EP4015897A1 - Signalleuchtvorrichtung oder beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer - Google Patents

Signalleuchtvorrichtung oder beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer Download PDF

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EP4015897A1
EP4015897A1 EP20215446.4A EP20215446A EP4015897A1 EP 4015897 A1 EP4015897 A1 EP 4015897A1 EP 20215446 A EP20215446 A EP 20215446A EP 4015897 A1 EP4015897 A1 EP 4015897A1
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EP
European Patent Office
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light
light guide
decoupling
propagation direction
main propagation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20215446.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZKW Group GmbH
Original Assignee
ZKW Group GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to DE202021106229.0U priority patent/DE202021106229U1/de
Priority to CN202123180224.XU priority patent/CN218671821U/zh
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
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    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
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    • F21S43/40—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the combination of reflectors and refractors

Definitions

  • the invention also relates to a motor vehicle headlight with at least one such device.
  • Such signal light or lighting devices are used for various purposes in motor vehicles or in motor vehicle headlights.
  • Signal lighting devices are used, for example, as side marker lights, which are provided as independent structural units or can be integrated into a motor vehicle headlight.
  • the size and the design are usually specified by the motor vehicle manufacturers, with design requirements specifying, for example, a relatively large luminous surface for the signal lighting device with a small installation space at the same time.
  • Such design drafts e.g. of signal light functions/signal lighting devices, often contain flat elements such as discs or thick-wall optics, which are to be illuminated from behind with corresponding optical elements, in particular with one (or more) light guide bodies with the most uniform possible luminance.
  • the light-conducting body (or several light-conducting bodies) of the signal lighting device illuminate a diffuser or other optics, such as thick-wall optics, of the signal lighting device or the motor vehicle headlight evenly or homogeneously.
  • the deflection device comprises at least one decoupling surface, which decoupling surface is set up to break that part of the light beams which are incident essentially in the first light guide main propagation direction on the at least one decoupling surface in such a way that they emerge from the light guide body in the exit direction.
  • the light guide body typically has one or two, sometimes more light guide fingers, which run transversely to the first light guide main propagation direction, in which light from the light source is coupled into the light guide body (the/the light guide fingers run in or in the second light guide main propagation direction(s)).
  • light from the light source is distributed in this direction(s) which is transverse to the main direction of light propagation, which when the device is installed in a motor vehicle corresponds, for example, to the longitudinal axis of the vehicle, and then in the light guide finger(s) again in the first main propagation direction to be deflected.
  • part of the light moving in the first main propagation direction of the light guide can emerge from the light guide so that an optic (diffuser, thick-wall optics, ...) arranged in front of the light guide, for example, can ) can also be illuminated in this area, i.e. "in front of" the light source.
  • the other part of the coupled-in light is totally reflected and enters the fiber optic finger or fingers and, as described above, exits from it/them again in the first direction of light propagation.
  • central areas in front of the light source and the coupling area can be illuminated, but on the other hand, areas further away from the light source (in front of the fiber optic finger(s)) can also be illuminated by the total reflections.
  • the homogeneity can thus be significantly improved, and the light from the light source can also be used more efficiently, and if the light source includes LEDs, LEDs can be saved, for example, or weaker LEDs can be used.
  • the light-guiding body consists, for example, of a transparent, light-guiding material, for example a transparent polycarbonate such as Tarflon.
  • the deflection device to have a plurality of reflection surfaces which deflect light beams into the second main propagation direction of the light guide.
  • This relates, for example, to a fiber optic body in which exactly one second fiber optic main propagation direction is provided, i.e. the light is deflected into a fiber optic finger of the fiber optic body.
  • the deflection device can comprise a plurality of decoupling surfaces which essentially break up light beams incident on them in the first light guide main propagation direction in such a way that these emerge from the light guide body in the exit direction.
  • Reflection surfaces and decoupling surfaces are preferably arranged adjacent to one another, in particular adjoining one another, with two adjacent reflection surfaces/decoupling surfaces preferably being separated by one decoupling surface/reflection surface each. For example, this can be advantageous for exiting the light as homogeneously as possible in the central area, opposite the light source.
  • a decoupling surface and a reflection surface adjacent thereto protrude as a prism-like body from the light-guiding body, or they form a prism.
  • the prism-like bodies can be formed as independent bodies or as an independent body, preferably made of the same material as the light-guiding body, and can be connected to the light-guiding body.
  • the prism-like bodies are preferably formed in one piece with the light-conducting body, ie formed from one piece/part.
  • the normal vector on the at least one outcoupling surface or the normal vectors on the several or on all outcoupling surfaces can run parallel to the first light guide main propagation direction.
  • the at least one reflection surface in particular several or all reflection surfaces, run at an angle other than 0° to the first main propagation direction of the light guide and are preferably arranged pointing away from the decoupling surfaces, in particular running away in the main direction of propagation of the light guide, with, for example, several or all reflecting surfaces are inclined at the same angle.
  • these angles are each in a range of 20°-45°, preferably at 45°, measured relative to the main propagation direction of the light guide.
  • the decoupling elements of the decoupling section are designed as prisms or prism-like bodies.
  • the prism-like body can in principle be formed as an independent body or as an independent body, preferably made of the same material as the light-guiding body, and can be connected to the light-guiding body.
  • the prism-like bodies are preferably formed in one piece with the light-conducting body, so there is only one piece/part.
  • the deflection device comprises a plurality of reflection surfaces, with one or more first reflection surfaces light beams, which are incident essentially in the main emission direction on the first reflection surface, in the light guide body in a so-called "first" second light guide main propagation direction, which is transverse to the first light guide - main propagation direction, deflect, and one or more second reflection surfaces light beams, which are incident essentially in the main emission direction on the first reflection surface, in the light guide body in a so-called “second” second light guide main propagation direction, which runs transversely to the first light guide main propagation direction, and which not identical to the "first" second light guide main propagation direction, in particular this is directed opposite to deflect.
  • first second direction can also be referred to as the second direction
  • second second direction can also be referred to as the third direction
  • the constellation described above corresponds to a typical situation where the fiber optic body splits after the coupling region in two directions in which the so-called fiber optic fingers run, one of which runs in the second direction and one in the third direction.
  • the second and third directions are opposite to one another, ie they enclose an angle of 180° to one another.
  • the light guide main propagation direction is orthogonal to a second light guide main propagation direction, in particular orthogonal to both second light guide main propagation directions.
  • the light exit surface can be in the form of a plane in some areas or completely, with the plane areas or the plane preferably being or being arranged orthogonally to the light guide main propagation direction.
  • the device also includes optics, such as a diffuser or thick-wall optics, which are arranged in the exit direction after the light exit surface of the light guide body, wherein the optics have at least one optical effective surface, which effective surface is set up to direct incident light rays break, and preferably the optical effective surface is inclined at an angle not equal to 0 ° to the light exit surface of the light guide, and / or preferably the optical effective surface is formed in the form of a plane.
  • optics such as a diffuser or thick-wall optics, which are arranged in the exit direction after the light exit surface of the light guide body, wherein the optics have at least one optical effective surface, which effective surface is set up to direct incident light rays break, and preferably the optical effective surface is inclined at an angle not equal to 0 ° to the light exit surface of the light guide, and / or preferably the optical effective surface is formed in the form of a plane.
  • the optics have several optical elements, e.g. on the optical active surface and/or an optics light exit surface facing away from the optical active surface, e.g. micro-optics and/or padded optics and/or faceted optics, with the optical elements preferably being on the Effective surface are set up to scatter incident light, and / or wherein the optical elements of the optics light exit surface are set up to scatter the light exiting via the optics light exit surface and / or direct it in a desired direction.
  • optical elements e.g. on the optical active surface and/or an optics light exit surface facing away from the optical active surface, e.g. micro-optics and/or padded optics and/or faceted optics, with the optical elements preferably being on the Effective surface are set up to scatter incident light, and / or wherein the optical elements of the optics light exit surface are set up to scatter the light exiting via the optics light exit surface and / or direct it in a desired direction.
  • the at least one light source is designed as an LED or includes at least one LED.
  • the invention also relates to a lighting system for a motor vehicle headlight, the lighting system comprising two or more lighting devices as described above, each lighting device having at least one, preferably two fiber optic fingers, and the lighting devices being arranged in such a way that one fiber optic finger of a lighting device is attached to one fiber optic finger an adjacent lighting device, in particular directly adjacent to it, in particular in which the light guides are formed or connected to one another in one piece, and the light guides of the lighting devices are preferably arranged in such a way that the exit directions of the light guides run parallel to one another.
  • the light sources of the lighting devices are arranged in one plane, for example on a common printed circuit board, i.e. generally speaking on a semiconductor carrier, and the light sources are preferably aligned identically and/or are preferably of identical design.
  • an optic such as a diffuser or a thick-wall optic, is provided, which is arranged in the exit direction after the light-guiding body, and is spaced from the light-guiding bodies or is preferably formed in one piece with them, with the light-guiding body and the optics preferably being made of the same material are formed.
  • the optics have a plurality of optical elements, in particular on an optics light exit surface, e.g. To scatter light exit surface exiting light and / or direct it in a desired direction.
  • the lighting system can be installed at an angle in a motor vehicle, for example, so that the exit direction from the light-conducting bodies runs at an angle to a longitudinal axis of the motor vehicle, with the optical elements
  • light beams can be directed in the direction of the longitudinal axis of the motor vehicle.
  • a motor vehicle headlight with at least one device according to the invention or with a lighting system according to the invention.
  • figure 1 shows a fiber optic body 100 for a signal light or lighting device 10 for a motor vehicle headlight, as shown by way of example in figure 3 is shown.
  • These light beams are coupled or fed into the associated light guide body 100 via a light source 50 (not shown) which can emit light beams.
  • the light source is designed as an LED, for example, or includes one or more LEDs.
  • the light-guiding body 100 comprises a coupling section 110 via the interface(s) of which light from the light source is fed into the light-guiding body 100 .
  • the light-guiding body 100 has a decoupling section 150 for decoupling at least part of the coupled-in light beams from the light-guiding body 100, via which coupling-out section 150 coupled-in light beams to a light exit area 160 of the light guide body are deflected so that they can exit the light guide 100 via the light exit area 160 .
  • the decoupling section 150 is preferably designed in such a way that the light beams impinging there are totally reflected and thus deflected to the light exit region 160 .
  • the coupling section 110 is designed in such a way, e.g. as a collimator, that the light beams emitted by the light source 50 are essentially aligned in a first main propagation direction X of the light guide.
  • the light guide body 100 has a deflection device 200 with a reflection surface 210, which is configured with at least one reflection surface 210.
  • the deflected light thus moves into a fiber optics finger 110a of the fiber optics body 100 running in direction Y.
  • the fiber optics body 100 is designed in such a way that it also has a second fiber optics finger 110b, which extends along a further second fiber optic main propagation direction Y' , which runs transversely to the first light guide main propagation direction X, which is not identical to the "first" second light guide main propagation direction Y.
  • light is also deflected into this light guide finger 110b or into the further second light guide main propagation direction Y′.
  • the invention can also be implemented with only a second main propagation direction of the light guide, but also with more than two such directions.
  • first second direction can also be referred to as the second direction and the “second” second direction can also be referred to as the third direction.
  • the second and third directions are directed in opposite directions, i.e. they form an angle of 180° to one another, and are, for example, orthogonal to the main propagation direction X of the light guide.
  • the decoupling section 150 comprises decoupling elements 151, which are designed to deflect light beams incident on the decoupling elements 151 in the deflection direction Y (or in the direction Y') in such a way, preferably by means of total reflection, that they are directed in an exit direction Z, which is different from the second Light guide main propagation direction Y, Y 'deviates, emerge from the light guide body 100 via the light exit region 160.
  • the light exit surface 160 can be designed as a plane in some areas or completely, with the plane areas or the plane preferably being or being arranged orthogonally to the main propagation direction X of the light guide.
  • the deflection device 200 has decoupling surfaces 220 which are set up to break that part of the light beams which are essentially incident on it in the first light guide main propagation direction X in such a way that they emerge from the light guide body 100 in the exit direction Z.
  • light moving in the first light guide main propagation direction X can emerge from the light guide body, so that an optic (diffuser, thick-wall optics, ...) arranged in front of the light guide body can also be used in this area, i.e. " lying in front of" the light source, is illuminated.
  • an optic diffuser, thick-wall optics, Certainly arranged in front of the light guide body can also be used in this area, i.e. " lying in front of" the light source, is illuminated.
  • the deflection device 200 prefferably has a plurality of reflection surfaces 210 which deflect light beams into the second light guide main propagation direction Y, Y′.
  • the deflection device 200 preferably has a plurality of decoupling surfaces 220, which essentially break up light beams incident on them in the first light guide main propagation direction X in such a way that these emerge from the light guide body 100 in the exit direction Z.
  • Reflection surfaces 200 and decoupling surfaces 220 are preferably adjacent to one another, in particular adjacent to one another, and arranged alternately (reflection surface - decoupling surface - reflection surface -...), ie two adjacent reflection surfaces/decoupling surfaces are each separated by a decoupling surface/reflection surface are separated. For example, this can be advantageous for exiting the light as homogeneously as possible in the central area, opposite the light source.
  • decoupling surfaces and/or the reflection surfaces can, for example, be flat or curved concavely or convexly, the transition between decoupling surfaces and reflection surfaces can be discontinuous, i.e. e.g. via an edge, but also via a rounded transition.
  • the decoupling surfaces 220 are normal to the first light guide main propagation direction X.
  • the reflection surfaces 210 are typically inclined at an angle not equal to 0° to the first light guide main propagation direction X and are preferably arranged pointing away from the decoupling surfaces 220, in particular running away in the light guide main propagation direction X. All reflection surfaces 210 are preferably inclined at the same angle.
  • this or these angles are in a range of 20°-45°, preferably 45°, measured relative to the main propagation direction X of the light guide.
  • FIG 3 shows an exemplary embodiment of a device 10 according to the invention, in which, in addition to the light-guiding body 100 described above, an optical system 300 is also provided, such as a diffuser or a thick-walled optical system, which is arranged downstream of the light exit surface 160 of the light-guiding body 100 in the exit direction Z.
  • the optics 300 can be at a distance from the light exit surface 160 or they are in direct contact with the light exit surface 160 .
  • the optics 300 are in contact with the light exit surface 160 and the optics 300 and the light-guiding body 100 are made of the same material, in particular in one piece, the light beams pass from the light-guiding body 100 into the optics 300 without being deflected/refracted.
  • the light exit surface 160 is merely an imaginary construct, since in reality there is no actual constructive separation into different components.
  • the optics 300 are at a distance from the light guide body 100, as shown, the optics have an effective surface 310 which faces the light exit surface 160 of the light guide body 100, and which effective surface 310 is set up to refract incident light beams so that the light beams in enter the optic 300 in a desired direction or directions and propagate in the optic 300.
  • the optical effective surface 310 can be inclined at an angle other than 0° to the light exit surface 160 of the light guide 100, and/or provision can be made for the optical effective surface 310 to be in the form of a plane.
  • the optics 300 have a plurality of optical elements 311, e.g preferably the optical elements 311 on the effective surface 310 are set up to scatter incident light, and/or wherein the optical elements of the optics light exit surface are set up to scatter the light exiting via the optics light exit surface and/or in a desired direction to steer.
  • the Figures 4 and 5 10 show a lighting system 1000 for a motor vehicle headlight, the lighting system 1000 shown as an example having four lighting devices 10a, 10b, 10c, 10d according to the invention.
  • Each lighting device 10a, 10b, 10c, 10d has two light guide fingers 110a, 110b, which each extend in the second light guide main propagation directions Y, Y'.
  • the lighting devices 10a, 10b, 10c, 10d are arranged such that a fiber optic finger 110b of a lighting device 10a, 10b, 10c is connected to a fiber optic finger 110a of the adjacent lighting device 10b, 10c, 10d;
  • the light-guiding bodies 100 of the lighting devices 10a, 10b, 10c, 10d are arranged in such a way that the exit directions Z of the light-guiding bodies 100 run parallel to one another.
  • the light sources 50 of the lighting devices 10a, 10b, 10c, 10d are arranged in one plane and are arranged on a common printed circuit board 150, the light sources 150 being aligned identically and preferably of an identical design.
  • optics 300 such as a diffuser or thick-wall optics.
  • the optics are formed in one piece with the light-guiding bodies 100, and the optics 300 are preferably made of the same material as the light-guiding bodies 100, so that, as has already been described above, the light exit surface 160 is an imaginary surface, since the "Transition" from a fiber optic body 100 into the optics 300 does not occur and therefore a real surface 160 is not fixed.
  • the optics 300 has optical elements 312 on its optics light exit surface 350, e.g. micro-optics and/or padded optics and/or faceted optics, by means of which the light exiting the optics 300 can be directed in a desired direction Z′.
  • optical elements 312 on its optics light exit surface 350, e.g. micro-optics and/or padded optics and/or faceted optics, by means of which the light exiting the optics 300 can be directed in a desired direction Z′.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend eine Lichtquelle (50) sowie einen Lichtleitkörper (100), wobei der Lichtleitkörper (100) einen Einkoppelabschnitt (110) sowie einen Lichtaustrittsbereich (160) umfasst, wobei über den Einkoppelabschnitt (110) Lichtstrahlen, welche von der zumindest einen Lichtquelle (50) emittiert werden, in den Lichtleitkörper (100) eingekoppelt werden, und wobei der Lichtleitkörper (100) weiters einen Auskoppelabschnitt (150) zum Auskoppeln zumindest eines Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper (100) umfasst, über welchen Auskoppelschnitt (150) eingekoppelte Lichtstrahlen zum Lichtaustrittsbereich (160) abgelenkt werden, sodass diese über den Lichtaustrittsbereich (160) aus dem Lichtleiter (100) austreten können, wobei der Einkoppelabschnitt (110) derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet ist, dass die von der zumindest einen Lichtquelle (50) emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen in eine erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) ausgerichtet werden, und wobei der Lichtleitkörper (100) weiters eine Umlenkeinrichtung (200) mit zumindest einer Reflexionsfläche (210) umfasst, welche zumindest eine Reflexionsfläche (210) eingerichtet ist, Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) auf die Reflexionsfläche (210) einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verläuft, umzulenken, und wobei der Auskoppelabschnitt (150) Auskoppelelemente (151) umfasst, welche Auskoppelelemente (151) dazu eingerichtet sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung (Y) auf die Auskoppelelemente (151) einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion, dass diese in eine Austrittsrichtung (Z), welche von der zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y) abweicht, über den Lichtaustrittsbereich (160) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten. Die Umlenkeinrichtung (200) umfasst zumindest eine Auskoppelfläche (220), welche Auskoppelfläche (220) dazu eingerichtet ist, jenen Teil der Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) auf die zumindest eine Auskoppelfläche (220) einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung (Z) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend:
    • zumindest eine Lichtquelle zur Emission von Lichtstrahlen,
    • einen der zumindest einen Lichtquelle zugeordneten Lichtleitkörper, wobei
    der Lichtleitkörper einen Einkoppelabschnitt sowie einen Lichtaustrittsbereich umfasst, wobei über den Einkoppelabschnitt Lichtstrahlen, welche von der zumindest einen Lichtquelle emittiert werden, in den Lichtleitkörper eingekoppelt werden, und wobei
    der Lichtleitkörper weiters einen Auskoppelabschnitt zum Auskoppeln zumindest eines Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper umfasst, über welchen Auskoppelschnitt eingekoppelte Lichtstrahlen zum Lichtaustrittsbereich abgelenkt werden, sodass diese über den Lichtaustrittsbereich aus dem Lichtleiter austreten können,
    wobei der Einkoppelabschnitt derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet ist, dass die von der zumindest einen Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen in eine erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung ausgerichtet werden, und wobei
    der Lichtleitkörper weiters eine Umlenkeinrichtung mit zumindest einer Reflexionsfläche umfasst, welche zumindest eine Reflexionsfläche eingerichtet ist, Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung auf die Reflexionsfläche einfallen, im Lichtleitkörper in eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verläuft, umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion,
    und wobei der Auskoppelabschnitt Auskoppelelemente umfasst, welche Auskoppelelemente dazu eingerichtet sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung auf die Auskoppelelemente einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion, dass diese in eine Austrittsrichtung, welche von der zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung abweicht, über den Lichtaustrittsbereich aus dem Lichtleitkörper austreten.
  • Weiters betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer solchen Vorrichtung.
  • Solche Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtungen werden zu verschiedenen Zwecken in Kraftfahrzeugen oder in Kraftfahrzeugscheinwerfern eingesetzt. Signalleuchtvorrichtungen werden beispielsweise als Seitenmarkierungsleuchten, die als eigenständige Baueinheiten vorgesehen oder in einen Kraftfahrzeugscheinwerfer integriert sein können, verwendet. Die Größe und das Design werden dabei zumeist von den Kraftfahrzeugherstellern vorgegeben, wobei Designwünsche z.B. eine relativ große leuchtende Fläche für die Signalleuchtvorrichtung bei gleichzeitig geringem Bauraum vorgeben.
  • Solche Designentwürfe, z.B. von Signallichtfunktionen/ Signalleuchtvorrichtungen enthalten oftmals flächige Elemente wie Scheiben oder Dickwandoptiken, welche von hinten mit entsprechenden optischen Elementen, insbesondere mit einem (oder mehreren) Lichtleitkörpern mit möglichst einheitlicher Leuchtdichte durchleuchtet werden sollen.
  • Es ist daher wichtig, dass der Lichtleitkörper (oder die mehreren Lichtleitkörper) der Signalleuchtvorrichtung eine Streuscheibe oder eine andere Optik, etwa eine Dickwandoptik, der Signalleuchtvorrichtung oder des Kraftfahrzeugscheinwerfers gleichmäßig bzw. homogen beleuchten.
  • Dieses Erfordernis tritt generell häufig bei Beleuchtungsvorrichtungen, die in Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugscheinwerfern verwendet werden, auf.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform einer eingangs beschriebenen Signalleuchtvorrichtung oder Beleuchtungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bereitzustellen, welche in Hinblick auf die oben beschriebenen Erfordernisse verbessert ist.
  • Diese Aufgabe mit einer eingangs genannten Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß die Umlenkeinrichtung zumindest eine Auskoppelfläche umfasst, welche Auskoppelfläche dazu eingerichtet ist, jenen Teil der Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung auf die zumindest eine Auskoppelfläche einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung aus dem Lichtleitkörper austreten.
  • Der Lichtleitkörper weist typischer Weise einen oder zwei, manchmal auch mehr Lichtleitfinger auf, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, in welche Licht von der Lichtquelle in den Lichtleitkörper eingekoppelt wird, verlaufen (die/ der Lichtleitfinger verlaufen in die oder in zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung(en)).
  • Mit der Erfindung wird Licht aus der Lichtquelle in die diese Richtung(en) der quer zur Haupt-Lichtausbreitungsrichtung, die in eingebautem Zustand der Vorrichtung in ein Kraftfahrzeug z.B. der Fahrzeuglängsachse entspricht, verteilt, um dann in dem/den Lichtleitfinger(n) wieder in die erste Hauptausbreitungsrichtung umgelenkt zu werden.
  • Im zentralen Bereich, gegenüber der Lichtquelle, kann in Folge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Lichtleitkörpers ein Teil des sich in die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung bewegenden Lichtes aus dem Lichtleitkörper austreten, sodass eine beispielsweise sich vor dem Lichtleitkörper angeordnete Optik (Streuscheibe, Dickwandoptik, ...) auch in diesem Bereich, d.h. "vor" der Lichtquelle liegend, beleuchtet werden. Der andere Teil des eingekoppelten Lichtes wird totalreflektiert und tritt in den oder die Lichtleitfinger ein und wie oben beschrieben aus diesem/diesen in die erste Lichtausbreitungsrichtung wieder aus.
  • Es können somit einerseits zentrale Bereiche vor der Lichtquelle und dem Einkoppelbereich beleuchtet werden, andererseits aber auch durch die Totalreflexionen Bereiche beleuchtet werden, welche weiter weg von der Lichtquelle (vor dem/den Lichleitfinger(n)) liegen. Somit kann die Homogenität deutlich verbessert werden, außerdem kann das Licht der Lichtquelle effizienter genutzt werden, und wenn die Lichtquelle LED's umfasst, können beispielsweise LED's eingespart oder schwächere LEDs verwendet werden.
  • Der Lichtleitkörper besteht beispielsweise aus einem transparenten, lichtleitenden Material, z.B. einem transparenten Polycarbonat, etwa Tarflon.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung mehrere Reflexionsflächen aufweist, welche Lichtstrahlen in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung umlenken. Dies bezieht sich beispielsweise auf einen Lichtleitkörper, bei welchem genau eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung vorgesehen ist, d.h. das Licht in einen Lichtleitfinger des Lichtleitkörpers umgelenkt wird. (Siehe dazu auch die weiter untenstehenden Erörterungen.)
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Umlenkeinrichtung mehrere Auskoppelflächen umfasst, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung auf sie einfallende Lichtstrahlen derart brechen, dass diese in Austrittsrichtung aus dem Lichtleitkörper austreten.
  • Bevorzugt sind Reflexionsflächen und Auskoppelflächen zueinander benachbart, insbesondere aneinander angrenzend, angeordnet sind, wobei vorzugsweise je zwei benachbarte Reflexionsflächen/Auskoppelflächen durch je eine Auskoppelfläche/Reflexionsfläche getrennt sind. Beispielsweise kann diese für ein möglichst homogenes Austreten des Lichtes im zentralen Bereich, der Lichtquelle gegenüberliegend, von Vorteil sein.
  • Beispielsweise stehen je eine Auskoppelfläche und je eine dazu benachbarte Reflexionsfläche als ein prismenartiger Körper dem Lichtleitkörper vor, oder sie bilden ein Prisma.
  • Die prismenartigen Körper können prinzipiell als eigenständige Körper oder als ein eigenständiger Körper, vorzugsweise aus demselben Material wie der Lichtleitkörper, gebildet sein und mit dem Lichtleitkörper verbunden sind. Vorzugsweise sind die prismenartigen Körper aber einstückig mit dem Lichtleitkörper ausgebildet, also aus einem Stück/Teil gebildet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Auskoppelfläche, insbesondere mehrere oder alle Auskoppelflächen normal auf die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung stehen.
  • Anders gesagt kann der Normalvektor auf die zumindest einen Auskoppelfläche bzw. können die Normalvektoren auf die mehreren oder auf alle Auskoppelflächen parallel zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verlaufen.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn die zumindest eine Reflexionsfläche, insbesondere mehrere oder alle Reflexionsflächen unter einem Winkel ungleich 0° zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verlaufen und vorzugsweise von den Auskoppelflächen weggerichtet, insbesondere in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung weglaufend, angeordnet sind, wobei beispielsweise mehrere oder alle Reflexionsflächen unter dem gleichen Winkel geneigt sind.
  • Beispielsweise liegen diese Winkel jeweils in einem Bereich von 20° - 45°, vorzugsweise bei 45°, gemessen zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass die Auskoppelelemente des Auskoppelabschnitts als Prismen bzw. prismenartige Körper ausgebildet sind.
  • Wiederum gilt, dass die prismenartigen Körper prinzipiell als eigenständige Körper oder als ein eigenständiger Körper, vorzugsweise aus demselben Material wie der Lichtleitkörper, gebildet sein und mit dem Lichtleitkörper verbunden sein können. Vorzugsweise sind die prismenartigen Körper aber einstückig mit dem Lichtleitkörper ausgebildet, es liegt also nur ein Stück/Teil vor.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass die Umlenkeinrichtung mehrere Reflexionsflächen umfasst, wobei ein oder mehrere erste Reflexionsflächen Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung auf die erste Reflexionsfläche einfallen, im Lichtleitkörper in eine sogenannte "erste" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verläuft, umlenken, und ein oder mehrere zweite Reflexionsflächen Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung auf die erste Reflexionsfläche einfallen, im Lichtleitkörper in eine sogenannte "zweite" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung verläuft, und welche nicht identisch zu der "ersten" zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, insbesondere dieser entgegen gerichtet ist, umlenken.
  • Zur Vereinfachung kann die "erste" zweite Richtung auch als zweite Richtung bezeichnet, die "zweite" zweite Richtung auch als dritte Richtung bezeichnet werden.
  • Die oben beschriebene Konstellation entspricht einer typischen Situation, wo sich der Lichtleitkörper nach dem Einkoppelbereich in zwei Richtungen, in welche die sogenannten Lichtleitfinger verlaufen, aufspaltet, von denen einer in die zweite Richtung, einer in die dritte Richtung verläuft. Beispielsweise sind die zweite und dritte Richtung einer entgegengerichtet, schließen also einen Winkel von 180° zueinander ein.
  • Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung orthogonal zu einer zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, insbesondere orthogonal zu beiden zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtungen ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtaustrittsfläche bereichsweise oder vollständig als Ebene ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die ebenen Bereiche bzw. die Ebene orthogonal zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung angeordnet sind bzw. ist.
  • Weiters kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung weiters eine Optik, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, welche in Austrittsrichtung nach der Lichtaustrittsfläche des Lichtleitkörpers angeordnet ist, umfasst, wobei die Optik zumindest eine optische Wirkfläche aufweist, welche Wirkfläche dazu eingerichtet ist, einfallende Lichtstrahlen zu brechen, und wobei vorzugsweise die optische Wirkfläche unter einem Winkel ungleich 0° zu der Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters geneigt ist, und/oder vorzugsweise die optische Wirkfläche in Form einer Ebene ausgebildet ist.
  • Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Optik mehrere optische Elemente, z.B. auf der optischen Wirkfläche und/oder einer der optischen Wirkfläche abgewandten Optik-Lichtaustrittfläche, aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Elemente auf der Wirkfläche dazu eingerichtet sind, einfallendes Licht zu streuen, und/oder wobei die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
  • Beispielsweise ist die zumindest eine Lichtquelle als LED ausgebildet oder umfasst zumindest eine LED.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Beleuchtungssystem für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei das Beleuchtungssystem zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen wie vorstehend beschrieben umfasst, wobei jede Beleuchtungsvorrichtung zumindest einen, vorzugsweise zwei Lichtleitfinger aufweist, und wobei die Beleuchtungsvorrichtungen derart angeordnet sind, dass jeweils ein Lichtleitfinger einer Beleuchtungsvorrichtung an einen Lichtleitfinger einer benachbarten Beleuchtungsvorrichtung anschließt, insbesondere an diesen direkt angrenzt, insbesondere in dem die Lichtleitkörper einstückig miteinander ausgebildet bzw. verbunden sind, und wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper der Beleuchtungsvorrichtungen derart angeordnet sind, dass die Austrittsrichtungen der Lichtleitkörper parallel zueinander verlaufen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquellen der Beleuchtungsvorrichtungen in einer Ebene angeordnet, beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte, d.h. allgemein gesprochen auf einem Halleiterträger angeordnet sind, und wobei vorzugsweise die Lichtquellen identisch ausgerichtet und/oder vorzugsweise von identischer Bauart sind.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Optik, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, vorgesehen ist, welche in Austrittsrichtung nach den Lichtleitkörpers angeordnet ist, und zu den Lichtleitkörpern beabstandet oder vorzugsweise mit diesen einstückig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper und die Optik aus demselben Material gebildet sind.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Optik mehrere optische Elemente, insbesondere auf einer Optik-Lichtaustrittfläche, aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
  • Dies erlaubt es, das Beleuchtungssystem beispielsweise schräg in ein Kraftfahrzeug einzubauen, sodass die Austrittsrichtung aus den Lichtleitkörpern schräg zu einer Längsachse des Kraftfahrzeuges verläuft, wobei durch die optischen Elemente die Lichtstrahlen aber in Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeuges gerichtet werden können.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenso gelöst durch einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. mit einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von beispielhaften Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
    • Fig. 1 einen Schnitt, beispielsweise einen Horizontalschnitt, durch einen Lichtleitkörper einer erfindungsgemäßen Beleuchtungs- bzw. Signalleuchtvorrichtung,
    • Fig. 2 einen vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus Figur 2,
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Beleuchtungs- oder Signalleuchtvorrichtung mit einem Lichtleitkörper aus Figur 1,
    • Fig. 4 ein Beleuchtungssystem mit mehreren erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen, und
    • Fig. 5 einen beispielhaften Strahlenverlauf bei einem Beleuchtungssystem gemäß Figur 4.
  • Figur 1 zeigt einen Lichtleitkörper 100 für eine Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung 10 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wie sie beispielhaft in Figur 3 gezeigt ist. Über eine nicht dargestellte Lichtquelle 50, welche Lichtstrahlen emittieren kann, werden diese Lichtstrahlen in den zugeordneten Lichtleitkörper 100 eingekoppelt bzw. eingespeist. Die Lichtquelle ist z.B. als LED ausgebildet oder umfasst ein oder mehrere LEDs. Dazu umfasst der Lichtleitkörper 100 einen Einkoppelabschnitt 110, über dessen Grenzfläche(n) Licht der Lichtquelle in den Lichtleitkörper 100 eingespeist wird.
  • Weiters verfügt der Lichtleitkörper 100 über einen Auskoppelabschnitt 150 zum Auskoppeln zumindest eines Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper 100, über welchen Auskoppelschnitt 150 eingekoppelte Lichtstrahlen zu einem Lichtaustrittsbereich 160 der Lichtleitkörpers abgelenkt werden, sodass diese über den Lichtaustrittsbereich 160 aus dem Lichtleiter 100 austreten können. Vorzugsweise ist dabei der der Auskoppelabschnitt 150 derart ausgebildet, dass die dort auftreffenden Lichtstrahlen totalreflektiert und so zum Lichtaustrittsbereich 160 umgelenkt werden.
  • Der Einkoppelabschnitt 110 ist derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet, dass die von der Lichtquelle 50 emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen in eine erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X ausgerichtet werden. Außerdem weist der Lichtleitkörper 100 eine Umlenkeinrichtung 200 mit einer Reflexionsfläche 210, welche zumindest eine Reflexionsfläche 210 eingerichtet ist, Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X auf die Reflexionsfläche 210 einfallen, im Lichtleitkörper 100 in eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y, welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X verläuft, umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion.
  • Das umgelenkte Licht bewegt sich somit in einen sich in Richtung Y verlaufenden Lichtleitfinger 110a des Lichtleitkörpers 100. In dem gezeigten Beispiel ist der Lichtleitkörper 100 derart ausgebildet, dass er weiters einen zweiten Lichtleitfinger 110b aufweist, der sich entlang einer weiteren zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y', welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X verläuft, erstreckt, welche nicht identisch zu der "ersten" zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y ist. Auch in diesen Lichtleitfinger 110b bzw. in die weitere zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y' wird wie vorstehend beschrieben bei dieser Ausführungsform Licht umgelenkt.
  • Die Erfindung kann aber auch nur mit einer zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung, aber auch mit mehr als zwei solcher Richtungen realisiert sein.
  • Zur Vereinfachung der Beschreibung kann die "erste" zweite Richtung auch als zweite Richtung und die "zweite" zweite Richtung auch als dritte Richtung bezeichnet werden.
  • Beispielsweise sind die zweite und dritte Richtung einer entgegengerichtet, schließen also einen Winkel von 180° zueinander ein, und stehen beispielsweise orthogonal auf die Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X.
  • Der Auskoppelabschnitt 150 umfasst Auskoppelelemente 151, welche dazu eingerichtet sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung Y (bzw. in Richtung Y') auf die Auskoppelelemente 151 einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion, dass diese in eine Austrittsrichtung Z, welche von der zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y, Y' abweicht, über den Lichtaustrittsbereich 160 aus dem Lichtleitkörper 100 austreten.
  • Die Lichtaustrittsfläche 160 kann bereichsweise oder vollständig als Ebene ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die ebenen Bereiche bzw. die Ebene orthogonal zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X angeordnet sind bzw. ist.
  • Die Umlenkeinrichtung 200 weist Auskoppelflächen 220 auf, welche dazu eingerichtet sind, jenen Teil der Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X auf sie einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung Z aus dem Lichtleitkörper 100 austreten.
  • Im zentralen Bereich, gegenüber der Lichtquelle, kann somit sich in die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X bewegendes Licht aus dem Lichtleitkörper austreten, sodass eine beispielsweise sich vor dem Lichtleitkörper angeordnete Optik (Streuscheibe, Dickwandoptik, ...) auch in diesem Bereich, d.h. "vor" der Lichtquelle liegend, beleuchtet wird.
  • Wie in Figur 1 und 2 zu erkennen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung 200 mehrere Reflexionsflächen 210 aufweist, welche Lichtstrahlen in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung Y, Y' umlenken.
  • Die Umlenkeinrichtung 200 verfügt vorzugsweise über mehrere Auskoppelflächen 220, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X auf sie einfallende Lichtstrahlen derart brechen, dass diese in Austrittsrichtung Z aus dem Lichtleitkörper 100 austreten.
  • Bevorzugt sind Reflexionsflächen 200 und Auskoppelflächen 220 zueinander benachbart, insbesondere aneinander angrenzend, und einander abwechselnd (Reflexionsfläche - Auskoppelfläche - Reflexionsfläche - ...) angeordnet, d.h. je zwei benachbarte Reflexionsflächen/ Auskoppelflächen sind durch je eine Auskoppelfläche/Reflexionsfläche getrennt sind. Beispielsweise kann diese für ein möglichst homogenes Austreten des Lichtes im zentralen Bereich, der Lichtquelle gegenüberliegend, von Vorteil sein.
  • Die Auskoppelflächen und/oder die Reflexionsflächen können beispielsweise eben ausgebildet sein oder konkav oder konvex gekrümmt sein, der Übergang zwischen Auskoppelflächen und Reflexionsflächen kann unstetig, d.h. z.B. über eine Kante, aber auch über einen verrundeten Übergang erfolgen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Auskoppelflächen 220 normal auf die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X stehen.
  • Die Reflexionsflächen 210 sind typischer Weise unter einem Winkel ungleich 0° zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X geneigt und sind vorzugsweise von den Auskoppelflächen 220 weggerichtet, insbesondere in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X weglaufend, angeordnet. Vorzugsweise sind dabei alle Reflexionsflächen 210 unter dem gleichen Winkel geneigt.
  • Beispielsweise liegt dieser oder liegen diese Winkel jeweils in einem Bereich von 20° - 45°, vorzugsweise bei 45°, gemessen zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung X.
  • Figur 3 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, bei der zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Lichtleitkörper 100 noch eine Optik 300 vorgesehen ist, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, welche in Austrittsrichtung Z nach der Lichtaustrittsfläche 160 des Lichtleitkörpers 100 angeordnet ist. Die Optik 300 kann wie gezeigt einen Abstand zu der Lichtaustrittsfläche 160 aufweisen, oder sie liegt unmittelbar an der Lichtaustrittsfläche 160 an.
  • Wenn in letzterem Fall, bei dem die Optik 300 an der Lichtaustrittsfläche 160 anliegt und Optik 300 und Lichtleitkörper 100 aus demselben Material, insbesondere einstückig, gefertigt sind, gehen die Lichtstrahlen ohne Ablenkung/Brechung von dem Lichtleitkörper 100 in die Optik 300 über. Die Lichtaustrittsfläche 160 ist in diesem Fall lediglich ein gedankliches Konstrukt, da in Realität keine tatsächliche konstruktive Trennung in unterschiedliche Bauteile gegeben ist.
  • Wenn die Optik 300 zu dem Lichtleitkörper 100, wie dargestellt, beabstandet ist, weist die Optik eine Wirkfläche 310 auf, welche der Lichtaustrittsfläche 160 des Lichtleitkörpers 100 zugewendet ist, und welche Wirkfläche 310 dazu eingerichtet ist, einfallende Lichtstrahlen zu brechen, sodass die Lichtstrahlen in die Optik 300 in einer gewünschten Richtung oder in gewünschte Richtungen eintreten und sich in der Optik 300 fortpflanzen.
  • Die optische Wirkfläche 310 kann unter einem Winkel ungleich 0° zu der Lichtaustrittsfläche 160 des Lichtleiters 100 geneigt ist, und/oder es kann vorgesehen sein, dass die optische Wirkfläche 310 in Form einer Ebene ausgebildet ist.
  • Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Optik 300 mehrere optische Elemente 311, z.B. auf der optischen Wirkfläche 310 und/oder auf einer der optischen Wirkfläche 310 abgewandten Optik-Lichtaustrittfläche 350, aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Elemente 311 auf der Wirkfläche 310 dazu eingerichtet sind, einfallendes Licht zu streuen, und/oder wobei die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen ein Beleuchtungssystem 1000 für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei das beispielhaft gezeigte Beleuchtungssystem 1000 vier erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d aufweist.
  • Jede Beleuchtungsvorrichtung 10a, 10b, 10c, 10d weist zwei Lichtleitfinger 110a, 110b auf, welche sich jeweils in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtungen Y, Y' erstrecken. Die Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d sind derart angeordnet sind, dass jeweils ein Lichtleitfinger 110b einer Beleuchtungsvorrichtung 10a, 10b, 10c an einen Lichtleitfinger 110a der benachbarten Beleuchtungsvorrichtung 10b, 10c, 10d anschließt, insbesondere sind die Lichtleitkörper 110 einstückig miteinander ausgebildet.
  • Die Lichtleitkörper 100 der Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d sind derart angeordnet, dass die Austrittsrichtungen Z der Lichtleitkörper 100 parallel zueinander verlaufen.
  • Die Lichtquellen 50 der Beleuchtungsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d sind in einer Ebene angeordnet und sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte 150 angeordnet, wobei die Lichtquellen 150 identisch ausgerichtet und vorzugsweise von identischer Bauart sind.
  • Weiters ist eine Optik 300, etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Optik einstückig mit den Lichtleitkörpern 100 ausgebildet, und vorzugsweise ist die Optik 300 aus demselben Material wie die Lichtleitkörper 100 gebildet, sodass, wie dies weiter oben schon einmal beschrieben wurde, die Lichtaustrittsfläche 160 eine gedankliche Fläche ist, da beim "Übergang" von einem Lichtleitkörper 100 in die Optik 300 keine Brechung stattfindet und somit eine reale Fläche 160 nicht festgelegt ist.
  • Die Optik 300 weist an ihrer Optik-Lichtaustrittfläche 350 optische Elemente 312 auf, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, mittels welcher das aus der Optik 300 austretende Licht in eine gewünschte Richtung Z' gelenkt werden kann. Dies erlaubt es, das Beleuchtungssystem beispielsweise schräg in ein Kraftfahrzeug einzubauen, sodass die Austrittsrichtung aus den Lichtleitkörpern schräg zu einer Längsachse des Kraftfahrzeuges verläuft, wobei durch die optischen Elemente 312 die Lichtstrahlen aber in Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeuges, insbesondere in einen HV-Punkt, gerichtet werden können.
  • Mit einem solchen Beleuchtungssystem kann selbst bei einem schrägen Einbau auf die Verwendung mehrerer Leiterplatten verzichtet werden, und da die aus den Lichtquellen austretende Lichtmenge optimal genutzt werden kann, kann eine gewünschte Lichtverteilung oder Signalisierungsfunktion mit wenigen Lichtquellen realisiert werden.

Claims (19)

  1. Signalleucht- oder Beleuchtungsvorrichtung (10) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, umfassend:
    - zumindest eine Lichtquelle (50) zur Emission von Lichtstrahlen,
    - einen der zumindest einen Lichtquelle (50) zugeordneten Lichtleitkörper (100), wobei
    der Lichtleitkörper (100) einen Einkoppelabschnitt (110) sowie einen Lichtaustrittsbereich (160) umfasst, wobei über den Einkoppelabschnitt (110) Lichtstrahlen, welche von der zumindest einen Lichtquelle (50) emittiert werden, in den Lichtleitkörper (100) eingekoppelt werden, und wobei
    der Lichtleitkörper (100) weiters einen Auskoppelabschnitt (150) zum Auskoppeln zumindest eines Teiles der eingekoppelten Lichtstrahlen aus dem Lichtleitkörper (100) umfasst, über welchen Auskoppelschnitt (150) eingekoppelte Lichtstrahlen zum Lichtaustrittsbereich (160) abgelenkt werden, sodass diese über den Lichtaustrittsbereich (160) aus dem Lichtleiter (100) austreten können,
    wobei der Einkoppelabschnitt (110) derart, z.B. als Kollimator, ausgebildet ist, dass die von der zumindest einen Lichtquelle (50) emittierten Lichtstrahlen im Wesentlichen in eine erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) ausgerichtet werden, und wobei
    der Lichtleitkörper (100) weiters eine Umlenkeinrichtung (200) mit zumindest einer Reflexionsfläche (210) umfasst, welche zumindest eine Reflexionsfläche (210) eingerichtet ist, Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) auf die Reflexionsfläche (210) einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verläuft, umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion,
    und wobei der Auskoppelabschnitt (150) Auskoppelelemente (151) umfasst, welche Auskoppelelemente (151) dazu eingerichtet sind, Lichtstrahlen, welche in Umlenkrichtung (Y) auf die Auskoppelelemente (151) einfallen, derart umzulenken, vorzugsweise mittels Totalreflexion, dass diese in eine Austrittsrichtung (Z), welche von der zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y) abweicht, über den Lichtaustrittsbereich (160) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Umlenkeinrichtung (200) zumindest eine Auskoppelfläche (220) umfasst, welche Auskoppelfläche (220) dazu eingerichtet ist, jenen Teil der Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) auf die zumindest eine Auskoppelfläche (220) einfallen, derart zu brechen, dass diese in Austrittsrichtung (Z) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Umlenkeinrichtung (200) mehrere Reflexionsflächen (210) aufweist, welche Lichtstrahlen in die zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y) umlenken.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Umlenkeinrichtung (200) mehrere Auskoppelflächen (220) umfasst, welche im Wesentlichen in erster Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) auf sie einfallende Lichtstrahlen derart brechen, dass diese in Austrittsrichtung (Z) aus dem Lichtleitkörper (100) austreten.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Reflexionsflächen (200) und Auskoppelflächen (220) zueinander benachbart, insbesondere aneinander angrenzend, angeordnet sind, wobei vorzugsweise je zwei benachbarte Reflexionsflächen/ Auskoppelflächen durch je eine Auskoppelfläche/ Reflexionsfläche getrennt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei je eine Auskoppelfläche (220) und je eine dazu benachbarte Reflexionsfläche (210) als ein prismenartiger Körper dem Lichtleitkörper (100) vorstehen oder ein Prisma bilden.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine Auskoppelfläche (220), insbesondere mehrere oder alle Auskoppelflächen (220) normal auf die erste Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) stehen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zumindest eine Reflexionsfläche (210), insbesondere mehrere oder alle Reflexionsflächen (210) unter einem Winkel ungleich 0° zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verlaufen und vorzugsweise von den Auskoppelflächen (220) weggerichtet, insbesondere in Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) weglaufend, angeordnet sind, wobei beispielsweise mehrere oder alle Reflexionsflächen (210) unter dem gleichen Winkel geneigt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Auskoppelelemente (151) des Auskoppelabschnitts (150) als Prismen bzw. prismenartige Körper ausgebildet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Umlenkeinrichtung (200) mehrere Reflexionsflächen (210) umfasst, wobei ein oder mehrere erste Reflexionsflächen (210) Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung (X) auf die erste Reflexionsfläche (210) einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine sogenannte "erste" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verläuft, umlenken, und ein oder mehrere zweite Reflexionsflächen (210) Lichtstrahlen, welche im Wesentlichen in Hauptabstrahlrichtung (X) auf die erste Reflexionsfläche (210) einfallen, im Lichtleitkörper (100) in eine sogenannte "zweite" zweite Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y'), welche quer zu der ersten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) verläuft, und welche nicht identisch zu der "ersten" zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y), insbesondere dieser entgegen gerichtet ist, umlenken.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) orthogonal zu einer zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (Y, Y'), insbesondere orthogonal zu beiden zweiten Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtungen (Y, Y') ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lichtaustrittsfläche (160) bereichsweise oder vollständig als Ebene ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die ebenen Bereiche bzw. die Ebene orthogonal zu der Lichtleiter-Hauptausbreitungsrichtung (X) angeordnet sind bzw. ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend weiters eine Optik (300), etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, welche in Austrittsrichtung (Z) nach der Lichtaustrittsfläche (160) des Lichtleitkörpers (100) angeordnet ist,
    wobei die Optik (300) zumindest eine optische Wirkfläche (310) aufweist, welche Wirkfläche (310) dazu eingerichtet ist, einfallende Lichtstrahlen zu brechen, und wobei vorzugsweise die optische Wirkfläche (310) unter einem Winkel ungleich 0° zu der Lichtaustrittsfläche (160) des Lichtleiters (100) geneigt ist, und/oder vorzugsweise die optische Wirkfläche (310) in Form einer Ebene ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (300) mehrere optische Elemente (311), z.B. auf der optischen Wirkfläche (310) und/oder einer der optischen Wirkfläche (310) abgewandten Optik-Lichtaustrittfläche (350), aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Elemente (311) auf der Wirkfläche (310) dazu eingerichtet sind, einfallendes Licht zu streuen, und/oder wobei die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder in eine gewünschte Richtung zu lenken.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zumindest eine Lichtquelle (50) als LED ausgebildet ist oder zumindest eine LED umfasst.
  15. Beleuchtungssystem (1000) für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, wobei das Beleuchtungssystem (1000) zwei oder mehr Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst, wobei jede Beleuchtungsvorrichtung (10a, 10b, 10c, 10d) zumindest einen, vorzugsweise zwei Lichtleitfinger (110a, 110b) aufweist, und wobei die Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) derart angeordnet sind, dass jeweils ein Lichtleitfinger (110b) einer Beleuchtungsvorrichtung (10a, 10b, 10c) an einen Lichtleitfinger (110a) einer benachbarten Beleuchtungsvorrichtung (10b, 10c, 10d) anschließt, insbesondere an diesen direkt angrenzt, insbesondere in dem die Lichtleitkörper (110) einstückig miteinander ausgebildet bzw. verbunden sind, und wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper (100) der Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) derart angeordnet sind, dass die Austrittsrichtungen (Z) der Lichtleitkörper (100) parallel zueinander verlaufen.
  16. Beleuchtungssystem nach Anspruch 15, wobei die Lichtquellen (50) der Beleuchtungsvorrichtungen (10a, 10b, 10c, 10d) in einer Ebene angeordnet, beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte (150) angeordnet sind, und wobei vorzugsweise die Lichtquellen (150) identisch ausgerichtet und/oder vorzugsweise von identischer Bauart sind.
  17. Beleuchtungssystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei es eine Optik (300), etwa eine Streuscheibe oder eine Dickwandoptik, aufweist, welche in Austrittsrichtung (Z) nach den Lichtleitkörpers (100) angeordnet ist, und zu den Lichtleitkörpern beabstandet oder vorzugsweise mit diesen einstückig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Lichtleitkörper (100) und die Optik (300) aus demselben Material gebildet sind.
  18. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Optik (300) mehrere optische Elemente (312), insbesondere auf einer Optik-Lichtaustrittfläche (350), aufweist, z.B. Mikrooptiken und/oder Polsteroptiken und/oder Facettenoptiken, wobei vorzugsweise die optischen Element der Optik-Lichtaustrittfläche (350) dazu einrichtet sind, das über die Optik-Lichtaustrittfläche austretende Licht zu streuen und/oder in eine gewünschte Richtung (Z') zu lenken.
  19. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 bzw. einem Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18.
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