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Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungsoptik für einen Projektor zum Projizieren eines grafischen Zeichens auf eine Projektionsfläche und einem Projektor mit dieser Beleuchtungsoptik.
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Projektoren mit denen grafische Zeichen auf eine Projektionsebene projiziert werden können, werden üblicherweise als statische Projektoren oder Logo-Projektoren bezeichnet. Mit diesen können beispielsweise Notausgangsignale, Logos von Firmen oder Institutionen und/oder dekorative Elemente an beliebige Flächen, wie beispielsweise Wände, projiziert werden.
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In Kraftfahrzeugen werden statische Projektoren vorwiegend für die Projektion von Firmenlogos verwendet und sind beispielsweise in der Tür oder im Außenspiegel verbaut, so dass das Logo auf den Boden neben dem Fahrzeug projiziert werden kann.
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Statische Projektoren bestehen in der Regel aus zumindest einer Lichtquelle, einer Beleuchtungsoptik, dem zu projizierenden grafischen Zeichen oder Logo und einer Abbildungsoptik. Die Beleuchtungsoptik hat die Aufgabe mittels des von der Lichtquelle emittierten Lichts das Logo auszuleuchten. Die nachgeschaltete Abbildungsoptik bildet das beleuchtete Logo auf der Projektionsebene ab.
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An die Beleuchtungsoptik werden folgende Anforderungen gestellt: hohe Effizienz, d.h. möglichst vollständige Nutzung des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtstroms, homogene Ausleuchtung des grafischen Zeichens oder Logos, farbtreue Abbildung, und, vor allem im Automobilbereich, kostengünstige Herstellung und geringe Baugröße.
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Bei den bekannten statischen Projektoren wird als Beleuchtungsoptik üblicherweise eine einzelne Linse oder ein Objektiv mit mehreren Linsen verwendet, um die lichtemittierende Fläche einer Lichtquelle, wie beispielsweise eine LED, auf die Ebene des zu projizierenden Objekts, d.h. die Beleuchtungsebene, abzubilden und somit eine homogene Ausleuchtung dieser Ebene zu erreichen. Das zu projizierenden Objekt kann eine Maske in Form des grafischen Zeichens oder Logos sein. Die einzelnen Linsen des Objektivs werden vorrangig aus unterschiedlichen Materialien hergestellt um chromatische Abbildungsfehler zu reduzieren, was einen hohen Fertigungsaufwand und Materialkosten bedeutet. Ferner müssen die einzelnen Linsen in einer hinreichenden mechanischen Genauigkeit zueinander positioniert und gehalten werden.
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Die auf Linsen basierende Beleuchtungsoptik ist prinzipiell so ausgestaltet, dass die gesamte Beleuchtungsebene möglichst konstant und homogen ausgeleuchtet wird. Da das zu projizierende grafische Zeichen naturgemäß nur einen Teil der Beleuchtungsebene ausmacht, sind die außerhalb des grafischen Zeichens liegenden Bereiche der Beleuchtungsebene abgedunkelt. Wenn das zu projizierende grafische Zeichen zudem derart ausgestaltet ist, dass im Inneren nicht ausgeleuchtete Bereiche vorhanden sind, so sind die entsprechenden Bereiche in der Beleuchtungsebene ebenfalls abgedunkelt. In den abgedunkelten Bereichen wird das auftreffende Licht absorbiert und ist somit die Effizienz, d.h. eine möglichst vollständige Nutzung des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtstroms, verringert.
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Die
DE 11 2014 005 269 T5 offenbart ein Frontlichtmodul für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht, einem Lichtleiter, der eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Lichts und eine emittierende Oberfläche zum Emittieren des durch die reflektierende Oberfläche reflektierten Lichts aufweist, sowie einem optischen Projektionselement zum Projizieren des von der emittierten Oberfläche emittierten Lichts, wobei in einer Richtung von einer optischen Achse des optischen Projektionselements ein Endabschnitt auf der emittierenden Oberflächenseite der reflektierenden Oberfläche ein Punkt enthält, der sich in einer Fokuslage des optischen Projektionselements befindet.
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Die
US 2009/0 168 414 A1 offenbart eine optische Vorrichtung mit verbesserter Farbhomogenität und verbesserter Kollimation von Licht, das von einer Vielzahl von LED-Lichtquellen einer Light Engine erzeugt wird. Die optische Vorrichtung ist speziell an die Platzierung der LED-Lichtquellen angepasst.
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Die
WO 2010/025 738 A1 offenbart eine Leuchte mit einer elektrodenlosen Plasmaquelle, die einen Resonator und eine Lichtquelle umfasst, wobei die Lichtquelle innerhalb eines Hohlraums einer TIR-Linse betrieben wird und die TIR-Linse ein Metallgitter umfasst, das zumindest einen Teil der TIR-Linse bedeckt und die von der elektrodenlosen Plasmaquelle emittierte Strahlung erdet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsoptik für einen Projektor zum Projizieren eines grafischen Zeichens auf eine Projektionsfläche und einen entsprechenden Projektor bereitzustellen, die bzw. der eine geringe Baugröße aufweist, kostengünstig herzustellen ist und eine effiziente Nutzung des von einer Lichtquelle emittierten Lichts und eine gleichmäßige Ausleuchtung einer Beleuchtungsebene ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Beleuchtungsoptik gemäß Anspruch 1 und den Projektor gemäß Anspruch 8.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungsoptik für einen Projektor zum Projizieren eines grafischen Zeichens auf eine Projektionsfläche mit einer Sammellinse und einer lichtformenden Struktur, die in Projektionsrichtung hinter der Sammellinse angeordnet ist und an die Sammellinse angrenzt und deren Auskoppelfläche eine dem graphischen Zeichen entsprechende Querschnittsform aufweist, bereitgestellt, wobei die Sammellinse und die lichtformende Struktur aus Silikon bestehen und eine innere Totalreflexion aufweisen.
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Die Sammellinse der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik ist eine Linse mit innerer Totalreflexion, d.h. eine sogenannte TIR-Linse, und weist somit eine hohe Sammeleffizienz auf (TIR = „Total Internal Reflection“). Die TIR-Linse weist eine refraktive Einkoppelfläche und eine refraktive Auskoppelfläche auf. Die Außenmantelfläche der TIR-Linse ist in etwa paraboloidförmig ausgestaltet und als TIR-Oberfläche ausgebildet. In die TIR-Linse können ein zentraler Lichtpfad und eine seitlicher Lichtpfad eintreten, wobei die Strahlung im seitlichen Lichtpfad an der TIR-Oberfläche reflektiert wird. Vorzugsweise kann die Sammellinse als ein Kollimator mit innerer Totalreflexion (TIR-Kollimator) ausgebildet sein.
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In Projektionsrichtung hinter der Sammellinse ist eine lichtformende Struktur angeordnet. Die Projektionsrichtung ist definiert als die Richtung, in der bei einer Projektion die Lichtstrahlen sich ausgehend von einer Lichtquelle durch die Beleuchtungsoptik bis zur Beleuchtungsebene ausbreiten. Sie kann auch als Strahlausbreitungsrichtung bezeichnet werden.
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Die lichtformende Struktur der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik weist eine Einkoppelfläche und eine Auskoppelfläche auf, wobei die Querschnittsform der Auskoppelfläche der Form des zu projizierenden grafischen Zeichens entspricht. Ist das zu projizierenden grafische Zeichen beispielsweise ein Dreieck, so weist die Auskoppelfläche der lichtformenden Struktur einen dreieckigen Querschnitt auf, in denselben Proportionen und in derselben Ausrichtung wie das zu projizierende Dreieck.
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Die lichtformende Struktur weist zudem eine innere Totalreflexion auf. Somit kann bei vorteilhafter Ausgestaltung nahezu das gesamte in die lichtformende Struktur eintretende Licht auf die zu projizierenden Bereiche der Beleuchtungsebene geleitet und für die Projektion genutzt. Im Gegensatz zu den bekannten Projektoren werden keine Bereiche der Beleuchtungsebene abgedunkelt, so dass eine optimale Effizienz erreicht wird.
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Die Einkoppelfläche der lichtformenden Struktur weist vorzugsweise dieselbe Form wie die Auskoppelfläche der Sammellinse auf.
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Die Sammellinse und die lichtformende Struktur der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik bestehen aus Silikon, d.h. aus einem Kunststoff auf Silikonbasis. Hierbei handelt es sich um ein optisch transparentes Material das auch als optisches Silikon bezeichnet wird. Optisches Silikon ist im sichtbaren wie im UV-Spektrum nahezu so transparent wie qualitativ hochwertiges Glas und ist zudem deutlich leichter als Glas und die meisten anderen optischen Kunststoffe. Optisches Silikon ist weitaus flexibler als Glas, wodurch die Bruchgefahr reduziert ist, so dass es besonders wertvoll ist bei der Anwendung in Fahrzeugen, wo Optiken einer Vielzahl von Vibrationen und Stößen ausgesetzt sein können. Obwohl es flexibel genug ist, um nicht zu brechen, ist es dennoch steif genug, dass die daraus hergestellten Optiken ihre optischen Eigenschaften beibehalten. Ferner weist es eine ausreichende Temperaturbeständigkeit von bis zu 150 °C auf, so dass es auch bei hohen Leistungsdichten eingesetzt werden kann. Da Silikone üblicherweise im Spritzguss verarbeitet werden, steht ferner eine hohe Flexibilität bei der Ausgestaltung zur Verfügung. Als Silikonmaterialien können beispielsweise Silikone bzw. Silikonkautschuke vom Typ Lumisil LR 7600/70 der Wacker Chemie AG verwendet werden, weiterhin additionsvernetze Silikone wie Typ RTV 615 der Momentive Performance Materials GmbH und Typ Sylgard 184 der Dow Corning Corporation, weiterhin Silikon bestehend aus Polydimethylsiloxan, weiterhin Liquid Silicone Rubber (LSR) Materialien.
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Die zu projizierenden graphischen Zeichen können prinzipiell beliebig ausgeformt sein. Im einfachsten Fall bilden sie eine scharf umgrenzte Fläche, die kreisrund, oval, drei- oder mehreckig oder freiförmig ist. Beispielhafte Ausgestaltungen einfacher grafischer Zeichen sind in 1 dargestellt. Je nach Art der verwendeten Lichtquelle sind Projektionen mit weißem oder farbigem Licht möglich. Farbige Projektionen können auch dadurch erhalten werden, indem im Lichtweg geeignete Absorptionsfolien angeordnet werden. Vorzugsweise wird eine derartige Absorptionsfolie in der Beleuchtungsebene angeordnet.
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Da bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik die Querschnittsform der Auskoppelfläche der lichtformenden Struktur der Form des zu projizierenden grafischen Zeichens entspricht, ist demgemäß bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik die Querschnittsform der Auskoppelfläche der lichtformenden Struktur kreisrund, oval, drei- oder mehreckig oder freiförmig. Somit wird das gesamte in die lichtformende Struktur eintretende Licht auf die Beleuchtungsebene geleitet und für die Projektion genutzt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Sammellinse und die lichtformende Struktur aus einem Stück geformt. Das heißt, Sammellinse und lichtformende Struktur sind einteilig/einstückig aus demselben Silikon geformt, so dass die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik aus einem Bauteil besteht mit einer Einkoppelfläche auf der Seite, die der Lichtquelle zugewandt ist, und einer Auskoppelfläche auf der Seite, die der Beleuchtungsebene zugewandt ist. Dies hat den Vorteil, dass kein Lichtverlust an der Grenzfläche zwischen Sammellinse und lichtformender Struktur auftreten kann und dass die Beleuchtungsoptik einfach herzustellen und im Projektor zu positionieren ist.
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Damit die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik im Projektor besser positioniert und gehalten werden kann, weist sie vorzugsweise eine damit verbundene Befestigungseinrichtung auf. Die Befestigungseinrichtung kann eine mechanische Halterung sein, die derart ausgestaltet ist, dass die Beleuchtungsoptik im Projektor geeignet montiert werden kann. Vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung so ausgestaltet, dass eine Justierung der Beleuchtungsoptik möglich ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Befestigungseinrichtung ebenfalls aus Silikon und sind die Sammellinse, die lichtformende Struktur und die Befestigungseinrichtung aus einem Stück geformt. Das heißt, Sammellinse, lichtformende Struktur und Befestigungseinrichtung sind einteilig/einstückig aus demselben Silikon geformt. Dies hat den Vorteil, dass die Beleuchtungsoptik einfach herzustellen und im Projektor zu positionieren ist.
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Die in 1 dargestellten einfachen Varianten grafischer Zeichen sind dadurch charakterisiert, dass deren scharf umgrenzte Fläche gleichmäßig ausgeleuchtet ist. Bei komplexeren grafischen Zeichen können innerhalb der projizierten Fläche ausgenommene, d.h. abgedunkelte, Bereiche vorhanden sein. In 2 sind einfache Ausführungen derartiger grafischer Zeichen dargestellt.
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Eine Beleuchtungsoptik zum Projizieren eines derartigen grafischen Zeichens verfügt zusätzlich über ein in der lichtformenden Struktur angeordnetes kegelförmiges Element mit einer Grundfläche und einer Spitze, wobei die Form der Grundfläche des kegelförmigen Elements der Form des abgedunkelten Bereichs entspricht, das kegelförmige Element so in der lichtformenden Struktur angeordnet ist, dass die Spitze entgegen der Projektionsrichtung ausgerichtet ist und die Grundfläche in Projektionsrichtung ausgerichtet ist und das kegelförmige Element so ausgestaltet ist, dass es für das in Projektionsrichtung auftreffende Licht totalreflektierend ist.
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Bei den zu projizierenden graphischen Zeichen mit einem abgedunkelten Bereich kann dieser prinzipiell beliebig ausgeformt sein und kann kreisrund, oval, drei- oder mehreckig oder freiförmig sein.
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Da bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik die Querschnittsform der Auskoppelfläche der lichtformenden Struktur der Form des zu projizierenden grafischen Zeichens entspricht, einschließlich des abgedunkelten Bereichs, so ist demgemäß bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik die Grundfläche des kegelförmigen Elements kreisrund, oval, drei- oder mehreckig oder freiförmig.
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Da zudem das kegelförmige Element so ausgestaltet ist, dass es für das von der Lichtquelle emittierte und somit in Projektionsrichtung auftreffende Licht totalreflektierend ist, wird das gesamte in die lichtformende Struktur eintretende Licht auf die zu projizierenden Bereiche der Beleuchtungsebene geleitet und für die Projektion genutzt, so dass eine optimale Effizienz erreicht wird.
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Das kegelförmige Element kann in der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik ausgeformt werden, indem das dem kegelförmigen Element entsprechende Volumen bei der Herstellung der Beleuchtungsoptik ausgenommen bleibt. Das heißt, die erfindungsgemäß durchgängig aus Silikon gebildete Beleuchtungsoptik weist in diesem Fall einen Hohlraum in der Form des kegelförmigen Elements auf.
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Weist das zu projizierende graphische Zeichen mehrere abgedunkelte Bereiche auf, die voneinander getrennt sind oder auch überlappen, so kann die lichtformende Struktur daran angepasst werden. In einem derartigen Fall weist die lichtformende Struktur der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik zwei oder mehrere kegelförmige Elemente auf, die wie oben beschrieben in der lichtformenden Struktur angeordnet und ausgerichtet sind, wobei die Grundflächen der kegelförmigen Elemente den abgedunkelten Bereichen des zu projizierenden graphischen Zeichens entsprechen. Ferner kann ein linear ausgetragenes kegelförmiges Element entlang einer Linie z.B. eines Kreises einen abgedunkelten Kreis mit beleuchteten Flächen innerhalb und außerhalb dieses abgedunkelten Bereiches aufweisen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Projektor zum Projizieren eines grafischen Zeichens auf eine Projektionsfläche zur Verfügung gestellt mit einer Lichtquelle mit einer lichtemittierenden Fläche, der wie oben beschriebenen erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik, die mit einer Einkoppelfläche der Sammellinse an die lichtemittierende Fläche der Lichtquelle angrenzt, und einem zu projizierenden Objekt in Form des grafischen Zeichens, das in Projektionsrichtung hinter der Beleuchtungsoptik derart angeordnet ist, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht darauf fällt und das grafische Zeichen auf die Projektionsfläche projiziert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektors ist die Lichtquelle ein oder mehrere Leuchtmittel ausgewählt aus Licht emittierende Diode (LED), organischer LED (OLED), Laserdiode und einem nach einem Laser Activated Remote Phosphor (LARP)-Prinzip arbeitenden Leuchtmittel.
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Die LED kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere LEDs aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein („CoB“ = Chip on Board). Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Projektor ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik derart integriert, dass die Einkoppelfläche der Sammellinse an die lichtemittierende Fläche der Lichtquelle angrenzt und somit das von der Lichtquelle emittierte Licht bündelt und der lichtformenden Struktur zuführt.
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In der Projektionsrichtung hinter der Beleuchtungsoptik, d.h. hinter der Auskoppelfläche der lichtformenden Struktur ist in der Beleuchtungsebene ein zu projizierendes Objekt angeordnet, das der Form des zu projizierenden grafischen Zeichens entspricht. Das zu projizierenden Objekt kann eine Maske in Form des grafischen Zeichens oder Logos sein.
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Das zu projizierende grafische Zeichen kann beispielsweise ein Logo einer Firma oder Institution, bei Fahrzeugen auch eine Typenbezeichnung oder ein beliebiges dekoratives Element sein. Es kann auch Buchstaben und/oder Zahlen einhalten.
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Der erfindungsgemäße Projektor weist zudem vorzugsweise eine Abbildungsoptik auf, die in Projektionsrichtung hinter dem zu projizierenden Objekt in der Beleuchtungsebene angeordnet ist, und mit der das grafische Zeichen auf die Projektionsfläche abgebildet werden kann.
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Der erfindungsgemäße Projektor kann beispielsweise in einem Fahrzeug verwendet werden, um ein graphisches Zeichen oder ein Logo auf die Fahrbahn oder angrenzende Flächen zu projizieren. Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nicht-autonomes oder teilautonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
- 1 zeigt Beispiele einfacher grafischer Zeichen bzw. Logos für eine Projektion mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik bzw. des erfindungsgemäßen Projektors.
- 2 zeigt Beispiele grafischer Zeichen bzw. Logos mit ausgenommenen, d.h. abgedunkelten, Bereichen für eine Projektion mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik bzw. des erfindungsgemäßen Projektors.
- 3 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors mit Lichtquelle, Beleuchtungsoptik und Beleuchtungsebene.
- 4 ist ein Diagramm, das die relative Beleuchtungsstärke in der Beleuchtungsebene des Projektors aus 3 darstellt.
- 5 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors mit Lichtquelle, Beleuchtungsoptik und Beleuchtungsebene.
- 6 ist ein Diagramm, das die relative Beleuchtungsstärke in der Beleuchtungsebene des Projektors aus 5 darstellt.
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In 3 ist schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 1 mit Lichtquelle 2, Beleuchtungsoptik 3 und Beleuchtungsebene 4 dargestellt. Die Beleuchtungsoptik ist einstückig ausgebildet, weist eine Sammellinse 5, eine lichtformende Struktur 7 und eine Befestigungseinrichtung 6 auf und ist aus einem Silikon hergestellt.
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Als Lichtquelle wird eine LED mit einer lichtemittierenden Fläche von 1 mm2 verwendet.
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Die Beleuchtungsoptik 3 grenzt mit ihrer Einkoppelfläche an die lichtemittierende Fläche der Lichtquelle 2 an, so dass das von der Lichtquelle emittierte Licht in die Sammellinse 5 der Beleuchtungsoptik 3 eintritt.
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In der ersten Ausführungsform ist die lichtformende Struktur 7 durchgehend mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, so dass auch die Auskoppelfläche der Beleuchtungsoptik 3 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Sammellinse 5 (TIR-Linse) und die lichtformende Struktur 7 der Beleuchtungsoptik 3 sind im Inneren totalreflektierend ausgebildet, so dass das in die Beleuchtungsoptik eintretende Licht mit hoher Effizienz gesammelt und zur Auskoppelfläche geleitet wird.
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Die Länge der einzelnen Elemente der Beleuchtungsoptik 4, d.h. die Abmessungen in Projektionsrichtung, betragen 4 mm für die TIR-Linse 5, 2 mm für die Befestigungseinrichtung 6 und 4 mm für die lichtformende Struktur 7, so dass die Gesamtlänge der Beleuchtungsoptik 3 ca. 10 mm beträgt. Die optische Effizienz der Beleuchtungsoptik 3 beträgt bis zu 80 %.
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In Projektionsrichtung (Strahlausbreitungsrichtung) 9 hinter der Beleuchtungsoptik ist die Beleuchtungsebene 4 angeordnet. Aufgrund des kreisrunden Querschnitts der Auskoppelfläche der lichtformenden Struktur 7 wird auf der Beleuchtungsebene 4 das wie in 4 gezeigte Beleuchtungsmuster mit einem Durchmesser von ca. 7 mm abgebildet. Im Speziellen zeigt 4 die relative Beleuchtungsstärke in der Beleuchtungsebene 4, wobei der beleuchtete Bereich schraffiert darstellt ist. In 4 ist zu erkennen, dass die auf der Beleuchtungsebene erzeugte kreisrund beleuchtete Fläche gleichmäßig ausgeleuchtet und relativ scharf abgegrenzt ist.
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In der Beleuchtungsebene ist das zu projizierende Objekt wie beispielsweise eine Maske angeordnet. Mit der Beleuchtungsoptik 3 der ersten Ausführungsform können grafische Zeichen oder Logos mit kreisförmiger Grundform und einem Durchmesser von bis zu 7 mm projiziert werden.
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In 5 ist schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 1 mit Lichtquelle 2, Beleuchtungsoptik 3 und Beleuchtungsebene 4 dargestellt.
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Abmessungen, Materialien und Eigenschaften der Beleuchtungsoptik der zweiten Ausführungsform sind identisch zu denen der ersten Ausführungsform mit Ausnahme, dass ein kegelförmiges Element 8 in der lichtformenden Struktur 7 angeordnet ist, derart, dass die Spitze des kegelförmigen Elements 8 entgegen der Projektionsrichtung, d.h. zu der Lichtquelle, ausgerichtet ist und die Grundfläche in Projektionsrichtung ausgerichtet ist. Das kegelförmige Element 8 weist eine kreisförmige Grundfläche auf und ist bezogen auf den Querschnitt der lichtformenden Struktur 7 mittig angeordnet. Das kegelförmige Element bzw. dessen Steigung ist so ausgestaltet, dass die auftreffenden Lichtstrahlen einer Totalreflektion unterliegen.
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Aufgrund dieser Anordnung wird innerhalb des auf der Beleuchtungsebene erzeugten kreisrunden Beleuchtungsmusters im Zentrum ein kreisrunder Bereich abgedunkelt. Dadurch, dass das kegelförmige Element auf seiner der Lichtquelle zugewandten Oberfläche totalreflektierend ausgebildet ist, werden die aus den abgedunkelten Bereich gerichteten Lichtstrahlen nicht absorbiert sondern in andere Bereiche der Beleuchtungsebene abgelenkt, so dass auch mit der Beleuchtungsoptik 3 der zweiten Ausführungsform eine optische Effizienz von bis zu 80 % erreicht wird.
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Mit der Beleuchtungsoptik der zweiten Ausführungsform wird auf der Beleuchtungsebene 4 das wie in 6 gezeigte Beleuchtungsmuster mit einem Außendurchmesser von ca. 7 mm und einem zentralen abgedunkelten Beriech in Kreisform mit einem Durchmesser von ca. 3 mm abgebildet. Im Speziellen zeigt 6 die relative Beleuchtungsstärke in der Beleuchtungsebene 4, wobei der beleuchtete Bereich einfach schraffiert darstellt ist und der abgedunkelte Bereich kreuzschraffiert dargestellt ist. In 6 ist, wie in 4, die Bemaßung der Achsen in Millimeter.
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Mit der Beleuchtungsoptik 3 der zweiten Ausführungsform können grafische Zeichen oder Logos mit kreisförmiger Grundform und einem Durchmesser von bis zu 7 mm projiziert werden, die zudem im Zentrum einen nicht ausgeleuchteten Bereich aufweisen, der dem wie in 6 gezeigten abgedunkelten Bereich entspricht.
