DE102006038759A1 - Bar-shaped light conductor for lighting device of vehicle, has light outlet surface, which is proceeding in direction of longitudinal axis, and light coupling area, which is formed such that coupled light beam converges in focal line - Google Patents

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Abstract

The bar-shaped light conductor (1) has a light outlet surface, which is proceeding in the direction of a longitudinal axis, with a reflecting surface (9) having a reflecting element opposite to the light outlet surface, and with a front surface formed at an end of the light coupling surface in reducing light coupling area (5), which is formed ellipsoidal area. The light coupling area is formed such that the coupled light beam (12) converges in a focal line (13). The focal line is formed as a focal ring.

Description

Die Erfindung betrifft einen stabförmigen Lichtleiter für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer in Richtung einer Längsachse verlaufenden Lichtaustrittsfläche, mit einer der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegend angeordneten reflektierende Mittel aufweisenden Reflexionsfläche und mit einem an mindestens einem Ende zu einer Lichteinkoppelfläche ausgebildeten Stirnfläche hin sich verjüngenden Lichteinkoppelbereich, der als ein ellipsoidförmiger Bereich ausgebildet ist.The The invention relates to a rod-shaped light guide for one Lighting device of a motor vehicle with an in direction a longitudinal axis extending light exit surface, with one of the light exit surface opposite arranged reflective means having reflective surface and with a trained at at least one end to a light input surface face rejuvenating Lichteinkoppelbereich formed as an ellipsoidal area is.

Aus der DE 199 24 411 A1 ist ein stabförmiger Lichtleiter für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs bekannt, der längsseitig eine Lichtaustrittsfläche und auf einer gegenüberliegenden Seite zu der Lichtaustrittsfläche eine Reflexionsfläche aufweist, so dass das eingekoppelte Licht in Richtung der Lichtaustrittsfläche totalreflektiert wird. An einem Ende des stabförmigen Lichtleiters ist ein Lichteinkoppelbereich angeordnet, der ellipsoidförmig ausgebildet ist und der eine Lichteinkoppelfläche mit einer konkaven Form aufweist. Die Lichtquelle befindet sich in einem ersten Brennpunkt des ellipsoidförmigen Einkoppelbereiches. Die Lichtstrahlen werden vermittels des Lichteinkoppelbereiches in einem zweiten Brennpunkt innerhalb des Lichtleiters gesammelt, der auf einer Längsachse desselben liegt. Nachteilig an dem bekannten Lichtleiter ist, dass bei relativ langer Ausführung desselben die Ausleuchtung relativ inhomogen ist. Es entstehen relativ hohe Leuchtdichteunterschiede zwischen einem Endbereich und einem mittleren Bereich des Lichtleiterstabes.From the DE 199 24 411 A1 a rod-shaped optical waveguide for a lighting device of a motor vehicle is known which has a light exit surface on the longitudinal side and a reflection surface on an opposite side to the light exit surface, so that the coupled-in light is totally reflected in the direction of the light exit surface. At one end of the rod-shaped light guide, a Lichteinkoppelbereich is arranged, which is formed ellipsoidal and having a light input surface with a concave shape. The light source is located in a first focal point of the ellipsoidal coupling region. The light beams are collected by means of the Lichteinkoppelbereiches in a second focal point within the light guide, which lies on a longitudinal axis thereof. A disadvantage of the known light guide is that the illumination is relatively inhomogeneous with a relatively long execution thereof. There are relatively high luminance differences between an end region and a central region of the light guide rod.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen stabförmigen Lichtleiter für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges derart weiterzubilden, dass bei insbesondere langen Lichtleitern eine homogene Ausleuchtung des gesamten stabförmigen Lichtleiters gewährleistet ist.task Therefore, it is the object of the present invention to provide a rod-shaped light guide for one To improve the illumination device of a motor vehicle in such a way that in particular long light guides a homogeneous illumination of the entire rod-shaped Optical fiber guaranteed is.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinkoppelbereich derart ausgebildet ist, dass die eingekoppelten Lichtstrahlen in einer Brennlinie zusammenlaufen.to solution This object is the invention in conjunction with the preamble of the patent claim 1, characterized in that the Lichteinkoppelbereich is formed such that the coupled light beams in converge on a focal line.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Ausbildung einer Brennlinie innerhalb des stabförmigen Lichtleiters einen solchen Weg innerhalb des Lichtleiters nehmen, dass eine homogenere Auftreffverteilung der eingekoppelten Lichtstrahlen auf die Reflexionsfläche des Lichtleiters erfolgt. Hierdurch kann eine homogene Ausleuchtung über die gesamte Länge des stabförmigen Lichtleiters erzielt werden, wobei insbesondere relativ hohe Leuchtdichten im Einkopplungsbereich des Lichtleiters vermieden werden.Of the particular advantage of the invention is that through the training a focal line within the rod-shaped light guide such a way within the light guide take that a more homogeneous impact distribution the coupled light rays on the reflection surface of the Optical fiber takes place. This allows a homogeneous illumination over the whole length of the rod-shaped Be achieved light guide, in particular relatively high luminance be avoided in the coupling region of the light guide.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Brennlinie als ein Brennring ausgebildet, der sich vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Lichtleiters erstreckt. Der Lichteinkoppelbereich ist hierbei rotationssymmetrisch zu der Längsachse des Lichtleiters ausgebildet. Der Brennring wird gebildet durch eine Mehrzahl von in einem Kreis angeordneten Brennpunkten.To a preferred embodiment of Invention, the focal line is formed as a fuel ring, the preferably extends perpendicular to the longitudinal axis of the light guide. The Lichteinkoppelbereich is in this case rotationally symmetrical to the longitudinal axis formed of the light guide. The focal ring is formed by a plurality of foci arranged in a circle.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Formgebung des Lichteinkoppelbereiches und damit die Bildung der Brennlinie abhängig von der Länge des Lichtleiters. Vorteilhaft kann hierdurch eine Anpassung des Lichteinkoppelbereiches an die Länge des Lichtleiters erfolgen, so dass stets eine homogene Ausleuchtung des gesamten stabförmigen Lichtleiters gegeben ist.To a preferred embodiment of Invention is the shape of the Lichteinkoppelbereiches and thus the formation of the focal line depends of the length of the light guide. This can advantageously be an adaptation of the Lichteinkoppelbereiches to the length of the light guide, so that always a homogeneous illumination of the entire rod-shaped Light guide is given.

Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung eine lichtkonzentrierende Wirkung des Lichteinkoppelbereiches auf einen Zentralbereich der Lichtstärkeverteilung des stabförmigen Lichtleiters.Advantageous allows the invention a light-concentrating effect of Lichteinkoppelbereiches on a central region of the light intensity distribution of the rod-shaped light guide.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Mantelfläche des Lichteinkoppelbereiches derart ausgebildet, dass die eingekoppelten Lichtstrahlen an der Mantelfläche unter einem von der vorgegebenen Länge des Lichtleiters abhängigen Streuungsgrades totalreflektiert werden. Vorteilhaft kann hierdurch eine Anpassung an unterschiedliche Länge des stabförmigen Lichtleiters vorgenommen werden. Je größer die Streuung ist, desto kürzer sind die Wege der Lichtstrahlen im Lichtleiter und desto eher treffen sie auf die Reflexionsfläche des Lichtleiters, so dass sie aus dem Lichtleiter ausgekoppelt werden können.To a development of the invention is a lateral surface of the Lichteinkoppelbereiches formed such that the coupled Light rays on the lateral surface under a dependent on the predetermined length of the light guide degree of scattering be totally reflected. This can advantageously be an adaptation to different length of the rod-shaped Fiber optics are made. The larger the scatter, the more shorter are the paths of the light rays in the light guide and the more likely to strike on the reflection surface of the light guide, so that they can be coupled out of the light guide.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen stabförmigen Lichtleiters im Längsschnitt, 1 a side view of a rod-shaped optical fiber according to the invention in longitudinal section,

2 eine Seitenansicht eines Lichteinkoppelbereiches des Lichtleiters gemäß 1 in vergrößerter Darstellung und 2 a side view of a Lichteinkoppelbereiches of the light guide according to 1 in an enlarged view and

3 eine Seitenansicht eines bekannten stabförmigen Lichtleiters. 3 a side view of a known rod-shaped light guide.

Ein stabförmiger Lichtleiter 1 nach der Erfindung ist in den 1 und 2 dargestellt. Er weist einen zylinderförmigen Lichtleitkörper 2 auf, dem stirnseitig eine Lichtquelle 3 zugeordnet ist. Die Lichtquelle 3 ist vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildet.A rod-shaped light guide 1 According to the invention is in the 1 and 2 shown. He has a cylindrical light guide body 2 on, the front side, a light source 3 assigned. The light source 3 is preferably ausgebil as a light emitting diode det.

Das von der Lichtquelle 3 emittierte Licht tritt durch eine als Lichteinkoppelfläche 4 ausgebildete Stirnfläche des Lichtleitkörpers 2 in denselben ein. Die Lichteinkoppelfläche 4 ist Teil eines Lichteinkoppelbereiches 5 des Lichtleitkör pers 2, der darüber hinaus sich an die Lichteinkoppelfläche 4 anschließende Mantelfläche 6 umfasst.That from the light source 3 emitted light passes through a light input surface 4 trained end face of the light guide 2 in the same one. The light input surface 4 is part of a Lichteinkoppelbereiches 5 the Lichtleitkör pers 2 , in addition to the light coupling surface 4 subsequent lateral surface 6 includes.

Der stabförmige Lichtleiter 1 bzw. der Lichtleitkörper 2 weist in Richtung einer Längsachse 7 desselben eine Lichtaustrittsfläche 8 auf. Der Lichtaustrittsfläche 8 gegenüberliegend weist der Lichtleitkörper 2 eine Reflexionsfläche 9 mit einer Mehrzahl von Prismen 10 als reflektierende Mittel auf.The rod-shaped light guide 1 or the light guide body 2 points in the direction of a longitudinal axis 7 the same a light exit surface 8th on. The light exit surface 8th opposite, the light guide body 2 a reflection surface 9 with a plurality of prisms 10 as a reflective means.

Der Lichteinkoppelbereich 5 ist an einem der Lichtquelle 3 zugewandten Ende 11 des Lichtleitkörpers 2 angeordnet und erstreckt sich in Richtung der Lichteinkoppelfläche 4 verjüngend in einer ellipsoidförmigen Form. Die Lichteinkoppelfläche 4 weist vorzugsweise eine konkavförmige Kontur auf. Beispielsweise kann die Lichteinkoppelfläche 4 eine sphärische, auf die Lichtquelle 3 abgestimmte Form aufweisen. Alternativ kann die Lichteinkoppelfläche 4 auch eben ausgebildet sein.The light coupling area 5 is at one of the light source 3 facing the end 11 of the light guide body 2 arranged and extends in the direction of the light coupling surface 4 tapered in an ellipsoidal shape. The light input surface 4 preferably has a concave contour. For example, the light coupling surface 4 a spherical, on the light source 3 have a coordinated shape. Alternatively, the light input surface 4 also be trained.

Der Lichteinkoppelbereich 5 ist vorzugsweise als ein Halbellipsoid ausgebildet, dessen erster Brennpunkt der Lichteinkoppelfläche 4 zur Lichtquelle 3 hin vorgelagert ist. Der erste Brennpunkt B fällt mit dem Lichtschwerpunkt der Lichtquelle 3 zusammen, das heißt die Lichtquelle 3 ist mit ihrem Lichtschwerpunkt im ersten Brennpunkt B angeordnet.The light coupling area 5 is preferably formed as a semi-ellipsoid whose first focal point of the light coupling surface 4 to the light source 3 upstream. The first focus B coincides with the center of gravity of the light source 3 together, that is the light source 3 is arranged with its light center of gravity in the first focal point B.

Wie aus den 1 und 2 zu ersehen ist, ist der Lichteinkoppelbereich 5 derart geformt, dass eingekoppelte Lichtstrahlen 12 in einer Brennlinie 13 zusammenlaufen, die beabstandet zu der Längsachse 7 des Lichtleitkörpers 2 verläuft. Vorzugsweise ist die Brennlinie 13 als ein Brennring ausgebildet, der sich in einer Ebene E erstreckt, die senkrecht zu der Längsachse 7 des Lichtleitkörpers 2 verläuft.Like from the 1 and 2 can be seen, is the Lichteinkoppelbereich 5 shaped such that the coupled light beams 12 in a focal line 13 converge, spaced at the longitudinal axis 7 of the light guide body 2 runs. Preferably, the focal line 13 is formed as a fuel ring extending in a plane E perpendicular to the longitudinal axis 7 of the light guide body 2 runs.

Im Unterschied zu einem herkömmlich ausgebildeten Lichteinkoppelbereich 5' gemäß 3 wird eine Vergleichmäßigung der Leuchtdichten entlang des Lichtleitkörpers 2 erzielt. Insbesondere kann ein größerer Anteil der Lichtstrahlen 12 im Vergleich zu den Lichtstrahlen 12' gemäß des bekannten Lichtleiters 1' weiter zur Mitte des Lichtleiters 2 geleitet werden.In contrast to a conventionally trained Lichteinkoppelbereich 5 ' according to 3 is a homogenization of the luminance along the light guide 2 achieved. In particular, a larger proportion of the light rays 12 in comparison to the light rays 12 ' according to the known light guide 1' continue to the middle of the light guide 2 be directed.

Die Mantelfläche 6 des Lichteinkoppelbereiches 5 ist derart geformt, dass die Lichtstrahlen 12 nach Erreichen der Brennebene E unter einem relativ großen Streuwinkel S weitergeführt werden, bis sie an der Reflexionsfläche 9 in Richtung der Lichtaustrittsfläche 8 umgelenkt werden. Der Streuwinkel S bzw. der Streuungsgrad ist derart eingestellt, dass er mit Abnahme der Länge L des Lichtleitkörpers 2 zunimmt.The lateral surface 6 the Lichteinkoppelbereiches 5 is shaped such that the light rays 12 be reached after reaching the focal plane E at a relatively large angle of scattering S until it at the reflection surface 9 in the direction of the light exit surface 8th be redirected. The scattering angle S or the degree of scattering is adjusted such that it decreases with decreasing the length L of the light guide body 2 increases.

Die gebildete Brennlinie bzw. der Brennring 13 kann in Abhängigkeit von der vorgegebenen Länge des Lichtleitkörpers 2 ausgebildet sein, so dass stets eine homogene Ausleuchtung des Lichtleitkörpers 2 erfolgen kann. Für einen Lichtleiter 1 mit einer relativ kurzen Länge L würde ein relativ kleiner Durchmesser DB des Brennrings 13 gewählt werden, so dass die Fokussierung der Lichtstrahlen 12 nach Reflexion an der Mantelfläche 6 nur gering neben der Längsachse 7 liegen würde. Bei einem relativ langen Lichtleitkörper 2 würde ein größerer Durchmesser DB des Brennrings 13 gewählt werden.The formed focal line or the combustion ring 13 can in dependence on the predetermined length of the light guide 2 be formed, so that always a homogeneous illumination of the light guide 2 can be done. For a light guide 1 with a relatively short length L would be a relatively small diameter D B of the combustion ring 13 be chosen so that the focusing of the light rays 12 after reflection on the lateral surface 6 only slightly next to the longitudinal axis 7 would lie. For a relatively long light guide 2 would a larger diameter D B of the combustion ring 13 to get voted.

Alternativ oder zusätzlich kann auch der Streuwinkel S in Abhängigkeit von der Länge L des Lichtleitkörpers 2 eingestellt werden. Somit ist durch Einstellung des Durchmessers DB des Brennrings 13 und durch Einstellung des Streuwinkels S der Strahlen 12 eine Anpassung an unterschiedliche Längen L des Lichtleitkörpers 2 möglich.Alternatively or additionally, the scattering angle S as a function of the length L of the light guide 2 be set. Thus, by adjusting the diameter D B of the combustion ring 13 and by adjusting the scattering angle S of the beams 12 an adaptation to different lengths L of the light guide 2 possible.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat die Mantelfläche 6 eine Kontur, die durch Verdrehung einer elliptischen Kontur des Lichteinkoppelbereiches 5 um einen Kantenpunkt C desselben gebildet ist.According to one embodiment of the invention, the lateral surface 6 a contour caused by rotation of an elliptical contour of the Lichteinkoppelbereiches 5 is formed around an edge point C thereof.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Mantelfläche des Lichteinkoppelbereiches 5 auch eine bogenförmige Kontur aufweisen.According to a further embodiment of the invention, the lateral surface of the Lichteinkoppelbereiches 5 also have an arcuate contour.

Claims (10)

Stabförmiger Lichtleiter für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs – mit einer in Richtung einer Längsachse verlaufenden Lichtaustrittsflache, – mit einer der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegend angeordneten reflektierende Mittel aufweisenden Reflexionsfläche und – mit einem an mindestens einem Ende zu einer Lichteinkoppelfläche ausgebildeten Stirnfläche hin sich verjüngenden Lichteinkoppelbereich, der als ein ellipsoidförmiger Bereich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinkoppelbereich (5) derart ausgebildet ist, dass die eingekoppelten Lichtstrahlen (12) in einer Brennlinie (13) zusammenlaufen.Rod-shaped light guide for a lighting device of a motor vehicle - having a light exit surface extending in the direction of a longitudinal axis, - having a reflecting surface having a reflective means arranged opposite the light exit surface, and - a light coupling region tapering with an end face formed at at least one end to a light coupling surface, which is in the form of an ellipsoid Area is formed, characterized in that the Lichteinkoppelbereich ( 5 ) is formed such that the coupled light beams ( 12 ) in a focal line ( 13 ) converge. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennlinie (13) als ein Brennring ausgebildet ist.Light guide according to claim 1, characterized in that the focal line ( 13 ) is formed as a burner ring. Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennring (13) in einer Brennebene (E) verläuft, die sich senkrecht zur Längsachse (7) des Lichtleiters (1) erstreckt.Optical fiber according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the combustion ring ( 13 ) in a focal plane (E), which is perpendicular to the longitudinal axis ( 7 ) of the light guide ( 1 ). Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (DB) des Brennrings (13) abhängig ist von der vorgegebenen Länge (L) des Lichtleiters (1).Light guide according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diameter (D B ) of the combustion ring ( 13 ) depends on the predetermined length (L) of the light guide ( 1 ). Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (DB) des Brennrings (13) größer ist als der halbe Durchmesser (DL) des Lichtleiters (1).Light guide according to one of claims 1 to 4, characterized in that the diameter (D B ) of the combustion ring ( 13 ) is greater than half the diameter (D L ) of the light guide ( 1 ). Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Form einer Mantelfläche (6) des Lichteinkoppelbereiches (5) derart ausgebildet ist, dass die Lichtstrahlen (12) unter einem von der vorgegebenen Länge (L) des Lichtleiters (1) abhängigen Streuungsgrades (S) totalreflektiert werden.Light guide according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shape of a lateral surface ( 6 ) of the Lichteinkoppelbereiches ( 5 ) is formed such that the light beams ( 12 ) under one of the predetermined length (L) of the light guide ( 1 ) dependent degree of scattering (S) are totally reflected. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Mantellfläche (6) derart gewählt ist, dass der Streuungsgrad (S) mit Abnahme der Länge (L) des Lichtleiters (1) zunimmt.Light guide according to one of claims 1 to 6, characterized in that the shape of the Mantellfläche ( 6 ) is selected such that the degree of scattering (S) decreases with decreasing the length (L) of the optical waveguide ( 1 ) increases. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantellfläche (6) des Lichteinkoppelbereiches (5) eine Kontur aufweist, die durch Verdrehung einer elliptischen Kontur des Lichteinkoppelbereiches (5) um einen Kantenpunkt (C) desselben gebildet ist.Optical waveguide according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the cladding surface ( 6 ) of the Lichteinkoppelbereiches ( 5 ) has a contour which, by rotation of an elliptical contour of the Lichteinkoppelbereiches ( 5 ) is formed around an edge point (C) thereof. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (6) des Lichteinkoppelbereiches (5) eine bogenförmige Kontur aufweist.Light guide according to one of claims 1 to 7, characterized in that the lateral surface ( 6 ) of the Lichteinkoppelbereiches ( 5 ) has an arcuate contour. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (3) als eine Leuchtdiode ausgebildet ist, die in einem Brennpunkt (B) des Lichteinkoppelbereiches (5) angeordnet ist.Light guide according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light source ( 3 ) is formed as a light-emitting diode, which in a focal point (B) of the Lichteinkoppelbereiches ( 5 ) is arranged.
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