DE10242170B4 - Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes - Google Patents

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Abstract

Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes, wobei der Lichtleiter (1) zumindest einen Seitenabschnittsraum (5, 6) und einen sich hieran anschließenden, keilförmig verjüngenden Hauptkörper (2) aufweist, mindestens eine Lichtquelle (12, 13) an der Unterseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) angeordnet ist und die Oberfläche des Lichtleiters mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche an der Rückseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) und der ein Lichtleiterfeld bildenden Lichtaustrittsfläche an der ebenen Oberseite (3) mit einer lichtreflektierenden Beschichtung(11) versehen ist, wobei die Rückseite (4) des Lichtleiters (1) am Ort der Lichteinstrahlung eine unbeschichtete Streulinsenstruktur (15) und eine sich daran anschließende beschichtete Treppenstufungsstruktur (17) aufweist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes, wobei der eine Treppenstufungsstruktur aufweisende Lichtleiter zumindest einen Seitenabschnittsraum und einen sich hieran anschließenden, keilförmig verjüngenden Hauptkörper aufweist, mindestens eine Lichtquelle an der Unterseite des Seitenabschnittsraumes angeordnet ist und die Oberfläche des Lichtleiters mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche an der Rückseite des Seitenabschnittsraumes und der ein Lichtleiterfeld bildenden Lichtaustrittsfläche an der ebenen Oberseite mit einer lichtreflektierenden Beschichtung versehen ist. Die Erfindung kann beispielsweise bei Schaltern, Tastern oder Dimmern verwendet werden.
  • Aus der DE 41 22 118 C2 ist eine Schriftfeldbeleuchtung für elektrische Installationsgeräte bekannt, mit einer das auf einem Schriftträger angeordnete Schriftfeld von seiner Rückseite her beleuchtenden Lichtquelle sowie mit einem Lichtleiterelement, das zwischen der Lichtquelle und dem Schriftträger angeordnet ist und auf seiner dem Schriftträger abgewandten Rückseite eine Einformung zur Aufnahme der Lichtquelle aufweist. Das Lichtleiterelement kontaktiert den Schriftträger zu wenigstens zwei Drittel seiner Fläche und ist im Bereich der Einformung für die Lichtquelle aus der Schriftträgerebene zurückgesetzt. Das Lichtleiterelement besitzt Stege, welche einen trichterförmigen Hohlraum begrenzen und die als Lichtkanäle von der Lichtquelle zu den Seitenbereichen des Lichtleiterelementes dienen. Die zentrisch in der Flächenmitte des Lichtleiterelementes angeordnete Einformung weist eine Durchbruchsöffnung auf, durch welche Licht von der Lichtquelle direkt auf die Rückseite des Schriftträgers strahlt. Die dem Schriftträger abgewandte Rückseite des Lichtleiterelementes weist im Bereich der an die Stege anschließenden Seitenbereiche eine quer zur Lichtausbreitungsrichtung verlaufende Riffelung auf.
  • Aus der EP 0 899 760 A2 ist ein elektrischer Tastschalter bekannt, welcher eine Betätigungswippe mit Schriftfeld aufweist, das mit einer transparenten Abdeckung versehen ist. Bei einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Schriftfeldes ist ein Lichtleiterkeil in einen Einschnitt oder Schacht der Wippe eingelegt, in dessen Lichteintrittsfläche im Bereich seines dicken Keilendes Licht mittels einer Lichtquelle einspeisbar ist. Die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiterkeils ist der Abdeckung zugewandt und an deren Abmessungen angepasst. Zwischen die Abdeckung und den Lichtleiterkeil ist eine beschriftete oder beschriftbare transparente Einlage einlegbar. Die Lichtleiterquelle ist eine lichtemittierende Diode LED. Die Oberfläche des Lichtleiterkeils ist mit Ausnahme der Lichtein- und -austrittsflächen mit lichtreflektierenden Beschichtungen versehen.
  • Aus der DE 688 00 971 T2 ist eine Optik zur Trennung von Hoch- und schwachintensivem Licht bekannt. Die Trennoptikeinrichtung weist einen transparenten einteiligen Körperabschnitt auf, der sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ende erstreckt, wobei der Körperabschnitt einen vorderen Abschnitt, der eine vordere Beleuchtungsfläche bildet, einen hinteren Abschnitt, der mehrere schräge umlenkende Abschrägungen aufweist, die durch Zwischenbereiche getrennt sind, und ein optisches Element aufweist, das innerhalb wenigstens einem der Zwischenbereiche angeordnet ist. Die Abschrägungen lenken von dem ersten oder dem zweiten Ende empfangenes Licht in Richtung der vorderen Beleuchtungsfläche um und streuen es. Das optische Element leitet von dem Zwischenbereich empfangenes Licht direkt in Richtung der vorderen Beleuchtungsfläche.
  • Aus der DE 199 43 255 A1 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge bekannt, mit einem Gehäuse, in dem mindestens ein Lichteinkopplungselement angeordnet ist, das mit einem langgestreckten Lichtleiter koppelbar ist. Der Lichtleiter weist Lichtauskopplungselemente zur Auskopplung des Lichtes in eine vorgegebene Lichtaustrittsrichtung auf. Die Lichtauskoppelelemente bilden eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Prismen, die sich jeweils senkrecht zur Längserstreckung der Lichtleiter erstrecken.
  • Aus der DE 35 26 511 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle für Anzeigevorrichtungen bekannt, mit einem Lichtleiter, der eine lineare Fresnel-Reflexionsfläche aufweist, die aus kontinuierlichen, stufenförmig abwechselnden reflektierenden Oberflächen mit zwei verschiedenen Reflexionswinkeln besteht. Die Lichtquelle ist derart an einem Ende des Lichtleiters angeordnet, dass das von der Lichtquelle ausgesandte Licht an der Fresnel-Reflexionsfläche reflektiert wird, bevor es durch eine lichtaussendende Oberfläche des Lichtleiters austritt.
  • Aus der DE 196 10 816 A1 ist ein Hintergrundbeleuchtungssystem für eine Anzeigetafel bekannt, mit einer Lichtquelle und einem Lichtleiter, wobei interne Totalreflexion verwendet wird, um die Anzeigetafel von der Rückseite her zu beleuchten. Die Rückfläche des Lichtleiters besteht aus mehreren parallelen Abschnitten parallel zur Frontfläche und Verbindungsabschnitten, welche mindestens zwei Flächen umfassen, die zu den parallelen Abschnitten geneigt sind und dabei aufeinanderfolgende dachförmige Strukturen entlang der Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung bilden.
  • Aus der DE 41 29 094 A1 ist eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge mit einer Anzahl als Leuchtdioden ausgebildeten Lichtquellen bekannt. Jeder Leuchtdiode ist ein langgestrecktes Lichtleitelement zugeordnet, wobei eine Stirnfläche jedes Lichtleitelementes als eine Lichteinkoppelfläche für das Licht der Leuchtdiode ausgebildet ist. Die der Lichtaustrittsfläche abgewandte Seite jedes Lichtleiterelements weist lichtablenkende Mittel, wie Prismen, auf.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes mit relativ großflächiger, homogener Lichtausleuchtung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes, wobei der Lichtleiter zumindest einen Seitenabschnittsraum und einen sich hieran anschließenden, keilförmig verjüngenden Hauptkörper aufweist, mindestens eine Lichtquelle an der Unterseite des Seitenabschnittsraumes angeordnet ist und die Oberfläche des Lichtleiters mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche an der Rückseite des Seitenabschnittsraumes und der ein Lichtleiterfeld bildenden Lichtaustrittsfläche an der ebenen Oberseite mit einer lichtreflektierenden Beschichtung versehen ist, wobei die Rückseite des Lichtleiters am Ort der Lichteinstrahlung eine unbeschichtete Streulinsenstruktur und eine sich daran anschließende beschichtete Treppenstufungsstruktur aufweist.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit Hilfe des vorgeschlagenen Lichtleiters auch bei relativ großflächigen Lichtleitern eine gewünschte gleichmäßig (homogene) helle Ausleuchtung des gesamten Lichtleiterfeldes realisiert werden kann. Die reflektierende Beschichtung ermöglicht in Verbindung mit der Streulinsenstruktur (der Fresnellinsenstruktur) und der Treppenstufungsstruktur an der Rückseite des Lichtleiters die Totalrefexion der „zugeführten" Lichtstrahlen an die Oberseite, wobei gleichzeitig nachteilige Effekte durch divergierend austretende Lichtstrahlen verhindert werden. Wippen von Schaltern, Dimmern oder Tastern werden relativ intensiv beleuchtet, was das Auffinden und Betätigen wesentlich erleichtert. Da der gesamte Lichtleiter als einstückiges Kunststoff-Spritzteil in einem Schritt herstellbar ist, sind die Produktionskosten relativ niedrig.
  • Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen seitlichen Schnitt durch einen Lichtleiter,
  • 2 eine Sicht auf die Oberseite eines Lichtleiters,
  • 3 eine Sicht auf die Unterseite (Rückseite) eines Lichtleiters,
  • 4 eine Detailansicht des Lichtleiters.
  • In 1 ist ein seitlicher Schnitt durch einen Lichtleiter dargestellt. Es ist ein als Kunststoff-Spritzteil gefertigter und aus glasklarem Polycarbonat bestehender Lichtleiter 1 zu erkennen, welcher aus einem großflächigem Hauptkörper 2 und zwei einstückig angeformten Seitenabschnittsräumen 5, 6 gebildet ist. Der Hauptkörper 2 besitzt eine planebene Oberseite 3 – vorzugsweise mit Erodierstruktur (aufgerauht) – sowie eine Rückseite 4 mit treppenartig abgestufter Struktur bzw. Treppenstufungsstruktur. Aufgrund dieser Treppenstufungsstruktur verjüngt sich der Querschnitt des Hauptkörpers 2 jeweils keilförmig (ausgehend) von den beiden Seitenabschnittsräumen 5, 6 zur Mitte bzw. zur Mittel-Längsachse hin.
  • Die beiden Seitenabschnittsräume 5 bzw. 6 weisen im Bereich der Rückseite 4 des Lichtleiters 1 jeweils Nuten 7 bzw. 8 auf, in welche jeweils mindestens eine Lichtquelle 12 bzw. 13 einstrahlt. Als Lichtquellen 12, 13 dienen vorzugsweise weiße, 120° „nach oben" abstrahlende Leuchtdioden. Die Lichtquellen 12, 13 können beispielsweise auf einer Leiterplatte 14 montiert sein. Die Anzahl der je Seite erforderlichen Lichtquellen richtet sich nach den Abmessungen (Breite) des Lichtleiters, d. h. bei einem relativ schmalen Lichtleiter mit rechteckförmiger Struktur genügen im allgemeinen ein bis zwei Leuchtdioden je Seite, während bei einem Lichtleiter mit quadratischer Ausbildung drei bis vier Leuchtdioden je Seite vorgesehen sind.
  • Mehrere an den Außenkanten der Seitenabschnitsräume 5, 6 einstückig angeformte Befestigungslaschen 9 dienen zur Montage (Fixierung) des Lichtleiters, beispielsweise an einer Wippe eines Schalters, Dimmers oder Tasters.
  • Die Oberseite 3 des Lichtleiters 1 ist zweckmäßig mit einer glasklaren Glättungsfolie 10, vorzugsweise ebenfalls aus Polycarbonat versehen, welche diffus austretendes Licht glättet. Diese Glättungsfolie 10 kann vorteilhaft auch zur Beschriftung oder zur Darstellung von Symbolen verwendet werden. Die Rückseite 4 des Lichtleiters 1 sowie die Oberflächen der Seitenabschnittsräume 5, 6 sind mit einer gestrichelt dargestellten lichtreflektierenden Beschichtung 11 versehen, wobei selbstverständlich die Nuten 7, 8 frei von derartigen Beschichtungen sind, um den Lichteintritt von den Lichtquellen 12, 13 zum Lichtleiter 1 zu ermöglichen. Als lichtreflektierende Beschichtung 11 kann eine Verspiegelung – vorzugsweise Aluminium-Bedampfung – oder alternativ ein weißes Beschichtungsmaterial dienen.
  • In 2 ist eine Sicht auf die Oberseite eines Lichtleiters dargestellt. Es sind die mit der Glättungsfolie 10 versehene Oberseite 3 des Lichtleiters 1 sowie die beiden Seitenabschnittsräume 5, 6 und die Befestigungslaschen 9 zu erkennen. Zusätzlich kann in der Oberseite 3 des Lichtleiters 1 ein Fenster für eine separate Statusanzeige (realisiert durch eine zusätzliche farbige Leuchtdiode) vorgesehen sein.
  • In 3 ist eine Sicht auf die Unterseite eines Lichtleiters dargestellt. Es sind die mit der Beschichtung 11 versehene Rückseite 4 des Lichtleiters 1 sowie die beiden Seitenabschnittsräume 5, 6 mit den Nuten 7, 8 und die Befestigungslaschen 9 zu erkennen.
  • In 4 ist eine Detailansicht des Lichtleiters 1 dargestellt. Es ist ein randseitiger Abschnitt des Hauptkörpers 2 mit Oberseite 3, Rückseite 4 und Seitenabschnittsraum 5 mit Nut 7 zu erkennen. Der Bodenbereich der Nut 7 ist in Form einer Streulinsenstruktur 15 ausgebildet. Der beschichtete Abschnitt der Rückseite 4 weist im Bereich des Seitenabschnitsraumes 5 abschnittsweise zunächst eine Fresnellinsenstruktur 16 (Struktur einer in mehreren Stufen aufgebauten insbesondere konvexen Linse zur gezielten Bündelung/Ablenkung des Lichts bzw. Erzeugung von Parallelbündeln) auf, welche in die vorstehend bereits erwähnte Treppenstufungsstruktur 17 übergeht. Selbstverständlich ist der Lichtleiter 1 auf der gegenüberliegenden Seite, d. h. beim Seitenabschnittsraum 6, in gleicher Art ausgebildet.
  • Es ist in einfacher Weise nachzuvollziehen, daß die über die Streulinsenstruktur 15 in den Lichtleiter 1 einstrahlenden Lichtstrahlen insbesondere in den mit SA und SB gekennzeichneten seitlichen und oberen Bereichen der Beschichtung 11 intensiv reflektiert und in den Bereich der Fresnellinsenstrunktur 1, in den Bereich der Treppenstufungsstruktur 17 und in den Bereich der Oberseite 3 gelenkt werden. Der genaue Winkel der Abwinkelung der Außenflächen der Seitenabschnittsräume (Schrägflächen) im Bereich SA ist von großer Wichtigkeit für die gewünschte, zielgerichtete Reflexion der Lichstrahlen. Je nach Einfallswinkel der Lichtstrahlen an der Oberseite 3 werden die Lichtstrahlen zurück in Richtung Treppenstufungsstruktur 17 reflektiert oder tragen zum gewünschten homogenen Lichtaustritt LA (siehe 1) an der Oberseite 3 des Lichtleiters 1 bei.
  • Selbstverständlich ist der Lichtleiter alternativ auch in einer im Vergleich zum vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels unsymmetrischer Art mit lediglich einem Seitenabschnittsraum mit angeformtem keilförmigem Hauptkörper ausführbar, wobei jedoch die Streulinsenstruktur, Fresnellinsenstruktur und Trepppenstufungsstruktur unverändert sind.
  • Eine weitere alternative Ausführungsform des Lichtleiters zeichnet sich dadurch aus, daß sich die Treppenstufungsstruktur 17 (unter Verzicht auf die Fresnellinsenstruktur 16) unmittelbar an die Streulinsenstruktur 15 anschließt.

Claims (10)

  1. Lichtleiter eines elektrischen Installationsgerätes, wobei der Lichtleiter (1) zumindest einen Seitenabschnittsraum (5, 6) und einen sich hieran anschließenden, keilförmig verjüngenden Hauptkörper (2) aufweist, mindestens eine Lichtquelle (12, 13) an der Unterseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) angeordnet ist und die Oberfläche des Lichtleiters mit Ausnahme der Lichteintrittsfläche an der Rückseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) und der ein Lichtleiterfeld bildenden Lichtaustrittsfläche an der ebenen Oberseite (3) mit einer lichtreflektierenden Beschichtung(11) versehen ist, wobei die Rückseite (4) des Lichtleiters (1) am Ort der Lichteinstrahlung eine unbeschichtete Streulinsenstruktur (15) und eine sich daran anschließende beschichtete Treppenstufungsstruktur (17) aufweist.
  2. Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Streulinsenstruktur (15) und Treppenstufungsstruktur (17) abschnittsweise eine Fresnellinsenstruktur (16) ausgebildet ist.
  3. Lichtleiter nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch eine symmetrische Ausgestaltung mit zwei Seitenabschnittsräumen (5, 6) und einem Hauptkörper (2) mit einem sich keilförmig von den beiden Seitenabschnittsräumen (5, 6) zur Mittel-Längsachse hin verjüngendem Querschnitt.
  4. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Streulinsenstruktur (15) in einer Nut (7, 8) in der Rückseite des Seitenabschnittsraumes (5, 6) befindet.
  5. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Breite des Lichtleiters zwei, drei, vier und mehr Lichtquellen (12, 13) nebeneinander angeordnet sind.
  6. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtreflektierende Beschichtung (11) als Verspiegelung auf der Rückseite (4) des Hauptkörpers (2) ausgebildet ist.
  7. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weiße lichtreflektierende Beschichtung (11) auf der Rückseite (4) des Hauptkörpers (2) vorgesehen ist.
  8. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (3) des Lichtleiters (1) eine Erodierstruktur aufweist.
  9. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (1) aus glasklarem Polycarbonat besteht.
  10. Lichtleiter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (3) des Lichtleiters (1) mit einer glasklaren Glättungsfolie (10) bedeckt ist.
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