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Die Erfindung betrifft ein Lichtdach
mit einem oder mehreren Lichteinkoppelsystemen, Lichtleitsystemen
und Lichtauskoppelsystemen zur Verbesserung der Lichtverhältnisse
des Innenraums von Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1, sowie einem Verfahren zur Aufhellung des Innenraums von Fahrzeugen
mit natürlichem
Licht gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 15.
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Moderne Personenfahrzeuge werden
trotz Randbedingungen, wie die Überhitzung
der Kabine bei intensiver Sonneneinstrahlung oder die Auskühlung gegen
den kalten Nachthimmel, mit immer größeren Glasschiebedächern und
Panoramaglasdächern
ausgestattet. Der Grund ist das großzügige und freundliche Raumgefühl, das
sich für
die Insassen in einem hellen lichtdurchfluteten Innenraum ergibt.
Dagegen wirkt eine konventionelle Textilverkleidung – vor allem
im Überkopfbereich
geschlossener Fahrzeuge – aufgrund
des starken Kontrast zur hellen Umgebung relativ dunkel und für die Insassen
bedrückend.
Dieses unbehagliche Raumgefühl
lässt sich
auch durch die Verwendung sehr heller und dadurch schmutzanfälliger Einfärbungen
der Basismaterialien nicht entscheidend verbessern, da der Helligkeitseindruck
durch die nur indirekte Beleuchtung über Reflexionen durch die Seitenscheiben
beschränkt
wird.
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In der
DE 10123263 A1 wird vorgeschlagen mittels
eines Lichtleitersystems den Innenraum des Kraftfahrzeugs, insbesondere den
Dachhimmel, großflächig zu
erhellen. Dabei wird auf den Seiten des Lichtleiters Kunstlicht,
beispielsweise aus Leuchtstoffröhren,
Leuchtschnüren
oder Leuchtdioden, eingekoppelt, in die Fläche des Lichtleiters geleitet
und aus diesem homogen in den Innenraum des Fhrzeuges abgestrahlt.
Diese Konstruktion ist auf die künstlichen
Lichtquellen angewiesen. Das hat den Nachteil, dass die zum Angleich
an das Umgebungslicht, insbesondere im hellen Sonnennschein, erforderliche
Lichtstärke
nur mit sehr leistungsstarken Leuchteinrichtungen erreicht werden
kann. Nachteilig ist auch die an wechselnde Außenhelligkeiten unangepasste
Leuchtstärke,
sowie die mangelnde Abstimmung auf die Farbtönung des Umgebungslichtes.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung,
eine Erhellung des Innenraums für
Kraftfahrzeuge, insbesondere über
ein Lichtdach bereitzustellen, dessen Licht ungesteuert und in einfacher
Weise an die Umgebungshelle und Umgebungs-Farbtönung angepasst ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch
ein Lichtdach für
Kraftfahrzeuge mit einem oder mehreren Lichteinkoppel-, Lichtleit-
und Lichtauskoppelsystemen zur flächigen Erhellung des Fahrzeuginnenraums
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, sowie einem Verfahren
zur Erhellung des Innenraums von Kraftfahrzeugen mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 15.
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Unter der Bezeichnung Lichtdach im
Sinne der Erfindung sind dabei auch Anordnungen zu verstehen die
nicht nur das Dach von Kraftfahrzeugen oder dessen Teilbereiche,
sondern auch die Seitenbereiche, wie Türen und A-, B- oder C-Säulen umfassen
können.
In der Regel überwiegt
aber der im Dachbereich angeordnete Teil des Lichtdachs, den in den
Seitenbereichen angeordneten Teil bei weitem. Die Beleuchtung des
Innenraums erfolgt somit bevorzugt über den Dachhimmel des Kraftfahrzeugs.
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Erfindungsgemäß ist somit ein Lichtdach mit den
konstruktiven Elementen Lichteinkoppelsystem, Lichtleitsystem und
Lichtauskoppelsystem vorgesehen, dass dazu geeignet ist Umgebungslicht,
d. h. insbesondere Sonnenlicht, aufzunehmen und in das Lichtdach
weiterzuleiten, wo es zur Erhellung des Fahrzeuginnenraums großflächig abgestrahlt
wird. Es ist dabei wesentlich, dass die Helligkeit sowie die Farbtönung des
Lichtdachs, bzw. des durch dieses abgegebenen Lichte, eng mit der
Helligkeit bzw. der Farbtönung
der Umgebung korreliert. Somit liegt in jedem Betriebszustand des
Lichtdachs ein exakt an das Helligkeitsniveau der Umgebung angepasstes Helligkeitsniveau
des Lichtdachs vor. Das Gleiche gilt auch für die Farbtönung.
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Das Lichteinkoppelsystem des erfindungsgemäßen Lichtdachs
ist auf einer der Außenflächen der
Fahrzeugkarosserie angeordnet, bzw. bildet einen Teil der Fahrzeugkarosserie
und umfasst eine nach außen
hin transparente Fläche.
Erfindungsgemäß können auch
mehrere voneinander getrennte Lichteinkoppelsysteme vorliegen.
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Bei der Anordnung des Lichteinkoppelsystems
ist darauf zu achten, dass aufgrund von Vorgaben des Fahrzeugdesigns
und aus Gründen
der Sichtfreiheit eine Umlenkung des durch die Front-, Heck- oder
Seitenscheiben einfallenden Umgebungslichts nicht möglich ist,
wie dies beispielsweise aus entsprechenden Ansätzen aus dem Architekturbereich
bekannt ist. Daher befindet sich die Anordnung des Lichteinkoppelsystems
bevorzugt im Bereich des Fahrzeugdachs, der Tragsäulen, oder
der Türen.
Die Lichteinkoppelsysteme können
dabei teilweise oder vollständig
in das entsprechende Karosserieelemente in tegriert sein. In der
Regel werden begrenzte Bereiche der Karosserie durch flächige Lichteinkoppelsystem
gebildet. Eine besonders bevorzugte Anordnung des Lichteinkoppelsystems
ist im Bereich von Längs-
oder/und Querträgern
im Fahrzeugdach.
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Zu den bevorzugten Materialien des
Lichteinkoppelsystems, des Lichtleitsystems und des Lichtauskoppelsystems
gehören
transparente Kunststoffe, insbesondere Thermoplaste. Gut geeignet sind
beispielsweise polymere Gläser,
insbesondere aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat
(PC). Solche Thermoplaste sind als grossflächige Plattenware verfügbar und
können
an beliebige Innenraumformflächen
gängiger
Fahrzeugkonstruktionen angepaßt
werden.
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In der Regel werden für die einzelnen
Systeme des Lichtdachs der Funktion entsprechend präparierte
Lichtleiterplatten mit Materialstärken von 0.05 bis 3.0 cm, insbesondere
0.2 bis 1.5 cm eingesetzt. Bevorzugt weist das Lichtdach im Bereich
von Lichteinkoppelsystem, Lichtleitsystem und Lichtauskoppelsystem
im wesentlichen die gleiche Materialstärke auf.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
von schematischen Zeichnungen näher
erläutert.
Dabei sind die dargestellten Ausführungen lediglich exemplarische
Darstellungen des jeweiligen Funktionsprizipes und in keiner Weise
als beschränkend
für den Gegenstand
der Erfindung auszulegen.
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Dabei zeigen:
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1 Funktionsschema
eines Lichtdachs im Querschnitt mit Lichtleitsystem (2)
und Lichtauskoppelsystem (3), geleitete Lichtstrahlen (4),
abgestrahlte Lichtstrahlen (5) und im Lichtauskoppelsystem
(3) regelmäßig angeordnete
geprägte
Pyramiden (6)
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2 Lichteinkoppelsystem
(1) mit parallel zu den seitlichen Einkoppelflächen (7)
angeordneten Spiegeln (8), die gegen das Lichtleitsystem
(2) geneigt sind und von außen einfallenden Lichtstrahlen (9)
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3 Lichteinkoppelsystem
(1) für
von außen
einfallende Lichtstrahlen (9) aus mehreren transparenten
Lichtumlenk-Elementen (10) und Lichtleitsystem (2)
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4 Abhängigkeit
der Helligkeit im Lichtleitsystem vom Lichteinkoppelsystem für Spiegel
(gemäß 2) und Prismenstrukturen
(gemäß 3)
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5 Lichteinkoppelsystem
(1) für
von außen
einfallende Lichtstrahlen (9) mit Sammellinsen (11)
und Umlenkelementen (12) in verschiedenen Fokussierungsebenen
In einer ersten Ausführung der
Erfindung, deren Funktionsprinzip schematisch in 2 wiedergegeben ist, erfolgt die Einkopplung und
Umlenkung des Umgebungslichts (9) in das Lichtleitsystem
durch parallel zu den seitlichen Einkoppelflächen (7) angeordnete
Spiegel (8). Der Neigungswinkel der Spiegel liegt bevorzugt
bei 30°-60° gegen die
Ebene des flächigen
Lichtleitsystems (2). Durch solche Neigungswinkel, insbesondere
durch Neigungswinkel von 45°-55° wird das
Umgebungslicht besonders effektiv umgelenkt, so dass bei allen Lichtverhältnissen
eine erlebbare Aufhellung der Verkleidungsteile im Fahrzeuginnenraum
möglich
ist. Einzelne Spiegel können
dabei auch zu größeren durchgehenden
spiegelnden Flächen
zusammengefasst sein.
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In einer weiteren Ausführung der
Erfindung, die schematisch in 3 wiedergegeben
ist, basiert die Lichteinkopplung des Umgebungslichtes (9)
in das Lichteinkoppelsystem (1) auf der Totalreflexion an
geeignet angeordneten Lichtumlenk-Elementen (10). Bei dieser
Ausführungsform
besteht das System aus mehreren transparenten Einzelelementen, an
denen durch Totalreflexion an geeignet ausgerichteten Basisflächen das
von außen
einfallende Umgebungslicht in das innenliegende Lichtleitsystem
(2) umgelenkt wird. Das innenliegende Lichtleitsystem (2)
weist hierbei die Form eines flächigen
Lichtleiters auf. Be sonders als Lichtumlenk-Elemente geeignet sind
parallel zur Einkoppelfläche
in Serie hintereinander angeordnete Prismen-, Pyramiden-, oder Kegelstrukturen,
beziehungsweise deren Stümpfe.
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Eine weitere Ausgestaltung der Lichtumlenk-Elemente
sind transparente Funktionselemente aus parallel zu den Seitenflächen des
Lichtleiters angeordneten Prismen mit zur gegen die Ebene des flächigen Lichtleitsystems
(2) geneigter Basisfläche
mit Neigungswinkeln zwischen 35° und
70°, insbesondere
zwischen 45° und
55°.
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Bei der Verwendung von Pyramiden
oder Kegeln als Umlenkelemente kann durch Variation der Rundungen,
der Periodizität
und der Orientierung der Umlenkflächen die Bedingung für die Totalreflexion, d.h.
die effektivste Lichteinkopplung innerhalb eines Lichteinkoppelsystems
variiert werden. Somit ist für einen
wesentlich weiteren Variationsbereich der Auftreffwinkel der Lichtstrahlen
eine Einkopplung des Lichtes möglich.
Die Anordnung hat den Vorteil, dass die Intensitätsschwankungen der Helligkeit
im Innenraum, insbesondere bei Überlandfahrten
mit variierendem Sonnenstand bzw. Lichteinfallswinkel entsprechend
geringer ausfallen.
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In 4 ist
die Wirkung der Prismenstrukturen im Vergleich zu einzelnen Spiegeln
dargestellt. Die Messung wurde bei diffusem Umgebungslicht an mehreren
hintereinander angeordneten Prismenstrukturen oder einem Spiegel
durchgeführt,
wobei das gleiche Basismaterial für das Lichteinkoppelsystem
und den Lichtleiter gewählt
wurden. Die Vergleichswerte der Helligkeit wurden im Lichtleiter
gemessen. Deutlich erkennbar ist, dass bei einer seriellen Anordnung
von 10 Prismen mit einem optimierten Neigungswinkel von jeweils
55° bis
zur etwa dreifachen Lichtintensität gegen über einem einzelnen Spiegelelement
mit optimalem Neigungswinkel des Spiegels von 50° in den Lichtleiter eingekoppelt
werden kann.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Lichteinkoppelsystems gemäß 5 sind Sammellinsen (11)
zur Fokussierung des Umgebungslichts (9) vorgesehen. Als
Sammellinsen eignen sich insbesondere Zylinderlinsen mit verschiedenen
Brennweiten, die parallel zur Einkoppelfläche angeordnet sind. Die Verwendung
von Sammellinsen ist bei Varianten mit Spiegelsystemen und regelmässig angeordneten
Prismenreihen im Lichteinkoppelsystem bevorzugt. Gegebenenfalls
kann durch die Verwendung von Fresnel-Linsen die Bauhöhe des Ausgestaltung
des Lichteinkoppelsystems besonders stark reduziert werden.
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Das Lichtleitsystem wird in der Regel
durch einen flächigen
Lichtleiter gebildet (auch Lichtleiterplatte genannt) und ist an
die Topologie des Fahrzeugdaches genau angepassbar. Das Lichtleitsystems
und das Lichtaunkoppelsystem sind dabei in der Regel nebeneinender
angeordnet und gehen nicht scharf voneinander trennbar ineinander über. Gegbenenfalls
sind beide Systeme zu einem untrennbaren Funktionselement zusammengefasst. Wie
in 1 aufgezeigt greifen
Lichtleit- und Lichtauskoppelsystem ineinander. Gegebenenfalls sind
im Lichtdach aber auch Bereiche vorhanden, in denen nur Lichtleitung
aber keine Auskopplung vorgesehen ist. Hier sind entsprechend keine
Lichtauskopplungseinheiten angeordnet.
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Auch das Lichteinkoppelsystem übernimmt in
beschränktem
Maße Funktionen
des Lichtleitsystems.
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Das Basismaterial des Lichtleitsystems
kann durch die gängigen
Lichtleitenden Materialien gebildet werden. Bevorzugt sind transparente
Thermoplasten, insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat
(PC). Solche Thermoplaste sind als grossflächige Plattenware verfügbar und können durch
einfache Umformverfahren an nahezu beliebige Innenraumformflächen gängiger Fahrzeugkonstruktionen
angepaßt
werden.
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Die Reichweite, die Farbe und die
Intensität des
in solchen Lichtleitern transportierten Lichts wird neben dem Absorptionskoeffizienten
des Basismaterials durch das Aspektverhältnis, dem Verhältnis von Länge zu Dicke
oder Durchmesser des Lichtleiters, bestimmt. Besonders vorteilhaft
weisen eingesetzte Lichtleiterplatten Materialstärken von 0.05 bis 3.0 cm, insbesondere
0.2 bis 1.5 cm auf.
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Das Lichtauskoppelsystem wird mittels
des Lichtleitsystems mit Licht versorgt und bewirkt die gleichmäßige und
großflächige Lichtabgabe
des Lichtdachs. Das Funktionsprinzip des Lichtauskoppelsystems ist
schematisch in 1 dargestellt.
Dabei kann das Lichtauskoppelsystem (3) vom Prinzip her
auch als Bereich des Lichtleitsystems 2) angesehen werden,
das eine geeignete Präparation
zur Abgabe bzw. zum Auskoppeln des Lichtes aufweist.
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In einer ersten Ausführung der
Erfindung wird das Lichtauskoppelsystem (3) durch eine
mittels Aufrauhung oder Prägung/
Bohrung großflächig strukturierte
Oberfläche
des Lichtleitsystems (6) gebildet.
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Ebenso ist es möglich die Oberfläche eines flächigen Lichtleiters
(Lichtleitsystem) bereits bei beim Herstellungsprozess durch geeignete
Umformwerkzeuge zu strukturieren und mit den entsprechenden zur
Lichtauskopplung geeigneten Strukturen zu versehen. Zu den bevorzugten
Herstellungsprozessen zählt
die Extrusion, der Guss und der Spritzguss von Lichtleiterplatten.
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Besonders geeignete Oberflächenstrukturen zur
Auskopplung des Lichtes sind regelmäßig geprägte Pyramiden, Keile oder Kegel,
bzw. deren Stümpfe,
mit Kantenlängen
im Bereich weniger Mikrometer, bevorzugt im Bereich von 1.0 um und
3.0 mm, sowie Neigungswinkeln der Strukturflächen im Bereich von etwa 20° und 70°. Derartige
Strukturen sind schematisch in 1(6) widergegeben.
Durch solche Oberflächenstukturen
ist es möglich,
das in dem Lichtleiter geführte
Licht durch Streuung oder Beugung vorzugsweise in den Innenraum
des Fahrzeugs abzulenken. Über
die Form, die Dichte (Zahl der Strukturen pro Flächeneinheit) und die Tiefe
der Oberflächenstrukturen
kann die Intensität
und die Abstrahlcharakteristik variiert und angepasst werden. Eine
besonders homogene Aufhellung wird insbesondere durch sehr kleine
Strukturtiefen und geringe Streustellendichte erreicht.
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Das Lichtauskoppelsystem wird zur
effektiven Auskopplung des durch den Lichtleiter zugeführten Lichtes
in den Fahrzeuginnenraum vorteilhaft an der dem Innenraum abgewandten
Seite des Lichtleiters angebracht. Es ist aber auch möglich, das
Lichtleitsystem an der dem Innenraum zugewandten Oberfläche oder
beiden Oberflächen
des Lichtdachs anzubringen. Bevozugt wird im letzteren Fall dann eine
auf beiden Oberflächen
strukturierte Lichtleiterplatte eingesetzt.
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In einer weiteren Ausführung der
Erfindung werden zur Auskopplung des im Lichtleiter geführten Lichts
im Lichtleitermaterial dispergierte Streuzentren als Lichtauskoppelsystem
vorgesehen. Vom Aufbau her sind hier Lichtleit- und Lichtauskoppelsystem zu
einer Einheit zusammengefasst. Dabei können die Streuzentren sowohl
hochbrechende Pigmente, z.B. keramische Feststoffe, wie TiO2, als auch Lufteinschlüsse, deren Brechnungsindex
n bei 1 liegt sein, wobei die Teilchengrösse, oder Einschlüsse oberhalb der
Lichtwellenlänge
liegt. Teilchengrösse,
oder Einschlüsse
liegen bevorzugt oberhalb einiger Mikrometer und besonders bevorzugt
im Bereich von 1 um bis 3 mm.
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Das in dem Lichtleiter geführte Licht
wird an diesen Streuzentren aufgrund der Diskontinuität des Brechungsindex
zwischen dem Lichtleiter und dem Streuzentrum abgelenkt. Die Streuzentren
können selbstverständlich auch
als Fasern oder eingefärbte Partikel
ausgebildet sein.
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In einer weiteren Variante dieser
Ausführungsform
werden die Streuzentren durch Teilchen mit einer Teilchengrösse unterhalb
der Lichtwellenlänge
gebildet. Bevorzugt sind die Teilchen kleiner als 300 nm. Die Ablenkung
des Lichts wird dabei durch Rayleigh-Streuung mit einer isotropen
Streuwinkelverteilung bestimmt. Zu den geeigneten Teilchen gehören keramische
Submikron- oder Nanopulver. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass
die Streuzentren in dem Lichtleiter eine Kombination aus Teilchen
oder Einschlüssen
mit Strukturgrößen grösser und
kleiner der Lichtwellenlänge
sind.
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Außerdem können auch Streuzentren in einen
Lichtleiter eingebracht werden, dessen Oberfläche strukturiert ist.
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Ein aus allen Blickwinkeln besonders
homogenes Erscheinungsbild des erfindungsgemäßen Lichtdachs wird durch eine
auf der dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Seite des Lichtdachszusätzlich angebrachte
Streuscheibe erreicht. Die Streuscheibe ist dabei derart angeordnet,
dass sie nicht in optischen Kontakt mit dem Lichtleitsystem steht.
Diese Streuscheibe wirkt bei Hinterleuchtung als Diffusor, so dass
die diskreten Streuzentren oder Oberflächenstrukturen des Lichtauskoppelsystems von
den Fahrzeuginsassen nicht einzeln aufgelöst werden. Als Diffusor kann
beispielsweise auch eine offenmaschige Textilverkleidung wirken.
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In der Regel ist das Lichtauskoppelsystem, abgesehen
von dispergierten Teilchen oder Einschlüssen, aus demselben Werkstoff
oder optisch sehr ähnlichen
Materialien wie das Lichtleitsystem aufgebaut, insbesondere aus
transparenten Thermoplasten, wie Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat
(PC) aufgebaut.
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Das Gesamtsystem des Lichtdachs ist
vorteilhafterweise monolithisch aufgebaut, d.h. aus einem zusammenhängenden
transparenten Flächenelement.
Auf diese Weise sind besonders robuste Systeme herstellbar. Liegen
thermoplastische Werkstoffe vor, so kann das Gesamtsystem sehr einfach
durch Thermoforming an vielfältigste
Fahrzeuggeometrien angepasst werden. Durch eine einteilige (monolithische)
Bauweise aus demselben Werkstoff treten keine Phasengrenzen zwischen
den einzelnen Systemen bzw Elementen des Lichtdachs auf, die zu
optischen Verlusten führen
würden.
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Das gesamte Lichtdach oder auch nur
Teilsysteme des Lichtdachs können
zusätzlich
gefärbt sein,
um das Licht an die Farbgestaltung des Fahrzeuginnenraums anzupassen.
Ebenso ist es möglich die
Lichtstärke über die
verschiedenen Bereiche des Lichtdachs unterschiedlich hell auszulegen.
Dies kann beispielsweise durch eine dunkle Färbung oder unterschiedlich
effektiv ausgeführte
Lichtauskoppelsysteme erfolgen.
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Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Erhellung des Lichtdachs liegt darin, dass eine Blendung der
Insassen, insbesondere des Fahrers, durch ein Lichtdach mit höherer Helligkeit als
die Umgebung nicht auftreten kann. Die maximale Helligkeit des Lichtdachs
entspricht der Umgebungshelligkeit abzüglich der optischen Verluste
durch Einkopplung, Leitung und Auskopplung des Lichts.
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Ein besonderer Vorteil ist, dass
auch ohne Regelvorrichtungen immer ein an die Umgebung angepasstes
Helligkeitsniveau des Lichtdachs vorliegt. Ebenso wird auch in vorteilhafter
Weise die Farbtönung
der Umgebung durch das Lichtdach wiedergegeben. Hierdurch wird der
optische Bruch zwischen Umgebung und Fahrzeuginnenflächen vermindert.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtdachs
ist darin zu sehen, dass auf Beleuchtungsmittel in Form von Lampen
verzichtet werden kann. Hierdurch wird Bauraum eingespart und die Fahrzeugelektronik
vereinfacht.
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Hierbei wird allerdings darauf hingewisen, dass
es durchaus möglich
ist zusätzlich
künstliche Beleuchtungsmittel
vorzusehen, um bei Dunkelheit eine künstliche Beleutung des Lichtdachs
vorzunehmen. Es ist somit als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtdachs
anzusehen, dass es in einfacher Weise auch als Nachtbeleuchtung
des Fahrzeuginnenraums Verwendung finden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Erhellung des Innenraums von Kraftfahrzeugen
das im wesentlichen die folgenden Schritte umfasst
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- a) Einkoppeln von Umgebungslicht mittels eines Lichteinkoppelsystems,
das an der Außenfläche der
Fahrzeugkarosserie angeordnet und nach außen transparent ist,
- b) Weiterleiten des eingekoppelten Umgebungslichtes in einem
Lichtleitsystem, das einen flächigen
Lichtleiter im Bereich der Innenverkleidung und des Dachhimmels
des Kraftfahrzeugs umfasst
- c) Auskoppeln des weitergeleiteten Umgebungslichts durch ein
Lichtauskoppelsystem, das im Bereich des Dachimmels angeordnet und
in das Lichtleitsystem eingebettet ist.
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Erfindungsgemäss sind als Lichteinkoppelsystem
eine oder mehrere transparente Flächen auf den Außenflächen der
Fahrzeugkarosserie vorgesehen, die geeignet sind Umgebungslicht,
insbesondere Sonnenlicht aufzunehmen. Das erfindungsgemäße Verfahren
sieht insbesondere die Einkopplung von Licht in oder in der Nähe von Längs- oder
Querträgern
des Kfz-Daches, sowie der Seitenträger der Karosserie (A-, B-,
C-Säulen)
vor.
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Verfahrensgemäß ist weiter vorgesehen, dass
das eingekoppelte Umgebungslicht in einem Lichtleitsystem in den
Bereich des Fahrzeuginnenraums und insbesondere in den Dachhimmel
weitergeleitet wird. Das Lichtleitsystem wird dabei durch einen
oder mehrere flächige
Lichtleiter im Bereich der Innenverkleidung und des Dachhimmels
gebildet. Lichteinkoppelsystem und Lichtleitsystem greifen dabei
bevorzugt ohne optischen Grenzschicht ineinander über.
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Es ist verfahrensgemäß weiter
vorgesehen das Licht mittels eines Lichtauskoppelsystem im Bereich
des Dachhimmels in den Fahrzeuginnenraum abzugeben. Das Lichtauskoppelsystem
ist di rekt an dem Lichtleitsystem angeordnet oder in das Lichtleitsystem
eingebettet.
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Das Lichtdach ist typischerweise
im Überkopfbereich
oder in der Türverkleidung
angeordnet. Das Lichtdach kann dabei die konventionelle Textilverkleidung
im Fahrzeuginnenraum ersetzen, oder gegebenenfalls hinter entsprechend
durchscheinender Verkleidung angeordnet sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es eine
hinsichtlich Helligkeit und Farbausprägung an das Außenlicht
angepasste Aufhellung des Fahrzeuginnenraums insbesondere des Dachhimmels
zu erreichen. Eine zusätzliche
Steuerung der Lichtintensität
oder der Farbe zum Abgleich mit den in der Umgebung vorliegenden
Bedingungen ist insbesondere nicht notwendig, dass sich dies durch
die erfindungsgemäße Anordnung
von selbst ergibt.
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Ausführungsbeispiel 1:
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In einer technisch einfach durchzuführenden Ausführung der
Erfindung gemäß 2 erfolgt die Umlenkung
des Umgebungslichts (9) durch parallel zu den seitlichen
Einkoppelflächen
(7) angeordnete Spiegel (8). Die Spiegel weisen
verschiedene Neigungswinkel im Bereich von 30°-60° gegen den flächigen Lichtleiter
(2) auf. Die Mehrzahl der Spiegel ist in einem Neigungswinkel
von ca. 45°-55° angeordnet.
Die Auskopplung des weitergeleiteten Umgebungslichtes erfolgt großflächig über die
Verkleidungsteile im Dachbereich und im Seitenbereich des Fahrzeuginnenraums.
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Durch diese Anordnung ist eine erlebbare Aufhellung
des Fahrzeuginnenraums möglich.
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Das erfindungsgemäße Lichtdach kann zudem auch
zur großflächigen und
schlagschattenfreien Beleuchtung des Fahrzeuginnenraums bei Nacht genutzt
werden.
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Hierbei wird künstliches Licht an einer oder an
mehreren Seitenflächen
des Lichtleitsystems eingekoppelt. Besonders geeignet sind flach
bauende Lichtquellen, wie LED's
oder Miniaturleuchtstoffröhren.