DE102008006896A1 - Einfaches System zur Lichtlenkung in Kunststofflichtleitern durch im Material integrierte Mikroprismen - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches System eines Lichtleiters aus transparentem Kunststoff für eine oder mehrere einkoppelnde Lichtquellen, der die Lichtstrahlen innerhalb des Lichtleiters durch hohle Prismen im Lichtleiter durch Brechung und Totalreflexion umlenkt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches System eines Lichtleiters aus transparentem Kunststoff, für eine oder mehrere einkoppelnde Lichtquellen, der die Lichtstrahlen innerhalb des Lichtleiters durch hohle Prismen im Lichtleiter durch Brechung und Totalreflexion umlenkt.
  • Bisherige Lichtleitersysteme koppeln das Licht aus durch
    • • Auf die Oberfläche aufgedruckte Störstellen, von denen dann Streulicht ausgeht, das den Lichtleiter dann verlässt
    • • Auf der Oberfläche aufgeraute lokale Bereiche, von denen dann Streulicht ausgeht, das den Lichtleiter dann verlässt
    • • Auf die Oberfläche eingebrachte Fresnellprismen, an denen das Licht im Lichtleiter durch Brechung oder Totalreflexion eine Winkeländerung erfährt, so daß der Lichtleiter verlassen wird.
    • • Durch im Kunststoffmaterial eingebrachte Streuzentren aus Materialien mit anderem optischem Brechungsindex als dem des Lichtleiters
  • Häufig wird zu Beleuchtungszwecken der Anspruch formuliert, dass eine über die Länge gleichmäßige Lichtabgabe seitlich aus dem Lichtleiter erfolgen soll, mit vorgegebener Winkelverteilung des Lichtes. Diese Aufgabe können derzeit nur prismatische Strukturen auf der Oberfläche des Lichtleiters lösen, bei in der Regel stirnseitiger Einkopplung des Lichtes.
  • Die Größe und Form dieser Prismatischen Strukturen auf der Oberfläche müssen Präzise bestimmt sein und mit dem Abstand vom Leuchtmittel variieren, um eine konstante Lichtauskopplung zu erhalten.
  • Eine alternative Methode stellen die erfindungsgemäßen Hohlräume beziehungsweise transparente Volumina anderer optischer Dichte im Lichtleiter dar, die einen Brechungsindexübergang zwischen dem umgebenden optischen Medium (dem transparenten Kunststoff) und dem dünneren oder dichteren optischen Medium darstellen (Hohl- oder Luftprismen, oder aus Kunststoff anderer optischer Dichte oder Glas)
  • Die Prismen können in verschiedenen Querschnitten realisiert werden (Drei- oder vieleckig, Polygonzug, rund, elliptisch, frei geformt als in sich geschlossene Geometrie).
  • Derartige Lichtleiter mit im Volumen integrierten Prismen lassen sich herstellen durch
    • • Spritzgussverfahren, indem die Prismen durch entsprechend profilierte Einsätze und deren Abformung im Spritzgusswerkzeug (Hohl- oder Luftprismen)
    • • 2K Spritzgussverfahren, indem die Hohlprismen mit transparentem Kunststoff einer anderen optischen Dichte im ersten Schuss erzeugt und dann mit dem Kunststoff des Lichtleiters umspritzt werden.
    • • Mechanische Bearbeitung (Bohren, Polieren, Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden) in Querrichtung des Lichtleiters (quer zur Hauptrichtung des eingekoppelten Lichtes)
  • Anwendungsbeispiele:
    • • Lichtleiter mit seitlich entlang der großen Ausdehnung einkoppelnden Lichtquellen (Siehe 1–3)
    • • Lichtleiter mit Einkopplung über die seitlichen Stirnfläche(n) und gesteuerte Auskopplung über die erfindungsgemäßen Prismen

Claims (3)

  1. Der Lichtleiter mit integrierten Prismen ist dadurch gekennzeichnet, dass quer zur Lichteinkoppelrichtung Prismen im Lichtleiter integriert sind, die Hohl sind oder aus einem optischen Medium einer anderen optischen Dichte als der Lichtleiter bestehen.
  2. Der Lichtleiter ist auch dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Prismen beliebige Querschnitte haben können, aber als geometrische Figur abgeschlossen sind.
  3. Der Lichtleiter ist auch dadurch gekennzeichnet, daß die lichtlenkende Wirkung der Integrierten Prismen im Lichtleiter durch Brechung an der Grenzfläche zwischen zwei optischen Medien verschiedener optischer Dichten (verschiedene Brechungsindizes) realisiert wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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