CZ9901829A3 - Signální svítilna s neonovým zdrojem a tenkým plošným svetlovodem - Google Patents

Abstract

Signální svítilna pracuje tak, že z neonového zdroje (1) dopadá světlo přímo nebo z odražeče (2) na vstupní coupler (4), kde je navázáno do tenkého plošného světlovodu (3), jimiž paprsky (10) postupují ve směru optické osy (9) a jsou bočním výstupním couplerem (5) vyvázány ven, nebo v případě čelního výstupního coupleru (6) světlovodu dopadají na fresnelovský profil prismatické optiky (11) optické vložky, z jejíž opačné strany může být umístěná refraktivní polštářková optika (12) s rozptylovými parametry odpovídající požadavkům dané signální svítilny-brzdové, obrysové, směrové a krycí sklo svítilny (7) může být v signální barvě svítilny, kouřové nebo čiré s případným komplexním refraktorem (8) na své vnitřní straně.

Description

Signální svítilna s neonovým zdrojem a tenkým plošným světlovodem

Oblast techniky

Vynález se týká optického schématu signálních svítilen s navazováním a vyvažováním světla z neonového světelného zdroje prostřednictvím tenkého plošného světlovodu.

Dosavadní stav techniky

Doposud nejpoužívanějším zdrojem pro automobilové signální svítilny jsou žárovky. Jejich nevýhodou však je vysoká operační teplota, dlouhá reakční doba a nízká účinnost.

Jiné světelné zdroje pro využití v signálních svítilnách by neměly mít tyto nedostatky .

Jako novým vhodným zdrojem se jeví kromě LED také neonové trubice patřící do skupiny nízkotlakých výbojových zdrojů. Jejich výhodou je nízká operační teplota, velmi krátký reakční čas, homogenita záření, flexibilita tvaru a také velikosti a barva emitovaného světla. Současné automobilové signální svítilny s neonovým zdrojem používají pro úpravu vystupujícího světla klasické reflexní a refrakční optiky jako válcové odražeče s parabolickým či eliptickým průřezem, fresnelovská prismata a rozptylovou polštářkovou optiku na vnitřní straně krycího skla apod. Rovněž se uvažuje o využití dvouúrovňové světelné emise neonového světelného zdroje pro potřeby obrysové a např. brzdové svítilny.

Podstata vynálezu

Signální svítilna s neonovým zdrojem a tenkým plošným světlovodem podle vynálezu umožňuje pomocí neonového zdroje, tenkého plošného světlovodu, mřížek na světlovodu, tzv. couplerů (kaplerů) a s případnou refraktivní optikou, vytvořit signální svítilnu vozidla. Šíření světla uvnitř transparentního prostředí je známým jevem a tato technologie se využívá v moderních telekomunikacích. Vytvořením bočního výstupního coupleru na tenkém plošném světlovodu lze zhotovit velmi kompaktní svítilnu s odděleně uloženým světelným zdrojem. V případě čelního, osového výstupu světelné energie z tenkého plošného světlovodu jej lze upravit do libovolného tvaru a vystupující světlo upravit klasickou refrakční nebo reflexní optikou.

• * • · · fr ····

-2Funkci světelného zdroje signální svítilny s neonovým zdrojem a tenkým plošným světlovodem plní neonová trubice s lineárním válcovým odražečem o eliptickém (parabolickém,kruhovém) průřezu. Odrazná optika světelného zdroje nemusí dosahovat velkých rozměrů, protože je neonovým zdrojem málo tepelně namáhaná. Uvažovaný světelný zdroj s odražečem má osu výstupní apertury skloněnou vůči vstupnímu coupleru ,š tenkého plošného světlovodu pod takovým úhlem, aby se světlo v tenkém plošném i světlovodu šířilo v požadovaném směru úplnými odrazy. Optický index lomu materiálu na ’ němž je coupler zhotoven, musí být větší než index lomu materiálu světlovodu , aby nedocházelo k opětnému vystoupení světla a tím snížení účinnosti vstupního coupleru. Toto sendvičové uspořádání optických vlastností použitých transparentních materiálů umožňuje šíření dopadající světelné energie v požadovaném směru v široké škále dopadových úhlů s velikostí rovnou nebo větší než úhel úplného odrazu v materiálu světlovodu. Tenký plošný světlovod je schopen dovést v něm se šířící světlo na jiné místo, kde je z něj opticky světlo vyvázáno.

Sendvičový coupler může být na světlovod aplikován několika způsoby:

- přímo, vlisováním do povrchu světlovodu

- přilepením na povrch světlovodu

- fotografickou expozicí na světlocitlivou vrstvu (holografická mřížka).

Světlo, které se do tenkého plošného světlovodu dostalo couplerem podle uvedených podmínek, postupuje úplnými odrazy do míst, kde jsou porušeny záměrně nebo nezáměrně podmínky jeho šíření.Ze světlovodu může být světlo záměrně vyvázáno:

- bočním výstupním couplerem - vyvažovači mřížka na boční straně tenkého plošného světlovodu ₍ - čelním výstupním couplerem - okrajem tenkého plošného světlovodu.

i V prvém případě může mít vyzařovací plocha tenkého plošného světlovodu konečnou podobu svítící plochy signální svítilny. Svítící plocha signální svítilny tenkého plošného světlovodu může být připevněna na transparentním prostředí, které tvoří zároveň krycí sklo signální svítilny. Výstupní svítící plochu signální svítilny lze rovněž vložit mezi vrstvy transparentního materiálu, např. skla předního okna automobilu apod.

Druhý způsob vyvázání světla z tenkého plošného světlovodu lze využít pro libovolné tvarování výstupní plochy a dále upravovat pomocí klasických prvků refrakční, fresnelovské a polštářkové nebo komplexní refrakční optiky. Hloubka svítilny je klasicky určena ohniskovou vzdáleností refrakční optiky.

·· · ·· ···· »· ·· • · · · · · · · · · • · · · · ··· · · · · • ···· · · · · · ··· ··· • · · · · · · ···· · ·· ··· ·· ··

-3Volba způsobu výstupu světla z tenkého plošného světlovodu předurčuje excentricitu odražeče světelného zdroje. V prvém případě jde o to, aby se paprsky ve světlovodu šířily co největším počtem odrazů na rozdíl od druhého případu, viz obr. 3 a obr. 2.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je optické schéma navázání světelného zdroje do světlovodu vstupním couplerem a šíření světla v tenkém plošném světlovodu. Na obr.2 a.3 je naznačen pohled z boku na oba typy výstupních coupleru. Na obr.4 je nákres umístění signálních svítilen s neonovým zdrojem a tenkým plošným světlovodem mezi skla předního nebo zadního okna automobilu a na obr. 5 je zadní pohled na tuto situaci v zástavbě zadní části vozidla.

Příklad provedení vynálezu

Na obr. 5 je příklad umístění brzdových 14 a 15 a směrových signálních svítilen 16 v zástavbě zadní části vozidla 17. Z neonového zdrojej. s válcovým odražečem 2 je světlo navázáno vstupním couplerem 4 do tenkého plošného světlovodu 3. Optická osa 13 odražeče 2_ je vůči coupleru 4 skloněna pod takovým úhlem, aby světelné paprsky 10 postupovaly jedním směrem úplnými odrazy. Světlo je výstupním bočním couplerem 5 ve tvaru svítící plochy svítilny 14, 15, 16 vyvázáno ven. Rozptylové parametry případného refraktoru odpovídají požadavkům dané signální svítilny. Krycí sklo 7 může být v signální barvě svítilny, kouřové nebo čiré.

Průmyslová využitelnost

Signální svítilny se společným neonovým zdrojem a tenkým plošným světlovodem lze využít v dopravní technice např. v silničním provozu.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Signální svítilna s neonovým zdrojem a tenkým plošným světlovodem vyznačující se tím, že světlo vycházející ze zdroje (1) a dopadající přímo nebo po odraze na odražeči (2) na vstupní coupler (4), je navázáno do tenkého plošného světlovodu (3), jímž jsou paprsky (10) vedeny ve směru optické osy (9) a jsou k dalšímu využití vyvázány ven za pomocí bočního výstupního coupleru (5), nebo čelního výstupního coupleru (6).
2. 2. Svítilna podle nároku 1,vyznačující se tím, že světlo vycházející z tenkého plošného světlovodu (3) bočním výstupním couplerem (5) je usměrňováno pomocí refraktivní polštářkové optiky (12) k splňení požadavků pro dané signální svítilny (14), (15), (16).
3. 3. Svítilna podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, ž e světlo vycházející čelním výstupním couplerem (5) z konce tenkého plošného světlovodu (3) je usměrňováno pomocí fresnelovského profilu prismatické optiky (11) a refraktivní polštářkové optiky (12) nebo komplexního refraktoru (8) na vnitřní straně krycího skla (7) k splnění požadavků pro dané signální svítilny (14),(15), (16),
4. 4. Svítilna podle nároku 3, vyznačující se tím, že krycí sklo (7) může být v signální barvě svítilny, kouřové nebo čiré.

   rte?