CZ2018131A3 - Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků - Google Patents

Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků Download PDF

Info

Publication number
CZ2018131A3
CZ2018131A3 CZ2018-131A CZ2018131A CZ2018131A3 CZ 2018131 A3 CZ2018131 A3 CZ 2018131A3 CZ 2018131 A CZ2018131 A CZ 2018131A CZ 2018131 A3 CZ2018131 A3 CZ 2018131A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
light guide
light
wall
reflective
curvature
Prior art date
Application number
CZ2018-131A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomáš Gloss
Aleš Hendrych
Jakub Hruška
Original Assignee
Varroc Lighting Systems, s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varroc Lighting Systems, s.r.o. filed Critical Varroc Lighting Systems, s.r.o.
Priority to CZ2018-131A priority Critical patent/CZ2018131A3/cs
Priority to DE102019106407.4A priority patent/DE102019106407A1/de
Priority to US16/353,595 priority patent/US20190285791A1/en
Publication of CZ2018131A3 publication Critical patent/CZ2018131A3/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0078—Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Abstract

Vynález se týká světlovodného systému, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků, který obsahuje liniový světlovod (1), jehož jednomu konci je přiřazen zdroj (3) světla, přičemž liniový světlovod (1) je po své délce opatřen vyvazovací plochou (13) světla, proti níž je uspořádána šikmá odrazná stěna (4) směřující světlo vyvazované z liniového světlovodu (1) do vyzařovacího tělesa (2), ze kterého světlo vystupuje v požadovaném směru (X, 10 d). Liniový světlovod (1) je podélně zakřivený a vyvazovací plocha (13) světlovodu (1) je uspořádána v rovině paralelní s rovinou zakřivení světlovodu (1). Šikmá odrazná stěna (4) kopíruje zakřivení světlovodu (1) a je po své délce podél liniového světlovodu (1) opatřena odraznými směrovacími plochami (4a), které jsou uzpůsobeny pro odrážení paprsků (10b) do roviny výstupu světla a současně do směru (10c), který odpovídá změně směru vystupujícího světla na výstupní ploše (20) vyzařovacího tělesa (2) do požadovaného výsledného směru (X) paprsků (10d) světla po celé délce šikmé odrazné stěny (4).

Description

Oblast techniky
Vynález se týká světlovodného systému, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků, který obsahuje liniový světlovod, jehož jednomu konci je přiřazen zdroj světla, přičemž liniový světlovod je po své délce opatřen vyvažovači plochou světla, proti níž je uspořádána šikmá odrazná stěna směřující světlo vyvažované z liniového světlovodu do vyzařovacího tělesa, ze kterého světlo vystupuje v požadovaném směru.
Dosavadní stav techniky
Použití světlovodů pro osvětlení pozemních dopravních prostředků je samo o sobě známo. Světlovody umožňují přenos světla od zdroje světla do místa výstupu světla a vyvedení světla v požadovaném směru, což dovoluje realizovat celou řadu dříve neproveditelných designových a tvarových řešení uspořádání světelného výstupu při zachování homogenity a mohutnosti vystupujícího světelného svazku. Ve světlovodech se využívá podélného vedení světla totálním odrazem světla od stěn světlovodu a vyvázání světla pomocí vyvažující optiky přímo v požadovaném směru. To však platí pouze při vhodném umístění zdroje světla jak vůči světlovodu, tak i vůči směru, ve kterém má být světlo ze světlovodného systému vyvázáno. Problém nastává v situacích, kdy není možno umístit zdroj světla v sestavě systému do vhodné polohy, která by pomocí vyvažovači optiky zajistila vyvázání světla v požadovaném směru. Místo toho se pak značná část světla odráží nebo láme zcela jinam, než je požadováno, přičemž je takovéto řešení provázeno světelnými ztrátami a velkým poklesem účinnosti. Pokud je navíc požadováno, aby byl světlovod značně zakřivený ve směru, resp. v rovině, ve kterém má být světlo ze světlovodu vyvažováno, je negativní vliv polohy zdroje světla ještě větší.
Z DE 10 2004 054 732 AI je známo řešení, ve kterém je podélný světlovod mírně zahnutý a je uspořádán podél zadní stěny vyzařovacího tělesa. Na protilehlé straně od zadní stěny vyzařovacího tělesa je kolmo na směr vyzařování světlovod opatřen soustavou vychylovacích struktur, které napomáhají vychylování světla šířeného světlovodem do zadní stěny vyzařovacího tělesa a tímto tělesem následně ven ze světelného systému ve v podstatě obecném směru. Nevýhodou tohoto řešení je, že pokud má světlovod ve směru vyvažování světla větší zakřivení, dojde k nárůstu podílu vyvažovaného světla přenášeného Fresnelovými odrazy, což vede ke světelným ztrátám, které se ve směru vyvažování světla projeví patrným poklesem svítivosti, který může být kompenzován např. použitím několika různě umístěných zdrojů světla po délce světlovodu, což však není vždy možné z prostorových a jiných důvodů.
Takové řešení s větším počtem zdrojů světla po délce světlovodu zakřiveného ve směru vyvažování světla je popsáno např. v EP 3 112 215, který popisuje světelné zařízení se světlovodem zakřiveným ve směru vyvažování světla, kdy jeden zdroj světla je přiřazen čelní koncové stěně zakřivené části světlovodu světla a po délce zadní, zakřivené, stěny světlovodu je uspořádána skupina dalších zdrojů světla, ze kterých je světlo do světlovodu přenášeno pomocí optických mezikusů, které směrují světlo z těchto dalších zdrojů světla do světlovodu v zásadě kolmo na podélnou osu světlovodu a přes vyvažovači plochu světlovodu, která je opět uspořádána svojí rovinou kolmo na směr vyvažování světla ze světlovodu. Nevýhodou tohoto uspořádání je např. značná složitost, tj. i cena, nutnost použití více zdrojů světla a také prostorová náročnost řešení.
Z US 2015/0219818 je známo řešení, které obsahuje podélné rovinné vyzařovací těleso, jehož jedné podélné straně je přiřazena skupina podélných přímých světlovodů, tj. světlovodů paralelních s touto podélnou stranou vyzařovacího tělesa. Jednotlivé světlovody jsou na své zadní stěně proti vyzařovacímu tělesu opatřeny vyvažovači plochou světla. Vyzařovací těleso je na své
- 1 CZ 2018 -131 A3 podélné straně, ke které jsou přiřazeny podélné světlovody, opatřeno jednoduchými skloněnými a kolmými plochami, které zajišťují vstup nebo odraz nebo lom světla z každého ze světlovodů do vyzařovacího tělesa po délce každého světlovodů a délce vyzařovacího tělesa. Každý světlovod je jedním svým koncem přiřazen jednomu zdroji světla, přičemž zdroje světla jsou např. barevně odlišné, např. se jedná o LED z RGB rozsahu, červená, modrá zelená, takže výsledné světlo vyzařované vyzařovacím tělesem může mít v zásadě libovou barvu nebo může vyzařovací těleso vydávat jen některou z barev, pokud ostatní světlovody nejsou aktuálně nasvíceny atd. Nevýhodou tohoto uspořádání je, že při zakřivení světlovodů a požadavku na vyzařování světla určitým směrem po celé délce světlovodů a vyzařovacího tělesa dojde u některých světlovodů ze soustavy k tomu, že podstatná část světla vyvažovaného do vyzařovacího tělesa bude ztracena kvůli Fresnelovým odrazům, takže bude narušena homogenita světla vyzařovaného po délce vyzařovacího tělesa různými světlovody.
Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň zmírnit nevýhody dosavadního stavu techniky, zejména umožňuje i v situacích, kdy umístění zdroje světla není ideální a světlovod je po své délce značně zakřiven vůči požadovanému směru vyzařování světla, takže jsou podstatně zhoršeny podmínky, při kterých je ještě možno světlo ze světlovodů vyvažovat požadovaným směrem, byly maximálně potlačeny světlené ztráty ve světlovodů, a aby bylo vyvažované světlo v maximální míře vedeno světlovodem totálními odrazy, a současně aby toto vyvažované světlo bylo v dostatečné intenzitě a homogenitě vyzařováno světlovodným systémem v požadovaném směru nebo bylo vyzařováno pouze s malou odchylkou od požadovaného směru.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo světlovodným systémem, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků, jehož podstata spočívá v tom, že liniový světlovod je podélně zakřivený a vyvažovači plocha světlovodů je uspořádána v rovině paralelní s rovinou zakřivení světlovodů, přičemž šikmá odrazná stěna kopíruje zakřivení světlovodů a je po své délce podél liniového světlovodů opatřena odraznými směrovacími plochami, které jsou uzpůsobeny pro odrážení paprsků do roviny výstupu světla a současně do směru, který odpovídá změně směru vystupujícího světla na výstupní ploše vyzařovacího tělesa do požadovaného výsledného směru paprsků světla po celé délce šikmé odrazné stěny.
Vynález umožňuje vyvést světlo šířené i velmi podélně zakřiveným liniovým světlovodem totálními odrazy do požadovaného směru při zachování dostatečné intenzity a homogenity vystupujícího světla bez zbytečných ztrát způsobených Fresnelovými odrazy, zejména tehdy, není-li možno umístit zdroj světla do optimální pozice vůči liniovému světlovodů nebo je-li požadováno zvláštní tvarové nebo designové uspořádání optického systému, např. při značném zakřivení ploch v zástavbě atd.
Objasnění výkresů
Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 pohled shora na konfiguraci osvětlovacího zařízení motorových vozidel pro využití světlovodného systému podle vynálezu, obr. 2 základní princip činnosti světlovodů podle vynálezu, obr. 3 prostorový pohled zdola na světlovodný systém podle vynálezu, obr. 4 detail vedení světla světlovodným systémem podle vynálezu, obr. 5 detail proměnlivosti prostorové orientace odrazných směrovacích ploch vůči vyvažovači ploše liniového světlovodů ve směru délky liniového světlovodů, obr. 6 vedení a lom světelného paprsku světlovodným systémem podle vynálezu a obr. 7 příklad provedení vynálezu se šikmou odraznou stěnou na samostatném optickém prvku.
-2CZ 2018 -131 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález bude popsán na příkladech uskutečnění světlovodného systému pro motorová vozidla, který má určený směr X vyzařování světla do plochy O vyzařování před světlovodným systémem. Světlovodný systém je přitom uspořádán v krytu 00.
Světlovodný systém obsahuje liniový světlovod 1, který je uspořádán v rovině X - Y kartézského souřadného systému, přičemž je zahnutý kolem osy Z. Zahnutí liniového světlovodu 1 je buď kruhové, tj. s konstantním poloměrem, nebo je nekruhové, tj. s proměnným poloměrem, např. ve tvaru vhodné křivky, např. kuželosečky, nebo i v obecném zahnutém tvaru podle aktuálních požadavků. Pro uplatnění tohoto vynálezu je důležité, že zahnutí liniového světlovodu 1 je větší, než je maximální zahnutí dovolující vyvažovat světlo vedené totálními odrazy uvnitř liniového světlovodu 1 s potřebným výkonem a s únosnými ztrátami přímo v požadovaném směru X. Toto maximální zahnutí liniového světlovodu 1 umožňující přímé vyvažování světla do směru X souvisí s šířením světla uvnitř světlovodu 1 světelnými ztrátami a obvykle se popisuje jako hodnota úhlu mezi tečnou v příslušném bodě liniového světlovodu 1 od přímky, která je kolmá na požadovaný přímý směr vyzařování liniového světlovodu 1, zde tedy jako úhel mezi tečnou v příslušném bodě liniového světlovodu 1 a osou Y, což je kolmice na směr přímý směr vyzařování celého systému, tj. osy X. Tento úhel zde tedy leží v rovině X-Y.
Liniový světlovod 1 je po své délce opatřen vyvažovači plochou 13, která je uzpůsobena pro vyvažování světlených paprsků z vnitřního prostoru liniového světlovodu 1 ve směru osy Z, a která je situována paralelně s rovinou X-Y liniového světlovodu 1, tedy v rovině paralelní se směrem X vyzařování celého systému.
Celní ploše 100 liniového světlovodu 1 je přiřazen zdroj 3 světla, přičemž čelní plocha 100 liniového světlovodu 1 je uzpůsobena pro navazování světla ze zdroje 3 světla. Světlo je ze zdroje 3 světla emitováno s určitým rozptylem a paprsky 10 tohoto světla jsou skrze čelní plochu 100 liniového světlovodu 1 navázány do vnitřní struktury liniového světlovodu 1, kde se šíří totálními odrazy po celé délce liniového světlovodu 1, přičemž ve směru 10a dopadají na vyvažovači plochu 13 liniového světlovodu 1, čímž je světlo, resp. paprsky 10 světla, postupně vyvažováno z liniového světlovodu ve směru 10b kolmém na rovinu X - Y vyvažovači plochy 13. s výhodou ve směru Z pravoúhlého souřadného systému, tj. kolmo na rovinu X - Y, v důsledku čehož má světlo vyvažované z liniového světlovodu 1 ve směru osy Z, resp. ve směru paprsků 10b, po celé délce liniového světlovodu 1 dostatečnou a požadovanou homogenitu a intenzitu.
Proti vyvažovači ploše 13 je na opačné straně liniového světlovodu 1, tj. nad liniovým světlovodem nebo pod liniovým světlovodem 1 uspořádána šikmá odrazná stěna 4, která svým zahnutím kopíruje zahnutí liniového světlovodu 1, a která je uzpůsobena pro usměrnění světla vyvázaného z liniového světlovodu 1 ve směru 10b, tj. osy Z, po celé délce liniového světlovodu 1 do roviny X - Y, ve které leží požadovaný směr X vyzařování celého systému, a současně je uzpůsobena pro usměrnění světla v této rovině X - Y do směru paprsků 10c, který úzce koreluje s výsledným výstupním směrem paprsků IQd světla, tj. požadovaným výstupním směrem X světla z celého systému, protože vystupující světlo se na výstupní ploše 20 celého systému dále lomí do výstupního směru IQd, který odpovídá požadovanému výstupnímu směru X světla z celého systému, protože chod světla celým systémem až za výstupní plochu 20 je ovlivněn zahnutím liniového světlovodu 1, zahnutím odrazné stěny 4, zahnutím přední vyvažovači stěny 20 celého systému, požadovaným uspořádáním plochy O vyzařování systému, materiálem jednotlivých částí, rozhraními jednotlivých prostředí atd., jak bude blíže popsáno v dalším textu. Sklon šikmé odrazné stěny 4 koresponduje s požadovanou změnou směru paprsků 10b do směru 10c, ve znázorněném příkladu provedení je to 45° vůči rovině X-Y, protože vyvažovači plocha 13 liniového světlovodu 1 je paralelní s rovinou X-Y požadovaného směru X výstupu světla z celého systému.
-3 CZ 2018 -131 A3
V příkladu provedení znázorněném na obr. 1 až 4 je šikmá odrazná stěna 4 vytvořena na zadním konci plochého vyzařovacího tělesa 2, které tvoří výstupní prvek světlovodného optického systému. Výhodně je ploché vyzařovací těleso 2 uspořádáno v rovině výstupu světla, pro zjednodušení např. je ploché vyzařovací těleso 2 uspořádáno v rovině paralelní s rovinou X-Y zahnutí lineárního světlovodu 1 a také v rovině paralelní s vyvažovači plochou 13 liniového světlo vodu 1. Vyzařovací těleso 2 je na své přední straně opatřeno výstupní plochou 20, kterou světlo vystupuje v požadovaném směru X a do požadované plochy O vyzařování. Výstupní plocha 20 je rovněž zahnutá kolem osy Z, podobně jako je zahnutý liniový světlovod 1.
V příkladu provedení na obr. 7 je šikmá odrazná stěna 4 vytvořena na samostatném optickém prvku 2a, který je vložen mezi vyvažovači plochu 13 liniového světlovodu 1 a zadní stěnu vyzařovacího tělesa 2. Samostatný optický prvek 2a přitom svojí plochou 2a0 proti světlovodu 1 kopíruje zakřivení světlovodu 1 a současně svojí plochou 2al proti zadní stěně 21 vyzařovacího tělesa 2 kopíruje zadní stěnu vyzařovacího tělesa 2. V neznázoměném příkladu provedení má samostatný odrazný prvek 2a a/nebo přímo vyzařovací těleso 2 dostatečně malé rozměry, což umožňuje významnou úsporu zástavbového prostoru uvnitř světelného zařízení při zachování výhod tohoto vynálezu, např. by se jednalo o modifikaci provedení na obr. 7, v němž by samostatný odrazný prvek 2a tvořil přímo výstupní člen celého systému a plocha 2al by tvořila výstupní plochu 20 světla celého systému. Oproti provedení na obr. 7 by tedy nebylo použito vyzařovací těleso 2 znázorněné na obr. 7.
Aby bylo možno pomocí šikmé odrazné stěny 4 usměrnit paprsky 10b vyvažované z liniového světlovodu 1 do směru paprsků 10c světla a následně do požadovaného výsledného směru X paprsků IQd, tj. nejen usměrnit paprsky 10b ze směru v ose Z do roviny X-Y, ale také usměrnit tyto paprsky v rovině X-Y přímo do směru paprsků 10c, a následně přes výstupní plochu 20 do výsledného směru X paprsků IQd, je šikmá odrazná stěna 4 po své délce opatřena řadou vedle sebe uspořádaných odrazných směrovacích ploch 4a, které jsou uzpůsobeny pro odraz paprsků 10b vyvažovaných z liniového světlovodu 1 po délce liniového světlovodu do směru paprsků 10c ve vyzařovacím tělese 2, přičemž paprsky 10c na výstupní ploše 20 vyzařovacího tělesa 2 změní (lomem na výstupní ploše 20 kvůli změně prostředí a díky zahnutí výstupní plochy 20 kolem osy Z) svůj směr do směru paprsků IQd, což je požadovaný směr X výstupu světla ze systému, jak je znázorněno na obr. 1, 4 a 6.
Jednotlivé odrazné směrovací plochy 4a mají po délce šikmé odrazné stěny 4 různé natočení vůči ose Y, což je závislé na vzdálenosti příslušné odrazné směrovací plochy 4a od zdroje 3 světla a dále je to závislé na zahnutí liniového světlovodu 1, na zahnutí šikmé odrazné stěny 4, na zahnutí výstupní plochy 20 vyzařovacího tělesa 2 atd., aby celkovým výsledkem byl výstup světla z výstupní plochy 20 vyzařovacího tělesa 2 v požadovaném směru X do požadované plochy O ozáření. Z důvodu vyrobitelnosti jsou sousední odrazné směrovací plochy 4a odděleny neaktivními plochami 4b, jak je znázorněno např. na obr. 4.
Na obr. 5 jsou znázorněny referenční směry tří různých odrazných směrovacích ploch 4ai, 4a2, 4a3 uspořádaných po délce šikmé odrazné stěny 4, resp. po délce liniového světlovodu 1, přičemž sklon šikmé odrazné stěny 4 vůči rovině X-Y je označen úhlem Θ na obr. 2. Požadovaný směr paprsků 10c odražených pomocí odrazných směrovacích ploch 4ai, 4a2, 4a3 ze směru paprsků 10b vyvažovaných z příslušné části liniového světlovodu 1 je dán odraznými úhly J3i, jfi, jb, ve kterých musí světlo z každé příslušné odrazné směrovací plochy 4ai, 4a£, 4a3 dorazit na výstupní plochu 20, aby se zde lomem dále „usměrnilo“ do požadovaného výstupního směru X paprsků 10d, jak je vidět na obr. 6 a jak vyplývá z čárkovaných čar paprsků 10c a IQd na obr. 1. Odrazné směrovací plochy 4a, kterými je světlo odráženo ze směru 10b do požadovaného směru 10c, jsou uspořádány odpovídajícím způsobem vůči zakřivení šikmé odrazné stěny 4 (na obr. 6 znázorněno pomocí osy 04 zakřivení šikmé odrazné stěny 4) v daném místě po délce šikmé odrazné stěny 4, resp. po délce liniového světlovodu 1. Jelikož zakřivení šikmé odrazné stěny 4 kopíruje zakřivení liniového světlovodu 1, je tato orientace odrazných směrovacích ploch 4a i vůči ose Ol zakřivení liniového světlovodu 1 a také vůči vyvažovači ploše 13 liniového světlovodu 1.
-4CZ 2018 -131 A3
Jak je tedy z výše uvedeného zřejmé, každá z odrazných směrovacích ploch 4a mění směr odrazu paprsků 10b světla vyvažovaného z liniového světlovodu 1 ze směru paprsků 10b do požadovaného směru paprsků 10c, jak je znázorněno i na obr. 2, 4, 5 a 7. Takto nasměrované světlo pak prochází paprsky 10c vyzařovacím tělesem 2, přičemž z něj vystupuje výstupní plochou 20 v požadovaném konečném výstupním směru X paprsků IQd, ať už přímo bez další změny směru, nebo pomocí lomu světla na vhodně zakřivené výstupní ploše 20 vyzařovacího tělesa 2 v rovině X-Y, tj. s využitím lomu světla na hranici dvou prostředí, např. vyzařovací těleso 2 - vzduch.
Odrazné směrovací plochy 4a jsou v nejjednodušším příkladu provedení tvořeny řadou úzkých rovinných odrazných ploch vzájemně oddělených neaktivními plochami 4b, kde neaktivní plochy neovlivňují světlo procházející optickým systémem, nebo ho ovlivňují pouze v malé (přijatelné) míře. Odrazné směrovací plochy 4a jsou, jak rovněž vyplývá z výše uvedeného, nakloněny jednak vůči rovině X-Y, aby odrážely světlo do požadované roviny výstupu světla, zde roviny XY, a současně jsou pootočeny o odrazný úhel ji, ve znázorněném příkladu £i, jh, Ib vůči ose 04 zakřivení odrazné plochy 4, potažmo vůči ose Ol zakřivení liniového světlovodu 1. Je zřejmé, že velikost odrazného úhlu β se po délce šikmé odrazné stěny 4 a tedy i po délce liniového světlovodu 1 mění a odpovídá požadovaným směrům paprsků 10c a IQd v návaznosti na požadovanou polohu a velikost plochy O ozáření vytvářené systémem podle vynálezu, zakřivení jednotlivých prvků systému atd.
Jak vyplývá z výše uvedeného, systém pracuje tak, že světlo ze zdroje 3 záření je navazováno do zakřiveného liniového světlovodu 1, kterým se šíří jako paprsky 10a po celé délce světlovodu 1. Současně část světla po celé délce liniového světlovodu 1 dopadá na vyvažovači plochu 13 liniového světlovodu 1, kterou je toto světlo vyvažováno ve směru Z (jako paprsky 10b) z liniového světlovodu 1, načež světlo takto vyvažované z liniového světlovodu 1 dopadá na jednotlivé odrazné směrovací plochy 4a uspořádané po délce zakřivené a šikmé odrazné stěny 4 uspořádané proti vyvažovači ploše 13 liniového světlovodu 1. Jednotlivé odrazné směrovací plochy 4a po celé délce šikmé odrazné stěny 4 a tedy po celé délce liniového světlovodu 1 odrážejí světlo jednak do směru výstupní roviny světla, zde roviny X-Y, a v této výstupní rovině pak také toto odražené světlo směrují do směru paprsků 10c, který ve spolupráci s případnou další úpravou směru světla do směru paprsků IQd, např. následujícím lomem světla na vhodně zakřivené výstupní ploše 20 vyzařovacího tělesa 2, odpovídá požadovanému výstupnímu směru X světla do požadované plochy O ozáření. Je zřejmé, že vzájemná synergie prostorové orientace odrazných směrovacích ploch 4a po délce šikmé odrazné stěny 4 a tedy po délce liniového světlovodu 1 a případná úprava směru světla (např. lomem) na výstupní ploše 20 vyzařovacího tělesa 2 po délce výstupní plochy 20 vyzařovacího tělesa 2 určují výstupní směr X světla ze systému a také určují polohu a velikost plochy O ozáření vytvářené systémem podle vynálezu.
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný při návrhu a výrobě osvětlovacích prostředků zejména pozemních vozidel.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků, který obsahuje liniový světlovod (1), jehož jednomu konci je přiřazen zdroj (3) světla, přičemž liniový světlovod (1) je po své délce opatřen vyvažovači plochou (13) světla, proti níž je uspořádána šikmá odrazná stěna (4) směřující světlo vyvažované z liniového světlovodu (1) do vyzařovacího tělesa (2), ze kterého světlo vystupuje v požadovaném směru (X, 10 d), vyznačující se tím, že liniový světlovod (1) je podélně zakřivený a vyvažovači plocha (13) světlovodu (1) je uspořádána
-5 CZ 2018 -131 A3 v rovině paralelní s rovinou zakřivení světlovodu (1), přičemž šikmá odrazná stěna (4) kopíruje zakřivení světlovodu (1) a je po své délce podél liniového světlovodu (1) opatřena odraznými směrovacími plochami (4a), které jsou uzpůsobeny pro odrážení paprsků (10b) do roviny výstupu světla a současně do směru (10c), který odpovídá změně směru vystupujícího světla na výstupní ploše (20) vyzařovacího tělesa (2) do požadovaného výsledného směru (X) paprsků (lOd) světla po celé délce šikmé odrazné stěny (4).
2. Světlovodný systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost úhlu pootočení jednotlivých odrazných směrovacích ploch (4a) vůči tečně k zakřivení šikmé odrazné stěny (4), je po délce šikmé odrazné stěny (4) proměnná.
3. Světlovodný systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že velikost úhlu pootočení jednotlivých odrazných směrovacích ploch (4a) vůči tečně k zakřivení šikmé odrazné stěny (4) je po délce šikmé odrazné stěny (4) určena zakřivením výstupní plochy (20) vyzařovacího tělesa (2) a materiálu vyzařovacího tělesa (2).
4. Světlovodný systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že odrazné směrovací plochy (4a) jsou tvořeny rovinnými odraznými plochami, které jsou vzájemně odděleny neaktivními plochami (4b).
5. Světlovodný systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že šikmá odrazná stěna (4) je součástí vyzařovacího tělesa (2).
6. Světlovodný systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že šikmá odrazná stěna (4) je vytvořena na samostatném optickém prvku (2a), jehož plocha (2a0) proti světlovodu (1) kopíruje zakřivení liniového světlovodu (1), přičemž jeho plocha (2al) proti zadní stěně (21) vyzařovacího tělesa (2) kopíruje zadní stěnu vyzařovacího tělesa (2).
7. Světlovodný systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že šikmé odrazné stěně (4) je přiřazena zakřivená vyzařovací plocha (20) světlovodného systému.
CZ2018-131A 2018-03-15 2018-03-15 Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků CZ2018131A3 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-131A CZ2018131A3 (cs) 2018-03-15 2018-03-15 Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků
DE102019106407.4A DE102019106407A1 (de) 2018-03-15 2019-03-13 Lichtleitsystem, insbesondere zur Beleuchtung von Landverkehrsmitteln
US16/353,595 US20190285791A1 (en) 2018-03-15 2019-03-14 Light-Guiding System, especially for the Lighting of Land Transport Means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-131A CZ2018131A3 (cs) 2018-03-15 2018-03-15 Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2018131A3 true CZ2018131A3 (cs) 2019-09-25

Family

ID=67774258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2018-131A CZ2018131A3 (cs) 2018-03-15 2018-03-15 Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190285791A1 (cs)
CZ (1) CZ2018131A3 (cs)
DE (1) DE102019106407A1 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7140446B2 (ja) * 2018-07-23 2022-09-21 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
DE102020101813A1 (de) * 2019-01-29 2020-07-30 Schott Ag Linienleuchte
EP3907429A1 (de) * 2020-05-04 2021-11-10 ZKW Group GmbH Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
CN114909635A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 法雷奥照明湖北技术中心有限公司 光学组件、车灯和车辆
EP4170232A1 (de) * 2021-10-19 2023-04-26 ZKW Group GmbH Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004054732B4 (de) 2004-11-14 2006-11-23 Fer Fahrzeugelektrik Gmbh Lichtleiteranordung
AT512056B1 (de) * 2011-11-08 2013-05-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Lichtleitelement sowie lichteinheit
JP5995699B2 (ja) * 2012-12-07 2016-09-21 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US9316775B2 (en) 2014-02-04 2016-04-19 Tyco Electronics Canada Ulc Light assembly with light guide
JP6235948B2 (ja) * 2014-03-27 2017-11-22 株式会社小糸製作所 車両用灯具
AT516259B1 (de) * 2014-11-03 2016-04-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Lichtsystem für ein Kraftfahrzeug
WO2016200582A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 Innotec, Corp. Mirror with integral light pipe illumination
EP3314164A1 (de) * 2015-06-26 2018-05-02 Covestro Deutschland AG Indirekte beleuchtungsanordnung und verfahren zum herstellen einer indirekten beleuchtungsanordnung
AT517105B1 (de) 2015-06-29 2016-11-15 Zkw Group Gmbh Lichtleiteranordnung zur Erzeugung von zumindest einer Beleuchtungsfunktion und/oder Signalisierungsfunktion eines Kraftfahrzeugscheinwerfers
JP6714379B2 (ja) * 2016-02-17 2020-06-24 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US10160379B2 (en) * 2016-12-30 2018-12-25 Valeo North America, Inc. Integration of side reflex and light pipe side marker
DE102017108545A1 (de) * 2017-04-21 2018-10-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Leuchte für eine Kraftfahrzeugkarosserie

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019106407A1 (de) 2019-09-19
US20190285791A1 (en) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2018131A3 (cs) Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků
US9684110B2 (en) Lighting device for vehicles
JP6714379B2 (ja) 車両用灯具
JP5553643B2 (ja) 車両用灯具
US10310158B2 (en) Vehicle lighting device wherein a light guide supports another light guide
JP2015201278A (ja) 車両用灯具
KR102550481B1 (ko) 자동차 헤드램프용 조명 장치 및 자동차 헤드램프
KR20120097316A (ko) 차량용 등기구
US11668445B2 (en) Multi-beam vehicle light
WO2014199563A1 (ja) 車両用灯具
CN104534379A (zh) 机动车灯
JP2015053147A (ja) 車両用灯具
JP2004103503A (ja) 導光体及びこの導光体を有する車両用灯具
JP2018055992A (ja) 灯具ユニット
JP6214151B2 (ja) 照明装置
JP6474660B2 (ja) 車両用灯具
JP2016197575A (ja) 車両用導光体、車両用灯具
JP7557337B2 (ja) 車両用灯具
WO2020209192A1 (ja) 車両用灯具
JP7205193B2 (ja) 車両用灯具
JP7554101B2 (ja) 車両用灯具
JP2020004483A (ja) 車両用灯具
US10466456B2 (en) Tractrix-based optical device for use with illumination sources in optical systems
JP2017211628A (ja) レンズ及び該レンズを備える車両用灯具構造
JP7306224B2 (ja) 車両用灯具