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Die Erfindung betrifft einen Lichtleiter mit mindestens einer Lichteintrittsfläche, mindestens einer Lichtaustrittsfläche und einer Lichtauskopplungseinrichtung. Die Erfindung ist bevorzugt einsetzbar im Zusammenhang mit einer Automobilleuchtvorrichtung, insbesondere einer Tagfahrleuchte.
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Bisher sind Lichtleiter der eingangs genannten Art bekannt, deren Lichtauskopplungseinrichtung eine auf der Lichtaustrittsfläche gebildete Struktur umfasst, welche eine Totalreflexion dort stört oder verhindert und dadurch Licht durch die Lichtaustrittsfläche treten lässt. Eine solche Struktur kann eine Oberflächenaufrauhung oder eine oberflächliche Prismenstruktur umfassen. Es ist hierbei nachteilig, dass ein lokal aus der Lichtaustrittsfläche ausgekoppelter Lichtstrom sich typischerweise mit zunehmendem Abstand von der Lichteintrittsfläche verringert und sich folglich bei einer länglich ausgedehnten Lichtaustrittsfläche eine wahrnehmbare Helligkeitsinhomogenität einstellt. Bei der Oberflächenaufrauhung ist zudem eine Ausrichtung und insbesondere Richtungskonzentration des aus der Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts nur durch ein nachgeschaltetes optisches Element effektiv erreichbar. Darüber hinaus ist die auf der Lichtaustrittsfläche vorhandene Lichtauskopplungseinrichtung empfindlich gegenüber einer mechanischen und/oder chemischen Beanspruchung.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen Lichtleiter bereitzustellen, welcher an seiner mindestens einen Lichtaustrittsfläche eine homogenere Helligkeitsverteilung ermöglicht, eine Richtungskonzentration ohne nachgeschaltete optische Elemente zulässt und/oder widerstandfähiger gegenüber einer äußeren Beanspruchung ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Lichtleiter, aufweisend einen TIR-Lichtleitkörper mit mindestens einer Lichteintrittsfläche, mindestens einer Lichtaustrittsfläche und einer Lichtauskopplungseinrichtung zur Lichtauskopplung aus der mindestens einen Lichtaustrittsfläche. Unter einem TIR („Total Inner Reflection“; Innere Totalreflexion)-Lichtleitkörper kann insbesondere ein Lichtleitkörper verstanden werden, welcher durch die Lichteintrittsfläche in ihn eingestrahltes Licht durch innere Totalreflexion leiten kann.
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Die Lichtauskopplungseinrichtung weist mindestens ein in dem Lichtleiter angeordnetes Lichtablenkelement zur Ablenkung von in dem TIR-Lichtleitkörper laufendem Licht auf die Lichtaustrittsfläche unter einem Winkel, welcher kleiner ist als ein Grenzwinkel der Totalreflexion an der Lichtaustrittsfläche, auf. Durch das mindestens eine Lichtablenkelement kann also das in dem TIR-Lichtleitkörper laufende Licht unter einem definierten Winkel oder Winkelbereich von innen auf die mindestens eine Lichtaustrittsfläche gestrahlt werden und weiter unter einem definierten Winkel oder Winkelbereich austreten. Durch eine geeignete Formung des mindestens einen Lichtablenkelements kann das austretende Strahlbündel bereits bei seinem Austritt signifikant gerichtet sein. Durch die Zahl, Lage bzw. Orientierung, Form und Größe insbesondere mehrerer Lichtablenkelemente lässt sich ein austretender Lichtstrom lokal relativ einstellen, so dass eine homogenere Helligkeitsverteilung realisierbar ist, z.B. indem nahe der mindestens einen Lichteintrittsfläche eine relativ schwächere Auskopplung eingestellt wird als weiter davon entfernt. Dadurch, dass das mindestens eine Lichtablenkelement sich nicht mehr an der mindestens einen Lichtaustrittsfläche befindet, sondern dahinter innerhalb des Lichtleiters, ist es auch vor einer äußeren Beanspruchung gut geschützt.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Lichtablenkelement mehrere Lichtablenkelemente umfasst.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass der TIR-Lichtleitkörper aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere transparenten, Werkstoff besteht. Der Werkstoff kann insbesondere ein Kunststoff sein, aber z.B. auch Glas. Der Kunststoff ist insbesondere ein Thermoplast, z.B. Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), ein Cyclo-Olefin-Copolymer (COC), Polymethacrylmethylimid (PMMI) oder eine Mischung einiger oder aller Stoffe.
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Es ist eine für eine effektive Lichtauskopplung vorteilhafte Weiterbildung, dass sich das mindestens eine Lichtablenkelement über eine im Wesentlichen gesamte Höhe des TIR-Lichtleitkörpers erstreckt.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der Lichtleiter zusätzlich einen Schutzteil oder Schutzbereich mit einem zu dem TIR-Lichtleitkörper unterschiedlichen Brechungsindex aufweist, wobei der TIR-Lichtleitkörper und der Schutzbereich flächig aufeinander liegen. Dadurch ist der Lichtleiter aus (mindestens) zwei Teilbereichen aufgebaut, von denen der TIR-Lichtleitkörper das Licht einlässt, totalreflektierend leitet und wieder ausgibt, während der Schutzbereich kein oder nur vernachlässigbar wenig Licht leitet. Durch den unterschiedlichen Brechungsindex wird eine Fähigkeit zur inneren Totalreflexion des TIR-Lichtleitkörpers an seiner Grenzfläche zu dem Schutzbereich aufrechterhalten. Der Schutzbereich kann beispielweise einer einfachen Handhabung und Halterung des TIR-Lichtleitkörpers dienen.
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Es ist eine insbesondere hiermit kombinierbare Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtablenkelement an einer Grenzfläche des TIR-Lichtleitkörpers zu dem Schutzbereich angeordnet ist. Die mindestens eine Lichteintrittsfläche und die mindestens eine Lichtaustrittsfläche sind folglich an dem TIR-Lichtleitkörper außerhalb einer Grenzfläche zu dem Schutzbereich angeordnet, so dass ein Lichteinfall und ein Lichtaustritt durch den Schutzbereich nicht behindert werden. Der Schutzbereich ermöglicht hierbei den weiteren Vorteil, dass er die Grenzfläche (typischerweise eine Rückseite) des TIR-Lichtleiters abdeckt und somit das mindestens eine Lichtablenkelement zusätzlich vor einer äußeren Beanspruchung schützt. Dadurch, dass das mindestens eine Lichtablenkelement sich an der Grenzfläche befindet, d. h. insbesondere, durch die Grenzfläche gebildet wird oder sich von der Grenzfläche ausgehend in den TIR-Lichtleitkörper hinein erstreckt, wird ein optischer Nebenstrom zwischen dem mindestens einen Lichtablenkelement und der Grenzfläche verhindert. Jedoch kann das mindestens eine Lichtablenkelement grundsätzlich beliebig in dem TIR-Lichtleitkörper angeordnet sein, insbesondere vollständig innerhalb des TIR-Lichtleitkörpers untergebracht sein.
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Der Schutzbereich kann lichtdurchlässig, insbesondere transparent, sein, mag aber auch nicht lichtdurchlässig sein.
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Es ist auch eine Weiterbildung, dass sowohl der TIR-Lichtleitkörper als auch der Schutzbereich aus Kunststoff hergestellt sind, insbesondere aus Thermoplast, insbesondere PC, ABS, PMMA, PMMI und/oder COC. Dabei können der TIR-Lichtleitkörper und der Schutzbereich insbesondere aus unterschiedlichem Kunststoff mit signifikant unterschiedlichem Brechungsindex hergestellt sein. Jedoch können der TIR-Lichtleitkörper und der Schutzbereich beispielsweise auch eine Glas/Kunststoff-Kombination darstellen.
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Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass der TIR-Lichtleitkörper und der Schutzbereich miteinander vergossen hergestellt sind, insbesondere mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens im Fall von zwei unterschiedlichen Komponenten oder eines Mehrschicht-Spritzgussverfahrens im Fall von gleichen Komponenten. So lassen sich der Lichtleiter und die an der Grenzfläche zum Schutzbereich angeordneten Lichtauskoppelelemente einfach und preiswert herstellen.
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Alternativ mögen der TIR-Lichtleitkörper und der Schutzbereich beispielsweise miteinander verklebt sein, z.B. mittels einer dünnen Haftschicht.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der TIR-Lichtleitkörper ein länglicher Körper ist, dessen zumindest eine Endfläche die mindestens eine Lichteintrittsfläche aufweist, dessen zumindest eine Längsseite die mindestens eine Lichtaustrittsfläche aufweist und dessen zumindest eine einer Lichtaustrittsfläche gegenüberliegende Längsseite die Grenzfläche mit dem Schutzbereich aufweist. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass mindestens eine lange und folglich große Lichtaustrittsfläche bereitgestellt wird, welche besonders einfach über ihre Länge durch das mindestens eine Lichtablenkelement hinterleuchtbar ist.
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Insbesondere kann eine Lichteintrittsfläche im Wesentlichen einer Endfläche entsprechen, eine Lichtaustrittsfläche im Wesentlichen einer Längsseite entsprechen und/oder eine Grenzfläche einer dazu im Wesentlichen gegenüberliegenden Längsseite entsprechen.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der TIR-Lichtleitkörper ein zumindest im Wesentlichen stabförmiger Körper ist.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der stabförmige TIR-Lichtleitkörper eine eckige Querschnittsform aufweist. Dadurch können mindestens eine scharf definierte Lichtaustrittsfläche und Grenzfläche bereitgestellt werden, insbesondere bei einem Querschnitt mit einer geraden Zahl von Flächen. Grundsätzlich ist die Zahl der Ecken nicht eingeschränkt und kann z.B. eine dreieckige, viereckige usw. Querschnittsform aufweisen. Bei einem rechteckigen Querschnitt können z.B. eine Längsseite oder zwei aneinandergrenzende Längsseiten als Lichtaustrittsflächen dienen, bei einem sechseckigen Querschnitt insbesondere drei Längsseiten als Lichtaustrittsflächen dienen usw.
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Jedoch ist auch ein runder, beispielsweise kreisförmiger oder ovaler, Querschnitt verwendbar. Grundsätzlich ist die Form des Querschnitts jedoch nicht beschränkt und kann auch eine Kombination runder und eckiger Abschnitte umfassen, insbesondere auch freiflächnerisch gestaltet sein.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass der TIR-Lichtleitkörper ein zumindest abschnittsweise geradliniger Körper ist. Alternativ oder zusätzlich kann der TIR-Lichtleitkörper ein zumindest abschnittsweise gekrümmter Körper sein. Ein gekrümmter TIR-Lichtleitkörper ermöglicht vorteilhafterweise auf besonders einfache Weise eine Lichtabstrahlung in einen großen Raumwinkelbereich.
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Es ist eine weitere, allgemeine Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtablenkelement als ein Hohlkörper ausgestaltet ist. Der Hohlkörper kann insbesondere als ein reflektierendes Element, insbesondere totalreflektierendes Element, ausgestaltet sein. Die Verwendung mindestens eines Hohlkörpers weist den Vorteil auf, dass dieser besonders einfach herstellbar ist, z.B. durch eine entsprechend ausgebildete Spritzgussform.
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Es ist noch eine Ausgestaltung für den Fall, dass der Lichtleiter (mindestens) einen TIR-Lichtleitkörper und (mindestens) einen Schutzbereich aufweist, dass der mindestens eine Hohlkörper als ein in die Grenzschicht des TIR-Lichtleitkörpers eingebrachter Rücksprung oder Vertiefung ausgebildet ist. So kann zur Bereitstellung von Hohlkörpern eine einfache Oberflächenbehandlung an der Grenzfläche des TIR-Lichtleitkörpers zur Einbringung von Vertiefungen verwendet werden, welche durch den flächigen Kontakt mit dem Schutzbereich zu Hohlräumen werden. Das Einbringen von Vertiefungen kann beispielsweise durch eine geeignet geformte Spritzgussform, ein Stempelverfahren oder ein Prägeverfahren erreicht werden.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass zumindest ein Hohlkörper in Form eines längsgeschnittenen Kreiszylindersektors ausgestaltet ist, insbesondere mit einem Sektorwinkel von weniger als 90°. Eine solche Form ist einfach in eine Oberfläche einbringbar und ermöglicht eine starke, gut definierte Ablenkung eines einfallenden Lichtstrahls auf die Lichtaustrittsfläche. Jedoch ist die Form des Hohlkörpers nicht beschränkt und kann z.B. eine eckige (dreieckige, viereckige oder mehreckige) Querschnittsform aufweisen.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine Lichtablenkelement als ein Spiegel bzw. Spiegelelement ausgestaltet ist. Dadurch wird eine Reflexion von in dem TIR-Lichtleitkörper laufendem Licht auf die mindestens eine Lichtaustrittsfläche unabhängig von dem Einfallswinkel auf den Spiegel ermöglicht und somit eine flexiblere Gestaltung und Anordnung der Lichtablenkelemente.
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Die Spiegel können insbesondere in dem TIR-Lichtleitkörper vergossen sein oder können als eine reflektierende Beschichtung, z.B. durch Aufdampfen aufgebracht ist, in dem TIR-Lichtleitkörper oder an dessen Oberfläche vorliegen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Spiegel eine reflektierende Oberfläche, insbesondere aus Aluminium, aufweist oder dadurch gebildet ist. Diese kann eine besonders hohe Reflektivität erreichen. Die Oberfläche kann beispielsweise durch eine Schicht oder einen Schichtstapel gebildet werden, z.B. eine einfache Aluminiumschicht oder auch eine MIRO- oder MIRO-SILVER-Schicht. Alternativ zu der Schicht kann der Spiegel als ein Vollkörper mit einer reflektierenden Oberfläche ausgebildet sein, z.B. als ein Plättchen, ein dreidimensional ausgedehnter Körper usw.
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Der mindestens eine Hohlkörper und der mindestens eine Spiegel können auch kombiniert werden, z.B. durch ein Vorsehen eines innen verspiegelten Hohlkörpers. Dies ermöglicht sowohl eine Reflexion unter einem großen Winkelbereich als auch eine vergleichsweise einfache Herstellung.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass zumindest einige von mehreren Lichtablenkelementen eine zueinander unterschiedliche Winkelstellung aufweisen. Es kann folglich eine lokal individuelle Ausrichtung des reflektierten und weiter durch die mindestens eine Lichtaustrittsfläche laufenden Lichts erreicht werden und dadurch auf effektive Weise eine individuell geformte und/oder homogenere Lichtabstrahlung schon aus der mindestens einen Lichtaustrittsfläche heraus.
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Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass zumindest einige von mehreren Lichtablenkelementen eine zueinander gleiche Winkelstellung aufweisen.
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Bei einem gekrümmten TIR-Lichtleitkörper können die Lichtablenkelemente insbesondere eine entlang der Krümmung einstellende, zueinander unterschiedliche Winkelstellung aufweisen, insbesondere mit Winkeländerungen, welche der Krümmung oder gekrümmten Längserstreckung des TIR-Lichtleitkörpers entsprechen. Diese Lichtablenkelemente weisen also im Raum bzw. zueinander eine unterschiedliche Winkelstellung auf, jedoch lokal in Bezug auf die Längserstreckung des TIR-Lichtleitkörpers eine konstante Winkelstellung auf. Beispielsweise mag eine Winkelstellung in Abhängigkeit von einer Entfernung zu einer Lichteintrittsfläche variiert werden, und zwar auch unter Berücksichtigung einer Krümmung des TIR-Lichtleitkörpers. Alternativ mögen z.B. die Lichtablenkelemente eines gekrümmten TIR-Lichtleitkörpers eine im Raum gleiche Winkelstellung aufweisen, was eine lokal in Bezug auf die Längserstreckung des TIR-Lichtleitkörpers sich ändernde Winkelstellung ergibt.
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Es ist zudem eine Weiterbildung, dass mehrere Lichtablenkelemente eine unterschiedliche Größe aufweisen. Es kann folglich eine lokal individuelle Ausrichtung, insbesondere Stärke, des reflektierten und weiter durch die mindestens eine Lichtaustrittsfläche laufenden Lichts erreicht werden und dadurch eine geformte und/oder homogenere Lichtabstrahlung erreicht werden. Beispielsweise kann so auf eine einfache Weise eine gewünschte, insbesondere homogenere Lichtverteilung an der mindestens einen Lichtaustrittsfläche erreicht werden, insbesondere indem die Lichtablenkelemente mit steigender Entfernung zu einer Lichteintrittsfläche eine größere reflektierende Fläche aufweisen.
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Analog zu der Winkelstellung und/oder der Größe kann auch die Form usw. der Lichtablenkelemente variiert werden. Grundsätzlich können die Lichtablenkelemente, insbesondere Spiegelelemente beliebig gegeneinander versetzt sein, z.B. gegeneinander versetzt sein.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, welche mindestens einen Lichtleiter wie oben beschrieben und mindestens eine Lichtquelle zum Erzeugen von in die mindestens eine Lichteintrittsfläche einkoppelbarem Licht aufweist.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Lichtquelle mindestens eine Halbleiterlichtquelle umfasst.
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Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom, wie z.B. rot, grün, blau usw., oder multichrom, wie z.B. weiß, sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs, sogenannte OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs, einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung ist. Die Art des Fahrzeugs ist nicht eingeschränkt und kann jedes geeignete Land-, Wasser- und Luftfahrzeug umfassen, insbesondere ein landgestütztes Kraftfahrzeug. Die Fahrzeug-Leuchtvorrichtung kann insbesondere eine Automobilleuchtvorrichtung sein.
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Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die Automobilleuchtvorrichtung eine Tagfahrleuchte ist. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere hierfür geeignet, da sie einerseits ein homogenes und andererseits ein ausreichend scharf definiertes Beleuchtungsfeld ermöglicht, eine Tagfahrleuchte jedoch typischerweise weder einen sehr hohen Lichtstrom noch eine besonders scharfe Hell-Dunkel-Grenze benötigt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt in Draufsicht einen Lichtleiter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 zeigt den Lichtleiter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht auf eine Lichtaustrittsfläche;
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3 zeigt den Lichtleiter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von schräg oben mit einem vergrößerten Ausschnitt auf eine Grenzfläche mit darin eingebrachten Lichtablenkelementen;
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4 zeigt in Draufsicht einen Lichtleiter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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5 zeigt den Lichtleiter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht auf eine Lichtaustrittsfläche; und
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6 zeigt den Lichtleiter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von schräg oben mit einem vergrößerten Ausschnitt auf eine Grenzfläche mit darin eingebrachten Lichtablenkelementen.
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1 zeigt in Draufsicht einen Lichtleiter 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Der Lichtleiter 11 weist einen stabförmigen TIR-Lichtleitkörper 12 aus transparentem, thermoplastischem Kunststoff auf, welcher entlang seiner Längserstreckung L eine gebogene oder gekrümmte Grundform mit einer rechteckigen Querschnittsform aufweist. Eine erste Endseite 13 (auch als eine Grundfläche oder Deckfläche bezeichnet) dient als Lichteintrittsfläche, und eine frontseitige Längsseite 14 dient als eine Lichtaustrittsfläche. 2 zeigt den Lichtleiter 11 in einer Vorderansicht auf die Längsseite 14.
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In die Endseite 13 eingestrahltes oder eingekoppeltes Licht S wird in dem TIR-Lichtleitkörper 12 mit Hilfe einer inneren Totalreflexion geleitet. Die der als Lichteintrittsfläche dienenden ersten Endseite 13 gegenüberliegende zweite Endseite 15 reflektiert auf sie von innen einfallendes Licht durch Totalreflexion zurück oder z.B. dadurch, dass diese Endfläche 15 verspiegelt ist. Eine oberseitige Längsseite 16 und eine unterseitige Längsseite 17, welche direkt an die als Lichtaustrittsfläche dienende Längsseite 14 angrenzen, dienen nur der Totalreflexion, aber nicht einer Lichtauskopplung.
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An der rückwärtigen Längsseite 18 des TIR-Lichtleitkörpers 12, welche der als Lichtaustrittsfläche dienenden Längsseite 14 gegenüberliegt, ist mit einem geringen Abstand von der ersten Endseite 13 ein Schutzbereich 19 angeordnet, welcher sich bis zu der zweiten Endseite 15 erstreckt. Der Schutzbereich 19 besteht ebenfalls aus Kunststoff, jedoch mit einem unterschiedlichen Brechungsindex im Vergleich zu dem TIR-Lichtleitkörper 12, so dass die rückwärtige Längsseite 18 in dem TIR-Lichtleitkörper 12 laufendes Licht totalreflektieren kann. Der Schutzbereich 19 ist bis auf ein überstehendes Ende 20 des TIR-Lichtleitkörpers 12 im Bereich der ersten Endseite 13 vollflächig mit der rückwärtigen Längsseite 18 verbunden, insbesondere mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens. Die rückwärtige Längsseite 18 des TIR-Lichtleitkörpers 12 bildet folglich eine Grenzfläche mit dem Schutzbereich 19. Der Schutzbereich 19 weist die gleiche Höhe h auf wie der TIR-Lichtleitkörper 12, erstreckt sich aber weiter in die Tiefe t als der TIR-Lichtleitkörper 12.
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Um im Betrieb ein räumlich gut definiertes Abstrahlmuster mit einer einheitlicheren Helligkeit an der als Lichtaustrittsfläche dienenden frontseitigen Längsseite 14 als bisher zu ermöglichen, sind in dem TIR-Lichtleitkörper 12 mehrere Lichtablenkelemente in Form von senkrecht stehenden, die ganze Höhe h einnehmenden Spiegeln 21 angeordnet, die in Reihe gleichbeabstandet entlang der Längsachse oder Längserstreckung L angeordnet sind. Die Spiegel 21 als solche erstrecken sich von der als Grenzfläche dienenden rückwärtigen Längsseite 18 aus in den TIR-Lichtleitkörper 12 hinein, und zwar schräg zu der Längsseite 18. Da der Schutzbereich 19 die rückwärtige Längsseite 18 bedeckt, dient er zum Schutz der Spiegel 21 z.B. vor einer mechanischen und/oder chemischen Beanspruchung. Zudem kann der Schutzbereich 19 einer verbesserten Handhabung und Halterung des Lichtleiters 11 dienen. 3 zeigt den Lichtleiter 11 in einer Ansicht von schräg oben mit einem vergrößerten Ausschnitt A auf die rückwärtige Längsseite 18 mit dort ansetzenden Spiegeln 21.
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Die Spiegel 21 sind so angeordnet, dass durch die Endseite 13 eintretendes und in dem TIR-Lichtleitkörper 12 laufendes Licht S bei einem Einfall auf einen der Spiegel 21 zumindest zu einem signifikanten Anteil unter einem vergleichsweise geringen Winkel (in Bezug auf eine Flächennormale) von innen auf die als Lichtaustrittsfläche dienende, frontseitige Längsseite 14 fällt, welcher kleiner ist als ein Grenzwinkel der Totalreflexion. Dadurch wird das so reflektierte Licht an der Längsseite 14 aus dem TIR-Lichtleitkörper 12 definiert ausgekoppelt bzw. abgestrahlt.
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Die Spiegel 21 sind beispielsweise in dem TIR-Lichtleitkörper 12 vergossen und weisen z.B. eine hochgradig reflektierende Aluminiumoberfläche auf. Die Spiegel 21 können beispielsweise als Aluminiumschicht, Aluminiumplatten, Aluminiumrohre oder (insbesondere stabförmige oder zylinderförmige) Aluminiumvollkörper vorliegen. Die Spiegel 21 können aber z.B. auch als eingelegte, umspritzte Minireflektoren aus Kunststoff mit komplexen Freiformgeometrien ausgestaltet sein.
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Die Spiegel 21 weisen hier eine gleiche Größe, Form und gleiche Orientierung auf. Da die Längsachse oder Längserstreckung L des TIR-Lichtleitkörpers 12 jedoch kreissektorförmig gekrümmt ist, ist die Orientierung benachbarter Spiegel 21 in Bezug auf den nächsten Punkt der Längsachse L, d. h. von der Längsachse L aus gesehen, lokal unterschiedlich. Und zwar vergrößert sich ein Winkel zwischen einem Spiegel 21 und der Längserstreckung L mit steigendem Abstand von der ersten Endseite 13, so dass eine in Richtung der Längserstreckung L lokal projizierte Fläche ebenfalls mit steigendem Abstand von der ersten Endseite 13 steigt. Dadurch wird mit dem steigenden Abstand auch ein steigender Anteil des durch den TIR-Lichtleitkörper 12 laufenden Lichts auf die frontseitige Längsseite 14 geworfen und ausgekoppelt, was eine Helligkeitsverteilung über die Länge der Längsseite 14 vereinheitlicht. Da die Winkelstellung der Spiegel 21 die gleiche ist, wird das an der Längsseite 14 austretende Licht zudem stärker in eine Vorwärtsrichtung geworfen als bei einer nicht gerichteten Lichtauskopplung.
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Eine diesen Lichtleitkörper 11 verwendende Leuchtvorrichtung T weist mindestens eine Halbleiterlichtquelle in Form einer weiß strahlenden Leuchtdiode D auf, welche ihr Licht auf die erste Endseite 13 wirft und dort einkoppelt. Diese Leuchtvorrichtung T kann insbesondere als eine Tagfahrleuchte eines Fahrzeugs verwendet werden.
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Die 4, 5 und 6 zeigen zu den 1, 2 bzw. 3 analoge Darstellungen eines Lichtleiters 31. Der Lichtleiter 31 unterscheidet sich von dem Lichtleitkörper 11 dadurch, dass der Schutzbereich 39 im Gegensatz zu dem Schutzbereich 19 eine geringere Tiefe t aufweist und ebenfalls länglich gekrümmt ausgestaltet ist.
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Außerdem werden als Lichtablenkelemente des TIR-Lichtleitkörpers 32 nun keine Spiegel 21 verwendet, sondern Hohlräume 41, deren Grundform einem (Längs-)Sektorschnitt eines Zylinderkörpers entsprechen, wie insbesondere aus dem Ausschnitt B aus 6 ersichtlich. Die Hohlräume 41 dienen als TIR-Reflektoren, an denen das in dem TIR-Lichtleitkörper 32 laufende Licht mittels innerer Totalreflexion auf die als Lichtaustrittsfläche dienende Längsseite 14 abgelenkt wird. Insbesondere die der ersten Endseite 13 zugewandten Seiten 41a der Hohlräume 41 können eine zu den Spiegeln 21 analoge Wirkweise aufweisen und entsprechend ausgestaltet werden, z.B. in Bezug auf ihre Lage, insbesondere Winkellage, Form, Größe usw.
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Die Hohlräume 41 können besonders einfach durch ein Formwerkzeug, beispielsweise Vergussform, Prägewerkzeug, Stempel usw., in die rückwärtige Längsseite 18 eingebracht werden, welche durch den Schutzbereich 39 rückwärtig abgeschlossen werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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So mögen als Lichtablenkelemente dienende Hohlräume auch verspiegelt sein. Die Hohlräume können ferner durch als Spiegel wirkende Körper gefüllt sein, z.B. aus Aluminium.
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Zudem mögen auch Hohlräume einer sich ändernden Form verwendet werden, z.B. mit gleichen der ersten Endseite zugewandten Seiten, aber einem Winkel des Sektorschnitts bzw. Sektorlängsschnitts, welcher eine Anordnung der abgewandten Seiten an der rückwärtigen Längsseite erlaubt.
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Während der Lichtleiter in den gezeigten Ausführungsbeispielen im Wesentlichen als ein in einer Ebene liegender, plattenförmiger Lichtleiter ausgebildet ist, ist er allgemein nicht darauf beschränkt und kann beispielsweise auch signifikant in Höhenrichtung geformt sein, z.B. gekrümmt sein usw.
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Der Lichtleiter kann beispielsweise auch als ein Lichtverteilungselement oder als ein Lichtemissionselement o.ä. bezeichnet werden.
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Allgemein kann unter „ein“ oder „eine“ speziell „mindestens ein“ bzw. „mindestens eine“, d. h. eine Einzahl oder Mehrzahl von Merkmalen, verstanden werden, falls sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt, insbesondere explizit auf eine Einzahl abgestellt wird.
