CZ308810B6 - Světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel - Google Patents
Světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308810B6 CZ308810B6 CZ2020178A CZ2020178A CZ308810B6 CZ 308810 B6 CZ308810 B6 CZ 308810B6 CZ 2020178 A CZ2020178 A CZ 2020178A CZ 2020178 A CZ2020178 A CZ 2020178A CZ 308810 B6 CZ308810 B6 CZ 308810B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- light
- light guide
- optical unit
- guide
- reflecting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
- F21S43/239—Light guides characterised by the shape of the light guide plate-shaped
-
- 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
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/24—Light guides
-
- 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
-
- 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
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
- F21S41/337—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector having a structured surface, e.g. with facets or corrugations
-
- 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
- F21S43/242—Light guides characterised by the emission area
- F21S43/245—Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its major surfaces
-
- 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
- F21S43/247—Light guides with a single light source being coupled into the light guide
-
- 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
- F21S43/30—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by reflectors
- F21S43/31—Optical layout thereof
- F21S43/315—Optical layout thereof using total internal reflection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
- F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
- F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
-
- 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
-
- 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
- G02B6/0015—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
- G02B6/002—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 by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging 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
- G02B6/0033—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
- G02B6/0033—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
- G02B6/0045—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 by shaping at least a portion of the light guide
- G02B6/0046—Tapered light guide, e.g. wedge-shaped 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
- G02B6/0033—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
- G02B6/0045—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 by shaping at least a portion of the light guide
- G02B6/0046—Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide
- G02B6/0048—Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide with stepwise 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
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0055—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
- G02B6/0066—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
- G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
Světlovodivá optická jednotka (1) pro světelné zařízení motorových vozidel obsahuje světlovod (2), který zahrnuje alespoň jednu směrovací plochu (3), a alespoň jeden světelný zdroj (4) ke generování světelných paprsků (10). Světlovod (2) dále zahrnuje horní povrch (12), jehož alespoň část je tvořena výstupní plochou (15), a spodní povrch (13) protilehlý hornímu povrchu (12) a opatřený prismatickou strukturou (16) obsahující odrazné plochy (7). Směrovací plocha (3) a odrazné plochy (7) jsou vzájemně uspořádány tak, že směrovací plocha (3), pomocí směrování lomem na této ploše (3) nebo odrazem od této plochy (3), směruje světelné paprsky (10) na prismatickou strukturu (16) tak, že přímo nasvěcuje světelnými paprsky (10) pouze odrazné plochy (7), přičemž odrazné plochy (7) jsou konfigurovány pro směrování světelných paprsků (10), které na ně takto dopadly přímo ze směrovací plochy (3), na výstupní plochu (15) tak, že světelné paprsky (10) vystupují výstupní plochou (15) ven ze světlovodu (2).
Description
Společnou nevýhodou známých světlovodů používaných pro světelná zařízení motorových vozidel je skutečnost, že světlo se materiálem světlovodů pohybuje nekontrolované, což znemožňuje efektivní vyvázání světla v požadovaném směru a dosažení vyššího stupně kolimace světla a zesílení maximálních intenzit.
V oblasti konstrukce světlovodů a světlovodných systémů je tedy trvalou snahou navrhnout taková jejich řešení, která přinesou vyšší míru kontroly světelného výstupu ve smyslu posílení intenzit v nějakém požadovaném směru při zachování homogenity výstupního světelného svazku. Nižší maximální intenzity výstupu s sebou nesou vyšší požadavky na množství světelných zdrojů, zejména LED. To s sebou přináší nejen vyšší finanční náklady, ale rovněž i vyšší nároky na elektronickou výbavu světelného zařízení a tím i zvýšené náklady na výrobu světelného zařízení.
Množství světelných zdrojů se dá eliminovat úpravou návrhu optického konceptu. Například v dokumentech WO 2018189086 AI, CZ 307985 B6, CZ 307329 B6 jsou popsány světlovodivé optické systémy, které se snaží prostřednictvím světlovodivého tělesa vyrobeného z opticky transparentního materiálu efektivně využít světlo vyzařované světelným zdrojem. Světlovodivé těleso plošného tvaru obsahuje přidružený kolimační element, kterým je světlo efektivně směrováno již při navazování světelných paprsků ze světelného zdroje. Kolimované světelné paprsky jsou pak zasílány k odrazným plochám světlovodivého tělesa, které jsou často navrhovány jako rovinné, a vůči směru světelných paprsků nakloněné o 45° pro totální odraz alespoň části na ně dopadajících světelných paprsků, přičemž alespoň část takto odražených světelných paprsků je směrována dále do vnitřní struktury světlovodivého tělesa. Část světelných paprsků je pak prostřednictvím prismatické struktury vyvažována ze světlovodů do požadovaného směru, zpravidla ve směru optické osy. Nevýhodou těchto světlovodivých systémů je skutečnost, že při totálním odrazuje část světelných paprsků ztracena neboje zasílána nežádoucím směrem. Další jejich nevýhodou je, že není možné dosáhnout vysoké světelné účinnosti a současně rovnoměrného rozložení světelné intenzity na výstupní ploše.
Například v dokumentu US 2002071267 AI je popsáno řešení, kdy optický systém je vybaven plošně tvarovaným světlovodivým tělesem, které zahrnuje primární optický prvek, kterým světelné paprsky vstupují do vnitřní struktury světlovodivého tělesa, přičemž světelné paprsky jsou kolimovány do oblasti prismatické struktury tak, aby ve vnitřní struktuře nedocházelo k totálním odrazům. Prostřednictvím zubovité prismatické struktury jsou světelné paprsky směrovány požadovaným směrem. Nevýhodou tohoto řešení je, že primární optický prvek je kolimační a prismatickou strukturu nasvěcuje pouze v úzké oblasti. Pro rovnoměrné rozložení světelné intenzity na větší výstupní ploše je nutné použití relativně velkého počtu světelných zdrojů situovaných blízko sebe.
V dokumentu US 7160010 B1 je popsáno řešení, v němž je optický systém vybaven plošně tvarovaným světlovodivým tělesem, a které zahrnuje primární optický prvek obsahující čočku pro kolimování světelných paprsků v jednom směru a v druhém směru má šíření světelných paprsků radiální charakter. Primární optický prvek má nepřímý charakter, kdy světelné paprsky jsou z přímého směru směrovány do bočního směru. Nevýhodou tohoto řešení je, že účinnost systému
-1 CZ 308810 B6 využívá osové souměrnosti vyzařovací charakteristiky zdroje, a podle toho je navržena především primární optika. Maximální účinnosti systém nabývá pro funkce osově symetrického tvaru a s klesající mírou symetrie úměrně klesá.
Další nevýhodou současného stavu techniky je, že vyvažovači prismatická struktura zahrnuje stupňovitě uspořádané primární a sekundární povrchové úseky. Primární povrchové úseky jsou situovány v podstatě souběžně se směrem kolimovaného světelného svazku. Tyto primární povrchové úseky mohou být opatřeny optickými prvky pro rozptylování světelných paprsků nebo pro odraz světelných paprsků na ně dopadajících. Sekundární povrchové úseky jsou uzpůsobeny ke směrovaní světelných paprsků na ně dopadajících směrem k výstupní ploše. Takovéto uspořádání má svá omezení z hlediska z konstrukčního, technologického a optického designu osvětlovacího zařízení. Například při výrobě prismatické struktury dochází vlivem nenulového průměru výrobního nástroje k zaoblení přechodu ve spoji mezi primárním a sekundárním úsekem, což v konečném důsledku má vliv na velikost účinné plochy jednotlivých povrchových úseků.
Předkládaný vynález má za cíl řešit problém zvýšení světelné účinnosti světlovodivé optické jednotky, aniž by bylo ktomu nutno využít velké množství světelných zdrojů k zajištění požadované světelné charakteristiky. Úkolem vynálezu je tedy navrhnout světlovodivou optickou jednotku, která umožňuje splnit požadovanou světelnou funkci, včetně vysoké světelné účinnosti a rovnoměrného rozložení světelné intenzity ve výstupní ploše, při použití relativně malého počtu světelných zdrojů. Dalším cílem je zajistit, aby světlovodivá optická jednotka byla přizpůsobitelná požadavkům vyplývajícím z konstrukčního, technologického a optického designu osvětlovacího zařízení.
Podstata vynálezu
Shora uvedené cíle vynálezu splňuje světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel obsahující světlovod, který zahrnuje alespoň jednu směrovací plochu, a alespoň jeden světelný zdroj ke generování světelných paprsků. Světlovod dále zahrnuje horní povrch, jehož alespoň část je tvořena výstupní plochou, a spodní povrch protilehlý hornímu povrchu a opatřený prismatickou strukturou obsahující odrazné plochy. Směrovací plocha a odrazné plochy jsou vzájemně uspořádány tak, že směrovací plocha, pomocí směrování lomem na této ploše nebo odrazem od této plochy, směruje světelné paprsky na prismatickou strukturu tak, že přímo nasvěcuje světelnými paprsky pouze odrazné plochy, přičemž odrazné plochy jsou konfigurovány pro směrování světelných paprsků, které na ně takto dopadly přímo ze směrovací plochy, na výstupní plochu tak, že světelné paprsky vystupují výstupní plochou ven ze světlovodu.
Podle jednoho z výhodných provedení prismatická struktura dále obsahuje spojovací plochy, přičemž každá spojovací plocha je umístěna mezi dvojici sousedních odrazných ploch a spojuje horní konec té odrazné plochy z uvedené dvojice, která je bližší směrovací ploše, s dolním koncem druhé odrazné plochy z uvedené dvojice, přičemž zaoblení v místě spojení spojovací plochy s dolním koncem je umístěno ve stínu tvořeném uvedenou odraznou plochou, která je bližší směrovací ploše, takže na zaoblení nedopadají ze směrovací plochy žádné přímé světelné paprsky.
Podle dalšího výhodného provedení, ve směru od směrovací plochy, horní konec každé odrazné plochy je blíže hornímu povrchu světlovodu než dolní konec následující odrazné plochy a vzdálenější od horního povrchu světlovodu než je horní konec uvedené následující odrazné plochy.
Podle dalšího výhodného provedení odrazné plochy j sou nelomené a ve směru od směrovací plochy vzhledem k hornímu povrchu stoupající.
Podle dalšího výhodného provedení odrazné plochy jsou lomené a obsahují alespoň dva úseky, které jsou ve směru od směrovací plochy vzhledem k hornímu povrchu stoupající.
- 2 CZ 308810 B6
Podle dalšího výhodného provedení spojovací plochy jsou ne lomené a ve směru od směrovací plochy vzhledem k hornímu povrchu klesající.
Podle dalšího výhodného provedení spojovací plochy jsou lomené a obsahují alespoň dva úseky, z nichž alespoň jeden úsek je ve směru od směrovací plochy vzhledem k hornímu povrchu klesající.
Podle dalšího z výhodných provedení je směrovací plocha konfigurována k vytváření rovnoběžného nebo mírně divergentního svazku světelných paprsků ve svislé rovině. Alternativně může být konfigurována k vytváření divergentního svazku paprsků ve vodorovné rovině.
Podle dalšího z výhodných provedení je směrovací plocha konfigurována k vytváření rovnoběžného svazku paprsků ve vodorovné rovině.
Směrovací plocha může být s výhodou součástí povrchu světlovodu.
Směrovací plocha může být zároveň navazovací plochou pro navazování světelných paprsků do světlovodu.
Podle dalšího z výhodných provedení světlovodivá optická jednotka obsahuje kolimátor, který je umístěn vně světlovodu. Alternativně může být kolimátor integrální součástí světlovodu.
Směrovací plocha nebo její část může být pokovena a/nebo odrazné plochy mohou být pokoveny.
Podle jednoho z výhodných provedení má světlovod tvar zakřivené nebo rovinné desky.
Podle dalšího z výhodných provedení mají podélné osy odrazných ploch prismatické struktury tvar oblouků, jejichž přibližné středy zakřivení leží v místě světelného zdroje.
Podle dalšího z výhodných provedení má světlovod tyčový tvar, přičemž je přímý nebo zakřivený. Světlovod může mít čtvercový, obdélníkový, nebo hřibový profil.
Objasnění výkresů
Předkládaný vynález bude blíže vysvětlen pomocí neomezujících příkladů uskutečnění vynálezu s odkazem na připojené výkresy, na nichž znázorňuje:
- obr. 1 ve svislém řezu příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu,
- obr. 2 pohled shora na světlovodivou optickou jednotku z obr. 1,
- obr. 3A a obr. 3B prismatickou strukturu známou ze stavu techniky a její detail,
- obr. 4A příklad prismatické struktury podle vynálezu použité ve světlovodivé optické jednotce podle vynálezu,
- obr. 4B detail prismatické struktury podle vynálezu z obr. 4A,
- obr. 5 až 7 ve svislém řezu další příklady provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu,
- obr. 8 axonometrický pohled zdola na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu,
-3CZ 308810 B6
- obr. 9 zjednodušený schematický pohled ve svislém řezu na detail prismatické struktury podle vynálezu použité ve světlovodivé optické jednotce z obr. 8,
- obr. 10, 11, 12 zjednodušené schematické pohledy ve svislém řezu na detaily dalších příkladů prismatické struktury podle vynálezu,
- obr. 13 pohled zespodu na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu, která obsahuje světlovod tyčového tvaru, jehož součástí je kolimátor,
- obr. 14 pohled z boku na světlovodivou optickou jednotku z obr. 13,
- obr. 15 pohled na detail E prismatické struktury světlovodivé optické jednotky z obr. 14,
- obr. 16 axonometrický pohled na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu, která obsahuje tyčový světlovod,
- obr. 17 zjednodušený pohled na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu, která obsahuje tyčový světlovod, ve svislém řezu,
- obr. 18 axonometrický pohled zdola na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu,
- obr. 19A detail F provedení prismatické struktury z obr. 18,
- obr. 19B řez A-A' prismatickou strukturou z obr. 19A,
- obr. 20 axonometrický pohled zdola na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu,
- obr. 21 pohled shora na světlovodivou optickou jednotku z obr. 21,
- obr. 22 axonometrický pohled zdola na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu,
- obr. 23 pohled na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu ve svislém řezu, a
- obr. 24 pohled na ještě další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu ve svislém řezu.
Příklady uskutečnění vynálezu
V textu této přihlášky používaná adjektiva „horní“ a „spodní“ se vztahují k poloze zachycené na připojených obrázcích (s výjimkou obr. 2, který zachycuje pohled shora) a tato adjektiva nijak nepredikují nebo neurčují skutečnou polohu světlovodu 2 vzhledem vozidlu, v němž je světlovodivá optická jednotka 1 při svém použití namontována. Adjektiva „předcházející“ a „následující“ vyjadřují relativní pořadí ve směru postupu světelných paprsků 10 od směrovací plochy 3 dále do světlovodu 2. „Svislou rovinou“ míníme zobrazovací rovinu obrázků (s výjimkou obr. 2) a „vodorovnou rovinou“ rovinu kolmou na svislou rovinu.
Na obr. 1 a obr. 2 je znázorněn příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 podle předkládaného vynálezu. Světlovodivá optická jednotka 1 obsahuje světlovod 2 a směrovací plochu 3 volného tvaru - „free-form“ směrovací plochu 3. V tomto příkladu provedení se jedná o refrakční směrovací plochu 3 (obecně může jít o katadioptrickou směrovací plochu), která může
-4CZ 308810 B6 být, jako je tomu v tomto příkladu provedení, zároveň navazovací plochou. Směrovací plocha 3 je navržena pro nasměrování světelných paprsků 10 vyzařovaných ze světelného zdroje 4 tak, aby světelné paprsky 10 směřovaly a byly vedeny v podstatě výlučně přímo na odrazné plochy 7 prismatické struktury 16, takže odrazné plochy 7 jsou přímo nasvíceny těmito světelnými paprsky 10. jak bude vysvětleno podrobněji níže. Zobrazená směrovací plocha 3 je plochou free-form čočky (čočka volného tvaru). Světlovod 2 je deskového tvaru, takže má přibližně tvar desky 11. která může být rovinná (viz zobrazený příklad provedení), kdy je horní povrch 12 světlovodu 2 rovinný, nebo zakřivená, tj. s horním povrchem 12 zakřiveným (např. vypuklým, vydutým, zvlněným apod.). Termín „deska“ 11 se tedy neomezuje pouze na „rovinné“ desky. Horní povrch 12 a protilehlý spodní povrch 13 světlovodu 2 jsou vzájemně spojené bočním povrchem 14. Horní povrch 12 je alespoň z části tvořen výstupní plochou 15, kterou vystupují ven ze světlovodu 1 světelné paprsky 10. a spodní povrch 13 obsahuje stupňovitě uspořádanou prismatickou strukturu 16 pro směrování světelných paprsků 10 požadovaným směrem.
Směrovací plochou 3 obecně míníme plochu, ať už refrakční (na níž probíhá lom) nebo odraznou, od níž jsou světelné paprsky 10. které na ní dopadají nebo se na ní lámou, směrovány přímo na odrazné plochy 7. Směrováním „přímo“ rozumíme, že optická cesta světelného paprsku 10 mezi směrovací plochou 3 a odraznou plochou 7 je přímá, takže na ní nedochází k žádnému přesměrování (například přesměrování totálním odrazem od výstupní plochy 15) světelných paprsků 10. Směrovací plocha 3 je konfigurována tak, aby vysílala na odrazné plochy 7 ve svislé rovině svazek rovnoběžných nebo mírně divergentních paprsků 10. Ve vodorovné rovině pak směrovací plocha 3 může vysílat svazek divergentních světelných paprsků 10 (viz. obr. 2), což je vhodné zejména u světlovodu 2 deskového tvaru, nebo svazek rovnoběžných světelných paprsků 10, což je praktické zejména u světlovodů tyčového tvaru (viz. obr. 16). V posledně jmenovaném případě, kdy je ze směrovací plochy 3 nebo ploch 3 směrován svazek rovnoběžných paprsků 10, je zvláště výhodné využít kolimátor 19. Kolimátor 19 může být umístěn v odstupu od směrovací plochy 3 (viz. obr. 14, 16, 20), přičemž buď může být součástí světlovodu 2 (viz. 14, 20), anebo je umístěn v odstupu od světlovodu 2 (viz. obr. 16).
Obr. 2 ukazuje pohled shora na světlovodivou optickou jednotku 1. V tomto příkladu provedení jsou jednotlivé odrazné plochy 7 a spojovací plochy 8 prismatické struktury 16 umístěny svými podélnými osami na částech kruhových oblouků, obecně jsou však možná umístění i v jiném tvaru. Středy kruhových oblouků leží s výhodou přibližně v místě světelného zdroje 4. Přestože v příkladu provedení světlovodivé optické jednotky J_ zobrazeném na obr. 1 a 2 obsahuje světlovodivá optická jednotka 1 pouze jeden světelný zdroj 4, vynález počítá s provedeními, kdy je ke světlovodu přiřazeno více světelných zdrojů a směrovacích ploch, které směrují světelné paprsky emitované ze světelných zdrojů do světlovodu.
Obr. 3A ukazuje ve svislém řezu prismatickou strukturu známou ze stavu techniky, přičemž její detail C je znázorněn na obr. 3B. Prismatická struktura světlovodu 2 obsahuje první odrazné plochy 17 a druhé odrazné plochy 18, které jsou rovnoběžné s výstupní plochou 15 a spojují každé dvě sousední první odrazné plochy 17. První odrazné plochy 17 mají horní konce 17a a spodní konce 17b. Z detailu C je vidět, že první odrazná plocha 17 obsahuje oblast A, od níž se světelné paprsky 10 ze světelného zdroje 4 odráží požadovaným směrem tak, že tyto světelné paprsky 10 vystoupí ze světlovodu jeho výstupním povrchem 15. Světelné paprsky však dopadají rovněž na oblast B u spodního konce 17b první odrazné plochy 17. která je dána oblastí zaoblení 9, a odrážejí se od ní v podobě odkloněných světelných paprsků 10a. které postupují nežádoucími směry. Nežádoucími proto, že tyto směry se výrazně liší od směrů světelných paprsků 10 odražených od prvních odrazných ploch 7, čímž dochází k narušení homogenity, směrové jednotnosti a snižování celkové světelné účinnosti světlovodu. Zaoblení 9 nevyhnutelně vzniká při výrobě světlovodu, neboť nástroj použitý při výrobě nemá absolutně ostré hrany, ale v praxi j e vždy v místě teoreticky ostrých hran zaoblen. Dále, část světelných paprsků dopadá na druhou odraznou plochu 18, od níž se odráží rovněž v podobě odkloněných světelných paprsků 10a. které také postupují nežádoucími směry. Nežádoucími jak ze shora uvedených důvodů, tak i proto, že vzhledem k úhlu dopadu těchto odkloněných paprsků 10a jejich část nevystoupí ze světlovodu jeho výstupním povrchem 15, ale
-5CZ 308810 B6 dojde na něm k totálnímu odrazu a postupu odkloněných světelných paprsků 10a dále světlovodem. Celkově tedy z pohledu vynálezu jsou odkloněné světelné paprsky 10a z hlediska homogenity, světelné účinnosti světlovodu a intenzity výstupního svazku vycházejícího z výstupní plochy 15 nežádoucí, protože zhoršují uvedené fýzikální vlastnosti či veličiny výstupního svazku.
Nyní výše uvedený dosavadní stav techniky popsaný v souvislosti s obr. 3A porovnáme s příkladem řešení prismatické struktury 16 podle vynálezu, zachyceným na obr. 4A a s detailem C této prismatické struktury 16 znázorněným na obr. 4B. Vidíme, že oblast B zahrnující zaoblení 9, které, jak bylo popsáno výše, nevyhnutelně vzniká při výrobě světlovodu, neboť nástroj použitý při výrobě nemá absolutně ostré hrany, ale v praxi je vždy v místě teoreticky ostrých hran zaoblen. Oblast B zahrnující zaoblení 9 se nachází ve stínu vytvářeném horním koncem 7a předcházející odrazné plochy 7, takže na následující odraznou plochu 7 dopadají světelné paprsky 10 přímo ze směrovací plochy (není pro zjednodušení na obr. 3B zakreslen) pouze do oblasti A, která je odraznou oblastí, od níž se světelné paprsky 10 odráží požadovaným směrem k výstupní ploše 15 pod úhlem, který umožní výstup světelných paprsků 10 ven ze světlovodu výstupní plochou 15, takže nedochází k rušivým odrazům světelných paprsků 10 od zaoblení 9. Navíc, prismatická struktura 16 je uspořádána tak, aby byly světelné paprsky 10 směrovány ze směrovací plochy 3 výlučně přímo na odrazné plochy 7, které jsou u tohoto příkladu provedení nelomené (v profilu jsou zobrazeny jako nelomená křivka), takže všechny odražené světelné paprsky 10 směřují v podstatě ve stejném směru k výstupní ploše 15. Je tak zajištěn maximálně efektivní výstup světelných paprsků 10 ze světlovodu 2, a to v jednom směru. Jedná se tedy o výrazné zdokonalení ve srovnání s popsaným stavem techniky. U řešení podle vynálezu je vyvažující optika daná prismatickou strukturou 16 napočtená tak, že nedochází k přímému nasvícení oblasti B, takže je světlo vyvažováno oblastí A, která není ovlivněna zaoblením 9, čímž je dosaženo kontrolovaného světelného výstupu. Je vhodné zmínit, že horní konce 7a a spodní konce 7b jsou liniemi (viz obr. 2), které se ve svislých řezech na obrázcích zobrazují jako body.
K demonstrování další výhody vynálezu oproti známému stavu techniky, obrázky 3A a 4A oba vyznačují stejně dlouhý úsek daný vzdáleností d od světelného zdroje 4. Z porovnání obou řešení je zjevné, že na stejné vzdálenosti d je u řešení podle vynálezu možno umístit více vyvažovačích prvků - odrazných ploch 7. Pokud by se měl umístit na vzdálenosti d u známého stavu techniky stejný počet vyvažovačích ploch - tedy prvních odrazných ploch 17 (obr. 3A) jako je počet odrazných ploch 7 na této vzdálenosti d u vynálezu (obr. 4A), musely by se první odrazné plochy 17 poměrově zmenšit, čímž by se zvýraznil vliv zaoblení 9, anebo by musel být světlovod 2 na vstupu výrazně širší, aby se dosáhlo stejné vzdálenosti d.
Prismatická struktura 16 podle vynálezu obecně obsahuje odrazné plochy 7 a spojovací plochy 8. Odraznou plochu definujeme u tohoto vynálezu jako lomenou nebo nelomenou plochu (tj. plochu zobrazující se ve svislém řezu na obrázcích jako lomená nebo nelomená křivka), na kterou nebo na alespoň její část jsou přímo směrovány světelné paprsky 10 ze směrovací plochy 3, přičemž ve směru postupu světelných paprsků 10 od směrovací plochy 3 se odrazná plocha 7 vždy sklání směrem k výstupní ploše 15, označujeme ji proto zjednodušeně jako „stoupající plochu“. Příkladem nelomené odrazné plochy 7 jsou odrazné plochy 7 z obrázků 4A, 9, 11, 12, a příkladem lomené odrazné plochy 7 jsou odrazné plochy 7 z obr. 10, které zahrnují úseky 7c a 7d. Spojovací plocha 8 podle vynálezu je buď nelomená, přičemž v takovém případě je klesající, anebo lomená. Je-li lomená, obsahuje vždy první úsek 8a, který vychází z horního konce předcházející odrazné plochy 7 a který je klesající, a druhý úsek 8b, který může být klesající, rovnoběžný (vůči výstupní ploše 15) nebo rostoucí. Na spojovací plochu 8 nejsou směrovány světelné paprsky 10 od směrovací plochy 3, tedy spojovací plocha 8 ani její část neslouží k odrazu světelných paprsků 10, ale pouze ke spojení sousedních dvou odrazných ploch 7. Příkladem nelomené spojovací plochy 8 jsou spojovací plochy 8 z obrázků 4A, 10, a příkladem lomené spojovací plochy 8 jsou spojovací plochy 8 z obr. 9, 11, 12, které zahrnují úseky 8a a 8b.
Ukazuje se, že z hlediska celkové světelné účinnosti světlovodu 2 může být výhodné, aby směrovací plochy 3 odrazného typu a/nebo odrazné plochy 7 prismatické struktury 16 byly
-6CZ 308810 B6 pokoveny, a to zejména v případech, kdy úhly dopadu na tyto plochy se vzhledem k volbě materiálu světlovodu 2 blíží úhlům kritickým. Na pokovených plochách dochází při odrazu sice k nevyhnutelným ztrátám, ale protože při úhlech blízkých kritickému úhlu se účinnost totálního odrazu snižuje, uvedené pokovení může vést ke zvýšení celkové optické účinnosti světlovodu 2 ve srovnání s variantou bez pokovení. Příklady řešení s pokovením ukazují obr. 23 a obr. 24.
Nyní se vraťme opět k popisu jednotlivých výhodných provedení. Na obr. 5 až 7 jsou zobrazeny další příklady provedení světlovodivé optické jednotky 1 podle vynálezu, které využívají prismatickou strukturu 16 obdobného uspořádání jako je uspořádání z obr. 4A, 4B.
Obr. 5 znázorňuje ve svislém řezu další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 podle předkládaného vynálezu, která obsahuje odraznou plochu 5, která je situována proti spodnímu povrchu 13 světlovodu 2 v oblasti prismatické struktury 16 a je uzpůsobena pro odraz nebo difúzi světelných paprsků 10 uniklých ze světlovodu 2 skrze prismatickou strukturu 16.
Na obr. 6 je znázorněn další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 podle předkládaného vynálezu, která obsahuje světelný filtr 6, který je situován u výstupní plochy 15 a je uzpůsoben pro směrování/odklon světelných paprsků 10 do požadovaného směru. Alternativně nebo navíc k uvedenému uzpůsobení pro směrování může být světelný filtr 6 konfigurován též pro difúzi světelných paprsků 10.
Na obr. 7 je znázorněn další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 podle předkládaného vynálezu, kde prismatická struktura 16 je uzpůsobena k zasílání světelných paprsků do směru odkloněného od směru kolmého k výstupní ploše 15, podobně jako tomu bylo u předchozího příkladu provedení, čehož se však dosahuje na rozdíl od řešení z obr. 6 vlastní geometrickou konfigurací prismatické struktury 16 a následným lomem světelných paprsků 10 na výstupní ploše 15.
Obr. 8 a 9 ukazují další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 a v ní použité prismatické struktury 16 podle vynálezu. Prismatická struktura 16 obsahuje nelomené (hladké) odrazné plochy 7 a lomené spojovací plochy 8, které se skládají z úseků 8a, 8b. Prismatická struktura je tedy konfigurována tak, že světelné paprsky 10 jsou ze směrovací plochy 3 směrovány pouze přímo na odrazné plochy 7 tak, že nedopadají na zaoblení 9 vytvořené mezi úseky 8a a 8b spojovací plochy 8 a mezi úsekem 8a a odraznou plochou 7. Obě tato zaoblení 9 se tedy nachází ve stínu vytvořeném předchozí odraznou plochou 7. Usek 8a spojovací plochy 8 je klesající a úsek 8b je stoupající.
Obr. 10 ukazuje další příklad provedení prismatické struktury 16 podle vynálezu. Prismatická struktura 16 obsahuje lomené odrazné plochy 7 zahrnující úseky 7c a 7d a nelomené (hladké) spojovací plochy 8. Prismatická struktura 16 je tedy konfigurována tak, že světelné paprsky 10 jsou ze směrovací plochy 3, směrovány přímo na úseky 7c, 7d odrazné plochy 7 tak, že nedopadají na zaoblení 9 vytvořené mezi spojovací plochou 8 a úsekem 7c odrazné plochy 7 a toto zaoblení 9 se tedy nachází ve stínu vytvořeném předchozí odraznou plochou 7. Úseky 7c a 7d svírají úhel, který je blízký přímému úhlu, takže rušivý efekt spojení obou úseků 7c a 7d je v případě dopadu světelných paprsků 10 na toto spojení zanedbatelný. Světelné paprsky 10 se odráží od obou úseků 7c, 7d téměř stejným směrem a dopadají na výstupní plochu 15 pod úhlem dopadu menším než je úhel kritický, takže je umožněn výstup těchto paprsků 10 ven ze světlovodu 2 výstupní plochou 15. Jak bylo výše řešeno, odrazné plochy 7 jsou u vynálezu stoupající, takže i úseky 7c, 7d odrazné plochy 7 jsou stoupající.
Obr. 11 ukazuje další příklad provedení prismatické struktury 16 podle vynálezu. Prismatická struktura 16 obsahuje nelomené (hladké) odrazné plochy 7 a lomené spojovací plochy 8, které se skládají z úseků 8a, 8b. Prismatická struktura je tedy konfigurována tak, že světelné paprsky 10 jsou ze směrovací plochy 3 směrovány pouze přímo na odrazné plochy 7 tak, že nedopadají na zaoblení 9 vytvořené mezi úseky 8a a 8b spojovací plochy 8 a mezi úsekem 8a a odraznou plochou
-7 CZ 308810 B6
7. Obě tato zaoblení 9 se tedy nacházejí ve stínu vytvořeném předchozí odraznou plochou 7. Úsek 8a spojovací plochy 8 je klesající a úsek 8b je vzhledem k výstupní ploše 15 rovnoběžný.
Obr. 12 ukazuje zjednodušeně a schematicky další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 a vní použité prismatické struktury 16 podle vynálezu. Prismatická struktura 16 obsahuje nelomené (hladké) odrazné plochy 7 a lomené spojovací plochy 8, které se skládají z úseků 8a, 8b. Prismatická struktura je tedy konfigurována tak, že světelné paprsky 10 jsou ze směrovací plochy 3 směrovány pouze přímo na odrazné plochy 7 tak, že nedopadají na zaoblení 9 vytvořená mezi úseky 8a a 8b spojovací plochy 8 a mezi úsekem 8a a odraznou plochou 7. Obě tato zaoblení 9 se tedy nacházejí ve stínu vytvořeném předchozí odraznou plochou 7. Úsek 8a spojovací plochy 8 je klesající a úsek 8b je stoupající. Součástí povrchu světlovodu 2 je směrovací plocha 3. Směrovací plochou 3 jsou světelné paprsky 10 směrovány přímo na odrazné plochy 7, od nichž jsou světelné paprsky 10 odraženy k výstupní ploše 15 a přes ni vystupují ven ze světlovodu 2.
Obr. 13, 14 a 15 ukazují schematicky další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 a v ní použité prismatické struktury 16 podle vynálezu. Světlovod 2, který je opatřen prismatickou strukturou 16, je tyčového tvaru. Prismatická struktura 16 obsahuje několik vedle sebe umístěných řad, z nichž každá obsahuje ve směru od směrovací plochy 3 za sebou uspořádané a na sebe navazující nelomené (hladké) odrazné plochy 7 a lomené spojovací plochy 8, které se skládají z úseků 8a, 8b. Uvedené řady jsou s výhodou umístěny vedle sebe tak, že jsou vzájemně posunuté, takže odrazné plochy 7 jedné řady nenavazují na odrazné plochy 7 řady sousední. Prismatická struktura 16 je konfigurována tak, že světelné paprsky 10 jsou ze směrovací plochy 3 směrovány pouze přímo na odrazné plochy 7 tak, že nedopadají na zaoblení 9 (nejsou na obrázcích zvýrazněna) vytvořená mezi úseky 8a a 8b spojovací plochy 8 a mezi úsekem 8a a odraznou plochou 7. Úsek 8a spojovací plochy 8 je klesající a úsek 8b je stoupající. Součástí světlovodu 2 je kolimátor 19, do něhož vstupují světelné paprsky 10 emitované světelným zdrojem 4. Z kolimátoru 19 vystupuje svazek rovnoběžných světelných paprsků 10, které jsou směrovací plochou 3 nasměrovány na odrazné plochy 7, od nichž jsou světelné paprsky 10 odraženy k výstupní ploše 15, přes kterou paprsky 10 vystupují ven ze světlovodu 2.
Na obr. 16 a obr. 17 jsou znázorněny další příklady provedení světlovodivé optické jednotky 1 podle předkládaného vynálezu. Světlovody 2 v těchto provedeních jsou tyčového tvaru a světlovodivé optické jednotky 1 obsahují samostatné kolimátory 19 různých provedení, které ve svislé i vodorovné rovině vytváří svazek rovnoběžných světelných paprsků 10, který dopadá na směrovací plochu 3, kterou jsou světelné paprsky 10 pomocí lomu směrovány přímo na odrazné plochy 7.
Obr. 18, 19 a 19a ukazují schematicky další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 a v ní použité prismatické struktury 16 podle vynálezu. Světlovod 2, který je opatřen prismatickou strukturou 16. je deskového tvaru. Prismatická struktura 16 obsahuje několik vedle sebe umístěných řad, z nichž každá obsahuje ve směru od směrovací plochy 3 za sebou uspořádané a na sebe navazující nelomené (hladké) odrazné plochy 7 a lomené spojovací plochy 8, které se skládají z úseků 8a, 8b. Uvedené řady jsou s výhodou umístěny vedle sebe tak, že jsou vzájemně posunuté, takže odrazné plochy 7 jedné řady nenavazují na odrazné plochy 7 řady sousední. Prismatická struktura 16 je konfigurována tak, že světelné paprsky 10 jsou ze směrovací plochy 3 směrovány pouze přímo na odrazné plochy 7 tak, že nedopadají na zaoblení 9 (nejsou na obrázcích zvýrazněna) vytvořená mezi úseky 8a a 8b spojovací plochy 8 a mezi úsekem 8a a odraznou plochou 7. Úsek 8a spojovací plochy 8 je klesající a úsek 8b je stoupající.
Obr. 20 a 21 ukazují schematicky další příklad provedení světlovodivé optické jednotky 1 a v ní použité prismatické struktury 16 podle vynálezu. Světlovod 2, který je opatřen prismatickou strukturou 16, je deskového tvaru. Prismatická struktura 16 obsahuje několik vedle sebe umístěných řad, z nichž každá obsahuje ve směru od směrovací plochy 3 za sebou uspořádané a na sebe navazující odrazné plochy 7 a spojovací plochy 8. Uvedené řady jsou umístěny vedle sebe tak, že jsou vzájemně posunuté, takže odrazné plochy 7 jedné řady nenavazují na odrazné plochy
-8CZ 308810 B6 řady sousední. Světlovod 2 je napájen několika světelnými zdroji 4, které emitují světelné paprsky 10 do kolimátorů 4. Kolimátory 4 jsou integrálně spojeny se světlovodem 2 a zasílají světelné svazky rovnoběžných paprsků 10 na společnou směrovací plochu 3, která směruje světelné paprsky 10 přímo na odrazné plochy 7, od nichž jsou paprsky 10 odraženy k výstupní ploše 15 a přes výstupní plochu 15 ven ze světlovodu 2.
Obr. 22 ukazuje axonometrický pohled zdola na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu. U tohoto provedení zasílají světelné zdroje 4 světelné paprsky na směrovací plochy 3, které mají přibližně parabolický tvar. Světelné zdroje 4 leží přibližně v ohniscích směrovacích ploch 3.
Obr. 23 znázorňuje pohled na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu ve svislém řezu. U tohoto provedení jsou směrovací plocha 3 a odrazné plochy 7 prismatické struktury 16 světlovodu 2 pokoveny. Součástí povrchu světlovodu 2 je rovinná směrovací plocha 3, na kterou dopadá svazek rovnoběžných světelných paprsků 10 vytvářených kolimátorem 19. Světelné paprsky 10 jsou směrovací plochou 3 směrovány přímo na odrazné plochy 7.
Obr. 24 znázorňuje pohled na další příklad provedení světlovodivé optické jednotky podle vynálezu ve svislém řezu. Rovněž u tohoto provedení jsou směrovací plocha 3 a odrazné plochy 7 prismatické struktury 16 světlovodu 2 pokoveny. Směrovací plocha 3 má přibližně parabolický tvar a světelný zdroj 4 leží přibližně v jejím ohnisku. Světelné paprsky 10 jsou směrovací plochou směrovány přímo na odrazné plochy 7.
Claims (19)
1. Světlovodivá optická jednotka (1) pro světelné zařízení motorových vozidel obsahující světlovod (2), který zahrnuje alespoň jednu směrovací plochu (3), a alespoň jeden světelný zdroj (4) ke generování světelných paprsků (10), vyznačující se tím, že světlovod (2) dále zahrnuje horní povrch (12), jehož alespoň část je tvořena výstupní plochou (15), a spodní povrch (13) protilehlý hornímu povrchu (12) a opatřený prismatickou strukturou (16) obsahující odrazné plochy (7), přičemž směrovací plocha (3) a odrazné plochy (7) jsou vzájemně uspořádány tak, že směrovací plocha (3), pomocí směrování lomem na této ploše (3) nebo odrazem od této plochy (3), směruje světelné paprsky (10) na prismatickou strukturu (16) tak, že přímo nasvěcuje světelnými paprsky (10) pouze odrazné plochy (7), přičemž odrazné plochy (7) jsou konfigurovány pro směrování světelných paprsků (10), které na ně takto dopadly přímo ze směrovací plochy (3), na výstupní plochu (15) tak, že světelné paprsky (10) vystupují výstupní plochou (15) ven ze světlovodu (2).
2. Světlovodivá optická jednotka (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že prismatická struktura (16) dále obsahuje spojovací plochy (8), přičemž každá spojovací plocha (8) je umístěna mezi dvojici sousedních odrazných ploch (7) a spojuje horní konec (7a) té odrazné plochy (7) z uvedené dvojice, kteráje bližší směrovací ploše (3), s dolním koncem (7b) druhé odrazné plochy (7) z uvedené dvojice, přičemž zaoblení (9) v místě spojení spojovací plochy (8) s dolním koncem (7b) je umístěno ve stínu tvořeném uvedenou odraznou plochou (7), kteráje bližší směrovací ploše (3), takže na zaoblení (9) nedopadají ze směrovací plochy (3) žádné přímé světelné paprsky (10).
3. Světlovodivá optická jednotka (1) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že horní konec (7a) každé odrazné plochy (7) je blíže hornímu povrchu (12) světlovodu (2) než dolní konec (7b) sousední odrazné plochy (7) vzdálenější směrovací ploše (3), a vzdálenější od horního povrchu (12) světlovodu (7) než je horní konec (7a) uvedené sousední odrazné plochy (7) vzdálenější směrovací ploše (3).
4. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že odrazné plochy (7) jsou nelomené a směrem od směrovací plochy (3) vzhledem k hornímu povrchu (12) stoupající.
5. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že odrazné plochy (7) jsou lomené a obsahují alespoň dva úseky (7c, 7d), které jsou směrem od směrovací plochy (3) vzhledem k hornímu povrchu (12) stoupající.
6. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že spojovací plochy (8) jsou nelomené a směrem od směrovací plochy (3) vzhledem k hornímu povrchu (12) klesající.
7. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že spojovací plochy (8) jsou lomené a obsahují alespoň dva úseky (8a, 8b), z nichž alespoň jeden úsek (8a) je směrem od směrovací plochy (3) vzhledem k hornímu povrchu (12) klesající.
8. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že směrovací plocha (3) je konfigurována k vytváření rovnoběžného svazku paprsků (10) ve vodorovné rovině.
9. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že směrovací plocha (3) je konfigurována k vytváření rovnoběžného svazku paprsků (10) ve vodorovné rovině.
-10CZ 308810 B6
10. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že směrovací plocha (3) je konfigurována k vytváření divergentního svazku paprsků (10) ve vodorovné rovině.
11. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že směrovací plocha (3) je součástí povrchu světlovodů (2).
12. Světlovodivá optická jednotka (1) podle nároku 11, vyznačující se tím, že směrovací plocha (3) je zároveň navazovací plochou pro navazování světelných paprsků (10) do světlovodů (2).
13. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje kolimátor (19), který je umístěn vně světlovodů (2).
14. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že obsahuje kolimátor (19), který je integrální součástí světlovodů (2).
15. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že směrovací plocha (3) nebo její část je pokovena a/nebo odrazné plochy (7) jsou pokoveny.
16. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že světlovod (2) má tvar zakřivené nebo rovinné desky (11).
17. Světlovodivá optická jednotka (1) podle nároku 16, vyznačující se tím, že podélné osy odrazných ploch (7) prismatické struktury (16) mají tvar oblouků, jejichž přibližné středy zakřivení leží v místě světelného zdroje (4).
18. Světlovodivá optická jednotka (1) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že světlovod (2) má tyčový tvar, přičemž je přímý nebo zakřivený.
19. Světlovodivá optická jednotka (1) podle nároků 18, vyznačující se tím, že světlovod (2) má čtvercový, obdélníkový, nebo hřibový profil.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020178A CZ308810B6 (cs) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | Světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel |
| US17/215,063 US11644166B2 (en) | 2020-03-30 | 2021-03-29 | Light-guiding optical unit for a light device of motor vehicles |
| DE102021107823.7A DE102021107823A1 (de) | 2020-03-30 | 2021-03-29 | Lichtführende optische Einheit für eine Lichtvorrichtung von Kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020178A CZ308810B6 (cs) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | Světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020178A3 CZ2020178A3 (cs) | 2021-06-02 |
| CZ308810B6 true CZ308810B6 (cs) | 2021-06-02 |
Family
ID=76088873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020178A CZ308810B6 (cs) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | Světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11644166B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ308810B6 (cs) |
| DE (1) | DE102021107823A1 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719223B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-08-04 | 岚图汽车科技有限公司 | 一种信号灯和机动车 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6049649A (en) * | 1996-03-28 | 2000-04-11 | Enplas Corporation | Surface light source device of side-light type |
| US20020005991A1 (en) * | 1995-12-28 | 2002-01-17 | Kayoko Masaki | Surface light source device of side light type |
| US20070230216A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-04 | Fujitsu Limited | Prismatic light-guide plate and illumination device that enable the provision of good-quality planar light source |
| CZ307329B6 (cs) * | 2006-05-15 | 2018-06-13 | Varroc Lighting Systems, s.r.o. | Světelné zařízení pro motorové vozidlo, obsahující planární světlovod |
| CZ307985B6 (cs) * | 2018-08-03 | 2019-10-02 | Varroc Lighting Systems, s.r.o. | Světlovodivá optická jednotka a světlovodivý optický systém zahrnující světlovodivé optické jednotky |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6623132B2 (en) | 1999-08-11 | 2003-09-23 | North American Lighting, Inc. | Light coupler hingedly attached to a light guide for automotive lighting |
| US7808706B2 (en) * | 2004-02-12 | 2010-10-05 | Tredegar Newco, Inc. | Light management films for displays |
| DE102005003367B4 (de) * | 2005-01-24 | 2009-05-07 | Odelo Gmbh | Leuchteinheit mit Lichtteiler |
| US7160010B1 (en) | 2005-11-15 | 2007-01-09 | Visteon Global Technologies, Inc. | Light manifold for automotive light module |
| KR100912260B1 (ko) * | 2007-03-28 | 2009-08-17 | 제일모직주식회사 | 표면에 일정 조도를 갖는 액정표시장치용 광학 프리즘 시트 |
| JP6337145B2 (ja) * | 2014-12-10 | 2018-06-06 | シャープ株式会社 | 照明装置及び表示装置 |
| JP6721453B2 (ja) * | 2016-08-08 | 2020-07-15 | マクセル株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置およびその映像表示装置 |
| DE112018001981T5 (de) | 2017-04-14 | 2019-12-24 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Verfahren und Gerät zur Verbesserung der Homogenität eines Randlichts |
| KR102116173B1 (ko) * | 2018-01-12 | 2020-05-28 | 제트카베 그룹 게엠베하 | 차량용 램프 및 차량 |
| CZ307956B6 (cs) * | 2018-06-25 | 2019-09-11 | Varroc Lighting Systems, s.r.o. | Světlovodivý optický systém, zejména pro motorová vozidla |
-
2020
- 2020-03-30 CZ CZ2020178A patent/CZ308810B6/cs unknown
-
2021
- 2021-03-29 DE DE102021107823.7A patent/DE102021107823A1/de active Pending
- 2021-03-29 US US17/215,063 patent/US11644166B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020005991A1 (en) * | 1995-12-28 | 2002-01-17 | Kayoko Masaki | Surface light source device of side light type |
| US6049649A (en) * | 1996-03-28 | 2000-04-11 | Enplas Corporation | Surface light source device of side-light type |
| US20070230216A1 (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-04 | Fujitsu Limited | Prismatic light-guide plate and illumination device that enable the provision of good-quality planar light source |
| CZ307329B6 (cs) * | 2006-05-15 | 2018-06-13 | Varroc Lighting Systems, s.r.o. | Světelné zařízení pro motorové vozidlo, obsahující planární světlovod |
| CZ307985B6 (cs) * | 2018-08-03 | 2019-10-02 | Varroc Lighting Systems, s.r.o. | Světlovodivá optická jednotka a světlovodivý optický systém zahrnující světlovodivé optické jednotky |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2020178A3 (cs) | 2021-06-02 |
| DE102021107823A1 (de) | 2021-09-30 |
| US11644166B2 (en) | 2023-05-09 |
| US20210301994A1 (en) | 2021-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8469552B2 (en) | Street lighting device | |
| KR100474233B1 (ko) | 광조준광학구조체 | |
| US10429565B2 (en) | Multi-LED/multi-chip color mixing optics | |
| EP3021043B1 (en) | Lighting apparatus and automobile having lighting apparatus mounted therein | |
| US20080080207A1 (en) | Headlight assembly for a motor vehicle | |
| US20120039077A1 (en) | Area lighting devices and methods | |
| CZ2017338A3 (cs) | Světlovodivý optický systém | |
| US11828432B2 (en) | Light-guiding assembly, vehicle lamp, and vehicle | |
| US20220034463A1 (en) | Multi-beam vehicle light | |
| CZ2018131A3 (cs) | Světlovodný systém, zejména pro osvětlení pozemních dopravních prostředků | |
| US20130322820A1 (en) | Optical fiber for a lighting device | |
| US11371669B2 (en) | Lighting device for a motor vehicle headlight and motor vehicle headlight | |
| KR102550481B1 (ko) | 자동차 헤드램프용 조명 장치 및 자동차 헤드램프 | |
| CZ308810B6 (cs) | Světlovodivá optická jednotka pro světelné zařízení motorových vozidel | |
| US10738969B2 (en) | Light-emitting structure and light-emitting system with the same | |
| US8459830B2 (en) | Light output device with partly transparent mirror | |
| KR20220074732A (ko) | 자동차용 조명 장치 및 그 조명 장치를 포함한 자동차 헤드램프 | |
| CN111197727A (zh) | 用于机动车大灯的照明装置以及机动车大灯 | |
| US10859755B2 (en) | Light-guiding optical unit and a light-guiding optical system comprising the light-guiding optical units | |
| JP2020201261A (ja) | 均一な光学場で細長い繊維体の特性を測定するための光学センサ | |
| US11698177B2 (en) | Flat light guide for a vehicle lighting device and a vehicle lighting device | |
| JP2021529423A (ja) | 光分配部材、照明または合図装置、および自動車両 | |
| CN108884978B (zh) | 用于照明装置的光源以及具有这样的光源的照明装置 | |
| CZ2017541A3 (cs) | Světlovodivý optický systém, zejména pro světelné zařízení vozidla | |
| US20190094443A1 (en) | Multi-LED/Multi-Chip Color Mixing Optics |