Fahrzeugscheibe und dem zumindest einen daran angebrachten Lichteinkoppelelement angepasst ist und insbesondere mit dieser Wölbung übereinstimmt. Wenn die Abdeckung ausreichend steif ist, kann sie die Trägerplatte entsprechend vorwölben, wenn diese gemeinsam mit der Abdeckung relativ zum Lichteinkoppelelement positioniert wird.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe kann jede Scheibe einer Fahrzeugverglasung sein, beispielsweise ein in einer Dachöffnung fest oder bewegbar angeordneter Deckel, eine Verglasung eines Dachmoduls oder Panoramadachs oder auch eine Seitenscheibe, ein Heckscheibe oder eine Frontscheibe.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

1 in einer isometrischen Ansicht ein Fahrzeugdach mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe;
2 in einer Querschnittansicht ein seitlichen Randbereich der Fahrzeugscheibe mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer LED-Lichtquelle und mit einem Lichteinkoppelelement an einer Lichtleitschicht der Fahrzeugscheibe;
3 in einer Querschnittansicht eine Ausführungsform des Lichteinkoppelelements;
4 in einer Querschnittansicht eine Ausführungsform des Lichteinkoppelelements;
5 in einer Querschnittansicht eine Ausführungsform des Lichteinkoppelelements;
6 in einer Querschnittansicht eine Ausführungsform des Lichteinkoppelelements;
7 in einer Querschnittansicht das Lichteinkoppelelement mit einer über eine Lichtleitoptik angekoppelte LED-Lichtquelle;
8 in einer Querschnittansicht eine weitere Ausführungsform des Lichteinkoppelelements mit angekoppelter LED-Lichtquelle;
9 in einer Querschnittansicht eine die LED-Lichtquelle tragende Trägerplatte, die an dem Lichteinkoppelelement befestigt ist;
10 in einer Querschnittansicht eine weitere Ausführungsform einer Halterung der die LED-Lichtquelle tragenden Trägerplatte; und
11 in einer Querschnittansicht eine weitere Ausführungsform einer Halterung der die LED-Lichtquelle tragenden Trägerplatte.

Ein Fahrzeug wie z. B. ein Personenkraftwagen umfasst ein Fahrzeugdach 1 ( 1) mit einer Dachöffnung 2, in der eine Fahrzeugscheibe 3 angeordnet ist, die z. B. in der Dachöffnung 2 fest angeordnet ist oder als ein Deckel gebildet ist, der in der Dachöffnung 2 mittels einer Lagereinrichtung bewegbar gelagert und zwischen einer Schließstellung und Lüftungs- oder Öffnungsstellungen in an sich bekannter Weise verstellbar. Die Fahrzeugscheibe 3 kann auch ein fester Teil oder Abschnitt eines Dachmoduls oder Panoramadaches sein. Die Fahrzeugscheibe 3 weist jeweils eine Beleuchtungseinrichtung 4 auf, die an der Scheibeninnenseite 5 und vorzugsweise entlang eines jeweiligen Seitenrandes 6 der Fahrzeugscheibe 3 und einwärts vom Seitenrand 6 angeordnet ist.
Die Fahrzeugscheibe 3 umfasst (siehe 2) eine Außenscheibe 7, eine Innenscheibe 8 und eine Verbindungsschicht 9, die die Außenscheibe 7 und die Innenscheibe 8 miteinander verbindet und z. B. eine Laminatschicht, Laminatfolie oder Schmelzklebefolie enthält. Die Außenscheibe 7 ist z. B. eine getönte Glasscheibe. Die Innenscheibe 8 ist insbesondere eine transparente Glasscheibe oder Klarglasscheibe, die eine Lichtleitschicht 10 bildet.
Die Beleuchtungseinrichtung 4 weist eine streifenförmige Lichtquelle 11 mit mehreren nebeneinander angeordneten LEDs 12 auf. Ein längliches Lichteinkoppelelement 13 der Beleuchtungseinrichtung 4 stellt ein optisches Prisma dar und ist z. B. ein Kunststoff-Spritzgussteil. Das Lichteinkoppelelement 13 weist eine Basisfläche 14 auf, über die das Lichteinkoppelelement 13 an einer Innenfläche 15 der Innenscheibe 8 bzw. der Lichtleitschicht 10 z. B. mittels einer Verklebung 16 (2), beispielsweise in Form eines transparenten Klebstoffs oder eines transparenten Klebebands, befestigt ist. Das im Querschnitt insbesondere im Wesentlichen keilförmige Lichteinkoppelelement 13 ist mit einer Keilspitze 17 gebildet, die in Richtung quer zur Längserstreckung des Lichteinkoppelelements 13 und einwärts in Richtung zur Mitte der Fahrzeugscheibe 3 gerichtet ist. Das Lichteinkoppelelement 13 weist einen Lichteinkoppelbereich 18 auf, der sich an der der Basisfläche 14 gegenüber liegenden Unterseite 19 des Lichteinkoppelelements 13 befindet. Der Lichteinkoppelbereich 18 ist mit einer ebenen Lichteinkoppelfläche 20 des Lichteinkoppelelements 13 gebildet, die beispielsweise parallel zur Basisfläche 14 ausgerichtet ist. Die Lichteinkoppelfläche 20 grenzt zweckmäßigerweise an eine zur Basisfläche 14 geneigte untere Keilreflexionsfläche 21 an, die sich bis zur Keilspitze 17 erstreckt.
Das Lichteinkoppelelement 13 weist eine seitliche Begrenzungsfläche 22 auf seiner einem seitlichen Scheibenrand 23 der Fahrzeugscheibe 3 zugewandten Außenseite 24 auf. Die seitliche Begrenzungsfläche 22 ist z. B. ebenflächig und erstreckt sich von der Lichteinkoppelfläche 20 bis zur Basisfläche 14 über die gesamte Außenseite 24 des Lichteinkoppelelements 13. Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die seitliche Begrenzungsfläche 22 geneigt zur Basisfläche 14 und zur Lichteinkoppelfläche 20 angeordnet, z. B. unter einem stumpfen Innenwinkel α von z. B. 135° zur Basisfläche 14.
Die LEDs 12 sind auf einer Trägerplatte 25 fest angebracht. Die Trägerplatte 25 ist zweckmäßigerweise ein PCB (printed circuit board) und als flächiges leistenförmiges Bauteil gestaltet, über das die Stromversorgung der LEDs 12 und deren Ansteuerung erfolgt. Die Trägerplatte 25 ist in ihrer Einbaustellung in etwa parallel zur Scheibeninnenseite 5 bzw. zur Innenfläche 15 der Innenscheibe 8 wie auch zur Basisfläche 14 und beabstandet zu dieser angeordnet. Die LEDs 12 sind Licht nach oben abstrahlende LEDs oder „Top“-LEDs, die somit in ihrer Stellung an der Trägerplatte 25, in der sie sich auf der der Lichtleitschicht 10 zugewandten Seite der Trägerplatte 25 befinden, das Licht senkrecht von der Fläche der Trägerplatte 25 ausstrahlen.
Die Trägerplatte 25 ist derart relativ zum Lichteinkoppelelement 13 positioniert, dass die LEDs 12 vor oder an der Lichteinkoppelfläche 20 angeordnet sind. Die LEDs 12 strahlen Licht über die Lichteinkoppelfläche 20 in das Lichteinkoppelelement 13 ein. Das Licht wird durch innere Reflexion insbesondere an der seitlichen Begrenzungsfläche 22 reflektiert und wird in die Lichtleitschicht 10 eingestrahlt. In 2 sind zwei Lichtstrahlen 26 und 27 eingezeichnet, die von der LED 12 innerhalb eines Abstrahlwinkels von z. B. 120° ausgestrahltes Licht beispielhaft darstellen.
Die LEDs 12 sind somit an dem Lichteinkoppelelement 13 unterhalb des Lichteinkoppelbereichs 18 bzw. der Lichteinkoppelfläche 20 angeordnet. Der Bereich vor der Außenseite 24 des Lichteinkoppelelements 13 in Richtung zum Scheibenrand 23 wird somit nicht für die Anordnung eines Teils der Beleuchtung oder der Lichtquelle benötigt. Demnach ist die Breite der Beleuchtungseinrichtung 4 in Querrichtung der Fahrzeugscheibe 3 geringer als bei einer Beleuchtungseinrichtung, wie sie z. B. aus der DE 10 2020 109 338 B3 bekannt ist, bei der die Lichtquelle vor einer zum Scheibenrand gerichteten seitlichen Stirnfläche des Lichteinkoppelelements angeordnet ist. Durch die geringere Breite der Beleuchtungseinrichtung 4 verbleibt ein größerer Durchsichtsbereich der Fahrzeugscheibe 3. Die Trägerplatte 25 erstreckt sich unterhalb des Lichteinkoppelelements 13 vorzugsweise nur bis zur Außenseite 24 des Lichteinkoppelelements 13 oder nur geringfügig darüber hinaus. Damit wird auch durch die Trägerplatte 25 der Bauraum der Beleuchtungseinrichtung 4 in ihrer Breitenrichtung bzw. in Querrichtung nicht oder nicht wesentlich vergrößert.
Das Lichteinkoppelelement 13 weist eine Halterung 28 (9) auf, die die Trägerplatte 25 mit der LED 12 relativ zum Lichteinkoppelelement 13 und zur Lichteinkoppelfläche 20 positioniert und fixiert hält. Die Halterung 28 enthält mehrere Vorsprünge oder Zapfen 29, die am Lichteinkoppelelement 13 zweckmäßigerweise an der Keilreflexionsfläche 21 angebracht oder beim Spritzgießen angeformt sind und nach unten über das Lichteinkoppelelement 13 bzw. deren Lichteinkoppelfläche 20 vorstehen und damit auf seiner der Basisfläche 14 gegenüber liegenden Seite vorragen. An jedem Zapfen 29 ist ein Befestigungsclip 30 angebracht oder angeformt. Die Trägerplatte 25 weist jeweils eine Bohrung oder Öffnung 31 in Zuordnung zu jedem Zapfen 29 auf. Die Trägerplatte 25 wird auf die Zapfen 29 aufgesteckt und mittels der an der Trägerplatte 25 eingerasteten Befestigungsclipse 30 fixiert gehalten. Die Zapfen 29 sind in Längsrichtung des Lichteinkoppelelements 13 zweckmäßigerweise versetzt zu den LEDs 12 angeordnet, so dass bei seitlicher Betrachtung jeweils ein Zapfen 29 zwischen zwei LEDs 12 angeordnet ist. Damit ist jeder Zapfen 29 an der Keilreflexionsfläche 21 in einem Bereich mit geringerer Lichtreflexion angeordnet.
Bei einer alternativen Befestigung der Trägerplatte 25 ist vorgesehen (siehe 10), dass die Trägerplatte 25 an einer Abdeckung 32 angebracht ist. Die Abdeckung 32 weist innenseitig eine Halterung 33 auf, an der die Trägerplatte 25 festlegbar ist. Die Halterung 33 umfasst z. B. Clipse, Rasthalterungen oder Steckverbindungen, insbesondere zum lösbaren Befestigen der Trägerplatte 25. Die Abdeckung 32 deckt die Beleuchtungseinrichtung 4 blendenartig nach unten zum Fahrzeuginnenraum hin ab. Die Abdeckung 32 ist beispielsweise über einen inneren Schenkel 34 an der Innenfläche 15 der Innenscheibe 8 und über eine äußeren Schenkel 35 an einem Dachbauteil oder Dachrahmen oder dergleichen verklebt.
Bei einer weiteren alternativen Befestigung ist die Trägerplatte 25 (11) an einer Innenseite 36 der Abdeckung 32 mittels einer Verklebung 37 befestigt, die z. B. eine Klebeschicht oder ein Klebeband aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass (siehe 7) die LED 12 über eine Lichtleitoptik 38 an den Lichteinkoppelbereich 18 angeschlossen ist. Die Lichtleitoptik 38 ist als Optikbauteil 39 auf der LED 12 angeordnet und wird mittels der Trägerplatte 25 an der Lichtleitfläche 20 positioniert. Die Lichtleitoptik 38 bzw. das Optikbauteil 39 ist z. B. derart gestaltet, dass das von der LED 12 ausgesandte Licht für den Eintritt in das Lichteinkoppelelement 13 in gewünschter Weise beeinflusst wird, z. B. in Hinblick auf die Richtung oder eine Bündelung der Lichtstrahlen. Die Lichtleitoptik 38 bzw. das Optikbauteil 39 umfasst insbesondere einen TIR-Kollimator (Total Internal Reflection), der einen im Wesentlichen parallelen Strahlengang der Lichtstrahlung erzeugt.
8 zeigt eine alternative Gestaltung des Lichteinkoppelelements 13 mit einer Lichtleitoptik 38. Die Lichtleitoptik 38 ist durch eine optische Gestaltung des Lichteinkoppelbereichs 18 des Lichteinkoppelelements 13 gebildet. 8 zeigt weiterhin eine Ausführungsform, bei der das Lichteinkoppelelement 13 in seinem Lichteinkoppelbereich 18 eine jeweilige einer LED 12 zugeordnete Vertiefung 40 aufweist, in der die Lichtleitoptik 38 in einer in das Innere des Lichteinkoppelelements 13 zurückgesetzten Position gebildet ist. Die Vertiefung 40 weist eine solche Grö-ße und einen solchen z. B. runden oder rechteckigen Querschnitt auf, dass die LED 12 mit ihrem Gehäuse darin zumindest teilweise versenkt aufgenommen werden kann und in Zuordnung zur Lichtleitoptik 38 ausgerichtet ist. Eine Wandung der Vertiefung 40 kann in Relation zur LED 12 und ihrem Gehäuse derart gestaltet sein, dass die LED 12 mit ihrem Gehäuse zur Lichtleitoptik 38 zentriert gehalten ist. Auch diese in dem Lichteinkoppelelement 13 gebildete Lichtleitoptik 38 kann als TIR-Kollimator gestaltet sein.
Die 3 bis 6 zeigen unterschiedlich gestaltete Lichteinkoppelelemente 13. Das in 3 dargestellte Lichteinkoppelelement 13 weist (entsprechend 7) eine seitliche Begrenzungsfläche 22 auf, die senkrecht zur Basisfläche 14 ausgerichtet ist und die gesamte seitliche Außenseite 24 des Lichteinkoppelelements 13 bildet. Diese Begrenzungsfläche 22 reflektiert insbesondere solches Licht einer LED 12, das von der LED 12 über einen großen Ausstrahlwinkel ausgestrahlt wird. Das in 4 dargestellte Lichteinkoppelelement 13 weist eine seitliche Begrenzungsfläche 22 entsprechend der Ausführungsform der 2 auf. Die seitliche Begrenzungsfläche 22 ist unter einem stumpfen Innenwinkel α geneigt zur Basisfläche 14 angeordnet. Beispielsweise ist die Begrenzungsfläche 22 unter einem stumpfen Innenwinkel α im Bereich von etwa 120° bis 140° zur Basisfläche 14 ausgerichtet. Das in 6 dargestellte Lichteinkoppelelement 13 ist eine Abwandlung des Lichteinkoppelelements 13 der 4 und weist demgegenüber eine Lichteinkoppelfläche 20 auf, die nicht parallel zur Basisfläche 14 angeordnet ist, sondern in Richtung zur Lichteinstrahlung in die Lichtleitschicht 10 hin geneigt ist. Ein Innenwinkel β zwischen der Lichteinkoppelfläche 20 und der Keilreflexionsfläche 21 ist kleiner als der entsprechende Innenwinkel der Ausführungsform der 4.
Das in 5 dargestellte Lichteinkoppelelement 13 weist eine gewölbte Begrenzungsfläche 22 auf. Die Begrenzungsfläche 22 wölbt sich ausgehend von der Basisfläche 14 mit einem auf Seiten des Lichteinkoppelelements 13 liegenden Wölbungszentrum nach unten bis zur Lichteinkoppelfläche 20.
Die beiden Beleuchtungseinrichtungen 4, die bezüglich einer vertikalen Dachlängsmittelebene im Bereich des jeweiligen Seitenrandes 6 der Fahrzeugscheibe 3 symmetrisch angeordnet sind, wird eine Ambient-Light-Beleuchtung bereitgestellt.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugdach
2: Dachöffnung
3: Fahrzeugscheibe
4: Beleuchtungseinrichtung
5: Scheibeninnenseite
6: Seitenrand
7: Außenscheibe
8: Innenscheibe
9: Verbindungsschicht
10: Lichtleitschicht
11: Lichtquelle
12: LED
13: Lichteinkoppelelement
14: Basisfläche
15: Innenfläche
16: Verklebung
17: Keilspitze
18: Lichteinkoppelbereich
19: Unterseite
20: Lichteinkoppelfläche
21: Keilreflexionsfläche
22: Begrenzungsfläche
23: Scheibenrand
24: Außenseite
25: Trägerplatte
26: Lichtstrahl
27: Lichtstrahl
28: Halterung
29: Zapfen
30: Befestigungsclips
31: Öffnung
32: Abdeckung
33: Halterung
34: innerer Schenkel
35: äußerer Schenkel
36: Innenseite
37: Verklebung
38: Lichtleitoptik
39: Optikbauteil
40: Vertiefung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020109338 B3 [0002, 0036]

Claims

Fahrzeugscheibe (3) mit einer scheibeninnenseitigen Lichtleitschicht (10) und mit einer Beleuchtungseinrichtung (4), die Licht einer Lichtquelle (11) mittels einer Lichteinkoppeleinrichtung in die Lichtleitschicht (10) einleitet, wobei die Lichteinkoppeleinrichtung zumindest ein Lichteinkoppelelement (13) aufweist, das eine Basisfläche (14) aufweist und das über seine Basisfläche (14) an einer zu einem Fahrzeuginnenraum hin gerichteten Innenfläche (15) der Lichtleitschicht (10) optisch angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) einen Lichteinkoppelbereich (18) aufweist, der der Basisfläche (14) gegenüber liegt und an dem die Lichtquelle (11) mit zumindest einer LED (12), insbesondere einer Top-LED, positioniert ist, die Licht über den Lichteinkoppelbereich (18) in das Lichteinkoppelelement (13) einstrahlt.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LED (12) an einer Trägerplatte (25), insbesondere einer PCB-Trägerplatte, gelagert ist, die an der der Basisfläche (14) gegenüber liegenden Unterseite (19) des Lichteinkoppelelements (13) angeordnet ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die LED (12) über eine Lichtleitoptik (38) an den Lichteinkoppelbereich (18) angeschlossen ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitoptik (38) am Lichteinkoppelbereich (18) des Lichteinkoppelelements (13) gebildet ist oder als Optikbauteil (39) zwischen dem Lichteinkoppelbereich (18) des Lichteinkoppelelements (13) und der LED (12) positioniert ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) an seinem Lichteinkoppelbereich (18) eine ebene Lichteinkoppelfläche (20) aufweist, die zur Basisfläche (14) parallel oder nicht parallel angeordnet ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) in seinem Lichteinkoppelbereich (18) eine jeweilige Vertiefung (40) aufweist, in die die LED (12) oder die Lichtleitoptik (38) zumindest teilweise eingesetzt ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) in seinem Lichteinkoppelbereich (18) eine jeweilige Vertiefung (40) aufweist, an oder in der die Lichtleitoptik (38) in das Innere des Lichteinkoppelelements (13) zurückgesetzt gebildet ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitoptik (38) einen TIR-(Total Internal Reflection)-Kollimator umfasst.
Fahrzeugscheibe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) eine zu einem benachbarten Scheibenrand (23) gerichtete seitliche Begrenzungsfläche (22) aufweist, an der in das Lichteinkoppelelement (13) eingestrahltes Licht durch innere Reflexion in Richtung zur Lichtleitschicht (10) reflektiert wird.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfläche (22) als ebenflächige Reflexionsfläche gebildet ist und senkrecht zur Basisfläche (14) oder unter einem Innenwinkel größer als 90° zur Basisfläche (14) ausgerichtet ist oder dass die Begrenzungsfläche (22) als gewölbte Reflexionsfläche gebildet ist oder zumindest einen gewölbten Abschnitt aufweist.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfläche (22) eine reflektierende Oberfläche oder Beschichtung aufweist.
Fahrzeugscheibe (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) eine Halterung (28) aufweist, die die Trägerplatte (25) relativ zum Lichteinkoppelelement (13) fixiert hält.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (28) zumindest zwei Zapfen (29) aufweist, die am Lichteinkoppelelement (13) einwärts von den LEDs (12) und insbesondere jeweils versetzt zu den LEDs (12) angeordnet sind und die mit einem jeweiligen Befestigungsclip (30) in zugeordnete Öffnungen (31) in der Trägerplatte (25) eingreifen.
Fahrzeugscheibe (3) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (25) an einer das Lichteinkoppelelement (13) abdeckenden Abdeckung (32) angebracht ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (25) mit einer Halterung (33) oder mit einer Verklebung (37) an der Abdeckung (32) angebracht ist.
Fahrzeugscheibe (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichteinkoppelelement (13) über seine Basisfläche (14) mit der Lichtleitschicht (10) einstückig gebildet ist.